Яка головна особливість будови землі. Внутрішня будова шарів Землі - кора, мантія, ядро

Вельми загадковими і практично недоступними є надра Землі. На жаль ще не існує такого апарату, за допомогою якого можна проникнути і вивчити внутрішню будову Землі. Дослідниками встановлено, що на даний момент найглибша шахта в світі має глибину в 4 км, а найглибша свердловина знаходиться на Кольському півострові і становить 12 км.

Однак певні знання про глибинах нашої планети все-таки встановлені. Вчені вивчили її внутрішню будову за допомогою сейсмічного методу. Основою даного методу, є вимір коливань під час землетрусу або штучних вибухів вироблених в надрах Землі. Речовини з різною щільністю і складом, пропускали через себе коливання з певною швидкістю. Що дозволило за допомогою спеціальних приладів виміряти цю швидкість і проаналізувати отримані результати.

думка вчених

Дослідниками було встановлено, що наша планета має кілька оболонок: земну кору, мантію і ядро. Вчені вважають, що приблизно 4,6 млрд. Років тому почалося розшарування надр Землі і продовжує розшаровуватися, до цього дня. На їхню думку, всі важкі речовини спускаються до центру Землі, приєднуючись до ядра планети, а більш легкі речовини піднімаються вгору і стають земною корою. Коли внутрішнє розшарування закінчиться, наша планета перетворитися в холодну і мертву.

Земна кора

Є найтоншою оболонкою планети. Її частка становить 1% від загальної маси Землі. На поверхні земної кори живуть люди і добувають з неї все необхідне для виживання. У земній корі, у багатьох місцях, є шахти і свердловини. Її склад та будова вивчається за допомогою зразків зібраних з поверхні.

мантія

Являє собою саму велику оболонку землі. Її обсяг, і маса становить 70 - 80% всієї планети. Мантія складається з твердої речовини, але менш щільного, ніж речовина ядра. Чим глибше розташовується мантія, тим більше ставати її температура і тиск. Мантія має частково розплавлений шар. За допомогою цього шару тверді речовини переміщуються до ядра землі.

ядро

Є центром землі. Воно має дуже високу температуру (3000 - 4000 о С) і тиск. Складається ядро \u200b\u200bз найбільш щільних і важких речовин. Воно становить приблизно 30% від загальної маси. Тверда частина ядра плаває в його рідкому шарі, створюючи тим самим магнітне поле землі. Воно є захисником життя на планеті, оберігаючи її від космічних променів.

Науково-популярний фільм про формування нашого світу

Внутрішньо будова Землі - одна з найцікавіших і маловивчених тем сучасних вчених. На сьогоднішній день, у нас є в десятки разів більше інформації про космос, ніж про те, що відбувається в самому серці нашої планети.Пронікновеніе людини всередину земної кори настільки мізерна, наскільки жало комара може пробути шкіру людини. Вся справа в тому, що верхній шар всієї Земної кулі - це досить щільна за своїм складом земна кора. І щоб пробурити в ній свердловину, маючи найсучасніше обладнання, потрібно витратити кілька місяців, а глибина її становитиме всього кілька кілометрів.

А що таке кілька кілометрів в порівнянні з кількома тисячами? Основну роль у вивченні внутрішніх шарів Землі віддають сейсмології. В ідеалі - це наука, яка вивчає землетрусу. Але саме завдяки сейсмічним методам (природні землетрусу або ж штучні вибухи) вдалося з'ясувати, що вся внутрішня частина планети умовно ділиться на три частини - земна кора, в'язка мантія і ядро.

Земна кора

Земна кора є тверду оболонку Землі і є верхньою частиною літосфери. Більша її частина знаходиться під Світовим океаном і звідси відбувається розподіл кори на океанічну (займає 21%) і континентальну (79%). Якщо взяти загальну масу планети за 100%, то на кору припадає всього лише 0,47%. Для земної кори характерні постійні горизонтальні і вертикальні руху, що призводить до утворення різних форм рельєфу. Розподіл кори на материкову і океанічну обгрунтовано її відрізняємо в будові.

Материкова частина набагато товщі океанічної, а її кордон не збігається з береговою лінією Світового океану. З географічної точки зору вважається, що прибережні зони, дрібні моря, затоки з глибиною до 200 метрів є продовженням континентальної частини. Адже, як показують дослідження, знаходження невеликих водних об'єктів на тій чи іншій території - явище не постійне. Океанічна частина кори починається там, де глибина води сягає 4 кілометрів.

Материкову кору формують три шари:

• Осадовий - його товщина в деяких місцях сягає до 15 км. А свою назву шар отримав через те, що він складається з опадів різного типу, які протягом мільйонів років накопичувалися шар за шаром. Вивчення цього шару дає можливість вченим спостерігати за різними геологічними процесами, простежити етапи підняття і опускання кори.
• Гранітний шар отримав свою назву в результаті однаковою швидкості сейсмічних хвиль в ньому і в самому граніті. Складається він з порід кристалічного походження, які утворилися в результаті підняття магми з глибин Землі.
• Базальтовий шар отримав свою назву так само завдяки швидкості сейсмічних хвиль в ньому. Нижня межа цього шару може досягати 70 км в глибину і відповідно точний склад його ніхто не знає. За одними припущеннями він складається з базальтів, за іншими - з метаморфічних порід з високим ступенем метаморфізму.

Океанічна частина земної кори відрізняється за складом від материкової, хоча в своїй будові вона також має три шари. Осадовий шар в океанічній частини в ширину досягає всього 1 км. Гранітний шар відсутній, а на його місці знаходиться маловивчена частина, яку найчастіше називають як другий або проміжний шар. Ну і третій - це базальтовий шар, який за своєю будовою схожий на материковий. Слід зауважити, що товщина земної кори океанічного типу всього 3-7 км, що набагато менше, ніж материкового.

мантія

Частина Землі, яка розташувалася під земною корою, називається мантія. Це сама об'ємна частина, на її масу припадати 67%. Верхня межа мантії перебувати на глибині 30 км, а нижня - 2900 км від поверхні. Проміжок між корою і мантією називають зоною Мохоровичича. У свій чергу сама мантія ділиться на кілька сфер: верхню (глибина до 900 км) і нижню мантії. Процеси, які відбуваються в мантії, істотно впливають на поверхню Землі і на саму кору. Саме завдяки грузлому складу мантії, відбувається рух літосферних плит, виверження вулканів, землетруси і формування різних рудних родовищ.

По одному з думок вчених вважається, що мантія складається з елементів, які під час утворення планети перебували в твердому стані. Залізо і магній об'єдналися з діоксидом кремнію і сформували силікати. Силікати магнію знаходяться у верхній частині мантії, а з глибиною збільшується кількість силікатів заліза. У нижній частині мантії вони розкладаються на оксиди. Зі збільшенням глибини відбувається значне збільшення температури і тиску. вивчення мантії тривалий час викликає величезний інтерес серед вчених всієї планети. Дослідження порід, які, на думку вчених, входять до складу верхньої і нижньої мантії, призвело їх до висновку, що в нижній її частині знаходиться значна кількість кремнію. А для верхнього шару характерні запаси води, які просочуються туди через земну кору, а також здатні підніматися назад.

Ядро земної кулі

У самому центрі нашої планети розташувалося ядро, яке займає 31,5% від усієї маси Землі. Так само як і інші внутрішні складові планети, ядро \u200b\u200bскладається з декількох частин - зовнішнє і внутрішнє ядро. За проведеним дослідженням було з'ясовано, що в складі ядра переважає залізно-нікелевий сплав. Зовнішня частина ядра має радіус близько 2200 км, а за складом воно більш рідке. Внутрішня частина менше за розміром, її радіус 1300 км і вона більш щільна. Наша планета має магнітне поле, на створення якого безпосередній вплив надають внутрішні структури Землі.

Це говорить про те, що ядро \u200b\u200bмає бути електропровідниками. Середня щільність речовини, яке входить до складу ядра складає 11 т / м3. Така щільність може бути тільки у металу. Точний склад ядра не може з'ясувати жоден учений, так як отримати зразки з центру Землі просто нереально. А вся інформація, яка є в наявності, є лише припущеннями і припущеннями.

Аналізуючи все вищесказане, можна зробити висновок, що внутрішня будова Землі дуже складне. З одного боку все просто - кора, мантія, ядро. Але з іншого - заглянути всередину ми не можемо, щоб бути 100% впевненими в тому, що там відбувається. Доведено, що планета утворилася з скупчення різних шматків метеоритів, астероїдів, комет, пилу і бруду. Всі ці частинки формували Землю без певного порядку. А говорить це про те, що спочатку у всіх сферах були шматки одного і того ж складу. Для того, щоб утворилися географічні оболонки, Щоб відбулося виділення внутрішніх шарів земної кулі, повинні були відбуватися гігантські процеси.

Аналізую динаміку розвитку земної кори, ми в черговий раз переконуємося, що ці процеси не згасають і зараз. Мільярди років відбувається рух літосферних плит, освіту величезних западин, відійшли лави, формування гір. Потім це все руйнується і споруджується заново. Все це можливо тільки при наявності величезної енергії і речовини, які не перестають виділятися з надр Землі. З'ясувати причини всіх цих процесів і розгадати їх взаємовідношення між собою - це головне завдання вчених, на розгадку якої піде ще не одне десятиліття.

Таке питання, як будова Землі, цікавить дуже багатьох вчених, дослідників і навіть віруючих. З бурхливим розвитком науки і техніки з початку 18 століття багато гідних трудівники науки витратили чимало зусиль для того, щоб зрозуміти нашу планету. Сміливці спускалися на дно океану, літали в найвищі шари атмосфери, бурили величезної глибини свердловини для дослідження грунтів.

Сьогодні існує досить цілісна картина того, з чого складається Земля. Правда, пристрій планети і всіх її областей все ще не відомо на 100%, але вчені поступово розширюють межі пізнання і отримують все більше об'єктивної інформації з цього приводу.

Форма і розміри планети Земля

Форма і геометричні розміри Землі - основні поняття, якими вона описується, як небесне тіло. У середні століття вважалося, що планета має плоску форму, знаходиться в центрі Всесвіту, а навколо неї обертається Сонце і інші планети.

Але такі сміливі натуралісти, як Джордано Бруно, Микола Коперник, Ісаак Ньютон спростували подібні судження і математично довели, що Земля має форму кулі з приплющеними полюсами і обертається навколо Сонця, а не навпаки.

Структура планети дуже різноманітна, при тому, що її розміри досить невеликі за мірками навіть сонячної системи - довжина екваторіального радіуса становить 6378 кілометрів, полярного радіуса - 6356 км.

Довжина одного з меридіанів дорівнює 40008 км, а екватор простягається на 40007 км. З цього також видно, що планета кілька «приплющив» між полюсами, її вага становить 5.9742 × 10 24 кг.

земні оболонки

Земля складається з багатьох оболонок, що утворюють своєрідні шари. Кожен шар є центрально симетричним по відношенню до базової центральній точці. Якщо візуально виконати розріз грунту по всій його глибині, то відкриються шари з різним складом, Агрегатним станом, щільністю і т. Д.

Всі оболонки діляться на дві великі групи:

1. Внутрішня будова описується, відповідно, внутрішніми оболонками. Ними є земна кора і мантія Землі.
2. Зовнішні оболонки, до яких відноситься гідросфера і атмосфера.

Будова кожної оболонки є предметом вивчення окремих наук. Вчені до цих пір, в століття бурхливого технічного прогресу, не всі питання з'ясували до кінця.

Земна кора і її типи

Земна кора - це одна з оболонок планети, займає тільки близько 0,473% від її маси. Глибина кори 5 - 12 кілометрів.

Цікаво відзначити, що глибше вчені практично не проникали, а якщо провести аналогію, то кора - це як шкірка на яблуці по відношенню до всього його обсягу. Подальше і більш точне вивчення вимагає абсолютно іншого рівня розвитку техніки.

Якщо дивитися на планету в розрізі, то в міру різної глибини проникнення всередину її структури можна по порядку виділити такі типи земної кори:

1. океанічна кора - складається переважно з базальтів, знаходиться на дні океанів під величезними шарами води.
2. континентальна або материкова кора - покриває сушу, складається з дуже багатого хімічного складу, що включає на 25% кремній, на 50% кисень, а також 18% інших основних елементів таблиці Менделєєва. З метою зручного вивчення цієї кори її ще ділять на нижню і верхню. Найбільш древні відносяться до нижньої частини.

Температура кори зростає в міру поглиблення.

мантія

Основний обсяг нашої планети становить мантія. Вона займає весь простір між розглянутої вище корою і ядром і складається з багатьох шарів. Найменша товщина до мантії складає близько 5 - 7 км.

Сучасний рівень розвитку науки і техніки не дозволяє безпосередньо вивчати дану частину Землі, тому для отримання інформації про неї використовують непрямі методи.

Дуже часто народження нової земної кори супроводжується її контактом з мантією, що особливо активно відбувається в місцях під океанськими водами.

Сьогодні вважається, що існує верхня і нижня мантії, які поділяються кордоном Мохоровичича. Відсотки цього розподілу прораховані досить точно, але вимагають уточнення в майбутньому.

Зовнішнє ядро

Ядро планети також не є однорідним. Величезні температури, тиск змушують протікати тут багато хімічні процеси, проводиться розподіл мас, речовин. Ядро ділиться на внутрішнє і зовнішнє.

Зовнішнє ядро \u200b\u200bмає товщину близько 3000 кілометрів. Хімічний склад цього шару: залізо і нікель, що знаходяться в рідкій фазі. Температура середовища тут коливається від 4400 до 6100 градусів за Цельсієм в міру наближення до центру.

внутрішнє ядро

Центральна частина Землі, радіус якої приблизно 1200 кілометрів. Самий нижній шар, який також складається з заліза і нікелю, а також деяких домішок легких елементів. Агрегатний стан цього ядра схоже з аморфним. Тиск тут досягає неймовірних 3,8 млн. Бар.

А ви знаєте, скільки кілометрів до ядра землі? Відстань приблизно 6371 км, що легко вираховується, якщо знати діаметр і інші параметри кулі.

Порівняння потужності внутрішніх шарів Землі

Геологічна будова часом оцінюється таким параметром, як потужність внутрішніх шарів. Вважається, що найбільш потужною є мантія, так як у неї найбільша товщина.

Зовнішні сфери земної кулі

Планета Земля відрізняється від будь-якого іншого відомого вченим космічного об'єкта тим, що володіє ще і зовнішніми сферами, до яких належать:

• гідросфера;
• атмосфера;
• біосфера.

Методи дослідження цих сфер значно відрізняються, адже всі вони дуже різняться за своїм складом і об'єкту вивчення.

гідросфера

Під гідросферою розуміється вся водна оболонка Землі, включаючи як величезні океани, що займають приблизно 74% поверхні, так і моря, річки, озера і навіть невеликі струмки і водойми.

Найбільша товщина гідросфери становить близько 11 км і спостерігається в районі Маріанської западини. Саме вода вважається джерелом життя і тим, що відрізняється наш куля від всіх інших у Всесвіті.

Гідросфера займає приблизно 1,4 млрд. Км 3 об'єму. Тут вирує життя, і забезпечуються умови для функціонування атмосфери.

атмосфера

Газова оболонка нашої планети, надійно закриває її надра від космічних об'єктів (метеоритів), космічного холоду та інших явищ, несумісних з життям.

Товщина атмосфери становить за різними оцінками близько 1000 км. Біля поверхні грунту щільність атмосфери становить щільність 1,225 кг / м 3.

На 78% газова оболонка складається з азоту, на 21% з кисню, решта припадає на такі елементи, як аргон, вуглекислий газ, гелій, метан та інші.

біосфера

В незалежності від того, як вивчають дане питання вчені, біосфера становить найважливішу частину структури Землі - це та оболонка, яка населена живими істотами, включаючи і самих людей.

Біосфера не просто населена живими істотами, але ще і постійно змінюється під їх впливом, особливо, під впливом людини і його діяльності. Цілісне вчення про цю сферу розробив великий вчений В. І. Вернадський. Саме це визначення ввів австрійський геолог Зюсс.

висновок

Поверхня Землі, а також всі оболонки її зовнішньої і внутрішньої структури є дуже цікавим предметом дослідження для цілих поколінь учених.

Хоч на перший погляд здається, що розглянуті сфери досить розрізнені, але насправді вони пов'язані непорушними зв'язками. Наприклад, життя і вся біосфера просто неможливі без гідросфери та атмосфери, ті ж, у свою чергу, беруть початок з надр.

\u003e\u003e З чого складається Земля

опис складу Землі для дітей з фото: будова планети на малюнку, з чого складається кора, мантія і ядро, як виглядає верхня оболонка, товщина шарів.

Земля - \u200b\u200bтретя планета від Сонця, а й єдина поки планета в сонячній системі і відомої Всесвіту, на якій проживає розвинена форма життя. Це рідний дім, який дітям буде корисно вивчити. Давайте детально розглянемо будову Землі, в чому допоможуть наші фото, схеми і малюнки.

почати пояснення для дітей про склад Землі слід з того, що ми живемо на унікальній планеті, так як на ній є вода. Звичайно, існують і інші світи, а також супутники, де є атмосфера, лід і навіть океани, але лише нам пощастило мати всі факторами для створення і підтримки життя.

Для наймолодших важливо дізнатися, що земні океани займають приблизно 70% всієї поверхні, а в глибину йдуть на 4 км. У рідкій формі прісна вода знаходиться в річках, озерах і в формі атмосферної водяної пари, який призводить до великого погодного різноманітності.

слід пояснити дітям, Що Земля багатошарова. Зовнішній представлений корою. Його заповнюють океанічні басейни і континенти. Земна кора займає 5-75 км. Найбільш щільні частини ховаються під континентами, а тонкі - під океанами. Тепер давайте вивчимо склад Землі по верствам: кора, мантія, ядро.

Кора Землі - пояснення для дітей

Земна кора містить такі елементи як: кисень (47%), кремній (27%), алюміній (8%), залізо (5%), кальцій (4%), і по 2% магнію, калію і натрію. Вона створена у вигляді гігантських пластин, які рухаються по рідкої мантії. важливо пояснити дітям, Що, хоча ми і не помічаємо, але плити не припиняють руху. Коли вони стикаються, ми відчуваємо землетрусу, а якщо одна наїде на іншу, то утворюється глибокий окоп або гори. Ці руху описує теорія тектоніки плит.

Мантія Землі - пояснення для дітей

Далі, товщиною в 2890 км, розташовується мантія. Вона представлена \u200b\u200bсилікатними породами, багатими на магній і залізо. Через інтенсивне тепла створюються скелі. Потім вони остигають і знову повертаються до ядра. Вважають, що саме це призводить тектонічні плити в рух. Коли мантії вдається пробитися крізь кору, ви бачите виверження вулкана.

Ядро Землі - пояснення для дітей

Напевно, навіть для наймолодших зрозуміло, що всередині Землі розташоване ядро. Цікаво, що воно складається з двох половинок: внутрішнє (тверде) з радіусом в 1220 км оточене зовнішнім (рідке - сплав нікелю і заліза) з товщиною в 2180 км. Поки планета обертається в звичному темпі, внутрішнє ядро \u200b\u200bробить обороти окремо, утворюючи магнітне поле. Можна також розповісти дітям про те, як формуються полярні сяйва. Адже для цього зарядженим частинкам сонячного вітру потрібно пройти в молекули повітря над магнітними полюсами планети і тоді ці молекули починають сяяти.

Тепер ви знаєте з чого складається Земля. Якщо дітям або школярам будь-якого віку буде цікаво дізнатися більше цікавих фактів і подробиць про третій планеті від Сонця, то обов'язково відвідайте інші сторінки розділу. Не забудьте скористатися 3D-моделлю Сонячної системи, де показані всі планети, а також карта Венери, її поверхню і особливості обертання по орбіті. В іншому вам завжди допоможуть наші, фото, картинки, малюнки, а також онлайн телескоп, що функціонує в режимі реального часу. Будова Землі неймовірно просто зрозуміти, якщо слідувати візуальним рядом.

Земля належить до планет земної групи, і, на відміну від газових гігантів, таких як Юпітер, має тверду поверхню. Це найбільша з чотирьох планет земної групи в Сонячній системі, як за розміром, так і по масі. Крім того, Земля серед цих чотирьох планет має найбільші щільність, поверхневу гравітацію і магнітне поле. це єдина відома планета з активною тектоникой плит.

Надра Землі діляться на шари по хімічних і фізичних (реологическим) властивостями, але на відміну від інших планет земної групи, Земля має яскраво виражене зовнішнє і внутрішнє ядро. зовнішній шар Землі являє собою тверду оболонку, що складається головним чином з силікатів. Від мантії вона відокремлена кордоном з різким збільшенням швидкостей поздовжніх сейсмічних хвиль - поверхнею Мохоровичича. Тверда кора і в'язка верхня частина мантії складають літосферу. Під літосферою знаходиться астеносфера, шар відносно низькою в'язкості, твердості і міцності у верхній мантії.

Значні зміни кристалічної структури мантії відбуваються на глибині 410-660 км нижче поверхні, що охоплює перехідну зону, яка відокремлює верхню і нижню мантію. Під мантією знаходиться рідкий шар, що складається з розплавленого заліза з домішками нікелю, сірки і кремнію - ядро \u200b\u200bЗемлі. Сейсмічні вимірювання показують, що воно складається з 2 частин: твердого внутрішнього ядра з радіусом ~ 1220 км і рідкого зовнішнього ядра, з радіусом ~ 2250 км.

форма

Форма Землі (геоїд) близька до сплюснутий еліпсоїда. Розбіжність геоїда з апроксимується його еліпсоїдом досягає 100 метрів.

Обертання Землі створює екваторіальну опуклість, тому екваторіальний діаметр на 43 км більше, ніж полярний. Найвищою точкою поверхні Землі є гора Еверест (8848 м над рівнем моря), а глибокої - Маріанська западина (10 994 м під рівнем моря). Через опуклості екватора самими віддаленими точками поверхні від центру Землі є вершина вулкана Чимборасо в Еквадорі і гора Уаскаран в Перу.

Хімічний склад

Маса Землі приблизно дорівнює 5,9736 · +1024 кг. Загальна кількість атомів, що складають Землю, ≈ 1,3-1,4 · 1050. Вона складається в основному із заліза (32,1%), кисню (30,1%), кремнію (15,1%), магнію (13,9%), сірки (2,9%), нікелю (1,8 %), кальцію (1,5%) і алюмінію (1,4%); на інші елементи припадає 1,2%. Через сегрегації за масою область ядра, імовірно, складається з заліза (88,8%), невеликої кількості нікелю (5,8%), сірки (4,5%) і близько 1% інших елементів. Примітно, що вуглецю, що є основою життя, в земній корі всього 0,1%.

Геохімік Франк Кларк обчислив, що земна кора трохи більше, ніж на 47% складається з кисню. Найбільш поширені породообразующие мінерали земної кори практично повністю складаються з оксидів; сумарний вміст хлору, сірки і фтору в породах зазвичай становить менше 1%. Основними оксидами є кремнезем (SiO 2), глинозем (Al 2 O 3), оксид заліза (FeO), окис кальцію (CaO), оксид магнію (MgO), оксид калію (K 2 O) і оксид натрію (Na 2 O) . Кремнезем служить головним чином кислотним середовищем, формує силікати; природа всіх основних вулканічних порід пов'язана з ним.

внутрішня будова

Земля, як і інші планети земної групи, має шарувату внутрішню будову. Вона складається з твердих силікатних оболонок (кори, вкрай вузький мантії), і металевого ядра. Зовнішня частина ядра рідка (значно менше в'язка, ніж мантія), а внутрішня - тверда.

внутрішнє тепло

Внутрішня теплота планети забезпечується поєднанням залишкового тепла, що залишився від акреції речовини, яка відбувалася на початковому етапі формування Землі (близько 20%) і радіоактивним розпадом нестабільних ізотопів: калію-40, урану-238, урану-235 і торію-232. У трьох з перерахованих ізотопів період напіврозпаду становить понад мільярд років. У центрі планети, температура, можливо, піднімається до 6000 ° С (10,830 ° F) (більше, ніж на поверхні Сонця), а тиск може досягати 360 ГПа (3,6 млн атм). Частина теплової енергії ядра передається до земній корі за допомогою плюмов. Плюмами призводять до появи гарячих точок і траппов. Оскільки велика частина тепла, виробленого Землею, забезпечується радіоактивним розпадом, то на початку історії Землі, коли запаси короткоживучих ізотопів ще не були виснажені, енерговиділення нашої планети було набагато більше, ніж зараз.

Найбільше енергії втрачається Землею за допомогою тектоніки плит, підйому речовини мантії на серединно-океанічні хребти. Останнім основним типом втрат тепла є тепловіддача крізь літосферу, причому більшу кількість тепловтрат таким способом відбувається в океані, так як земна кора там набагато тонше, ніж під континентами.

літосфера

атмосфера

Атмосфера (від. Грец.? Τμ? Σ - пар і σφα? Ρα - куля) - газова оболонка, що оточує планету Земля; складається з азоту і кисню, зі слідові кількостями водяної пари, діоксиду вуглецю та інших газів. З моменту свого утворення вона значно змінилася під впливом біосфери. Поява оксигенів фотосинтезу 2,4-2,5 млрд років тому сприяло розвитку аеробних організмів, а також насичення атмосфери киснем і формуванню озонового шару, який оберігає все живе від шкідливих ультрафіолетових променів.

Атмосфера визначає погоду на поверхні Землі, захищає планету від космічних променів, і частково - від метеоритних бомбардувань. Вона також регулює основні климатообразующие процеси: кругообіг води в природі, циркуляцію повітряних мас, переноси тепла. Молекули атмосферних газів можуть захоплювати теплову енергію, Заважаючи їй піти у відкритий космос, тим самим підвищуючи температуру планети. Це явище відоме як парниковий ефект. Основними парниковими газами вважаються водяна пара, двоокис вуглецю, метан і озон. Без цього ефекту теплоізоляції середня поверхнева температура Землі склала б від -18 до -23 ° C (при тому, що в дійсності вона дорівнює 14,8 ° С), і життя швидше за все не існувала б.

У нижній частині атмосфери міститься близько 80% загальної її маси і 99% всього водяної пари (1,3-1,5 · 1013 т), цей шар називається тропосферой. Його товщина неоднакова і залежить від типу клімату і сезонних чинників: так, в полярних регіонах вона становить близько 8-10 км, в помірному поясі до 10-12 км, а в тропічних або екваторіальних доходить до 16-18 км. У цьому шарі атмосфери температура опускається в середньому на 6 ° С на кожен кілометр при русі в висоту. Вище розташовується перехідний шар - тропопауза, що відокремлює тропосферу від стратосфери. Температура тут знаходиться в межах 190-220 K.

стратосфера- шар атмосфери, який розташований на висоті від 10-12 до 55 км (в залежності від погодних умов і пори року). На нього припадає не більше 20% всієї маси атмосфери. Для цього шару характерно зниження температури до висоти ~ 25 км, з подальшим підвищенням на кордоні з мезосферою майже до 0 ° С. Ця межа називається стратопаузой і знаходиться на висоті 47-52 км. У стратосфері відзначається найбільша концентрація озону в атмосфері, який оберігає всі живі організми на Землі від шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця. інтенсивне поглинання сонячного випромінювання озоновим шаром і викликає швидке зростання температури в цій частині атмосфери.

мезосферарозташована на висоті від 50 до 80 км над поверхнею Землі, між стратосферой і термосферою. Вона відокремлена від цих шарів мезопауза (80-90 км). Це найхолодніше місце на Землі, температура тут опускається до -100 ° C. При такій температурі вода, що міститься в повітрі, швидко замерзає, іноді формуючи сріблясті хмари. Їх можна спостерігати відразу після заходу Сонця, але найкраща видимість створюється, коли воно знаходиться від 4 до 16 ° нижче горизонту. У мезосфері згорає велика частина метеоритів, що проникають в земну атмосферу. З поверхні Землі вони спостерігаються як падаючі зірки. На висоті 100 км над рівнем моря знаходиться умовна межа між земною атмосферою і космосом - лінія Кармана.

В термосфере температура швидко піднімається до 1000 К, це пов'язано з поглинанням в ній короткохвильового сонячного випромінювання. Це найдовший шар атмосфери (80-1000 км). На висоті близько 800 км зростання температури припиняється, оскільки повітря тут дуже розріджена і слабо поглинає сонячну радіацію.

іоносферавключає в себе два останніх шару. Тут відбувається іонізація молекул під дією сонячного вітру і виникають полярні сяйва.

екзосфера - зовнішня і дуже розріджена частина земної атмосфери. У цьому шарі частинки здатні долати другу космічну швидкість Землі і випаровуватися в космічний простір. Це викликає повільний, але стійкий процес, званий диссипацией (розсіюванням) атмосфери. У космос вислизають в основному частки легких газів: водню і гелію. Молекули водню, мають найнижчу молекулярну масу, Можуть легше досягати другої космічної швидкості і витікати в космічний простір більш швидкими темпами, ніж інші гази. Вважається, що втрата восстановителей, наприклад водню, була необхідною умовою для можливості стійкого накопичення кисню в атмосфері. Отже, властивість водню залишати атмосферу Землі, можливо, вплинуло на розвиток життя на планеті. В даний час велика частина водню, яка потрапляє в атмосферу, перетворюється в воду, не залишаючи Землю, а втрата водню відбувається в основному від руйнування метану в верхніх шарах атмосфери.

Хімічний склад атмосфери

У поверхні Землі осушене повітря містить близько 78,08% азоту (за обсягом), 20,95% кисню, 0,93% аргону і близько 0,03% вуглекислого газу. Об'ємна концентрація компонентів залежить від вологості повітря - утримання в ньому водяної пари, яке коливається від 0,1 до 1,5% в залежності від клімату, пори року, місцевості. Наприклад, при 20 ° С і відносній вологості 60% (середня вологість кімнатного повітря влітку) концентрація кисню в повітрі становить 20,64%. На частку інших компонентів доводиться не більше 0,1%: це водень, метан, оксид вуглецю, оксиди сірки і оксиди азоту та інші інертні гази, крім аргону.

Також в повітрі завжди присутні тверді частинки (пил - це частинки органічних матеріалів, попіл, сажа, пилок рослин та ін., При низьких температурах - кристали льоду) і краплі води (хмари, туман) - аерозолі. Концентрація твердих частинок пилу зменшується з висотою. Залежно від пори року, клімату і місцевості концентрація частинок аерозолів в складі атмосфери змінюється. Вище 200 км основний компонент атмосфери - азот. На висоті понад 600 км переважає гелій, а від 2000 км - водень ( «воднева корона»).

біосфера

Біосфера (від грец. Βιος - життя і σφα? Ρα - сфера, куля) - це сукупність частин земних оболонок (Літо-, гідро- і атмосфери), яка заселена живими організмами, перебуває під їх впливом і зайнята продуктами їх життєдіяльності. Біосфера - оболонка Землі, заселена живими організмами і перетворена ними. Вона почала формуватися не раніше, ніж 3,8 млрд років тому, коли на нашій планеті стали зароджуватися перші організми. Вона включає в себе всю гідросферу, верхню частину літосфери і нижню частину атмосфери, тобто населяє екосфери. Біосфера являє собою сукупність всіх живих організмів. У ній мешкає кілька мільйонів видів рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів.

Біосфера складається з екосистем, які включають в себе співтовариства живих організмів (біоценоз), середовища їх проживання (біотоп), системи зв'язків, які здійснюють обмін речовиною і енергією між ними. На суші вони розділені головним чином географічними широтами, висотою над рівнем моря і відмінностями по випаданню опадів. Наземні екосистеми, що знаходяться в Арктиці або Антарктиці, на великих висотах або в украй посушливих районах, відносно бідні рослинами і тваринами; різноманітність видів досягає піку у вологих тропічних лісах екваторіального поясу.

Магнітне поле Землі

Магнітне поле Землі в першому наближенні є диполь, полюси якого розташовані поруч з географічними полюсами планети. Поле формує магнітосферу, яка відхиляє частинки сонячного вітру. Вони накопичуються в радіаційних поясах - двох концентричних областях у формі тора навколо Землі. Близько магнітних полюсів ці частинки можуть «висипатися» в атмосферу і призводити до появи полярних сяйв.

Відповідно до теорії «магнітного динамо», поле генерується в центральній області Землі, де тепло створює протікання електричного струму в рідкому металевому ядрі. Це в свою чергу призводить до виникнення у Землі магнітного поля. Конвекційні руху в ядрі є хаотичними; магнітні полюси дрейфують і періодично змінюють свою полярність. Це викликає інверсії магнітного поля Землі, які виникають в середньому кілька разів за кожні кілька мільйонів років. Остання інверсія відбулася приблизно 700 000 років тому.

магнітосфера - область простору навколо Землі, яка утворюється, коли потік заряджених часток сонячного вітру відхиляється від своєї первісної траєкторії під впливом магнітного поля. На стороні, зверненої до Сонця, товщина її головний ударної хвилі становить близько 17 км і розташована вона на відстані близько 90 000 км від Землі. На нічній стороні планети магнітосфера витягується, набуваючи довгу циліндричну форму.

Коли заряджені частинки високої енергії стикаються з магнітосферою Землі, то з'являються радіаційні пояси (пояси Ван Аллена). Полярні сяйва виникають коли сонячна плазма досягає атмосфери Землі в районі магнітних полюсів.