الهيكل الداخلي للأرض. تكوين وهيكل قشرة الأرض
يدرس علماء الفلك الفضاء ، ويتلقون معلومات عن الكواكب والنجوم ، على الرغم من بُعدها الكبير. علاوة على ذلك ، لا توجد أسرار على الأرض نفسها أقل من أسرار الكون. واليوم العلماء لا يعرفون ما بداخل كوكبنا. عند مشاهدة كيف تصب الحمم البركانية أثناء ثوران بركاني ، قد تعتقد أن الأرض أيضًا منصهرة في الداخل. ولكن هذا ليس هو الحال.
جوهر.جزء مركزي العالميسمى النواة (الشكل 83). نصف قطرها حوالي 3500 كم. يعتقد العلماء أن الجزء الخارجي من اللب في حالة سائل منصهر ، والجزء الداخلي في حالة صلبة. تصل درجة الحرارة فيه إلى +5000 درجة مئوية. تنخفض درجة الحرارة والضغط تدريجياً من اللب إلى سطح الأرض.
عباءة.لب الأرض مغطى بغطاء. يبلغ سمكها حوالي 2900 كم. الوشاح ، مثل اللب ، لم يسبق له مثيل. لكن من المفترض أنه كلما اقتربنا من مركز الأرض ، زاد الضغط فيها ودرجة الحرارة - من عدة مئات إلى 2500 درجة مئوية. يُعتقد أن الوشاح صلب ، ولكن في نفس الوقت يكون حارًا.
قشرة الأرض.كوكبنا مغطى بقشرة فوق الوشاح. هذه هي الطبقة الصلبة العليا للأرض. بالمقارنة مع اللب والعباءة ، فإن قشرة الأرض رفيعة جدًا. سمكها 10-70 كم فقط. لكن هذا هو السماكة الأرضية التي نسير عليها ، أنهار الكوت تلك ، بُنيت عليها المدن.
تتكون قشرة الأرض من مواد مختلفة. يتكون من المعادن والصخور. بعضها معروف لك بالفعل (الجرانيت ، الرمل ، الطين ، الخث ، إلخ). تختلف المعادن والصخور في اللون والصلابة والهيكل ونقطة الانصهار وقابلية الذوبان في الماء وخصائص أخرى. كثير منها يستخدم على نطاق واسع من قبل البشر ، على سبيل المثال ، كوقود ، في البناء ، لإنتاج المعادن. مواد من الموقع
 |
| جرانيت |
 |
| رمل |
 |
| الخث |
الطبقة العليا قشرةتُرى في الرواسب على المنحدرات الجبلية ، وضفاف الأنهار شديدة الانحدار ، والمحاجر (الشكل 84). والنظر بعمق في القشرة والمناجم والآبار التي تستخدم لاستخراج المعادن ، مثل النفط والغاز ، تساعد.
هناك قذائف داخلية وخارجية تتفاعل مع بعضها البعض.
الهيكل الداخلي للأرض
لدراسة التركيب الداخلي للأرض ، يستخدمون حفر الآبار فائقة العمق (أعمق كولا - 11000 م. أقل من 1/400 من نصف قطر الأرض). ولكن تم الحصول على معظم المعلومات حول بنية الأرض باستخدام الطريقة الزلزالية. بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها بهذه الطرق ، تم إنشاء نموذج عام لهيكل الأرض.
يقع قلب الأرض في وسط الكوكب - (R = 3500 كم) من المفترض أنه يتكون من الحديد مع مزيج من العناصر الأخف. هناك فرضية مفادها أن اللب يتكون من الهيدروجين ، والذي يمكن أن يتحول تحت ضغط عالٍ إلى حالة معدنية. الطبقة الخارجيةالنوى - الحالة السائلة المنصهرة ؛ النواة الداخلية التي يبلغ قطرها 1250 كم صلبة. يبدو أن درجة الحرارة في وسط اللب تصل إلى 5-6 آلاف درجة.
النواة محاطة بقشرة - عباءة. يصل سمك الوشاح إلى 2900 كيلومتر ، ويشكل حجمه 83٪ من حجم الكوكب. يتكون من معادن ثقيلة غنية بالمغنيسيوم والحديد. على الرغم من ارتفاع درجة الحرارة (أعلى من 2000؟) ، فإن معظم مواد الوشاح في حالة بلورية صلبة بسبب الضغط الهائل. يحتوي الوشاح العلوي على عمق 50 إلى 200 كيلومتر على طبقة متحركة تسمى الغلاف الموري (الكرة الضعيفة). يتميز باللدونة العالية بسبب نعومة المادة المكونة له. مع هذه الطبقة يرتبط الآخرون. عمليات مهمةعلى الأرض. سمكها 200-250 كم. تسمى مادة الغلاف الموري الذي يخترق قشرة الأرض ويصب على السطح بالصهارة.
قشرة الأرض عبارة عن قشرة خارجية صلبة للأرض يبلغ سمكها 5 كيلومترات تحت المحيطات إلى 70 كيلومترًا تحت الهياكل الجبلية للقارات.
- كونتيننتال (البر الرئيسي)
- أوشيانيك
القشرة القارية أقوى وأكثر تعقيدًا. لها 3 طبقات:
- رسوبية (10-15 كم ، معظمها صخور رسوبية)
- الجرانيت (5-15 كم ، صخور هذه الطبقة متحولة بشكل رئيسي ، في خصائصها قريبة من الجرانيت)
- بلساتيك (10-35 كم ، صخور هذه الطبقة نارية)
القشرة المحيطية أثقل ، ولا توجد فيها طبقة جرانيتية ، والطبقة الرسوبية رقيقة نسبيًا ، وهي أساسًا بلزات.
في مناطق الانتقال من القارة إلى المحيط ، تتميز القشرة بطابع انتقالي.
تشكل قشرة الأرض والجزء العلوي من الوشاح قشرة تسمى (من الكلمة اليونانية litos - الحجر). الغلاف الصخري هو الغلاف الصلب للأرض ، بما في ذلك القشرة الأرضية والطبقة العليا من الوشاح ، وتقع على الغلاف الموري الحار. يبلغ سمك الغلاف الصخري في المتوسط 70 - 250 كم ، منها 5 - 70 كم تقع على قشرة الأرض. الغلاف الصخري ليس قشرة متصلة ، إنه مقسم إلى صدوع عملاقة. تشمل معظم الصفائح القشرة القارية والمحيطية. تخصيص 13 لوحات الغلاف الصخري... لكن أكبرها: أمريكا ، وأفريقيا ، وأنتاركتيكا ، والهندو أستراليا ، وأوراسيا ، والمحيط الهادئ.
تحت تأثير العمليات التي تحدث في باطن الأرض ، يتحرك الغلاف الصخري. تتحرك صفائح الغلاف الصخري ببطء بالنسبة لبعضها البعض بسرعة 1-6 سم في السنة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حركاتهم العمودية تحدث باستمرار. تسمى مجموعة الحركات الأفقية والعمودية للغلاف الصخري ، مصحوبة بحدوث عيوب وثنيات قشرة الأرض. إنها بطيئة وسريعة.
تنشأ القوى التي تسبب تشعب صفائح الغلاف الصخري عندما تتحرك مادة الوشاح. التيارات الصاعدة القوية لهذه المادة تدفع الصفائح عن بعضها ، وتكسر القشرة الأرضية ، وتشكل صدوعًا عميقة فيها. حيث ترتفع هذه المادة إلى الخارج ، تظهر عيوب في الغلاف الصخري ، وتبدأ الصفائح في التحرك بعيدًا. الصهارة المتطفلة على طول الصدوع ، تصلب ، تبني حواف الصفائح. نتيجة لذلك ، تظهر أعمدة على جانبي الصدع و. تم العثور عليها في جميع المحيطات والشكل نظام موحدبإجمالي أطوال 60.000 ألف كم. يصل ارتفاع النتوءات إلى 3000 م ويصل أكبر عرض لهذه التلال إلى الجزء الجنوبي الشرقي حيث يبلغ معدل تمدد الصفائح 12-13 سم / سنة. لا يحتل موقعًا متوسطًا ويسمى صعود المحيط الهادئ. في موقع الصدع ، في الجزء المحوري من التلال وسط المحيط ، عادة ما تكون هناك وديان - صدوع. يتراوح عرضها من عدة عشرات من الكيلومترات في الجزء العلوي إلى عدة كيلومترات في الأسفل. في الجزء السفلي من الصدوع توجد براكين صغيرة وينابيع حارة. في الصدوع ، تولد قشرة محيطية جديدة من الصهارة الصاعدة. كلما ابتعدنا عن الصدع ، كانت القشرة أقدم.
لوحظ تصادم ألواح الغلاف الصخري على طول حدود الصفائح الأخرى. يحدث بطرق مختلفة. عندما تصطدم صفيحة بالقشرة المحيطية ولوحة مع القشرة القارية ، تغرق الأولى تحت الثانية. في هذه الحالة ، تنشأ خنادق أعماق البحار وأقواس الجزر والجبال على اليابسة. إذا اصطدمت صفيحتان بقشرة البر الرئيسي ، فسيحدث سحق في طيات من الصخور ، والبراكين والتشكيل المناطق الجبلية(على سبيل المثال ، هو عمليات معقدةالناشئة عن حركة الصهارة ، والتي تتشكل في بؤر منفصلة وفي أعماق مختلفة من الغلاف الموري. نادرًا ما يتشكل في قشرة الأرض. هناك نوعان رئيسيان من الصهارة - البازلتية (القاعدية) والجرانيت (الحمضية).
تندلع الصهارة على سطح الأرض وتشكل البراكين. تسمى هذه الصهارة بالانسياب. ولكن في كثير من الأحيان يتم إدخال الصهارة في قشرة الأرض من خلال الشقوق. تسمى هذه الصهارة بالتدخل.
أسئلة يجب مراعاتها:
1. طرق دراسة التركيب الداخلي للأرض.
2. الهيكل الداخلي للأرض.
3. الخصائص الفيزيائية و التركيب الكيميائيالارض.
4. تاريخ نشوء وتطور قذائف الأرض. حركة القشرة الأرضية.
5. البراكين والزلازل.
1. طرق دراسة التركيب الداخلي للأرض.
1) الملاحظات المرئية للنتوءات الصخرية
نتوء الصخور - هذا هو بروز الصخور على سطح الأرض في الوديان ووديان الأنهار والمحاجر وأعمال المناجم على منحدرات الجبال.
عند دراسة نتوء ، يتم الانتباه إلى نوع الصخور التي يتكون منها ، وما هي مكونات وسمك هذه الصخور ، وترتيب حدوثها. يتم أخذ عينات من كل طبقة لمزيد من الدراسة في المختبر لتحديد التركيب الكيميائي للصخور ومنشأها وعمرها.
2) حفر الآبار يسمح لك باستخراج عينات الصخور - جوهر, ومن ثم تحديد تكوين وتركيب وتواجد الصخور وبناء رسم للطبقات المحفورة - القسم الجيولوجيتضاريس. تتيح المقارنة بين العديد من الأقسام تحديد كيفية ترسيب الصخور وتجميع خريطة جيولوجية للمنطقة. أكثر حفرة عميقةتم حفره على عمق 12 كم. هاتان الطريقتان تسمحان لنا بدراسة الأرض بشكل سطحي فقط.
3) الاستكشاف الزلزالي.
من خلال إحداث انفجار لموجة زلزالية اصطناعية ، يراقب الناس سرعة مرورها عبر طبقات مختلفة. كلما كان الوسط أكثر كثافة ، زادت السرعة. معرفة هذه السرعات وتتبع تغيرها ، يمكن للعلماء تحديد كثافة حجر الأساس. هذه الطريقة تسمى السبر الزلزاليوساعد في النظر داخل الأرض.
2. الهيكل الداخلي للأرض.
سمح السبر الزلزالي للأرض بتمييز ثلاثة أجزاء منها - الغلاف الصخري والعباءة واللب.ليثوسفير (من اليونانية الليثوس -الحجر و جسم كروى -كرة) - القشرة الحجرية العلوية للأرض ، بما في ذلك القشرة الأرضية والطبقة العليا من الوشاح (الغلاف الموري). يصل عمق الغلاف الصخري إلى أكثر من 80 كم. مادة الغلاف الموري في حالة لزجة. نتيجة لذلك ، يبدو أن قشرة الأرض تطفو على سطح سائل.
يبلغ سمك القشرة الأرضية من 3 إلى 75 كيلومترًا. هيكلها غير متجانس (من أعلى إلى أسفل):
1 - الصخور الرسوبية (الرمل والطين والحجر الجيري) - 0-20 كم. الصخور السائبة لها سرعة موجة زلزالية منخفضة.
2- طبقة الجرانيت (غائبة تحت المحيط) لها بسرعة كبيرةموجات 5.5-6 كم / ثانية ؛
3 - طبقة البازلت (سرعة الموجة 6.5 كم / ثانية) ؛
هناك نوعان من اللحاء - البر الرئيسىو محيطي.تحت القارات ، تحتوي القشرة على الطبقات الثلاث - الرسوبية والجرانيت والبازلت. يصل سمكه في السهول إلى 15 كم ويزيد في الجبال إلى 80 كم مكونًا "جذور الجبال". تحت المحيطات ، تكون طبقة الجرانيت في العديد من الأماكن غائبة تمامًا ويتم تغطية البازلت حالة رقيقةصخور رسوبية. في أجزاء المياه العميقة من المحيط ، لا يتجاوز سمك القشرة 3-5 كيلومترات ، ويقع الوشاح العلوي تحتها.
تصل درجة الحرارة في سماكة القشرة إلى 600 درجة مئوية وتتكون بشكل أساسي من أكاسيد السيليكون والألمنيوم.
عباءة - قشرة وسيطة تقع بين الغلاف الصخري ولب الأرض. من المفترض أن حدوده الدنيا تمتد على عمق 2900 كم. يمثل الوشاح 83٪ من حجم الأرض... درجة حرارة الوشاح من 1000ا من الى الطبقات العلياما يصل إلى 3700ا C في الأسفل. الحد الفاصل بين القشرة والعباءة هو سطح موهو (موهوروفيتشيتش).
تنشأ بؤر الزلازل في الوشاح العلوي ، وتتشكل الخامات والماس والمعادن الأخرى. من هنا ، تدخل الحرارة الداخلية إلى سطح الأرض. مادة الوشاح العلوي تتحرك باستمرار وبنشاط ، مما يتسبب في حركة الغلاف الصخري وقشرة الأرض. يتكون من السيليكون والمغنيسيوم. يتم خلط الوشاح الداخلي باستمرار مع اللب السائل. تغرق العناصر الثقيلة في القلب ، بينما ترتفع العناصر الخفيفة إلى السطح. صنعت المادة التي يتكون منها الوشاح دائرة 20 مرة. يجب تكرار هذه العملية 7 مرات فقط وستتوقف عملية بناء القشرة الأرضية والزلازل والبراكين.
جوهر يتكون من طبقة خارجية (حتى عمق 5 آلاف كم) وطبقة سائلة وطبقة صلبة داخلية. إنها سبيكة من الحديد والنيكل. تبلغ درجة حرارة اللب السائل 4000 درجة مئوية ، ودرجة الحرارة الداخلية 5000 درجة مئوية كثافة عالية، خاصة الداخلية ، لأنها صلبة. كثافة اللب هي 12 ضعف كثافة الماء.
3. الخصائص الفيزيائية والتركيب الكيميائي للأرض.إلى الخصائص الفيزيائية تتضمن الأرض نظام درجة الحرارة ( الدفء الداخلي) والكثافة والضغط.
على سطح الأرض تتغير درجة الحرارة باستمرار وتعتمد على التدفق حرارة الشمس... تقلبات درجات الحرارة اليومية تمتد إلى عمق 1-1.5 متر ، موسمي - حتى 30 متر تحت هذه الطبقة منطقة درجات حرارة ثابتة ،حيث يظلون على حالهم دائمًا
85 ؛ عشر ويتوافق مع متوسط درجات الحرارة السنوية لمنطقة معينة على سطح الأرض.
عمق منطقة درجات الحرارة الثابتة في أماكن مختلفة ليس هو نفسه ويعتمد على المناخ والتوصيل الحراري للصخور. وتحت هذه المنطقة تبدأ درجات الحرارة في الارتفاع بمعدل 30 درجة مئوية كل 100 م ، إلا أن هذه القيمة ليست ثابتة وتعتمد على تكوين الصخور ووجود البراكين ونشاط الإشعاع الحراري من أحشاء الارض.
بمعرفة نصف قطر الأرض ، يمكن للمرء أن يحسب أن درجة حرارته في المركز يجب أن تصل إلى 200000 درجة مئوية. ومع ذلك ، عند درجة الحرارة هذه ، ستتحول الأرض إلى غاز ساخن. من المقبول عمومًا أن الزيادة التدريجية في درجات الحرارة تحدث فقط في الغلاف الصخري ، ويعمل الوشاح العلوي كمصدر للحرارة الداخلية للأرض. أدناه ، يتباطأ ارتفاع درجة الحرارة ، ولا يتجاوز 5000 في مركز الأرض° مع.
كثافة الأرض. كلما زاد كثافة الجسم ، زادت الكتلة لكل وحدة من حجمه. يعتبر معيار الكثافة هو الماء ، 1 سم 3 يزن 1 جم ، أي كثافة الماء 1 جم / سم 3. يتم تحديد كثافة الأجسام الأخرى من خلال نسبة كتلتها إلى كتلة الماء من نفس الحجم. ومن ثم ، فمن الواضح أن جميع الأجسام ذات الكثافة الأكبر من حوض واحد ، أقل - تطفو.
تختلف كثافة الأرض في أماكن مختلفة. تبلغ كثافة الصخور الرسوبية 1.5 - 2 جم / سم 3 ، الجرانيت - 2 ، 6 جم / سم 3 ، والبازلت - 2.5-2.8 جم / سم 3. كثافة متوسطةالأرض 5.52 جم / سم 3. في مركز الأرض ، تزداد كثافة الصخور المكونة لها وتصل إلى 15-17 جم / سم 3.
الضغط داخل الأرض. تتعرض الصخور الموجودة في مركز الأرض لضغط هائل من الطبقات التي تعلوها. تشير التقديرات إلى أنه على عمق كيلومتر واحد فقط ، يكون الضغط 10 4 hPa ، وفي الوشاح العلوي يتجاوز 6 10 4 hPa. تظهر التجارب المعملية أنه عند هذا الضغط ، تنحني المواد الصلبة ، مثل الرخام ، ويمكن أن تتدفق ، أي تكتسب خصائص وسيطة بين مادة صلبة وسائلة. هذه الحالة من المواد تسمى بلاستيك.تسمح لنا هذه التجربة بتأكيد أنه في أحشاء الأرض العميقة ، تكون المادة في حالة بلاستيكية.
التركيب الكيميائي للأرض. الخامس يمكن العثور على جميع العناصر الكيميائية لجدول مندليف على الأرض. ومع ذلك ، فإن عددهم ليس هو نفسه ، فهم موزعون بشكل غير متساوٍ للغاية. على سبيل المثال ، في قشرة الأرض ، يكون الأكسجين (O) أكثر من 50٪ ، والحديد (Fe) أقل من 5٪ من كتلته. تشير التقديرات إلى أن طبقات البازلت والجرانيت تتكون أساسًا من الأكسجين والسيليكون والألمنيوم ، بينما تزداد نسبة السيليكون والمغنيسيوم والحديد في الوشاح. بشكل عام ، من المقبول عمومًا أن 8 عناصر (الأكسجين ، والسيليكون ، والألمنيوم ، والحديد ، والكالسيوم ، والمغنيسيوم ، والصوديوم ، والهيدروجين) تمثل 99.5 ٪ من تكوين قشرة الأرض ، والباقي - 0.5 ٪. البيانات المتعلقة بتكوين الوشاح واللب هي بيانات مؤقتة.
4. تاريخ نشوء وتطور قذائف الأرض. حركة القشرة الأرضية.
منذ حوالي 5 مليارات سنة ، تشكل الجسم الكوني ، الأرض ، من سديم غاز-غبار. كان باردا. لم تكن هناك حدود واضحة بين القذائف حتى الآن. ارتفعت الغازات من أحشاء الأرض في مجرى عاصف ، وهزت السطح بانفجارات.
نتيجة للضغط القوي في النواة ، بدأت التفاعلات النووية في الحدوث ، مما أدى إلى إطلاق عدد كبيرالحرارة. سخنت الطاقة لب الكوكب. في عملية صهر معادن الأمعاء ، تطفو مواد أخف على السطح وتشكل قشرة ، وتغرق المواد الثقيلة. غرق الفيلم الرقيق المتصلب في الصهارة الساخنة وأعيد تشكيله. بمرور الوقت ، بدأت كتل كبيرة من أكاسيد الضوء من السيليكون والألمنيوم تتراكم على السطح ، والتي لم تعد تغرق. مع مرور الوقت ، تشكلوا صفائف كبيرةوتبريد. تسمى هذه التشكيلات ألواح الغلاف الصخري(منصات البر الرئيسي). لقد طافوا مثل الجبال الجليدية العملاقة واستمروا في الانجراف على السطح البلاستيكي للوشاح.
ظهرت منذ 2 مليار سنة قذيفة مائيةنتيجة لتكثف بخار الماء.
منذ حوالي 500-430 مليون سنة ، كانت هناك 4 قارات: أنجاريا (جزء من آسيا) ، وجندوانا ، وأطباق أمريكا الشمالية وأوروبا. نتيجة لحركة الصفائح ، اصطدمت آخر صفيحتين وتشكلت الجبال. تم تشكيل Euroamerica.
منذ حوالي 275 مليون سنة ، كان هناك تصادم بين أمريكا الأوروبية وأنغاريا. أورال، الجبال... نتيجة لهذا الاصطدام ، نشأت لوراسيا.
سرعان ما اندمجت Laurasia و Gondwana لتشكيل Pangea (قبل 175 مليون سنة) ، ثم انفصلا مرة أخرى. انقسمت كل من هذه القارات إلى شظايا مكونة قارات حديثة.
تحدث تيارات الحمل في الوشاح العلوي تحت تأثير تصاعد تدفقات الحرارة. كبير ضغط عميقيجعل الغلاف الصخري يتحرك ، ويتألف من كتل منفصلة - لوحات. ينكسر الغلاف الصخري إلى حوالي 15 صفيحة كبيرة تتحرك فيه اتجاهات مختلفة... عندما تصطدم مع بعضها البعض ، يتقلص سطحها في ثنايا ويرتفع ، مكونة الجبال. في أماكن أخرى تتشكل الشقوق ( مناطق الصدع) وتدفق الحمم البركانية ، والهروب إلى الخارج ، وملء الفراغ. تحدث هذه العمليات على اليابسة وفي قاع المحيط.
فيديو 1. تشكيل الأرض ، صفائح الغلاف الصخري.
حركة صفائح الغلاف الصخري.
التكتونية- عملية تحريك ألواح الغلاف الصخري فوق سطح الوشاح. تسمى حركة قشرة الأرض بالحركة التكتونية.
أكدت دراسة هيكل الصخور والمسح الطبوغرافي الإلكتروني لقاع المحيط من الفضاء نظرية الصفائح التكتونية.
فيديو 2. تطور القارات.
5. البراكين والزلازل.
بركان -تكوين جيولوجي على سطح قشرة الأرض ، تنفجر من خلاله تيارات من الصخور المنصهرة والغازات والبخار والرماد. يجب التمييز بين الصهارة والحمم البركانية. الصهارة عبارة عن صخرة سائلة في فم البركان. الحمم البركانية - تدفقات الصخور على طول منحدرات البركان. تتكون الجبال البركانية من الحمم البركانية المبردة
على الأرض حوالي 600 البراكين النشطة... تتشكل حيث تنقسم قشرة الأرض عن طريق الشقوق ، وتكون طبقات الصهارة المنصهرة قريبة. يجعلها تنهض ضغط مرتفع... البراكين أرضية وتحت الماء.
البركان جبل به قناةتنتهي بفتحة - فوهة البركان... قد يكون هناك القنوات الجانبية... من خلال قناة البركان ، تدخل الصهارة السائلة إلى السطح من خزان الصهارة ، وتشكل تدفقات الحمم البركانية. إذا بردت الحمم البركانية في فوهة البركان ، فسيتم تكوين سدادة ، والتي ، تحت تأثير ضغط الغاز ، يمكن أن تنفجر ، مما يفتح الطريق أمام الصهارة الجديدة (الحمم البركانية). إذا كانت الحمم سائلة بدرجة كافية (يوجد الكثير من الماء فيها) ، فإنها تتدفق بسرعة إلى أسفل منحدر البركان. تتدفق الحمم السميكة ببطء وتتصلب ، مما يزيد من ارتفاع وعرض البركان. يمكن أن تصل درجة حرارة الحمم البركانية إلى 1000-1300 درجة مئوية وتتحرك بسرعة 165 م / ث.
غالبًا ما يكون النشاط البركاني مصحوبًا بإطلاق كميات كبيرة من الرماد والغازات وبخار الماء. قبل الانفجارفوق البركان ، يمكن أن يصل ارتفاع عمود الانبعاثات إلى عدة عشرات من الكيلومترات. بعد الانفجار ، يمكن أن تتشكل فوهة بركانية ضخمة بداخلها بحيرة من الحمم البركانية في موقع الجبل - فوه بركانيه.
تتشكل البراكين في المناطق النشطة زلزاليًا: في أماكن ملامسة ألواح الغلاف الصخري. في الصدوع ، تقترب الصهارة من سطح الأرض ، وتذيب الصخور وتشكل قناة بركانية. تزيد الغازات المحاصرة الضغط وتدفع الصهارة إلى السطح.
هيكل الأرض. تؤثر العمليات التي تحدث في أعماق الأرض على تكوين الصخور والزلازل والانفجارات البركانية والاهتزازات البطيئة لسطح الأرض وقاع البحر والظواهر الأخرى التي تتحول مغلف جغرافي... لذلك ، الدراسة الجغرافيا الطبيعية، من الضروري معرفة بنية الأرض وطبيعة طبقاتها الداخلية.
مع الحديث الوسائل التقنيةلسنا قادرين على مراقبة الطبقات العميقة للأرض ودراستها بشكل مباشر. لا يصل أعمق بئر على الأرض إلى 8 كم.هناك مشاريع حفر تصل إلى 10-15 كم.تتم دراسة الطبقات العميقة بالطرق الجيوفيزيائية غير المباشرة ، والتي على أساسها يمكن فقط بناء فرضيات محتملة أكثر أو أقل. تعتمد الطرق الجيوفيزيائية على دراسة الاهتزازات المرنة والمجالات الفيزيائية للأرض.
الأهم هو الطريقة الزلزالية ، والتي تتيح ، من خلال سرعة الانتشار في الأرض للموجات المرنة الناتجة عن الزلزال أو الانفجارات الاصطناعية ، الحكم على الخصائص المرنة لمادة تقع على عمق معين ، وبشكل غير مباشر عن غيرها من المواد. خصائص مادة. تعتمد الطريقة الزلزالية على ما يلي.
موجات الانضغاط - التمديد (الطولي) وموجات القص (العرضية) - تنبعث من مكان الصدمة الميكانيكية. هذا الأخير لا ينشأ في السائل والغاز. تمر الموجات الزلزالية عبر أعماق الأرض ، وتلتقي في طريقها مع وسيط ذي خصائص فيزيائية مختلفة ، وتنكسر وتغير سرعة الانتشار. يتم تسجيل اتجاه وسرعة انتشار الموجات الزلزالية بواسطة أجهزة قياس الزلازل. على أساس العديد من القياسات ، ثبت أن سرعة انتشار الموجات الزلزالية تتغير فجأة في أعماق معينة. هذا يرجع في المقام الأول إلى التغيير المفاجئ في كثافة طبقات الأرض.
من هذا يمكننا استخلاص نتيجة مهمة مفادها أن الأرض لها بنية متحدة المركز. تسمى أعماق التغيير الحاد في سرعة الأمواج مناطق الانقسام الزلزالي من الدرجة الأولى.تقع منطقة التقسيم الأولى ، التي تسمى منطقة موهوروفيتش ، في المنتصف
العمق 33 كم،الثانية - بمتوسط عمق 2900 كم.تقسم هذه المناطق الأرض إلى ثلاث طبقات رئيسية: القشرة والعباءة واللب(الشكل 6). تسمى الأعماق التي تتغير فيها سرعات الموجات الزلزالية بشكل أقل فجأة مناطق الانقسام الزلزالي من الدرجة الثانية.يقسمون الوشاح إلى علوي وسفلي والجوهر إلى خارجي وداخلي.
القشرة هي القشرة الصخرية العلوية الصلبة للأرض. تشمل الصخور التي تتكون منها القشرة جميع العناصر الكيميائية في الجدول الدوري. ومع ذلك ، فإن معظم العناصر موجودة بكميات ضئيلة. العناصر الرئيسية للحاء هي: سي, أ1 ، من البقية تسود الحديد, كاليفورنيا, ناو ك و ملغ.
تشير الموجات الزلزالية وبيانات قياس الجاذبية إلى تغير مع العمق في الخصائص الفيزيائية للصخور وعدم تجانس بنية القشرة ، وهو ما ينعكس في التضاريس الكوكبية لسطح الأرض. وفقًا لخصائصه الفيزيائية ، ينقسم اللحاء إلى ثلاث طبقات: الرسوبية والجرانيت والبازلت.من حيث السماكة والهيكل ، هناك نوعان رئيسيان من القشرة متمايزة: القارية والمحيطية. في الشريط الوسيط بينهما ، تكون القشرة من النوع الانتقالي. يبلغ متوسط سمك القشرة القارية 35 كم.تحت السهول القديمة ، يبلغ سمكها 30 كم،في البلدان الجبلية ، يتراوح سمكها من 40 إلى 80 كماعتمادًا على أصل الجبال وقديمها. متوسط سمك القشرة المحيطية 5 كم.
تتكون القشرة القارية من ثلاث طبقات: سمك رسوبي 0-15 كم،قوة متوسطة الجرانيت 10 كموالبازلت بمتوسط سمك 20 كم.تتكون القشرة المحيطية من طبقتين: سمك رسوبي أقل من 1 كموالبازلت بسعة 4-5 كم(الشكل 7). تتكون طبقة الجرانيت بشكل أساسي من الجرانيت وما يسمى بالصخور الفلزية ، وتتكون الطبقة البازلتية من البازلت وما يسمى بالصخور الأساسية (انظر الجيومورفولوجيا). كثافة
تزداد القشرة بعمق من 2.7 إلى 3.5 جم / سم 3. تزداد درجة الحرارة في الطبقة العليا من الأرض مع العمق بمتوسط 3 درجات كل 100 متر.ذوبت قشرة الأرض تدريجيًا من مادة الوشاح في عملية تمايزها الفيزيائي والكيميائي على المدى الطويل وتمايز الجاذبية. في الوقت نفسه ، تميزت طبقات الجرانيت والبازلت من قشرة الأرض ، بينما نشأت الطبقة الرسوبية لاحقًا نتيجة تدميرها. يختلف عمر القشرة الأرضية باختلاف أجزائها.
في حياة القشرة الأرضية ، هناك تكوين وتطور مستمر لانحرافات وارتفاعات كبيرة. في ما يسمى بالمناطق المتنقلة ، يكون للأحواض والرافعات شكل ممدود بترتيب 50-100 كم ، وسرعة الحركة العمودية حوالي 1 سم في السنة. يتم قياس اتساع الحركات الرأسية في هذه الحالات بعدة كيلومترات. تؤدي هذه الارتفاعات والانحرافات إلى تقسيم متباين لقشرة الأرض إلى أشكال كبيرةالإغاثة (الجبال والمنخفضات). في المناطق المستقرة ، المسماة بالمنصة ، يكون للرافعات والأحواض خطوط خارجية مستديرة أو غير منتظمة ، يقاس قطرها بمئات الكيلومترات ، وتقاس سرعة الحركات الرأسية بأجزاء من المليمتر في السنة. هذه هي المناطق ذات التناقضات المنخفضة. يكمن سبب الحركات الرأسية الموصوفة في وشاح الأرض.
تحدث بعض حالات الصعود والهبوط الصغيرة في قشرة الأرض ، والتي تغطي مساحات صغيرة يبلغ طولها عدة كيلومترات ، ونفس التشوهات المحلية للصخور في شكل طيات صغيرة أو تمزقات ضحلة ، بسبب العمليات التي تحدث في قشرة الأرض. إحدى هذه العمليات هي التحبيب ، أي تحويل الصخور الرسوبية والمتحولة إلى جرانيت عن طريق صهرها. أثناء عملية التحبيب ، يزداد حجم الصخور بنسبة 10-15٪. صوان في حالة بلاستيكية ، ملقاة على شكل عدسات وصخور أخرى على عمق 10-15 كم ، تبين أنها في حالة غير مستقرة ؛ تحت وطأة الصخور التي تعلوها ، يتم عصرها من بعض الأماكن وحقنها في أماكن أخرى ، مما يتسبب في حدوث تشوه في فراش الطبقة السفلية.
الوشاح هو الغلاف القشري الفرعي للأرض ، والذي يختلف عن القشرة بشكل أساسي في المعايير الفيزيائية. يتكون من أكاسيد المغنيسيوم والحديد والسيليكون. يزداد الضغط في الوشاح مع العمق ويصل إلى 1.3 مليون ضغط جوي عند حدود اللب ، وتزداد كثافة الوشاح من 3.5 في الطبقات العليا إلى 5.5 جم / سم 3 عند حدود اللب. تزداد درجة حرارة مادة الوشاح بالمقابل من حوالي 500 درجة إلى 3800 درجة. على الرغم من ارتفاع درجة الحرارة ، فإن الوشاح صلب. تقع الحدود بين الوشاح العلوي والسفلي على عمق 900-1000 كم من سطح الأرض.
يتكون الوشاح العلوي من البريدوتيت ، وهو صخر فوق قاعدي يحتوي على نسبة عالية من المغنيسيوم والحديد والسيليكا الفقيرة. في الوشاح العلوي ، تحدث تمزقات مصحوبة بتحولات: هنا تحدث عمليات تحدد ثبات البعض وحركة أجزاء أخرى من قشرة الأرض. على عمق 100-200 كيلومتر تحت القارات و50-400 كيلومتر تحت المحيطات ، توجد منطقة تليين وتنقل نسبي للمادة - الغلاف المائي ، أو الدليل الموجي. هنا ، تزداد درجة الحرارة أسرع من الكثافة ويمكن " اللحاق بنقطة الانصهار. انخفاض طفيف في الضغط كافٍ لذوبان مادة الغلاف الموري ، وتشكيل الصهارة ، والاندفاع إلى الأعلى. نتيجة للحركة الصاعدة المتكررة ، يمكن أن تتسرب الصهارة إلى السطح. تسهل الصدوع الموجودة في الطبقات العليا من الوشاح تعويم الصهارة - حصوات الأسينوليت. يحددون الترتيب الخطي للأثنيوليث العائم. ترتفع بعض الأثينوليث إلى السطح وتتشكل داخل القشرة. يجلبون معهم حرارة عميقة وتسخين القشرة بقوة ، مما يتسبب في ظاهرة التحول في صخورها وصولاً إلى تكوين الجرانيت. يعتبر التدفق النشط للمواد والحرارة من الوشاح العلوي إلى القشرة سمة من سمات المناطق المتحركة من الخطوط الجيولوجية. كما استنفدت الطاقة الداخليةعند هذه النقطة ، تضعف حركة القشرة ، ويتم استبدال خط الأرض بحالة المنصة بحركات عمودية بطيئة نسبيًا للقشرة. ومع ذلك ، بسبب عدم بعد أسباب ثابتةقد يكون هناك "تنشيط" جديد للحركات في مناطق المنصة.
اللب هو الجزء المركزي من الأرض مع مادة كيميائية غير واضحة و الطبيعة الفيزيائية... في البدايهXxالخامس. هناك فرضية لب الحديد. يشترك بعض الجيوفيزيائيين في تعديله الحديث حتى الآن. الفرضية الأساسية للسيليكات لديها المزيد من المؤيدين. ومع ذلك ، بغض النظر عن التكوين العناصر الكيميائيةتتميز النواة ، بسبب الظروف الفيزيائية الخاصة ، بانحلال كامل الخواص الكيميائيةمواد. تبلغ درجة الحرارة الأساسية حوالي 4000 درجة ، والضغط في مركز الأرض يزيد عن 3.5 مليون ضغط جوي. في ظل هذه الظروف ، تنتقل المادة إلى ما يسمى بالطور المعدني ، ويتم تدمير غلاف الإلكترون للذرات وتشكيل بلازما إلكترونية من عناصر كيميائية فردية. تصبح المادة أكثر كثافة وأكثر تشبعًا بالإلكترونات الحرة. من المحتمل أن تولد الدوامات الحلقية الضخمة للإلكترونات الحرة التي تنشأ في القلب مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا للأرض.
تقع الحدود بين اللب الخارجي والداخلي على عمق حوالي 5000 كم من سطح الأرض. اللب الخارجي سائل - موجات القص لا تمر من خلاله. تبلغ كثافة اللب الخارجي في الأعلى حوالي 10.0 جم / سم. اللب الداخلي صلب - الموجات الطولية ، التي تمر عبرها ، تولد موجات عرضية فيه. تصل كثافة اللب الداخلي إلى 13.7 جم / سم 3.
لا يزال تكوين أصداف الأرض العميقة أحد أكثر الأسئلة إثارة للاهتمام العلم الحديث، ومع ذلك ، في بداية القرن العشرين ، طور عالما الزلازل Beno Gutenberg و G. Jefferson نموذجًا للبنية الداخلية لكوكبنا ، والتي بموجبها تتكون الأرض من الطبقات التالية:
جوهر؛
- عباءة
- قشرة الأرض.
نظرة حديثة على التنظيم الداخليالكواكب
في منتصف القرن الماضي ، بناءً على أحدث البيانات الزلزالية في ذلك الوقت ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن الأصداف العميقة لها بنية أكثر تعقيدًا. في الوقت نفسه ، اكتشف علماء الزلازل أن لب الأرض مقسم إلى داخلي وخارجي ، ويتكون الوشاح من طبقتين: علوية وسفلية.
الغلاف الخارجي للأرض
قشرة الأرض ليست فقط الطبقة العلوية والأنحف ، ولكنها أيضًا أكثر الطبقات مدروسة جيدًا ، حيث يصل سمكها (سمكها) إلى الحد الأقصى تحت الجبال (حوالي 70 كم) والحد الأدنى - تحت مياه محيط العالم (5-10 كم) ، يتراوح متوسط سمك القشرة الأرضية تحت السهول من 35 إلى 40 كم. يُطلق على الانتقال من قشرة الأرض إلى الوشاح حدود موهوروفيتش أو موهو.
ومن الجدير بالذكر أيضًا أن قشرة الأرض معًا أعلىتشكل الوشاح صدفة حجرية للأرض - الغلاف الصخري ، الذي يتراوح سمكه من 50 إلى 200 كيلومتر.
يتبع الغلاف الصخري الغلاف الموري - طبقة سائلة مخففة مع زيادة اللزوجة. بالإضافة إلى كل شيء ، يُطلق على هذا المكون من سطح الأرض مصدر النشاط البركاني ، لأنه يحتوي على بؤر من الصهارة تتدفق في قشرة الأرض وعلى السطح.
في العلم ، من المعتاد التمييز بين عدة أنواع من قشرة الأرض.
ينتشر القاري أو القاري داخل حدود القارات والرفوف ، ويتكون من البازلت والجرانيت والطبقات الرسوبية. يُطلق على الانتقال من طبقة المثليين الجرانيت إلى طبقة البازلت حدود كونراد.
قشرة شبه القارة هي نوع انتقالي ، تقع على الأطراف الداخلية وأيضًا تحت أقواس الجزيرة.
تتشابه القشرة تحت المحيط في هيكلها مع القشرة المحيطية ، وهي متطورة بشكل خاص في أجزاء المياه العميقة من البحار وفي أعماق الخنادق المحيطية.
الغلاف الأرضي الأوسط
أعمق طبقة من كوكب الأرض
إنها الأقل دراسة ، وهناك القليل جدًا من المعلومات الموثوقة عنها ، وبكل ثقة لا يسعنا إلا أن نقول إن قطرها يبلغ حوالي 7 آلاف كيلومتر. يُعتقد أن تكوين لب الأرض يشمل سبيكة من النيكل والحديد. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن اللب الخارجي للكوكب أكثر سمكًا وسائلًا ، بينما اللب الداخلي أرق وأصعب في الاتساق. يفصل ما يسمى بحدود جوتنبرج جوهر الأرض عن الوشاح.
