Cấu trúc bên trong của trái đất. Thành phần và cấu trúc của vỏ trái đất
Các nhà thiên văn học nghiên cứu không gian, thu thập thông tin về các hành tinh và các ngôi sao bất chấp khoảng cách rất lớn của chúng. Đồng thời, trên Trái đất cũng có không ít bí mật hơn trong Vũ trụ. Và ngày nay các nhà khoa học không biết bên trong hành tinh của chúng ta có những gì. Nhìn cách dung nham phun trào trong một vụ phun trào núi lửa, bạn có thể nghĩ rằng Trái đất cũng đang nóng chảy bên trong. Nhưng điều đó không đúng.
Cốt lõi. phần trung tâm khối cầuđược gọi là lõi (Hình 83). Bán kính của nó là khoảng 3.500 km. Các nhà khoa học tin rằng phần bên ngoài của lõi ở trạng thái lỏng nóng chảy và phần bên trong ở trạng thái rắn. Nhiệt độ trong đó đạt tới +5.000 ° C. Từ lõi đến bề mặt Trái Đất, nhiệt độ và áp suất giảm dần.
Áo choàng. Lõi Trái Đất được bao phủ bởi một lớp manti. Độ dày của nó là khoảng 2.900 km. Lớp phủ, giống như lõi, chưa bao giờ được nhìn thấy. Nhưng người ta cho rằng càng gần tâm Trái đất thì áp suất trong đó càng cao và nhiệt độ - từ vài trăm đến -2.500 ° C. Người ta tin rằng lớp phủ chắc chắn nhưng đồng thời cũng rất nóng.
Vỏ trái đất. Trên lớp phủ, hành tinh của chúng ta được bao phủ bởi một lớp vỏ. Đây là lớp rắn phía trên của Trái đất. So với lõi và lớp phủ, lớp vỏ trái đất rất mỏng. Độ dày của nó chỉ 10-70 km. Nhưng đây là nền tảng mà chúng ta bước đi, có những dòng sông, những thành phố được xây dựng trên đó.
Lớp vỏ trái đất được hình thành bởi nhiều chất khác nhau. Nó được tạo thành từ khoáng chất và đá. Một số trong số chúng đã được bạn biết đến (đá granit, cát, đất sét, than bùn, v.v.). Khoáng chất và đá khác nhau về màu sắc, độ cứng, cấu trúc, điểm nóng chảy, độ hòa tan trong nước và các tính chất khác. Nhiều loại trong số chúng được con người sử dụng rộng rãi, chẳng hạn như làm nhiên liệu, trong xây dựng và sản xuất kim loại. Tài liệu từ trang web
 |
| đá granit |
 |
| Cát |
 |
| Than bùn |
Lớp trên vỏ trái đất có thể nhìn thấy ở các trầm tích trên sườn núi, bờ sông dốc và mỏ đá (Hình 84). Và các mỏ và lỗ khoan được sử dụng để khai thác khoáng sản như dầu khí, giúp nhìn sâu vào lớp vỏ.
Có lớp vỏ bên trong và bên ngoài tương tác với nhau.
Cấu trúc bên trong của Trái đất
Để nghiên cứu cấu trúc bên trong của Trái đất, họ sử dụng việc khoan các giếng siêu sâu (Kola sâu nhất - 11.000 m. Nó bao phủ chưa đến 1/400 bán kính Trái đất). Nhưng hầu hết thông tin về cấu trúc của Trái đất đều có được bằng phương pháp địa chấn. Dựa trên dữ liệu thu được bằng các phương pháp này, một mô hình chung về cấu trúc của Trái đất đã được tạo ra.
Ở trung tâm hành tinh là lõi trái đất - (R = 3500 km) có lẽ được cấu tạo từ sắt với sự kết hợp của các nguyên tố nhẹ hơn. Có giả thuyết cho rằng lõi bao gồm hydro, dưới áp suất cao có thể biến thành trạng thái kim loại. Lớp ngoài lõi - trạng thái lỏng, nóng chảy; lõi bên trong có bán kính 1250 km là rắn. Nhiệt độ ở trung tâm lõi dường như lên tới 5 - 6 nghìn độ.
Lõi được bao quanh bởi một lớp vỏ - lớp phủ. Lớp phủ dày tới 2900 km, thể tích của nó bằng 83% thể tích hành tinh. Nó bao gồm các khoáng chất nặng giàu magiê và sắt. Bất chấp nhiệt độ cao (trên 2000?), phần lớn vật chất của lớp phủ, do áp suất rất lớn, đều ở trạng thái kết tinh rắn. Lớp phủ phía trên ở độ sâu từ 50 đến 200 km có một lớp chuyển động gọi là quyển asthenosphere (quả cầu yếu). Nó được đặc trưng bởi độ dẻo cao do tính mềm của chất tạo thành nó. Chính với lớp này mà lớp khác quá trình quan trọng trên mặt đất. Độ dày của nó là 200 – 250 km. Chất của quyển mềm xuyên qua lớp vỏ trái đất và chảy lên bề mặt được gọi là magma.
Vỏ Trái Đất là lớp vỏ cứng bên ngoài của Trái Đất với độ dày từ 5 km dưới các đại dương đến 70 km dưới các cấu trúc núi non của các lục địa.
- Lục địa (đại lục)
- đại dương
Lớp vỏ lục địa dày hơn và phức tạp hơn. Nó có 3 lớp:
- Trầm tích (10-15 km, đá chủ yếu là trầm tích)
- Đá granit (5-15 km, đá lớp này chủ yếu biến chất, tính chất gần giống đá granit)
- Balzatovy (10-35 km, đá của lớp này là đá lửa)
Lớp vỏ đại dương nặng hơn, không có lớp đá granit, lớp trầm tích tương đối mỏng, chủ yếu là basate.
Ở những vùng chuyển tiếp từ lục địa ra đại dương, lớp vỏ có tính chất chuyển tiếp.
Lớp vỏ trái đất và phần trên của lớp phủ tạo thành một lớp vỏ gọi là (từ tiếng Hy Lạp litos - đá). Thạch quyển là lớp vỏ rắn chắc của Trái đất, bao gồm lớp vỏ trái đất và lớp trên của lớp manti, nằm trên quyển mềm nóng. Độ dày của thạch quyển trung bình là 70–250 km, trong đó 5–70 km nằm ở vỏ trái đất. Thạch quyển không phải là một lớp vỏ liên tục; nó bị chia cắt bởi các đứt gãy khổng lồ. Hầu hết các mảng bao gồm cả vỏ lục địa và vỏ đại dương. Đánh dấu 13 tấm thạch quyển. Nhưng lớn nhất là: Mỹ, Châu Phi, Nam Cực, Ấn-Úc, Âu Á, Thái Bình Dương.
Dưới tác động của các quá trình xảy ra trong lòng trái đất, thạch quyển chuyển động. Các mảng thạch quyển di chuyển chậm so với nhau với tốc độ 1–6 cm mỗi năm. Ngoài ra, chuyển động thẳng đứng của chúng liên tục xảy ra. Tập hợp các chuyển động theo chiều ngang và chiều dọc của thạch quyển, kèm theo sự xuất hiện của các đứt gãy và nếp gấp của vỏ trái đất, được gọi là. Họ chậm và nhanh.
Các lực gây ra sự phân kỳ của các mảng thạch quyển phát sinh khi vật chất lớp phủ chuyển động. Dòng chảy mạnh mẽ của chất này đẩy các mảng ra xa nhau, xé toạc lớp vỏ trái đất, tạo thành những đứt gãy sâu trong đó. Khi chất này dâng lên bên ngoài, các đứt gãy xuất hiện trong thạch quyển và các mảng bắt đầu tách rời nhau. Magma xâm nhập dọc theo các đứt gãy, đông đặc lại, hình thành nên các mép của các mảng. Kết quả là các trục xuất hiện ở cả hai phía của đứt gãy, và. Chúng được tìm thấy ở tất cả các đại dương và ở dạng hệ thống thống nhất, với tổng chiều dài 60.000 nghìn km. Độ cao của các rặng núi lên tới 3000 m. Dãy núi này đạt chiều rộng lớn nhất ở phần phía đông nam, nơi có tốc độ dịch chuyển mảng là 12 - 13 cm/năm. Nó không chiếm vị trí ở giữa và được gọi là Sự trỗi dậy Thái Bình Dương. Tại vị trí đứt gãy, ở phần trục của các sống núi giữa đại dương thường xuất hiện các hẻm núi - rạn nứt. Chiều rộng của chúng dao động từ vài chục km ở phía trên đến vài km ở phía dưới. Ở dưới cùng của khe nứt có những ngọn núi lửa nhỏ và suối nước nóng. Trong các vết nứt, lớp vỏ đại dương mới được sinh ra từ magma dâng cao. Càng xa khe nứt thì lớp vỏ càng già.
Dọc theo các ranh giới mảng khác, người ta quan sát thấy sự va chạm của các mảng thạch quyển. Nó xảy ra theo những cách khác nhau. Khi một mảng có lớp vỏ đại dương và một mảng có lớp vỏ lục địa va vào nhau, mảng thứ nhất chìm xuống dưới mảng thứ hai. Trong trường hợp này, các rãnh biển sâu, vòng cung đảo và núi xuất hiện trên đất liền. Nếu hai mảng va chạm với vỏ lục địa thì xảy ra hiện tượng nghiền đá thành các nếp gấp, núi lửa và sự hình thành vùng núi(ví dụ, đây là quá trình phức tạp, phát sinh trong quá trình chuyển động của magma, được hình thành ở các trung tâm riêng lẻ và ở các độ sâu khác nhau của tầng quyển mềm. Rất hiếm khi nó hình thành trong vỏ trái đất. Có hai loại magma chính - bazan (cơ bản) và granit (axit).
Khi magma phun trào trên bề mặt Trái đất, nó tạo thành núi lửa. Hiện tượng magma như vậy được gọi là tràn dịch. Nhưng magma thường xâm nhập vào vỏ trái đất thông qua các vết nứt. Loại magma này được gọi là xâm nhập.
Các câu hỏi cần xem xét:
1. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc bên trong của Trái đất.
2. Cấu trúc bên trong của Trái đất.
3. Tính chất vật lý và Thành phần hóa học Trái đất.
4. Lịch sử hình thành và phát triển của vỏ trái đất. Sự chuyển động của vỏ trái đất.
5. Núi lửa và động đất.
1. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc bên trong của Trái đất.
1) Quan sát trực quan các mỏm đá
mỏm đá - đây là sự lộ ra của đá trên bề mặt trái đất trong khe núi, thung lũng sông, mỏ đá, hoạt động khai thác mỏ và trên sườn núi.
Khi nghiên cứu một mỏm đá, người ta chú ý đến loại đá mà nó bao gồm, thành phần và độ dày của những tảng đá này cũng như thứ tự xuất hiện của chúng. Các mẫu được lấy từ mỗi lớp để nghiên cứu sâu hơn trong phòng thí nghiệm nhằm xác định thành phần hóa học của đá, nguồn gốc và tuổi của chúng.
2) Khoan giếng cho phép bạn trích xuất các mẫu đá – cốt lõi, từ đó xác định thành phần, cấu trúc, sự xuất hiện của đá và xây dựng bản vẽ địa tầng khoan - phần địa chấtđịa hình. Việc so sánh nhiều phần giúp xác định cách thức các tảng đá được lắng đọng và vẽ nên bản đồ địa chất của lãnh thổ. nhất giếng sâuđã được khoan tới độ sâu 12 km. Hai phương pháp này chỉ cho phép chúng ta nghiên cứu Trái đất một cách hời hợt.
3) Thăm dò địa chấn.
Bằng cách tạo ra sóng động đất nhân tạo kèm theo vụ nổ, người ta theo dõi tốc độ truyền qua các lớp khác nhau. Môi trường càng đậm đặc thì tốc độ càng lớn. Biết được những tốc độ này và theo dõi những thay đổi của chúng, các nhà khoa học có thể xác định mật độ của các lớp đá bên dưới. Phương pháp này được gọi là âm thanh địa chấn và giúp nhìn vào bên trong Trái đất.
2. Cấu trúc bên trong của Trái đất.
Âm thanh địa chấn của Trái đất giúp phân biệt ba phần của nó - thạch quyển, lớp phủ và lõi.Thạch quyển (từ tiếng Hy Lạp litos -đá và quả cầu - quả bóng) - lớp vỏ đá phía trên của Trái đất, bao gồm lớp vỏ trái đất và lớp trên của lớp phủ (asthenosphere). Độ sâu của thạch quyển đạt tới hơn 80 km. Chất của asthenosphere ở trạng thái nhớt. Kết quả là lớp vỏ trái đất dường như nổi trên bề mặt chất lỏng.
Lớp vỏ trái đất có độ dày từ 3 đến 75 km. Cấu trúc của nó không đồng nhất (từ trên xuống dưới):
1 – đá trầm tích (cát, đất sét, đá vôi) – 0-20 km. Đá lỏng lẻo có tốc độ sóng địa chấn thấp.
2 – lớp đá granit (không có dưới đại dương) có tốc độ cao hơn sóng 5,5-6 km/s;
3 – lớp bazan (tốc độ sóng 6,5 km/s);
Có hai loại vỏ cây - đất liền Và đại dương. Dưới các lục địa, lớp vỏ chứa cả ba lớp - trầm tích, đá granit và đá bazan. Độ dày của nó ở đồng bằng lên tới 15 km, ở vùng núi tăng lên 80 km, tạo thành “rễ núi”. Dưới lòng đại dương, nhiều nơi hoàn toàn không có lớp đá granite, chỉ có đá bazan bao phủ vỏ mỏngđá trầm tích. Ở những vùng biển sâu của đại dương, độ dày của lớp vỏ không vượt quá 3-5 km và lớp phủ phía trên nằm bên dưới.
Nhiệt độ ở lớp vỏ lên tới 600 o C. Nó chủ yếu bao gồm silicon và oxit nhôm.
áo choàng - lớp vỏ trung gian nằm giữa thạch quyển và lõi Trái đất. Ranh giới dưới của nó được cho là nằm ở độ sâu 2900 km. Lớp phủ chiếm 83% thể tích Trái Đất. Nhiệt độ của lớp vỏ dao động từ 1000ồ C trong các lớp trên lên tới 3700ồ C ở phần dưới. Bề mặt tiếp giáp giữa lớp vỏ và lớp manti là bề mặt Moho (Mohorovicic).
Động đất xảy ra ở lớp phủ trên và quặng, kim cương và các khoáng chất khác được hình thành. Đây là nơi nhiệt bên trong chạm tới bề mặt Trái đất. Vật chất của lớp phủ trên chuyển động liên tục và tích cực, gây ra sự chuyển động của thạch quyển và vỏ trái đất. Nó bao gồm silicon và magiê. Lớp phủ bên trong liên tục trộn lẫn với lõi chất lỏng. Các nguyên tố nặng chìm vào lõi và các nguyên tố nhẹ nổi lên trên bề mặt. Chất tạo nên lớp phủ đã hoàn thành mạch 20 lần. Quá trình này chỉ cần lặp lại 7 lần là quá trình hình thành vỏ trái đất, động đất và núi lửa sẽ dừng lại.
Cốt lõi bao gồm lớp ngoài (độ sâu tới 5 nghìn km), lớp chất lỏng và lớp rắn bên trong. Nó là một hợp kim sắt-niken. Nhiệt độ của lõi chất lỏng là 4000 o C, và nhiệt độ bên trong là 5000 o C. Lõi có nhiệt độ rất mật độ cao, đặc biệt là phần bên trong, đó là lý do tại sao nó khó. Mật độ của lõi gấp 12 lần mật độ của nước.
3. Tính chất vật lý và thành phần hóa học của Trái đất.ĐẾN tính chất vật lý Chế độ nhiệt độ của trái đất ( sự ấm áp bên trong), mật độ và áp suất.
Trên bề mặt Trái Đất, nhiệt độ luôn thay đổi và phụ thuộc vào dòng nước đi vào năng lượng nhiệt mặt trời. Biến động nhiệt độ hàng ngày kéo dài đến độ sâu 1-1,5 m, theo mùa - lên tới 30 m bên dưới lớp này. vùng nhiệt độ không đổi, nơi chúng luôn giống nhau
85 và tương ứng với nhiệt độ trung bình hàng năm của một khu vực nhất định trên bề mặt Trái đất.
Độ sâu của vùng nhiệt độ không đổi thay đổi ở những nơi khác nhau và phụ thuộc vào khí hậu và độ dẫn nhiệt của đá. Bên dưới vùng này, nhiệt độ bắt đầu tăng lên, trung bình khoảng 30°C cứ sau 100 m. Tuy nhiên, giá trị này không cố định và phụ thuộc vào thành phần của đá, sự hiện diện của núi lửa và hoạt động của bức xạ nhiệt từ ruột của lòng đất. Trái đất.
Biết bán kính Trái đất, có thể tính được rằng ở trung tâm nhiệt độ của nó sẽ đạt tới 200.000 ° C. Tuy nhiên, ở nhiệt độ này Trái đất sẽ biến thành khí nóng. Người ta thường chấp nhận rằng sự tăng dần nhiệt độ chỉ xảy ra trong thạch quyển và nguồn nhiệt bên trong Trái đất là lớp phủ phía trên. Bên dưới, nhiệt độ tăng chậm lại và ở trung tâm Trái đất không vượt quá 5000° VỚI.
Mật độ của Trái đất. Cơ thể càng dày đặc thì khối lượng trên một đơn vị thể tích càng lớn. Tiêu chuẩn của mật độ được coi là nước, 1 cm 3 trong đó nặng 1 g, tức là mật độ của nước là 1 g/cm 3 . Mật độ của các vật thể khác được xác định bằng tỷ lệ khối lượng của chúng với khối lượng nước có cùng thể tích. Từ đó, rõ ràng là tất cả các vật thể có mật độ lớn hơn 1 đều chìm và những vật thể có mật độ nhỏ hơn sẽ nổi.
Mật độ của Trái đất không giống nhau ở những nơi khác nhau. Đá trầm tích có tỷ trọng 1,5 - 2 g/cm3, đá granit - 2,6 g/cm3 3 , và bazan - 2,5-2,8 g/cm 3 . Mật độ trung bình Trái Đất là 5,52 g/cm3. Ở trung tâm Trái đất, mật độ đá tạo nên nó tăng lên và lên tới 15-17 g/cm 3 .
Áp suất bên trong Trái Đất. Những tảng đá nằm ở trung tâm Trái đất chịu áp lực rất lớn từ các lớp phía trên. Người ta tính toán rằng ở độ sâu chỉ 1 km, áp suất là 10 4 hPa, và ở lớp phủ trên nó vượt quá 6 10 4 hPa. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy ở áp suất này, các chất rắn, chẳng hạn như đá cẩm thạch, uốn cong và thậm chí có thể chảy, nghĩa là chúng có được các đặc tính trung gian giữa chất rắn và chất lỏng. Trạng thái này của vật chất được gọi là nhựa. Thí nghiệm này cho thấy rằng ở sâu bên trong Trái đất, vật chất ở trạng thái dẻo.
Thành phần hóa học của Trái đất. TRONG Trên Trái đất, bạn có thể tìm thấy tất cả các nguyên tố hóa học trong bảng của D.I. Tuy nhiên, số lượng của chúng không giống nhau, chúng phân bố cực kỳ không đồng đều. Ví dụ, trong vỏ trái đất, oxy (O) chiếm hơn 50%, sắt (Fe) chiếm chưa đến 5% khối lượng của nó. Người ta ước tính rằng các lớp bazan và granit bao gồm chủ yếu là oxy, silicon và nhôm, với tỷ lệ silicon, magie và sắt trong lớp phủ ngày càng tăng. Nhìn chung, người ta thường chấp nhận rằng 8 nguyên tố (oxy, silicon, nhôm, sắt, canxi, magie, natri, hydro) chiếm 99,5% thành phần của vỏ trái đất và tất cả các nguyên tố khác - 0,5%. Dữ liệu về thành phần của lớp phủ và lõi chỉ mang tính suy đoán.
4. Lịch sử hình thành và phát triển của vỏ trái đất. Sự chuyển động của vỏ trái đất.
Khoảng 5 tỷ năm trước, thiên thể Trái đất được hình thành từ tinh vân khí-bụi. Trời lạnh. Ranh giới rõ ràng giữa các lớp vỏ vẫn chưa tồn tại. Khí bốc lên từ độ sâu của Trái đất trong một dòng bão tố, làm rung chuyển bề mặt bằng các vụ nổ.
Do lực nén mạnh, các phản ứng hạt nhân bắt đầu xảy ra trong lõi, dẫn đến sự giải phóng số lượng lớn nhiệt. Năng lượng của lõi hành tinh được làm nóng. Trong quá trình nấu chảy các kim loại của lòng đất, các chất nhẹ hơn nổi lên bề mặt và tạo thành lớp vỏ, còn các chất nặng hơn thì chìm xuống. Lớp màng mỏng đông cứng chìm trong magma nóng và hình thành trở lại. Sau một thời gian, một lượng lớn oxit nhẹ của silicon và nhôm bắt đầu tích tụ trên bề mặt và không còn chìm xuống nữa. Theo thời gian họ hình thành khu vực rộng lớn và nguội đi. Những sự hình thành như vậy được gọi là tấm thạch quyển(nền tảng đại lục). Chúng trôi nổi như những tảng băng trôi khổng lồ và tiếp tục trôi dạt trên bề mặt nhựa của lớp phủ.
xuất hiện cách đây 2 tỷ năm vỏ nước do sự ngưng tụ hơi nước.
Khoảng 500-430 triệu năm trước, có 4 lục địa: Angaria (một phần của châu Á), Gondwana, Bắc Mỹ và các mảng châu Âu. Do sự chuyển động của mảng, hai mảng cuối cùng va vào nhau tạo thành những ngọn núi. Châu Âu Mỹ được hình thành.
Khoảng 275 triệu năm trước, một vụ va chạm giữa Euroamerica và Angaria đã xảy ra, và Dãy núi Ural. Kết quả của vụ va chạm này là Laurasia nổi lên.
Chẳng bao lâu, Laurasia và Gondwana hợp nhất để tạo thành Pangea (175 triệu năm trước), rồi lại tách ra. Mỗi lục địa này vỡ ra thành nhiều mảnh, tạo thành các lục địa hiện đại.
Dòng đối lưu xảy ra ở lớp phủ phía trên dưới tác động của dòng nhiệt tăng lên. To lớn áp suất sâu làm cho thạch quyển, bao gồm các khối - mảng riêng lẻ, chuyển động. Thạch quyển được chia thành khoảng 15 mảng lớn chuyển động theo nhiều hướng khác nhau. Khi va chạm vào nhau, bề mặt của chúng bị nén thành nếp gấp và nhô lên, tạo thành những ngọn núi. Các vết nứt hình thành ở những nơi khác ( vùng rạn nứt) và dung nham phun trào, lấp đầy không gian. Những quá trình này xảy ra cả trên đất liền và dưới đáy đại dương.
Video 1. Sự hình thành Trái đất và các mảng thạch quyển của nó.
Sự chuyển động của các mảng thạch quyển.
Kiến tạo– quá trình chuyển động của các mảng thạch quyển dọc theo bề mặt lớp phủ. Sự chuyển động của vỏ trái đất gọi là chuyển động kiến tạo.
Nghiên cứu về cấu trúc của đá và khảo sát địa hình điện tử của đáy đại dương từ không gian đã xác nhận lý thuyết về kiến tạo mảng.
Video 2. Sự tiến hóa của các lục địa.
5. Núi lửa và động đất.
Vulcan –sự hình thành địa chất trên bề mặt vỏ trái đất qua đó các dòng đá nóng chảy, khí, hơi nước và tro phun trào. Cần phân biệt magma và dung nham. Magma là đá lỏng trong miệng núi lửa. dung nham - dòng chảy của đá dọc theo sườn núi lửa. Núi lửa hình thành từ dung nham nguội
Có khoảng 600 trên trái đất Núi lửa hoạt động. Chúng hình thành ở nơi lớp vỏ trái đất bị chia cắt bởi các vết nứt và các lớp magma nóng chảy nằm gần nhau. Khiến cô đứng dậy áp suất cao. Núi lửa ở trên cạn hoặc dưới nước.
Núi lửa là một ngọn núi có kênh kết thúc bằng một cái lỗ - miệng núi lửa. Cũng có thể có kênh phụ. Thông qua kênh của núi lửa, magma lỏng chảy từ bể chứa magma lên bề mặt, tạo thành dòng dung nham. Nếu dung nham nguội đi trong miệng núi lửa, một nút chặn sẽ được hình thành, dưới tác động của áp suất khí, có thể phát nổ, dọn đường cho magma tươi (dung nham). Nếu dung nham đủ lỏng (có nhiều nước trong đó) thì nó sẽ nhanh chóng chảy xuống sườn núi lửa. Dung nham dày chảy chậm và cứng lại, làm tăng chiều cao và chiều rộng của núi lửa. Nhiệt độ dung nham có thể đạt tới 1000-1300 o C và di chuyển với tốc độ 165 m/s.
Hoạt động núi lửa thường đi kèm với việc giải phóng một lượng lớn tro, khí và hơi nước. Trước vụ phun tràophía trên núi lửa, cột khí thải có thể đạt tới độ cao vài chục km. Tại vị trí của ngọn núi sau vụ phun trào, một miệng núi lửa khổng lồ với hồ dung nham sủi bọt bên trong có thể hình thành - miệng núi lửa.
Núi lửa hình thành trong các vùng hoạt động địa chấn: ở những nơi tiếp xúc với các mảng thạch quyển. Trong các đứt gãy, magma đến gần bề mặt Trái đất, làm tan chảy đá và tạo thành ống dẫn núi lửa. Khí bị mắc kẹt làm tăng áp suất và đẩy magma lên bề mặt.
Cấu trúc của Trái đất. Các quá trình xảy ra ở độ sâu của Trái đất ảnh hưởng đến sự hình thành đá, động đất và phun trào núi lửa, sự rung động chậm của bề mặt đất và đáy biển và các hiện tượng khác làm biến đổi phong bì địa lý. Vì vậy, việc học địa lý vật lý, cần phải biết cấu trúc của Trái đất và bản chất của các lớp bên trong nó.
Với hiện đại phương tiện kỹ thuật Chúng ta không thể trực tiếp quan sát và nghiên cứu các lớp sâu của Trái đất. Lỗ khoan sâu nhất trên Trái đất không đạt tới 8 km. Có dự án khoan tới 10-15 km. Các lớp sâu hơn được nghiên cứu bằng các phương pháp địa vật lý gián tiếp, trên cơ sở đó chỉ có thể xây dựng được ít nhiều giả thuyết có thể xảy ra. Các phương pháp địa vật lý dựa trên việc nghiên cứu các dao động đàn hồi và trường vật lý của Trái đất.
Điều quan trọng nhất là phương pháp địa chấn, dựa trên tốc độ truyền sóng đàn hồi trên Trái đất do động đất hoặc vụ nổ nhân tạo, giúp đánh giá tính chất đàn hồi của một chất nằm ở độ sâu cụ thể và gián tiếp về tính chất khác của chất. Phương pháp địa chấn dựa trên những điều sau đây.
Sóng nén - sóng căng (dọc) và sóng biến dạng (ngang) - phát ra từ nơi va chạm cơ học. Loại thứ hai không xảy ra trong chất lỏng và chất khí. Sóng địa chấn truyền qua độ sâu của trái đất và gặp phải một môi trường có các tính chất vật lý khác nhau trên đường đi, chúng bị khúc xạ và thay đổi tốc độ truyền. Hướng và tốc độ truyền sóng địa chấn được ghi lại bằng dụng cụ - máy ghi địa chấn. Dựa trên nhiều phép đo, người ta đã xác định được rằng tốc độ truyền sóng địa chấn thay đổi đột ngột ở những độ sâu nhất định. Điều này chủ yếu là do sự thay đổi đột ngột về mật độ của các lớp Trái đất.
Từ đó chúng ta có thể rút ra một kết luận quan trọng rằng Trái đất có cấu trúc đồng tâm. Độ sâu của sự thay đổi mạnh về tốc độ sóng được gọi là vùng tiếp xúc địa chấn bậc một. Vùng phân tách đầu tiên, gọi là vùng Mohorovicic, nằm ở giữa
độ sâu 33 km, thứ hai - ở độ sâu trung bình 2900 km. Những vùng này chia Trái đất thành ba lớp chính: lớp vỏ, lớp phủ và lõi(Hình 6). Độ sâu mà vận tốc sóng địa chấn thay đổi ít mạnh hơn được gọi là vùng tiếp xúc địa chấn bậc hai. Họ chia lớp phủ thành trên và dưới và lõi thành bên ngoài và bên trong.
Lớp vỏ là lớp vỏ đá cứng phía trên của Trái đất. Các loại đá tạo nên lớp vỏ bao gồm tất cả các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn. Tuy nhiên, hầu hết các yếu tố được chứa với số lượng không đáng kể. Các thành phần chính của vỏ não là: O, Sĩ, MỘT1, còn lại chiếm ưu thế Fe, Ca, Na, K và Mg.
Sóng địa chấn và dữ liệu trọng lực cho thấy sự thay đổi tính chất vật lý của đá theo độ sâu và tính không đồng nhất trong cấu trúc của lớp vỏ, được phản ánh trong địa hình hành tinh trên bề mặt trái đất. Dựa vào tính chất vật lý, vỏ cây được chia thành 3 lớp: trầm tích, đá granit và đá bazan. Dựa vào độ dày và cấu trúc, có hai loại vỏ chính: lục địa và đại dương; ở vùng trung gian giữa chúng, lớp vỏ thuộc loại chuyển tiếp. Lớp vỏ lục địa có độ dày trung bình 35 km. Dưới vùng đồng bằng cổ xưa độ dày của nó là 30 km,ở các nước miền núi độ dày của nó dao động từ 40 đến 80 km tùy thuộc vào nguồn gốc và sự cổ xưa của ngọn núi. Độ dày trung bình của vỏ đại dương là 5 km.
Vỏ lục địa gồm 3 lớp: trầm tích dày 0-15 km,đá granite có độ dày trung bình 10 km và đá bazan có độ dày trung bình 20 km. Vỏ đại dương gồm 2 lớp: lớp trầm tích có độ dày nhỏ hơn 1 km và đá bazan có độ dày 4-5 km(Hình 7). Lớp đá granit bao gồm chủ yếu là đá granit và các loại đá được gọi là axit khác, lớp bazan - gồm bazan và các loại đá được gọi là đá cơ bản khác (xem địa mạo). Tỉ trọng
vỏ tăng dần theo độ sâu từ 2,7 đến 3,5 g/cm3. Nhiệt độ ở tầng trên của Trái đất tăng theo độ sâu trung bình 3° cứ sau 100 m. Lớp vỏ Trái đất dần dần bị tan chảy ra khỏi vật liệu lớp phủ trong quá trình phân biệt hóa lý và hấp dẫn lâu dài. Đồng thời, các lớp đá granit và bazan của vỏ trái đất xuất hiện, trong khi lớp trầm tích xuất hiện muộn hơn do chúng bị phá hủy. Tuổi của vỏ trái đất ở các phần khác nhau của nó không giống nhau.
Trong cuộc sống của vỏ trái đất luôn có sự hình thành và phát triển không ngừng của những vùng trũng và thăng trầm lớn. Trong cái gọi là vùng địa máng di động, các vùng trũng và vùng nâng có hình dạng kéo dài khoảng 50-100 km, tốc độ chuyển động thẳng đứng khoảng 1 cm mỗi năm. Biên độ của chuyển động thẳng đứng được đo trong những trường hợp này bằng nhiều km. Sự nâng lên và trũng như vậy dẫn đến sự phân chia tương phản của vỏ trái đất thành hình thức lớn cứu trợ (núi và vùng trũng). Ở những khu vực ổn định, được gọi là nền tảng, các đường nâng và máng có đường viền tròn hoặc không đều, đường kính của chúng được đo bằng hàng trăm km và tốc độ chuyển động thẳng đứng được đo bằng phân số milimet mỗi năm. Đây là những khu vực có độ tương phản nhẹ nhõm thấp. Nguyên nhân của những chuyển động thẳng đứng được mô tả nằm ở lớp vỏ Trái Đất.
Một số sự nâng lên và sụt lún nhỏ của vỏ trái đất, bao phủ các khu vực nhỏ tính bằng vài km, và các biến dạng cục bộ tương tự của đá dưới dạng các nếp gấp nhỏ hoặc các vết nứt nông là do các quá trình xảy ra trong lớp vỏ trái đất. Một trong những quá trình này là quá trình granit hóa, tức là biến đổi đá trầm tích và biến chất thành đá granit bằng cách nấu chảy chúng. Trong quá trình granit hóa, thể tích đá tăng 10-15%. Các đá granit ở trạng thái dẻo, xuất hiện dưới dạng thấu kính của các loại đá khác ở độ sâu 10-15 km, ở trạng thái không ổn định; dưới sức nặng của các tảng đá bên trên, chúng bị ép ra khỏi một số nơi và bơm vào những nơi khác, gây ra sự biến dạng khi xuất hiện các lớp bên trên.
Lớp phủ là lớp vỏ dưới vỏ Trái đất, khác với lớp vỏ chủ yếu ở các thông số vật lý. Nó bao gồm các oxit magiê, sắt và silicon. Áp suất trong lớp phủ tăng dần theo độ sâu, đạt tới 1,3 triệu atm ở ranh giới lõi. Mật độ của lớp phủ tăng từ 3,5 ở các lớp trên lên 5,5 g/cm 3 ở ranh giới lõi. Nhiệt độ của vật liệu lớp phủ theo đó tăng từ khoảng 500° lên 3800°. Mặc dù nhiệt độ cao nhưng lớp phủ vẫn ở trạng thái rắn. Ranh giới giữa lớp phủ trên và lớp phủ dưới nằm ở độ sâu 900-1000 km so với bề mặt trái đất.
Lớp phủ phía trên gồm có Peridotit, một loại đá siêu mafic giàu magie và sắt và nghèo silic. Ở lớp phủ trên, xảy ra các đứt gãy, kèm theo sự dịch chuyển: các quá trình xảy ra ở đây quyết định sự ổn định của một số phần và sự di chuyển của các phần khác của vỏ trái đất. Ở độ sâu 100-200 km dưới các lục địa và 50-400 km dưới các đại dương, có một vùng làm mềm và di chuyển tương đối của vật chất - tầng quyển hay ống dẫn sóng. Ở đây, nhiệt độ tăng nhanh hơn mật độ và có thể “. bắt kịp” với điểm nóng chảy. Áp suất giảm nhẹ là đủ để chất của tầng mềm tan chảy, tạo thành magma và lao lên trên. Do chuyển động đi lên lặp đi lặp lại, magma có thể chảy lên bề mặt. Các vết nứt ở các lớp trên của lớp phủ tạo điều kiện cho magma - asthenolite đi lên. Họ xác định sự sắp xếp tuyến tính của các khối asthenolith trôi nổi. Một số asthenolite nổi lên bề mặt và hình thành bên trong lớp vỏ. Chúng mang theo nhiệt độ sâu và làm nóng mạnh lớp vỏ, gây ra hiện tượng biến chất trong đá của nó dẫn đến sự hình thành đá granit. Dòng vật chất và nhiệt tích cực từ lớp phủ phía trên vào lớp vỏ là đặc trưng của các vùng di động của địa máng. Khi nó hết năng lượng bên trongở nơi này, tính di động của lớp vỏ yếu đi và đường địa máng được thay thế bằng trạng thái nền với các chuyển động thẳng đứng tương đối chậm của lớp vỏ. Tuy nhiên, hiệu lực vẫn chưa lý do được thiết lập Có thể có một sự “tăng cường” chuyển động mới trong các khu vực nền tảng.
Lõi là phần trung tâm của Trái đất có thành phần hóa học không hoàn toàn rõ ràng và Bản chất vật lý. Lúc đầuXXV. có giả thuyết lõi sắt; sự biến đổi hiện đại của nó vẫn được một số nhà địa vật lý chia sẻ. Giả thuyết lõi silicat có nhiều người ủng hộ hơn. Tuy nhiên, bất kể thành phần nguyên tố hóa học hạt nhân, do điều kiện vật lý đặc biệt, được đặc trưng bởi sự thoái hóa hoàn toàn tính chất hóa học vật liệu xây dựng.
Ranh giới giữa lõi ngoài và lõi trong nằm ở độ sâu khoảng 5000 km tính từ bề mặt Trái đất. Lõi ngoài là chất lỏng - sóng ngang không truyền qua được. Mật độ của lõi ngoài ở phần trên khoảng 10,0 g/cm. Lõi bên trong là chất rắn - sóng dọc truyền qua nó sẽ tạo ra sóng ngang trong đó. Mật độ của lõi bên trong đạt 13,7 g/cm3.
Thành phần của các lớp sâu của Trái đất tiếp tục là một trong những câu hỏi hấp dẫn nhất. Khoa học hiện đại, và tuy nhiên, vào đầu thế kỷ XX, các nhà địa chấn học Beno Gutenberg và G. Jefferson đã phát triển một mô hình cấu trúc bên trong của hành tinh chúng ta, theo đó Trái đất bao gồm các lớp sau:
Cốt lõi;
- lớp phủ;
- Vỏ trái đất.
Một cách tiếp cận hiện đại tổ chức nội bộ những hành tinh
Vào giữa thế kỷ trước, dựa trên dữ liệu địa chấn mới nhất vào thời điểm đó, các nhà khoa học đã đưa ra kết luận rằng lớp vỏ sâu có cấu trúc phức tạp hơn. Đồng thời, các nhà địa chấn học phát hiện ra rằng lõi trái đất được chia thành bên trong và bên ngoài, và lớp phủ bao gồm hai lớp: trên và dưới.
Vỏ ngoài của trái đất
Lớp vỏ trái đất không chỉ là lớp trên cùng, mỏng nhất mà còn được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất trong tất cả các lớp. Độ dày (độ dày) của nó đạt mức tối đa dưới các ngọn núi (khoảng 70 km) và mức tối thiểu dưới nước của các đại dương trên thế giới (5-). 10 km), trung bình Độ dày của vỏ trái đất bên dưới đồng bằng dao động từ 35 đến 40 km. Sự chuyển tiếp từ lớp vỏ trái đất sang lớp manti được gọi là ranh giới Mohorovich hay Moho.
Điều đáng lưu ý là vỏ trái đất cùng với phần trên cùng Lớp phủ tạo thành lớp vỏ đá của Trái đất - thạch quyển, độ dày của nó dao động từ 50 đến 200 km.
Theo sau thạch quyển là quyển mềm - một lớp chất lỏng được làm mềm với độ nhớt tăng lên. Ngoài mọi thứ, thành phần này của bề mặt trái đất được gọi là nguồn gốc của núi lửa, vì nó chứa các túi magma chảy vào vỏ trái đất và trên bề mặt.
Trong khoa học, người ta thường phân biệt một số loại vỏ trái đất
Lục địa hoặc lục địa mở rộng trong ranh giới của các lục địa và thềm, bao gồm các lớp bazan, đá granit-geiss và trầm tích. Sự chuyển tiếp của lớp granit-geiss sang lớp bazan được gọi là ranh giới Conrad.
Vỏ tiểu lục địa là kiểu chuyển tiếp, nằm ở ngoại vi trong và ngoài các cung đảo.
Lớp vỏ dưới đại dương có cấu trúc tương tự như lớp vỏ đại dương và đặc biệt phát triển mạnh ở các vùng biển sâu và ở độ sâu lớn trong các rãnh đại dương.
Địa tầng giữa
Lớp sâu của hành tinh Trái đất
Nó ít được nghiên cứu nhất. Có rất ít thông tin đáng tin cậy về nó; chúng ta chỉ có thể nói chắc chắn rằng đường kính của nó là khoảng 7 nghìn km. Người ta tin rằng lõi trái đất chứa hợp kim niken và sắt. Điều đáng chú ý là lõi ngoài của hành tinh dày và lỏng, trong khi lõi bên trong mỏng hơn và cứng hơn. Cái gọi là ranh giới Guttenberg ngăn cách lõi trái đất với lớp phủ.
