Hustota Zeme. Skúmanie planéty

Zem je súčasťou slnečnej sústavy, nachádza sa vo vzdialenosti 149,8 milióna kilometrov od Slnka a je piata najväčšia spomedzi ostatných planét.

Trochu o planéte Zem

Rýchlosť obehu nebeského telesa okolo Slnka je 29,765 km/s. Úplnú rotáciu vykoná za 365,24 slnečných dní.

Naša planéta Zem má jeden satelit.Toto je mesiac. Nachádza sa na obežnej dráhe našej planéty vo vzdialenosti 384 400 km. Mars má dva mesiace a Jupiter šesťdesiatsedem. Priemerný polomer našej planéty je 6371 km, pričom vyzerá ako elipsoid, mierne sploštený na póloch a pretiahnutý pozdĺž rovníka.

Hmotnosť a hustota Zeme

Jeho hmotnosť je 5,98 x 1024 kg a priemerná hustota Zeme je 5,52 g / cm³. Zároveň je tento indikátor v blízkosti zemskej kôry do 2,71 g / cm³. Z toho vyplýva, že hustota planéty Zem výrazne narastá v smere do hĺbky. Je to spôsobené zvláštnosťou jeho štruktúry.

Prvýkrát priemernú hustotu Zeme určil I. Newton, ktorý ju vypočítal vo výške 5-6 g / cm³. Jeho chemické zloženie je podobné ako u planétpozemské skupiny ako Venuša a Mars a čiastočne Merkúr. Zloženie Zeme: železo - 32%, kyslík - 30%, kremík - 15%, horčík - 14%, síra - 3%, nikel - 2%, vápnik - 1,6% a hliník - 1,5%. Zvyšné prvky tvoria celkovo asi 1,2 %.

Naša planéta je modrým cestovateľom vo vesmíre

Skutočnosť, že Zem je blízko Slnka, ovplyvňujeprítomnosť určitých chemikálií v kvapalnom aj plynnom skupenstve. Vďaka tomu je zloženie Zeme rôznorodé, vytvorila sa atmosféra, hydrosféra a litosféra. Atmosféru tvorí hlavne zmes plynov: dusík 78 % a kyslík 21 %. Rovnako aj oxid uhličitý – 1,6 % a zanedbateľné množstvo inertných plynov ako hélium, neón, xenón a iné.

Hydrosféra našej planéty je tvorená vodou azaberá 3/4 jeho povrchu. Zem je dnes jedinou známou planétou v slnečnej sústave, ktorá má hydrosféru. Voda zohrala rozhodujúcu úlohu v procese vzniku života na Zemi. Hydrosféra vďaka svojej cirkulácii a vysokej tepelnej kapacite vyrovnáva klimatické podmienky v rôznych zemepisných šírkach a formuje klímu na planéte. Predstavujú ho oceány, rieky a podzemné vody. Pevná časť našej planéty pozostáva zo sedimentárnych útvarov, žuly a čadičovej vrstvy.

Stavba Zeme a jej stavba

Zem, rovnako ako ostatné planéty pozemskej skupiny, má vrstvenú vnútornú štruktúru. V jeho strede je jadro.

Ďalej prichádza plášť, ktorý zaberávýznamnú časť objemu planéty a potom zemskú kôru. Vytvorené vrstvy sa medzi sebou značne líšia svojim zložením. Počas existencie našej planéty, viac ako 4,5 miliardy rokov, ťažšie horniny a prvky pod vplyvom gravitácie prenikali stále ďalej do stredu Zeme. Ďalšie prvky, ľahšie, zostali bližšie k jeho povrchu.

Zložitosť a neprístupnosť štúdia podložia

Pre človeka je veľmi ťažké preniknúť hlboko do Zeme. Jeden z najhlbších vrtov bol vyvŕtaný na polostrove Kola. Jeho hĺbka dosahuje 12 kilometrov.

Zároveň je vzdialenosť od povrchu do stredu planéty viac ako 6300 kilometrov.

Používanie nepriamych výskumných nástrojov

Z tohto dôvodu sa útroby našej planéty nachádzajú naznačnej hĺbky, sú analyzované podľa výsledkov seizmického prieskumu. Každú hodinu sa na rôznych miestach Zeme pozoruje asi desať kmitov jej povrchu. Na základe získaných údajov tisíce seizmických staníc vykonávajú štúdiu šírenia vĺn pri zemetrasení. Tieto vibrácie sa šíria úplne rovnakým spôsobom ako kruhy na vode z hodeného predmetu. Keď vlna prenikne do zhutnenejšej vrstvy, jej rýchlosť sa dramaticky zmení. Pomocou získaných údajov boli vedci schopní určiť hranice vnútorných schránok našej planéty. V štruktúre Zeme sú tri hlavné vrstvy.

Zemská kôra a jej vlastnosti

Horná škrupina Zeme je zemská kôra.Jeho hrúbka sa môže meniť od 5 kilometrov v oceánskych oblastiach do 70 kilometrov v horských oblastiach pevniny. Vo vzťahu k celej planéte nie je táto škrupina hrubšia ako škrupina vajíčka a pod ňou zúri podzemný oheň. Ozveny hlbokých procesov vyskytujúcich sa v útrobách Zeme, ktoré pozorujeme v podobe sopečných erupcií a zemetrasení, spôsobujú veľkú skazu.

Zemská kôra je jedinou vrstvou, ktorá je ľuďom dostupná pre život a plnohodnotný výskum. Štruktúra zemskej kôry pod kontinentmi a oceánmi je odlišná.

Kontinentálna kôra je veľamenšia plocha zemského povrchu, ale má zložitejšiu štruktúru. Obsahuje vonkajšiu žulu a spodné čadičové vrstvy pod sedimentárnou vrstvou. V kontinentálnej kôre sa nachádzajú staršie horniny, ktoré sú staré takmer dve miliardy rokov.

Oceánska kôra je tenšia, len asi päťkilometrov a obsahuje dve vrstvy: spodnú bazaltickú a vrchnú sedimentárnu. Vek oceánskych hornín nepresahuje 150 miliónov rokov. V tejto vrstve môže existovať život.

Plášť a čo o ňom vieme

Pod kôrou leží vrstva nazývaná plášť.Hranica medzi ním a kôrou je pomerne ostro vyznačená. Nazýva sa Mohorovičova vrstva a nachádza sa v hĺbke asi štyridsať kilometrov. Mohorovičovu hranicu tvoria najmä pevné bazalty a silikáty. Výnimkou sú niektoré „lávové vrecká“, ktoré sú v tekutej forme.

Hrúbka plášťa je takmer tri tisíc kilometrov.Podobné vrstvy sa našli aj na iných planétach. Na tejto hranici je zreteľný nárast seizmických rýchlostí zo 7,81 na 8,22 km/s. Zemský plášť je rozdelený na hornú a dolnú zložku. Hranicou medzi týmito geosférami je vrstva Galicina, ktorá sa nachádza v hĺbke asi 670 km.

Ako sa formovali poznatky o plášti?

Na začiatku 20. storočia sa intenzívne diskutovaloMohorovičova hranica. Niektorí výskumníci sa domnievali, že práve tam dochádza k metamorfnému procesu, pri ktorom vznikajú horniny s vysokou hustotou. Iní vedci vysvetľovali prudký nárast rýchlosti seizmických vĺn zmenou zloženia hornín z relatívne ľahkých na ťažšie typy.

Tento pohľad sa teraz považuje za hlavnýpochopenie a metódy štúdia procesov prebiehajúcich vo vnútri planéty. Samotný zemský plášť nie je pre svoj hlboký výskyt priamo prístupný pre priamy výskum a na povrch nevystupuje.

Preto sa hlavné informácie získavajú geochemickými a geofyzikálnymi metódami. Vo všeobecnosti je rekonštrukcia prostredníctvom existujúcich zdrojov veľmi náročná úloha.
Plášť, ktorý prijíma žiarenie zo stredu, sa zahrieva z 800 stupňov v hornej časti na 2000 stupňov v blízkosti jadra. V skutočnosti sa predpokladá, že látka plášťa je v nepretržitom pohybe.

Aká je hustota Zeme v oblasti plášťa?

Hustota Zeme v plášti dosahuje asi 5,9 g/cm³. Tlak sa zvyšuje s hĺbkou a môžedosiahnuť 1,6 milióna atmosfér. V otázke určovania teploty v plášti nie sú názory vedcov jednoznačné a skôr protichodné, 1500-10000 stupňov Celzia. Toto sú názory prevládajúce vo vedeckých kruhoch.

Čím bližšie k stredu, tým teplejšie

Jadro sa nachádza v strede Zeme.Jeho horná časť sa nachádza v hĺbke 2900 kilometrov od povrchu (vonkajšie jadro) a tvorí asi 30 % celkovej hmotnosti planéty. Táto vrstva má vlastnosti viskóznej kvapaliny a elektrickú vodivosť. Obsahuje asi 12% síry a 88% železa. Na rozhraní jadra a plášťa sa hustota Zeme prudko zvyšuje a dosahuje asi 9,5 g/cm³. V hĺbke približne 5100 km je rozpoznaná jeho vnútorná časť, ktorej polomer je asi 1260 kilometrov a hmotnosť je 1,7% z celkovej hmotnosti planéty.

Tlak v strede je taký veľký, že železo anikel, ktorý by mal byť tekutý, je v pevnom stave. Podľa vedeckých štúdií je stred Zeme miestom so superextrémnymi podmienkami s tlakom 3,5 milióna atmosfér a teplotami nad 6000 stupňov.

V tomto ohľade zliatina železa a niklu nejdedo tekutého stavu, napriek tomu, že teplota topenia takýchto kovov je 1450-1500 stupňov Celzia. Kvôli gigantickému tlaku v strede je hmotnosť a hustota Zeme dosť obrovská. Jeden kubický decimeter látky váži asi dvanásť a pol kilogramu. Toto je jedinečné a jediné miesto, kde je hustota planéty oveľa vyššia ako v ktorejkoľvek inej z jej vrstiev.

Odhaľte všetky vnútorné mechanizmy interakcieZem by bola nielen zaujímavá, ale aj užitočná. Pochopili by sme vznik rôznych minerálov a ich umiestnenie. Možno by sa úplne pochopil mechanizmus výskytu zemetrasení, čo by umožnilo ich presné varovanie. Dnes sú nepredvídateľné a prinášajú veľa obetí a skazy. Presná znalosť konvekčných tokov a ich interakcie s litosférou môže vniesť svetlo do tohto problému. Preto budúcich vedcov čaká dlhá, zaujímavá a užitočná práca pre celé ľudstvo.