Vidinė žemės struktūra. Žemės plutos sandara ir jos sluoksnių sudėtis. Geocheminis planetų sandaros tyrimo metodas
Žemės sluoksnių paveikslėliai vaikams. Pagrindinė sąlyga – vaikas domėtųsi temomis, kurias nagrinėja šis mokslas. Galite pabandyti pažadinti vaiko norą daugiau sužinoti apie mūsų planetą žiūrėdami animacinius filmus, filmus ar programas vaikams šia tema.
Studijuodami sudėtingas, didelės apimties temas, stenkitės naudoti vaizdinę mokymo medžiagą. Labai geras būdas yra pasidaryti šiuos vadovus kartu su vaiku.
Geografijos pamoką apie Žemės sandarą galite įtraukti į vaiko ugdymą namuose. Norėdami tai padaryti, jums reikės mūsų planetos skerspjūvio brėžinio, kuriame būtų nurodyti visi jos sluoksniai: žemės pluta, mantija, išorinė ir vidinė šerdis.
Po to galite pakviesti vaiką patiems nuspalvinti ir pavadinti skirtingus Žemės piešinio sluoksnius, taip pat įvertinti jo dydį, tam žemiau pateikiamas apytikslis Žemės rutulio skersmuo kilometrais.
Siekiant didesnio aiškumo, paruoškite kelis brėžinius, kur visi sluoksniai yra nespalvoti, o vienas spalvotas. Prie tokių brėžinių priklijuokite ženklus su spalvinio sluoksnio pavadinimu ir trumpu jo aprašymu.
Taip pat iš anksto paruoškite keturis skirtingo skersmens apskritimus iš spalvoto popieriaus, atitinkančio jūsų piešinio Žemės sluoksnių spalvą.Pakvieskite vaiką pasidaryti savo planetos modelį. Leiskite jam paimti apskritimus iš spalvoto popieriaus, suderinti juos su ženklais, nustatydami, kurį Žemės sluoksnį kiekvienas iš jų atitinka.
Jei vaikas jau išmoko skaityti, leiskite jam garsiai perskaityti atitinkamą planšetę su trumpu aprašymu. Jei ne, skaitykite patys. Tada reikia tinkamai suklijuoti apskritimus ir pažymėti visus sluoksnius. Pabaigoje dar kartą pakartokite visą naują informaciją.
Geografija mokoma panašiai kaip vaikai, kurie dar nesupranta ir neįvaldo pernelyg sudėtingų temų. Mažesniems vaikams bus įdomu iš putplasčio rutulio pasigaminti savo planetos modelį, nudažyti jį akvarele ar guašu. Kaip pavyzdį galite naudoti gaublį. Pirmiausia pasakykite jiems, kad Žemė iš tikrųjų yra apvali, o Žemės rutulys yra maža jos kopija. Dirbdami paaiškinkite savo vaikui, kad mėlyna spalva ant Žemės rutulio reiškia jūras ir vandenynus, ruda – kalnus, žalia – lygumas, o balta – ledą.
Atsižvelgdami į tai, koks smalsus yra jūsų vaikas, įsigilinkite į jį dominančias temas. Su rankų darbo Žemės modeliu galima sugalvoti įvairių žaidimų, skirtų vaikų vystymuisi: pavyzdžiui, pademonstruoti, kaip planeta sukasi aplink Saulę ir jos ašį bei kaip dieną seka naktis.
Žemės sluoksniai vaikams nuotraukose
1. Žemės sandara
Žemė yra rutulio formos ir panaši į kitas Saulės sistemos planetas. Dėl netikslių skaičiavimų daroma prielaida, kad Žemė yra sfera, kurios spindulys lygus 6370 (6371) km. Tiksliau, Žemės figūra yra triašis revoliucijos elipsoidas , nors jo forma neatitinka jokios taisyklingos geometrinės figūros. Kartais ji vadinama sferoidinis . Manoma, kad jis turi formą geoidas . Šis skaičius gaunamas nubrėžus įsivaizduojamą paviršių, kuris sutampa su vandens lygiu vandenynuose, po žemynais.
Didžiausias gylis (Marianos tranšėja) – 11521 (11022) m; didžiausias aukštis (Everestas) – 8848 m.
70,8 % paviršiaus užima vanduo ir tik 29,2 % sausuma.
Žemės matmenis galima apibūdinti šiais skaičiais:
Poliarinis spindulys ~ 6 357 km. Pusiaujo spindulys ~ 6 378 km.
Išlyginimas - 1/298,3. Perimetras ties pusiauju ~ 40 076 km.
Žemės paviršiaus plotas yra 510 milijonų km 2. Žemės tūris yra 1083 milijardai km 3.
Žemės masė - 5,98,10 27 t Tankis - 5,52 cm 3.
Tankis didėja didėjant gyliui: paviršiuje – 2,66; 500 km – 3,33;. 800 km – 3,76; 1300 km – 5,00; 2500 km – 7,40; 500 km – 10,70; centre - iki 14,00 g/cm3.
1 pav. Žemės vidinės sandaros diagrama
Žemė susideda iš apvalkalų (geosferų) – vidinių ir išorinių.
Buitinė geosfera – žemės pluta, mantija ir šerdis.
1. Žemės pluta. Skirtinguose Žemės rutulio regionuose žemės plutos storis skiriasi. Po vandenynais jis svyruoja nuo 4 iki 20 km, o po žemynais - nuo 20 iki 75 km. Vidutiniškai vandenynams jo storis siekia 7...10 km, žemynams - 37...47 km. Vidutinis storis (storis) tik 33 km. Apatinę žemės plutos ribą lemia staigus seisminių bangų sklidimo greičio padidėjimas ir vadinama pjūviu. Mohorovičius(pietinis seismografas), kur buvo pastebėtas staigus tampriųjų (seisminių) bangų sklidimo greičio padidėjimas nuo 6,8 iki 8,2 km/s. Sinonimas - žemės plutos pagrindas.
Žievė turi sluoksniuotą struktūrą. Jame yra trys sluoksniai: nuosėdinės(viršuje), granito Ir bazaltinis.
Granito sluoksnio storis didėja jaunuose kalnuose (Alpėse, Kaukaze) ir siekia 25...30 km. Senovės lankstymo vietose (Uralas, Altajaus) pastebimas granito sluoksnio storio mažėjimas.
Bazalto sluoksnis yra visur. Dažniausiai bazaltai randami 10 km gylyje. Atskirų dėmių pavidalu jie prasiskverbia į mantiją 70...75 km gylyje (Himalajuose).
Sąsaja tarp granito ir bazalto sluoksnių vadinama paviršiumi Konradas(Austrijos geofizikas Konradas V.), kuriam taip pat būdingas staigus seisminių bangų sklidimo greičio padidėjimas .
Yra dviejų tipų žemės pluta: žemyninė (trisluoksnė) ir okeaninė (dviejų sluoksnių). Riba tarp jų nesutampa su žemynų ir vandenynų riba ir eina vandenyno dugnu 2,0...2,5 km gylyje.
Kontinentinės plutos tipas susideda iš nuosėdinių, granito ir bazalto sluoksnių. Galia priklauso nuo vietovės geologinės sandaros. Labai pakilusiose kristalinių uolienų vietose nuosėdinio sluoksnio praktiškai nėra. Įdubose jo storis kartais siekia 15...20 km.
Okeaninis plutos tipas susideda iš nuosėdinių ir bazaltinių sluoksnių. Nuosėdų sluoksnis dengia beveik visą vandenyno dugną. Jo storis svyruoja šimtais ir net tūkstančiais metrų. Bazalto sluoksnis taip pat plačiai paplitęs po vandenyno dugnu. Žemės plutos storis vandenynų baseinuose nevienodas: Ramiajame vandenyne jis siekia 5...6 km, Atlante - 5...7 km, Arktyje - 5...12 km, m. indėnas - 5...10 km.
Litosfera- uolinis Žemės apvalkalas, jungiantis žemės plutą, viršutinės mantijos poplautinę dalį ir apatinę astenosfera (sumažėjusio kietumo, stiprumo ir klampumo sluoksnis).
1 lentelė
Kietosios Žemės kriauklių charakteristikos
|
Geosfera |
Gylio intervalas, km |
Tankis, g/cm3 |
tūrio, % |
Svoris, 10 25 t |
Žemės masės, % |
|
Žemės pluta |
|||||
|
Mohorovičius skyrius |
|||||
|
Išorinis B |
|||||
|
C pereinamasis sluoksnis |
|||||
|
Wichert-Gutenberg skyrius |
|||||
|
Išorinis E |
|||||
|
Pereinamasis sluoksnis F |
|||||
|
Vidinis G |
|||||
2. Mantija(graik. antklodė, apsiaustas) yra 30...2900 km gylyje. Jo masė sudaro 67,8% Žemės masės ir daugiau nei 2 kartus didesnė už šerdies ir plutos masę kartu. Tūris yra 82,26%. Mantijos paviršiaus temperatūra svyruoja 150...1000 °C ribose.
Mantija susideda iš dviejų dalių – apatinės (sluoksnis D) su pagrindu ~ 2900 km ir viršutinės (sluoksnis B) iki 400 km gylio. Apatinė mantija – Mn, Fe, Ni. Jame paplitusios ultramafinės uolienos, todėl apvalkalas dažnai vadinamas peridotitu arba akmeniu. Viršutinė mantija – Si, Mg. Jis yra aktyvus ir turi išlydytų masių kišenių. Čia kyla seisminiai ir vulkaniniai reiškiniai bei kalnų statybos procesai. Taip pat yra pereinamasis sluoksnis Golitsyna(C sluoksnis) 400...1000 km gylyje.
Viršutinėje mantijos dalyje, esančioje po litosfera, yra astenosfera. Viršutinė riba yra apie 100 km gylyje po žemynais ir apie 50 km po vandenyno dugnu; žemiau – 250…350 km gylyje. Astenosfera vaidina didelį vaidmenį endogeninių procesų, vykstančių žemės plutoje (magmatizmo, metamorfizmo ir kt.) atsiradime. Astenosferos paviršiuje juda litosferos plokštės, sukurdamos mūsų planetos paviršiaus struktūrą.
3. ŠerdisŽemė prasideda 2900 km gylyje. Vidinė šerdis yra kieta, išorinė - skysta. Šerdies masė sudaro iki 32% Žemės masės, o tūris - iki 16%. Žemės šerdį sudaro beveik 90% geležies su deguonies, sieros, anglies ir vandenilio priemaišomis. Vidinės šerdies (sluoksnio G), susidedančios iš geležies-nikelio lydinio, spindulys ~ 1200...1250 km, pereinamasis sluoksnis (sluoksnis F) ~ 300...400 km, išorinės šerdies spindulys (sluoksnis E) yra ~ 3450...3500 km. Slėgis – apie 3,6 mln. atm., temperatūra – 5000 °C.
Yra du požiūriai į branduolio cheminę sudėtį. Kai kurie tyrinėtojai mano, kad šerdį, kaip ir geležies meteoritus, sudaro Fe ir Ni. Kiti teigia, kad, kaip ir mantijoje, šerdį sudaro Fe ir Mg silikatai. Be to, medžiaga yra specialios metalizuotos būsenos (elektroniniai apvalkalai iš dalies sunaikinami).
Išorinis geosfera - hidrosfera (vandens apvalkalas), biosfera (organizmų gyvenimo sfera) ir atmosfera (dujų apvalkalas).
Hidrosfera apima 70,8% žemės paviršiaus. Vidutinis jo storis apie 3,8 km, didžiausias – > 11 km. Hidrosferos susidarymas siejamas su vandens degazavimu iš Žemės mantijos. Jis glaudžiai susijęs su litosfera, atmosfera ir biosfera. Bendras hidrosferos tūris Žemės rutulio tūrio atžvilgiu neviršija 0,13%. Daugiau nei 98% visų Žemės vandens išteklių sudaro sūrūs vandenynų, jūrų ir kt. vandenys. Bendras gėlo vandens tūris yra 28,25 mln. km 3 arba apie 2% visos hidrosferos.
2 lentelė
Hidrosferos tūris
|
Hidrosferos dalys |
Viso vandens tūris |
Gėlo vandens tūris, tūkst. m3 |
Vandens mainų intensyvumas, metai |
|
Pasaulio vandenynas |
|||
|
Požeminis vanduo |
|||
|
Dirvožemio drėgmė |
|||
|
Atmosferos garai |
|||
|
Upių vandenys |
|||
|
Vanduo gyvuose organizmuose (biologinis) |
* – vanduo, veikiamas aktyvios vandens apykaitos
Biosfera(organizmų gyvenimo sfera) yra susijęs su Žemės paviršiumi. Jis nuolat sąveikauja su litosfera, hidrosfera ir atmosfera.
Atmosfera. Jo viršutinė riba yra aukštis (3 tūkst. km), kur tankis beveik subalansuotas su tarpplanetinės erdvės tankiu. Chemiškai, fiziškai ir mechaniškai veikia litosferą, reguliuoja šilumos ir drėgmės pasiskirstymą. Atmosfera turi sudėtingą struktūrą.
Nuo Žemės paviršiaus į viršų yra padalintas į troposfera(iki 18 km), stratosfera(iki 55 km), mezosfera(iki 80 km), termosfera(iki 1000 km) ir egzosfera(sklaidos sfera). Troposfera užima apie 80% visos atmosferos. Jo storis 8...10 km virš ašigalių, 16...18 km virš pusiaujo. Esant vidutinei metinei temperatūrai Žemei + 14 o C jūros lygyje ties viršutine troposferos riba, ji nukrenta iki – 55 o C. Žemės paviršiuje aukščiausia temperatūra siekia 58 o C (pavėsyje), o. žemiausia nukrenta iki – 87 o C. Troposferoje vyksta vertikalūs ir horizontalūs oro masių judėjimai, kurie iš esmės lemia ciklas vandens, šilumos mainai , perkėlimas dulkių dalelių.
Magnetosfera
Žemė yra atokiausias ir plačiausias Žemės apvalkalas, kuris yra artima žemei erdvė, kurioje Žemės elektromagnetinio lauko stiprumas viršija išorinių elektromagnetinių laukų stiprumą. Magnetosfera yra sudėtingos formos, kintamos konfigūracijos ir magnetinio pliūpsnio. Išorinė riba (magnetopauzė) nustatoma ~ 100...200 tūkst km atstumu nuo Žemės, kur magnetinis laukas susilpnėja ir tampa panašus į kosminį magnetinį lauką.
>> Iš ko susideda Žemė?
apibūdinimas Žemės sudėtis vaikams su nuotrauka: planetos sandara paveikslėlyje, iš ko susideda pluta, mantija ir šerdis, kaip atrodo viršutinis apvalkalas, sluoksnių storis.
Žemė yra trečioji planeta nuo Saulės, bet taip pat kol kas vienintelė planeta Saulės sistemoje ir žinomoje Visatoje, kurioje gyvena pažangi gyvybės forma. Tai namai, kuriuos tyrinėti bus naudinga vaikams. Pažvelkime į Žemės sandarą atidžiau, į pagalbą pasitelkdami mūsų nuotraukas, diagramas ir brėžinius.
Pradėkite paaiškinimas vaikams apie Žemės sudėtį išplaukia iš to, kad gyvename unikalioje planetoje, nes joje yra vandens. Žinoma, yra ir kitų pasaulių, taip pat palydovų, kur yra atmosfera, ledas ir net vandenynai, bet tik mums pasisekė, kad turime visus veiksnius gyvybei kurti ir palaikyti.
Mažiesiems Svarbu žinoti, kad žemės vandenynai užima maždaug 70% viso paviršiaus ir yra 4 km gylyje. Skystas gėlas vanduo randamas upėse, ežeruose ir atmosferos vandens garų pavidalu, todėl orai labai skiriasi.
Turėtų paaiškinti vaikams kad Žemė yra daugiasluoksnė. Išorę vaizduoja žievė. Jis užpildytas vandenynų baseinais ir žemynais. Žemės pluta užima 5-75 km. Tankiausios dalys slypi po žemynais, o ploniausios – po vandenynais. Dabar panagrinėkime Žemės sudėtį sluoksniais: pluta, mantija, šerdis.
Žemės pluta – paaiškinimas vaikams
Žemės plutoje yra tokių elementų kaip: deguonis (47%), silicis (27%), aliuminis (8%), geležis (5%), kalcis (4%) ir po 2% magnio, kalio ir natrio. Jis sukurtas milžiniškų plokščių, judančių per skysčio mantiją, pavidalu. Svarbu paaiškinti vaikams, kad, nors ir nepastebime, lėkštės nenustoja judėti. Jiems susidūrus pajuntame žemės drebėjimus, o vienam perbėgus ant kito susidaro gili tranšėja arba kalnai. Šiuos judesius apibūdina plokščių tektonikos teorija.
Žemės mantija – paaiškinimas vaikams
Toliau, 2890 km storio, yra mantija. Jį atstovauja silikatinės uolienos, kuriose gausu magnio ir geležies. Dėl didelio karščio susidaro uolienos. Tada jie atvėsta ir vėl grįžta į šerdį. Manoma, kad tai sukelia tektoninių plokščių judėjimą. Kai mantija sugeba prasibrauti pro plutą, matosi ugnikalnio išsiveržimas.
Žemės šerdis – paaiškinimas vaikams
Be abejo, net mažiesiems Akivaizdu, kad šerdis yra Žemės viduje. Įdomu tai, kad jis susideda iš dviejų pusių: vidinę (kietąją), kurios spindulys yra 1220 km, supa išorinė (skysta - nikelio ir geležies lydinys), kurios storis yra 2180 km. Kol planeta sukasi įprastu tempu, vidinė šerdis sukasi atskirai, sudarydama magnetinį lauką. Taip pat galite pasakyti vaikai apie tai, kaip susidaro auroros. Juk tam įkrautos saulės vėjo dalelės turi patekti į oro molekules, esančias virš planetos magnetinių polių, ir tada šios molekulės pradeda šviesti.
Dabar jūs žinote, iš ko sudaryta Žemė. Jei bet kokio amžiaus vaikams ar moksleiviams smalsu sužinoti daugiau įdomių faktų ir detalių apie trečiąją planetą nuo Saulės, būtinai apsilankykite likusiuose skyriaus puslapiuose. Nepamirškite pasinaudoti 3D Saulės sistemos modeliu, kuriame pavaizduotos visos planetos, taip pat Veneros žemėlapis, jos paviršius ir orbitos ypatybės. Visa kitai jums visada padės mūsų nuotraukos, paveikslėliai, brėžiniai, taip pat realiu laiku veikiantis internetinis teleskopas. Žemės sandarą neįtikėtinai lengva suprasti, jei sekate vaizdinius.
Yra vidinių ir išorinių apvalkalų, kurie sąveikauja tarpusavyje.
Vidinė Žemės sandara
Vidinei Žemės sandarai tirti jie naudoja itin gilių gręžinių gręžimą (giliausia Kola – 11 000 m. Apėmė mažiau nei 1/400 Žemės spindulio). Tačiau didžioji dalis informacijos apie Žemės sandarą buvo gauta naudojant seisminį metodą. Remiantis šiais metodais gautais duomenimis, buvo sukurtas bendras Žemės sandaros modelis.
Planetos centre yra žemės šerdis – (R = 3500 km), tikriausiai sudaryta iš geležies su lengvesnių elementų priemaiša. Yra hipotezė, kad šerdį sudaro vandenilis, kuris aukštoje temperatūroje gali virsti metaline būsena. Išorinis šerdies sluoksnis yra skystos, išlydytos būsenos; vidinė šerdis, kurios spindulys 1250 km, yra kieta. Temperatūra šerdies centre, matyt, iki 5 - 6 tūkstančių laipsnių.
Šerdį gaubia apvalkalas – mantija. Mantijos storis iki 2900 km, jos tūris sudaro 83% planetos tūrio. Jį sudaro sunkieji mineralai, kuriuose gausu magnio ir geležies. Nepaisant aukštos temperatūros (virš 2000?), didžioji dalis mantijos medžiagos dėl didžiulio slėgio yra kietos kristalinės būsenos. Viršutinė mantija 50–200 km gylyje turi judantį sluoksnį, vadinamą astenosfera (silpnoji sfera). Jis pasižymi dideliu plastiškumu dėl jį sudarančios medžiagos minkštumo. Būtent su šiuo sluoksniu yra susiję ir kiti svarbūs procesai Žemėje. Jo storis 200 – 250 km. Astenosferos medžiaga, prasiskverbianti pro žemės plutą ir ištekanti į paviršių, vadinama magma.
Žemės pluta yra kietas sluoksniuotas išorinis Žemės apvalkalas, kurio storis nuo 5 km po vandenynais iki 70 km po kalnuotomis žemynų struktūromis.
- Žemyninė (žemyninė)
- Okeaninis
Žemyninė pluta yra storesnė ir sudėtingesnė. Jis turi 3 sluoksnius:
- Nuosėdinės (10-15 km, uolienos daugiausia nuosėdinės)
- Granitas (5-15 km, šio sluoksnio uolienos daugiausia metamorfinės, jų savybės artimos granitui)
- Balzatovy (10-35 km, šio sluoksnio uolienos yra magminės)
Okeaninė pluta sunkesnė, joje nėra granito sluoksnio, nuosėdinis sluoksnis gana plonas, daugiausia balzatas.
Perėjimo iš žemyno į vandenyną srityse pluta turi pereinamąjį pobūdį.
Žemės pluta ir viršutinė mantijos dalis sudaro apvalkalą, vadinamą (iš graikų litos – akmuo). Litosfera yra kietas Žemės apvalkalas, įskaitant žemės plutą ir viršutinį mantijos sluoksnį, esantį karštoje astenosferoje. Litosferos storis vidutiniškai 70–250 km, iš kurių 5–70 km yra žemės plutoje. Litosfera nėra vientisas apvalkalas, ji yra padalinta į milžiniškus lūžius. Daugumoje plokščių yra ir žemyninė, ir vandenyninė pluta. Yra 13 litosferos plokščių. Tačiau didžiausi yra: Amerikos, Afrikos, Indo-Australijos, Ramiojo vandenyno.
Veikiant žemės žarnyne vykstantiems procesams, litosfera juda. Litosferos plokštės lėtai juda viena kitos atžvilgiu 1–6 cm greičiu per metus. Be to, nuolat vyksta jų vertikalūs judesiai. Horizontalių ir vertikalių litosferos judesių rinkinys, lydimas žemės plutos lūžių ir raukšlių, vadinamas. Jie yra lėti ir greiti.
Jėgos, sukeliančios litosferos plokščių išsiskyrimą, atsiranda mantijos medžiagai judant. Galingi šios medžiagos srautai aukštyn išstumia plokštes, suplėšydami žemės plutą, sudarydami joje gilius plyšius. Ten, kur ši medžiaga pakyla į išorę, litosferoje atsiranda gedimų, o plokštės pradeda tolti. Išilgai lūžių besiskverbianti magma, kietėjanti, kaupia plokščių kraštus. Dėl to abiejose gedimo pusėse atsiranda velenai ir. Jie randami visuose vandenynuose ir sudaro vieną sistemą, kurios bendras ilgis yra 60 000 tūkstančių km. Keturgūbrių aukštis iki 3000 m. Didžiausią plotį šis ketera pasiekia pietrytinėje dalyje, kur plokščių judėjimo greitis siekia 12 - 13 cm/metus. Jis neužima vidurinės padėties ir vadinamas Ramiojo vandenyno pakilimu. Lūžio vietoje vidurio vandenyno kalnagūbrių ašinėje dalyje dažniausiai yra tarpekliai – plyšiai. Jų plotis svyruoja nuo kelių dešimčių kilometrų viršuje iki kelių kilometrų apačioje. Plyšių apačioje yra nedideli ugnikalniai ir karštosios versmės. Plyšiuose iš kylančios magmos gimsta nauja vandenyno pluta. Kuo toliau nuo plyšio, tuo senesnė pluta.
Išilgai kitų plokščių ribų stebimi litosferos plokščių susidūrimai. Tai vyksta įvairiais būdais. Kai susiduria lėkštė su vandenynine pluta ir lėkštė su žemynine pluta, pirmoji nugrimzta po antrąja. Tokiu atveju sausumoje atsiranda giliavandenių griovių, salų lankų ir kalnų. Jei dvi plokštės susiduria su žemynine pluta, tada įvyksta gniuždymas, vulkanizmas ir kalnuotų vietovių susidarymas (pavyzdžiui, tai sudėtingi procesai, vykstantys judant magmai, kuri susidaro atskiruose centruose ir skirtinguose astenosferos gyliuose. Labai retai susidaro žemės plutoje.Yra du pagrindiniai magmų tipai – bazaltinė (bazinė) ir granitinė (rūgštinė).
Kai magma išsiveržia į Žemės paviršių, ji sudaro ugnikalnius. Toks magmatizmas vadinamas efuziniu. Tačiau dažniau magma į žemės plutą prasiskverbia per plyšius. Šis magmatizmo tipas vadinamas intruziniu.
Nuo neatmenamų laikų žmonės bandė pavaizduoti Žemės vidinės sandaros diagramos. Juos domino Žemės gelmės kaip vandens, ugnies, oro saugyklos, taip pat kaip pasakiškų turtų šaltinis. Iš čia ir kilo noras mintimis prasiskverbti į Žemės gelmes, kur, kaip sakė Lomonosovas,
rankas ir akis draudžia gamta (t.y. prigimtis).
Pirmoji Žemės vidinės sandaros schema
Didžiausias antikos mąstytojas, graikų filosofas, gyvenęs IV amžiuje prieš Kristų (384–322 m.), mokė, kad Žemės viduje yra „centrinė ugnis“, kuri trykšta iš „ugnį alsuojančių kalnų“. Jis tikėjo, kad vandenynų vandenys, prasiskverbę į Žemės gelmes, užpildo tuštumas, tada pro plyšius vanduo vėl kyla aukštyn, suformuodamas šaltinius ir upes, kurios įteka į jūras ir vandenynus. Taip vyksta vandens ciklas. Pirmoji Athanasius Kircher Žemės sandaros schema (pagal 1664 m. graviūrą). Nuo to laiko praėjo daugiau nei du tūkstančiai metų ir tik XVII amžiaus antroje pusėje - 1664 m. pirmoji Žemės vidinės sandaros schema. Jo autorius buvo Afanasy Kircher. Ji buvo toli gražu ne tobula, bet gana pamaldi, ką nesunku padaryti pažvelgus į piešinį. Žemė buvo vaizduojama kaip kietas kūnas, kurio viduje didžiulės tuštumos buvo sujungtos viena su kita ir paviršiumi daugybe kanalų. Centrinė šerdis buvo užpildyta ugnimi, o tuštumos, esančios arčiau paviršiaus, buvo užpildytos ugnimi, vandeniu ir oru. Diagramos kūrėjas buvo įsitikinęs, kad gaisrai Žemės viduje ją sušildo ir gamina metalus. Požeminės ugnies medžiaga, pagal jo idėjas, buvo ne tik siera ir anglis, bet ir kitos žemės vidaus mineralinės medžiagos. Požeminio vandens srautai sukėlė vėją.Antroji Žemės vidinės sandaros diagrama
Pirmoje XVIII amžiaus pusėje atsirado antroji Žemės vidinės sandaros diagrama. Jo autorius buvo Vudvortas. Viduje Žemė buvo užpildyta nebe ugnimi, o vandeniu; vanduo sukūrė didžiulę vandens sferą, o kanalai sujungė šią sferą su jūromis ir vandenynais. Skystą šerdį supo storas kietas apvalkalas, sudarytas iš uolienų sluoksnių.
Antroji Vudvorto žemės struktūros schema (iš 1735 m. graviūros). Uolienų sluoksniai
Apie tai, kaip jie susidaro ir išsidėstę uolienų sluoksniai, pirmasis atkreipė dėmesį žymus Danijos gamtos tyrinėtojas Nikolajus Stensenas(1638-1687). Mokslininkas ilgą laiką gyveno Florencijoje Steno vardu, ten vertėsi medicinos praktika. Stensenas (Steno) supriešino fantastiškus Žemės sandaros diagramų autorių vaizdus su tiesioginiais stebėjimais iš kasybos praktikos. Kalnakasiai jau seniai pastebėjo reguliarų nuosėdinių uolienų sluoksnių išdėstymą. Stensenas ne tik teisingai paaiškino jų susidarymo priežastį, bet ir tolimesnius jų pokyčius. Jis padarė išvadą, kad šie sluoksniai nusėdo nuo vandens. Iš pradžių nuosėdos buvo minkštos, paskui sukietėjo; Iš pradžių sluoksniai gulėjo horizontaliai, vėliau, veikiami vulkaninių procesų, patyrė didelių judesių, o tai paaiškina jų pasvirimą. Tačiau tai, kas buvo teisinga nuosėdinių uolienų atžvilgiu, žinoma, negali būti taikoma visoms kitoms uolienoms, kurios sudaro žemės plutą. Kaip jie susiformavo? Ar jie iš vandeninių tirpalų, ar iš ugningų tirpalų? Šis klausimas mokslininkų dėmesį traukė ilgą laiką, iki pat XIX amžiaus XX amžiaus XX amžiaus.Ginčas tarp neptunistų ir plutonistų
Tarp vandens šalininkų - neptunistai(Neptūnas - senovės romėnų jūrų dievas) ir ugnies šalininkai - plutonistai(Plutonas yra senovės graikų požemio dievas) ne kartą kilo karštos diskusijos. Galiausiai mokslininkai įrodė vulkaninę bazaltinių uolienų kilmę, ir neptūnistai buvo priversti pripažinti pralaimėjimą.Bazaltas
Bazaltas- labai paplitusi vulkaninė uoliena. Jis dažnai patenka į žemės paviršių ir dideliame gylyje sudaro patikimą pagrindą Žemės pluta. Šiai uolienai – sunkiai, tankiai ir kietai, tamsios spalvos – būdinga stulpinė struktūra, susidedanti iš penkių-šešių kampų vienetų. Bazaltas yra puiki statybinė medžiaga. Be to, jis gali būti lydomas ir naudojamas bazalto liejiniams gaminti. Produktai pasižymi vertingomis techninėmis savybėmis: atsparumu ugniai ir atsparumu rūgštims. Iš bazalto liejimo gaminami aukštos įtampos izoliatoriai, chemijos rezervuarai, kanalizacijos vamzdžiai ir kt.. Bazaltai randami Armėnijoje, Altajuje, Užbaikalijoje ir kitose vietovėse. Bazaltas nuo kitų uolienų skiriasi dideliu savituoju sunkiu. Žinoma, daug sunkiau nustatyti Žemės tankį. Ir tai būtina žinoti norint teisingai suprasti Žemės rutulio sandarą. Pirmieji ir gana tikslūs Žemės tankio nustatymai buvo atlikti prieš du šimtus metų. Daugelio nustatymų vidutinis tankis buvo 5,51 g/cm3.Seismologija
Mokslas suteikė daug aiškumo idėjoms apie seismologija, tiriant žemės drebėjimų prigimtį (iš senovės graikų kalbos žodžių: „seismos“ – žemės drebėjimas ir „logos“ – mokslas). Šia kryptimi dar reikia daug nuveikti. Remiantis didžiausio seismologo, akademiko B. B. Golitsyno (1861–1916) vaizdine išraiška,Visus žemės drebėjimus galima palyginti su žibintu, kuris trumpam užsidega ir, apšviesdamas Žemės vidų, leidžia pamatyti, kas ten vyksta.Pasitelkus labai jautrius įrašymo įrenginius, seismografus (iš jau pažįstamų žodžių „seismos“ ir „grapho“ – rašau) paaiškėjo, kad žemės drebėjimo bangų sklidimo greitis visame pasaulyje nėra vienodas: tai priklauso nuo medžiagų, kuriomis sklinda bangos, tankis. Pavyzdžiui, per smiltainio storį jie praeina daugiau nei du kartus lėčiau nei per granitą. Tai leido padaryti svarbias išvadas apie Žemės sandarą. Žemė, Autorius modernus remiantis mokslinėmis pažiūromis, gali būti pavaizduoti kaip trys rutuliai, sudėti vienas kito viduje. Yra toks vaikiškas žaislas: spalvotas medinis rutulys, susidedantis iš dviejų pusių. Jei atidarote, viduje yra kitas spalvotas rutulys, viduje dar mažesnis kamuoliukas ir pan.
- Pirmasis išorinis rutulys mūsų pavyzdyje yra Žemės pluta.
- Antra - Žemės apvalkalas arba mantija.
- Trečias - vidinė šerdis.
Šiuolaikinė Žemės vidinės sandaros schema. Šių „rutulių“ sienelių storis yra skirtingas: išorinė yra ploniausia. Čia reikia pažymėti, kad žemės pluta nėra vienodo storio vienalytis sluoksnis. Visų pirma, Eurazijos teritorijoje jis svyruoja per 25–86 kilometrus. Pagal seisminių stočių, t. y. stočių, tiriančių žemės drebėjimus, duomenis, žemės plutos storis išilgai linijos Vladivostokas – Irkutskas yra 23,6 km; tarp Sankt Peterburgo ir Sverdlovsko - 31,3 km; Tbilisis ir Baku - 42,5 km; Jerevanas ir Groznas - 50,2 km; Samarkandas ir Chimkentas – 86,5 km. Žemės apvalkalo storis, atvirkščiai, labai įspūdingas – apie 2900 km (priklauso nuo žemės plutos storio). Šerdies apvalkalas yra šiek tiek plonesnis - 2200 km. Vidinės šerdies spindulys yra 1200 km. Prisiminkime, kad Žemės pusiaujo spindulys yra 6378,2 km, o poliarinis - 6356,9 km. Žemės medžiaga dideliame gylyje
Kas vyksta su Žemės medžiaga, sudaro Žemės rutulį, dideliame gylyje? Gerai žinoma, kad temperatūra didėja didėjant gyliui. Anglijos anglies kasyklose ir Meksikos sidabro kasyklose jis toks aukštas, kad dirbti neįmanoma, nepaisant visokių techninių prietaisų: vieno kilometro gylyje – virš 30° šilumos! Vadinamas metrų skaičius, kurį reikia nusileisti giliai į Žemę, kad temperatūra pakiltų 1° geoterminė stadija. Išvertus į rusų kalbą - „Žemės įkaitimo laipsnis“. (Žodis „geoterminis“ sudarytas iš dviejų graikiškų žodžių: „ge“ – žemė ir „therme“ – šiluma, panašu į žodį „termometras“.) Geoterminės pakopos vertė išreiškiama metrais ir skiriasi. (svyruoja tarp 20-46). Vidutiniškai jis paimamas 33 metrus. Maskvai, remiantis giluminio gręžimo duomenimis, geoterminis gradientas yra 39,3 metro. Iki šiol giliausias gręžinys neviršija 12000 metrų. Daugiau nei 2200 metrų gylyje kai kuriuose šuliniuose jau pasirodo perkaitinti garai. Jis sėkmingai naudojamas pramonėje. O ką gali atrasti, jei skverbiesi vis toliau? Temperatūra nuolat didės. Tam tikrame gylyje jis pasieks tokią vertę, kurioje turėtų ištirpti visos mums žinomos uolienos. Tačiau norint iš to padaryti teisingas išvadas, būtina atsižvelgti ir į slėgio poveikį, kuris taip pat nuolat didėja artėjant prie Žemės centro. 1 kilometro gylyje slėgis po žemynais siekia 270 atmosferų (po vandenyno dugnu tame pačiame gylyje - 100 atmosferų), 5 km gylyje - 1350 atmosferų, 50 km - 13 500 atmosferų ir tt Centrinėje mūsų planetos dalių, slėgis viršija 3 milijonus atmosferų! Natūralu, kad lydymosi temperatūra taip pat keisis didėjant gyliui. Jei, pavyzdžiui, bazaltas lydosi gamyklinėse krosnyse 1155° temperatūroje, tai 100 kilometrų gylyje jis pradės tirpti tik 1400° temperatūroje. Pasak mokslininkų, temperatūra 100 kilometrų gylyje yra 1500°, o vėliau, lėtai kylant, tik pačiose centrinėse planetos vietose pasiekia 2000-3000°. Kaip rodo laboratoriniai eksperimentai, didėjančio slėgio įtakoje kietosios medžiagos – ne tik kalkakmenis ar marmuras, bet ir granitas – įgauna plastiškumą ir rodo visus takumo požymius. Tokia materijos būsena būdinga antrajam mūsų diagramos rutuliui – Žemės apvalkalui. Išlydytos masės (magmos) židiniai, tiesiogiai susiję su ugnikalniais, yra riboto dydžio.Žemės šerdis
Korpuso medžiaga Žemės šerdis klampus, o pačioje šerdyje dėl milžiniško slėgio ir aukštos temperatūros yra ypatingos fizinės būsenos. Jo naujos savybės pagal kietumą panašios į skystų kūnų savybes, o pagal elektrinį laidumą – su metalų savybėmis. Didžiosiose Žemės gelmėse medžiaga, kaip teigia mokslininkai, virsta metaline faze, kurios laboratorinėmis sąlygomis sukurti dar neįmanoma.Žemės rutulio elementų cheminė sudėtis
Puikus rusų chemikas D. I. Mendelejevas (1834–1907) įrodė, kad cheminiai elementai yra darni sistema. Jų savybės yra reguliarios viena su kita ir atspindi nuoseklias atskiros materijos, iš kurios yra pastatytas Žemės rutulys, etapus.- Pagal cheminę sudėtį žemės plutą daugiausia sudaro tik devyni elementai iš daugiau nei šimto mums žinomų. Tarp jų pirmiausia deguonis, silicis ir aliuminis, tada mažesniais kiekiais, geležies, kalcio, natrio, magnio, kalio ir vandenilio. Likusi dalis sudaro tik du procentus visų išvardytų elementų bendro svorio. Žemės pluta buvo vadinama sialiu, priklausomai nuo jos cheminės sudėties. Šis žodis rodė, kad žemės plutoje po deguonies vyrauja silicis (lotyniškai „silicium“, taigi pirmasis skiemuo – „si“) ir aliuminis (antrasis skiemuo – „al“, kartu – „sial“).
- Pastebimas magnio padidėjimas subkortikinėje membranoje. Štai kodėl jie ją vadina sima. Pirmasis skiemuo yra „si“ iš silicio - silicio, o antrasis yra „ma“ iš magnio.
- Manoma, kad centrinė Žemės rutulio dalis daugiausia susidarė iš nikelio geležis, taigi ir jo pavadinimas - peilis. Pirmasis skiemuo - "ni" reiškia nikelio buvimą, o "fe" - geležį (lotyniškai "ferrum").
Cheminė meteoritų analizė
Taip pat patvirtinamas mūsų idėjų apie vidinių Žemės dalių sudėtį teisingumas cheminis meteorito analizė. Kai kuriuose meteorituose vyrauja geležis – taip jie vadinami. geležies meteoritai, kitose - tie elementai, kurie yra žemės plutos uolienose, todėl jie vadinami akmeniniai meteoritai.
Meteoras krenta. Akmeniniai meteoritai – suirusių dangaus kūnų išorinių apvalkalų fragmentai, o geležiniai – jų vidinių dalių fragmentai. Nors akmeninių meteoritų išorinės savybės nepanašios į mūsų uolienas, jų cheminė sudėtis artima bazaltams. Cheminė geležies meteoritų analizė patvirtina mūsų prielaidas apie centrinės Žemės šerdies prigimtį. 
