Взаимовлияние космических тел
Все тела космической системы связаны друг с другом и оказывают взаимное воздействие. Прежде всего, оно связано с гравитацией. Для Земли гравитация – не только «привязь» к Солнцу, но и «привязь» Луны к Земле. Гравитационное притяжение Солнца и, особенно, Луны вызывает приливы не только в морях и океанах, но и в твердой оболочке – литосфере. Величина прилива в водной оболочке достигает нескольким метров, а в литосфере – 30-50 см. Приливная волна изо дня в день дважды в сутки обегает Землю, производя громадную работу, в том числе по торможению вращения Земли. На Луне подобное воздействие привело к остановке вращения Луны по отношению к Земле.
Поверхность Земли улавливает часть (весьма мизерную) солнечного теплового и электромагнитного излучения. Этой энергии достаточно для проявления мощных геологических процессов: эоловых, деятельности рек, ледников, морских волн и течений и др.
Падающие на поверхность Земли крупные метеориты оставляют шрамы – метеоритные кратеры (астроблемы) от десятков и сотен метров до десятков километров диаметром. По многим предположениям, Земля, как и прочие планеты и даже Солнце, возникла за счет объединения (аккреции) метеоритных тел.
Общие физические свойства планеты Земля: форма, масса, размеры, объем, площадь поверхности
Истинную геометрическую форму Земли назвали геоидом – телом с воображаемой поверхностью, совпадающей с поверхностью спокойного океана, которая на суше мысленно продолжается под материками и островами. Сферической (шарообразной) Землю считали древние греки. Первое предположение о том, что Земля должна иметь форму сфероида вращения, сделал Ньютон.
Полярный радиус Rп равен6356,8 км, экваториальный радиус Rэ равен 6378,2 км. Коэффициент полярного уплощения 1/300. Средняя плотность вещества Земли 5,117. Объем земного шара 1,083*109 км3, площадь поверхности – 509 950 714 км2.
Внутреннее строение Земли
Земля состоит из нескольких оболочек, отличающихся составом, плотностью вещества, его физическим состоянием. Об этом говорят наблюдения за скоростью распространения сейсмических волн. Исследования Мохоровичича (1912), Голицына и др. показали, что Земля состоит из 3-х главных оболочек: земной коры, мантии, ядра. Каждая их них состоит из оболочек 2-го порядка, некоторые будут кратко охарактеризованы ниже.
Земное ядро начинается с глубины 2019 км от поверхности эллипсоида вращения. Размеры его удалось установить по величине сейсмической тени в поперечных сейсмических волнах, отбрасываемой на противоположную сторону Земли при сильных землетрясениях. Кроме того, на границе ядра в полтора раза падает скорость продольных сейсмических волн. Эту поверхность принято считать поверхностью раздела сфер с разной плотностью вещества, находящихся в разных агрегатных состояниях. Плотность вещества ядра может меняться от 10-12 у верхней границы до 15-17 в центре. Затухание поперечных сейсмических волн в пределах ядра заставляет считать его «жидким», поскольку в условиях земной поверхности эти волны затухают в жидких средах. Состав ядра, из-за высокой плотности вещества, наличия магнитного поля, дефицита железа в земной коре по сравнению со средним составом метеоритов, предполагается железо-никелевым. Содержание никеля оценивается примерно в 10 %.
Мантия облекает ядро, имеет толщину около 2900 км, состоит, главным образом, из железо-магнезиальных силикатов, таких, например, как оливин, пироксены, гранаты и др. Плотность вещества, по разным оценкам, изменяется от 3,5-4 до 6-6,5 в направлении от верхней границы к нижней. В верхней части мантии находится особая оболочка, характеризующаяся пограничным состоянием вещества между твердым и расплавленнным. Под океанами она начинается с глубин 100-150 км, под континентами – 200-250 км. На отдельных участках очагами вещество расплавлен. Эту оболочку назвали астеносферой – в переводе - «ослабленная», «нестойкая» оболочка. Очаги плавления в астеносфере можно считать первичными очагами магматизма.
Земная кора – верхняя твердая оболочка Земли. Ее нижней границей считается зона резкого падения скорости сейсмических волн, обнаруженная югославским сейсмологом Мохоровичичем (1912). Общая толщина земной коры изменяется в широких пределах: от 60-70 км под горными сооружениями на континентах до 5-10 км под срединноокеаническими хребтами в пределах океанов. Изменения скорости сейсмических волн с глубиной в пределах земной коры говорят об оболочечном ее строении. Главных оболочек три. Нижняя – базальтовая – присутствует как под океанами, так и под континентами. В центральных частях океанов она представляет всю толщину земной коры, ближе к окраинам появляется толща рыхлых неконсолидированных осадков, а затем толщи осадочных пород небольшой мощности, возраст которых не превышает юрский.
На континентах выше базальтового слоя находятся гранитный, толщиной от 5-10 км до 25-30 км (максимальная толщина характерна для горных районов), и осадочный, толщиной от 0 до 15 и несколько более км. Земная кора вместе с твердой верхней частью мантии, до астеносферы, образует общую толщу, именуемую литосферой.
Вопросы и задания
1. Кратко опишите историю возникновения и развития геологии как науки
2.Чем отличаются планеты земной группы от планет-гигантов?
3. Каковы форма и размеры Земли?
4. Перечислите основные оболочки Земли.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2