Внутреннее строение Земли

Внутреннее строение Земли Земля

На самом деле, планета, на которой мы проживаем, представляет собой нечто значительно большее, чем можно разглядеть, находясь на её поверхности или высоко над ней. Если бы можно было взглянуть на Землю в разрезе, то увиденная картина очень удивила бы любого. Человечество начало изучать просторы космоса, не изучив даже половины своей родной планеты. И только наука сейсмология приоткрывает завесу тайны о строение Земли. Основной её целью является изучение слоёв Земли, каждый из которых имеет свой состав, характеристики и свойства. Всё это оказывает существенное влияние на процессы, происходящие на планете, в том числе и её поверхности.

Что говорит современная наука

Согласно полученным данным, внутреннее строение Земли неоднородно. Это означает, что существует определённая структура, состоящая из слоёв, как и у всех прочих планет. Они следуют один за другим, имеют достаточно чёткие границы, а также свой химический состав и температуру.

В настоящее время только сейсмологический мониторинг способен дать базовое представление о понятии «слой Земли». Данные наблюдения включают в себя исследование созданных землетрясениями звуковых волн и анализ их изменения во время прохождения сквозь тот или иной слой. Перемены скорости этих волн становятся причиной возникновения рефракции. Они применяются в комплексе с трансформациями в магнитных и гравитационных полях, экспериментам с твёрдыми кристаллическими веществами, имитирующими температуры и давление в глубинных слоях Земли.

Проведение исследовательских изысканий

Человечество с древних времён пыталось найти объяснение всем происходящим вокруг них явлениям. Поначалу это даже не относилось к каким-либо научным работам. В большинстве случаев это были различные легенды и мифы, пытающиеся объяснить это божественным вмешательством. При этом наиболее популярным стали следующие теории строения Земли:

  • Плоская планета. Данная теория появилась в культуре Месопотамии, где Земля изображалась в виде плоского диска, бороздящего просторы безбрежного океана. Очень похожее представление было и в культуре племени Майя. Отличием было то, что в их культуре она изображалась с четырьмя ягуарами, удерживающими небо. У персов это была космическая гора, а китайцы видели четырёх сторонний куб.
  • Ещё в 6 веке до нашей эры древнегреческие учёные начали задумываться об округлой форме планеты, а триста лет спустя эта теория начала обретать первую доказательную базу. В этот же период учёные делают свои первые шаги в сфере геологических исследований, а также изучении металлов и минералов.
  • В XVI-XVII веках произошёл достаточно большой сдвиг, когда Эдмунд Галлей выдвинул теорию, согласно которой внутреннее строение Земли предполагало наличие полости между корой и ядром планеты. Чтобы между ними не возникало трения, внутренняя сфера должна удерживаться на месте гравитационным полем. Данная теория была выдвинута на основании значений плотности Земли и Луны, выдвинутых Исааком Ньютоном.
  • В дальнейшем ученые начали рассматривать достоверность событий, описанных в Библии. В частности, они попытались найти доказательства Великого потопа, на основании которого можно было вычислить возраст планеты. С этого момента началось рассмотрение ископаемых и разработка их классификации для датирования слоёв.

В конце 18 века А. Вернер издал труд, в котором он описал систему, по которой можно идентифицировать те или иные материалы, основываясь на их внешних данных.
В середине этого столетия в Национальном музее естественной истории Франции появилась первая в истории должность, связанная с геологией. Спустя 10 лет после этого события термин «геология» навсегда вошёл в обиход.

В 70-х годах 18 столетия лидирующие позиции в исследованиях занимают химические анализы. Так, одной из наиболее важных задач было выяснение реальности Великого потопа путём исследования различных мест. В это же время существовали учёные, которые верили, что слои земли по порядку создавались с помощью огня, а не воды. Последователей данной теории называли плутонистами. Они полагали, что весь земной шар сформировался за счёт затвердевания расплавленных масс за очень продолжительное время. Это означало бы, что на самом деле Земля намного старше, чем сказано в Библии.

19 век характеризуется тем, что большое влияние на геологию оказала промышленная революция. Помимо этого, немалое значение имела концепция стратиграфической колонны (скальных образований, которые расположились в хронологическом порядке своего появления). Большинство учёных стало осознавать, что возраст обнаруженных ископаемых также можно вычислить и геологическим путём. Чем глубже они были найдены, тем они старше.

Геологи начали использовать корабли для того, чтобы расширять свой кругозор и иметь возможность сравнить свои находки из разных мест. Одним из таких исследователей стал Чарльз Дарвин, нанятый капитаном корабля «Бигль». Он невольно стал геологом благодаря найденным им окаменелостям. Также эти находки помогли написать ему в 1850 году важнейшую работу «О происхождении видов».

Ученые расширяли свои познания и создавали геологические карты планеты. Они уже знали, что возраст земного шара нужно исчислять в миллионах лет, а не тысячах, однако развитие технологий всё ещё не могло окончательно сдвинуть догматические представления о её истории.

В прошлом веке появилась возможность радиометрического датирования. Именно в это время выдвинулась теория о том, что возраст Земли достигает 2-х миллиардов лет. В самом начале 20 столетия была выдвинута теория континентального дрейфа. Её суть заключалась в том, что когда-то все континенты были единым целым. Данная теория была подтверждена позднее благодаря анализу геологических образцов. Теория тектоники плит появилась благодаря исследованию дна мирового океана. Благодаря геофизическим данным можно сделать вывод о боковом движении континентов и о том, что кора в океанах моложе континентальной.

Благодаря активному развитию сейсмологии, исследованию землетрясений и прохождения волн сквозь планету стало возможным более детально разобраться во внутреннем строении Земли и добраться до самого её ядра. В 20-х годах прошлого века Гарольдом Джеффисом было выдвинуто предположение, что планета имеет жидкое ядро, а в конце 30-х годов Инге Леманн ещё больше расширил данную теорию, предположив, что внутри жидкого существует также и твёрдое ядро.

Земля в разрезе. Левая картинка не в масштабе.
Земля в разрезе. Левая картинка не в масштабе.

Деление планеты на слои

Строение Земли можно разделить по химическому или механическому типу. Последний изучает жидкие состояния, к которым относятся литосфера, астеносфера, мезосфера, а также внешнее и внутреннее ядро. Однако ещё большую популярность приобрёл первый тип делений, который позволил обнаружить ядро, мантию и кору.

Внутреннее ядро на самом деле твёрдое, а внешнее находится в жидком состоянии. При этом нижняя мантия находится под очень сильным давлением, что наделяет её меньшей вязкостью по сравнению с верхней. Различают следующие слои земли по порядку в разрезе:

  • Кора. Представляет собой внешний застывший слой Земли, глубина которого составляет 570 км. Он занимает только 1% от объёма планеты.
  • Верхняя мантия. Эта часть структуры планеты составляет 84% от её объёма. По большей части она твёрдая, но при определённых обстоятельствах начинает вести себя, как вязкая жидкость. Она начинается на глубине от 7 до 35 км и идёт вглубь на 410 км. Движение данного слоя Земли можно заметить на примере перемещения тектонических плит. Данный процесс обусловлен подогревом из более глубоких недр. Именно это служит причиной формирования гор и землетрясений. Температура в ней может подниматься до 900 градусов Цельсия, а слой на глубине свыше 910 км считается переходным.
  • Нижняя мантия. Начинается на глубине 660 км и прогревается до температуры 4000 градусов. Из-за слишком высокого давления плавление и вязкость материала очень ограничены.
  • Внешнее ядро. Представляет собой жидкую оболочку толщиной 2300 км. Предположительно состоит на 80% из железа, а также из никеля и других лёгких элементов. Температура внутри достигает 4030 градусов. Температура и турбулентность этого слоя оказывают непосредственное влияние на магнитное поле планеты.
  • Внутреннее ядро. Имеет радиус 1220 км. В основном состоит из никеля и железа. Температура внутри достигает 5400 градусов Цельсия. Учёные предполагают, что оно расширяется со скоростью 1 мм в год.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод, если смотреть на Землю в разрезе, она предстает в совершенно ином, непривычном для человека свете и хорошо видно строение Земли.

Оцените статью
Добавить комментарий