Zeme ir daļa no Saules sistēmas kopā ar pārējām planētām un Sauli. Tas pieder pie akmens cieto planētu klases, kuras izceļas ar augstu blīvumu un sastāv no akmeņiem, atšķirībā no gāzes milžiem, kas ir lieli un salīdzinoši zema blīvuma. Tajā pašā laikā planētas sastāvs nosaka zemeslodes iekšējo uzbūvi.
Planētas galvenie parametri
Pirms noskaidrojam, kuri slāņi izceļas zemeslodes struktūrā, parunāsim par mūsu planētas galvenajiem parametriem. Zeme atrodas tādā attālumā no Saules, kas ir aptuveni 150 miljoni km. Tuvākais debess ķermenis ir planētas dabiskais pavadonis - Mēness, kas atrodas 384 tūkstošu km attālumā. Zemes-Mēness sistēma tiek uzskatīta par unikālu, jo tā ir vienīgā, kur planētai ir tik liels satelīts.
Zemes masa ir 5,98 x 1027 kg, aptuvenais tilpums ir 1,083 x 1027 kub. sk. Planēta griežas ap Sauli, kā arī ap savu asi, un tai ir slīpums attiecībā pret plakni, kas izraisa gadalaiku maiņu. Periodsrotācija ap asi ir aptuveni 24 stundas, ap Sauli - nedaudz vairāk par 365 dienām.
Iekšējās struktūras noslēpumi
Pirms tika izgudrota metode dziļumu izpētei, izmantojot seismiskos viļņus, zinātnieki varēja izdarīt tikai pieņēmumus par to, kā Zeme darbojas iekšienē. Laika gaitā viņi izstrādāja vairākas ģeofizikālās metodes, kas ļāva uzzināt par dažām planētas struktūras iezīmēm. Jo īpaši seismiskie viļņi, kas reģistrēti zemestrīču un zemes garozas kustību rezultātā, ir atraduši plašu pielietojumu. Dažos gadījumos šādi viļņi tiek ģenerēti mākslīgi, lai pēc to atspulgu rakstura dziļumā iepazītos ar situāciju.
Ir vērts atzīmēt, ka šī metode ļauj iegūt datus netieši, jo nav iespējas tieši iekļūt zarnu dziļumos. Rezultātā tika noskaidrots, ka planēta sastāv no vairākiem slāņiem, kas atšķiras pēc temperatūras, sastāva un spiediena. Tātad, kāda ir zemeslodes iekšējā struktūra?
Zemes garoza
Planētas augšējo cieto apvalku sauc par zemes garozu. Tās biezums svārstās no 5 līdz 90 km atkarībā no veida, kuru ir 4. Vidējais šī slāņa blīvums ir 2,7 g/cm3. Vislielākais biezums ir kontinentālā tipa garozai, kuras biezums dažās kalnu sistēmās sasniedz 90 km. Viņi arī izšķir zem okeāna esošo okeāna garozu, kuras biezums sasniedz 10 km, pārejas un riftogēnas. Pārejasatšķiras ar to, ka atrodas uz kontinentālās un okeāna garozas robežas. Plaisas garoza veidojas tur, kur ir okeāna vidusdaļas grēdas, un tā ir plāna, tikai 2 km bieza.
Jebkura veida garoza sastāv no 3 veidu iežiem - nogulumiežiem, granīta un baz alta, kas atšķiras pēc blīvuma, ķīmiskā sastāva un izcelsmes rakstura.
Grozas apakšējā robeža tiek saukta par Moho robežu tās atklājēja Mohoroviča vārdā. Tas atdala garozu no apakšā esošā slāņa, un to raksturo krasas vielas fāzes stāvokļa izmaiņas.
Robe
Šis slānis seko cietajai garozai un ir lielākais - tā tilpums ir aptuveni 83% no planētas kopējā tilpuma. Mantija sākas tieši aiz Moho robežas un stiepjas līdz 2900 km dziļumam. Šis slānis ir tālāk sadalīts augšējā, vidējā un apakšējā apvalkā. Augšējā slāņa iezīme ir astenosfēras klātbūtne - īpašs slānis, kurā viela atrodas zemas cietības stāvoklī. Šī viskozā slāņa klātbūtne izskaidro kontinentu kustību. Turklāt vulkānu izvirdumu laikā šķidrā izkausētā viela, ko tie izlej, nāk no šīs konkrētās zonas. Augšējā mantija beidzas aptuveni 900 km dziļumā, kur sākas vidējā mantija.
Šī slāņa atšķirīgās iezīmes ir augsta temperatūra un spiediens, kas palielinās, palielinoties dziļumam. Tas nosaka mantijas vielas īpašo stāvokli. Neskatoties uz to, ka akmeņu dziļumos ir augststemperatūra, tie ir cietā stāvoklī augsta spiediena dēļ.
Procesi, kas notiek apvalkā
Planētas iekšienē ir ļoti augsta temperatūra, jo kodolā nepārtraukti notiek kodoltermiskās reakcijas process. Tomēr ērti dzīves apstākļi paliek virspusē. Tas ir iespējams, pateicoties apvalkam, kam ir siltumizolācijas īpašības. Tādējādi tajā nonāk siltums, ko izdala kodols. Uzkarsētā viela paceļas, pakāpeniski atdziest, savukārt aukstākā viela nogrimst no mantijas augšējiem slāņiem. Šo cirkulāciju sauc par konvekciju, tā notiek nepārtraukti.
Globusa struktūra: kodols (ārējais)
Planētas centrālā daļa ir kodols, kas sākas aptuveni 2900 km dziļumā tieši aiz mantijas. Tajā pašā laikā tas ir skaidri sadalīts 2 slāņos - ārējā un iekšējā. Ārējā slāņa biezums ir 2200 km.
Kodola ārējā slāņa raksturīgās iezīmes ir dzelzs un niķeļa pārsvars sastāvā, atšķirībā no dzelzs un silīcija savienojumiem, no kuriem galvenokārt sastāv apvalks. Viela ārējā kodolā ir šķidrā agregācijas stāvoklī. Planētas rotācija izraisa kodola šķidrās vielas kustību, kā rezultātā veidojas spēcīgs magnētiskais lauks. Tāpēc planētas ārējo kodolu var saukt par planētas magnētiskā lauka ģeneratoru, kas novirza bīstamus kosmiskā starojuma veidus, pateicoties kuriem uz Zemes virsmas varētu rasties dzīvība.
Iekšējais kodols
Šķidrā metāla apvalka iekšpusē ir ciets iekšējais serdenis, kura diametrs sasniedz 2,5 tūkstošus km. Patlaban tas joprojām nav precīzi pētīts, un starp zinātniekiem notiek strīdi par tajā notiekošajiem procesiem. Tas ir saistīts ar datu iegūšanas grūtībām un iespēju izmantot tikai netiešās izpētes metodes.
Ir droši zināms, ka vielas temperatūra iekšējā kodolā ir vismaz 6 tūkstoši grādu, tomēr, neskatoties uz to, tā ir cietā stāvoklī. Tas ir saistīts ar ļoti augstu spiedienu, kas neļauj vielai nonākt šķidrā stāvoklī - iekšējā kodolā tas, domājams, ir vienāds ar 3 miljoniem atm. Šādos apstākļos var rasties īpašs vielas stāvoklis - metalizācija, kad pat tādi elementi kā gāzes var iegūt metālu īpašības un kļūt cieti un blīvi.
Kas attiecas uz ķīmisko sastāvu, pētnieku aprindās joprojām notiek diskusijas par to, kuri elementi veido iekšējo kodolu. Daži zinātnieki norāda, ka galvenie komponenti ir dzelzs un niķelis, citi norāda, ka starp komponentiem var būt arī sērs, silīcijs un skābeklis.
Elementu attiecība dažādos slāņos
Zemes sastāvs ir ļoti daudzveidīgs – tajā ir gandrīz visi periodiskās sistēmas elementi, taču to saturs dažādos slāņos nav viendabīgs. Tātad zemes garozai ir viszemākais blīvums, tāpēc tā sastāv no vieglākajiem elementiem. Tas patssmagie elementi atrodas kodolā planētas centrā augstā temperatūrā un spiedienā, nodrošinot kodolieroču sabrukšanas procesu. Šī attiecība veidojās laika gaitā – uzreiz pēc planētas veidošanās tās sastāvs, domājams, bija viendabīgāks.
Ģeogrāfijas stundās skolēniem var lūgt uzzīmēt zemeslodes struktūru. Lai tiktu galā ar šo uzdevumu, jums jāievēro noteikta slāņu secība (tas ir aprakstīts rakstā). Ja secība ir bojāta vai kāds no slāņiem ir izlaists, darbs tiks veikts nepareizi. Varat arī redzēt slāņu secību fotoattēlā, kas ir jūsu uzmanībai rakstā.
