Maan suolet ovat hyvin salaperäisiä ja käytännössä saavuttamattomia. Valitettavasti ei vieläkään ole sellaista laitetta, jolla voit tunkeutua ja tutkia maan sisäistä rakennetta. Tutkijat havaitsivat, että tällä hetkellä maailman syvimmän kaivoksen syvyys on 4 kilometriä ja syvin kaivo sijaitsee Kuolan niemimaalla ja on 12 kilometriä.

Tiettyä tietoa planeettamme syvyyksistä on kuitenkin edelleen olemassa. Tiedemiehet ovat tutkineet sen sisäistä rakennetta seismisellä menetelmällä. Tämän menetelmän perustana on värähtelyjen mittaaminen maanjäristyksen tai maan sisätiloissa syntyvien keinotekoisten räjähdysten aikana. Aineet, joilla on eri tiheys ja koostumus, läpäisivät värähtelyjä läpi itsensä tietyllä nopeudella. Tämä mahdollisti tämän nopeuden mittaamisen erikoisinstrumenttien avulla ja saatujen tulosten analysoinnin.

Tiedemiesten mielipide

Tutkijat havaitsivat, että planeetallamme on useita kuoria: maankuori, vaippa ja ydin. Tutkijat uskovat, että noin 4,6 miljardia vuotta sitten maapallon suoliston kerrostuminen alkoi ja jatkuu edelleen. Heidän mielestään kaikki raskaat aineet laskeutuvat maan keskelle ja liittyvät planeetan ytimeen, kun taas kevyemmät aineet nousevat ylös ja muuttuvat maankuoreksi. Kun sisäinen kerrostuminen päättyy, planeettamme muuttuu kylmäksi ja kuolleeksi.

Maankuori

Se on planeetan ohuin kuori. Sen osuus on 1 % maapallon kokonaismassasta. Ihmiset elävät maankuoren pinnalla ja ottavat sieltä kaiken selviytymiseen tarvittavan. Maankuoressa on monin paikoin kaivoksia ja kaivoja. Sen koostumusta ja rakennetta tutkitaan pinnalta kerätyillä näytteillä.

Vaippa

Edustaa maan laajinta kuorta. Sen tilavuus ja massa on 70 - 80% koko planeetan määrästä. Vaippa on kiinteä, mutta vähemmän tiheä kuin ydin. Mitä syvemmälle vaippa sijaitsee, sitä korkeammaksi sen lämpötila ja paine kasvavat. Vaipassa on osittain sulanut kerros. Tämän kerroksen avulla kiinteät aineet siirtyvät maan ytimeen.

Ydin

Se on maan keskipiste. Sillä on erittäin korkea lämpötila (3000 - 4000 o C) ja paine. Ydin koostuu tiheimmistä ja raskaimmista aineista. Se on noin 30 % kokonaismassasta. Ytimen kiinteä osa kelluu nestekerroksessaan luoden näin maan magneettikentän. Se on planeetan elämän suojelija, joka suojelee sitä kosmisilta säteiltä.

Tietokirjallinen elokuva maailmamme muokkaamisesta

	· ·

Maan sisäinen rakenne geofysikaalisten tutkimusten perusteella (seismisten aaltojen kulun luonne). Pääkuorta on kolme.

1. Maankuori - suurin paksuus on jopa 70 km.
2. Vaippa - maankuoren alarajalta 2900 km:n syvyyteen.
3. Ydin - ulottuu Maan keskustaan ​​(6 371 km:n syvyyteen).

Maankuoren ja vaipan välistä rajaa kutsutaan rajaa Mohorovichic (Moho), vaipan ja ytimen välissä - rajaa Gutenberg.
Maan ydin jaettu kahteen kerrokseen. Ulkoinen ytimessä (syvyydellä 5120 km - 2900 km), aine on nestemäinen, koska poikittaiset aallot eivät tunkeudu siihen ja pitkittäisten aaltojen nopeus laskee 8 km / s (katso "Maanjäristykset"). Sisäinen ytimessä (6 371 km:n syvyydestä 5 120 km:iin), aine on tässä kiinteässä tilassa (pituusaaltojen nopeus kasvaa 11 km/s tai enemmän). Ytimen koostumusta hallitsee rauta-nikkelisula, johon on sekoitettu piitä ja rikkiä. Aineen tiheys ytimessä saavuttaa 13 g/cc.

Vaippa jaettu kahteen osaan: ylempi ja alempi.

Ylävaippa koostuu kolmesta kerroksesta, uppoaa 800 - 900 km syvyyteen. alkuun th jopa 50 km paksu kerros koostuu kovasta ja hauraasta kiteisestä aineesta (pitkittäisaaltojen nopeus on jopa 8,5 km/s ja enemmän). Yhdessä maankuoren kanssa se muodostuu litosfääri- Maan kivikuori.

keskikerros - astenosfääri(joustava kuori) on ominaista amorfisen lasimaisen aineen tilalla, ja se on osittain (10 %) sulassa viskoplastisessa tilassa (tämän todistaa seismisten aaltojen nopeuden jyrkkä lasku). Keskikerroksen paksuus on noin 100 km. Astenosfääri sijaitsee eri syvyyksissä. Valtameren keskiharjanteiden alla, joissa litosfäärin paksuus on minimaalinen, astenosfääri sijaitsee useiden kilometrien syvyydessä. Valtamerien laitamilla litosfäärin paksuuden kasvaessa astenosfääri vajoaa 60–80 kilometriin. Mantereiden alla se sijaitsee noin 200 km:n syvyydessä, ja mantereiden halkeamien alla se kohoaa jälleen 10–25 km:n syvyyteen. Ylävaipan alempi kerros (Golisiinikerros) erotetaan joskus siirtymäkerroksena tai itsenäisenä osana - keskivaipana. Se laskeutuu 800 - 900 km:n syvyyteen, tässä oleva aine on kiteistä kiinteää ainetta (pitkittäisten aaltojen nopeus on jopa 9 km / s).

Alempi vaippa ulottuu 2900 km:iin asti, koostuu kiinteästä kiteisestä aineesta (pitkittäisaaltojen nopeus kasvaa 13,5 km/s). Vaipan koostumusta hallitsevat oliviini ja pyrokseeni, sen tiheys alaosassa on 5,8 g/cm3.

Maankuori Se on jaettu kahteen päätyyppiin (mannermainen ja valtameri) ja kahteen siirtymävaiheeseen (mannermainen ja merenalainen). Kuorityypit eroavat rakenteeltaan ja paksuudeltaan.

Mannermainen mantereille ja hyllyvyöhykkeelle jakautuneen kuoren paksuus on tasanteilla 30–40 km ja ylängöillä jopa 70 km. Alempi kerros on basaltinen (mafia- rikastettu magnesiumilla ja raudalla), koostuu raskaista kivistä, sen paksuus on 15-40 km. Yläpuolella on vaaleampia kiviä graniitti-gneissi kerros ( sialic- rikastettu silikonilla ja alumiinilla), paksuus 10-30 km. Nämä kerrokset voivat olla päällekkäin päällä. kerrostunut kerros, paksuus 0-15 km. Basaltti- ja graniittigneissikerrosten välinen raja, joka on tunnistettu seismisellä tiedolla ( rajaa Conrad) ei ole aina selvää.

Oceanic jopa 6-8 km paksulla kuorella on myös kolmikerroksinen rakenne. Alakerros on painava basaltinen, jopa 4-6 km paksu. Keskikerros, noin 1 km paksu, koostuu kerrosten välissä olevista kerroksista tiheä kerrostunut rodut ja basaltti laava. Yläkerros koostuu löysä kerrostunut jopa 0,7 km paksuja kiviä.

Mannermainen kuori, jonka rakenne on lähellä mannerkuorta, esiintyy reuna- ja sisämeren reuna-alueilla (mannerrinteen vyöhykkeillä ja jalan vyöhykkeillä) ja saarikaarien alla, ja sille on ominaista jyrkästi pienentynyt paksuus (ylös 0 m) sedimenttikerroksesta. Syynä tähän sedimenttikerroksen paksuuden laskuun on pinnan suuri kaltevuus, joka edistää kerääntyneiden sedimenttien liukumista. Tämän tyyppisen kuoren paksuus on jopa 25 km, mukaan lukien basalttikerros jopa 15 km, graniittigneissi jopa 10 km; Konradin raja on huonosti ilmaistu.
merenalainen valtamerta rakenteeltaan lähellä oleva kuori on kehittynyt sisä- ja reunameren syvänmeren osissa ja syvänmeren valtamerissä. Sille on ominaista sedimenttikerroksen paksuuden jyrkkä kasvu ja graniittigneissikerroksen puuttuminen. Sedimenttikerroksen erittäin korkea paksuus johtuu pinnan erittäin alhaisesta hypsometrisesta tasosta - painovoiman vaikutuksesta tänne kerääntyy jättimäisiä sedimenttikivikerroksia. Myös merenalaisen kuoren kokonaispaksuus on 25 km, mukaan lukien basalttikerros jopa 10 km ja sedimenttikerros jopa 15 km. Tässä tapauksessa tiheän sedimentti- ja basalttikivikerroksen paksuus voi olla 5 km.

Tiheys ja paine Myös maat muuttuvat syvyyden myötä. Maan keskimääräinen tiheys on 5,52 g/cu. ks. Maankuoren kivien tiheys vaihtelee välillä 2,4-3,0 g/cu. cm (keskimäärin - 2,8 g / cc). Ylävaipan tiheys Moho-rajan alapuolella lähestyy 3,4 g/cu. cm, 2900 km:n syvyydessä se saavuttaa 5,8 g/cu. cm ja sisäisessä ytimessä jopa 13 g / cu. katso Annettujen tietojen mukaan paine 40 km syvyydessä se on 10 3 MPa, Gutenbergin rajalla 137 * 10 3 MPa, Maan keskustassa 361 * 10 3 MPa. Painovoiman kiihtyvyys planeetan pinnalla on 982 cm/s2, saavuttaa maksimiarvon 1037 cm/s2 2900 km:n syvyydessä ja on minimaalinen (nolla) Maan keskustassa.

Magneettikenttä Maapallo johtuu oletettavasti ulkoytimen nestemäisen aineen konvektiivisista liikkeistä, jotka syntyvät planeetan päivittäisen pyörimisen aikana. Magneettisten poikkeamien (magneettikentän voimakkuuden vaihteluiden) tutkimusta käytetään laajalti rautamalmiesiintymien etsinnässä.
Lämpöominaisuudet Maapallot muodostuvat auringon säteilyn ja planeetan suolistosta leviävän lämpövirran vaikutuksesta. Auringon lämmön vaikutus ei ulotu syvemmälle kuin 30 m. Näissä rajoissa, tietyllä syvyydellä, on vyö, jonka lämpötila on vakio, joka vastaa alueen keskimääräistä vuotuista ilmanlämpötilaa. Tätä vyötä syvemmällä lämpötila nousee vähitellen itse Maan lämpövirran vaikutuksesta. Lämmön virtauksen intensiteetti riippuu maankuoren rakenteesta ja endogeenisten prosessien aktiivisuusasteesta. Lämpövirran planeetan keskiarvo on 1,5 μkal/cm2 * s, kilpillä noin 0,6 - 1,0 μkal/cm 2 * s, vuoristossa jopa 4,0 μkal/cm 2 * s ja valtameren puolivälissä halkeamia. 8,0 μcal/cm 2 * s. Maan sisäisen lämmön muodostavista lähteistä oletetaan seuraavaa: radioaktiivisten alkuaineiden hajoamisenergia, aineen kemialliset muunnokset, aineen gravitaatio uudelleenjakauma vaipassa ja ytimessä. Geoterminen gradientti - lämpötilan nousun määrä syvyysyksikköä kohti. Geoterminen askel - syvyysarvo, jonka lämpötila nousee 1 ° C. Nämä indikaattorit vaihtelevat suuresti planeetan eri paikoissa. Gradientin maksimiarvoja havaitaan litosfäärin liikkuvilla vyöhykkeillä, kun taas minimiarvot havaitaan muinaisilla mannermassoilla. Maankuoren yläosan geoterminen gradientti on keskimäärin noin 30°C kilometriä kohden ja geoterminen porras noin 33 m. Oletetaan, että syvyyden kasvaessa geoterminen gradientti pienenee ja geoterminen porras kasvaa. . Perustuen hypoteesiin raudan vallitsemisesta ytimen koostumuksessa sen sulamislämpötilat laskettiin eri syvyyksillä (ottaen huomioon säännöllinen paineen nousu): 3700°C vaipan ja ytimen rajalla, 4300°. C sisä- ja ulkoytimen rajalla.

Kemiallinen koostumus Maapallo katsotaan olevan samanlainen kuin tutkittujen meteoriittien keskimääräinen kemiallinen koostumus. Meteoriitit koostuvat:
– rauta(nikkelirauta, johon on sekoitettu kobolttia ja fosforia) on 5,6 % löydetyistä;
– rautamalmi (sideroliitit- raudan ja silikaattien seos) ovat vähiten yleisiä - niitä on vain 1,3 % tunnetuista;
– kivi (aeroliitit- rikastettu raudalla ja magnesiumsilikaateilla nikkeliraudan seoksella) ovat yleisimpiä - 92,7%.

Näin ollen Maan keskimääräistä kemiallista koostumusta hallitsee neljä alkuainetta. Happi ja rauta sisältävät kumpikin noin 30 %, magnesium ja pii - kumpikin 15 %. Rikin osuus on noin 2 - 4 %; nikkeli, kalsium ja alumiini - 2% kumpikin.

Maan syvien kuorien koostumus on edelleen yksi modernin tieteen kiehtovimmista kysymyksistä, ja silti seismologit Beno Gutenberg ja G. Jefferson kehittivät 1900-luvun alussa mallin planeettamme sisäisestä rakenteesta. , jonka mukaan maapallo koostuu seuraavista kerroksista:

Ydin;
- vaippa;
- Maankuori.

Moderni katsaus planeetan sisäiseen rakenteeseen

Viime vuosisadan puolivälissä tutkijat tulivat tuolloin uusimpien seismologisten tietojen perusteella siihen tulokseen, että syvillä kuorilla on monimutkaisempi rakenne. Samaan aikaan seismologit havaitsivat, että maan ydin on jaettu sisäiseen ja ulkoiseen, ja vaippa koostuu kahdesta kerroksesta: ylemmistä ja alemmista.

Maan ulkokuori

Maankuori ei ole vain ylin, ohuin, vaan myös tutkituin kaikista kerroksista, jonka paksuus (paksuus) saavuttaa maksiminsa vuorten alla (n. 70 km) ja minimi - valtamerten vesien alla (5). -10 km), keskimääräinen Maankuoren paksuus tasankojen alla vaihtelee 35-40 km välillä. Siirtymää maankuoresta vaippaan kutsutaan Mohorovichin tai Mohon rajaksi.

On myös syytä huomata, että maankuori yhdessä vaipan yläosan kanssa muodostaa maan kivikuoren - litosfäärin, jonka paksuus vaihtelee 50-200 km.

Litosfääriä seuraa astenosfääri - pehmentynyt nestekerros, jonka viskositeetti on lisääntynyt. Kaiken lisäksi tätä maanpinnan komponenttia kutsutaan vulkanismin lähteeksi, koska se sisältää magmataskuja, joka valuu maankuoreen ja pinnalle.

Tieteessä on tapana erottaa useita maankuoren tyyppejä

Manner- tai mannermainen leviäminen mantereiden ja hyllyjen rajojen sisällä koostuu basaltista, graniittigeissistä ja sedimenttikerroksista. Siirtymää graniitti-geissikerroksesta basalttikerrokseen kutsutaan Konradin rajaksi.

Valtameri koostuu myös kolmesta osasta: raskaasta basaltista, basaltilaavakerroksesta ja tiheistä sedimenttikivistä sekä kerroksesta irtonaisia ​​sedimenttikiviä.

Subcontinentaalinen kuori on siirtymätyyppiä, joka sijaitsee sisäosien reunalla ja myös saarikaarien alla.

Merenalainen kuori on rakenteeltaan samanlainen kuin valtameri, ja se on erityisen hyvin kehittynyt merten syvissä osissa ja valtamerten kaivantojen suurissa syvyyksissä.

Keskimmäinen geosfääri

Vaippa muodostaa noin 83 % planeetan kokonaistilavuudesta, ja se ympäröi maapallon ydintä joka puolelta, ja se puolestaan ​​jakautuu kahteen kerrokseen: kovaan (kiteinen) ja pehmeään (magma).

Maaplaneetan syvä kerros

Se on vähiten tutkittu, siitä on hyvin vähän luotettavaa tietoa, täydellä varmuudella voimme vain sanoa, että sen halkaisija on noin 7 tuhatta kilometriä. Uskotaan, että maan ytimen koostumus sisältää nikkelin ja raudan seoksen. On myös syytä huomata, että planeetan ulkoytimen paksuus on suuri ja se on nesteessä, kun taas sisempi on paksuudeltaan pienempi ja konsistenssiltaan kovempi. Niin kutsuttu Gutenbergin raja erottaa maan ytimen vaipasta.

Planeettamme rakenteessa on yksi mielenkiintoinen piirre: kohtaamme monimutkaisimman ja monimuotoisimman rakenteen maankuoren pintakerroksissa; mitä syvemmälle laskeudumme maan sisälle, sitä yksinkertaisemmaksi sen rakenne muuttuu. Voidaan tietysti ilmaista epäilys, että se näyttää siltä vain meistä, sillä mitä syvemmälle menemme, sitä likimääräisemmiksi ja epämääräisemmiksi tiedoistamme tulee. Ilmeisesti näin ei edelleenkään ole, ja rakenteen yksinkertaistaminen syvemmällä on objektiivinen fakta tietämyksemme asteesta riippumatta.

Aloitamme tarkastelun ylhäältä, maankuoren monimutkaisimmista ylemmistä kerroksista. Näitä kerroksia, kuten tiedämme, tutkitaan pääasiassa suorien geologisten menetelmien avulla.

Noin kaksi kolmasosaa maan pinnasta on valtamerten peitossa; kolmasosa on mantereilla. Maankuoren rakenne valtamerten ja maanosien alla on erilainen. Siksi tarkastelemme ensin maanosien ominaisuuksia ja siirrymme sitten valtameriin.

Eri-ikäisiä kiviä löytyy maan pinnalta mantereilta eri paikoissa. Jotkut maanosien alueet koostuvat vanhimpien kivien pinnalle - arkeotsoisesta tai, kuten niitä yleisemmin kutsutaan, arkeoiseksi ja proterotsoiseksi. Yhdessä niitä kutsutaan esipaleozoisiksi tai prekambrian kiviksi. Niiden erikoisuus on, että useimmat niistä ovat voimakkaasti metamorfoituneet: savet ovat muuttuneet muodonmuutosliuskeiksi, hiekkakivet - kiteisiksi kvartsiiteiksi, kalkkikivet - marmoreiksi. Tärkeä rooli näiden kivien joukossa on gneisseillä eli liuskegraniiteilla sekä tavallisilla graniiteilla. Alueita, joilla nämä vanhimmat kivet tulevat pintaan, kutsutaan kiteisiksi massiiveiksi tai suojat. Esimerkkinä on Baltic Shield, joka kattaa Karjalan, Kuolan niemimaan, koko Suomen ja Ruotsin. Toinen kilpi peittää suurimman osan Kanadasta. Samalla tavalla suurin osa Afrikasta on kilpi, samoin kuin suuri osa Brasiliasta, melkein koko Intia ja koko Länsi-Australia. Kaikki muinaisten kilpien kivet eivät ole vain muodonmuutoksia ja uudelleenkiteytyneitä, vaan myös erittäin voimakkaasti taittuneet pieniksi monimutkaisiksi laskoksiksi.

Mannerten muilla alueilla on enimmäkseen nuorempia kiviä - paleotsoisia, mesotsoisia ja kenozoisia. Nämä ovat pääasiassa sedimenttikiviä, vaikka niiden joukossa on myös magmaista alkuperää olevia kiviä, jotka on kaadettu pintaan vulkaanisen laavan muodossa tai tunkeutuneet ja jähmettyneet tietyssä syvyydessä. Alueita on kahta luokkaa: joidenkin sedimenttikivikerrosten pinnalla makaa hyvin hiljaa, lähes vaakasuoraan, ja niissä havaitaan vain harvinaisia ​​ja pieniä poimuja. Tällaisissa paikoissa magmakivillä, erityisesti tunkeutuvilla, on suhteellisen pieni rooli. Tällaisia ​​alueita kutsutaan alustat. Muissa paikoissa sedimenttikivet ovat voimakkaasti rypistyneet laskoksiksi, täynnä syviä halkeamia. Niiden joukossa esiintyy usein tunkeutuneita tai purkautuneita magmaisia ​​kiviä. Nämä paikat ovat yleensä yhtä aikaa vuorten kanssa. Niitä kutsutaan taitetut vyöhykkeet, tai geosynkliinit.

Erot yksittäisten tasojen ja taittuneiden vyöhykkeiden välillä ovat tyynellä tai laskoksissa rypistyneiden kivien iässä. Laatujen joukosta erottuvat muinaiset tasot, joilla kaikki paleotsoiset, mesozoiset ja kenozoiset kivet ovat lähes vaakasuorassa prekambrian kivistä koostuvan, voimakkaasti metamorfoineen ja rypistyneen "kiteisen pohjan" päällä. Esimerkki muinaisesta alustasta on venäläinen taso, jonka sisällä kaikki kerrokset, alkaen kambriosta, ovat yleensä hyvin rauhallisia.

On tasanteita, joilla ei vain esikambrian, vaan myös kambrin, ordovikian ja silurian kerrokset ovat rypistyneet poimuiksi, ja nuoremmat kivet, alkaen devonista, lepäävät hiljaa näiden poimujen päällä niiden kuluneella pinnalla (kuten sanotaan: epäsopivasti”). Muissa paikoissa "taitettu perustus" muodostuu esikambriaa lukuun ottamatta kaikista paleotsoisista kivistä, ja vain mesotsoiset ja kenozoiset kivet ovat lähes vaakasuorassa. Kahden viimeisen luokan alustoja kutsutaan nuoriksi. Jotkut niistä, kuten näemme, muodostuivat Silurian ajanjakson jälkeen (ennen sitä oli taitettuja vyöhykkeitä), ja toiset - paleotsoisen aikakauden päättymisen jälkeen. Siten käy ilmi, että mantereilla on eri-ikäisiä alustoja, jotka ovat muodostuneet aikaisemmin tai myöhemmin. Ennen alustan muodostumista (joissain tapauksissa - proterotsoisen aikakauden loppuun, toisissa - silurian ajanjakson loppuun, toisissa - paleotsoisen aikakauden loppuun asti) tapahtui kerrosten voimakas romahtaminen taitoksi. maankuoreen tuotiin magmaisia ​​sulaneita kiviä, sedimentit altistettiin metamorfoinnille, uudelleenkiteytymiselle. Ja vasta sen jälkeen tyyntyi, ja myöhemmät sedimenttikivikerrokset, jotka kertyivät vaakasuoraan merialtaiden pohjalle, säilyttivät yleensä rauhallisen esiintymisensä tulevaisuudessa.

Lopuksi muissa paikoissa kaikki kerrokset rypistyvät laskoksiin ja tunkeutuvat niihin - neogeeniin asti.

Sanomalla, että alustat ovat saattaneet muodostua eri aikoina, viittaamme myös taittovyöhykkeiden eri ikäisiin. Todellakin, muinaisilla kiteisillä kilpillä kerrosten romahtaminen taitoksiksi, vulkaanisten kivien tunkeutuminen ja uudelleenkiteytyminen päättyivät ennen paleotsoic-ajan alkua. Siksi kilvet ovat prekambrian taittumisen vyöhykkeitä. Siellä missä kerrokset eivät olleet häiriintyneet devonikauden jälkeen, kerrosten laskostuminen laskoksiksi jatkui silurian loppuun asti tai, kuten sanotaan, varhaisen paleozoiikan loppuun asti. Näin ollen tämä nuorten alustojen ryhmä on samalla varhaisen paleotsoisen taittuvan alue. Tämän ajan taittoa kutsutaan Caledonian taittoksi. Siellä missä taso on muodostunut mesozoiikan alusta lähtien, meillä on myöhäisen paleozoisen tai herkynisen taittuvuuden vyöhykkeitä. Lopuksi alueet, joissa kaikki kerrokset, neogeeniin asti, ovat voimakkaasti taittuneet laskoksiksi, ovat nuorimman, alppilaskoksen vyöhykkeitä, jotka jättivät vain kvaternaarissa muodostuneet kerrokset laskostamatta.

Karttoja, jotka kuvaavat eri ikäisten tasojen ja taittuneiden vyöhykkeiden sijaintia ja joitain muita maankuoren rakenteen piirteitä, kutsutaan tektonisiksi (tektoniikka on geologian haara, joka tutkii maankuoren liikkeitä ja muodonmuutoksia). Nämä kartat täydentävät geologisia karttoja. Jälkimmäiset ovat ensisijaisia ​​geologisia asiakirjoja, jotka objektiivisimmin valaisevat maankuoren rakennetta. Tektoniset kartat sisältävät jo joitain johtopäätöksiä: tasanteiden ja taittuneiden vyöhykkeiden iästä, taitteiden muodostumisen luonteesta ja ajasta, taittuneen kellarin syvyydestä tasanteiden rauhallisten kerrosten alla jne. Tektonisten karttojen laatimisen periaatteet olivat Neuvostoliiton geologit, pääasiassa akateemikko A. D. Arkhangelsky, kehittivät 30-luvulla. Suuren isänmaallisen sodan jälkeen Neuvostoliiton tektoniset kartat laadittiin akateemikko N. S. Shatskyn johdolla. Näitä karttoja käytetään esimerkkinä kansainvälisten tektonisten karttojen laatimisessa Euroopasta, muista maanosista ja koko maapallosta.

Sedimenttikokonaisuuksien paksuus on erilainen niissä paikoissa, joissa ne ovat hiljaa (esim. tasoilla) ja joissa ne ovat voimakkaasti taittuneet. Esimerkiksi Jurassic-esiintymät Venäjän alustalla eivät ole missään paksumpia tai "paksuja" kuin 200 metriä, kun taas Kaukasuksella, jossa ne ovat voimakkaasti rypistyneet, on paikoin 8 kilometriä. Hiilikauden esiintymien paksuus samalla Venäjän alustalla on enintään muutama sata metriä, ja Uralilla, jossa samat kerrostumat ovat voimakkaasti rypistyneet taitoksiksi, niiden paksuus kasvaa paikoin jopa 5-6 kilometriin. Tämä osoittaa, että kun samanikäisiä kerrostumia kertyi alustalle ja taitetun vyöhykkeen alueille, maankuori painui hyvin vähän alustalla ja painui paljon voimakkaammin taittuneella vyöhykkeellä. Siksi alustalla ei ollut paikkaa niin paksujen muodostelmien kerääntymiselle, joita voitiin kerääntyä maankuoren syviin kouruihin taittuneilla vyöhykkeillä.

Tasoilla ja taittuneilla vyöhykkeillä kertyneen sedimenttikiven paksuus ei pysy samana kaikkialla. Se vaihtelee sivustoittain. Mutta alustoilla nämä muutokset ovat tasaisia, asteittaisia ​​ja pieniä. Ne osoittavat, että sedimenttien kertymisen aikana taso painui paikoin hieman enemmän, paikoin hieman vähemmän, ja sen kellariin muodostui leveitä loivia koukkuja (syneclises), joita erottivat yhtä kevyet nousut (anteclises). Sitä vastoin taittuneilla vyöhykkeillä samanikäisten sedimenttikivien paksuus vaihtelee paikasta toiseen hyvin jyrkästi, lyhyiden etäisyyksien aikana joko kasvaen useisiin kilometreihin tai pienentyen useisiin satoihin tai kymmeniin metriin tai jopa katoamalla. Tämä viittaa siihen, että sedimenttien kerääntyessä taittuneelle vyöhykkeelle jotkin alueet painuivat voimakkaasti ja syvästi, toiset painuivat vähän tai eivät painuneet ollenkaan, ja toiset nousivat voimakkaasti, mistä ovat osoituksena niiden viereen muodostuneet karkeat klastiset kerrostumat. kohoavien alueiden eroosion seurauksena. Lisäksi on merkittävää, että kaikki nämä voimakkaasti painuneet ja voimakkaasti nousevat alueet olivat kapeita ja sijoittuivat kaistaleina tiiviisti vierekkäin, mikä johti hyvin suuriin kontrasteihin maankuoren liikkeissä lähietäisyyksillä.

Kun otetaan huomioon kaikki maankuoren liikkeiden ilmoitetut piirteet: erittäin kontrastinen ja voimakas vajoaminen ja kohoaminen, voimakas taittuminen, voimakas magmaattinen aktiivisuus, eli kaikki taittuneiden vyöhykkeiden historiallisen kehityksen piirteet, näitä vyöhykkeitä kutsutaan yleensä ns. geosynkliinit, jättäen nimen "taitettu vyöhyke" vain luonnehtimaan niiden nykyaikaista rakennetta, joka oli seurausta kaikista aiemmista maankuoren väkivaltaisista tapahtumista. Jatkamme termin "geosyncline" käyttöä, kun emme puhu taitetun vyöhykkeen nykyaikaisesta rakenteesta, vaan sen aiemman kehityksen piirteistä.

Tasot ja taittovyöhykkeet eroavat merkittävästi toisistaan ​​alueellaan olevien mineraalien suhteen. Laanoilla on vähän magmaisia ​​kiviä, jotka ovat tunkeutuneet rauhallisiin sedimenttikivikerroksiin. Siksi vulkaanista alkuperää olevia mineraaleja löytyy vain harvoin lavoilta. Sen sijaan alustan rauhallisesti esiintyvissä sedimenttikerroksissa on laajalle levinnyt kivihiili, öljy, maakaasut sekä vuorisuola, kipsi, rakennusmateriaalit jne. Taittuneilla vyöhykkeillä etu on vulkaanisten mineraalien puolella. . Nämä ovat erilaisia ​​metalleja, jotka muodostuivat magmakammioiden jähmettymisen eri vaiheissa.

Kuitenkin, kun puhumme sedimenttimineraalien vallitsevasta rajoittumisesta alustoihin, emme saa unohtaa, että puhumme hiljaa lepäävistä kerroksista, emmekä noista korkean muodonmuutosten ja rypistyneiden kiteisistä kivistä, jotka ovat muinaisen "laskostetun perustan" tasanteilla. joka näkyy parhaiten "kilpeissä". Nämä kellarikivet kuvastavat aikakautta, jolloin alusta ei vielä ollut täällä, mutta geosynkliini oli olemassa. Siksi laskostetusta kellarista löytyvät mineraalit ovat tyypiltään geosynkliinisiä eli pääosin magmaattisia. Lavoilla on siis ikään kuin kaksi kerrosta mineraaleja: alakerros on ikivanha, perustukselle kuuluva, geosynklinaalinen; sille on ominaista metallimalmit; ylempi kerros on itse asiassa taso, joka kuuluu pohjalla hiljaa makaavien sedimenttikivien peittoon; nämä ovat sedimenttimineraaleja, eli pääasiassa ei-metallisia mineraaleja.

Taiteista on sanottava muutama sana.

Voimakas taitto taitetuilla alueilla ja heikko taitto tasoilla mainittiin edellä. On huomattava, että meidän ei pitäisi puhua vain taittamisen erilaisesta voimakkuudesta, vaan myös siitä, että erityyppiset taitokset ovat ominaisia ​​taitetuille alueille ja tasoille. Taitetuilla alueilla taitokset kuuluvat tyyppiin, jota kutsutaan lineaariseksi tai täydelliseksi. Nämä ovat pitkiä kapeita poimuja, jotka aaltojen tavoin seuraavat toisiaan, rajoittuvat toisiinsa ympyrässä ja peittävät täysin suuria alueita. Taitokset ovat muodoltaan erilaisia: jotkut niistä ovat pyöristettyjä, toiset teräviä, jotkut suorat, pystysuorat, toiset ovat vinoja. Mutta ne kaikki ovat samanlaisia ​​​​toistensa kanssa, ja mikä tärkeintä, ne peittävät taitetun alueen jatkuvassa sarjassa.

Tasoilla - erityyppiset taitokset. Nämä ovat erillisiä erillisiä kerrosten nousuja. Jotkut niistä ovat pöydän muotoisia tai, kuten sanotaan, rinnan tai laatikon muotoisia, monet näyttävät lempeiltä kupoilta tai valleilta. Taitokset eivät ole pitkulaisia, kuten taitetulla vyöhykkeellä, raidoiksi, vaan ne on järjestetty monimutkaisempiin muotoihin tai hajallaan melko satunnaisesti. Tämä taitto on "epäjatkuva" tai kupolin muotoinen.

Epäjatkuvaa tyyppiä olevia taitoksia - rintakehän nousuja, kupolia ja valleita - ei löydy vain alustalta, vaan myös taitettujen vyöhykkeiden reunalta. Joten siirtyminen alustan taituksista tyypillisiin taittoalueisiin on jossain määrin asteittainen.

Tasoilla ja taitettujen vyöhykkeiden reunalla on toinen erikoinen taitetyyppi - niin sanotut "diapiiriset kupolit". Ne muodostuvat paikoissa, joissa jossain syvyydessä on paksu vuorisuolaa, kipsiä tai pehmeää savea. Vuorisuolan ominaispaino on pienempi kuin muiden sedimenttikivien (kivisuola 2,1, hiekka ja savet 2,3) ominaispaino. Siten kevyempi suola on raskaampien saven, hiekan, kalkkikivien alla. Johtuen kivien kyvystä plastisesti muotoutua hitaasti pienten mekaanisten voimien vaikutuksesta (yllä mainittu virumisilmiö), suolalla on taipumus kellua pintaan lävistäen ja työntäen päällekkäisiä raskaampia kerroksia. Tätä auttaa se, että paineistettu suola on erittäin juoksevaa ja samalla vahvaa: se virtaa helposti, mutta ei riko. Suola kelluu sarakkeina. Samalla se nostaa päällekkäisiä kerroksia, taivuttaa niitä kupolimaisesti ja ylöspäin työntyessään saa ne halkeamaan erillisiksi paloiksi. Siksi pinnalla tällaiset diapiiriset kupolit näyttävät usein "rikkinäiseltä levyltä". Samalla tavalla muodostuu diapiirisiä poimuja, joiden "lävistysytimistä" ei löydy suolaa, vaan pehmeitä savea. Mutta savidiapiiriset taitokset eivät yleensä näytä pyöreiltä pylväiltä, ​​kuten suoladiapiirisiltä kupuilta, vaan pitkiltä pitkänomaisilta harjuilta.

Lavoilta löytyvillä kupuilla (mukaan lukien diapiirit) ja turvotuksilla on tärkeä rooli öljyn ja kaasun kertymien muodostumisessa. Taitetuilla alueilla mineraaliesiintymät rajoittuvat enimmäkseen halkeamiin.

Siirrytään nyt maankuoren syvempiin kerroksiin. Meidän on poistuttava alueelta, jonka tunnemme suorasta havainnosta pinnasta, ja lähdettävä jonnekin, josta tietoa voidaan saada vain geofysikaalisella tutkimuksella.

Kuten jo mainittiin, maankuoren näkyvässä osassa ovat arkean kauden metamorfiset kivet syvimmät. Niistä gneisset ja graniitit ovat yleisimpiä. Havainnot osoittavat, että mitä syvemmällä maankuoren viillolla havaitsemme pinnalla, sitä enemmän graniittia kohtaamme. Siksi voidaan ajatella, että vielä syvemmällä - muutama kilometri kiteisten kilpien pinnan alapuolella tai noin 10 km tasojen ja taittuneiden vyöhykkeiden pinnan alapuolella - olisimme kohdanneet yhtenäisen graniittikerroksen mantereiden alla. Tämän graniittikerroksen yläpinta on hyvin epätasainen: se joko kohoaa päiväpinnalle tai laskee 5-10 km sen alapuolelle.

Tämän kerroksen alapinnan syvyyttä voimme vain arvailla joidenkin maankuoren elastisten seismisten värähtelyjen etenemisnopeuden tietojen perusteella. Niin sanottujen pitkittäisten seismisten aaltojen liikenopeus graniiteissa on keskimäärin noin 5 km/s.

Pitkittäisissä aalloissa hiukkasten värähtelyjä tapahtuu aallon liikkeen suunnassa: eteenpäin ja taaksepäin. Ns. poikittaisaaltoille on ominaista vaihtelut aallon liikkeen suunnassa: ylös - alas tai oikealle - vasemmalle.

Mutta useissa paikoissa havaittiin, että 10, 15, 20 km:n syvyydessä samojen pitkittäisten seismisten aaltojen etenemisnopeus kasvaa ja saavuttaa 6 tai 6,5 km/s. Koska tämä nopeus on liian suuri graniitille ja lähellä elastisten värähtelyjen etenemisnopeutta, joka luonnehtii sellaista kiveä kuin basaltti laboratoriotesteissä, maankuoren kerrosta, jolla on suurempi seismisten aaltojen etenemisnopeus, kutsuttiin basaltti. Se alkaa eri syvyyksistä eri alueilla - yleensä 15 tai 20 km:n syvyydessä, mutta paikoin se tulee paljon lähemmäksi pintaa ja 6-8 km syvä kaivo voi saavuttaa sen.

Toistaiseksi yksikään kaivo ei kuitenkaan ole tunkeutunut basalttikerrokseen eikä kukaan ole nähnyt tässä kerroksessa olevia kiviä. Ovatko nämä todella basaltteja? Tästä on epäilyksiä. Jotkut ajattelevat, että basalttien sijasta löydämme sieltä samoja gneissejä, graniitteja ja metamorfisia kiviä, jotka ovat tyypillisiä päällimmäiselle graniittikerrokselle, mutta jotka suuremmassa syvyydessä ovat voimakkaasti tiivistämiä päällä olevien kivien paineen ja siten nopeuden vuoksi. seismisten aaltojen eteneminen niissä on suurempi. Tämän kysymyksen ratkaisu on erittäin kiinnostava eikä vain teoreettinen: jossain graniitin alaosassa ja basalttikerrosten yläosassa tapahtuu graniitin muodostumisprosesseja ja niiden kuumien liuosten ja kaasujen syntyä, joista erilaisia Malmimineraalit kiteytyvät yläpuolella, kun ne siirtyvät pintaan. Basalttikerroksen tunteminen tarkoittaa sitä, että ymmärtää paremmin metallimalmien muodostumisprosesseja maankuoressa ja niiden leviämisen lakeja. Siksi hanke ultrasyvien kaivojen poraamisesta koko graniitin ja ainakin basalttikerroksen rakenteen tutkimiseksi ansaitsee kaiken tuen.

Basalttikerros on mannermaisen kuoren alempi kerros. Pohjassa sen erottaa maan syvemmistä osista erittäin terävä jako nimeltään Mohorovicin osa(nimetty Jugoslavian seismologin mukaan, joka löysi tämän osan olemassaolon vuosisadamme alussa). Tällä Mohorovichicin (tai lyhyesti Mohon) osuudella puristusseismisten aaltojen nopeus muuttuu äkillisesti: osuuden yläpuolella se on yleensä 6,5 km/s ja heti alapuolella nousee 8 km/s. Tätä osaa pidetään maankuoren alarajana. Sen etäisyys pinnasta on siis maankuoren paksuus. Havainnot osoittavat, että maanosien alla olevan kuoren paksuus ei ole läheskään tasaista. Keskimäärin se on 35 km, mutta vuorten alla se kasvaa 50, 60 ja jopa 70 km:iin. Samaan aikaan mitä korkeammalla vuoret ovat, sitä paksumpi maankuori on: suuri maan pinnan ulkonema ylöspäin vastaa paljon suurempaa ulkonemaa alaspäin; näin ollen vuorilla on ikään kuin "juuret", jotka menevät syvälle maan syvemmille kerroksille. Tasangon alla päinvastoin kuoren paksuus on keskimääräistä pienempi. Graniitti- ja basalttikerrosten suhteellinen rooli maankuoren osassa vaihtelee myös alueittain. On erityisen mielenkiintoista, että joidenkin vuorten alla "juuret" muodostuvat pääasiassa graniittikerroksen paksuuden lisääntymisen vuoksi ja toisten alla - basalttikerroksen paksuuden lisääntymisen vuoksi. Ensimmäinen tapaus havaitaan esimerkiksi Kaukasuksella, toinen - Tien Shanissa. Lisäksi näemme, että näiden vuorten alkuperä on erilainen; tämä näkyi myös niiden alla olevan maankuoren erilaisessa rakenteessa.

Erityisesti tulee huomioida eräs maankuoren ominaisuus, joka liittyy läheisesti vuorten "juuriin": tämä on niin kutsuttu isostaasia eli tasapaino. Havainnot painovoiman voimakkuudesta Maan pinnalla osoittavat, kuten olemme nähneet, tiettyjen vaihteluiden olemassaolon tässä voimakkuudessa paikasta toiseen, eli tiettyjen painovoiman poikkeavuuksien olemassaolon. Nämä poikkeavuudet (kun on vähennetty havaintopisteen maantieteellisen sijainnin ja korkeussijainnin vaikutus) ovat kuitenkin erittäin pieniä; ne voivat muuttaa ihmisen painoa vain muutaman gramman verran. Tällaiset poikkeamat normaalista painovoimasta ovat erittäin pieniä verrattuna niihin, joita voitaisiin odottaa, kun otetaan huomioon maan pinnan topografia. Todellakin, jos vuoristot olisivat kasa tarpeettomia massoja maan pinnalla, niin näiden massojen pitäisi luoda vahvempi vetovoima. Päinvastoin, merten yläpuolella, missä tiheiden kivien sijaan houkuttelevana kappaleena on vähemmän tiheää vettä, painovoiman pitäisi heiketä.

Itse asiassa tällaisia ​​eroja ei ole. Painovoima ei kasva vuorilla ja vähemmän merellä, se on suunnilleen sama kaikkialla, ja havaitut poikkeamat keskiarvosta ovat paljon pienemmät kuin vaikutus, jolla pinnan epätasaisuus tai kivien korvautuminen merivedessä pitäisi olla. Tästä on mahdollista tehdä vain yksi johtopäätös: pinnalla olevien lisämassojen, jotka muodostavat harjanteita, on vastattava massojen puutetta syvyydessä; vain tässä tapauksessa vuorten alla olevien kivien kokonaismassa ja kokonaisvetovoima eivät ylitä normaaliarvoa. Päinvastoin, massojen puutteen meressä pinnalla on vastattava joitain raskaampia massoja syvyydellä. Yllä mainitut kuoren paksuuden muutokset vuorten ja tasankojen alla vain täyttävät nämä ehdot. Maankuoren kivien keskimääräinen tiheys on 2,7. Maankuoren alla, juuri Moho-osan alapuolella, aineen tiheys on suurempi, ja se on 3,3. Siksi siellä, missä maankuori on ohuempi (alankomaiden alla), raskas substraatti "substraatti" lähestyy pintaa lähempänä pintaa ja sen houkutteleva vaikutus kompensoi massojen "puutetta" pinnalla. Päinvastoin, vuoristossa kevyen kuoren paksuuden kasvu vähentää kokonaisvetovoimaa, mikä kompensoi lisäpintamassojen aiheuttamaa vetovoiman lisääntymistä. Luodaan olosuhteet, joissa maankuori ikään kuin kelluu raskaan roskan päällä kuin jäälautat veden päällä: paksumpi jäälauta vajoaa syvemmälle veteen, mutta myös ulkonee sen yläpuolelle; vähemmän paksu jäälautta uppoaa vähemmän, mutta myös ulkonee vähemmän.

Tämä jäälauttojen käyttäytyminen vastaa hyvin tunnettua Arkhimedesin lakia, joka määrittää kelluvien kappaleiden tasapainon. Myös maankuori noudattaa samaa lakia: missä se on paksumpi, se menee syvemmälle alustaan ​​"juurten" muodossa, mutta työntyy myös korkeammalle pinnalla; missä kuori on ohuempi, raskas substraatti tulee lähemmäksi pintaa ja kuoren pinta on suhteellisen alempi ja muodostaa joko tasangon tai merenpohjan. Siten kuoren tila vastaa kelluvien kappaleiden tasapainoa, minkä vuoksi tätä tilaa kutsutaan isostaasiaksi.

On huomattava, että johtopäätös maankuoren tasapainosta sen painovoiman ja alustan suhteen on pätevä, jos otetaan huomioon kuoren keskimääräinen paksuus ja sen pinnan keskikorkeus suurilla alueilla - halkaisijaltaan useita satoja kilometrejä. . Jos kuitenkin tutkimme paljon pienempien maankuoren osien käyttäytymistä, löydämme poikkeamia tasapainosta, kuoren paksuuden ja sen pinnan korkeuden välisiä eroja, jotka ilmaistaan ​​vastaavina painovoiman poikkeavuuksina. . Kuvittele iso jäälauta. Sen tasapaino, kuten vedessä kelluva kappale, riippuu sen keskipaksuudesta. Mutta eri paikoissa jäälauta voi olla hyvin eripaksuinen, se voi ruostua veden vaikutuksesta ja sen alapinnassa voi olla monia pieniä taskuja ja pullistumia. Jokaisessa taskussa tai kussakin pullistumassa jään asento veteen nähden voi poiketa hyvinkin tasapainosta: jos lyömme vastaavan jääpalan jäälautasta, niin se joko uppoaa ympäröivää jäälautaa syvemmälle. tai kellua sen yläpuolella. Mutta yleisesti ottaen jäälautta on tasapainossa, ja tämä tasapaino riippuu jäälautan keskimääräisestä paksuudesta.

Maankuoren alle astumme seuraavaan, erittäin voimakkaaseen Maan kuoreen, nimeltään Maan vaippa. Se ulottuu sisämaahan 2900 kilometriä. Tässä syvyydessä Maan substanssissa on seuraava terävä osa, joka erottaa vaipan Maan ydin. Vaipan sisällä, kun se syvenee, seismisten aaltojen etenemisnopeus kasvaa ja vaipan pohjalla saavuttaa pitkittäisaaltojen nopeuden 13,6 km/s. Mutta tämän nopeuden kasvu on epätasaista: se on paljon nopeampaa yläosassa, noin 1000 km:n syvyyteen asti, ja erittäin hidasta ja asteittaista suuremmissa syvyyksissä. Tässä suhteessa vaippa voidaan jakaa kahteen osaan - ylempi ja alempi vaippa. Nyt kerääntyy yhä enemmän tietoa, mikä osoittaa, että vaipan jakaminen ylempään ja alempaan on erittäin tärkeää, koska maankuoren kehitys liittyy ilmeisesti suoraan ylemmän vaipan prosesseihin. Näiden prosessien luonnetta käsitellään myöhemmin. Alemmalla vaipalla on ilmeisesti vähän suoraa vaikutusta maankuoreen.

Vaipan materiaali on kiinteää. Tämä vahvistaa seismisten aaltojen kulkua vaipan läpi. Vaipan kemiallisesta koostumuksesta on mielipide-eroja. Jotkut ihmiset ajattelevat, että ylempi vaippa koostuu kivistä, jota kutsutaan peridotiittiksi. Tämä kivi sisältää hyvin vähän piidioksidia; sen pääainesosa on kivennäisoliviini, silikaatti, jossa on runsaasti rautaa ja magnesiumia. Toiset ehdottavat, että ylempi vaippa on paljon rikkaampi piidioksidilla ja koostumukseltaan samanlainen kuin basaltti, mutta että tämän syvän basaltin mineraalit ovat tiheämpiä kuin pintabasaltin mineraalit. Esimerkiksi syvässä basaltissa granaateilla on merkittävä rooli - mineraaleilla, joissa on erittäin tiheä atomien "pakkaus" kidehilassa. Tällaista syvää basalttia, joka saadaan ikään kuin tavallista pintabasalttia puristamalla, kutsutaan eklogiitiksi.

Molempien näkemysten puolesta on argumentteja. Erityisesti toisen näkökulman vahvistaa valtava määrä basaltteja, jotka ovat kemialliselta koostumukseltaan erittäin tasaisia ​​ja jotka purkautuvat nyt tulivuorenpurkausten aikana. Niiden lähde voi olla vain vaipan yläosassa.

Jos tämä näkökulma osoittautuu oikeaksi, on syytä ottaa huomioon, että Moho-osuudella ei tapahdu muutosta aineen kemiallisessa koostumuksessa, vaan saman aineen siirtyminen kemiallisessa koostumuksessa uuteen, tiheämpään, "syvään" ”tila, toiselle, kuten sanotaan, ”vaihe”. Tällaisia ​​siirtymiä kutsutaan "vaihesiirtymäksi". Tämä siirtymä riippuu paineen muutoksesta syvyyden mukaan. Kun tietty paine saavutetaan, tavallinen basaltti muuttuu eklogiitiksi ja vähemmän tiheät maasälpäät korvataan tiheämmillä granaateilla. Tällaisiin siirtymiin vaikuttaa myös lämpötila: sen lisääminen samassa paineessa vaikeuttaa basaltin siirtymistä eklogiittiin. Siksi maankuoren alaraja muuttuu liikkuvaksi lämpötilan muutoksista riippuen. Jos lämpötila nousee, osa eklogiitista siirtyy takaisin tavalliseksi basaltiksi, kuoren raja putoaa, kuori paksunee; kun taas aineen tilavuus kasvaa 15 %. Jos lämpötila laskee, niin samalla paineella osa kuoren alemmissa kerroksissa olevasta basaltista siirtyy eklogiitiksi, kuoren raja nousee, kuori ohenee ja materiaalin tilavuus, joka on siirtynyt uuteen vaihe pienenee 15 %. Nämä prosessit voivat selittää maankuoren vaihtelut ylös ja alas: sen paksuuntumisen seurauksena kuori kohoaa, nousee, samalla kun se pienentää paksuutta, se uppoaa, painuu.

Kysymys ylävaipan kemiallisesta koostumuksesta ja fysikaalisesta tilasta ratkeaa kuitenkin lopullisesti ilmeisesti vasta supersyvän porauksen tuloksena, kun koko kuoren läpi kulkeneet reiät saavuttavat ylävaipan aineen.

Ylävaipan rakenteen tärkeä piirre on "pehmennysvyö", joka sijaitsee 100-200 km:n syvyydessä. Tässä vyössä, jota myös kutsutaan astenosfääri, elastisten värähtelyjen etenemisnopeus on hieman pienempi kuin sen ylä- ja alapuolella, mikä osoittaa aineen jonkin verran vähemmän kiinteää tilaa. Tulevaisuudessa näemme, että "pehmennysvyöllä" on erittäin tärkeä rooli maapallon elämässä.

Alemmassa vaipassa aineesta tulee paljon raskaampaa. Sen tiheys nousee ilmeisesti 5,6:een. Sen oletetaan koostuvan silikaateista, joissa on erittäin paljon rautaa ja magnesiumia ja vähän piidioksidia. On mahdollista, että rautasulfidi on levinnyt laajalle vaipan alaosassa.

2900 km:n syvyydessä vaippa päättyy ja alkaa, kuten on osoitettu maan ydin. Ytimen tärkein ominaisuus on, että se välittää pitkittäisiä seismisi värähtelyjä, mutta osoittautuu poikittaisille värähtelyille läpäisemättömäksi. Koska poikittaiset elastiset värähtelyt kulkevat kiinteiden aineiden läpi, mutta kuolevat nopeasti nesteisiin, kun taas pitkittäiset värähtelyt kulkevat sekä kiinteiden aineiden että nesteiden läpi, on pääteltävä, että Maan ydin on nestemäisessä tilassa. Se ei tietenkään ole läheskään yhtä nestemäistä kuin vesi; se on hyvin paksu aine, lähellä kiinteää tilaa, mutta silti paljon nestemäisempi kuin vaipan aine.

Ytimen sisällä on varattu enemmän sisempi ydin tai nucleolus. Sen yläraja sijaitsee 5000 km:n syvyydessä eli 1370 km:n etäisyydellä Maan keskustasta. Täällä havaitaan ei kovin terävä leikkaus, jossa seismisten värähtelyjen nopeus taas laskee nopeasti ja alkaa sitten taas nousta kohti Maan keskustaa. Oletetaan, että sisäydin on kiinteä ja vain ulompi ydin on nestemäisessä tilassa. Koska jälkimmäinen kuitenkin estää poikittaisten värähtelyjen kulkeutumisen, sisäytimen tilaa ei voida vielä lopullisesti ratkaista.

Ytimen kemiallisesta koostumuksesta on ollut paljon kiistaa. Ne jatkuvat edelleen. Monet pitävät edelleen kiinni vanhasta näkökulmasta uskoen, että maapallon ydin koostuu raudasta ja pienestä nikkelisekoituksesta. Tämän koostumuksen prototyyppi ovat rautameteoriitit. Meteoriitteja pidetään yleensä joko palasina olemassa olevista ja rappeutuneista planeetoista tai jäljelle jääneinä "käyttämättöminä" pieninä kosmisina kappaleina, joista planeetat "kerättiin" useita miljardeja vuosia sitten. Molemmissa tapauksissa meteoriittien pitäisi näyttää edustavan planeetan yhden tai toisen kuoren kemiallista koostumusta. Kiviset meteoriitit vastaavat todennäköisesti vaipan, ainakin alemman, kemiallista koostumusta. Raskaammat rautameteoriitit vastaavat, kuten monet ihmiset ajattelevat, syvempiä suolia - planeetan ydintä.

Muut tutkijat kuitenkin löytävät argumentteja ytimen rautakoostumuksen käsitettä vastaan ​​ja uskovat, että ytimen tulisi koostua silikaateista, yleensä samoista kuin vaipan muodostavista, mutta että nämä silikaatit ovat "metallisessa" tilassa. seurauksena ytimen ylärajalla vallitsevasta valtavasta paineesta, joka vastaa 1,3 miljoonaa ilmakehää ja Maan keskustassa 3 miljoonaa atm). Tämä tarkoittaa, että paineen vaikutuksesta silikaattiatomit tuhoutuivat osittain ja niistä irtosi yksittäisiä elektroneja, jotka pystyivät liikkumaan itsenäisesti. Tämä, kuten metalleissa, on vastuussa tietyistä ytimen metallisista ominaisuuksista: suuri tiheys; saavuttaa maan keskellä 12,6 sähkönjohtavuus, lämmönjohtavuus.

Lopuksi on välinäkemys, joka nyt alkaa vallita, nimittäin se, että sisäydin on rautaa ja ulompi metallisessa tilassa olevista silikaateista.

Nykyaikaisen teorian mukaan Maan magneettikenttä liittyy ulkoytimeen. Varautuneet elektronit liikkuvat ulkoytimessä 2900-5000 km:n syvyydessä kuvaaen ympyröitä tai silmukoita, ja juuri niiden liike johtaa magneettikentän syntymiseen. On hyvin tunnettua, että Kuuhun laukaistut Neuvostoliiton raketit eivät havainneet magneettikenttää luonnollisessa satelliitissamme. Tämä on yhdenmukainen sen oletuksen kanssa, että Kuulla ei ole samanlaista ydintä kuin Maan.

Ajattele nyt maan sisäosien rakennetta valtamerten alla.

Vaikka viime aikoina, kansainvälisestä geofysikaalisesta vuodesta lähtien, valtameren pohjaa ja valtamerten alla olevia maan syvyyksiä on tutkittu erittäin intensiivisesti (Neuvostoliiton tutkimusaluksen Vityaz lukuisat matkat ovat hyvin tiedossa), tunnemme edelleen valtameren geologisen rakenteen. alueita paljon huonompi kuin maanosien rakenne. On kuitenkin todettu, että valtamerten pohjalla ei ole kilpiä, tasoja tai taitettuja vyöhykkeitä, jotka olisivat samanlaisia ​​kuin mantereilla. Valtamerten pohjan kohokuvion mukaan suurimpiksi elementeiksi voidaan erottaa tasangot (tai altaat), valtameren harjut ja syvänmeren ojat.

Tasangot vievät suuria tiloja kaikkien valtamerten pohjalla. Ne sijaitsevat lähes aina samalla syvyydellä (5-5,5 km).

Valtameren harjanteet ovat leveitä, kuoppaisia ​​turvotuksia. Atlantin vedenalainen harju on erityisen tyypillinen. Se ulottuu pohjoisesta etelään, täsmälleen valtameren keskiviivaa pitkin ja kaareutuu yhdensuuntaisesti ympäröivien mantereiden rantojen kanssa. Sen harja sijaitsee yleensä noin 2 km:n syvyydessä, mutta yksittäiset huiput kohoavat merenpinnan yläpuolelle vulkaanisten saarten muodossa (Azorit, St. Paul, Ascension, Tristan da Cunha). Aivan vedenalaisen harjanteen jatkeella on Islanti tulivuorineen.

Intian valtameren vedenalainen harju ulottuu myös meridionaalisuunnassa valtameren keskiviivaa pitkin. Chagossaarilla tämä valikoima haarautuu. Yksi sen haaroista menee suoraan pohjoiseen, jossa tunnetaan valtavia jäätyneitä tulivuoren basalttivirtoja (Dekkan-tasango) sen jatkuessa Bombayn alueella. Toinen haara suuntaa luoteeseen ja eksyy ennen kuin saapuu Punaisellemerelle.

Atlantin ja Intian sukellusveneharjanteet ovat yhteydessä toisiinsa. Indian Ridge puolestaan ​​yhdistää itäisen Tyynenmeren sukellusveneen harjun. Jälkimmäinen ulottuu leveyssuunnassa Uuden-Seelannin eteläpuolelle, mutta 120° läntistä pituuspiiriä pitkin se kääntyy jyrkästi pohjoiseen. Se lähestyy Meksikon rannikkoa ja hukkuu matalaan veteen ennen kuin se saapuu Kalifornianlahdelle.

Tyynen valtameren keskiosassa on useita lyhyempiä sukellusveneharjuja. Lähes kaikki ne ovat pitkänomaisia ​​kaakosta luoteeseen. Yhden tällaisen vedenalaisen harjanteen päällä ovat Havaijin saaret, muiden huipulla - lukuisia pienempien saarten saaristoja.

Esimerkki vedenalaisesta valtamerestä on myös Lomonosovin harju, jonka Neuvostoliiton tutkijat löysivät Jäämereltä.

Lähes kaikki suuret vedenalaiset harjut ovat yhteydessä toisiinsa ja muodostavat ikään kuin yhden järjestelmän. Lomonosovin harjanteen suhde muihin harjuihin on edelleen epäselvä.

Syvänmeren valtameren rotkot ovat kapeita (100-300 km) ja pitkiä (useita tuhansia kilometrejä) valtameren pohjassa olevia kaivoja, joissa havaitaan maksimi syvyyksiä. Juuri yhdestä näistä kuopista, Marianasta, Neuvostoliiton tutkimusalus Vityaz löysi maailman valtameren suurimman syvyyden, 11034 m. Syvän veden kuoppia sijaitsee valtamerten reunalla. Useimmiten ne rajaavat saarikaareja. Jälkimmäiset ovat useissa paikoissa tyypillinen piirre mantereiden ja valtameren välisten siirtymävyöhykkeiden rakenteelle. Saarikaarit ovat erityisen laajalti kehittyneet Tyynen valtameren läntisellä reunalla - toisaalta valtameren ja toisaalta Aasian ja Australian välillä. Pohjoisesta etelään Aleutien, Kurilien, Japanin, Bonino-Marian, Filippiinien, Tongan, Kermadecin ja Uuden-Seelannin saarten kaaret laskeutuvat seppeleinä. Lähes kaikkia näitä kaaria reunustavat syvänmeren urat ulkopuolelta (kupera). Sama ura rajoittuu Antillien saarekaariin Keski-Amerikassa. Toinen ura rajaa Indonesian saarikaaria Intian valtameren puolelta. Jotkut valtameren reunalla sijaitsevat kuopat eivät ole yhteydessä saarikaareihin. Tällainen on esimerkiksi Atakama rotko Etelä-Amerikan rannikolla. Syvänmeren urien reuna-asema ei tietenkään ole sattumaa.

Puhuttaessa valtameren pohjan geologisesta rakenteesta on ensinnäkin huomattava, että avomerellä pohjalle kerääntyneiden irtonaisten sedimenttien paksuus on pieni - enintään kilometri ja usein vähemmän. Nämä sedimentit koostuvat erittäin ohuista kalkkipitoisista lieteistä, jotka muodostuvat pääasiassa mikroskooppisesti pienistä yksisoluisten organismien kuorista - globigeriinistä, sekä niin sanotuista punaisista syvänmeren savesta, jotka sisältävät pienimpiä rauta- ja mangaanioksidirakeita. Viime aikoina monista paikoista, jotka ovat kaukana rannikosta, on löydetty kokonaisia ​​likaperäisiä sedimenttijuoksuja - hiekkaa. Ne tuodaan näille valtamerten alueille selvästi rannikkoalueilta ja osoittavat olemassaolollaan voimakkaita syviä virtauksia valtamerissä.

Toinen piirre on tulivuoren toiminnan jälkien valtava ja laajalle levinnyt kehitys. Kaikkien valtamerten pohjalla tunnetaan suuri määrä valtavia kartion muotoisia vuoria; nämä ovat sammuneita muinaisia ​​tulivuoria. Monet valtamerten ja aktiivisten tulivuorten pohjalla. Näistä tulivuorista vain basaltteja on purkautunut ja purkautumassa, ja samalla ne ovat koostumukseltaan hyvin yhtenäisiä, kaikkialla samanlaisia. Valtamerten reuna-alueilla saarikaareilla tunnetaan myös muita enemmän piidioksidia sisältäviä laavoja - andesiitteja, mutta valtamerten keskiosissa tulivuorenpurkaukset ovat vain basalttisia. Ja yleensä valtamerten keskiosissa ei tunneta melkein mitään muita kiinteitä kiviä, paitsi basaltteja. Oceanografinen ruoppaus on aina nostanut pohjasta vain basalttipaloja lukuun ottamatta joitakin sedimenttikiviä. On myös mainittava valtavat syvät, useiden tuhansien kilometrien pituiset halkeamat, jotka leikkaavat Tyynen valtameren koillisosan pohjan. Näitä halkeamia pitkin voidaan jäljittää merenpohjan teräviä reunuksia.

Maankuoren syvä rakenne valtameressä on paljon yksinkertaisempi kuin mantereiden alla. Valtamerissä ei ole graniittikerrosta ja irtonaiset sedimentit ovat suoraan basalttikerroksen päällä, jonka paksuus on paljon pienempi kuin mantereilla: yleensä se on vain 5 km. Siten maankuoren kiinteä osa valtamerissä koostuu kilometristä irtonaisista sedimenteistä ja viidestä kilometristä basalttikerroksesta. Se, että tämä kerros todella koostuu basaltista, on paljon todennäköisempää valtamerille kuin mantereille, kun otetaan huomioon basalttien laaja levinneisyys merenpohjassa ja valtamerten saarilla. Jos tähän lisätään viisi kilometriä valtameren vesikerroksen keskimääräisestä paksuudesta, niin maankuoren alarajan (Moho-osion) syvyys valtamerten alla on vain 11 km - paljon vähemmän kuin mantereiden alla. Siten valtameren kuori on ohuempi kuin mannermainen kuori. Siksi amerikkalaiset insinöörit alkoivat porata koko maankuorta valtameressä kelluvasta porauslaitteesta toivoen pääsevänsä helpommin vaipan yläkerroksiin ja selvittämään niiden koostumuksen.

On näyttöä siitä, että valtameren kuori paksunee sukellusveneen harjujen alla. Siellä sen paksuus on 20-25 km ja se on edelleen basaltista. On mielenkiintoista, että kuorella on valtamerellinen rakenne ei vain avomerien alla, vaan myös joidenkin syvien merien alla: basalttikuori ja graniittikerroksen puuttuminen muodostuivat Mustanmeren syvän osan alle, Etelä-Kaspianmeren alle Karibianmeren syvimmät syvennykset, Japaninmeren alla ja muissa paikoissa. Keskisyvillä merillä on myös kuoren välirakenne: niiden alla se on ohuempaa kuin tyypillinen mannermainen, mutta paksumpi kuin valtameri, siinä on sekä graniitti- että basalttikerroksia, mutta graniittikerros on paljon ohuempi kuin mantereella. . Tällaista välikuorta havaitaan Karibianmeren matalilla alueilla, Okhotskinmerellä ja muualla.

Valtamerien alla olevan vaipan ja ytimen rakenne on yleensä samanlainen kuin niiden rakenne mantereiden alla. Ero havaitaan vaipan yläosassa: valtamerten alla oleva "pehmenevä vyö" (astenosfääri) on paksumpi kuin mantereiden alla; valtamerten alla tämä vyö alkaa jo 50 km:n syvyydestä ja jatkuu 400 km:n syvyyteen, kun taas mantereilla se on keskittynyt 100-200 km:n syvyyteen. Siten maanosien ja valtamerten väliset rakenteelliset erot eivät ulotu pelkästään maankuoren koko paksuuteen, vaan myös vaipan yläosaan vähintään 400 km:n syvyyteen. Syvemmin - ylemmän vaipan alemmissa kerroksissa, alemmassa vaipassa, ulko- ja sisäytimessä - ei ole vielä löydetty muutoksia rakenteessa vaakasuunnassa, ei ole vielä löydetty eroja maan manner- ja valtamerisektorien välillä.

Lopuksi sanokaamme muutama sana maapallon yleisistä ominaisuuksista.

Maapallo säteilee lämpöä. Jatkuva lämpö virtaa maan sisältä pintaan. Tässä suhteessa on olemassa niin kutsuttu lämpötilagradientti - lämpötilan nousu syvyyden myötä. Tämän gradientin oletetaan olevan keskimäärin 30 astetta kilometriä kohden, eli 1 km:n syvyydessä lämpötila nousee 30 celsiusastetta. Tämä gradientti kuitenkin vaihtelee suuresti paikasta toiseen. Lisäksi se on oikea vain maankuoren pinnallisimmille osille. Jos se pysyisi samana Maan keskustaan ​​asti, niin maan sisäalueilla lämpötila olisi niin korkea, että planeettamme yksinkertaisesti räjähtäisi. Nyt ei ole epäilystäkään siitä, että syvyyden myötä lämpötila nousee yhä hitaammin. Alemmassa vaipassa ja ytimessä se kohoaa hyvin heikosti eikä ilmeisesti ylitä 4000° maan keskellä.

Pinnan lähellä olevan lämpötilagradientin sekä kivien lämmönjohtavuuden perusteella voidaan laskea, kuinka paljon lämpöä virtaa syvyydestä ulos. Osoittautuu, että joka sekunti maapallo menettää 6 ∙ 10 12 kaloria koko pinnaltaan. Maan lämpövirran koosta on viime aikoina tehty melko paljon mittauksia eri paikoissa - mantereilla ja valtamerten pohjalla. Kävi ilmi, että keskimääräinen lämpövirtaus on 1,2 ∙ 10 -6 cal/cm 2 sekunnissa. Joissakin yleisimmistä tapauksissa se vaihtelee välillä 0,5 ja 3 ∙ 10 -6 cal/cm 2 sekunnissa, eikä lämmön vapautumisessa ole eroja mantereilla ja valtamerissä. Tätä yhtenäistä taustaa vasten löydettiin kuitenkin poikkeavia vyöhykkeitä - erittäin korkealla lämmönsiirrolla, 10 kertaa normaalia lämpövirtaa korkeammalla. Tällaiset vyöhykkeet ovat vedenalaisia ​​valtameren harjuja. Erityisen paljon mittauksia tehtiin East Pacific Ridgellä.

Nämä havainnot herättävät mielenkiintoisen kysymyksen geofyysikoille. Nyt on täysin selvää, että lämmönlähde maan sisällä on radioaktiivisia elementtejä. Niitä on kaikissa kivissä, kaikessa maapallon materiaalissa, ja kun ne hajoavat, ne vapauttavat lämpöä. Jos otamme huomioon radioaktiivisten alkuaineiden keskimääräisen pitoisuuden kivissä, oletetaan, että niiden pitoisuus vaipassa on yhtä suuri kuin niiden pitoisuus kivisissä meteoriiteissa ja ytimen pitoisuuden katsotaan olevan yhtä suuri kuin rautameteoriitin pitoisuus, niin käy ilmi. että radioaktiivisten alkuaineiden kokonaismäärä on enemmän kuin tarpeeksi havaitun vuolämmön muodostamiseen. Mutta tiedetään, että graniitit sisältävät keskimäärin 3 kertaa enemmän radioaktiivisia elementtejä kuin basaltit, ja vastaavasti niiden pitäisi tuottaa enemmän lämpöä. Koska maankuoressa mantereiden alla on graniittikerros, jota valtamerten alla ei ole, voitaisiin olettaa, että lämpövirran mantereilla pitäisi olla suurempi kuin valtameren pohjalla. Itse asiassa näin ei ole, yleensä virtaus on sama kaikkialla, mutta valtamerten pohjalla on vyöhykkeitä, joilla on epänormaalin korkea lämpövirta. Seuraavassa yritämme selittää tämän poikkeavuuden.

Maan muoto, kuten tiedät, on pallo, joka on hieman litistetty navoista. Matalaisuuden vuoksi säde Maan keskustasta napaan on 1/300 murto-osan lyhyempi kuin keskustasta päiväntasaajalle suunnattu säde. Tämä ero on noin 21 km. Maapallolla, jonka halkaisija on 1 m, se on hieman yli puolitoista millimetriä ja on melkein näkymätön. Laskeltiin, että samalla nopeudella pyörivän nestemäisen pallon, Maan kokoisen, tulisi ottaa tällainen muoto. Tämä tarkoittaa, että virumisominaisuuden vuoksi, kuten edellä käsittelimme, Maan materiaali, joka joutui hyvin pitkälle keskipakovoimalle, muuttui ja sai sellaisen tasapainomuodon, että (tietysti paljon nopeammin) neste ota.

Maan aineen ominaisuuksien epäjohdonmukaisuus on mielenkiintoinen. Maanjäristysten aiheuttamat elastiset värähtelyt etenevät siinä kuin erittäin kiinteässä kappaleessa, ja pitkävaikutteisen keskipakovoiman edessä sama aine käyttäytyy kuin hyvin liikkuva neste. Tällainen epäjohdonmukaisuus on yleistä monille kappaleille: ne osoittautuvat kiinteiksi, kun niihin vaikuttaa lyhytaikainen voima, seismisen iskuja muistuttava isku, ja muuttuvat plastisiksi, kun voima vaikuttaa niihin hitaasti, asteittain. Tämä ominaisuus on jo mainittu kuvauksessa kovien kivikerrosten murskaamisesta laskoksiksi. Äskettäin on kuitenkin ilmestynyt tietoja, jotka antavat meille mahdollisuuden ajatella, että Maan aine sopeutuu keskipakovoiman toimintaan jonkin verran viiveellä. Tosiasia on, että maapallo hidastaa vähitellen pyörimistään. Syynä tähän ovat kuun vetovoiman aiheuttamat vuorovedet. Maailmanmeren pinnalla on aina kaksi pullistumaa, joista toinen on kuuta kohti ja toinen vastakkaiseen suuntaan. Nämä pullistumat liikkuvat pinnan poikki Maan pyörimisen vuoksi. Mutta veden inertiasta ja viskositeetista johtuen Kuuta päin olevan pullistuman harja on aina hieman myöhässä, aina hieman siirtynyt Maan pyörimissuuntaan. Siksi Kuu houkuttelee aaltoa ei kohtisuoraan maan pintaan, vaan hieman kaltevaa linjaa pitkin. Juuri tämä kallistus johtaa siihen, että Kuun vetovoima hidastaa koko ajan hieman Maan pyörimistä. Jarrutus on hyvin vähäistä. Sen ansiosta päivä lisääntyy kahdella tuhannesosalla 100 vuoden välein. Jos tällainen hidastuvuus pysyi muuttumattomana geologisen ajan kuluessa, niin Jurassic-kaudella päivä oli lyhyempi, ja kaksi miljardia vuotta sitten - arkeaanisen aikakauden lopussa - maapallo pyöri kaksi kertaa nopeammin.

Pyörimisen hidastuessa myös keskipakovoiman pitäisi pienentyä; näin ollen Maan muodon on muututtava - sen notkeus vähenee vähitellen. Laskelmat kuitenkin osoittavat, että nyt havaittu Maan muoto ei vastaa sen nykyistä pyörimisnopeutta, vaan sitä, joka oli noin 10 miljoonaa vuotta sitten. Maan aineella, vaikka se on nestemäistä pitkäaikaisen paineen olosuhteissa, on merkittävä viskositeetti, korkea sisäinen kitka, ja siksi se altistuu uusille mekaanisille olosuhteille huomattavalla viiveellä.

Lopuksi tuomme esiin joitain mielenkiintoisia maanjäristysten seurauksia. Tavallisten maanjäristysten aiheuttamilla värähtelyillä on eri ajanjaksoja. Jotkut maanjäristykset ovat lyhytaikaisia ​​- noin sekunnin. Tällaisten värähtelyjen rekisteröinti on erittäin tärkeää seismisen aseman lähellä tapahtuneiden maanjäristysten eli paikallisten maanjäristysten tutkimisessa. Etäisyyden myötä maanjäristyksen lähteestä tällaiset värähtelyt vaimentuvat nopeasti. Päinvastoin, pitkän ajanjakson (18-20 sek.) värähtelyt leviävät kauas; voimakkaan maanjäristyksen aikana ne voivat kulkea maapallon läpi tai kiertää sen pinnalla. Tällaisia ​​värähtelyjä kirjataan monilla seismisillä asemilla ja ne ovat käteviä kaukaisten maanjäristysten tutkimiseen. Pitkäaikaisten värähtelyjen avulla seisminen asema "Moskva" voi rekisteröidä Etelä-Amerikassa tai Filippiineillä tapahtuvia maanjäristyksiä.

Viime vuosina on löydetty erittäin pitkiä, noin tunnin mittaisia ​​maanjäristysten aiheuttamia tärinöitä. Superpitkät seismiset aallot muodostivat esimerkiksi Chilen voimakkain maanjäristys vuonna 1960. Ennen kuin ne kuolevat, ne kiertävät maapallon seitsemän tai kahdeksan kertaa tai jopa enemmän.

Laskelmat osoittavat, että ultrapitkät aallot johtuvat koko maapallon värähtelystä. Joidenkin maanjäristysten energia on niin suuri, että ne näyttävät ravistelevan koko maapalloa ja saavat sen sykkimään kokonaisuutena. Totta, tällaisten värähtelyjen amplitudi on merkityksetön: kaukana maanjäristyksen lähteestä, se voidaan havaita vain herkillä instrumenteilla ja se häviää kokonaan muutamassa päivässä. Koko maapallon "vapina" ilmiö ei kuitenkaan voi muuta kuin tehdä vaikutuksen. Koko maapallon yleiset vaihtelut ovat osoittautuneet hyödyllisiksi määritettäessä joitain maapallon fysikaalisia ominaisuuksia.

Meidän talo

Käytämme planeettaa, jolla elämme, ehdottomasti kaikilla elämämme aloilla: rakennamme sille kaupunkejamme ja asuntojamme; syömme siinä kasvavien kasvien hedelmiä; käyttää omiin tarkoituksiinsa sen suolistosta saatuja luonnonvaroja. Maa on kaikkien saatavilla olevien siunausten lähde, kotimme. Mutta harvat ihmiset tietävät, mikä Maan rakenne on, mitkä ovat sen ominaisuudet ja miksi se on mielenkiintoinen. Tämä artikkeli on kirjoitettu ihmisille, jotka ovat erityisesti kiinnostuneita tästä aiheesta. Joku sen luettuaan päivittää muistissaan jo olevan tiedon. Ja joku ehkä saa selville jotain, josta hänellä ei ollut aavistustakaan. Mutta ennen kuin siirrytään puhumaan siitä, mikä on ominaista maan sisäiselle rakenteelle, on syytä sanoa hieman itse planeettasta.

Lyhyesti maapallosta

Maa on kolmas planeetta Auringosta (Venus on sen edessä, Mars on sen takana). Etäisyys Auringosta on noin 150 miljoonaa kilometriä. Se kuuluu planeettojen ryhmään, jota kutsutaan "maaryhmäksi" (sisältää myös Merkuriuksen, Venuksen ja Marsin). Sen massa on 5,98 * 10 27 ja tilavuus 1,083 * 10 27 cm³. Kiertonopeus on 29,77 km/s. Maa tekee täydellisen kierroksen Auringon ympäri 365,26 päivässä ja täydellisen kierroksen oman akselinsa ympäri - 23 tunnissa 56 minuutissa. Tieteellisten tietojen perusteella tiedemiehet ovat tulleet siihen johtopäätökseen, että maapallon ikä on noin 4,5 miljardia vuotta. Planeetalla on pallon muotoinen, mutta sen ääriviivat joskus muuttuvat väistämättömien sisäisten dynaamisten prosessien vuoksi. Kemiallinen koostumus on samanlainen kuin muilla maanpäällisillä planeetoilla - sitä hallitsevat happi, rauta, pii, nikkeli ja magnesium.

Maan rakenne

Maa koostuu useista komponenteista - tämä on ydin, vaippa ja maankuori. Vähän kaikesta.

Maankuori

Tämä on maan ylin kerros. Hän on sitä, jota henkilö käyttää aktiivisesti. Ja tämä kerros on parhaiten tutkittu. Se sisältää kivi- ja mineraaliesiintymiä. Se koostuu kolmesta kerroksesta. Ensimmäinen on sedimenttinen. Sitä edustavat pehmeämmät kivet, jotka muodostuvat kiinteiden kivien tuhoutumisesta, kasvi- ja eläinjäännöskertymistä sekä erilaisten aineiden sedimentoitumisesta maailman valtamerten pohjalle. Seuraava kerros on graniittia. Se muodostuu jähmettyneestä magmasta (sulasta maan syvistä aineista, joka täyttää kuoren halkeamat) paineen ja korkeiden lämpötilojen olosuhteissa. Lisäksi tämä kerros sisältää erilaisia ​​​​mineraaleja: alumiinia, kalsiumia, natriumia, kaliumia. Yleensä tämä kerros puuttuu valtamerten alla. Graniittikerroksen jälkeen tulee basalttikerros, joka koostuu pääasiassa basaltista (syväperäinen kivi). Tämä kerros sisältää enemmän kalsiumia, magnesiumia ja rautaa. Nämä kolme kerrosta sisältävät kaikki ihmisen käyttämät mineraalit. Maankuoren paksuus vaihtelee 5 km:stä (valtamerten alla) 75 km:iin (mantereiden alla). Maankuoren osuus sen kokonaistilavuudesta on noin 1 %.

Vaippa

Se sijaitsee aivokuoren alla ja ympäröi ydintä. Se muodostaa 83% planeetan kokonaistilavuudesta. Vaippa on jaettu ylempään (800-900 km syvyydessä) ja alaosaan (2900 km syvyydessä). Yläosasta muodostuu magma, jonka mainitsimme edellä. Vaippa koostuu tiheistä silikaattikivistä, jotka sisältävät happea, magnesiumia ja piitä. Myös seismologisten tietojen perusteella tutkijat ovat tulleet siihen johtopäätökseen, että vaipan juurella on vuorotellen katkennut kerros, joka koostuu jättiläismantereista. Ja ne puolestaan ​​ovat saattaneet muodostua itse vaipan kivien sekoittumisen seurauksena ytimen aineen kanssa. Mutta toinen mahdollisuus on, että nämä alueet voisivat edustaa muinaisten valtamerten pohjaa. Huomautukset ovat yksityiskohtia. Lisäksi maan geologinen rakenne jatkuu ytimen kanssa.

Ydin

Ytimen muodostuminen selittyy sillä, että Maan varhaisessa historiallisessa jaksossa tiheimpiä aineita (rauta ja nikkeli) asettuivat keskustaan ​​ja muodostivat ytimen. Se on tihein osa, joka edustaa maan rakennetta. Se on jaettu sulaan ulkoytimeen (paksuus noin 2200 km) ja kiinteään sisäytimeen (halkaisijaltaan noin 2500 km). Se muodostaa 16 % maan kokonaistilavuudesta ja 32 % sen kokonaismassasta. Sen säde on 3500 km. Mitä ytimen sisällä tapahtuu, on tuskin kuviteltavissa - täällä lämpötila on yli 3000 °C ja kolossaalinen paine.

Konvektio

Maan muodostumisen aikana kertynyt lämpö vapautuu edelleen sen syvyydestä, kun ydin jäähtyy ja radioaktiiviset alkuaineet hajoavat. Se ei tule pintaan vain sen vuoksi, että siellä on vaippa, jonka kivillä on erinomainen lämmöneristys. Mutta tämä lämpö saa vaipan aineen liikkeelle - ensin kuumat kivet nousevat ylös ytimestä ja sitten sen jäähtyessään palaavat takaisin. Tätä prosessia kutsutaan konvektioksi. Se aiheuttaa tulivuorenpurkauksia ja maanjäristyksiä.

Magneettikenttä

Ulkoytimen sulassa raudassa on kierto, joka luo sähkövirtoja, jotka synnyttävät Maan magneettikentän. Se leviää avaruuteen ja muodostaa Maan ympärille magneettisen kuoren, joka heijastaa aurinkotuulen virtauksia (Auringon lähettämiä varautuneita hiukkasia) ja suojaa eläviä olentoja tappavalta säteilyltä.

Mistä tiedot ovat peräisin

Kaikki tiedot saadaan erilaisilla geofysikaalisilla menetelmillä. Maan pinnalle seismologit (tiedemiehet, jotka tutkivat maan värähtelyä) pystyttivät seismologisia asemia, joille kaikki maankuoren värähtelyt tallennetaan. Tarkkailemalla seismisten aaltojen toimintaa eri puolilla maapalloa tehokkaimmat tietokoneet toistavat kuvan planeetan syvyyksissä tapahtuvasta samalla tavalla kuin röntgensäteet "paistavat" ihmiskehon läpi.

Lopulta

Puhuimme vain vähän siitä, mikä Maan rakenne on. Itse asiassa tätä asiaa voidaan tutkia hyvin pitkään, koska. se on täynnä vivahteita ja ominaisuuksia. Tätä tarkoitusta varten on seismologeja. Loput riittävät yleistä tietoa sen rakenteesta. Mutta emme missään tapauksessa saa unohtaa, että planeetta Maa on kotimme, jota ilman emme olisi olemassa. Ja sitä tulee kohdella rakkaudella, kunnioituksella ja huolenpidolla.