A casca sólida externa do planeta. Resumo: Características das principais conchas da Terra

Estágios desenvolvimento evolutivo Terra

A Terra surgiu engrossando uma fração predominantemente de alta temperatura com uma quantidade significativa de ferro metálico, e o material remanescente próximo à Terra, no qual o ferro foi oxidado e transformado em silicatos, provavelmente foi para construir a Lua.

Os primeiros estágios do desenvolvimento da Terra não estão fixados no registro geológico da pedra, segundo o qual as ciências geológicas restauram com sucesso sua história. Mesmo as rochas mais antigas (sua idade é marcada por um número enorme - 3,9 bilhões de anos) são o produto de eventos muito posteriores que ocorreram após a formação do próprio planeta.

As fases iniciais da existência do nosso planeta foram marcadas pelo processo de sua integração planetária (acumulação) e posterior diferenciação, que levou à formação núcleo central e o manto de silicato primário que o envolve. A formação de uma crosta de aluminossilicatos do tipo oceânico e continental refere-se a eventos posteriores associados a processos fisicos e quimicos no próprio manto.

A Terra como planeta primário foi formada em temperaturas abaixo do ponto de fusão de seu material há 5-4,6 bilhões de anos. A terra surgiu por acumulação como uma esfera quimicamente relativamente homogênea. Era uma mistura relativamente homogênea de partículas de ferro, silicatos e menos sulfetos, distribuída de maneira bastante uniforme por todo o volume.

A maior parte de sua massa foi formada a uma temperatura abaixo da temperatura de condensação da fração de alta temperatura (metal, silicato), ou seja, abaixo de 800° K. Em geral, a conclusão da formação da Terra não poderia ocorrer abaixo de 320° K , que foi ditada pela distância do Sol. Impactos de partículas durante o processo de acumulação podem elevar a temperatura da Terra nascente, mas quantificação a energia deste processo não pode ser produzida de forma suficientemente confiável.

Desde o início da formação da jovem Terra, notou-se seu aquecimento radioativo, causado pelo decaimento de núcleos radioativos que se extinguem rapidamente, incluindo um certo número de transurânicos que sobreviveram da era da fusão nuclear, e o decaimento de agora radioisótopos preservados e.

Na radiologia geral energia Atômica dentro primeiras eras a existência da Terra foi suficiente para que seu material começasse a derreter em alguns lugares, seguido de desgaseificação e ascensão de componentes de luz nos horizontes superiores.

Com uma distribuição relativamente uniforme elementos radioativos com distribuição uniforme calor radiogênico em toda a Terra altura máxima as temperaturas ocorreram em seu centro com posterior equalização ao longo da periferia. No entanto, nas regiões centrais da Terra, a pressão era muito alta para derreter. O derretimento como resultado do aquecimento radioativo começou em algumas profundidades críticas, onde a temperatura excedeu o ponto de fusão de alguma parte do material primário da Terra. Nesse caso, o material de ferro com uma mistura de enxofre começou a derreter mais rapidamente que o ferro puro ou o silicato.



Tudo isso aconteceu geologicamente com bastante rapidez, pois as enormes massas de ferro fundido não podiam permanecer em um estado instável por muito tempo nas partes superiores da Terra. Afinal, todo ferro líquido é vidro em regiões centrais Terra, formando um núcleo metálico. A parte interna dele passou para uma fase sólida e densa sob a influência de alta pressão, formando um pequeno núcleo com profundidade superior a 5.000 km.

O processo assimétrico de diferenciação do material do planeta começou há 4,5 bilhões de anos, o que levou ao surgimento dos hemisférios (segmentos) continentais e oceânicos. É possível que o hemisfério do mundo moderno oceano Pacífico foi o segmento em que as massas de ferro afundaram em direção ao centro, e no hemisfério oposto subiram com a ascensão do material silicato e a posterior fusão de massas de aluminossilicato mais leves e componentes voláteis. As frações fusíveis do material do manto concentravam os elementos litófilos mais típicos, que vinham à superfície junto com gases e vapor d'água. terra primária. A maioria dos silicatos no final da diferenciação planetária formou um poderoso manto do planeta, e os produtos de sua fusão deram origem ao desenvolvimento de uma crosta de aluminossilicatos, um oceano primário e atmosfera primária saturado com CO2.

A.P. Vinogradov (1971), com base em uma análise das fases metálicas da matéria do meteorito, acredita que uma liga sólida de ferro-níquel surgiu independente e diretamente da fase de vapor de uma nuvem protoplanetária e condensou a 1500°C. liga de níquel de meteoritos, segundo o cientista, tem um caráter primário e caracteriza correspondentemente fase metálica planetas da terra. As ligas de ferro-níquel são bastante alta densidade, como acredita Vinogradov, originou-se em uma nuvem protoplanetária, sinterizada devido à alta condutividade térmica em pedaços separados que caíram para o centro da nuvem de gás-poeira, continuando seu crescimento contínuo de condensação. Apenas uma massa de liga de ferro-níquel, condensada independentemente de uma nuvem protoplanetária, poderia formar os núcleos de planetas do tipo terrestre.

A alta atividade do Sol primário criou um campo magnético no espaço circundante, que contribuiu para a magnetização de substâncias ferromagnéticas. Estes incluem ferro metálico, cobalto, níquel e parcialmente sulfeto de ferro. O ponto de Curie é a temperatura abaixo da qual as substâncias adquirem Propriedades magneticas, - para ferro é 1043 ° K, para cobalto - 1393 ° K, para níquel - 630 ° K e para sulfeto de ferro (pirrotita, próximo a troilita) - 598 ° K. pequenas partículas são muitas ordens de grandeza superiores forças gravitacionais atração dependente de massa, então o acúmulo de partículas de ferro da nebulosa solar de resfriamento poderia começar em temperaturas abaixo de 1000°K na forma de grandes aglomerados e ser muitas vezes mais eficiente do que o acúmulo de partículas de silicato em outras condições iguais. sulfureto de ferro abaixo de 580°K, também pode se acumular sob a influência de forças magnéticas, seguindo ferro, cobalto e níquel.

O principal motivo da estrutura zonal do nosso planeta estava associado ao curso da acumulação sucessiva de partículas composição diferente- primeiro fortemente ferromagnéticos, depois fracamente ferromagnéticos e, finalmente, silicatos e outras partículas, cuja acumulação já era ditada principalmente pelas forças gravitacionais das massas metálicas maciças crescidas.

Assim, a principal razão para a estrutura e composição zonal da crosta terrestre foi o rápido aquecimento radiogênico, que determinou o aumento de sua temperatura e contribuiu ainda mais para a fusão local do material, o desenvolvimento de diferenciação química e propriedades ferromagnéticas sob a influência de energia solar.

O estágio de uma nuvem de gás-poeira e a formação da Terra como condensação nesta nuvem. A atmosfera continha H e Não, ocorreu a dissipação desses gases.

No processo de aquecimento gradual do protoplaneta, ocorreu a redução de óxidos de ferro e silicatos, as partes internas do protoplaneta foram enriquecidas ferro metálico. Vários gases foram lançados na atmosfera. A formação de gases ocorreu devido a processos radioativos, radioquímicos e químicos. Inicialmente, principalmente gases inertes foram liberados na atmosfera: Não(néon), Ns(nilsbório), CO2(monóxido de carbono), H 2(hidrogênio), Não(hélio), Ag(argônio), Kg(criptônio), Heh(xenônio). Uma atmosfera restauradora foi criada na atmosfera. Talvez houvesse alguma educação NH3(amônia) através da síntese. Então, além dos indicados, fumaça azeda começou a entrar na atmosfera - CO2, H 2 S, HF, SO2. A dissociação de hidrogênio e hélio ocorreu. A liberação de vapor d'água e a formação da hidrosfera causaram uma diminuição nas concentrações de gases altamente solúveis e reativos. CO2, H 2 S, NH3). A composição da atmosfera mudou de acordo.

Através de vulcões e de outras formas, a liberação de vapor d'água do magma e das rochas ígneas continuou, CO2, ENTÃO, NH3, NÃO 2, SO2. Houve também uma seleção H 2, Cerca de 2, não, Ag, Não, kr, Xe devido a processos radioquímicos e transformações de elementos radioativos. gradualmente acumulada na atmosfera CO2 e N 2. Houve uma leve concentração Cerca de 2 na atmosfera, mas também estavam presentes nela CH 4 , H 2 e ENTÃO(de vulcões). O oxigênio oxidou esses gases. À medida que a Terra esfriava, hidrogênio e gases inertes eram absorvidos pela atmosfera, retidos pela gravidade e campo geomagnético como outros gases na atmosfera primária. A atmosfera secundária continha algum hidrogênio residual, água, amônia, sulfeto de hidrogênio e era de caráter fortemente redutor.

Quando a proto-Terra foi formada, toda a água estava em forma diferente associada à matéria do protoplaneta. À medida que a Terra se formou a partir de um protoplaneta frio e sua temperatura aumentou gradualmente, a água foi cada vez mais incluída na composição da solução magmática de silicato. Parte dele evaporou do magma para a atmosfera e depois se dissipou. À medida que a Terra esfriava, a dissipação do vapor d'água enfraqueceu e praticamente parou por completo. A atmosfera da Terra começou a ser enriquecida com o conteúdo de vapor de água. No entanto, a precipitação atmosférica e a formação de corpos d'água na superfície da Terra só se tornaram possíveis muito mais tarde, quando a temperatura na superfície da Terra ficou abaixo de 100°C. A queda da temperatura na superfície da Terra para menos de 100°C foi, sem dúvida, um salto na história da hidrosfera terrestre. Até aquele momento, a água na crosta terrestre era apenas química e fisicamente estado vinculado, constituindo juntamente com as rochas um único todo indivisível. A água estava na forma de gás ou vapor quente na atmosfera. À medida que a temperatura da superfície da Terra caiu abaixo de 100°C, reservatórios rasos bastante extensos começaram a se formar em sua superfície, como resultado de fortes chuvas. Desde aquela época, os mares começaram a se formar na superfície e, em seguida, o oceano primário. Nas rochas da Terra, juntamente com o magma solidificado ligado à água e rochas ígneas emergentes, aparece água líquida de gotejamento livre.

O resfriamento da Terra contribuiu para o surgimento das águas subterrâneas, que diferiram significativamente na composição química entre si e as águas superficiais dos mares primários. atmosfera terrestre, que surgiu durante o resfriamento da substância quente inicial a partir de materiais voláteis, vapores e gases, tornou-se a base para a formação da atmosfera e da água nos oceanos. O surgimento da água na superfície terrestre contribuiu para o processo de surgimento da circulação atmosférica massas de ar entre mar e terra. A distribuição desigual da energia solar sobre a superfície da Terra tem causado a circulação atmosférica entre os pólos e o equador.

Todos os elementos existentes foram formados na crosta terrestre. Oito deles – oxigênio, silício, alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio e magnésio – compunham mais de 99% da crosta terrestre em peso e número de átomos, enquanto todo o resto representava menos de 1%. Massa principal os elementos estão dispersos na crosta terrestre e apenas uma pequena parte deles formou acumulações na forma de depósitos minerais. Em depósitos, os elementos geralmente não são encontrados em forma pura. Eles formam naturais compostos químicos- minerais. Apenas alguns - enxofre, ouro e platina - podem se acumular em uma forma nativa pura.

Uma rocha é um material a partir do qual são construídas secções da crosta terrestre com composição e estrutura mais ou menos constantes, consistindo numa acumulação de vários minerais. O principal processo de formação de rochas na litosfera é o vulcanismo (Fig. 6.1.2). Em grandes profundidades, o magma está sob condições de alta pressão e temperatura. Magma (grego: "lama grossa") consiste em uma série de elementos químicos ou compostos simples.

Arroz. 6.1.2. Erupção

Com queda de pressão e temperatura elementos químicos e seus compostos são gradualmente "ordenados", formando protótipos de futuros minerais. Assim que a temperatura cai o suficiente para iniciar a solidificação, os minerais começam a exalar do magma. Este isolamento é acompanhado por um processo de cristalização. Como exemplo de cristalização, apresentamos a formação de um cristal sal de mesa NaCl(Fig. 6.1.3).

Fig.6.1.3. A estrutura de um cristal de sal de mesa (cloreto de sódio). (Bolas pequenas são átomos de sódio, bolas grandes são átomos de cloro.)

A fórmula química indica que a substância é construída a partir de o mesmo númeroátomos de sódio e cloro. Não há átomos de cloreto de sódio na natureza. A substância cloreto de sódio é construída a partir de moléculas de cloreto de sódio. Os cristais de sal-gema consistem em átomos de sódio e cloro alternados ao longo dos eixos do cubo. Durante a cristalização, devido a forças eletromagnéticas, cada um dos átomos da estrutura cristalina tende a ocupar seu lugar.

A cristalização do magma ocorreu no passado e ocorre agora durante erupções vulcânicas em vários condições naturais. Quando o magma se solidifica a uma profundidade, o processo de resfriamento é lento, aparecem rochas granulares bem cristalizadas, chamadas de profundas. Estes incluem granitos, diaritos, gabro, sianitos e peridotitos. Muitas vezes sob a influência de forças internas O magma da Terra é derramado na superfície. Na superfície, a lava esfria muito mais rápido do que em profundidade, então as condições para a formação de cristais são menos favoráveis. Os cristais são menos duráveis ​​e rapidamente se transformam em rochas metamórficas, soltas e sedimentares.

Na natureza, não há minerais e rochas que existam para sempre. Qualquer rocha surgiu uma vez e um dia sua existência chega ao fim. Não desaparece sem deixar rastro, mas se transforma em outra rocha. Assim, quando o granito é destruído, suas partículas dão origem a camadas de areia e argila. A areia, imersa nas entranhas, pode se transformar em arenito e quartzito, e com mais alta pressão e temperatura dão origem ao granito.

O mundo dos minerais e rochas tem sua própria "vida" especial. Existem minerais gêmeos. Por exemplo, se um mineral de “brilho de chumbo” for encontrado, o mineral “zinc blende” sempre estará ao lado dele. Os mesmos gêmeos são ouro e quartzo, cinábrio e antimonite.

Existem minerais "inimigos" - quartzo e nefelina. O quartzo na composição corresponde à sílica, nefelina - ao aluminossilicato de sódio. E embora o quartzo seja muito difundido na natureza e faça parte de muitas rochas, ele não “tolera” a nefelina e nunca ocorre com ela em um local. O segredo do antagonismo está relacionado ao fato de que a nefelina é subsaturada com sílica.

No mundo dos minerais, há casos em que um mineral se torna agressivo e se desenvolve às custas de outro, quando as condições ambientais mudam.

Um mineral, caindo em outras condições, às vezes se torna instável e é substituído por outro mineral, mantendo sua forma original. Tais transformações geralmente ocorrem com a pirita, que é semelhante em composição ao dissulfeto de ferro. Geralmente forma cristais cúbicos de cor dourada com um forte brilho metálico. Sob a influência do oxigênio atmosférico, a pirita se decompõe em minério de ferro marrom. O minério de ferro marrom não forma cristais, mas, surgindo no lugar da pirita, mantém a forma de seu cristal.

Esses minerais são chamados jocosamente de "enganadores". Seu nome científico é pseudomorfoses, ou falsos cristais; sua forma não é característica do mineral constituinte.

Pseudomorfoses testemunham relações complexas entre diferentes minerais. As relações entre os cristais de um mineral também nem sempre são simples. Em museus geológicos, você provavelmente já admirou belos intercrescimentos de cristais mais de uma vez. Esses intercrescimentos são chamados de drusos ou escovas de montanha. Em depósitos minerais, eles são objetos de "caça" imprudente de amantes de pedras - tanto iniciantes quanto mineralogistas experientes (Fig. 6.1.4).

Os drusos são muito bonitos, então esse interesse por eles é bastante compreensível. Mas não se trata apenas de aparência. Vamos ver como essas escovas de cristais são formadas, descobrir por que os cristais, por seu alongamento, estão sempre localizados mais ou menos perpendiculares à superfície de crescimento, por que não há ou quase nenhum cristal em drusas que ficariam planos ou cresceriam obliquamente. Parece que durante a formação de um “núcleo” de um cristal, ele deve estar na superfície de crescimento e não ficar verticalmente sobre ela.

Arroz. 6.1.4. Esquema de seleção geométrica de cristais em crescimento durante a formação de drusas (de acordo com D. P. Grigoriev).

Todas essas questões são bem explicadas pela teoria da seleção geométrica de cristais pelo famoso mineralogista - professor do Instituto de Mineração de Leningrado D. P. Grigoriev. Ele provou que uma série de razões influenciam a formação de drusas de cristal, mas em qualquer caso, os cristais em crescimento interagem uns com os outros. Alguns deles acabam sendo "mais fracos", então seu crescimento logo para. Os mais “fortes” continuam a crescer e, para não serem “constrangidos” pelos vizinhos, estendem-se para cima.

Qual é o mecanismo de formação de escovas de montanha? Como numerosos "núcleos" orientados de forma diferente se transformam em um pequeno número de grandes cristais localizados mais ou menos perpendicularmente à superfície de crescimento? A resposta a essa pergunta pode ser obtida se considerarmos cuidadosamente a estrutura de uma drusa, composta por cristais coloridos por zona, ou seja, aqueles em que as mudanças de cor dão traços de crescimento.

Vamos dar uma olhada mais de perto na seção longitudinal dos drusos. Um número de núcleos de cristal são visíveis na superfície de crescimento irregular. Naturalmente, seus alongamentos correspondem à direção de maior crescimento. Inicialmente, todos os núcleos, independentemente da orientação, cresceram na mesma proporção na direção do alongamento do cristal. Mas então os cristais começaram a se tocar. Os inclinados rapidamente se viram espremidos por seus vizinhos que cresciam verticalmente, não deixando espaço livre para eles. Portanto, da massa de pequenos cristais orientados de forma diferente, apenas aqueles que estavam localizados perpendiculares ou quase perpendiculares à superfície de crescimento "sobreviveram". Por trás do brilho frio e cintilante das drusas de cristal, guardadas nas vitrines dos museus, encontra-se uma longa vida cheia de colisões...

Outro fenômeno mineralógico notável é um cristal de rocha com feixes de inclusões minerais de rutilo. Um grande conhecedor de pedras A. A. Malakhov disse que “quando você gira esta pedra em suas mãos, parece que você olha para o fundo do mar através das profundezas perfuradas por filamentos solares”. Nos Urais, essa pedra é chamada de "peluda" e na literatura mineralógica é conhecida pelo magnífico nome "Cabelo de Vênus".

O processo de formação de cristais começa a alguma distância da fonte de magma ígneo, quando soluções aquosas quentes com silício e titânio entram nas rachaduras das rochas. No caso de uma diminuição da temperatura, a solução fica supersaturada, cristais de sílica (cristal de rocha) e óxido de titânio (rutilo) precipitam simultaneamente. Isso explica a penetração do cristal de rocha com agulhas de rutilo. Os minerais cristalizam em certa sequência. Às vezes eles se destacam simultaneamente, como na formação do "Cabelo de Vênus".

Nas entranhas da Terra e no presente o tempo corre colossal trabalho destrutivo e criativo. Em cadeias de reações sem fim, nascem novas substâncias - elementos, minerais, rochas. O magma do manto corre de profundidades desconhecidas para a fina camada da crosta terrestre, rompendo-a, tentando encontrar uma saída para a superfície do planeta. Ondas oscilações eletromagnéticas, fluxos de neurônios, emissões radioativas fluindo das profundezas da terra. Foram eles que se tornaram um dos principais na origem e desenvolvimento da vida na Terra.

A geografia é a ciência do interior e estrutura externa Terra, estudando a natureza de todos os continentes e oceanos. O principal objeto de estudo são várias geosferas e geossistemas.

Introdução

A concha geográfica ou GO é um dos conceitos básicos da geografia como ciência, introduzido em circulação no início do século XX. Denota a concha de toda a Terra, um sistema natural especial. A concha geográfica da Terra é chamada de concha integral e contínua, consistindo de várias partes que interagem umas com as outras, penetram umas nas outras, trocam constantemente substâncias e energia entre si .

Fig 1. Concha geográfica da Terra

Existem termos semelhantes valores estreitos usado nos trabalhos de cientistas europeus. Mas eles não significam sistema natural, apenas um conjunto de fenômenos naturais e sociais.

Estágios de desenvolvimento

A concha geográfica da Terra passou por vários estágios específicos em seu desenvolvimento e formação:

  • geológico (pré-biogênico)– o primeiro estágio de formação, que começou há cerca de 4,5 bilhões de anos (durando cerca de 3 bilhões de anos);
  • biológico– a segunda etapa, iniciada há cerca de 600 milhões de anos;
  • antropogênico (moderno)- uma etapa que continua até hoje, iniciada há cerca de 40 mil anos, quando a humanidade começou a exercer uma influência notável sobre a natureza.

A composição da concha geográfica da Terra

Envelope geográfico- este é um sistema do planeta, que, como você sabe, tem a forma de uma bola, achatada em ambos os lados pelas calotas dos pólos, com um longo equador de mais de 40 toneladas km. GO tem uma certa estrutura. Consiste em ambientes interconectados.

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Alguns especialistas dividem a defesa civil em quatro áreas (que, por sua vez, também se dividem):

  • atmosfera;
  • litosfera;
  • hidrosfera;
  • biosfera.

Em qualquer caso, a estrutura do envelope geográfico não é arbitrária. Tem limites claros.

Limites superior e inferior

Em toda a estrutura do envelope geográfico e ambientes geográficos, pode-se traçar um zoneamento claro.

Lei zoneamento geográfico fornece não apenas a divisão de toda a casca em esferas e meios, mas também a divisão em áreas naturais terra e oceanos. É interessante que tal divisão se repita naturalmente em ambos os hemisférios.

O zoneamento se deve à natureza da distribuição da energia solar nas latitudes e à intensidade da umidade (diferente em diferentes hemisférios, continentes).

Naturalmente, é possível determinar o limite superior do envelope geográfico e o inferior. Limite superior localizado a uma altitude de 25 km, e linha de fundo O envelope geográfico corre a um nível de 6 km sob os oceanos e a um nível de 30-50 km nos continentes. No entanto, deve-se notar que o limite inferior é condicional e ainda há controvérsias sobre sua fixação.

Mesmo se pegarmos o limite superior na região de 25 km e o inferior na região de 50 km, então, comparado ao tamanho total da Terra, obtemos algo como uma película muito fina que cobre o planeta e protege isto.

Leis básicas e propriedades da concha geográfica

Dentro desses limites do envelope geográfico, operam as leis e propriedades básicas que o caracterizam e determinam.

  • Interpenetração de componentes ou movimento intracomponente- a propriedade principal (existem dois tipos de movimento intracomponente de substâncias - horizontal e vertical; eles não se contradizem e não interferem um no outro, embora em diferentes partes estruturais do GO a velocidade de movimento dos componentes seja diferente).
  • Zoneamento geográfico- a lei fundamental.
  • Ritmo- repetição de todos fenômenos naturais(diário, anual).
  • A unidade de todas as partes da concha geográfica devido ao seu relacionamento próximo.

Características das conchas da Terra incluídas no GO

Atmosfera

A atmosfera é importante para manter o calor e, portanto, a vida no planeta. Também protege todos os seres vivos da radiação ultravioleta, afeta a formação do solo e o clima.

O tamanho desta concha é de 8 km a 1 t km (ou mais) de altura. Isso consiste de:

  • gases (nitrogênio, oxigênio, argônio, dióxido de carbono, ozônio, hélio, hidrogênio, gases inertes);
  • pó;
  • vapor de água.

A atmosfera, por sua vez, é dividida em várias camadas interligadas. Suas características são apresentadas na tabela.

Todas as conchas da terra são semelhantes. Por exemplo, eles contêm todos os tipos de estados agregados de substâncias: sólido, líquido, gasoso.

Fig 2. A estrutura da atmosfera

Litosfera

A casca dura da terra, a crosta terrestre. Possui várias camadas, caracterizadas por diferentes potências, espessuras, densidades, composições:

  • camada litosférica superior;
  • bainha sigmática;
  • casca semi-metálica ou de minério.

A profundidade máxima da litosfera é de 2900 km.

De que é feita a litosfera? De sólidos: basalto, magnésio, cobalto, ferro e outros.

Hidrosfera

A hidrosfera é composta por todas as águas da Terra (oceanos, mares, rios, lagos, pântanos, geleiras e até A água subterrânea). Está localizado na superfície da Terra e ocupa mais de 70% do espaço. Curiosamente, existe uma teoria segundo a qual a espessura da crosta terrestre contém grandes estoques agua.

Existem dois tipos de água: salgada e doce. Como resultado da interação com a atmosfera, durante o condensado, o sal evapora, fornecendo água doce à terra.

Fig 3. Hidrosfera da Terra (vista dos oceanos do espaço)

Biosfera

A biosfera é a concha mais "viva" da Terra. Inclui toda a hidrosfera, a baixa atmosfera, a superfície terrestre e a camada litosférica superior. É interessante que os organismos vivos que habitam a biosfera sejam responsáveis ​​pela acumulação e distribuição da energia solar, pelos processos de migração. substancias químicas no solo, para trocas gasosas, para oxidação reações de redução. Podemos dizer que a atmosfera só existe graças aos organismos vivos.

Fig 4. Componentes da biosfera da Terra

Exemplos da interação dos meios (conchas) da Terra

Há muitos exemplos de interação com a mídia.

  • Durante a evaporação da água da superfície de rios, lagos, mares e oceanos, a água entra na atmosfera.
  • O ar e a água, penetrando através do solo nas profundezas da litosfera, possibilitam o surgimento da vegetação.
  • A vegetação fornece fotossíntese enriquecendo a atmosfera com oxigênio e absorvendo dióxido de carbono.
  • Da superfície da terra e dos oceanos, as camadas superiores da atmosfera são aquecidas, formando um clima que proporciona vida.
  • Organismos vivos, morrendo, formam o solo.
  • Avaliação do relatório

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O ar atmosférico é composto por nitrogênio (77,99%), oxigênio (21%), gases inertes (1%) e dióxido de carbono (0,01%). A participação de dióxido de carbono aumenta ao longo do tempo devido ao fato de que os produtos da combustão de combustível são liberados na atmosfera e, além disso, a área de florestas que absorvem dióxido de carbono e liberam oxigênio diminui.

A atmosfera também contém uma pequena quantidade de ozônio, que se concentra a uma altitude de cerca de 25-30 km e forma o chamado camada de ozônio. Esta camada cria uma barreira ao sol radiação ultravioleta perigoso para os organismos vivos da Terra.

Além disso, a atmosfera contém vapor de água e várias impurezas - partículas de poeira, cinzas vulcânicas, fuligem e assim por diante. A concentração de impurezas é maior perto da superfície da terra e em certas áreas: acima grandes cidades, desertos.

Troposfera- inferior, contém a maior parte do ar e. A altura desta camada não é a mesma: de 8-10 km perto dos trópicos a 16-18 km perto do equador. na troposfera diminui com a elevação: 6°C por quilômetro. O clima é formado na troposfera, ventos, precipitação, nuvens, ciclones e anticiclones são formados.

A próxima camada da atmosfera é estratosfera. O ar nele é muito mais rarefeito, tem muito menos vapor de água. A temperatura na parte inferior da estratosfera é -60 - -80°C e cai com o aumento da altitude. A camada de ozônio está na estratosfera. A estratosfera é caracterizada altas velocidades vento (até 80-100 m/s).

Mesosfera- a camada média da atmosfera situada acima da estratosfera em altitudes de 50 a S0-S5 km. A mesosfera é caracterizada por uma diminuição da temperatura média com altura de 0°C no limite inferior a -90°C no limite superior. Perto do limite superior da mesosfera, existem nuvens noctilucentes iluminada pelo sol à noite. A pressão do ar no limite superior da mesosfera é 200 vezes menor do que na superfície da Terra.

Termosfera- está localizado acima da mesosfera, em altitudes de SO a 400-500 km, nele a temperatura começa lentamente e depois rapidamente começa a subir novamente. O motivo é a absorção da radiação ultravioleta do Sol em altitudes de 150 a 300 km. Na termosfera, a temperatura aumenta continuamente até uma altura de cerca de 400 km, onde atinge 700-1500°C (dependendo da atividade solar). Sob a influência de ultravioleta e raios X e radiação cósmica há também ionização do ar (“luzes polares”). As principais regiões da ionosfera estão dentro da termosfera.

Exosfera- a camada externa e mais rarefeita da atmosfera, começa em altitudes de 450-000 km, e seu limite superior está localizado a uma distância de vários milhares de km da superfície da Terra, onde a concentração de partículas se torna a mesma que em espaço interplanetário. A exosfera consiste em gás ionizado (plasma); as partes inferior e média da exosfera são compostas principalmente de oxigênio e nitrogênio; com o aumento da altitude, a concentração relativa de gases leves, especialmente hidrogênio ionizado, aumenta rapidamente. A temperatura na exosfera é 1300-3000°C; cresce lentamente com a altura. A exosfera contém os cinturões de radiação da Terra.

No século XX, através de inúmeros estudos, a humanidade revelou o segredo do interior da terra, a estrutura da terra no contexto tornou-se conhecida por todos os escolares. Para quem ainda não sabe em que consiste a terra, quais são suas principais camadas, sua composição, qual é o nome da parte mais fina do planeta, listaremos uma série de fatos significativos.

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A forma e o tamanho do planeta Terra

Contrário a delírio geral nosso planeta não é redondo. Sua forma é chamada de geóide e é uma bola levemente achatada. Os lugares onde o globo é comprimido são chamados de pólos. O eixo de rotação da Terra passa pelos pólos, nosso planeta faz uma revolução em torno dele em 24 horas - um dia terrestre.

No meio, o planeta é cercado por um círculo imaginário que divide o geóide nos hemisférios Norte e Sul.

Além do equador existem meridianos - círculos perpendicular ao equador e passando pelos dois polos. Um deles, passando pelo Observatório de Greenwich, é chamado de zero - serve como ponto de referência longitude geográfica e fusos horários.

Voltar para os principais recursos o Globo Pode ser atribuído:

  • diâmetro (km.): equatorial - 12 756, polar (perto dos pólos) - 12 713;
  • comprimento (km.) do equador - 40.057, meridiano - 40.008.

Então, nosso planeta é uma espécie de elipse - um geóide, girando em torno de seu eixo passando por dois pólos - Norte e Sul.

A parte central do geóide é cercada pelo equador - um círculo que divide nosso planeta em dois hemisférios. Para determinar qual é o raio da Terra, use metade dos valores do seu diâmetro nos pólos e no equador.

E agora sobre isso do que é feita a terra com que conchas está coberto e o que estrutura seccional da terra.

conchas de terra

Conchas básicas da terra diferenciados de acordo com seu conteúdo. Como nosso planeta é esférico, suas conchas mantidas juntas pela gravidade são chamadas de esferas. Se você olhar para s trindade da terra em uma seção, então três áreas podem ser vistas:

Em ordem(a partir da superfície do planeta) eles estão localizados da seguinte forma:

  1. Litosfera - casca dura planetas, incluindo minerais camadas da terra.
  2. Hidrosfera - contém recursos hídricos - rios, lagos, mares e oceanos.
  3. A atmosfera é concha de ar circundando o planeta.

Além disso, também se destaca a biosfera, que inclui todos os organismos vivos que habitam outras conchas.

Importante! Muitos cientistas referem a população do planeta a uma vasta concha separada chamada antroposfera.

As conchas da Terra - a litosfera, hidrosfera e atmosfera - são distinguidas de acordo com o princípio de combinar um componente homogêneo. Na litosfera - são rochas sólidas, solo, o conteúdo interno do planeta, na hidrosfera - tudo isso, na atmosfera - todo o ar e outros gases.

Atmosfera

Atmosfera - invólucro de gás, dentro sua composição inclui: , nitrogênio, dióxido de carbono, gás, poeira.

  1. A troposfera é a camada superior da Terra que contém a maioria ar terrestre e estendendo-se desde a superfície até uma altura de 8-10 (nos pólos) a 16-18 km (no equador). Nuvens e várias massas de ar se formam na troposfera.
  2. A estratosfera é uma camada em que o conteúdo de ar é muito menor do que na troposfera. Dele espessura médiaé 39-40 km. Esta camada começa no limite superior da troposfera e termina a uma altitude de cerca de 50 km.
  3. A mesosfera é uma camada da atmosfera que se estende de 50-60 a 80-90 km acima superfície da Terra. Caracterizado por uma diminuição constante da temperatura.
  4. Termosfera - localizada a 200-300 km da superfície do planeta, difere da mesosfera pelo aumento da temperatura à medida que a altitude aumenta.
  5. Exosfera - começa com o limite superior situado abaixo da termosfera e gradualmente passa para espaço sideral, é caracterizada por baixo teor de ar, alta radiação solar.

Atenção! Na estratosfera, a uma altitude de cerca de 20 a 25 km, há uma fina camada de ozônio que protege toda a vida no planeta dos raios ultravioleta nocivos. Sem ela, todos os seres vivos teriam perecido muito em breve.

Atmosfera - concha terrestre, sem a qual a vida no planeta seria impossível.

Contém o ar necessário para a respiração dos organismos vivos, determina a clima protege o planeta de impacto negativo radiação solar.

A atmosfera é composta de ar, por sua vez, o ar é aproximadamente 70% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 0,4% de dióxido de carbono e outros gases raros.

Além disso, existe uma importante camada de ozônio na atmosfera, a cerca de 50 km de altitude.

Hidrosfera

A hidrosfera são todos os líquidos do planeta.

Este shell por localização recursos hídricos e seu grau de salinidade inclui:

  • o oceano mundial é um enorme espaço ocupado por água salgada e inclui quatro e 63 mares;
  • as águas superficiais dos continentes são de água doce, bem como corpos d'água ocasionalmente salobras. Eles são divididos de acordo com o grau de fluidez em corpos d'água com curso - rios e corpos d'água com água parada- lagos, lagoas, pântanos;
  • água subterrânea - água doce abaixo da superfície da terra. Profundidade sua ocorrência varia de 1-2 a 100-200 e mais metros.

Importante! Grande quantidade água fresca está atualmente na forma de gelo - hoje em zonas permafrost sob a forma de geleiras, enormes icebergs, neve permanente que não derrete, existem cerca de 34 milhões de km3 de reservas de água doce.

A hidrosfera é principalmente, uma fonte de água potável, um dos principais fatores formadores do clima. Recursos hídricos são utilizados como meios de comunicação e objetos de turismo e recreação (recreação).

Litosfera

A litosfera é sólida ( mineral) camadas da terra. A espessura desta concha varia de 100 (sob os mares) a 200 km (sob os continentes). A litosfera inclui a crosta terrestre e parte de cima manto.

O que está abaixo da litosfera é diretamente estrutura interna Nosso planeta.

As lajes da litosfera consistem principalmente de basalto, areia e argila, pedra e também a camada de solo.

O esquema da estrutura da terra juntamente com a litosfera é representada pelas seguintes camadas:

  • Crosta terrestre - superior, constituído por rochas sedimentares, basálticas, metamórficas e solo fértil. Dependendo da localização, existem áreas continentais e crosta oceânica;
  • manto - localizado sob a crosta terrestre. Pesa cerca de 67% da massa total do planeta. A espessura desta camada é de cerca de 3000 km. A camada superior do manto é viscosa, encontra-se a uma profundidade de 50-80 km (sob os oceanos) e 200-300 km (sob os continentes). As camadas inferiores são mais duras e mais densas. A composição do manto inclui materiais pesados ​​de ferro e níquel. Os processos que ocorrem no manto determinam muitos fenômenos na superfície do planeta (processos sísmicos, erupções vulcânicas, formação de depósitos);
  • A parte central da Terra é o núcleo, constituído por uma parte interna sólida e uma parte externa líquida. A espessura da parte externa é de cerca de 2200 km, a interna é de 1300 km. Distância da superfície d sobre o núcleo da terraé de cerca de 3000-6000 km. A temperatura no centro do planeta é de cerca de 5000 Cº. Segundo muitos cientistas, o núcleo terra por A composição é uma fusão pesada de ferro-níquel com uma mistura de outros elementos semelhantes em propriedades ao ferro.

Importante! Entre círculo estreito cientistas além modelo clássico com semifundido núcleo pesado, existe também a teoria de que no centro do planeta existe uma luminária interna, cercada por todos os lados por uma impressionante camada de água. Essa teoria, além de um pequeno círculo de adeptos em ambiente científico, é amplamente utilizado em literatura de fantasia. Um exemplo é o romance de V.A. Obruchev "Plutonia", que fala sobre a expedição de cientistas russos à cavidade dentro do planeta com sua própria pequena luminária e o mundo de animais e plantas extintos na superfície.

Um tão comum mapa da estrutura da terra, incluindo a crosta terrestre, manto e núcleo, a cada ano mais e mais aprimorados e refinados.

Muitos parâmetros do modelo com o aprimoramento dos métodos de pesquisa e o advento de novos equipamentos serão atualizados mais de uma vez.

Por exemplo, para saber exatamente quantos quilômetros para parte externa do núcleo, serão necessários mais anos de pesquisa científica.

No este momento o poço mais profundo da crosta terrestre, escavado pelo homem, tem cerca de 8 quilómetros, pelo que o estudo do manto, e mais ainda do núcleo do planeta, só é possível num contexto teórico.

Estrutura em camadas da Terra

Estudamos em que camadas a Terra consiste no interior

Conclusão

Tendo considerado estrutura seccional da terra vimos como nosso planeta é interessante e complexo. O estudo de sua estrutura no futuro ajudará a humanidade a entender os mistérios dos fenômenos naturais, preverá com mais precisão desastres naturais, descubra novos depósitos minerais ainda não desenvolvidos.

Introdução

1. Conchas básicas da terra

3. Regime geotérmico da terra

Conclusão

Lista de fontes usadas

Introdução

Geologia é a ciência da estrutura e história do desenvolvimento da Terra. Os principais objetos de pesquisa são rochas, nas quais está impresso o registro geológico da Terra, bem como processos e mecanismos físicos modernos que atuam tanto em sua superfície quanto em suas entranhas, cujo estudo nos permite entender como nosso planeta se desenvolveu em o passado.

A Terra está em constante mudança. Algumas mudanças ocorrem repentinamente e muito violentamente (por exemplo, erupções vulcânicas, terremotos ou grandes inundações), mas na maioria das vezes - lentamente (uma camada de sedimentos com não mais de 30 cm de espessura é demolida ou acumulada ao longo de um século). Tais mudanças não são perceptíveis durante a vida de uma pessoa, mas algumas informações foram acumuladas sobre mudanças durante um longo período de tempo e, com a ajuda de medições precisas regulares, até movimentos insignificantes da crosta terrestre são registrados.

A história da Terra começou simultaneamente com o desenvolvimento sistema solar cerca de 4,6 bilhões de anos atrás. No entanto, o registro geológico é caracterizado pela fragmentação e incompletude, uma vez que muitas rochas antigas foram destruídas ou cobertas por sedimentos mais jovens. As lacunas precisam ser preenchidas por correlação com eventos que ocorreram em outros lugares e para os quais mais dados estão disponíveis, bem como por analogia e hipóteses. A idade relativa das rochas é determinada com base nos complexos de restos fósseis contidos nelas, e os depósitos em que tais restos estão ausentes são determinados por posição relativa esses e outros. Além disso, a idade absoluta de quase todas as rochas pode ser determinada por métodos geoquímicos.

Neste trabalho, as principais conchas da terra, sua composição e Estrutura física.

1. Conchas básicas da terra

A Terra tem 6 conchas: atmosfera, hidrosfera, biosfera, litosfera, pirosfera e centrosfera.

A atmosfera é a camada gasosa externa da Terra. Seu limite inferior passa pela litosfera e hidrosfera, e o superior - a uma altitude de 1000 km. A atmosfera é dividida em troposfera (a camada móvel), a estratosfera (a camada acima da troposfera) e a ionosfera (a camada superior).

Altura média troposfera - 10 km. Sua massa é 75% da massa total da atmosfera. O ar na troposfera se move horizontalmente e verticalmente.

A estratosfera se eleva 80 km acima da troposfera. Seu ar, movendo-se apenas na direção horizontal, forma camadas.

Ainda mais alto se estende a ionosfera, que recebeu esse nome devido ao fato de seu ar estar constantemente ionizado sob a influência dos raios ultravioleta e cósmicos.

A hidrosfera cobre 71% da superfície da Terra. Sua salinidade médiaé de 35 g/l. A temperatura da superfície do oceano é de 3 a 32 ° C, a densidade é de cerca de 1. A luz solar penetra a uma profundidade de 200 m e raios ultravioleta- a uma profundidade de 800 m.

A biosfera, ou esfera da vida, funde-se com a atmosfera, hidrosfera e litosfera. Seu limite superior atinge as camadas superiores da troposfera, enquanto o inferior percorre o fundo das bacias oceânicas. A biosfera é subdividida na esfera das plantas (mais de 500.000 espécies) e na esfera dos animais (mais de 1.000.000 espécies).

A litosfera - a concha de pedra da Terra - tem de 40 a 100 km de espessura. Inclui continentes, ilhas e o fundo dos oceanos. A altura média dos continentes acima do nível do oceano: Antártida - 2200 m, Ásia - 960 m, África - 750 m, América do Norte- 720m, América do Sul- 590 m, Europa - 340 m, Austrália - 340 m.

Sob a litosfera está a pirosfera - a concha de fogo da Terra. Sua temperatura aumenta cerca de 1°C a cada 33 m de profundidade. Rochas em profundidades consideráveis ​​estão provavelmente em estado fundido devido a altas temperaturas e alta pressão.

A centrosfera, ou o núcleo da Terra, está localizada a uma profundidade de 1800 km. Segundo a maioria dos cientistas, consiste em ferro e níquel. A pressão aqui atinge 300000000000 Pa (3000000 atmosferas), a temperatura é de vários milhares de graus. O estado do núcleo ainda é desconhecido.

A esfera de fogo da Terra continua a esfriar. A casca dura engrossa, a casca ígnea engrossa. Ao mesmo tempo, isso levou à formação de rochas sólidas - continentes. No entanto, a influência da esfera de fogo na vida do planeta Terra ainda é muito grande. Os contornos dos continentes e oceanos, o clima e a composição da atmosfera mudaram repetidamente.

Exógeno e processos endógenos alterar continuamente a superfície sólida do nosso planeta, o que, por sua vez, afeta ativamente a biosfera da Terra.

2. Composição e estrutura física da terra

Dados geofísicos e os resultados do estudo de inclusões profundas indicam que nosso planeta consiste em várias conchas com diferentes propriedades físicas, cuja mudança reflete tanto a mudança na composição química da matéria com a profundidade quanto a mudança em sua estado de agregação em função da pressão.

A concha superior da Terra - a crosta terrestre - sob os continentes tem uma espessura média de cerca de 40 km (25-70 km) e sob os oceanos - apenas 5-10 km (sem camada de água, com média de 4,5 km) . A superfície de Mohorovichich é considerada a borda inferior da crosta terrestre - uma seção sísmica, na qual a velocidade de propagação das ondas elásticas longitudinais aumenta abruptamente com uma profundidade de 6,5-7,5 a 8-9 km / s, o que corresponde a um aumento na densidade da matéria de 2,8-3,0 a 3,3 g/cm3.

Da superfície de Mohorovichich a uma profundidade de 2.900 km, estende-se o manto da Terra; a zona superior menos densa, com 400 km de espessura, destaca-se como o manto superior. O intervalo de 2.900 a 5.150 km é ocupado pelo núcleo externo, e deste nível até o centro da Terra, ou seja, de 5150 a 6371 km, é o núcleo interno.

O núcleo da Terra tem sido de interesse dos cientistas desde sua descoberta em 1936. Foi extremamente difícil obter uma imagem dele devido ao número relativamente pequeno de ondas sísmicas alcançando-o e retornando à superfície. Além disso, temperaturas e pressões de núcleo extremas muito tempo difícil de reproduzir em laboratório. Novas pesquisas podem fornecer uma imagem mais detalhada do centro do nosso planeta. O núcleo da Terra é dividido em 2 regiões distintas: líquido (núcleo externo) e sólido (interno), cuja transição está a uma profundidade de 5.156 km.

O ferro é o único elemento que se aproxima das propriedades sísmicas do núcleo da Terra e é abundante o suficiente no universo para representar aproximadamente 35% da massa do planeta no núcleo do planeta. De acordo com dados modernos, o núcleo externo é uma corrente rotativa de ferro fundido e níquel, um bom condutor de eletricidade. É a ele que se associa a origem do campo magnético terrestre, acreditando que, como um gerador gigante, correntes elétricas, fluindo no núcleo líquido, criam um campo magnético global. A camada do manto, que está em contato direto com o núcleo externo, é afetada por ela, pois as temperaturas no núcleo são mais altas do que no manto. Em alguns lugares, essa camada gera enormes fluxos de calor e massa direcionados para a superfície da Terra - plumas.

O núcleo sólido interno não está conectado ao manto. Acredita-se que seu estado sólido, apesar de Temperatura alta, fornecido pela pressão gigante no centro da Terra. Sugere-se que, além das ligas de ferro-níquel, elementos mais leves, como silício e enxofre, e possivelmente silício e oxigênio, também estejam presentes no núcleo. A questão do estado do núcleo da Terra ainda é discutível. À medida que a distância da superfície aumenta, a compressão à qual a substância é submetida aumenta. Os cálculos mostram que a pressão no núcleo da Terra pode chegar a 3 milhões de atm. Ao mesmo tempo, muitas substâncias parecem ser metalizadas - elas passam para um estado metálico. Houve até uma hipótese de que o núcleo da Terra consiste em hidrogênio metálico.

O núcleo externo também é metálico (essencialmente ferro), mas ao contrário do núcleo interno, o metal está aqui em estado líquido e não transmite ondas elásticas transversais. As correntes convectivas no núcleo externo metálico são a causa da formação do campo magnético da Terra.

O manto da Terra consiste em silicatos: compostos de silício e oxigênio com Mg, Fe, Ca. O manto superior é dominado por peridotitos - rochas constituídas principalmente por dois minerais: olivina (Fe, Mg) 2SiO4 e piroxênio (Ca, Na) (Fe, Mg, Al) (Si, Al) 2O6. Essas rochas contêm relativamente pouco (< 45 мас. %) кремнезема (SiO2) и обогащены магнием и железом. Поэтому их называют ультраосновными и ультрамафическими. Выше поверхности Мохоровичича в пределах континентальной земной коры преобладают силикатные магматические породы основного и formulações azedas. As rochas principais contêm 45-53% em peso. % SiO2. Além de olivina e piroxênio, as principais rochas incluem feldspato Ca-Na - plagioclásio CaAl2Si2O8 - NaAlSi3O8. As rochas ígneas ácidas são extremamente enriquecidas em sílica, cujo teor aumenta para 65-75% em peso. %. São compostos de quartzo SiO2, plagioclásio e feldspato K-Na (K,Na) AlSi3O8. A rocha intrusiva mais comum da composição básica é o gabro, e a rocha vulcânica é o basalto. Entre as rochas intrusivas ácidas, o granito é o mais comum, e o riolito é o análogo vulcânico do granito.

Assim, o manto superior é constituído por rochas ultramáficas e ultramáficas, enquanto a crosta terrestre é formada principalmente por rochas básicas e félsicas. Rochas ígneas: gabro, granitos e seus análogos vulcânicos, que, em comparação com os peridotitos do manto superior, contêm menos magnésio e ferro e, ao mesmo tempo, são enriquecidos em sílica, alumínio e metais alcalinos.

Sob os continentes, as rochas principais estão concentradas na parte inferior da crosta e as rochas ácidas estão na parte superior. Abaixo dos oceanos, a crosta fina é composta quase inteiramente de gabro e basaltos. Está firmemente estabelecido que as principais rochas, que, segundo várias estimativas, variam de 75 a 25% da massa crosta continental e quase toda a crosta oceânica, foram fundidas do manto superior no processo de atividade magmática. Rochas ácidas são geralmente consideradas como o produto da fusão parcial repetida de rochas máficas dentro da crosta continental. Peridotitos da parte superior do manto são esgotados em componentes fusíveis deslocados no curso de processos magmáticos na crosta terrestre. Especialmente "esgotado" é o manto superior sob os continentes, onde surgiu a crosta terrestre mais espessa.