2 Основные сведения о Земле.

Земля имеет сложную форму геоида. Средний радиус Земли 6371км. Площадь поверхности Земли 510 млн. км², из которых 70,8% занимают моря и океаны. Областью околоземного пространства является магнитосфера. Земля состоит из концентрических оболочек, четыре из которых внешние – атмосфера, гидросфера, биосфера, литосфера и две внутренние - мантия и ядро.

Атмосфера – сплошная газовая оболочка Земли мощностью 1300км. Гидросфера - прерывистая водная оболочка Земли, занимающая 361млн.км². Биосферой называется область распространения растительных и животных организмов.

Литосфера - верхняя каменная оболочка Земли (земная кора) мощность от 6 км на дне океанов до 80 км под высокими горами. Литосфера, или земная кора, является основным объектом изучения геологии и той зоной, в которой осуществляется вся хозяйственная деятельность человека и, в частности, все строительство. Литосфера состоит из трех слоев: осадочный, гранитный и базальтовый. Самый верхний не сплошной осадочный слой слагает различные по составу осадочные породы как песок, глина, суглинок, известняк и др. Мощность осадочного слоя не превышает 15 км. Средняя плотность пород –2,6 г/см³. Гранитный слой развит неравномерно и в породах преобладают кислород, кремний и алюминий. Его мощность от 1км – на дне океана до 50-80 км на континенте . Средняя плотность пород 2,6-2,7 г/см³. Нижний базальтовый слой сложен породами с содержанием магния. Мощность его изменяется от 5 до 30 км. Средняя плотность пород 2,7-2,9 г/см³.

Внутренняя часть сферы Земли начинается с мантии, которая лежит ниже литосферы до глубины 2900 км. Породы содержат, кроме кислорода и кремния , много магния и железа. Средняя плотность вещества мантии 3,2-6,5 г/см³. Вещество мантии находится в твердом состоянии за исключением локальных участков, в которых оно временами переходит в пластичное или жидкое состояние и где зарождаются очаги вулканов.

С глубины 2900км до центра носит название ядро Земли. Оно представляет собой сильно переуплотненную жидкость, а в центре сложено твердым металлизированным веществом. Расчетная плотность твердого вещества ядра 10-14 г/см³. С глубинной увеличивается плотность вещества Земли с чем связано увеличение давления. Например, расчетная величина на глубине 1 км составляет 28 МПа.

Тепловой режим землиформируется за счет источников солнечной радиации (внешний) и недра Земли (внутренний ). На поверхности земли действует только солнечное тепло, создавая вековые, годовые, сезонные, месячные и суточные колебания температур. Верхняя толща Земной коры носит название сезонных колебаний температур мощностью 12-15м. В районах с отрицательной зимней температурой в них выделяется подзона промерзания. В этих зонах происходит выветривание, снижающее прочность горных пород . Ниже зоны сезонного колебания температур расположена зонапостоянной температуры, равной среднегодовой для данной местности.

Ниже зоны постоянной температуры режим литосферы формируется под воздействием только внутренней энергии Земли. Температура начинает постепенно увеличиваться, и остальная часть земной коры называется геотермическойзоной или зоной возрастающей температуры. В этой зоне интенсивность повышения температуры характеризуетсягеотермическим градиентомилигеотермической ступенью. Геотермический градиент определяется величиной нарастания температуры в градусах на каждые 100м глубины, а геотермическая ступень - глубиной, м, при которой температура повышается на 1⁰С. Принято считать, что средняя геотермическая ступень равна 33м. О температуре глубинных зон Земли можно судить по температуре излившейся магмы 3000-3500⁰С.

Повышение температуры и давления с глубинной сильно затрудняет подземное строительство, особенно строительство железнодорожных тоннелей и шахт на больших глубинах. Вокруг них происходит нарушение распределения напряжений в массиве пород. Локальная разгрузка пород вызывает их расширение, растрескивание и образование вывалов в подземные выработки. Отдельные куски могут отскакивать от массива с большой силой.

Вопросы для самоконтроля.

1. Инженерная геология и цель ее изучения?

2. Состав, строение, развитие Земли и земной коры?

3. Тепловой режим Земли?