1.3 Внутреннее строение Земли

Геосферы тела – земная кора, мантия и ядро Земли изучены ещё

недостаточно. Непосредственному изучению доступна пока только

верхняя часть земной коры до глубины 8 – 12 км. Представление о

строении более глубоких слоёв Земли получают по геофизическим

данным, определяя скорость продольных и поперечных упругих волн.

Эти упругие волны искусственно вызываются при помощи взрывов,

также эти волны возникают в толще Земли при землетрясениях. В по-

следнее время представления о строении Земли дополняются материа-

лами изучения других планет Солнечной системы (Марса, Венеры).

9

Земная кора или литосфера – верхняя сфера “твёрдой” Земли.

Выделяют два типа земной коры: материковый и океанический.

Материковая кора состоит из трёх слоёв: осадочного, гранитного

и базальтового.

Рис.1. Схема строения Земли

А - земная кора; Б - верхняя мантия; В – нижняя мантия; Г – внешнее

ядро; Д – внутреннее ядро.

Осадочная зона земной коры сложена главным образом осадоч-

ными породами плотностью до 2,5 г/см

3

, которые покрывают поверх-

ность материков слоем средней мощности 1,5 км.

Гранитный слой сложен приемущественно из гранитов светлоо-

крашенных пород, в состав которых в основном входят кварц, калие-

вый полевой шпат, кислый плагиоклаз и слюда. Имеет мощность 10 -

20 км, наибольшую под горными массивами, плотность пород 2,6 - 2, 7

г/см

3

.

10

Базальтовый слой составляют тёмно-окрашенные породы, плот-

ность слоя 2,8 – 2,9 г/см

3

, мощность до 30 км. Базальт-тёмная основная

горная порода, состоящая главным образом из основного плагиоклаза,

пироксенов и оливина.

Океаническая кора существенно отличается от материковой:

главное отличие заключается в её небольшой мощности – в среднем 5

– 7 км. Первый слой океанической коры представлен различными

осадками мощностью от 1 км в глубоководных котловинах океанов до

15 км и более у континентов. Глубоководные осадки представлены

глинами, кремнистыми или известковыми илами.

Второй слой океанической коры сложен базальтами – продуктами

извержения подземных вулканов. Мощность базальтового слоя обычно

не превышает 2 км.

Под земной корой (рис. 1) залегает до глубины 2900 км вторая от

поверхности Земли геосфера, которая называется мантией. Мантия

занимает 82 % объёма всей планеты и подразделяется на верхнюю и

нижнюю. Предполагают, что мантия в основном сложена из перидоти-

та. Такая порода содержит в себе 80 % оливина и 20 % пироксена.

Плотность на границе земной коры и мантии возрастает до 3,1 – 3,5

г/см

3

, на границе нижней мантии и ядра – до 5,6 – 5,9 г/см

3

. Давление

на границе ядра достигает по расчетам 1,3 млн. атмосфер.

Центральная часть земного шара состоит из ядра (внешнего и

внутреннего) радиусом 3470 км. По геофизическим данным внешнее

ядро обладает свойствами жидкости: оно не пропускает поперечных

сейсмических волн. В состав внешнего ядра входит в основном железо

и сульфид железа.

Внутреннее ядро предположительно сложено из сплава железа и

никеля, давление в центре ядра достигает 3,5 млн. атм., предположи-

тельная температура может превышать до 10000 °С.

Для изучения строения земной коры проводится сверхглубокое

6урение, одна из таких скважин имеется на Кольском полуострове, её

глубина составляет 12000 м (проектная глубина бурения 15 км). На

указанной глубине температура достигает 160 °С. Бурение показало,

что в разрезах древних кристаллических пород отмечено многочислен-

ное выделение газов (прежде всего углеводородных), минерализо-

ванных растворов, зафиксированы процессы рудообразования.

11

Рис. 2. Сравнительная геохимическая характеристика земных и

лунных пород (по В.Ф.Дерпгольцу)

Из химических элементов таблицы Менделеева широкое распро-

странение в земной коре имеют кислород, кремний, железо алюминий,

магний. Содержание остальных элементов составляет всего около 3 %.

Для сравнения, на рисунке 2, показано содержание химических

элементов в нескольких образцах лунных пород, полученных в резуль-

тате космических исследований советских и американских учёных. По

предварительным данным наблюдается значительное сходство по со-

ставу пород Луны и Земли, хотя в лунных образцах содержится значи-

тельно больше титана и отсутствует вода.

По данным автоматических станций «Викинг-1» и «Викинг-2» в

породах Марса содержится 15 – 30 % кремния; 12 – 16 % железа. В

этом состоит сходство планеты Марс с Землёй, однако, в породах Мар-

са меньше алюминия (2 – 7 %), но больше фосфора, хрома, никеля,

ванадия и др. Всё это свидетельствует о единстве состава Земли, Луны

и других планет Солнечной системы.

12

Возраст Земли, как планеты, оценивается примерно 4,55 ± 0,05

млрд. лет. Таков же возраст метеоритов.