Загальні відомості про землю. Земля - ​​загальні відомості

Основні відомості про Землю. Будова Землі. Форма, розміри і рух Землі. Основні відомості про Місяць. Будова Місяця. Кратери. Фізичні та хімічні характеристики Землі і Місяця. Система Місяць - Земля. Спостереження Місяця з Землі. Експедиція на Місяць. Список використаної літератури.

Земля третя від Сонця планета і п'ята за розміром серед усіх планет сонячної системи. Вона є також найбільшою за діаметром, масі і щільності серед планет земної групи. Єдине відоме людиніна даний момент тіло Сонячної системи зокрема і Всесвіту взагалі, населене живими організмами. Наукові дані вказують на те, що Земля утворилася з сонячної туманності близько 4,54 мільярдів років тому, і незабаром після цього придбала свій єдиний природний супутникМісяць. Життя з'явилася на Землі близько 3,5 мільярдів років тому, тобто протягом 1 мільярда після її виникнення. Земля взаємодіє (притягується гравітаційними силами) З іншими об'єктами в космосі, включаючи Сонце і Місяць. Земля обертається навколо Сонця і робить навколо нього повний оборот приблизно за 365,26 сонячної доби сидерический рік. Вісь обертання Землі нахилена на 23,44 ° щодо перпендикуляра до її орбітальної площині. Місяць почав своє звернення на орбіті навколо Землі приблизно 4,53 мільярда років тому.

Земля, як і інші планети земної групи, має шарувату внутрішню будову. Вона складається з твердих силікатних оболонок (кори, вкрай вузький мантії), і металевого ядра. Земля являє собою сферу, що складається з трьох шарів - твердого (літосфери), рідкого (гідросфери) і газоподібного (атмосфери). Щільність порід, що складають літосферу, збільшується в напрямку до центру.

Гідросфера являє собою сукупність всіх природних водна земної поверхніі поблизу неї. Її маса - менше 0,03% маси всієї Землі. Майже 98% гідросфери складають солоні води океанів і морів, що покривають ок. 71% земної поверхні. Близько 4% припадає на материкові льоди, Озерні, річкові та підземні води, трохи води міститься в мінералах і в живій природі. Чотири океану (Тихий, Атлантичний, Індійський і Північний Льодовитий) разом з морями утворюють єдину акваторію - Світовий океан. Однак океани нерівномірно розподілені на Землі і сильно розрізняються за глибиною. Атмосфера - повітряна оболонка Землі, що складається з п'яти концентричних шарів - тропосфери, стратосфери, мезосфери, термосфери і екзосфери. Атмосфера складається з суміші газів: азоту, кисню, аргону, діоксиду вуглецю та рідких газів - неону, гелію, криптону і ксенону. Літосфера-верхня тверда оболонка Землі, що має велику міцність і переходить без певної різкого розмежування в нижележащую астеносферу, міцність речовини якої відносно мала. вид на Тихий океанз космосу Вид земних хмар з космосу

За формою Земля близька до еліпсоїда, сплюснута біля полюсів і розтягнутому в екваторіальній зоні. Середній радіус Землі 6371,032 км, полярний 6356,777 км, екваторіальний 6378,160 км. Маса Землі 5,976 × 10 24 кг, середня щільність 5518 кг / м 3. Земля рухається навколо Сонця із середньою швидкістю 29,765 км / с Середня відстань від Сонця 149,6 млн. Км, Обертання Землі навколо своєї осі відбувається із середньою кутовий швидкістю 7,292115 · 10 -5 рад / с, що приблизно відповідає періоду в 23 год 56 хв 4,1 с. Площа поверхні Землі 510,2 млн. Км 2, з яких приблизно 70,8% припадає на Світовий океан. Суша становить відповідно 29,2% і утворює шість материків і острови. Вона піднімається над рівнем моря в середньому на 875 м Форма Землі. Відхилення від форми правильного кулі показані на малюнку Космічний знімок Землі, виконаний в 1972 з корабля «Аполлон-17».

Місяць єдиний природний супутник Землі. Другою за яскравістю об'єкт на земному небосхилі після Сонця і п'ятий за величиною природний супутник планети Сонячної системи. Середня відстань між центрами Землі і Місяця км Космічний корабель може дістатися до Місяця менш ніж за 3 доби. Перший досяг Місяця апарат «Луна-2» був запущений 12 вересня 1959 року в СРСР. Перші люди ступили на Місяць 20 липня 1969; це були астронавти «Аполлона- 11», запущеного в США. Діаметр Місяця дорівнює 3474 км, трохи більше, ніж чверть діаметра Землі. Відповідно, розмір Місяця за обсягом становить лише 2% від обсягу Землі. Через меншу маси сила гравітації на Місяці в 6 разів менше ніж, на Землі. Період обертання Місяця навколо Землі становить 27 добу 7 годину 43 хв. Маса Місяця дорівнює 7,3477 × 10 22 кг Радіус Місяця 1737 км, що становить 0,27 радіуса землі. Площа поверхні Місяця - 38 млн.кв.км. Місяць рухається навколо Землі зі швидкістю 1,02 км / с

Вивчення місячних порід, доставлених на Землю, дозволило оцінити вік Місяця методом радіоактивного розпаду. Камені на Місяці стали твердими близько 4,4 млрд. Років тому. Відповідно до теорії російського астронома Євгенії Рускол, Місяць сформувався із залишків протопланетного речовини, що оточував молоду Землю. Іншу теорію розробив американський астроном Алістер Камерон: він вважає, що Земля на стадії формування зіткнулася з великим небесним тілом. Викинуті в результаті зіткнення уламки об'єдналися в наш супутник. Місяць складається з кори, мантії і ядра. Оболонка внутрішнього ядра багата залізом, вона має радіус 240 км, рідке зовнішнє ядро ​​складається в основному з рідкого заліза з радіусом приблизно кілометрів. Навколо ядра знаходиться частково розплавлений прикордонний шар з радіусом близько кілометрів. Ця структура, як вважають, з'явилася в результаті фракційної кристалізації з глобального океану магми незабаром після утворення Місяця.

Місяць рухається навколо Землі із середньою швидкістю 1,02 км / сек по приблизно еліптичній орбіті в тім же напрямку, в якому рухається переважна більшість інших тіл Сонячної системи, тобто проти годинникової стрілки, якщо дивитися на орбіту Л. з боку Північного полюса світу. Пояснення руху Місяця стає однією з найскладніших проблем небесної механіки. Перша прийнятна теорія була запропонована Ісааком Ньютоном. Реальний рух Місяця досить складно, при його розрахунку необхідно враховувати безліч факторів, наприклад, сплюснутістю Землі і сильний вплив Сонця, яке притягує Місяць в 2,2 рази сильніше, ніж Земля. Більш точно рух Місяця навколо Землі можна представити як поєднання декількох рухів: обертання навколо Землі по еліптичній орбіті з періодом 27,32 діб; прецесія (поворот площині) місячної орбіти з періодом 18,6 років. поворот великої осі місячної орбіти (лінії апсид) з періодом 8,8 років; періодична зміна нахилу місячної орбіти по відношенню до екліптики від 4 ° 59 до 5 ° 19; періодична зміна розмірів місячної орбіти. поступове видалення Місяця від Землі (приблизно на 4 см на рік) так, що її орбіта являє собою повільно розкручується спіраль. Це підтверджують вимірювання, що проводилися протягом 25 років.

Місячний ландшафт своєрідний і унікальний. Місяць вся покрита кратерами різного розміру від мікроскопічних до сотень кілометрів. Довгий час вчені не могли заглянути на зворотний бік Місяця, це стало можливо з появою космічних апаратів. На поверхні Місяця розрізняють темні довгі плями, які були прийняті за моря. Хоча назва і збереглося, але нічого спільного ці моря не мають із земними. Моря на Місяці - це рівнини більш темного відтінку, ніж інші області, на території яких знаходяться гори. Всім їм присвоїли фантастичні назви: Океан бурь, Море Криз, Залив Веселки ...

Одна з характерних особливостейМісяця. Десятки тисяч кратерів можна побачити в телескоп середнього розміру. Найбільші з них схожі на рівні майданчики, оточені стіною. Такі кратери, як Грімальді, Шиккард і Ціолковський (на зворотному боці Місяця), мають діаметр близько 250 км і гладке лавове дно. Більшість кратерів утворилося внаслідок ударів по поверхні Місяця метеоритів і ядер комет на ранньому етапі її історії. Більші первинні кратери виникли від прямого попадання космічних тіл Деякі кратери можуть бути результатом вулканічної діяльності. Це дивно правильні воронкоподібні ями з сліпуче білими стінами при повному Місяці.

1. Тиск атмосфери на Землі таке, що при різних температурах вода може знаходиться на нашій планеті в рідкому, твердому і газоподібному стані. Хімічний склад Землі схожий зі складом інших планет земної групи. Переважають на нашій планеті такі елементи як залізо, кисень, кремній. Зміст легких елементів невелика, молекули водню і гелію, володіючи великими швидкостями, досить легко долають тяжіння скромною в порівнянні з планетами-гігантами Землі. Атмосфера Землі більш ніж на три чверті - азот. 2. Температури на Землі сильно варіюють Мін. : 89,2 ° C; середовищ.: 14 ° C; макс.: 56,7 ° C 3. Погода на Землі дуже мінлива. Вона залежить від того, на якій широті знаходиться дане місце, Від пори року і часу доби, від переміщення повітряних мас, Формування циклонів, антициклонів і атмосферних фронтівФізичні та хімічні характеристики Землі і Місяця

1. Сила тяжіння на Місяці в шість разів менше, ніж на Землі. Ця обставина послужила причиною того, що Місяць не могла втримати частинки газів і водяної пари, що складали колись її атмосферу. Тому Місяць практично позбавлена ​​атмосфери і в її «морях» немає ні краплі води. 2. На Місяці немає ні зорі, ні сутінків і ніяких явищ погоди; небо там здається абсолютно чорним, і на ньому можна одночасно бачити Сонце, Землю і зірки. На Місяці ніколи не буває дощу, і ми ніколи не бачимо над її поверхнею хмар або туману. 3. Відсутність атмосфери, пом'якшувальною коливання температури, і велика тривалість дня і ночі викликає на Місяці різкі зміни спеки та холоду. Протягом 354-годинного місячного дня поверхню Місяця розжарюється до + 120 °, потім протягом 354-годинний ночі охолоджується до - 160 °. склад місячного грунтуістотно відрізняється в морських і материкових районах Місяця. Місячні породи збіднені залізом, водою і летючими компонентами. Хімічний склад місячного реголіту в процентах. Елементи Доставлений «Луной- 20» Доставлений «Луной- 16» Si20,0 Ti0,281,9 Al12,58,7 Cr0,110,20 Fe5,113,7 Mg5,75,3 Ca10,39,2 Na0,260, 32 K0,050,12

Зрозуміло, не зовсім вірно говорити про рух Місяця навколо Землі. Точніше, обидва ці тіла обертаються навколо їх загального центру маси, що лежить нижче поверхні Землі. Аналіз коливань Землі показав, що маса Місяця в 81 разів менше маси Землі. Гравітаційне тяжіння Місяця викликає припливи і відливи на Землі. Приливні руху в результаті тертя сповільнюють обертання Землі, збільшуючи тривалість земної доби на 0,001 з за століття. Оскільки момент імпульсу системи Земля - ​​Місяць зберігається, уповільнення обертання Землі призводить до повільного видалення Місяця від Землі Земля і Місяць пов'язані взаємним протяжністю. Загальний центр ваги, званий центром мас, розташований на лінії, що з'єднує центри Землі і Місяця. Оскільки маса Землі майже в 82 рази більше маси Місяця, центр мас цієї системи розташований на глибині 1600 км від поверхні Землі. І Земля і Місяць здійснюють оборот навколо цієї точки за 27,3 діб.

Кутовий діаметр Місяця дуже близький до сонячного і становить близько половини градуса. Місяць відображає тільки 7% падаючого на неї сонячного світла. Так як Місяць не світиться сама, а лише відбиває сонячне світло, з Землі видно тільки освітлена Сонцем частина місячної поверхні. Місяць звертається по орбіті навколо Землі, і тим самим кут між Землею, Місяцем і Сонцем змінюється; ми спостерігаємо це явище як цикл місячних фаз. Період часу між послідовними молодиками в середньому становить 29,5 днів (709 годин) і називається синодичний місяць.

З початком космічної ери кількість наших знань про Місяць значно збільшилася. Став відомий склад місячного грунту, вчені отримали його зразки, складена карта зворотного боку. Вперше Місяця досяг радянський космічний корабель «Луна-2» 13. вересня 1959 року. На початку 1960-х років було очевидно, що в освоєнні космосу США відстають від СРСР. Дж. Кеннеді заявив висадка людини на Місяць відбудеться до 1970 року. Американська програма пілотованого польоту на Місяць називалася «Аполлон». Перша посадка сталася 20 липня 1969 роки; остання в грудні 1972 року, першою людиною, яка ступила на поверхню Місяця, став американець Ніл Армстронг (21 липня 1969 року), другим Едвін Олдрін.

Л.Е. Генденштейн «Підручник з фізики 11 клас» І.Б. Кибец «Фізика»

Інженерна геологія (ІГ), її завдання і зміст. ІГ як наука про раціональному використанніі охорони геологічного середовища

Лекція 1. Введення. Загальні відомостіпро Землю.

Інженерна геологія сформувалася як наука геологічного циклу в 20 - 30 роках ХХ століття в зв'язку з запитами різних видів будівництва - транспортного, промислового, енергетичного та ін. Були створені спеціалізовані вишукувальні організації, інженерно-геологічні дослідження стали необхідною стадією проектування і будівництва. ІГ, що включає на цьому етапі грунтознавство і інженерну геодинаміку, стала вивчатися в вузах. У наступні 1940 ... 70-е рр. вона інтенсивно розвивалася стосовно вирішення проблем будівництва в складних геологічних умовах транспортних споруд, великих ГЕСі ТЕС, атомних електростанцій і ін. Зміст ІГ розширилося за рахунок узагальнення закономірностей інженерно-геологічних умов великих територій (регіонів); регіональна ІГ стала третьою складовою частиноюінженерної геології.

В даний час (з 1980-х рр.) Інженерна геологія розглядається як наука про геологічному середовищі (ГС), тобто верхньої товщі земної кори, Її охорону та раціональне використання. Це обумовлено різким зростанням навантаження на природне середовищез багатьох причин: зростання чисельності населення в цілому, міського особливо; енергоозброєності і продуктивних сил суспільства; масштабів зводяться споруд і т.д. Відповідно зростає навантаження на геологічне середовище і росте небезпека її реакцій на критичні техногенні впливи. Прикладами таких реакцій є «наведені» землетрусу при заповненні великих водосховищ і закачування води в глибокі свердловини; викиди порід, газу в глибоких шахтах і рудниках, що призводять іноді до аварій з людськими жертвами; підтоплення ґрунтовими водами та навпаки, виснаження глибоких водоносних горизонтів і ін. Особливо великий рівень техногенних впливів у великих містах.

Для Росії з її величезною територією (17,08 млн км2) і різноманітністю природних умовзначення ІГ особливо велике для всіх видів будівництва, розробки родовищ корисних копалин, надійної експлуатації споруд.

Земля має складну форму геоїда, але спрощено представляється кулею, злегка сплюснутим уздовж полюсів (відносний стиск близько 1: 300) з середнім радіусом 6371 км. Тому будова Землі можна характеризувати сукупністю зовнішніх і внутрішніх геосфер. До зовнішніх відносяться атмосфера, гідросфера і біосфера - область поширення життя, включаючи всі її форми до мікроорганізмів і бактерій.

Внутрішні геосфери - земна кора, літосфера, мантія і ядро ​​(рис.1.1). Вся діяльність людини протікає у верхній товщі земної кори (ЗК). У ній виділяють три шари: осадовий, потужністю до 15 км, а в середньому 3 ... 4 км; гранітний, до 35 км (в океанічній ЗК він відсутній); базальтовий. Потужність ЗК близько 70 км, глибше до 2900 км йде мантія, потім ядро. Верхній шар мантії 4 складається з твердих порід (літіфіцірованная мантія), як і ЗК; разом вони називаються літосферою. Встановлено, що під літосферою на окремих ділянках верхньої мантії породи знаходяться в стані розплаву (астеносфера 5). З цим пов'язано прояв на Землі вулканічної діяльності і різноманітних рухів ЗК. Все геосфери взаємопов'язані: наприклад, атмосферні явища впливають на зміни гірських поріді характер земної поверхні (рельєф); процеси в літосфері і біосфері впливають на склад атмосфери і т.д.

З зіставлення середніх щільності порід ЗК і Землі в цілому (відповідно 2.7 і 5,52 т / куб.м.) Випливає, що до центру щільність речовини зростає. Зростають також тиск і температура.

У породах ЗК встановлено всі хімічні елементи. Найбільш поширені кисень (46,8), кремній (27,3), алюміній (8,7); в дужках вказані масові частки елемента (кларк). Далі йдуть залізо (5,1), кальцій (3,6), натрій і калій (по 2,6), магній (2,1), водень (1,0). На частку всіх інших припадає менше одного відсотка. Звідси ясно, що в хімічному складі порід ЗК будуть переважати перераховані елементи.

Мал. 1.1. внутрішні геосфери

З фізичних полів Землі велике значення мають теплове, гравітаційне, магнітне; закономірності останніх використовуються в геофізичних методах, застосовуваних в інженерній геології.

Тепловий режим Землі формується за рахунок зовнішньої енергії, в основному сонячної, і внутрішньої, пов'язаної з процесами в мантії і ядрі. На поверхні діє сонячне тепло, і відповідно мають місце коливання температури - добові, сезонні, річні та вікові. На глибині 10 ... 15 м вони поступово згасають, і далі розташовується зона постійних температур, приблизно рівних середньорічний для даної місцевості. З глибини 40 ... 50 м позначається вплив внутрішньої енергії і температура зростає. Кількісно її зростання характеризують зазначенням геотермической ступені (ГС) або геотермічного градієнта (ГГ). ГС - це відстань в глибину, на якому температура збільшується на один градус Цельсія. ГГ - це зростання температури на 100 метрів глибини. Очевидно співвідношення ГС = 100 / ГГ. В середньому ГС дорівнює 33 м, але в загальному вона змінюється від 5 до 100 м. Наприклад, для Москви ГС = 59 м, для Петербурга тільки 20 м; відмінність пояснюється більш близьким до поверхні для останнього розташуванням кристалічних порід і наявністю в них глибоких розломів. Облік зростання температури з глибиною має безпосереднє практичне значенняпри будівництві тунелів, шахт, бурінні свердловин. Так, при проходці Північно-Муйського тунелю на БАМі температура досягала 40 0, Симплонский тунелю в Альпах (на глибині 2690м) - 50 0, що значно ускладнювало будівництво.

Лекція 2. Мінерали і гірські породи. Процеси їх утворення, класифікації, основні властивості.

Інженерна геологія - галузь геології, що вивчає верхні горизонти земної кори і її динаміку в зв'язку з завданнями промислового і цивільного будівництва. Основне завдання інженерно-геологічних досліджень - вивчення геологічних умов будівництва з метою найбільш раціонального розміщення споруд, обгрунтування вибору надійного його конструкції, забезпечення його стійкості і нормальної експлуатації.

Інженерна геологія вивчає фізико-механічні властивості гірських порід, які є підставою споруд, досліджує геологічні процеси, що роблять шкідливий вплив на споруди, розробляє заходи щодо боротьби з цими процесами.

Тема 1. Загальні відомості про Землю.

Земля як планета, її походження, форма і розміри.

Фізичні властивості і поля землі. Склад і будова літосфери.

Вік і геологічна історія Землі. Геохронологічна і стратиграфическая шкали.

Методичні вказівки.

У цій темі основна увага необхідно приділити умовам формування, будовою та складом земної кори (літосфери), яка є ареною діяльності інженера-будівельника.

Проблеми походження Землі і сонячної системи цікавили людину ще з глибокої давнини. У стародавніх греків за 2-3 століття до н.е. з цього питання існувало 2 різні гіпотези.

Згідно з першою, яку висловив Птолемей, сонячна система побудована геоцентрічно. У центрі світобудови розташовується Земля, яка нерухома, а всі інші планети, сонце і ін. Зірки обертаються навколо Землі.

Інша гіпотеза отримала назву гелиоцентризма. Її прихильники центром світобудови вважали Сонце. В середині 16 століття великий польський астроном Микола Коперник математично обгрунтував геліоцентричну гіпотезу. Перша наукова гіпотеза про походження сонячної системи і всього Всесвіту належить філософу І. Канту. Вона висловлена ​​ним в 1755 році, коли в природничих науках панувала метафізика.

Лаплас, незалежно від Канта висловив гіпотезу про походження сонячної системи з первинного хаосу. Кант і Лаплас стверджували, що сонячна система розвинулася під впливом природних сил, без якого б то не було втручання Творця. Вихідний матеріал, з якого сформувалися планети, перебував в розрядженому стані у вигляді газу (Лаплас) або у вигляді певних «часток» (Кант).

У 20 столітті з'явилися гіпотези Джеффріса, Джинса, Кайпера, Юрі і ін. Великий інтерес представляють гіпотези радянських вчених О.Ю. Шмідта і В.Г. Фісенкова.

Шмідт передбачає утворення Землі та інших планет з міжзоряного холодної метеоритного пилу, захопленої полем тяжіння Сонця. Сонце старше планет і Землі. Земля виникла поступово, шляхом «збирання» твердих частинок - метеоритів.

В.Г. Фісенко схиляється до думки про те, що оскільки вік Сонця близький до астрономічного віку Землі, припустимо вважати, що Сонце й планети утворилися одночасно і що це єдиний процес походження зоряної системи з однієї і тієї ж вихідної середовища - деякої газово-пилової туманності. Внутрішні частини ущільнення послужили матеріалом для утворення Сонця, вміщення планет. Земля утворилася відразу у всій масі, а не збиралася з окремих частинок.

У будову Землі виділяють геосфери, які представляють концентричні, суцільні або переривчасті оболонки Землі, різні за складом, фізичним станом і властивостями. Усередині виділяють земне ядро, що складається з рідкого зовнішнього і внутрішнього твердого ядра. Маса земного ядра складає 32% всієї маси Землі. Щільність речовини в зовнішньому ядрі 9,5 - 12,3 г / см 3. Хімічний склад близький хімічним складом метеоритів. Мантія Землі - силікатна оболонка між ядром і підошвою літосфери. Через хімічного складу її називають кам'яною оболонкою. Це зона вулканічних явищ.

Літосфера характеризується тим, що в неї входять породи в твердому кристалічному стані, вона володіє міцністю. Відмінна риса від інших геосфер - підвищений вміст радіоактивних ізотопів.

Гідросфера - водна оболонка Землі. Її утворення зумовлене процесом відділення води з речовини мантії. По відношенню до обсягу земної кулі загальний обсяг гідросфери - 0,13%.

Основна частина гідросфери - світовий океан - 94%. Хімічний склад різноманітний: від прісних вод до розсолів.

Атмосфера по розподіленої в ній температурі ділиться на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу і екзосферу. До складу атмосфери входять: азот (75,51%), кисень (23,31%), аргон (12,8%), вуглекислота (0,4%), водяна пара та інші гази. З віддаленням від Землі температура різко знижується.

Літосфера - кам'яна оболонка Землі, яка об'єднує земну кору, підкіркову частина верхньої мантії і стелить астеносферой. Характерною ознакою літосфери є те, що в неї входять породи в твердому кристалічному стані і вона володіє жорсткістю і міцністю. Вниз по розрізу від поверхні Землі спостерігається зростання температури. Розташована під літосферою пластична оболонка мантії - астеносфера. У ній при високих температурах речовину частково розплавлене, і внаслідок цього, на відміну від літосфери, астеносфера не володіє міцністю і може пластично деформуватися аж до здатності текти навіть під дією дуже малих надлишкових тисків. У світлі сучасних уявлень, згідно з теорією тектоніки літосферних плит, встановлено, що літосферні плити, які складають зовнішню оболонку Землі, утворюються за рахунок охолодження і повної кристалізації, подібно до того, як це відбувається, наприклад, на річці при замерзанні води та освіті льоду в морозний день. Потужність літосфери змінюється від декількох кілометрів під рифтовими долинами серединних океанічних хребтів, до 30 км під периферією океанів, а під древніми щитами потужність літосфери - 60-70км.

Земна кора розділена на 7 окремих плит. Росія розташована на Євразійської плити. Кожна плита розділена на платформи. Вулкани та землетруси трапляються на кордоні поділу плит і платформ. Ми живемо на Руській платформі. Кожна платформа розділена на геологічні області (у нас - среднерусская височина). Плити повільно переміщаються.

Радіус земної кулі - 6300 км.

конвергенція- процес зближення плит (горотворення).

дивергенція- процес розбіжності плит (рифт - провал, западини). Ширина рифту - до 500км; глибина - до 2,5 км.

шельф- прибережна частина океану. Глибина - 120 м, ширина - 150 км.

У літосфері виділяються наступні шари:

1) Осадовий;

2) Гранітний;

3) Базальтовий.

Земля має фізичні полями: магнітним, гравітаційним і тепловим.

Земля має складну теплове поле, обумовлене декількома факторами. У напрямку і галузі застосування їх можна розділити на поверхневі і глибинні.

До групи поверхневих факторів теплового поля відноситься випромінювання Сонця. 1/3 сонячної енергії відбивається від атмосфери і розсіюється. Ділянка поверхні Землі 1 см 2, перпендикулярний до променів Сонця, отримує в одну хвилину 8,173 Дж (це сонячна постійна). В цілому радіаційний баланс Землі позитивний і становить 3,01 * 10 5 Дж / см 2 в рік. Іншим поверхневим джерелом тепла є тертя приливних «горбів» в гідросфері Землі. Але кількість тепла, що виділяється в цьому випадку мізерно мало. Таким чином, сонячна радіація є основним джерелом тепла на поверхні Землі.

З глибини на поверхню Землі надходить лише близько 4 * 10 -4 Дж / см 2 / хв. З причини такого розходження інтенсивності поверхневих і глибинних джерел тепла, можна вважати, що температура на поверхні Землі практично повністю визначається випромінюванням Сонця.

Вивчення теплового поля Землі дуже важливо, тому що розподіл тепла в чому визначає енергетичний рівень і характер геологічних процесів на поверхні Землі і в її надрах. Дуже важливим є вивчення глибинних джерел теплового поля Землі, тому що глибинне тепло пов'язано з джерелами її внутрішньої енергії, що виявляється у вигляді вивержень вулканів, землетрусів та рух земної кори. Основним фактором, що визначає глибинне теплове поле Землі, є радіоактивний розпад. Є так звані додаткові джерела глибинного тепла: гравітаційне адіабатичне стиснення Землі, екзотермічні хімічні реакції, проте, в загальному балансі глибинного теплового поля їх роль невелика.

Можна виділити три зони теплового поля.

В межах зони III температура з глибиною зростає. Закономірне зростання температури справедливо лише для деякої глибини. Параметрами третьої зони є: геометрична щабель - відстань, на якому в міру поглиблення температура підвищується на 1 0 С; геотермічний градієнт - підвищення температури в градусах через кожні 100 метрів по мірі поглиблення в літосферу.

Всі гірські породи літосфери мають вік, що визначається за радіоактивного розпаду ізотопу U 238, що має період напіврозпаду близько 4,5 млрд. Років. За співвідношенням мас залишився урану і утворився свинцю і гелію з певною точністю визначають вік.

Все геологічне час розділили на відрізки. Так була створена геохронологическая шкала. Для шарів порід, які утворилися в ці відрізки часу, були запропоновані свої назви, що дозволило створити

стратиграфічної шкали.

Геохронологічна шкала включає відрізки часу: ери - архейської (AR), протерозойская (PR), палеозойська (PZ), мезозойська (MZ), і кайнозойская (KZ) - сучасна. Ери, починаючи з PZ, підрозділяються на періоди, у яких виділяють епохи, а в епохах - століття.

Для шарів гірських порід, які відповідають цим підрозділам часу, виділяють, відповідно, групи, системи, відділи, яруси.

Загальні відомості про планету

земля- одна з планет Сонячної системи, яка належить до планет земної групи. Крім Землі до цієї групи належать Меркурій, Венера, Марс. Саме Земля займає найоптимальніше положення щодо Сонця, тому на ній зародилася і сьогодні існує життя.

зауваження 1

Займаючи третю орбіту від Сонця, вона знаходиться від світила на відстані $ 1 $ а.о. (Астрономічна одиниця), має власне магнітне поле і природний супутник - Місяць, яка знаходиться на відстані $ 384400 $ км.

Площа поверхні Землі становить $ 510 $ млн. Кв. км, з яких $ 361 $ млн. - ($ 71 \% $) займає і 149 млн. - ($ 29 \% $) припадає на сушу.

Таким чином, Земля - ​​це єдина планета, яка займає в Сонячній системі особливе місце.

Про походження Землі відомо кілька гіпотез - гіпотези Канта-Лапласа, О. Ю. Шмідта. Майже всі вони зводяться до того, що Земля утворилася з холодного газово-пилової хмари приблизно $ 4,5 $ млрд. Років тому, але ніхто поки не може пояснити, чому в її складі повний набір хімічних елементівтаблиці Менделєєва і що змусило газ і космічний пил конденсуватися в протосонячній туманність.

Існує гіпотеза про хаотичному русі нашої планети, яка під дією гравітації, потрапила в Сонячну систему. Є й гіпотеза величезного сплеску термодинамічних реакцій на Юпітері або утворення твердих планет далеко від Сонця.

Гіпотеза про хаотичному русі виникла в $ XIX $ столітті і розповідала про те, що Земля з'явилася за межами Сонячної системи. З точки зору складу планети гіпотеза мало що пояснює, тому не має великого успіху.

В основі гіпотези про штучне походження Землі була покладена думка, що ні в жодній іншій системі немає такої схильності планет, як в сонячній системі. Цьому розташуванню сприяв вибух на планеті-гіганті Юпітері.

Форма і розміри Землі

Сьогодні будь-яка людина, трохи знайомий з географією, може сказати, яку форму має Земля. сучасне уявленнябуло досягнуто не відразу. Так, наприклад, грецькому поету Гомеру ($ IX-VIII $ ст. До н.е.) Земля представлялася у вигляді кола, оточеного океаном. Філософ Фалес ($ VI $ в. До н.е.) бачив її у вигляді кулі, а Анаксимандр - його учень - зображував Землю у вигляді циліндра. Істина пробивала собі шлях через нетрі схоластики і релігії середньовіччя.

Використовуючи градусні вимірювання, німецький астроном Ф. Бессель в $ 1841 $ м обчислив радіус Землі і отримав цифри, які характеризують еліпсоїд. Ці цифри були настільки точними, що протягом цілого століття використовувалися при різних геодезичних дослідженнях. Згодом з'явилася можливість уточнити попередні дані про форму Землі та її розмірах. Роботу по уточненню виконав радянський вчений Ф.Н Красовський і в $ 1 936 $ м були опубліковані нові цифри. Розміри земного еліпсоїда стали точніше.

зауваження 2

За підрахунками Ф.Н. Красовського велика піввісь еліпсоїда - відстань від центру Землі до екватора - становить $ 6378 $ км, мала піввісь - відстань від центру Землі до одного з полюсів - дорівнює $ 6356,8 $ км. Стає очевидним, що полярний радіус коротший екваторіального на $ 21 $ км і Земля дійсно є еліпсоїд обертання або куля, сплюснутий біля полюсів. У масштабі глобуса ця різниця практично непомітна.

Що стосується розмірів планети, то їх сьогодні знає кожен школяр:

• Діаметр екватора - $ 12756,5 $ км;
• Полярний діаметр становить - $ 12713,7 $ км;
• Довжина кола меридіана - $ 40008,6 $ км;
• Окружність екватора - $ 40075,7 $ км;
• Поверхня Землі - $ 510 $ млн. Кв. км;
• Обсяг Землі - $ 1080 $ млрд. Куб. км.

Планети Сонячної системи

У нашій Сонячній системі крім Землі обертається ще сім планет. Дев'яту планету Плутон в $ Рік: 2006 $ м зарахували до планет-карликів, знизивши її в статусі. У Сонячній системі це єдиний карлик, що стояв в ряду основних планет.

Поняття «планета» в минулому застосовувалося до дев'яти космічних об'єктів, що обертається навколо Сонця, а сьогодні астрономи впевнені, що такі небесні тіла є і за межами Сонячної системи.

Планети досліджуються фахівцями протягом тривалого часу і про них зібрана велика інформація, незважаючи на яку вони як і раніше залишаються великою загадкою. Планети Сонячної системи діляться на планети земної групи і газові гіганти:

Планети земної групи.Вони, як правило, складаються з каменю і металу, мають високу щільність, слабке магнітне поле, невеликі розміри і обертаються навколо своєї осі з невеликою швидкістю. Таких планет чотири - Меркурій, Венера, Земля, Марс. Супутники є тільки у двох з них - у Землі і Марса. У всіх планет цієї групи відсутні планетарні кільця, а атмосфера може варіюватися від потужної як у Венери, представленої діоксидом вуглецю до повного її відсутності як у Меркурія;

Газові гіганти.Це планети найвіддаленіші від Сонця. Їх теж чотири - Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун. Вони, на відміну від планет земної групи, мають величезні розміри і складаються з водню і гелію. Планети мають відносно низьку щільність, але, зате надзвичайно велику швидкість обертання, мають багато супутників і астероїдні кільця навколо себе. Наявність супутників пояснюється потужним гравітаційним полем, здатним залучити велику кількість космічних об'єктів. Астероїдні кільця, як припускають вчені, є залишками лун, роздрібнених гравітаційними силами цих планет.

рух планет

Стародавні люди, спостерігаючи за річним переміщенням Сонця серед зірок, навчилися визначати настання тієї або іншої пори року. З цією метою вони розділили екліптики на $ 12 $ сузір'їв. У кожному з цих сузір'їв Сонце затримується приблизно місяць. Сузір'я були названі зодіакальними і отримали назви тварин.

З назвами сузір'їв люди пов'язували свою господарську діяльність. Наприклад, на швидке повінь вказувало з'являється на небі сузір'я Водолія, прибирання хліба на полях починалася з появою сузір'я Діви, а через місяць, коли на небі було видно сузір'я Терезів, люди підраховували зібраний урожай.

Вчені того часу, спостерігаючи за сузір'ями починали розуміти, що всі видимі небесні тіла обертаються навколо Сонця і точка в цьому спірному питанні була поставлена ​​Миколою Коперником.

Створивши свою геліоцентричну систему польський вчений переконливо довів, що центром Всесвіту є зовсім не Земля, а всі планети обертаються навколо Сонця по своїх орбітах.

Праці М. Коперника продовжив данський астроном Тихо Браге. спостерігаючи за небесними тілами, Він отримав результати, які допомогли німецькому математику І. Кеплеру сформулювати три знаменитих закону про рух планет. Йому вдалося довести, що рух навколо Сонця відомих в той час планет, а їх було шість, відбувається по еліпсам.

Говорячи про рух планет, важливо мати на увазі, що всі планети Сонячної системи рухаються не навколо світила, а навколо так званого центру мас.

ГЕОЛОГІЇ. Загальні відомості про ЗЕМЛІ.

Геологія - наука про Землю.

Форма і розміри Землі.

Фізичні властивості Землі.

Внутрішня будова Землі.

1. Геологія.

Геологія - наука про Землю. Вона вивчає склад, будову і закономірності розвитку Землі. Сучасна геологія - комплексна наука, яка об'єднує кілька взаємопов'язаних між собою дисциплін (гілок геології). Всі складові сучасну геологію дисципліни мають свої об'єкти і методи пізнання Землі.

В даний час рівень розвитку цієї дисципліни такий, що її поділяють на ряд самостійних наукових галузей.

1. геохімія- вивчає хімічний склад земної кори, закони розподілу і переміщення хімічних елементів і їх ізотопів.

2. мінералогія- розглядає природні хімічні сполуки - мінерали, вивчає фізико-хімічні властивості і процеси, пов'язані з їх освітою в земній корі.

3. петрографія- описує склад і будова гірських порід - закономірних скупчень мінералів, що складають земну кору, форми їх залягання, походження і розміщення.

4. динамічна геологія- розглядає процеси, що відбуваються в надрах планети і на її поверхні (землетрусу, вулканізм, діяльність вітру, моря, річок, льодовиків і т.д.)

5. історична геологія- виробляє відновлення минулого, що дуже важливо для пошуків різних корисних копалин.

6. геофізика- наука, що використовує різні фізичні методи дослідження глибоких надр Землі.

7. Гідрогеологія- вивчає підземні води, що містяться в надрах нашої планети.

8. Інженерна геологія- наука вивчає ґрунти, геологічні та інженерно-геологічні процеси, що впливають на умови будівництва та експлуатації споруд і меліоративних систем.

Найбільш повно в даний час вивчені поверхневі шари Землі. Один з основних методів дослідження верхньої поверхні земної кори - метод польових геологічних зйомок. Суть методу - ретельні польові дослідження сучасних геологічних процесів, природних виходів гірських порід ухилах річкових долин, ярів і т.д. Вивчаються склад гірських порід, характер їх залягання, викопні рештки організмів і ін. Вивчаючи земну кору, необхідно враховувати якою була раніше і яких змін зазнала. З цією метою вчені запропонували порівняльно-літологічних метод, заснований на уявленні про незворотному і направленому процесі розвитку Землі, на представленні про еволюцію умов накопичення опадів в історії Землі.

Більш глибокі шари земної кори і Землі в цілому вивчають в основному непрямими методами - геофізичними.

До геофізичних методіввідносяться: сейсмічний, гравіметричний, магнітометричні і інші.

сейсмічний методдозволяє по зміні швидкості проходження сейсмічних хвиль, що виникають при землетрусах вивчати склад і властивості глибоких шарів Землі.

Гравіметричний методзаснований на вивченні розподілу на поверхні Землі сили тяжіння. При теоретичних розрахунках сила тяжіння Землі приймається однорідною.

магнітометричний методзаснований на вивченні змін магнітного поля Землі в різних її ділянках в залежності від складу і будови земної кори.

2. Форма і розміри Землі

Земля - ​​одна з планет обертаються навколо сонця. Земля має форму геоїда, який наближено можна визначити як куля, сплюснутий на полюсах. Поверхня Землі перевищує 510 млн. Км. На поверхні Землі є великі нерівності рельєфу - найглибші океанічні западини (Маріанська западина в Тихому океані, глибина більш 11034 м) найвищі гірські системи і хребти ( найвища точкав Гімалаях - пік Джомолунгма - 8848 м).

Форма і розміри Землі не залишаються постійними. Глибинне стискання призводить до того, що її радіус зменшується приблизно на 5 см в сторіччя, що викликає скорочення обсягу Землі.

Швидкість обертання Землі також змінюється, при зменшенні обсягу Землі вона збільшується. На поверхні Землі материки і океани розподілені нерівномірно. Якщо для всієї планети площа океану становить 70,8%, а суші 29,2%, то для північної півкулі - 61 і 39% відповідно, а для південного - 81 і 19%.

Як відомо, Земля складається з декількох оболонок. самазовнішня, газоподібна оболонка Землі називається атмосферою. її склад: азоту - 70,08%,кисню - 23,95%, аргону - 0,93%, вуглекислоти - 0,09%, інших газів - 0,01%.

атмосфера знаходиться в постійному русі, що залежить від діяльності Сонця, розподілу континентів і океанів на поверхні Землі.

Атмосфера утримує сонячне тепло, в ній формуються погодні кліматичні умови. Режим атмосфери вкрай мінливий. Це ми відчуваємо щодня у вигляді змін погоди.

гідросфера - це переривчаста водна оболонка земної кулі представляє собою сукупність океанів, морів, річок, озер і льодовиків.

Води гідросфери різнорідні за хімічним складом і властивостями. Вони зустрічаються в рідкому (вода), твердому (лід) і газоподібному (пара) станах.

літосфера є суцільною твердою оболонкою Землі. Літосфера неоднорідна за своєю потужністю і складу. Під дном світового океану товщина літосфери зменшується, а під височинами збільшується. По складу літосфера представлена ​​3-ма горизонтами:

осадовий шар- потужністю до 1,5 км, щільність речовини - 2,5 гр на 1 см 3, породи представлені сучасними відкладеннями (осадовими, магматичними). Продукт гірських порід - результат діяльності поверхневих процесів (екзогенні).

гранітний шар- потужність 10-50 км, щільність речовини -2,6-2,7 гр на 1 см 3, представлений гірськими породами магматичного циклу, що мають кислий хімічний склад.

базальтовийшар- потужність близько 50 км, щільність 3,2-3,5 гр на 1 см 3, представлений магматическими породами ультраосновного складу.

біосфера- сфера поширення живих істот.

При вивченні поверхні Землі виявилося, що жива речовина майже суцільною пеленою покриває земну кулю. З глибиною відзначається поступове згасання життя.

Найбільші межі поширення мають бактерії і їх спори.

Вони здатні жити в умовах високих і дуже низьких температур і тисків.

3. Фізичні властивості Землі.

До фізичних властивостей Землі відносяться: сила тяжіння, щільність, магнетизм і теплові властивості.

Сила тяжіння. Зміна сили тяжіння на поверхні Землі визначається її будовою і формою: сила тяжіння більше в полярній області і менше в екваторіальній. Прискорення сили тяжіння поступово зменшується від полюсів - до екватора на 0,5%.

Щільність Землі. Середня щільність земної кори 2,7 г / см 3, середня щільність Землі 5,52 г / см 3.

Магнітні властивості Землі (магнетизм). Земля - ​​гігантський магніт. Магнітне поле на поверхні Землі двох типів: змінне і постійне. Змінне поле Землі пов'язане з випромінюванням Сонця, постійне магнітне поле зобов'язане своїм походженням швидше за все складним процесам, що протікають в ядрі Землі і на кордоні ядра і мантії. Магнітні властивості гірських порід неоднакові і змінюються в значних межах. Найбільшою магнітною сприйнятливістю мають руди заліза, титану, нікелю і кобальту, а також породи, багаті ними.

Основні магнітні показники Землі:

1. магнітне відхилення- визначають як кут, на який відхиляється стрілка від географічного меридіана. Схиляння може бути східним і західним. Поєднуючи точки з однаковим відміною будують ізогони. Карти ізогон визначають відхилення в будь-якій точці Землі.

2. Магнітне відхилення -це кут нахилу магнітної стрілки до горизонту. Розрізняють Південне і Північне нахил магнітної стрілки.

Під тепловими властивостями розуміютькількість теплової енергії, що надходить на Землю. Теплову енергію Землі поділяють на: 1) зовнішню; 2) внутрішню.

зовнішнятеплова енергія - це переважна надходження тепла (90%), яке визначає температуру літосфери.

Джерело тепла - джерело зовнішньої енергії - сонячна промениста енергія.

Обсяг надходження тепла визначається енергією на одиницю площі. (Енергія від надходження тепла сонця в еквіваленті становить енергію роботи ДніпроГЕСу за рік).

Внутрішняенергія визначається радіоактивним розпадом елементів всередині Землі.

Становить близько 10% всієї Земної тепла і впливає в основному на структуру ядра і мантії.

Параметри, що визначають тепловий режим.

Геотермічний градієнт - це температура, на яку підвищується температура шару Землі зі збільшенням глибини на 100 м

Геотермічний ступінь - глибина, при якій відбувається підвищення температури Землі на 1 С.

Величина геометричного градієнта і геотермической ступені залежать від теплопровідності порід, геологічної будови місцевості і ряду інших причин.

4. Внутрішня будова Землі

Поняття земна кора склалося ще на початку XIX століття. Раніше вважали, що Земля являє собою на певному етапі розвитку розплавлене тіло, покрите зверху тонкою остигнула оболонкою - корою. Найменування верхньої сфери Землі «земна кора» збереглася до цього дня. В даний час під земною корою розуміють товщу гірських порід, що розташовується вище поверхні.

Земна кора з поверхні складена осадовими гірськими породами (глини, піски і вапняки).

Основними структурами земної кори, або структурами першого порядку, є континенти і океани. Для кожної з цих двох структур характерний свій тип земної кори. Для перших - кінтінентальний,абоматериковий,для других -океанічний.

материковийтип земної кори. Цей тип кори притаманний материках і материкової мілини. Потужність материкової кори 20-80 км.

океанічнийтип земної кори. Складається з осадового і базальтового шарів. Потужність кори 5-7 км, рідше 10-12 км. Океанічний тип земної кори властивий ложу океану.

Нижче земної кори розташовується мантія. Вона розташовується до глибини 2900 км. Склад і будова мантії неоднорідні як в горизонтальному, так і вертикальних напрямках. Верхня мантія є найактивнішою частиною оболонки. Вона має важливе значення в формуванні земної кори і утворення родовищ. За рахунок виплавлення речовин з неї формуються магматичні гірські породи і пов'язані з ними корисні копалини земної кори.

ядро Землі. Радіус земного ядра дорівнює 3470 км. Ядро шарувато. У ньому виділяють шар Е, протяжність від 2900 до 4980 км в глибину (зовнішнє ядро), шар В - з глибини 5120 км. до центру Землі (внутрішнє ядро ​​або ядерце) і шар Р - між 4980 і 5120 км (проміжна зона).

Ядро має гарну електропровідність і високою щільністю. Припускають, що воно складено залізом і нікелем, хоча думки вчених розходяться. Деякі з них вважають, що зовнішнє ядро ​​складається з рідкого металу, А внутрішнє - з твердого.

Нижні шари мантії і ядро ​​практично не вивчені. На підставі вивчення хімічних властивостейповерхні Землі не можна зробити висновки про будову нижніх шарів, тому є тільки припущення, поки їх два:

Для кожної геосфери характерний особливий хімічний склад.

зміна фізичних властивостейу внутрішніх зонах Землі пояснюється не особливим хімічним складом цих зон, а різко зміненими властивостями речовин, що виникають всередині Землі при величезних тисках.

R - земного ядра дорівнює 3470 км.

Ядро Землі, повністю позбавлене яких би то не було хімічних властивостей. Це за визначенням А.Ф. Капустинського, «зона нульового хімізму» - тут хімічні реакції не здійсненні в зв'язку з повним руйнуванням електронних оболонок атомів внаслідок величезних тисків.

Для ядра характерні: високі електро і теплопровідність, а також постійна температура на всій його довжині.