Размеры и строение земли

Для понятия движений земной коры и вулканизма, образова­ния минералов, пород и процессов, происходящих на поверхности Земли (выветривание, влияние климатических факторов, кругово­рот веществ в природе, образования почвы и др.), необходимо иметь представление о размерах, строении и физическом состоя­нии Земли.

Земля, третья от Солнца планета Солнечной системы, вращаю­щаяся вокруг нее по эллиптической орбите (близкой к круговой) со средней скоростью 29,765 км/с, на среднем расстоянии 149,6 млн. км за период, равный 365,24 средних солнечных суток, имеет спутник — Луну, вращающуюся вокруг Земли на среднем расстоянии 384 000 км.

Измерения различными методами показали, что Земля имеет не совсем круглую форму — она немного сплюснута в направле­нии полюсов. Форма Земли — геоид, приближенно — трехосный эллипсоид, сфероид.

Экваториальный радиус Земли (расстояние от центра Земли до экватора) равняется 6378,160 км, а полярный радиус (расстоя­ние от центра Земли до полюса) — 6356,777 км. За средний радиус Земли принимают 6371,032 км. Разница между этими ра­диусами составляет 21,383 км. Площадь поверхности Земли состав­ляет 510,2 млн. км2, объем — 1,083-1012 км2, плотность — 5518 кг/см3, масса —5976-1021 кг.

Земля обладает магнитным и тесно связанными с ним электри­ческими полями. Гравитационное поле Земли обусловливает сфе­рическую форму Земли, существование атмосферы.

В составе Земли преобладают железо (34,6 %), кислород (29,5%), кремний (15,2%), магний (12,7%). От поверхности Земли к центру возрастают давление, плотность и температура; давление в центре Земли составляет 3,6-10й Н/м2, плотность — около 12,5-103 кг/м3, температура — 4000—5000 °С. Основные типы земной коры — материковый и океанический; в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного строения.

Большая часть поверхности Земли занята Мировым океаном (361,1 млн. км2, или 70,8%). Средняя глубина океана — около 3800 м, наибольшая — 11022 м (Марианский желоб в Тихом океане), объем воды— 1370 млн. км3, средняя соленость — 35 г/л.

Суша составляет 149,1 млн. км2 (29,2 %) и образует 6 матери­ков и острова. Она поднимается над уровнем Мирового океана в среднем на 875 м (наибольшая высота 8848 м — гора Джомо­лунгма (Эверест); горы занимают свыше 1/3 поверхности суши. Пустыни покрывают около 20 % поверхности суши, саванны и редколесья — около 20, леса — около 30, ледники — свыше 10%. Свыше 10 % суши занято сельскохозяйственными угодьями.

В течение длительного времени на Земле происходили процес­сы превращения и перемещения материи, в результате чего она расчленилась на ряд оболочек, или геосфер, последовательно сме­няющих одна другую. Различают следующие геосферы Земли: атмосферу, гидросферу и литосферу, за которой находятся проме­жуточная оболочка и ядро. Помимо перечисленных сфер выделя­ют еще биосферу.

Геосферы Земли очень различаются между собой по химичес­кому составу и физическим свойствам (температура, плотность, давление).

Атмосфера окружает Землю мощной газовой оболочкой высотой до 3 тыс. км, которую в зависимости от химического со­става и плотности химических элементов разделяют на тропосфе­ру, стратосферу, ионосферу.

Тропосфера размещена над поверхностью Земли на высоте 10—15 км. В состав воздуха тропосферы входят азот (78%), кислород (21%), углекислый газ (0,03%), аргон, неон, ксенон и др. Тропосфера характеризуется тем, что давление воздуха в ней с увеличением высоты уменьшается, а температура понижа­ется и на расстоянии 10—12 км от Земли достигает 55 °С. Воздух в тропосфере очень насыщен, здесь происходит наибольшее пере­мещение воздушных масс.

Стратосфера размещается на высоте 50—100 км. Она характе­ризуется разреженным воздухом.

Ионосфера расположена выше стратосферы. В ней очень раз­режен воздух и под влиянием ультрафиолетовых лучей Солнца происходит образование ионов, которые рассеиваются в космосе.

Гидросфера — это моря, океаны, озера, реки, подземные воды, ледники и снежные покровы. Она занимает до 71 % поверх­ности Земли. В состав гидросферы входит свыше 40 химических элементов, среди которых 85,45% кислорода, 10,63 % водорода, 2,06% хлора, 1,14% натрия и 0,72% других элементов. Гидро­сфера наиболее активно действует на перераспределение химичес­ких соединений в природе.

Биосфера — это пространство, занятое живыми организма­ми (в воздухе — до высоты 10 км, в океанах — до глубины 11 км), населяющими литосферу, гидросферу и атмосферу. По В. И. Вер­надскому, биосфера — это зона жизни.

На протяжении всех геологических периодов биосфера разви­валась и изменялась. Живая субстанция биосферы содержит до 75 % воды, почти 25 % сухого вещества и в нем 2 % зольных (несжигаемых, или минеральных) веществ. В органической суб­станции содержится 50 % углерода, ассимилированного с воздуха и воды.

Новый фактор, оказывающий мощное влияние на биосферу,— производственная деятельность человека, появившегося на Земле не менее 3 млн. лет назад.

Значительное влияние на биосферу оказывают климатические условия различных зон Земли. Максимальная температура по­верхности суши в тропических пустынях Африки и Северной Аф­рики— 57—58 °С, а минимальная в центральных районах Антарк­тиды — около 90 °С. Распределение по широте и высоте над уров­нем моря солнечной энергии, поступающей на Землю, вызвало в пределах географической оболочки закономерную смену климата, растительности, почв, животного мира, в результате чего образо­вались физико-географические пояса, физико-географические зоны, высотная поясность.

Образование Земли и начальный этап ее развития относятся к догеологической истории. Абсолютный возраст наиболее древ­них пород составляет свыше 3,5 млрд. лет. Геологическая история Земли делится на два неравных этапа: докембрий, занимающий около 5/6 всего геологического летоисчисления (около 3 млрд. лет), и фанерозой, охватывающий последние 570 млн. лет.

Из геосфер наиболее интересным для почвоведения являются зона осадочных пород, биосфера, кора выветривания и значитель­ная часть атмосферы (тропосфера) со средней толщиной 8— 18 км в зависимости от географической широты.

Тропосфера, биосфера и кора выветривания имеют прямое и побочное влияние на круговорот веществ в природе, на почвообразующие породы, почвы, которые покрывают значительную часть континентов Земли, на развитие растений, животных и деятель­ность человека.

Литосфера — внешняя сфера «твердой» Земли, включаю­щая, земную кору и часть верхней мантии,— имеет толщину по Ферсману до 1200 км. Наиболее глубокая ее часть — передотитовая оболочка — состоит преимущественно из минералов оливина и роговой обманки. Удельная масса ее достигает 3,6—4, а температура — 1200—1500 °С. Из химических элементов в ней преобладает кислород, кремний, железо, магний, кальций, хром, алюминий, ванадий.

Промежуточная оболочка, или мантия, находит­ся между литосферой и ядром и распространяется до глубины 2900 км. Эта оболочка подразделяется на две части — верхнюю, в составе которой преобладают кислород, кремний и, очевидно, магний, и нижнюю, в состав которой входят, главным образом, кислород, кремний, железо, магний и никель. Граница между эти­ми двумя слоями проходит на глубине 900 км.

Ядро Земли располагается с глубины 2900 км от поверх­ности Земли и до ее центра. Мнения ученых относительно со­става ядра расходятся. Одни считают, что ядро состоит, главным образом, из железа и никеля, другие — что состав ядра немного отличается от состава нижней мантии, но вещество там находится в сильно уплотненном, так называемом металлизированном со­стоянии.

Возможно, Вас так же заинтересует:
Коммерческое предложение