Breve descrição da estrutura interna da terra. Camadas internas e externas da Terra. De que é feita a atmosfera da Terra?

Há um recurso interessante na estrutura do nosso planeta: encontramos a estrutura mais complexa e diversificada nas camadas superficiais crosta terrestre; quanto mais fundo descemos nas entranhas da Terra, mais simples se torna sua estrutura. Pode-se, é claro, expressar a suspeita de que apenas nos parece assim, porque quanto mais nos aprofundamos, mais aproximadas e indefinidas se tornam nossas informações. Aparentemente, este ainda não é o caso, e a simplificação da estrutura com profundidade é um fato objetivo, independente do grau de nosso conhecimento.

Começaremos nossa consideração de cima, com o mais complexo camadas superiores crosta terrestre. Essas camadas, como sabemos, são estudadas principalmente com a ajuda de métodos geológicos diretos.

Aproximadamente dois terços da superfície da Terra são cobertos por oceanos; um terço está nos continentes. A estrutura da crosta terrestre sob os oceanos e continentes é diferente. Portanto, primeiro consideraremos as características dos continentes e depois nos voltaremos para os oceanos.

Na superfície da terra nos continentes lugares diferentes rochas de diferentes idades são encontradas. Algumas áreas dos continentes são compostas na superfície das rochas mais antigas - arqueozóicas ou, como são mais comumente chamadas, arqueanas e proterozóicas. Juntos, eles são chamados de rochas pré-paleozoicas ou pré-cambrianas. Sua peculiaridade é que a maioria deles é altamente metamorfoseada: as argilas se transformaram em xistos metamórficos, arenitos - em quartzitos cristalinos, calcários - em mármores. Um papel importante entre essas rochas é desempenhado pelos gnaisses, ou seja, granitos de xisto, bem como granitos comuns. As áreas onde essas rochas mais antigas chegam à superfície são chamadas de maciços cristalinos ou escudos. Um exemplo é o Escudo Báltico, que abrange a Carélia, a Península de Kola, toda a Finlândia e a Suécia. Outro escudo cobre a maior parte do Canadá. Da mesma forma, a maior parte da África é um escudo, assim como grande parte do Brasil, quase toda a Índia e toda a Austrália Ocidental. Todas as rochas dos escudos antigos não são apenas metamorfoseadas e recristalizadas, mas também fortemente dobradas em pequenas dobras complexas.

Outras áreas nos continentes são ocupadas principalmente por rochas mais jovens - de idade Paleozóica, Mesozóica e Cenozóica. São principalmente rochas sedimentares, embora entre elas também existam rochas de origem ígnea, despejadas à superfície na forma de lava vulcânica ou intrudidas e solidificadas a uma certa profundidade. Existem duas categorias de áreas: na superfície de algumas camadas de rochas sedimentares encontram-se muito silenciosamente, quase na horizontal, e nelas apenas raras e pequenas dobras são observadas. Nesses locais, as rochas ígneas, especialmente as intrusivas, desempenham um papel relativamente pequeno. Tais áreas são chamadas plataformas. Em outros lugares, as rochas sedimentares são fortemente amassadas em dobras, crivadas de rachaduras profundas. Entre eles, rochas ígneas intrudidas ou erupcionadas são frequentemente encontradas. Esses lugares geralmente coincidem com montanhas. Eles são chamados zonas dobradas, ou geossinclinais.

As diferenças entre plataformas individuais e zonas dobradas estão na idade das rochas calmas ou amassadas em dobras. Entre as plataformas, destacam-se plataformas antigas, nas quais todas as rochas paleozóicas, mesozóicas e cenozóicas repousam quase horizontalmente sobre uma "base cristalina" altamente metamorfoseada e dobrada composta por rochas pré-cambrianas. Um exemplo de plataforma antiga é a plataforma russa, dentro da qual todas as camadas, a partir do Cambriano, geralmente são muito calmas.

Existem plataformas nas quais não apenas as camadas pré-cambrianas, mas também cambrianas, ordovicianas e silurianas são amassadas em dobras, e rochas mais jovens, a partir do Devoniano, repousam silenciosamente em cima dessas dobras em sua superfície erodida (como dizem, “ inconforme”). Em outros lugares, a "fundação dobrada" é formada, exceto no Pré-Cambriano, por todas as rochas paleozóicas, e apenas as rochas mesozóicas e cenozóicas se encontram quase horizontalmente. As plataformas das duas últimas categorias são chamadas de jovens. Alguns deles, como podemos ver, foram formados após o período Siluriano (antes disso havia zonas dobradas) e outros - após o final da era paleozóica. Assim, verifica-se que nos continentes existem plataformas de diferentes idades, formadas mais cedo ou mais tarde. Antes da formação da plataforma (em alguns casos - até o final da era proterozóica, em outros - até o final do período siluriano, em outros - até o final da era paleozóica), ocorreu um forte colapso das camadas em dobras. lugar na crosta terrestre, rochas ígneas fundidas foram introduzidas nela, os sedimentos foram submetidos a metamorfização, recristalização. E só depois disso veio a calmaria, e as camadas subsequentes de rochas sedimentares, acumulando-se horizontalmente no fundo das bacias marítimas, geralmente mantiveram sua ocorrência calma no futuro.

Finalmente, em outros lugares todas as camadas são amassadas em dobras e penetradas por rochas ígneas - até o Neógeno.

Dizendo que as plataformas poderiam se formar em tempo diferente, destacamos também as diferentes idades das zonas de dobra. De fato, em antigos escudos cristalinos, o colapso das camadas em dobras, a intrusão de rochas ígneas e a recristalização terminaram antes do início do Paleozóico. Portanto, os escudos são zonas de dobragem pré-cambriana. Onde as camadas não foram perturbadas desde o período Devoniano, o dobramento das camadas em dobras continuou até o final do Siluriano, ou, como dizem, até o final do início do Paleozóico. Consequentemente, este grupo de plataformas jovens é ao mesmo tempo uma área de dobragem do Paleozóico Inferior. A dobra desta época é chamada de dobra caledoniana. Onde a plataforma se formou desde o início do Mesozóico, temos zonas de dobragem do Paleozóico Superior ou Herciniano. Por fim, as áreas onde todas as camadas, até e inclusive o Neógeno, estão fortemente dobradas em dobras, são zonas de dobras alpinas mais jovens, que deixaram apenas as camadas formadas no Quaternário não dobradas.

Mapas que descrevem a localização de plataformas e zonas dobradas de diferentes idades e algumas outras características da estrutura da crosta terrestre são chamados tectônicos (tectônica é um ramo da geologia que estuda os movimentos e deformações da crosta terrestre). Esses mapas servem como um complemento aos mapas geológicos. Estes últimos são documentos geológicos primários que iluminam mais objetivamente a estrutura da crosta terrestre. Os mapas tectônicos já contêm algumas conclusões: sobre a idade das plataformas e zonas dobradas, sobre a natureza e o tempo da formação das dobras, sobre a profundidade do embasamento dobrado sob as camadas calmas das plataformas, etc. Os princípios para a compilação dos mapas tectônicos foram desenvolvido na década de 30 por geólogos soviéticos, principalmente o acadêmico A. D. Arkhangelsky. Após os mapas tectônicos da Grande Guerra Patriótica União Soviética compilado sob a orientação do acadêmico N. S. Shatsky. Esses mapas são tomados como exemplo para a compilação de mapas tectônicos internacionais da Europa, outros continentes e toda a Terra como um todo.

A espessura das suítes sedimentares nos locais onde elas repousam silenciosamente (ou seja, em plataformas), e onde elas são fortemente dobradas, é diferente. Por exemplo, os depósitos jurássicos na plataforma russa não são mais espessos ou "espessos" do que 200 metros, enquanto sua espessura no Cáucaso, onde são fortemente amassados ​​em dobras, atinge 8 quilômetros em alguns lugares. Depósitos do período Carbonífero na mesma plataforma russa têm uma espessura não superior a algumas centenas de metros, e nos Urais, onde os mesmos depósitos são fortemente amassados ​​em dobras, sua espessura em alguns lugares cresce até 5-6 quilômetros. Isso indica que quando depósitos da mesma idade se acumularam na plataforma e nas regiões da zona dobrada, a crosta terrestre cedeu muito pouco na plataforma e cedeu muito mais fortemente na zona dobrada. Portanto, não havia lugar na plataforma para o acúmulo de formações tão espessas que poderiam ser acumuladas em cavas profundas da crosta terrestre em zonas dobradas.

Dentro de plataformas e zonas dobradas, a espessura das rochas sedimentares acumuladas não permanece a mesma em todos os lugares. Varia de site para site. Mas nas plataformas, essas mudanças são suaves, graduais e pequenas. Eles indicam que durante o acúmulo de sedimentos, a plataforma cedeu um pouco mais em alguns lugares, um pouco menos em alguns lugares, e largos cavados suaves (sinéclises) separados por elevações igualmente suaves (antéclises) se formaram em seu embasamento. Em contraste, nas zonas dobradas, a espessura das rochas sedimentares da mesma idade varia muito acentuadamente de local para local, em distâncias curtas, aumentando para vários quilômetros, diminuindo para várias centenas ou dezenas de metros, ou mesmo desaparecendo. Isso indica que durante o acúmulo de sedimentos na zona dobrada, algumas áreas cederam forte e profundamente, outras pouco ou mesmo não cederam, e outras ainda subiram fortemente, como evidenciado pelos depósitos clásticos grosseiros encontrados próximos a elas, formados como resultado da erosão das áreas soerguidas. Além disso, é significativo que todas essas áreas, que estavam intensamente cedendo e subindo intensamente, fossem estreitas e localizadas na forma de faixas próximas umas das outras, o que levou a contrastes muito grandes nos movimentos da crosta terrestre a curtas distâncias.

Tendo em mente todas as características acima dos movimentos da crosta terrestre: subsidência e elevação muito contrastantes e fortes, forte dobramento, atividade magmática vigorosa, ou seja, todas as características do desenvolvimento histórico das zonas dobradas, essas zonas são geralmente chamadas geossinclinais, deixando o nome "zona dobrada" apenas para caracterizar sua estrutura moderna, que foi o resultado de todos os eventos violentos anteriores na crosta terrestre. Continuaremos a usar o termo "geossinclinal" quando não estivermos falando sobre a estrutura moderna da zona dobrada, mas sobre as características de seu desenvolvimento anterior.

Plataformas e zonas de dobra diferem significativamente umas das outras em termos dos minerais que estão localizados em seu território. Existem poucas rochas ígneas nas plataformas que se intrometeram nas calmas camadas de rochas sedimentares. Portanto, minerais de origem ígnea raramente são encontrados nas plataformas. Mas nas camadas sedimentares calmas da plataforma, carvões, petróleo, gases naturais, bem como sal-gema, gesso, materiais de construção, etc. Nas zonas dobradas, a vantagem está do lado dos minerais ígneos. Isto - vários metais, que se formaram em diferentes estágios de solidificação de câmaras magmáticas.

No entanto, quando falamos do confinamento predominante de minerais sedimentares às plataformas, não devemos esquecer que estamos falando de camadas que jazem silenciosamente, e não daquelas rochas cristalinas altamente metamorfoseadas e amassadas da antiga "fundação dobrada" das plataformas, que é melhor visto em "escudos". Essas rochas do embasamento refletem a época em que a plataforma ainda não existia aqui, mas o geossinclinal existia. Portanto, os minerais encontrados no embasamento dobrado são geossinclinais em seu tipo, ou seja, predominantemente magmáticos. Consequentemente, nas plataformas existem, por assim dizer, dois pisos de minerais: o piso inferior é antigo, pertencente à fundação, geossinclinal; caracteriza-se por minérios metálicos; último andar- na verdade plataforma, pertencente à cobertura de rochas sedimentares que repousa tranquilamente sobre a fundação; estes são minerais sedimentares, isto é, predominantemente minerais não metálicos.

Algumas palavras devem ser ditas sobre as dobras.

A dobragem forte nas zonas dobradas e a dobragem fraca nas plataformas foram mencionadas acima. Deve-se notar que devemos falar não apenas sobre a diferente intensidade de dobramento, mas também sobre o fato de que dobras de diferentes tipos são características de zonas e plataformas dobradas. Nas zonas dobradas, as dobras pertencem a um tipo chamado linear, ou completo. São dobras longas e estreitas que, como ondas, seguem umas às outras, contíguas umas às outras em um círculo e cobrindo áreas completamente grandes. As dobras têm formas diferentes: algumas são arredondadas, outras são afiadas, algumas são retas, verticais, outras são oblíquas. Mas todos eles são semelhantes entre si e, o mais importante, cobrem a zona dobrada em uma série contínua.

Nas plataformas - dobras de um tipo diferente. Estas são elevações isoladas separadas de camadas. Alguns deles são em forma de mesa ou, como se costuma dizer, em forma de peito ou em forma de caixa, muitos têm a aparência de cúpulas ou muralhas suaves. As dobras aqui não são alongadas, como na zona dobrada, em listras, mas são dispostas em formas mais complexas ou espalhadas aleatoriamente. Esta dobra é “descontínua”, ou em forma de cúpula.

Dobras do tipo descontínuo - elevações do peito, cúpulas e muralhas - são encontradas não apenas na plataforma, mas também na borda das zonas dobradas. Portanto, há uma transição um tanto gradual das dobras de plataforma para aquelas típicas das zonas de dobra.

Nas plataformas e na borda das zonas dobradas, há outro tipo peculiar de dobras - as chamadas "cúpulas diapíricas". Eles são formados onde camadas espessas de sal-gema, gesso ou argila mole se encontram em alguma profundidade. A gravidade específica do sal-gema é menor do que Gravidade Específica outras rochas sedimentares (sal-gema 2.1, areias e argilas 2.3). Assim, o sal mais leve está sob argilas mais pesadas, areias, calcários. Graças à capacidade pedras lentamente se deformando plasticamente sob a ação de pequenas forças mecânicas (o fenômeno da fluência, que foi mencionado acima), o sal tende a flutuar para a superfície, perfurando e empurrando as camadas mais pesadas sobrejacentes. Isso é ajudado pelo fato de que o sal sob pressão é extremamente fluido e ao mesmo tempo forte: flui facilmente, mas não quebra. O sal flutua em colunas. Ao mesmo tempo, ele levanta as camadas sobrejacentes, dobra-as em forma de cúpula e, saindo para cima, faz com que elas se dividam em pedaços separados. Portanto, na superfície, essas cúpulas diapíricas geralmente parecem uma “placa quebrada”. De maneira semelhante, formam-se dobras diapíricas, nos “núcleos perfurantes” dos quais encontramos não sal, mas argilas moles. Mas as dobras diapíricas de argila geralmente não se parecem com colunas redondas, como cúpulas diapíricas de sal, mas com longas cristas alongadas.

As cúpulas (incluindo diápiros) e ondulações encontradas nas plataformas desempenham um papel importante na formação de acumulações de petróleo e gás. Nas zonas dobradas, os depósitos minerais estão principalmente associados a fissuras.

Passemos agora às camadas mais profundas da crosta terrestre. Teremos que deixar a área que conhecemos por observação direta da superfície e ir para algum lugar onde a informação possa ser obtida apenas por pesquisa geofísica.

Como já mencionado, dentro da parte visível da crosta terrestre, as rochas metamórficas da era arqueana são as mais profundas. Entre eles, os gnaisses e os granitos são os mais comuns. As observações mostram que quanto mais profundo o corte da crosta terrestre observamos na superfície, mais granitos encontramos. Portanto, pode-se pensar que ainda mais profundamente - alguns quilômetros abaixo da superfície dos escudos cristalinos ou cerca de 10 km abaixo da superfície das plataformas e zonas dobradas - teríamos encontrado uma camada contínua de granito sob os continentes. A superfície superior desta camada de granito é muito irregular: ou sobe para a superfície diurna ou desce 5-10 km abaixo dela.

Só podemos adivinhar a profundidade da superfície inferior desta camada com base em alguns dados sobre a velocidade de propagação de vibrações sísmicas elásticas na crosta terrestre. A velocidade de movimento das chamadas ondas sísmicas longitudinais em granitos é em média cerca de 5 km/s.

NO ondas longitudinais as oscilações das partículas ocorrem na direção do movimento da onda: para frente e para trás. As chamadas ondas transversais são caracterizadas por flutuações na direção do movimento das ondas: cima - baixo ou direita - esquerda.

Mas em vários lugares verificou-se que a uma profundidade de 10, 15, 20 km, a velocidade de propagação das mesmas ondas sísmicas longitudinais torna-se maior e atinge 6 ou 6,5 km/s. Como essa velocidade é muito alta para o granito e próxima da velocidade de propagação das vibrações elásticas, o que caracteriza uma rocha como basalto em testes de laboratório, a camada da crosta terrestre com maior velocidade de propagação das ondas sísmicas foi denominada basalto. NO Áreas diferentes ele começa em diferentes profundidades - geralmente a 15 ou 20 km de profundidade, mas em algumas áreas chega muito mais perto da superfície, e um poço de 6-8 km de profundidade pode alcançá-lo.

No entanto, até agora nem um único poço penetrou na camada de basalto e ninguém viu as rochas que se encontram nessa camada. São realmente basaltos? Há dúvidas sobre isso. Alguns pensam que em vez de basaltos encontraremos ali os mesmos gnaisses, granitos e rochas metamórficas que são característicos da camada de granito sobrejacente, mas que em maior profundidade são fortemente compactados pela pressão das rochas sobrejacentes e, portanto, pela velocidade de propagação. de ondas sísmicas neles é maior. A solução desta questão é de grande interesse e não apenas teórica: algures na parte inferior do granito e na parte superior das camadas basálticas, os processos de formação dos granitos e o nascimento dessas soluções e gases quentes, de onde vários minérios minerais cristalizam acima, quando eles se movem para a superfície, ocorrem. Conhecer o que realmente é a camada de basalto significa entender melhor os processos de formação dos minérios metálicos na crosta terrestre e as leis de sua distribuição. É por isso que o projeto de perfuração de poços ultraprofundos para estudar a estrutura de todo o granito e pelo menos a parte superior da camada de basalto merece todo apoio.

A camada de basalto é a camada inferior da crosta continental. Na parte inferior, está separado das partes mais profundas da Terra por uma divisão muito nítida chamada seção de Mohorovicic(em homenagem ao sismólogo iugoslavo que descobriu a existência desta seção no início do nosso século). Nesta seção do Mohorovicich (ou, abreviadamente, Moho), a velocidade das ondas sísmicas longitudinais muda abruptamente: acima da seção geralmente é igual a 6,5 ​​km/s, e imediatamente abaixo aumenta para 8 km/s. Esta seção é considerada o limite inferior da crosta terrestre. Sua distância da superfície, portanto, é a espessura da crosta terrestre. As observações mostram que a espessura da crosta sob os continentes está longe de ser uniforme. Em média, são 35 km, mas sob as montanhas aumenta para 50, 60 e até 70 km. Ao mesmo tempo, quanto mais altas as montanhas, mais espessa a crosta terrestre: uma grande protuberância da superfície da terra para cima corresponde a uma protuberância muito maior para baixo; assim, as montanhas têm, por assim dizer, "raízes" que se aprofundam nas camadas mais profundas da Terra. Sob as planícies, pelo contrário, a espessura da crosta é menor que a média. O papel relativo das camadas de granito e basalto na seção da crosta terrestre também varia de região para região. É especialmente interessante que sob algumas montanhas as "raízes" são formadas principalmente devido ao aumento da espessura da camada de granito e sob outras - devido ao aumento da espessura da camada de basalto. O primeiro caso é observado, por exemplo, no Cáucaso, o segundo - no Tien Shan. Mais adiante veremos que a origem dessas montanhas é diferente; isso também afetou estrutura diferente sob eles a crosta terrestre.

Uma propriedade da crosta terrestre, intimamente relacionada com as "raízes" das montanhas, deve ser especialmente notada: é a chamada isostasia, ou equilíbrio. Observações sobre a magnitude da gravidade na superfície da Terra mostram, como vimos, a presença de certas flutuações nessa magnitude de lugar para lugar, ou seja, a existência de certas anomalias na gravidade. No entanto, essas anomalias (após subtrair a influência da posição geográfica e de altitude do ponto de observação) são extremamente pequenas; eles podem causar uma mudança no peso de uma pessoa em apenas alguns gramas. Tais desvios da força normal da gravidade são extremamente pequenos em comparação com os que se poderiam esperar, tendo em conta a topografia da superfície terrestre. De fato, se as cadeias de montanhas fossem um amontoado de massas supérfluas na superfície da Terra, essas massas deveriam criar uma atração mais forte. Pelo contrário, sobre os mares, onde em vez de rochas densas o corpo atrativo é água menos densa, a força da gravidade teria que enfraquecer.

Na verdade, não existem tais diferenças. A força da gravidade não se torna maior nas montanhas e menor no mar, é aproximadamente a mesma em todos os lugares, e os desvios observados do valor médio são muito menores do que a influência que o desnível do relevo ou a substituição de rochas por água do mar deve ter. A partir disso, apenas uma conclusão é possível: as massas adicionais na superfície, formando as cristas, devem corresponder à falta de massas em profundidade; somente neste caso a massa total e a atração total das rochas sob as montanhas não excederão o valor normal. Pelo contrário, a falta de massas na superfície dos mares deve corresponder a algumas massas mais pesadas em profundidade. As mudanças acima na espessura da crosta sob as montanhas e planícies apenas atendem a essas condições. Densidade média rochas da crosta terrestre é igual a 2,7. Sob a crosta terrestre, imediatamente abaixo da seção Moho, a matéria tem mais alta densidade, chegando a 3,3. Portanto, onde a crosta terrestre é mais fina (sob as planícies), um pesado "substrato" subcrustal aproxima-se da superfície e sua influência de atração compensa a "falta" de massas na superfície. Pelo contrário, nas montanhas, um aumento na espessura da crosta leve reduz a força de atração global, compensando assim o aumento da atração causado por massas superficiais adicionais. As condições são criadas sob as quais a crosta terrestre, por assim dizer, flutua sobre um lixo pesado como blocos de gelo na água: um bloco de gelo mais espesso afunda mais na água, mas também se projeta acima dela; um bloco de gelo menos espesso afunda menos, mas também se projeta menos.

Este comportamento dos blocos de gelo corresponde à conhecida lei de Arquimedes, que determina o equilíbrio dos corpos flutuantes. A crosta terrestre também obedece à mesma lei: onde é mais espessa, penetra mais profundamente no substrato em forma de "raízes", mas também se projeta mais alto na superfície; onde a crosta é mais fina, o substrato pesado se aproxima da superfície e a superfície da crosta é relativamente rebaixada e forma uma planície ou um fundo do mar. Assim, o estado da crosta corresponde ao equilíbrio dos corpos flutuantes, razão pela qual esse estado é chamado de isostasia.

Deve-se notar que a conclusão sobre o equilíbrio da crosta terrestre em relação à sua gravidade e substrato é válida se levarmos em conta a espessura média da crosta e a altura média de sua superfície para grandes áreas - várias centenas de quilômetros de diâmetro . Se, no entanto, investigarmos o comportamento de seções muito menores da crosta terrestre, encontraremos desvios do equilíbrio, discrepâncias entre a espessura da crosta e a altura de sua superfície, que se expressam na forma das anomalias de gravidade correspondentes . Imagine um grande bloco de gelo. Seu equilíbrio, como um corpo flutuando na água, dependerá de sua espessura média. Mas em lugares diferentes, um bloco de gelo pode ter espessuras muito diferentes, pode ser corroído pela água e sua superfície inferior pode ter muitos pequenos bolsões e protuberâncias. Dentro de cada bolsão ou de cada protuberância, a posição do gelo em relação à água pode ser muito diferente do equilíbrio: se retirarmos o pedaço de gelo correspondente do bloco de gelo, ele afundará mais fundo do que o bloco de gelo circundante, ou flutua acima dele. Mas, em geral, o bloco de gelo está em equilíbrio, e esse equilíbrio depende da espessura média do bloco de gelo.

Sob a crosta terrestre, entramos na próxima e muito poderosa concha da Terra, chamada manto da terra. Estende-se para o interior por 2900 km. Nesta profundidade, há a próxima seção afiada na substância da Terra, separando o manto do núcleo da Terra. No interior do manto, à medida que se aprofunda, a velocidade de propagação das ondas sísmicas aumenta e no fundo do manto chega a 13,6 km/s para ondas longitudinais. Mas o aumento dessa velocidade é desigual: é muito mais rápido na parte superior, até uma profundidade de cerca de 1000 km, e extremamente lento e gradual em profundidades maiores. A este respeito, o manto pode ser dividido em duas partes - o manto superior e inferior. Agora, mais e mais dados estão se acumulando, indicando que tal divisão do manto em superior e inferior é de grande importância fundamental, uma vez que o desenvolvimento da crosta terrestre, aparentemente, está diretamente relacionado aos processos que ocorrem no manto superior. A natureza desses processos será discutida mais adiante. O manto inferior aparentemente tem pouco efeito direto sobre a crosta terrestre.

O material que compõe o manto é sólido. Isso confirma a natureza da passagem das ondas sísmicas através do manto. Relativamente composição química manto existem diferenças de opinião. Algumas pessoas pensam que o manto superior é feito de uma rocha chamada peridotito. Esta rocha contém muito pouca sílica; básico parte integral seu mineral é a olivina, um silicato rico em ferro e magnésio. Outros sugerem que o manto superior é muito mais rico em sílica e semelhante em composição ao basalto, mas que os minerais que compõem esse basalto profundo são mais densos que os do basalto superficial. Por exemplo, no basalto profundo, as granadas desempenham um papel significativo - minerais com um "empacotamento" muito denso de átomos na rede cristalina. Esse basalto profundo, obtido como se estivesse pressionando basalto superficial comum, é chamado de eclogita.

Há argumentos a favor de ambos os pontos de vista. Em particular, o segundo ponto de vista é confirmado pelo grande número de basaltos que são muito uniformes em sua composição química e estão em erupção agora durante as erupções vulcânicas. Sua fonte só pode estar no manto superior.

Se esse ponto de vista estiver correto, devemos considerar que na seção de Moho não há uma mudança na composição química da matéria, mas uma transição da mesma substância na composição química para um novo, mais denso, “profundo”. ” estado, para outro, como se costuma dizer, “fase”. Tais transições são chamadas de "transições de fase". Esta transição depende da mudança de pressão com a profundidade. Quando uma certa pressão é atingida, o basalto comum se transforma em eclogita e os feldspatos menos densos são substituídos por granadas mais densas. Essas transições também são afetadas pela temperatura: aumentá-la na mesma pressão dificulta a passagem do basalto para o eclolito. Portanto, o limite inferior da crosta terrestre torna-se móvel, dependendo das mudanças de temperatura. Se a temperatura aumenta, parte do eclogito volta para o basalto comum, o limite da crosta cai, a crosta se torna mais espessa; enquanto o volume da substância aumenta em 15%. Se a temperatura diminui, então, à mesma pressão, parte do basalto nas camadas inferiores da crosta passa para eclogito, o limite da crosta aumenta, a crosta se torna mais fina e o volume do material que passou para um novo fase diminui em 15%. Esses processos podem explicar as flutuações da crosta terrestre para cima e para baixo: como resultado de seu espessamento, a crosta subirá, subirá, enquanto reduz a espessura, afundará, afundará.

No entanto, a questão da composição química e do estado físico do manto superior será finalmente resolvida, aparentemente, apenas como resultado da perfuração superprofunda, quando os furos, tendo passado por toda a crosta, atingirem a substância do manto superior.

Uma característica importante da estrutura do manto superior é o "cinturão de amolecimento", localizado a uma profundidade entre 100 e 200 km. Neste cinto, que também é chamado astenosfera, a velocidade de propagação das vibrações elásticas é ligeiramente menor do que acima e abaixo dela, e isso indica um estado um pouco menos sólido da substância. No futuro, veremos que o "cinturão de amolecimento" desempenha um papel muito importante na vida da Terra.

No manto inferior, a matéria torna-se muito mais pesada. Sua densidade aumenta, aparentemente, para 5,6. Supõe-se que seja constituído por silicatos, muito ricos em ferro e magnésio e pobres em sílica. É possível que o sulfeto de ferro esteja disseminado no manto inferior.

A uma profundidade de 2900 km, conforme indicado, o manto termina e começa núcleo da terra. A característica mais importante do núcleo é que ele transmite vibrações sísmicas longitudinais, mas acaba sendo intransitável para vibrações transversais. Como as vibrações elásticas transversais passam pelos sólidos, mas decaem rapidamente nos líquidos, enquanto as vibrações longitudinais passam pelos sólidos e corpos líquidos, deve-se concluir que o núcleo da Terra está em estado líquido. Claro, não é nem de longe tão líquido quanto a água; é uma substância muito espessa, próxima do estado sólido, mas ainda muito mais fluida que a substância do manto.

Dentro do núcleo é alocado mais núcleo interno, ou nucléolo. Seu limite superior está localizado a uma profundidade de 5.000 km, ou seja, a uma distância de 1.370 km do centro da Terra. Aqui, observa-se uma seção não muito acentuada, na qual a velocidade das oscilações sísmicas cai novamente rapidamente e, em seguida, em direção ao centro da Terra, começa a aumentar novamente. Há uma suposição de que o núcleo interno é sólido e que apenas o núcleo externo está em estado líquido. No entanto, como este impede a passagem de vibrações transversais, a questão do estado do núcleo interno ainda não pode ser definitivamente resolvida.

Tem havido muita controvérsia sobre a composição química do núcleo. Eles ainda estão acontecendo. Muitos ainda aderem ao antigo ponto de vista, acreditando que o núcleo da Terra consiste em ferro com uma pequena mistura de níquel. O protótipo desta composição são meteoritos de ferro. Os meteoritos são geralmente considerados como fragmentos de planetas pré-existentes e em decomposição, ou como pequenos corpos cósmicos “não usados”, dos quais os planetas foram “coletados” há vários bilhões de anos. Em ambos os casos, os meteoritos devem parecer representar a composição química de uma ou outra concha do planeta. Os meteoritos pedregosos provavelmente correspondem à composição química do manto, pelo menos a inferior. Os meteoritos de ferro mais pesados ​​correspondem, como muitas pessoas pensam, às entranhas mais profundas - o núcleo do planeta.

No entanto, outros pesquisadores encontram argumentos contra o conceito da composição de ferro do núcleo e acreditam que o núcleo deve ser constituído de silicatos, em geral os mesmos que compõem o manto, mas que esses silicatos estão em estado "metálico" como resultado da enorme pressão no núcleo no limite superior do núcleo. é igual a 1,3 milhões de atmosferas, e no centro da Terra 3 milhões de atm.). Isso significa que, sob a influência da pressão, os átomos de silicato foram parcialmente destruídos e os elétrons individuais se separaram deles, que foram capazes de se mover independentemente. Isso, como nos metais, faz com que alguns propriedades metálicas núcleos: alta densidade; atingindo no centro da Terra 12,6 condutividade elétrica, condutividade térmica.

Finalmente, há um ponto de vista intermediário, que agora começa a prevalecer, a saber, que o núcleo interno é de ferro, e o externo é composto de silicatos em estado metálico.

De acordo com a teoria moderna, o campo magnético da Terra está associado ao núcleo externo. Os elétrons carregados se movem no núcleo externo a uma profundidade entre 2.900 e 5.000 km, descrevendo círculos ou loops, e é seu movimento que leva ao aparecimento campo magnético. É sabido que os foguetes soviéticos lançados à Lua não detectaram um campo magnético em nosso satélite natural. Isso é consistente com a suposição de que a Lua não tem um núcleo semelhante ao da Terra.

Considere agora a estrutura do interior da Terra sob os oceanos.

Embora recentemente, desde o Ano Geofísico Internacional, o fundo do oceano e as profundezas da Terra sob os oceanos tenham sido estudados de forma extremamente intensiva (as numerosas viagens do navio de pesquisa soviético Vityaz são bem conhecidas), ainda conhecemos a estrutura geológica dos territórios dos oceanos muito pior do que a estrutura dos continentes. Foi estabelecido, no entanto, que não existem escudos, plataformas ou zonas dobradas no fundo dos oceanos, tópicos semelhantes que são conhecidos nos continentes. De acordo com o relevo do fundo dos oceanos, planícies (ou bacias), dorsais oceânicas e valas de águas profundas podem ser distinguidas como os maiores elementos.

As planícies ocupam amplos espaços no fundo de todos os oceanos. Eles estão localizados quase sempre na mesma profundidade (5-5,5 km).

As dorsais oceânicas são ondulações largas e esburacadas. A cordilheira submarina atlântica é especialmente característica. Estende-se de norte a sul, exatamente ao longo da linha média do oceano, curvando-se paralelamente às margens dos continentes marginais. A sua crista situa-se normalmente a cerca de 2 km de profundidade, mas os picos individuais elevam-se acima do nível do mar sob a forma de ilhas vulcânicas (Açores, São Paulo, Ascensão, Tristão da Cunha). Bem na continuação da cordilheira submarina está a Islândia com seus vulcões.

A cordilheira submarina no Oceano Índico também se estende na direção meridional ao longo da linha média do oceano. Nas Ilhas de Chagos, esta gama bifurca-se. Um de seus ramos segue direto para o norte, onde se conhecem enormes fluxos congelados de basaltos vulcânicos (planalto Dekkan) em sua continuação na região de Bombaim. O outro ramo segue para noroeste e se perde antes de entrar no Mar Vermelho.

As cordilheiras submarinas do Atlântico e da Índia estão interconectadas. Por sua vez, o Indian Ridge se conecta com o East Pacific Submarine Ridge. Este último se estende em direção latitudinal para o sul da Nova Zelândia, mas no meridiano de 120° de longitude oeste ele vira bruscamente para o norte. Aproxima-se da costa do México e aqui se perde em águas rasas antes de entrar no Golfo da Califórnia.

Uma série de cordilheiras submarinas mais curtas ocupa a parte central do Oceano Pacífico. Quase todos eles são alongados de sudeste para noroeste. No topo de uma dessas cordilheiras submarinas estão as ilhas havaianas, no topo de outras - numerosos arquipélagos de ilhas menores.

Um exemplo de uma cordilheira oceânica submarina também é a crista Lomonosov descoberta por cientistas soviéticos no Oceano Ártico.

Quase todas as grandes cordilheiras submarinas estão interconectadas e formam, por assim dizer, sistema único. Ainda não está claro a relação do Lomonosov Ridge com outros cumes.

As ravinas oceânicas de profundidade são trincheiras estreitas (100-300 km) e longas (vários milhares de quilômetros) no fundo do oceano, dentro das quais se observam as profundidades máximas. Foi em um desses buracos, o Mariana, que o navio expedicionário soviético Vityaz encontrou a maior profundidade do Oceano Mundial, chegando a 11.034 m. Os buracos de águas profundas estão localizados ao longo da periferia dos oceanos. Na maioria das vezes eles fazem fronteira com arcos de ilhas. Estes últimos em vários lugares são característica estruturas de zonas de transição entre os continentes e o oceano. Arcos de ilhas são especialmente desenvolvidos ao longo da periferia ocidental do Oceano Pacífico - entre o oceano, por um lado, e a Ásia e a Austrália, por outro. De norte a sul, os arcos das ilhas Aleutas, Curilas, Japonesas, Bonino-Marianas, Filipinas, Tonga, Kermadec e Nova Zelândia descem como guirlandas. Quase todos esses arcos são delimitados por sulcos profundos no lado externo (convexo). A mesma rotina faz fronteira com o arco insular das Antilhas na América Central. Outro buraco faz fronteira do lado oceano Índico arco insular da Indonésia. Alguns buracos, localizados na periferia do oceano, não estão ligados a arcos de ilhas. Tal é, por exemplo, a ravina de Atakama, na costa da América do Sul. A posição periférica dos sulcos do fundo do mar não é, obviamente, acidental.

Falando de estrutura geológica no fundo do oceano, em primeiro lugar, deve-se notar que no oceano aberto a espessura dos sedimentos soltos acumulados no fundo é pequena - não mais que um quilômetro, e muitas vezes menos. Esses sedimentos consistem em lodos calcários muito finos, formados principalmente por conchas microscopicamente pequenas de organismos unicelulares - globigerina, bem como pelas chamadas argilas vermelhas do fundo do mar, contendo os menores grãos de óxidos de ferro e manganês. Recentemente, em muitos locais a grandes distâncias da costa, foram descobertas bandas inteiras de sedimentos de origem detrítica - areias. Eles são claramente trazidos para essas áreas dos oceanos das regiões costeiras e por sua existência indicam a presença de fortes correntes profundas nos oceanos.

Outra característica é o enorme e generalizado desenvolvimento de vestígios de atividade vulcânica. No fundo de todos os oceanos é conhecido um grande número de enormes montanhas em forma de cone; estes são vulcões antigos extintos. Muitos no fundo dos oceanos e vulcões ativos. Destes vulcões, apenas basaltos entraram em erupção e estão em erupção, e ao mesmo tempo são muito uniformes em composição, iguais em todos os lugares. Ao longo da periferia dos oceanos, em arcos de ilhas, também são conhecidas outras lavas contendo mais sílica - andesitos, mas nas partes médias dos oceanos as erupções vulcânicas são apenas basálticas. E, em geral, nas partes médias dos oceanos, quase nenhuma outra rocha sólida é conhecida, exceto basaltos. A draga oceanográfica sempre levantou apenas fragmentos de basalto do fundo, exceto algumas rochas sedimentares. De referir também as enormes fissuras latitudinais profundas, com vários milhares de quilómetros de comprimento, que cortam o fundo da parte nordeste do Oceano Pacífico. Ao longo dessas rachaduras, saliências afiadas no fundo do oceano podem ser rastreadas.

A estrutura profunda da crosta terrestre no oceano é muito mais simples do que sob os continentes. Não há camada de granito nos oceanos e sedimentos soltos estão diretamente na camada de basalto, cuja espessura é muito menor do que nos continentes: geralmente são apenas 5 km. Assim, a parte sólida da crosta terrestre nos oceanos é composta por um quilômetro de sedimentos soltos e cinco quilômetros de camada de basalto. Que essa camada seja de fato composta de basalto é muito mais provável para os oceanos do que para os continentes, dada a ampla distribuição de basaltos no fundo do oceano e nas ilhas oceânicas. Se somarmos a isso cinco quilômetros de espessura média da camada água do oceano, então a profundidade do limite inferior da crosta terrestre (a seção Moho) sob os oceanos será de apenas 11 km - muito menos do que sob os continentes. Assim, a crosta oceânica é mais fina que a continental. É por isso engenheiros americanos e começou a perfurar toda a crosta terrestre precisamente no oceano, a partir de uma sonda flutuante, na esperança de alcançar mais facilmente as camadas superiores do manto e descobrir sua composição.

Há evidências que sugerem que a crosta oceânica está ficando mais espessa sob as cordilheiras submarinas. Lá sua espessura é de 20 a 25 km e permanece basáltica. É interessante que a crosta tenha uma estrutura oceânica não só sob o mar aberto, mas também sob alguns mares profundos: a crosta basáltica e a ausência de uma camada de granito foram estabelecidas sob a parte profunda do Mar Negro, sob o Cáspio Sul, sob as depressões mais profundas do Mar do Caribe, sob o Mar do Japão e em outros lugares. Mares de profundidade intermediária também têm uma estrutura intermediária da crosta: sob eles é mais fina que uma continental típica, mas mais espessa que uma oceânica, possui camadas de granito e basalto, mas a camada de granito é muito mais fina que no continente . Essa crosta intermediária é observada em áreas rasas do Mar do Caribe, no Mar de Okhotsk e em outros lugares.

A estrutura do manto e do núcleo sob os oceanos é geralmente semelhante à sua estrutura sob os continentes. A diferença é observada no manto superior: o "cinturão de amolecimento" (astenosfera) sob os oceanos é mais espesso do que sob os continentes; sob os oceanos, este cinturão começa já a uma profundidade de 50 km e continua até uma profundidade de 400 km, enquanto nos continentes se concentra entre 100 e 200 km de profundidade. Assim, as diferenças de estrutura entre continentes e oceanos se estendem não apenas a toda a espessura da crosta terrestre, mas também ao manto superior até uma profundidade de pelo menos 400 km. Mais profundo - nas camadas inferiores do manto superior, no manto inferior, no núcleo externo e interno - ainda não foram encontradas alterações na estrutura na direção horizontal, não foram encontradas diferenças entre os setores continental e oceânico da Terra.

Para concluir, digamos algumas palavras sobre alguns propriedades gerais o Globo.

O globo irradia calor. Um fluxo constante de calor flui do interior da Terra para a superfície. A este respeito, existe o chamado gradiente de temperatura - um aumento da temperatura com a profundidade. Em média, assume-se que este gradiente é de 30° por 1 km, ou seja, com uma profundidade de 1 km, a temperatura aumenta em 30° Celsius. Este gradiente, no entanto, varia muito de lugar para lugar. Além disso, é correto apenas para as partes mais superficiais da crosta terrestre. Se permanecesse a mesma até o centro da Terra, então nas regiões mais internas da Terra a temperatura seria tão alta que nosso planeta simplesmente explodiria. Agora não há dúvida de que com a profundidade a temperatura sobe cada vez mais lentamente. No manto inferior e no núcleo, eleva-se muito fracamente e aparentemente não ultrapassa os 4000° no centro da Terra.

Com base no gradiente de temperatura próximo à superfície, bem como na condutividade térmica das rochas, é possível calcular quanto calor flui da profundidade para o exterior. Acontece que a cada segundo a Terra perde 6 ∙ 10 12 calorias de toda a sua superfície. Recentemente, algumas medições do tamanho do fluxo de calor da Terra foram feitas em diferentes lugares. -nos continentes e no fundo dos oceanos. Descobriu-se que o fluxo de calor médio é de 1,2 ∙ 10 -6 cal/cm 2 por segundo. Em alguns dos casos mais comuns, oscila entre 0,5 e 3 ∙ 10 -6 cal/cm 2 por segundo, e não há diferenças na liberação de calor nos continentes e no oceano. No entanto, contra esse pano de fundo uniforme, foram encontradas zonas anômalas - com uma transferência de calor muito alta, 10 vezes maior que o fluxo de calor normal. Essas zonas são dorsais oceânicas submarinas. Especialmente muitas medições foram feitas no East Pacific Ridge.

Essas observações levantam uma questão interessante para os geofísicos. Agora está bem claro que a fonte de calor dentro da Terra são elementos radioativos. Estão presentes em todas as rochas, em todo o material do globo e, quando se decompõem, liberam calor. Se levarmos em conta o conteúdo médio de elementos radioativos nas rochas, suponha que seu conteúdo no manto seja igual ao conteúdo em meteoritos pedregosos, e o conteúdo no núcleo seja considerado igual ao conteúdo em meteoritos de ferro, então acontece que a quantidade total de elementos radioativos é mais do que suficiente para formar o fluxo de calor observado. Mas sabe-se que os granitos contêm, em média, 3 vezes mais elementos radioativos do que os basaltos e, consequentemente, devem gerar mais calor. Como há uma camada granítica na crosta terrestre sob os continentes e ausente sob os oceanos, pode-se supor que o fluxo de calor nos continentes seja maior do que no fundo do oceano. Na realidade, não é o caso, em geral o fluxo é o mesmo em todos os lugares, mas existem zonas com um fluxo de calor anormalmente alto no fundo dos oceanos. A seguir, tentaremos explicar essa anomalia.

A forma da Terra, como você sabe, é uma bola, ligeiramente achatada nos pólos. Devido ao achatamento, o raio do centro da Terra ao pólo é 1/300 fração menor do que o raio dirigido do centro ao equador. Essa diferença é de aproximadamente 21 km. Em um globo com um diâmetro de 1 m, terá pouco mais de um milímetro e meio e é quase invisível. Calculou-se que uma bola líquida, do tamanho da Terra, girando na mesma velocidade teria que tomar essa forma. Isso significa que devido à propriedade de fluência, como discutimos acima, o material da Terra, submetido a uma ação muito longa da força centrífuga, foi deformado e tomou uma forma de equilíbrio tal que (claro, muito mais rápido) um líquido leva.

A inconsistência das propriedades da matéria da Terra é interessante. As vibrações elásticas causadas pelos terremotos se propagam nele como em um corpo muito sólido, e diante de uma força centrífuga de ação prolongada, a mesma substância se comporta como um líquido muito móvel. Tal inconsistência é comum a muitos corpos: eles se tornam sólidos quando uma força de curto prazo age sobre eles, um choque semelhante a um choque sísmico, e tornam-se plásticos quando a força age sobre eles lentamente, gradualmente. Esta propriedade já foi mencionada na descrição do esmagamento de camadas de rochas duras em dobras. No entanto, surgiram recentemente dados que nos permitem pensar que a substância da Terra se adapta à ação da força centrífuga com algum atraso. O fato é que a Terra está gradualmente diminuindo sua rotação. A razão para isso são as marés causadas pela atração da lua. Na superfície dos oceanos há sempre duas protuberâncias, uma das quais voltada para a lua e a outra na direção oposta. Essas protuberâncias se movem pela superfície devido à rotação da Terra. Mas devido à inércia e viscosidade da água, a crista da protuberância voltada para a Lua está sempre um pouco atrasada, sempre ligeiramente deslocada na direção da rotação da Terra. Portanto, a Lua atrai a onda não ao longo de uma perpendicular à superfície da Terra, mas ao longo de uma linha um tanto inclinada. É essa inclinação que leva ao fato de que a atração da Lua o tempo todo diminui um pouco a rotação da Terra. A frenagem é muito pequena. Graças a isso, o dia aumenta em dois milésimos de segundo a cada 100 anos. Se essa taxa de desaceleração permaneceu inalterada durante o tempo geológico, no período jurássico o dia era mais curto em uma hora e há dois bilhões de anos - no final da era arqueana - a Terra girava duas vezes mais rápido.

Junto com a desaceleração da rotação, a força centrífuga também deve diminuir; consequentemente, a forma da Terra deve mudar - seu achatamento diminui gradualmente. No entanto, os cálculos mostram que a forma da Terra observada agora não corresponde à velocidade atual de sua rotação, mas à que era há aproximadamente 10 milhões de anos. A substância da Terra, embora fluida sob condições de pressão prolongada, possui uma viscosidade significativa, alto atrito interno e, portanto, submete-se a novas condições mecânicas com um atraso perceptível.

Em conclusão, apontamos algumas consequências interessantes dos terremotos. As oscilações causadas por terremotos comuns têm períodos diferentes. Alguns terremotos têm um período curto - cerca de um segundo. O registro de tais oscilações é de extrema importância para o estudo de terremotos ocorridos próximos à estação sísmica, ou seja, terremotos locais. Com a distância da fonte do terremoto, tais oscilações decaem rapidamente. Pelo contrário, as oscilações de longo período (18-20 seg.) propagam-se longe; durante um terremoto grande força eles podem atravessar o globo ou contorná-lo na superfície. Tais oscilações são registradas em muitas estações sísmicas e são convenientes para estudar terremotos distantes. É com a ajuda de oscilações de longo período que a estação sísmica "Moskva" pode registar os sismos ocorridos em América do Sul ou nas Filipinas.

Nos últimos anos, foram encontradas vibrações causadas por terremotos com um período muito longo de cerca de uma hora. Ondas sísmicas superlongas foram, por exemplo, formadas pelo terremoto mais forte no Chile em 1960. Essas ondas, antes de morrer, dão a volta ao mundo sete a oito vezes, ou até mais.

Os cálculos mostram que as ondas ultralongas são causadas por oscilações de todo o globo. A energia de alguns terremotos é tão grande que parecem sacudir o globo inteiro, fazendo-o pulsar como um todo. É verdade que a amplitude de tais oscilações é insignificante: longe da fonte do terremoto, ela só pode ser percebida por instrumentos sensíveis e desaparece completamente em poucos dias. No entanto, o fenômeno de "tremer" de toda a Terra como um todo não pode deixar de causar uma impressão. As flutuações gerais de toda a Terra provaram ser úteis para determinar algumas das propriedades físicas do globo.

Uma característica da evolução da Terra é a diferenciação da matéria, cuja expressão é a estrutura da concha do nosso planeta. A litosfera, hidrosfera, atmosfera, biosfera formam as principais conchas da Terra, diferindo na composição química, poder e estado da matéria.

A estrutura interna da Terra

A composição química da Terra(Fig. 1) é semelhante à composição de outros planetas grupo terrestre como Vênus ou Marte.

Em geral, predominam elementos como ferro, oxigênio, silício, magnésio e níquel. O conteúdo de elementos leves é baixo. A densidade média da matéria da Terra é de 5,5 g/cm 3 .

Há muito poucos dados confiáveis ​​sobre a estrutura interna da Terra. Considere a Fig. 2. Ele retrata estrutura interna Terra. A Terra consiste na crosta terrestre, manto e núcleo.

Arroz. 1. A composição química da Terra

Arroz. 2. A estrutura interna da Terra

Núcleo

Núcleo(Fig. 3) está localizado no centro da Terra, seu raio é de cerca de 3,5 mil km. A temperatura do núcleo atinge 10.000 K, ou seja, é mais alta que a temperatura das camadas externas do Sol e sua densidade é de 13 g/cm 3 (compare: água - 1 g/cm 3). O núcleo presumivelmente consiste em ligas de ferro e níquel.

O núcleo externo da Terra tem uma potência maior que o núcleo interno (raio de 2200 km) e está em estado líquido (fundido). O núcleo interno está sob enorme pressão. As substâncias que o compõem estão em estado sólido.

Manto

Manto- a geosfera da Terra, que circunda o núcleo e compõe 83% do volume do nosso planeta (ver Fig. 3). Seu limite inferior está localizado a uma profundidade de 2900 km. O manto é dividido em uma parte superior menos densa e plástica (800-900 km), da qual magma(traduzido do grego significa "pomada espessa"; esta é a substância fundida do interior da terra - uma mistura de compostos e elementos químicos, incluindo gases, em um estado semi-líquido especial); e um cristalino inferior, com cerca de 2.000 km de espessura.

Arroz. 3. Estrutura da Terra: núcleo, manto e crosta terrestre

crosta terrestre

Crosta terrestre - a camada externa da litosfera (ver Fig. 3). Sua densidade é aproximadamente duas vezes menor que a densidade média da Terra - 3 g/cm 3 .

Separa a crosta terrestre do manto Fronteira Mohorovicic(é frequentemente chamado de limite de Moho), caracterizado por um aumento acentuado nas velocidades das ondas sísmicas. Foi instalado em 1909 por um cientista croata Andrey Mohorovichich (1857- 1936).

Como os processos que ocorrem na parte superior do manto afetam o movimento da matéria na crosta terrestre, eles são combinados sob o nome geral litosfera(concha de pedra). A espessura da litosfera varia de 50 a 200 km.

Abaixo da litosfera está astenosfera- menos duro e menos viscoso, mas mais plástico com uma temperatura de 1200 °C. Pode cruzar a fronteira de Moho, penetrando na crosta terrestre. A astenosfera é a fonte do vulcanismo. Ele contém bolsões de magma derretido, que é introduzido na crosta terrestre ou derramado na superfície da Terra.

A composição e estrutura da crosta terrestre

Comparada com o manto e o núcleo, a crosta terrestre é uma camada muito fina, dura e quebradiça. É composto por uma substância mais leve, que contém atualmente cerca de 90 elementos químicos naturais. Esses elementos não estão igualmente representados na crosta terrestre. Sete elementos — oxigênio, alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio e magnésio — respondem por 98% da massa da crosta terrestre (veja a Figura 5).

Combinações peculiares de elementos químicos formam várias rochas e minerais. Os mais antigos têm pelo menos 4,5 bilhões de anos.

Arroz. 4. A estrutura da crosta terrestre

Arroz. 5. A composição da crosta terrestre

Mineralé relativamente homogêneo em sua composição e propriedades de um corpo natural, formado tanto nas profundezas quanto na superfície da litosfera. Exemplos de minerais são diamante, quartzo, gesso, talco, etc. (Você encontrará uma descrição das propriedades físicas de vários minerais no Apêndice 2.) A composição dos minerais da Terra é mostrada na fig. 6.

Arroz. 6. Geral composição mineral Terra

Rochas são formados por minerais. Eles podem ser compostos de um ou mais minerais.

Rochas sedimentares - argila, calcário, giz, arenito, etc. - formados pela precipitação de substâncias no meio aquático e em terra. Eles ficam em camadas. Os geólogos os chamam de páginas da história da Terra, pois podem aprender sobre condições naturais que existiam em nosso planeta nos tempos antigos.

Entre as rochas sedimentares, destacam-se as organogênicas e inorgânicas (detríticas e quimiogênicas).

Organogênico rochas são formadas como resultado do acúmulo de restos de animais e plantas.

Rochas clásticas são formados como resultado do intemperismo, a formação de produtos de destruição de rochas previamente formadas com a ajuda de água, gelo ou vento (Tabela 1).

Tabela 1. Rochas clásticas em função do tamanho dos fragmentos

Quimiogênico as rochas são formadas como resultado da sedimentação das águas dos mares e lagos de substâncias dissolvidas neles.

Na espessura da crosta terrestre, o magma se forma Rochas ígneas(Fig. 7), como granito e basalto.

Rochas sedimentares e ígneas, quando imersas a grandes profundidades sob a influência de pressões e altas temperaturas, sofrem mudanças significativas, transformando-se em rochas metamórficas. Assim, por exemplo, o calcário se transforma em mármore, o arenito de quartzo em quartzito.

Três camadas são distinguidas na estrutura da crosta terrestre: sedimentar, "granito", "basalto".

Camada sedimentar(ver Fig. 8) é formado principalmente por rochas sedimentares. Aqui predominam argilas e xistos, rochas arenosas, carbonáticas e vulcânicas estão amplamente representadas. Na camada sedimentar há depósitos de tais mineral, como carvão, gás, petróleo. Todos eles são de origem orgânica. Por exemplo, o carvão é um produto da transformação de plantas dos tempos antigos. A espessura da camada sedimentar varia amplamente - desde a ausência completa em algumas áreas de terra até 20-25 km em depressões profundas.

Arroz. 7. Classificação das rochas por origem

camada "granito" consiste em rochas metamórficas e ígneas semelhantes em suas propriedades ao granito. Os mais comuns aqui são gnaisses, granitos, xistos cristalinos, etc. A camada de granito não se encontra em todos os lugares, mas nos continentes, onde é bem expressa, força maxima pode atingir várias dezenas de quilômetros.

camada "basalto" formada por rochas próximas aos basaltos. São rochas ígneas metamorfoseadas, mais densas que as rochas da camada de "granito".

A espessura e a estrutura vertical da crosta terrestre são diferentes. Existem vários tipos de crosta terrestre (Fig. 8). De acordo com a classificação mais simples, distinguem-se as crostas oceânicas e continentais.

A crosta continental e oceânica são diferentes em espessura. Assim, a espessura máxima da crosta terrestre é observada sob sistemas montanhosos. São cerca de 70 km. Sob as planícies, a espessura da crosta terrestre é de 30 a 40 km, e sob os oceanos é a mais fina - apenas 5 a 10 km.

Arroz. 8. Tipos de crosta terrestre: 1 - água; 2 - camada sedimentar; 3 - intercalação de rochas sedimentares e basaltos; 4, basaltos e rochas ultramáficas cristalinas; 5, camada granito-metamórfica; 6 - camada granulito-máfica; 7 - manto normal; 8 - manto descomprimido

A diferença entre a crosta continental e a oceânica em termos de composição rochosa se manifesta na ausência de uma camada de granito na crosta oceânica. Sim, e a camada de basalto da crosta oceânica é muito peculiar. Em termos de composição da rocha, difere da camada análoga da crosta continental.

A fronteira entre terra e oceano (marca zero) não fixa a transição da crosta continental para a oceânica. A substituição da crosta continental pela oceânica ocorre no oceano aproximadamente a uma profundidade de 2450 m.

Arroz. 9. A estrutura da crosta continental e oceânica

Existem também tipos de transição da crosta terrestre - suboceânica e subcontinental.

crosta suboceânica localizadas ao longo das encostas continentais e contrafortes, podem ser encontradas nas áreas marginal e mares mediterrâneos. É uma crosta continental de até 15-20 km de espessura.

crosta subcontinental localizada, por exemplo, em arcos de ilhas vulcânicas.

Baseado em materiais sondagem sísmica - velocidade da onda sísmica - obtemos dados sobre a estrutura profunda da crosta terrestre. Assim, o poço superprofundo Kola, que pela primeira vez possibilitou ver amostras de rochas a uma profundidade de mais de 12 km, trouxe muitas coisas inesperadas. Supunha-se que, a uma profundidade de 7 km, uma camada de “basalto” deveria começar. Na realidade, porém, não foi descoberto, e os gnaisses predominaram entre as rochas.

Mudança na temperatura da crosta terrestre com a profundidade. A camada superficial da crosta terrestre tem uma temperatura determinada por calor solar. isto camada heliométrica(do grego Helio - o Sol), experimentando flutuações sazonais de temperatura. Sua espessura média é de cerca de 30 m.

Abaixo está ainda mais camada fina, característica que é uma temperatura constante correspondente à temperatura média anual do local de observação. A profundidade desta camada aumenta no clima continental.

Ainda mais profundamente na crosta terrestre, distingue-se uma camada geotérmica, cuja temperatura é determinada pelo calor interno da Terra e aumenta com a profundidade.

O aumento da temperatura ocorre principalmente devido ao decaimento dos elementos radioativos que compõem as rochas, principalmente rádio e urânio.

A magnitude do aumento da temperatura das rochas com a profundidade é chamada gradiente geotérmico. Varia em uma faixa bastante ampla - de 0,1 a 0,01 ° C / m - e depende da composição das rochas, das condições de sua ocorrência e de vários outros fatores. Sob os oceanos, a temperatura aumenta mais rapidamente com a profundidade do que nos continentes. Em média, a cada 100 m de profundidade torna-se mais quente em 3°C.

O recíproco do gradiente geotérmico é chamado passo geotérmico.É medido em m/°C.

O calor da crosta terrestre é uma importante fonte de energia.

A parte da crosta terrestre que se estende até as profundidades disponíveis para formas de estudo geológico entranhas da terra. As entranhas da Terra requerem proteção especial e uso razoável.

Quantas vezes, em busca de respostas para nossas perguntas sobre como o mundo funciona, olhamos para o céu, o sol, as estrelas, olhamos para longe, centenas de anos-luz em busca de novas galáxias. Mas, se você olhar sob seus pés, então sob seus pés há todo um mundo subterrâneo do qual nosso planeta - a Terra consiste!

Entranhas da terraé esse mundo misterioso debaixo dos nossos pés, o organismo subterrâneo da nossa Terra, em que vivemos, construímos casas, construímos estradas, pontes, e há muitos milhares de anos desenvolvemos os territórios do nosso planeta natal.

Este mundo é as profundezas secretas das entranhas da Terra!

Estrutura da Terra

Nosso planeta pertence aos planetas terrestres e, como outros planetas, consiste em camadas. A superfície da Terra consiste em uma casca sólida da crosta terrestre, um manto extremamente viscoso está localizado mais profundamente e um núcleo de metal está localizado no centro, que consiste em duas partes, a externa é líquida, a interna é sólida .

Curiosamente, muitos objetos do Universo são tão bem estudados que todos os alunos sabem sobre eles; nave espacial, mas entrar nas profundezas do nosso planeta ainda é uma tarefa impossível, então o que está sob a superfície da Terra ainda permanece um grande mistério.

Os astrônomos estudam o espaço, recebem informações sobre os planetas e estrelas, apesar de sua grande distância. Ao mesmo tempo, não há menos mistérios na própria Terra do que no Universo. E hoje os cientistas não sabem o que há dentro do nosso planeta. Observando como a lava é derramada durante uma erupção vulcânica, pode-se pensar que a Terra também está derretida por dentro. Mas isso não.

Núcleo. A parte central do globo é chamada de núcleo (Fig. 83). Seu raio é de cerca de 3.500 km. Os cientistas acreditam que a parte externa do núcleo está em estado líquido derretido e a parte interna está em estado sólido. A temperatura nele atinge +5.000 °C. Do núcleo para a superfície da Terra, a temperatura e a pressão diminuem gradualmente.

Manto. O núcleo da Terra é coberto por um manto. Sua espessura é de aproximadamente 2.900 km. O manto, como o núcleo, nunca foi visto. Mas supõe-se que quanto mais próximo do centro da Terra, maior a pressão e a temperatura - de várias centenas a -2.500 ° C. Acredita-se que o manto seja sólido, mas ao mesmo tempo incandescente.

Crosta terrestre. Acima do manto, nosso planeta é coberto de crosta. Esta é a camada sólida superior da Terra. Em comparação com o núcleo e o manto, a crosta terrestre é muito fina. Sua espessura é de apenas 10-70 km. Mas este é o firmamento terrestre sobre o qual caminhamos, os rios correm, as cidades são construídas sobre ele.

A crosta terrestre é formada por várias substâncias. É formado por minerais e rochas. Alguns deles você já conhece (granito, areia, argila, turfa, etc.). Minerais e rochas diferem em cor, dureza, estrutura, ponto de fusão, solubilidade em água e outras propriedades. Muitos deles são amplamente utilizados pelo homem, por exemplo, como combustível, na construção civil, para a produção de metais. materiais do site

Granito

Areia

Turfa

A camada superior da crosta terrestre é visível em depósitos nas encostas de montanhas, margens íngremes de rios e pedreiras (Fig. 84). E minas e poços, que são usados ​​para extrair minerais, como petróleo e gás, ajudam a ver as profundezas da crosta.

A terra está incluída sistema solar juntamente com o resto dos planetas e do Sol. Pertence à classe dos planetas sólidos de pedra, que se distinguem pela alta densidade e consistem em rochas, em contraste com os gigantes gasosos, que são grandes e de densidade relativamente baixa. Ao mesmo tempo, a composição do planeta determina a estrutura interna do globo.

Os principais parâmetros do planeta

Antes de descobrirmos quais camadas se destacam na estrutura do globo, vamos falar sobre os principais parâmetros do nosso planeta. A Terra está localizada a uma distância do Sol, aproximadamente igual a 150 milhões de km. O corpo celeste mais próximo é satélite natural planeta - a Lua, que está localizada a uma distância de 384 mil km. O sistema Terra-Lua é considerado único, pois é o único em que o planeta possui um satélite tão grande.

A massa da Terra é 5,98 x 10 27 kg, o volume aproximado é 1,083 x 10 27 metros cúbicos. Ver. O planeta gira em torno do Sol, bem como em torno de seu próprio eixo, e tem uma inclinação em relação ao plano, o que causa a mudança das estações. O período de revolução em torno do eixo é de aproximadamente 24 horas, em torno do Sol - pouco mais de 365 dias.

Mistérios da estrutura interna

Antes que o método de estudar o interior usando ondas sísmicas fosse inventado, os cientistas só podiam fazer suposições sobre como a Terra funciona no interior. Com o tempo, eles desenvolveram uma série de métodos geofísicos que possibilitaram conhecer algumas características da estrutura do planeta. Em particular, ampla aplicação encontraram ondas sísmicas que são registradas como resultado de terremotos e movimentos da crosta terrestre. Em alguns casos, essas ondas são geradas artificialmente para conhecer a situação em profundidade pela natureza de seus reflexos.

Vale notar que este método permite que você receba dados indiretamente, pois não há como entrar diretamente nas profundezas das entranhas. Como resultado, descobriu-se que o planeta é composto por várias camadas que diferem em temperatura, composição e pressão. Então, qual é a estrutura interna do globo?

crosta terrestre

A camada sólida superior do planeta é chamada Sua espessura varia de 5 a 90 km, dependendo do tipo, dos quais existem 4. A densidade média dessa camada é de 2,7 g/cm3. A crosta do tipo continental tem a maior espessura, cuja espessura chega a 90 km sob alguns sistemas montanhosos. Eles também distinguem entre localizados sob o oceano, cuja espessura chega a 10 km, transicional e riftogênico. Transitional difere por estar localizado na fronteira da crosta continental e oceânica. A crosta rifte é encontrada onde há dorsais meso-oceânicas e se destaca por sua pequena espessura, que chega a apenas 2 km.

A crosta de qualquer tipo consiste em rochas de 3 tipos - sedimentares, granito e basalto, que diferem em densidade, composição química e natureza de origem.

O limite inferior da crosta recebeu o nome de seu descobridor chamado Mohorovic. Ela separa a crosta da camada subjacente e é caracterizada por uma mudança acentuada no estado de fase da matéria.

Manto

Essa camada segue a crosta sólida e é a maior - seu volume é de aproximadamente 83% do volume total do planeta. O manto começa logo após o limite de Moho e se estende até uma profundidade de 2.900 km. Esta camada é subdividida em manto superior, médio e inferior. Uma característica da camada superior é a presença da astenosfera - uma camada especial onde a substância está em um estado de baixa dureza. A presença desta camada viscosa explica o movimento dos continentes. Além disso, durante as erupções vulcânicas, a substância líquida derretida derramada por eles vem dessa área específica. O manto superior termina a uma profundidade de cerca de 900 km, onde começa o manto médio.

As características distintivas desta camada são as altas temperaturas e pressão, que aumentam com o aumento da profundidade. Isso determina o estado especial da substância do manto. Apesar de as rochas apresentarem uma temperatura elevada nas profundezas, elas estão em estado sólido devido à influência da alta pressão.

Processos que ocorrem no manto

O interior do planeta tem uma temperatura muito alta, devido ao fato de que o processo de reação termonuclear ocorre continuamente no núcleo. No entanto, as condições de vida confortáveis ​​permanecem na superfície. Isso é possível devido à presença de um manto, que possui propriedades de isolamento térmico. Assim, o calor liberado pelo núcleo entra nele. A matéria aquecida sobe, esfriando gradualmente, enquanto a matéria mais fria desce das camadas superiores do manto. Este ciclo é chamado de convecção, ocorre sem parar.

A estrutura do globo: o núcleo (externo)

A parte central do planeta é o núcleo, que começa a uma profundidade de cerca de 2.900 km, imediatamente após o manto. Ao mesmo tempo, é claramente dividido em 2 camadas - externa e interna. A espessura da camada externa é de 2200 km.

As características da camada externa do núcleo são a predominância de ferro e níquel na composição, em contraste com os compostos de ferro e silício, dos quais consiste principalmente o manto. A matéria no núcleo externo está em estado líquido estado de agregação. A rotação do planeta causa movimento substância líquida núcleo, que cria um forte campo magnético. Portanto, o núcleo externo do planeta pode ser chamado de gerador do campo magnético do planeta, que desvia espécies perigosas radiação cósmica, graças à qual a vida pôde se originar.

núcleo interno

Dentro da casca de metal líquido há um núcleo interno sólido, cujo diâmetro atinge 2,5 mil km. Atualmente, ainda não é estudado com certeza, e há disputas entre cientistas sobre os processos que ocorrem nele. Isso se deve à dificuldade de obtenção de dados e à possibilidade de utilizar apenas métodos indiretos pesquisar.

Sabe-se com certeza que a temperatura da substância no núcleo interno é de pelo menos 6 mil graus, no entanto, apesar disso, está em estado sólido. Isso se explica muito alta pressão, o que impede que a substância passe para Estado líquido- no núcleo interno, é presumivelmente igual a 3 milhões de atm. Sob tais condições, pode surgir um estado especial da matéria - metalização, quando até mesmo elementos como gases podem adquirir as propriedades dos metais e se tornarem sólidos e densos.

Quanto à composição química, ainda há debate na comunidade de pesquisa sobre quais elementos compõem o núcleo interno. Alguns cientistas sugerem que os principais componentes são ferro e níquel, outros - que entre os componentes também pode haver enxofre, silício, oxigênio.

A proporção de elementos em diferentes camadas

A composição terrestre é muito diversificada - contém quase todos os elementos sistema periódico, no entanto, seu conteúdo em diferentes camadas não é uniforme. Então, a densidade mais baixa, portanto, consiste nos elementos mais leves. Os elementos mais pesados ​​são encontrados no núcleo no centro do planeta. Temperatura alta e pressão, garantindo o processo decaimento nuclear. Essa proporção foi formada ao longo de um certo tempo - imediatamente após a formação do planeta, sua composição era presumivelmente mais homogênea.

Nas aulas de geografia, os alunos podem ser solicitados a desenhar a estrutura do globo. Para lidar com essa tarefa, você precisa aderir a uma determinada sequência de camadas (descrita no artigo). Se a sequência for quebrada ou uma das camadas for perdida, o trabalho será feito incorretamente. Você também pode ver a sequência de camadas na foto apresentada à sua atenção no artigo.