Происхождения земли

Описание: Весь существующий мир, не имеющий границ во времени и пространстве и бесконечно разнообразный, называется Вселенной. Большая часть вещества Вселенной содержится в звездах - гигантских шарообразных самосветящихся плазменных телах. Звездные системы, состоящие из сотен млрд. звезд, образуют галактики. Солнце - типичная звезда и центральное тело Солнечной системы, которая находится в галактике Млечного пути или просто Галактике. Солнце существенно больше Земли - в 333 тыс. раз по массе и в 109 раз по диаметру. Ядерные реакции в недрах Солнца обеспечивают высокую температуру (около 6000 °c на поверхности и порядка 10-15 млн. °c в недрах) и сильнейшее электромагнитное и корпускулярное излучение, которое называется солнечной радиацией и является основным источником энергии всех процессов на поверхности Земли.
Реферат содержит 1 файл: 

Земля как планета солнечной сичтемы.docx

60.78 Кб | Файл microsoft Word  открыть 
Не получается скачать реферат Происхождения земли? - Техническая поддержка

Земля как планета солнечной сичтемы.docx

1.Земля как планета солнечной системы

 

Весь существующий мир, не имеющий границ во времени и пространстве и бесконечно разнообразный, называется Вселенной. Большая часть вещества Вселенной содержится в звездах - гигантских шарообразных самосветящихся плазменных телах. Звездные системы, состоящие  из сотен млрд. звезд, образуют галактики. Солнце - типичная звезда и центральное  тело Солнечной системы, которая  находится в галактике Млечного пути или просто Галактике. Солнце существенно больше Земли - в 333 тыс. раз по массе и в 109 раз по диаметру. Ядерные реакции в недрах Солнца обеспечивают высокую температуру (около 6000 °c на поверхности и порядка 10-15 млн. °c в недрах) и сильнейшее электромагнитное и корпускулярное излучение, которое называется солнечной радиацией и является основным источником энергии всех процессов на поверхности Земли.     

Земля относится к планетам земной группы, имеет твёрдую поверхность. Эта крупнейшая из четырёх планет земной группы в солнечной системе, как по размеру, так и по массе. Кроме того, Земля имеет наибольшую плотность, самую сильную поверхностную  гравитацию и сильнейшее магнитное  поле среди этих четырёх планет. 
     Форма Земли (геоид) близка к вытянутому эллипсоиду — шарообразная форма с утолщениями на экваторе — и отличается от него на величину до 100 метров. Средний диаметр планеты примерно равен 12 742 км. Более точно это 40 000 км/п, так как метр в прошлом определялся, как 1/10 000 000 расстояния от экватора до северного полюса через Париж. 
     Вращение земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем диаметр между полюсами планеты. Высшей точкой поверхности Земли является гора Эверест (8 848 м над уровнем моря), а глубочайшей — Марианская впадина (10 911 м под уровнем моря). Поэтому, по сравнению с идеальным эллипсоидом, Земля имеет допуск в пределах 0,17 % (1/584), что меньше 0,22 % — допустимого допуска для бильярдного шара. Из-за выпуклости экватора, самой удалённой точкой поверхности от центра Земли фактически является вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре. 
     Масса Земли приблизительно равна 5,98·1024 кг. Общее число атомов, составляющих Землю приблизительно 1050. Она состоит в основном из железа (32,1 %), кислорода (30,1 %), кремния (15,1 %), магния (13,9 %), серы (2,9 %), никеля (1,8 %), кальция (1,5 %) и алюминия (1,4 %); на остальные элементы приходится 1,2 %. Из-за сегрегации по массе внутреннее пространство, предположительно, состоит из железа(88,8 %), небольшого количества никеля (5,8 %), серы (4,5 %). 
     Геохимик Франк Кларк вычислил, что земная кора чуть более чем на 47 % состоит из кислорода. Наиболее распространённые породосоставляющие минералы земной коры практически полностью состоят из оксидов; суммарное содержание хлора, серы и фтора в породах обычно составляет менее 1 %. Основными оксидами являются кремнезём (SiO2), глинозём (Al2O3), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), оксид калия (K2O) и оксид натрия (Na2O). Кремнезём служит главным образом кислотной средой, формирует силикаты; природа всех основные вулканических пород связана с ним. Из расчётов, основанных на анализе 1 672 видов пород, Кларк сделал вывод, что 99,22 % из них содержат 11 оксидов (таблица справа). Все прочие компоненты встречаются в очень незначительном количестве. 
     Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая (значительно менее вязкая, чем мантия), а внутренняя —твёрдая. 
     Внутренняя теплота планеты, скорее всего, обеспечивается радиоактивным распадом изотопов калия-40, урана-238 и тория-232. У всех трёх элементов период полураспада составляет более миллиарда лет. В центре планеты, температура, возможно, поднимается до 7 000 К, а давление может достигать 360 ГПа. Часть тепловой энергии ядра передаётся к земной коре посредством плюмов. Плюмы приводят к появлению горячих точек и Траппов. 
     Земная кора — это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн — границей Мохоровичича. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30—50 км на континентах. Бывает два типа коры — континентальная и океаническая. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит. 
     Мантия — это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами — породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др. Частичное плавление мантийных пород порождает базальтовые и им подобные расплавы, формирующие при подъёме к поверхности земную кору. 
     Мантия составляет 67 процентов всей массы Земли и около 83 % всего объёма Земли. Она простирается от глубин 5 — 70 километров ниже границы с земной корой, до границы с ядром на глубине 2900 км. Мантия расположена в огромном диапазоне глубин, и с увеличением давления в веществе происходят фазовые переходы, при которых минералы приобретают всё более плотную структуру. Наиболее значительное превращение происходит на глубине 660 километров. Термодинамика этого фазового перехода такова, что мантийное вещество ниже этой границы не может проникнуть через неё, и наоборот. Выше границы 660 километров находится верхняя мантия, а ниже, соответственно, нижняя. Эти две части мантии имеют различный состав и физические свойства. Хотя сведения о составе нижней мантии ограничены, и число прямых данных весьма невелико, можно уверенно утверждать, что её состав со времен формирования Земли изменился значительно меньше, чем верхней мантии, породившей земную кору. 
     Теплоперенос в мантии происходит путем медленной конвекции, посредством пластической деформации минералов. Скорости движения вещества при мантийной конвекции составляют порядка нескольких сантиметров в год. Эта конвекция приводит в движение литосферные плиты (см. тектоника плит). Конвекция в верхней мантии происходит раздельно. Существуют модели, которые предполагают ещё более сложную структуру конвекции. 
     Ядро состоит из железо-никелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов. 
     Согласно теории тектонических плит, внешняя часть Земли состоит из двух слоёв: литосферы, включающей земную кору, и затвердевшей верхней части мантии. Под Литосферой располагается астеносфера, составляющая внутреннюю часть мантии. Астеносфера ведёт себя как перегретая и чрезвычайно вязкая жидкость. 
     Литосфера, разбитая на так называемые тектонические плиты, как бы плавает по астеносфере. Плиты представляют собой жёсткие сегменты, которые двигаются относительно друг друга. Существует три типа их взаимного перемещения: конвергенция, дивергенция и сдвиговые перемещения по трансформным разломам. На разломах между тектоническими плитами могут происходить землетрясения, вулканическая активность, горообразование, образование океанских впадин. 
     Рельеф Земли очень разнообразен. Около 70,8% поверхности планеты покрыто водой (в том числе континентальные шельфы). Подводная поверхность гористая, включает систему срединно-океанических хребтов, а также подводные вулканы, океанические желоба, подводные каньоны, океанические плато и абиссальные равнины. Оставшиеся 29,2%, непокрытые водой, включают горы, пустыни, равнины, плоскогорья и др. 
     В течение геологических периодов, поверхность планеты, из-за тектонических процессов и эрозии, постоянно изменяется. Рельеф тектонических плит формируется под воздействием выветривания, которое является следствием осадков, колебаний температур, химических воздействий. Ледники, береговая эрозия, образование коралловых рифов, столкновения с крупными метеоритами также влияют на изменение земной поверхности. 
     При перемещении континентальных плит по планете, океаническое дно погружается под их надвигающиеся края. В то же время, поднимающееся из глубин вещество мантии, создаёт дивергентную границу на срединно-океанических хребтах. Совместно эти два процесса приводят к постоянному обновлению материала океанической плиты. Возраст большей части океанского дна меньше 100 млн. лет. Древнейшая океаническая плита расположена в западной части Тихого океана, а её возраст составляет примерно 200 млн. лет. Для сравнения, возраст старейших ископаемых, найденных на суше, достигает порядка 3 млрд. лет. 
     Континентальные плиты состоят из материала с низкой плотностью, такого как вулканические гранит и андезит. Менее распространён базальт — плотная вулканическая порода, являющаяся основной составляющей океанического дна. Примерно 75% поверхности материков покрыто осадочными породами, хотя эти породы составляют примерно 5% земной коры. Третьими по распространённости на Земле породами являются метаморфические горные породы, сформировавшиеся в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород под действием высокого давления, высокой температуры или того и другого одновременно. Самые широко распространённые силикаты на поверхности Земли — это кварц, полевой шпат, амфибол, слюда, пироксен и оливин; карбонаты — кальцит (в известняке), арагонит и доломит. 
     Педосфера представляет собой самый верхний слой литосферы, включает почву и процессы почвообразования. Она находится на границе между литосферой, атмосферой, гидросферой. На сегодня общая площадь культивируемых земель составляет 13,31% поверхности суши, из которых лишь 4,71% постоянно заняты сельскохозяйственными культурами. Примерно 40% земной суши сегодня используется для пахотных угодьев и пастбищ, это примерно 1,3·107 км2 пахотных земель и 3,4·107 км2пастбищ. 
     Гидросфера — совокупность всех водных запасов Земли. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара. 
     Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая криосферу. 
     Атмосфера — газовая оболочка, окружающая планету Земля. Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология. 
     Биосфера — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности. 
     Земле требуется в среднем 23 часа 56 минут и 4.091 секунд (звёздные сутки), чтобы совершить один оборот вокруг оси, соединяющей северный и южный полюса. Скорость вращения планеты с запада на восток составляет примерно 15 градусов в час (1 градус в 4 минуты, 15’ в минуту). Это эквивалентно видимому диаметру Солнца или Луны каждые две минуты. (Видимые размеры Солнца и Луны примерно одинаковы.) 
     Вращение земли замедляется с течением времени. Приблизительно, за одно столетие, земля поворачивается на 33 секунды дуги (не путать со временем!) меньше, чем в предыдущее столетие. То есть, угловое замедление составляет 33 секунды/столетие2. 
     Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите на расстоянии около 150 млн. км со скоростью примерно равной 30 км/c (108 000 км/час), совершая полный оборот за 365,2564 средних солнечных суток (один звёздный год). С Земли перемещение Солнца относительно звёзд составляет около 1° в день в восточном направлении. Скорость движения Земли по орбите непостоянна: в июле она начинает ускоряться (после прохождения афелия), а в январе — снова начинает замедляться (после прохождения перигелия). Солнце и вся солнечная система вращается вокруг центра галактики Млечного Пути по почти круговой орбите со скоростью около 220 км/c. В свою очередь солнечная система в составе галактики Млечного пути движется со скоростью примерно 20 км/с по направлению к точке (апексу), находящейся на границе созвездий Лиры и Геркулеса, ускоряясь по мере расширения Вселенной. Увлекаемая движением Солнца, Земля описывает в пространстве винтовую линию. 
     Луна обращается вместе с Землёй вокруг общего центра масс каждые 27,32 суток относительно звёздного фона. Промежуток времени между двумя одинаковыми фазами луны (синодический месяц) составляет 29,53059 дня. Если смотреть на орбиту Луны с северного полюса мира, то Луна движется вокруг Земли против часовой стрелки. Ось вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости Земля-Солнце на 23,5 градуса (зависит от времени года); плоскость Земля-Луна отклонена на 5 градусов относительно плоскости Земля-Солнце (без этого отклонения каждые две недели происходило бы одно из затмений: солнечное либо лунное). 
     Из-за наклона оси Земли, высота Солнца над горизонтом в течение года изменяется. Для наблюдателя в северных широтах, когда северный полюс наклонён к Солнцу, светлое время суток длится дольше и Солнце в небе находится выше. Это приводит к более высоким средним температурам воздуха. Когда северный полюс отклоняется в противоположную от Солнца сторону, всё становится наоборот и климат делается холоднее. За северным полярным кругом в это время почти на полгода устанавливается ночь (полярная ночь). 
     Эти изменения климата (обусловленные наклоном земной оси) приводят к смене времён года. Четыре сезона определяются солнцестояниями — моменты, когда земная ось максимально наклонена по направлению к Солнцу либо от Солнца — и равноденствиями. Зимнее солнцестояние происходит примерно 21 декабря, летнее — примерно 21 июня, весеннее равноденствие — приблизительно 20 марта, а осеннее — 23 сентября. Наклон земной оси в южном полушарии противоположен наклону в северном. Таким образом, когда в северном полушарии лето, то в южном — зима, и наоборот. 
     Угол наклона земной оси относительно постоянен в течение длительного времени. Однако, этот наклон претерпевает незначительные, нерегулярные смещения (известные как нутация) с периодичностью 18,6 лет. Ориентация оси Земли со временем тоже изменяется, длительность периода прецессирования составляет 25 000 лет; эта прецессия является причиной различия звёздного года и тропического года. Оба эти движения вызваны меняющимся притяжением, действующим со стороны Солнца и Луны на экваториальную выпуклость Земли. Полюсы Земли перемещаются относительно её поверхности на несколько метров. Такое движение полюсов имеет разнообразные, циклические составляющие, которые вместе называются квазипериодическим движением. В дополнение к годичным компонентам этого движения, существует 14-месячный цикл, именуемый чандлеровским движением полюсов Земли. Скорость вращения Земли также не постоянна, что отражается в изменении продолжительности суток. 
     В настоящее время, перигелий Земли приходится примерно на 3 января, а афелий — примерно на 4 июля. Из-за изменения дистанции между Землёй и Солнцем, в перигелии количество солнечной энергии, достигающей Землю, на 6,9 % больше, чем в афелии. Так как южное полушарие наклонено в сторону Солнца примерно в то же время, когда Земля находится ближе всего к Солнцу, то в течение года оно получает немного больше солнечной энергии, чем северное. Однако, этот эффект значительно менее значим, чем изменение полной энергии обусловленное наклоном земной оси, и, кроме того, большая часть избыточной энергии поглощается большим количеством воды южного полушария. 
     Для Земли радиус сферы Хилла (сфера влияния земной гравитации) равен примерно 1,5 млн. м. Это максимальная дистанция, на которой влияние гравитации Земли больше, чем влияние гравитаций других планет и Солнца. 
     Впервые Земля была сфотографирована из космоса в 1959 году аппаратом Эксплорер-6. Первым человеком, увидевшим Землю из космоса, стал в 1961 году Юрий Гагарин. Экипаж Аполлона 8 в 1968 году первым наблюдал восход Земли с лунной орбиты. В 1972 году экипаж Аполлона 17 сделал знаменитый снимок Земли — «The Blue Marble». 
     Из открытого космоса можно наблюдать прохождение Земли через фазы, подобные лунным. Это явление обусловлено светом, отражающимся от поверхности Земли, пока она вращается вокруг Солнца. 
     Наблюдатель на Марсе может видеть фазы Земли так же, как земной наблюдатель — фазы Венеры (открытые Галилео Галилеем). Однако с Солнца нельзя увидеть фаз Земли — всегда будет видна только освещённая сторона. 
     Луна — относительно большой планетоподобный спутник, с диаметром равным четверти земного. Это самый большой, по отношению к размерам своей планеты, спутник солнечной системы. По названию земной Луны, естественные спутники других планет также называют «лунами». 
     Гравитационное притяжение между Землёй и Луной является причиной земных приливов и отливов. Аналогичный эффект на Луне проявляется в том, что она постоянно обращена к Земле одной и той же стороной (период оборота Луны вокруг своей оси равен периоду её оборота вокруг Земли; см. также приливное ускорение Луны). Это называется приливной синхронизацией. Во время вращения Луны вокруг Земли, Солнце освещает различные участки поверхности спутника, что проявляется в явлении лунных фаз: тёмная часть поверхности отделяется от светлой терминатором. 
     Из-за приливной синхронизации Луна удаляется от Земли примерно на 38 мм в год. Через миллионы лет, это крошечное изменение, а также увеличение земного дня на 23 мкс в год, приведут к значительным изменениям. Так, например, в Девонский период (примерно 410 млн. лет назад) в году было 400 дней, а сутки длились 21,8 часа. 
     Луна может драматически повлиять на развитие жизни путём изменения климата на планете. Палеонтологические находки и компьютерные модели показывают, что наклон земной оси стабилизируется приливной синхронизацией Земли с Луной. Некоторые теоретики считают, что без этой стабилизации, действующей против вращающего момента со стороны Солнца и планет на экваториальную выпуклость Земли, ось вращения была бы хаотична и нестабильна, как, например, у Марса. Если бы ось вращения Земли приблизилась к плоскости эклиптики, то в результате климат на планете стал бы чрезвычайно суровым. Один из полюсов был бы направлен прямо на Солнце, а другой — в противоположную сторону, и по мере вращения Земли вокруг Солнца они менялись бы местами. Полюсы были бы направлены прямо на Солнце летом и зимой. Планетологи, изучавшие такую ситуацию, утверждают, что, в таком случае, на Земле вымерли бы все крупные животные и высшие растения. Однако, это спорная тема, и дальнейшие исследования Марса, у которого сходные с земными период обращения и наклон оси, но нет такой большой Луны и жидкого ядра, могут разрешить этот вопрос. 
     С Земли видимый размер Луны очень близок к видимому размеру Солнца. Угловые размеры (или телесный угол) этих двух небесных тел схожи постольку, поскольку хоть диаметр Солнца и больше лунного в 400 раз, оно и находится в 400 раз дальше от Земли. Благодаря этому обстоятельству, на Земле можно наблюдать полные кольцеобразные затмения. 
     Самая широко распространённая теория происхождения Луны, Теория Гигантского столкновения, утверждает, что Луна образовалась в результате столкновения протопланеты Теи (размером примерно с Марс) с ранней Землёй. Эта гипотеза, среди прочего, объясняет причины сходства и различия состава лунного грунта и земного. 
     У Земли есть, по крайней мере, два соорбитальных спутника — это астероиды 3753 Cruithne и 2002 AA29. 
     Будущее планеты тесно связано с будущим Солнца. В результате накопления в ядре Солнца гелиевого «шлака», светимость звезды начнёт медленно возрастать. Яркость солнца возрастёт на 10 % в течение следующих 1,1 млрд. лет и ещё на 40 % в течение следующих 3,5 млрд. лет. Согласно некоторым климатическим моделям, увеличение количества солнечного излучения, падающего на поверхность Земли, приведёт к чудовищным последствиям, включая возможность полного испарения всех океанов. 
     Повышение температуры поверхности Земли ускорит неорганическую циркуляцию CO2, уменьшив его концентрацию до смертельного для растений уровня (10 ppm для C4-фотосинтеза) за 900 млн. лет. Но даже если бы солнце было вечно и неизменно, то продолжающееся внутреннее охлаждение Земли могло бы привести к потере большей части атмосферы и океанов (из-за понижения вулканической активности). Ещё через миллиард лет вода с поверхности планеты исчезнет полностью. 
     Через 5 млрд. лет Солнце превратится в красного гиганта. Модель показывает, что Солнце увеличится в диаметре на величину, равную примерно 99% нынешней дистанции до орбиты Земли (1 а.е.). Однако к тому времени орбита Земли может увеличиться до 1,7 а.е., поскольку ослабнет притяжение Солнца из-за уменьшения массы. И хотя Земля сможет избежать поглощения внешними оболочками Солнца, большая часть живых организмов (если не все) исчезнет в результате катастрофической близости к звезде.

 

 

2.Происхождения земли

Космонавты американского  космического корабля «Аполлон»  говорили, что,

когда они были на Луне, Земля с голубой водой  и  белыми  облаками  была  для них самым манящим объектом из всех, которые они могли наблюдать на небе.  Их пристрастие понятно. Они знали из личного опыта, на что похожа эта  планета, и могли перевести вид облаков, океанов и  континентов  в  свой  повседневный опыт—скажем, в  морской  бриз,  накатывающий  волны  на  освещенный  солнцем берег.

      Вероятно, то, что больше всего нравится  людям на Земле, даже если  они

не могут выразить этого  словами,—  это  картина  постоянного  движения.  На Земле  покой  заметен  благодаря  своей  редкости.  Движение  всюду   —   от постоянного смещения песчинок в  дюнах,  движения  бактерий  и  других  форм жизни до  мощных  колебаний  в  самой  Земле,  когда  она  дрожит  во  время землетрясения и после него.

      Эта  планета активна. В самом деле, она активна уже 4,6 млрд.-лет и не

видно никаких признаков  успокоения. Земная атмосфера, океаны, тонкая кора  и глубокие недра находятся в движении  с  тех  пор,  как  образовались.  Жизнь является составной частью поверхности по меньшей мере в течение 4/5  истории планеты.

      В  процессе постоянной активности  Земля в своей эволюции  прошла  через разные стадии, сохраняя в  течение  всего  времени  состояние  динамического равновесия. Равновесие включает в себя  обмен  веществом  и  энергией  между недрами,  поверхностью,  атмосферой  и  океанами.  Исследования  в   области геологии с привлечением  результатов  геохимии,  геофизики  и  палеонтологии показали, как происходила эволюция поверхностных слоев  Земли.  Эти  знания, объединенные с устоявшейся теорией внутреннего строения Земли  и  гипотезами о движении  внутренних  слоев  Земли,  поставляют  сведения  для  построения теории эволюции планеты.

      Статья  Камерона  (см.  «Образование  и эволюция  Солнечной системы»)

описывает   процесс   возникновения Земли и других планет путем  конденсации определенных  областей  солнечного  протопланетного  облака.  Первоначальное строение протопланетного облака и  его  структура  в  более  поздний  период выводятся из строения земных горных пород,  горных  пород,  доставленных  на Землю с Луны, метеоритов и атмосфер Земли, Марса, Венеры и Юпитера.

      Появлению   теории   развития   Земли   больше   всех   способствовали

исследователи, изучавшие  постепенную конденсацию и аккрецию твердой планеты по мере того как  она  увлекала  огромные количества  малых  частиц  из протопланетного  диска,  из  которого   образовалась теперешняя   Солнечная система.  Так  как  планета  росла,  она  начала  нагреваться  в  результате совместного действия  гравитационного  сжатия, столкновений с метеоритами  и нагревания,   вызванного   радиоактивным  распадом  урана,  тория  и  калия, (Хотя калий обычно не считается радиоактивным элементом,  0,01  °/о  этого элемента на Земле является радиоактивным изотопом  калия-40.)  В  результате внутренние слои расплавились. Процесс расплавления можно  назвать  «железной катастрофой»; он включал в себя обширную  перестройку  всего  тела  планеты.

Расплавленные капли  железа и сопутствующих ему элементов  оседали  к  центру  Земли и там образовали расплавленное ядро, которое остается  в  значительной степени оасплавленным и сегодня.

      По  мере того как тяжелые металлы   оседали  к  центру,  легкие  «шлаки»

всплывали наверх —  к внешним слоям, которые  в  настоящее  время  составляют верхнюю мантию и кору. Возникновению  более  легких  элементов,  таких,  как алюминий и кремний и два щелочных металла,  натрий  и  калий,  сопутствовало образование  радиоактивных  тяжелых  элементов  урана  и  тория.  Объяснение возникновения  этих  тяжелых  элементов  лежит  в   механизме,   посредством которого атомы урана и тория образуют кристаллические соединения.  Размер  и химическое  сродство  атомов  препятствуют  тому,  чтобы  они   образовывали плотные, компактные структуры,  которые  являются  устойчивыми  при  высоких давлениях, существующих в глубоких недрах Земли. Следовательно, атомы  урана и тория были «выжаты» и вынуждены  переселяться  вверх,  в  область  верхней мантии и коры, где  они  легко  подошли  к  более  открытым  кристаллическим структурам силикатов и окислов, находящихся в горных породах земной коры.

      По  мере того как внутри Земли  произошла дифференциация на  ядро, мантию и кору, вещество в верхних областях также расслаивалось на  разные  фракции, Нижние слои коры состоят из базальтов и габбро — темных  горных  пород,  в состав  которых  входят  кальций,  магний  и  соединения,  богатые  железом, главным  образом  силикаты.  Они  образовались   в   результате   частичного расплавления и разделения более плотных веществ верхней  мантии.  Базальт  и габбро  сами  подверглись  дифференциации  в  результате  кристаллизации   и частичного плавления и так  же,  как  более  легкие  жидкие  вещества,  были выдавлены  через  кору.  В  верхних  слоях  коры  и   на   поверхности   они затвердевали и образовывали такие более легкие горные породы  вулканического происхождения, как гранит, обогащенные кремнием, алюминием и калием.

      Вопрос  о том, в какой степени эти  процессы были  завершены  на  ранней

стадии,  по  мнению   автора,   остается   нерешенным.   Некоторые   геологи

утверждают, что  значительная, а возможно, и  большая  часть  гранитной  коры была образована уже на этой стадии. Другие считают,  что  процесс  мог  едва начаться даже через 1 млрд. лет после образования Земли.

      Одним  из результатов  разогревания  внутренних  слоев  явилось   начало

вулканической деятельности  и  горообразования.  Они  привели  не  только  к изменению  формы  поверхности,  но  и  к  громадным  изменениям  в  строении внутренних слоев. В течение этого времени различные газы,  которые  вошли  в состав планеты, когда она образовалась в результате аккреции, начали  искать путь к поверхности. Среди них были углекислый  газ,  метан,  водяной  пар  и газы,  содержащие  серу.  Газы  должны  были  течь  к  поверхности  особенно интенсивно  в  период  перестройки  и  дифференциации.  Они  оставались   на поверхности, так как сила тяжести на Земле была достаточной для того,  чтобы помешать всем газам,  кроме  самых  легких  (водорода  и  гелия)  ,  уйти  в окружающее пространство. Температура в то время должна была быть  достаточно низкой и  допускала  конденсацию  воды.  Растворяясь  в  воде,  другие  газы вступали в химические реакции с такими элементами,  как  кальций  и  магний,

Страницы:    1234   следующая
Поиск по сайту

Предметы