Рождение Земли

РОЖДЕНИЕ ЗЕМЛИ. ЧАСТЬ 1.

1. Схема строения Земли в разрезе.

 

                                                                       Рис. 3. Строение Земли: ядро, мантия  и земная кора

 

• .  Ядро расположено в центре Земли, его радиус составляет около 3,5 тыс км.  в земном ядре давление может достигать 3,8 млн. атм. Температура ядра достигает 10 000 К.  Глубина: около 5100 км — центр Земли (6370 км). ядро делится на две части — твёрдое внутреннее ядро с радиусом ~1220 км и жидкое внешнее ядро с радиусом ~3400 км[3]. Ядро предположительно состоит из сплавов железа и никеля.

• Мантия Земли простирается до глубины 2890 км, что делает её самым толстым слоем Земли. мантия делится на несколько сфер: верхнюю (глубина до 900 км) и нижнюю мантии. астеносфера – это слой в верхней мантии (расположенный на глубине около 100 км под океанами и около 200 км и более под континентами. Наличие пластичного астеносферного слоя, отличающегося по механическим свойствам от твёрдых вышележащих слоёв, даёт основание для выделения литосферы - твердой оболочки Земли, включающей земную кору и подкоровую мантию, расположенную выше астеносферы. Мощность литосферы составляет от 50 до 300 км. 

Давление составляет около 1,4·10^6 атм. Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием по отношению к вышележащей коре. Температура мантии:500-900 градусов Цельсия у границы с корой и более 4000 - у границы с ядром.

• Земная кора представляет собой твердую оболочку Земли и является верхней частью литосферы. Земная кора делится на океаническую ( занимает 21%) и континентальную (79%). Земная кора тоньше под океанами (около 5 км) и толще — под материками (до 75 км.).  
  Земная кора может нагреваться до 35 °C в пустыне и быть ниже нуля в Антарктиде. В среднем температура поверхности коры составляет около 14 °C. На глубине 50 км, т.е. примерно у подошвы земной коры, давление составляет 13000 атм.

В состав коры входят оксиды кремния, железа, алюминия, щелочных металлов. Континентальная земная кора делится на три слоя: осадочный, гранитный и базальтовый. Океаническая земная кора состоит из осадочного и базальтового слоев.

• Литосферу Земли формирует земная кора вместе с верхним слоем мантии. Литосфера слагается из тектонических литосферных плит, которые как будто «скользят» по астеносфере со скоростью от 20 до 75 мм в год. 

 
 

2. Как формируется магнитное поле Земли? Схема защитного действия магнитного поля от солнечного ветра. Полярное сияние.

 

Известно, что Земля является гигантским магнитом, имеющим Южный и Северный магнитные полюса.

Ученые считают, что магнитное поле Земли образуется в результате процесса, называемого динамо. Эта гигантская динамо-машина представляет собой перемещающийся слой жидкого расплавленного металла, находящийся на границе ядра Земли, движение которого связано с вращением планеты. Все это, согласно законам физики, производит электрическое поле, которое, в свою очередь, вырабатывает магнитное поле. 

 

Магнитное поле защищает Землю от солнечного ветра — потока заряженных частиц, исходящих от Солнца.

Частицы солнечного ветра, сталкиваясь с магнитным полем Земли, отклоняются и обтекают его. Лишь незначительная их часть проникает в ионосферу в районе полюсов. Таким образом, магнитное поле Земли – это неплохой зонтик планеты, прикрывающий ее от электрически заряженных частиц солнечного ветра. Схема взаимодействия магнитного поля Земли с солнечным ветром, который сильно деформирует магнитное поле Земли 

  
Полярное сияние— свечение верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой.

причина наблюдения полярных сияний связана со свечением атмосферы при торможении в магнитном поле Земли заряженных частиц, входящих в состав космического излучения и так называемого солнечного ветра. Магнитное поле искривляет траекторию  движения частиц, направляя к полюсам.

 

3. Схема времен года на Земле.

Причиной смены времён года является наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики и вращение Земли вокруг Солнца. Без наклона оси продолжительность дня и ночи в любом месте Земли была бы одинакова, и днём солнце поднималось бы над горизонтом на одну и ту же высоту в течение всего года.

В наше время ось планеты образует с орбитальной плоскостью угол 66,56°[7].

времена года разделены моментами осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния, весеннего равноденствия и летнего солнцестояния.

В период между сентябрьским и мартовским равноденствиями (от 22 (23) сентября до 20 (21) марта) из-за наклона земной оси Северное полушарие обращено к Солнцу меньшую часть суток, поэтому северные широты получают меньше тепла и света, чем южные. Зимой дни становятся короче, а положение Солнца в полдень — ниже, чем в Южном полушарии, где в это время лето. Спустя полгода Земля переходит на противоположную точку своей орбиты. Наклон оси остаётся таким же, однако теперь Южное полушарие оказывается обращённым к Солнцу меньшую часть суток, там дни короче, Солнце в полдень — ниже, меньше и тепла и света. В Северном полушарии в это время лето.

Из-за эллиптической формы земной орбиты времена года имеют разную продолжительность. Так, в Северном полушарии осень продолжается приблизительно 89,8 суток, зима — 89, весна — 92,8, лето — 93,6. В Южном полушарии — соответственно 92,8, 93,6, 89,8 и 89 суток.[8]

 

Наклон оси вращения Земли.  

4. Когда и как появилась вода на Земле?

 «горячая » теория происхождения Земли. Считается, что некогда Земля была расплавленным огненным шаром, который, излучая тепло в пространство, постепенно остывал. Появилась первородная кора, возникли химические соединения элементов и среди них соединение водорода с кислородом (вода). 
Пространство вокруг Земли все более заполнялось газами, которые непрерывно извергались из трещин остывающей коры. По мере охлаждения пары образовывали облачный покров, плотно окутавший нашу планету. Когда температура в газовой оболочке упала настолько, что влага, содержащаяся в облаках, превратилась в воду, пролились первые дожди. Тысячелетие за тысячелетием низвергались дожди. Они-то и стали тем источником воды, которая постепенно заполнила океанические впадины и образовала Мировой океан.

 

Большинство специалистов придерживаются той точки зрения, что вода на Землю была занесена около 4 - 3,6 млрд лет назад, еще на этапе активного формирования планеты, когда ее беспрерывно атаковали тысячи больших и малых астероидов и комет.

Геохронологическая шкала
Эон		Эра	Период
Ф  а  н  е  р  о  з  о  й		Кайнозой	Четвертичный
			Неоген
			Палеоген
		Мезозой	Мел
			Юра
			Триас
		Палеозой	Пермь
			Карбон
			Девон
			Силур
			Ордовик
			Кембрий
Докембрий	Протерозой	Нео-  протерозой	Эдиакарий
			Криогений
			Тоний
		Мезо-  протерозой	Стений
			Эктазий
			Калимий
		Палео-  протерозой	Статерий
			Орозирий
			Риасий
			Сидерий
	Архей	Неоархей
		Мезоархей
		Палеоархей
		Эоархей
	Катархей

Некоторые из таких астероидов, полагают ученые, были довольно крупными и содержали в себе приличные запасы воды в виде пара, жидкости или льда.

 

Теперь же появилась и новая теория. Японские специалисты предполагают, что почти вся вода на Земле появилась здесь же, а не была занесена из космоса. Геологи из токийского Института технологий говорят, что на этапе начального формирования планеты в структуре Земли присутствовали целые пласты, состоящие из водорода, они вступали в химическую реакцию с кислородом, присутствующим в земной мантии, в результате чего на планете образовывалась вода в больших количествах.

 

5. Шкала геологических эрпох на Земле.