Жердің пішіні, физикалық қасиеттері және химиялық құрамы

Жер – күн жүйесінің басқа да планеталарына ұқсаған шар тәрізді пішіні бар дене. Бірақ Жер дәл шар сияқты емес, ол полюстер жағынан сәл қысылған болады. Бұл пішінді сфероид дейді. Жерді зерттегенде тек полюстер жағынан қысылуын ғана емес сонымен қатар жер бедерінің тегіс еместіктігі де (терең мұхиттық құламалар, үлкен тау биіктері) ескеріледі, сондықтан Жердің осындай дұрыс геометриялы емес пішінін геоид деп атайды.

Геофизикалық мәліметтер бойынша, Жер құрамы бір текті емес, қалыңдығы да әр түрлі үш ішкі сферадан құрылған: 1) Жер қабығы – 50-70км тереңдікке дейін; 2) Аралық қабық немесе мантия – 2900км тереңдікке дейін; 3) Жер өзегі – 2900 дан 6380 км- ге дейін.

Жер қыртысы (литосфера) үзілмелі су қабатымен (гидросфера) жамылған. Олардың үстінде ауа қабаты (атмосфера) орналасқан. Су және ауа қабаттары Жердің сыртқы сфералары болып есептеледі.

Жер туралы негізгі физикалық мәліметтер келесідей:

Экваторлық радиусы ...........................................6378,245км

Полюстік радиусы................................................6356,9км

Жер беті ауданы...................................................510млн. км²

Жер көлемі...........................................................1,08 х 10¹² км³

Жер салмағы.........................................................5, 975 х 10²⁷т

Гидросфера салмағы............................................1,4 х 10¹⁸т

Биосфера салмағы................................................5,0 х 10¹² т

Жердің орташа тығыздығы.................................5,52 г/см³

Беткі тау жыныстардың орташа тығыздығы....2,7-2,8 г/см³

Мұхиттардағы су мөлшері.....................................1370 млн. км³

Жердегі мұз мөлшері............................................29 млн. км³

Өзен, көлдердегі су мөлшері................................0, 75 млн. км³ [1].

Жердің магнитті және гравитациялық өрістері. Жердің тартыс күші экваторда төмен полюстерде жоғары болады. Жердің магнитті өрістері бар.

Магнитті ауытқу - жер телімінің географиялық меридианынан магнитті стрелканың ауытқу бұрышы.

Ол батысты және шығысты болуы мүмкін. Магнитті меридиан географиялықпен сәйкес келмейді, ол жердегі құрлық пен судың біркелкі таратылмауымен байланысты болады.

Магнитті еңкейу - магнитті стрелканың көкжиекке еңкейу бұрышы. Картада бірдей септелулерді жалғастыратын сызықтарды изогон дейді, бірдей еңкейулерді жалғастыратын нүктелерді изоклин деп атайды.

Жер бетінің кейбір жерлерінде изогон мен изоклинның бағыттары өзгереді, бұл жағдай магнитті аномалиялардың болуымен байланысты. Магнитті аномалиялар темірлі тау жыныстардың жер құрамында кездесуімен байланысты болады. Мысалы, Курск магний аномалиясында, Соколов-Сарыбай кендері орнында.

Жер магнетизмінің элементтері өзгеріп тұрады. Олар тәулікті, жылдық және басқа да магнитті дауылдармен байланысты болады. Магнитті дауылдар жанартаулар атқылауы және жер сілкіністерімен қосарланып байқалады.

Жердің жылу қасиеттері. Жердің беткі қабатының температуралық режимін анықтайтын екі негіз бар: бірінші - Күннен алынатын жылу (99,5%); екінші - жер астынан келетін планетаның өзінің жылуы (5%). Күн сәулесі планетаны 30м тереңдікке дейін жылытады. 30 м-ден терең тұрақты температура алқабы орналасады, ол сол жердің орташа жылдық температурасына тән болады. Жердің көптеген аумақтарында жылдық орташа температурасы теріс болады, ал жердің оң температурасы 250-500 тереңдікте басталады. Әр бір 100 м-ге тереңдеген сайын жылу 3⁰С көтеріледі.

Геотермиялық градиент - бір қашықтың бірлігінде температураның өзгеруі шамасын сипаттайды ал, геотермиялық саты-1⁰С-ға температура көтерілетін қашықтықты көрсетеді.

Геотермиялық саты көрсеткіші Архангельскте 10м; Санкт-Петербургта 19,6; Москвада 38,4 м; Иоханесбургте – 111м болып келеді. Егер Жердің геотермиялық сатысын 33 м деп алсақ 100 км тереңдікте Жердің жылулығы 3000⁰С болуға тиісті. Сондықтан бұл тереңдікте Жер астында балқыған масса болуға тиісті. Бірақ Жердің терең қабатында қысым 3100 МПа-дейін артады, сондықтан балқыған массаның қатты заттар сияқты қасиеттері қалыптасады. Кейбір теориялар бойынша жер астындағы жылу радиактивті ыдырауға байланысты болады.

Жер радиобелсенділігі. Радиобелсенділік деген уран - 238; торий - 232; калий - 40 сияқты радиобелсенді элементтердің өзінен-өзі ыдырап жылу энергиясын бөлуі.

Мысалы, Уран - 238-дің 1 граммы жылына 2,97 Дж, уран - 235 -180,03 Дж қуат бөледі. Бұрын Жердің радиобелсенділігі қазіргі кезеңге қарағанда жоғарырақ болған. 4,5 млрд. жыл бұрын уран 238 екі есе көп болған, сондықтан ол қуатты екі есе көбірек шығарған.

Жердің химиялық құрамы. Нақтылы тек Жер бетіндегі қабаттарды ғана зерттеуге болады. Терең қабаттардың химиялық құрамын жанама мәліметтер бойынша, сейсмологиялық тәсілдер арқылы зерттейді.

Жер қабатының 16 км тереңдікке дейінгі қабатының химиялық құрамы келесідей (%):

Оттегі - 47,00

Кремний - 29,50

Алюминий - 8,05

Темір - 4,05

Кальций - 2,96

Магний - 1,87

Натрий - 2,50

Калий - 2,50

Титан - 0,45

Сутегі - 0,15

Фосфор - 0,093

Көміртегі - 0,023

Барлық басқа элементтер Жер қабығының 0,5% құрайды. Жер қабығы тереңдеген сайын оның химиялық құрамы өзгереді. Темір, магний, хром, никель, кобальт мөлшері тереңдік артқан сайын молая түседі.