Методы изучения Земных недр

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОИСХОЖДЕНИИ И СТРОЕНИИ ЗЕМЛИ

Строение Земли

В связи с тем, что земная поверхность осложнена глубокими впадинами (дно морей и океанов) и высокими горами на материках, эту истинную, присущую только Земле форму называют геоидом.

Средний радиус Земли – 6371 км. Полярный и экваториальный радиусы неодинаковы (разница между ними составляет немногим более 21 км).

На основании сейсмических данных выделяют внутренние геосферы, отделенные друг от друга поверхностями раздела, где скорости сейсмических волн изменяются. К ним относятся ядро, мантия и литосфера (земная кора).

Внутренне ядро Земли имеет предположительный состав с большим содержанием железа. Плотность его колеблется от 9,9 до 11,0 г/см³. По современным представлениям температура составляет 6880⁰ С.

Внешнее ядро (толщина 2000м). Плотность 5,3-6,5 г/см³. В ее составе имеется кремний, железо, магний, никель.

Нижняя мантия. Состоит из ультраосновных пород с плотностью 3,3-4,5 г/см³. Преобладает кремний и магний.

Верхняя часть мантии очень активна, содержит расплавленные массы. Здесь зарождаются сейсмические и вулканические явления, горообразовательные процессы (толщина 800м).

Земная кора (литосфера) — твердая верхняя оболочка Земли. Ее мощность изменяется от 5—10 (12) км под водами океанов до 30-40 км и равнинных областях, 50-75 км в горных районах (максимум под Андами и Гималаями).

Средняя плотность Земли по гравиметрическим данным составляет 5,52 г/см³. Плотность горных пород, слагающих земную кору, колеблется от 2,4-2,5 до 2,9-3,0 г/см³.

Земная кора состоит из материкового и океанического типов.

Материковый тип сложен тремя слоями. Верхний называется осадочным и представлен осадочными породами. Мощность их различна, изменяется от десятков метров до 10000м. Под толщей осадочного покрова находится гранитный слой. Он представлен кислыми магматическими породами (15-20 км). Под гранитным слоем располагается базальтовый слой, который достигает мощности 30 км. Состоит из пород основного состава (базальтов и габбро).

Океанический тип сложен только осадочным и базальтовым слоями.

Большую роль в геологических процессах на Земле играют внешние оболочки Земли гидросфера, атмосфера и биосфера.

Гидросфера это водная оболочка. Вода покрывает поверхность Земли на 70,8 %. Наибольшая глубина 11 км (Мариинская впадина в Тихом океане). Температура воды изменяется с глубиной. Самая высокая (+35,6 ⁰ С) - в Персидском заливе, а наиболее низкая – в Северном ледовитом океане (-2,8 ⁰ С). Содержание солей тоже различно. Соленость морской воды в среднем составляет 35 г/л. Гидросфера активно разрушает поверхностную часть литосферы, одновременно способствует накоплению мощной толщи осадков и создает запасы пресных вод.

Атмосфера – газовая оболочка Земли состоит из смеси различных газов, водяных поров и пыли. Она имеет сложное строение и тесно связана с процессами, происходящими в литосфере и гидросфере. Их взаимодействиями занимается наука метеорология.

Биосфера – сфера жизнедеятельности организмов, в которую входят атмосфера, гидросфера и верхняя часть литосферы. Их взаимодействие обуславливает образование почв и осадочных пород.

Методы изучения Земных недр

Средства и методы познания физической и химической природы Земли разнообразны, но их можно объединить в две группы: эмпирические и дедуктивные.

К эмпирическим методам относится непосредственное изучение свойств вещества Земли во время полевой геологической съемки и камеральных работ. Отобранные образцы изучаются в лабораториях, в которых точно устанавливается химический состав горных пород и их физические свойства. Эти исследования ограничены техническими возможностями взятием проб горных пород для лабораторного изучения с больших глубин.

О составе масс, лежащих на больших глубинах, позволяют судить наблюдения над продуктами извержения вулканов.

О некоторых физических свойствах недр Земли можно судить при помощи геофизических методов исследования. К ним относятся сейсмические, гравиметрические, магнитометрические, электрометрические способы изучения горных пород в недрах Земли.

К дедуктивным методам относятся заключения о физическом состоянии вещества в недрах Земли по аналогии с состоянием других небесных тел, о котором судят по астрофизическим наблюдениям, а также на основании вещественного состава падающих на Землю метеоритов.

Контрольные вопросы:

1. Какова форма Земли и ее размеры?

2. Сколько внутренних геосфер Земли и в чем их отличия?

3. Какие методы изучения недр Земли относятся к эмпирическим?

4. Что относится к дедуктивным методам при изучении недр Земли?