Земля имеет приближенную форму шара (экваториальный диаметр — 12 754 км , а полярный — около 12 711 км ) и состоит из нескольких оболочек, выделенных по химическим или реологическим свойствам. В центре расположено внутреннее ядро с радиусом около 1250 км , которое в основном состоит из железа и никеля. Далее идёт внешнее ядро (состоящее в основном из железа) с толщиной около 2200 км . Над ним лежат 2900 км вязкой мантии , состоящей из силикатов и оксидов , а ещё выше — довольно тонкая твёрдая кора . Она тоже состоит из силикатов и оксидов, но обогащена элементами, которые не встречаются в мантийных породах. Представления о внутреннем строении Земли основываются на топографических , батиметрических и гравиметрических данных, наблюдениях горных пород в обнажениях , образцах, поднятых на поверхность с больших глубин в результате вулканической активности, анализе сейсмических волн , которые проходят сквозь Землю, и экспериментах с кристаллическими твёрдыми телами при давлениях и температурах , характерных для глубоких недр Земли.

Предположения

Сила гравитации Земли может быть использована для расчета её массы, а также оценки объёма планеты и её средней плотности. Астрономы также могут рассчитать массу Земли по её орбите и влиянию на близлежащие планетарные тела. Исследования твёрдой части Земли, водоёмов и атмосферы позволяют оценить массу, объём и плотность горных пород на определённой глубине, так что остальная масса должна находиться в более глубоких слоях.

Строение

Недра Земли можно делить на слои по их механическим (в частности реологическим ) или химическим свойствам. По механическим свойствам выделяют литосферу , астеносферу , мезосферу , внешнее ядро и внутреннее ядро . По химическим свойствам Землю можно разделить на земную кору , верхнюю мантию , нижнюю мантию, внешнее ядро и внутреннее ядро .

Геологические слои Земли находятся на следующих глубинах под поверхностью ^{[ нет в источнике ]} :

Слои Земли были определены косвенно с помощью измерения времени распространения преломлённых и отражённых сейсмических волн , созданных землетрясениями. Ядро не пропускает поперечные волны, а скорость распространения волн отличается в разных слоях. Изменения в скорости сейсмических волн между различными слоями вызывает их преломление благодаря закону Снелла .

Ядро

Средняя плотность Земли 5515 кг / м ³ . Поскольку средняя плотность вещества поверхности составляет всего лишь около 3000 кг/м ³ , мы должны заключить, что плотные вещества существуют в ядре Земли. Ещё одно доказательство высокой плотности ядра основано на сейсмологических данных. Следует учитывать и уплотнение вещества давлением. Имеются данные лабораторных исследований с выводом об изменениях плотности веществ более плотной упаковкой атомов, например, железо уже при 1 млн атмосфер уплотняется примерно на 30%. "...Плотность верхней мантии начиная от значения 3,2 г/см ³ на поверхности постепенно возрастает с глубиной вследствие сжатия её вещества... В нижней мантии существенных перестроек в кристаллическом строении вещества больше не происходит, поскольку все окислы в этой геосфере уже находятся в состоянии предельно плотной упаковки атомов и сжатие мантийного вещества происходит только благодаря сжатию самих атомов."

Сейсмические измерения показывают, что ядро делится на две части — твёрдое внутреннее ядро радиусом ~1220 км и жидкое внешнее ядро радиусом ~3400 км .

Мантия

Мантия Земли простирается до глубины 2890 км, что делает её самым толстым слоем Земли. Давление в нижней мантии составляет около 140 ГПа ( 1,4·10 ⁶ атм ). Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием по отношению к вышележащей коре. Высокие температуры в мантии делают силикатный материал достаточно пластичным, чтобы могла существовать конвекция вещества в мантии, выходящего на поверхность через разломы в тектонических плитах. Плавление и вязкость вещества зависят от давления и химических изменений в мантии. Вязкость мантии разнится от 10 ²¹ до 10 ²⁴ Па·с в зависимости от глубины . Для сравнения, вязкость воды составляет около 10 ⁻³ Па·с, а песка — 10 ⁷ Па·с.

Кора

Толщина земной коры разнится от 5 до 70 км в глубину от поверхности. Самые тонкие части океанической коры , которые лежат в основе океанических бассейнов (5—10 км), состоят из плотной ( ) железо-магниевой силикатной породы, такой как базальт .

Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы.

Историческое развитие альтернативных концепций

В 1692 году Эдмунд Галлей (в статье, напечатанной в Философских трудах Королевского общества в Лондоне), выдвинул идею о Земле, состоящей из полого корпуса около 500 миль толщиной, с двумя внутренними концентрическими оболочками вокруг внутреннего ядра, соответствующего диаметрам планет Венеры, Марса и Меркурия соответственно . Научные данные, независимо полученные геофизикой , геодезией , астрономией и химией , ещё в XIX веке (а частично — в XVIII веке) полностью опровергли гипотезу полой Земли .

См. также

• Поверхность Мохоровичича

Примечания

Литература

• Джеффрис Г. Земля, её происхождение, история и строение, пер. с англ.. — М. , 1960.
• Магницкий В. А. Внутреннее строение и физика Земли. — М. , 1965.
• Ботт М. Внутреннее строение Земли, пер. с англ.. — М. , 1974.
• Булен К. Плотность Земли, пер. с англ.. — М.,, 1978.
• Жарков В. Н. Внутреннее строение Земли и планет. — 2 изд.. — М. , 1983. .
• Огаджанов В.А. Дилатационная модель Земли и геотектоника . Вестник Воронежского. гос. ун-та. сер. Геология. 2001. №11
• Kruglinski, Susan. Discover, June 2007.
• Lehmann, I. (1936) Inner Earth , Bur. Cent. Seismol. Int. 14, 3-31
• Schneider, David (October 1996) A Spinning Crystal Ball , Scientific American
• Wegener, Alfred (1915) «The Origin of Continents and Oceans»