12.1: Космічний корабель Земля - будова і склад
- Page ID
- 20699
- Опишіть хімічний склад і будову Землі.
Шари, знайдені всередині Землі, діляться за складом на ядро, мантію та кору або за механічними властивостями на літосферу та астеносферу. Вчені використовують інформацію від землетрусів та комп'ютерне моделювання, щоб дізнатися про надр Землі.
ЗЕМНІ ШАРИ
Шари, які вчені визнають, зображені на малюнку\(\PageIndex{1}\).
Ядро, мантія і кора - це поділи, засновані на хімічному складі:
земна кора: Поверхня Землі - це кора. Взагалі кажучи, кора переважає оксид кремнію та оксид алюмінію. Континентальна кора товща і менш щільна, ніж океанічна кора. Земна кора коливається по товщині від менш ніж 5 км (під середньо-океанічними розкидистими хребтами) до більш ніж 70 км (під найвищим гірським хребтом).
Мантія: Наступним хімічним шаром вниз є мантія. Мантія має ультрамафічний склад — вона містить більше заліза, магнію, менше алюмінію і трохи менше кремнію, ніж кірка. Мантія товщиною приблизно 2900 км. За обсягом мантія є найбільшим з трьох земних хімічних шарів.
Ядро: Кінцевим шаром є ядро, яке в основному є залізо та нікель. Ядро товщиною близько 3500 км.
Таблиця\(\PageIndex{1}\) підсумовує хімічні шари землі.
| скоринка | Мантія | Ядро |
|---|---|---|
| склад: високий Si, Al, & O | склад: помірний Si, високий Mg & Fe | склад: Fe & Ni |
| товщина: від 5 до 70 км | товщина: 2 900 км | товщина: 3 500 км |
У таблиці\(\PageIndex{2}\) наведено елементний склад земної кори.
| Найбагатші елементи земної кори | Орієнтовний% по масі |
|---|---|
| O | 46.6 |
| СІ | 27.7 |
| Аль | 8.1 |
| Fe | 5.0 |
| Ca | 3.6 |
| Na | 2.8 |
| К | 2.6 |
| Мг | 1.5 |
Літосфера і астеносфера - це підрозділи, засновані на механічних властивостях:
- Літосфера складається як з кори, так і з частини верхньої мантії, яка поводиться як крихке, жорстке тверде тіло.
- Астеносфера - це частково розплавлений верхній мантійний матеріал, який поводиться пластично і може текти.
Відео \(\PageIndex{1}\)Порівняння композиційного і механічного шарів землі.
Кора і літосфера
Зовнішня поверхня Землі - це її кора; холодна, тонка, крихка зовнішня оболонка з гірських порід. Кора дуже тонка, щодо радіуса планети. Існує два дуже різних типи кори, кожен з яких має свої відмінні фізико-хімічні властивості, які зведені в табл\(\PageIndex{3}\).
| скоринка | Товщина | Щільність | Склад | види гірських порід |
|---|---|---|---|---|
| Океанічний | 5-12 км (3-8 миль) | 3,0 г/см 3 | Мафічний | Базальт і габро |
| Континентальний | Середній 35 км (22 миль) | 2,7 г/см 3 | Фельшич | Всі типи |
Океанічна кора складається з магічної магми, яка вивергається на морське дно, щоб створити потоки базальтової лави або охолоджується глибше вниз, щоб створити нав'язливу магматичну породу габбро (рис.\(\PageIndex{2}\)).
Осади, в першу чергу грязі і раковини крихітних морських істот, покривають морське дно. Осад найбільш товстий біля берега, де він сходить з материків в річках і на вітрових течіях.
Континентальна кора складається з безлічі різних видів магматичних, метаморфічних і осадових порід. Середній склад - граніт, який набагато менш щільний, ніж магічні породи океанічної кори (рис.\(\PageIndex{3}\)). Оскільки вона товста і має відносно низьку щільність, континентальна кора піднімається вище на мантії, ніж океанічна кора, яка занурюється в мантію, утворюючи басейни. При заповненні водою ці басейни утворюють океани планети.
Літосфера - це самий зовнішній механічний шар, який поводиться як крихке, жорстке тверде тіло. Товщина літосфери становить близько 100 кілометрів. Подивіться на Малюнок\(\PageIndex{1}\). Чи можете ви знайти, де знаходиться кора і літосфера? Чим вони відрізняються один від одного?
Визначення літосфери базується на тому, як поводяться земні матеріали, тому воно включає кору та саму верхню мантію, які є крихкими. Так як вона жорстка і крихка, при впливі на літосферу стресів вона розривається. Це те, що ми переживаємо як землетрус.
Мантія
Дві найважливіші речі про мантії: (1) вона виготовлена з твердої породи, і (2) гаряча. Вчені знають, що мантія виготовлена з гірської породи на основі даних сейсмічних хвиль, теплового потоку та метеоритів.
За властивостями підходить ультрамафічна гірська порода перидотит, яка виготовлена з багатих залізом і магнієм силікатних мінералів (рис.\(\PageIndex{4}\)). Перидотит рідко зустрічається на поверхні Землі.
Вченим відомо, що мантія надзвичайно гаряча через що виходить з неї назовні тепла і через своїх фізичних властивостей.
Ядро
У центрі планети лежить щільне металеве ядро. Вчені знають, що ядро - метал, тому що:
- Щільність поверхневих шарів Землі набагато менше загальної щільності планети, що обчислюється з обертання планети. Якщо поверхневі шари менш щільні, ніж середні, то внутрішні повинні бути щільніше середніх. Розрахунки показують, що сердечник становить близько 85% металу заліза з металом нікелю, що становить більшу частину решти 15%.
- Вважається, що металеві метеорити є представниками ядра. Розрахунок 85% заліза/ 15% нікелю вище також спостерігається в металевих метеоритах (рис.\(\PageIndex{5}\)).
Малюнок \(\PageIndex{5}\)Залізний метеорит - це найближча річ до ядра Землі, яку ми можемо тримати в руках.
Якби ядро Землі не було металом, на планеті не було б магнітного поля. Метали, такі як залізо, магнітні, але гірська порода, з якої складається мантія і кора, немає.
Резюме
- Ядро, мантія і кора є поділами Землі на основі хімічного складу.
- Літосфера і астеносфера - це поділи Землі, засновані на механічних властивостях.
- Три найбільш поширені елементи земної кори - кисень (46,6% за вагою), кремній (27,7%) і алюміній (8,1%).