A Föld a Naprendszer része a többi bolygóval és a Nappal együtt. A szilárd kőbolygók osztályába tartozik, amelyeket nagy sűrűség jellemez, és kőzetekből állnak, ellentétben a gázóriásokkal, amelyek nagyok és viszonylag alacsony sűrűségűek. Ugyanakkor a bolygó összetétele meghatározza a földgömb belső szerkezetét.
A bolygó fő paraméterei
Mielőtt megtudnánk, mely rétegek tűnnek ki a földgömb szerkezetében, beszéljünk bolygónk főbb paramétereiről. A Föld a Naptól körülbelül 150 millió km távolságra található. A legközelebbi égitest a bolygó természetes műholdja - a Hold, amely 384 ezer km távolságban található. A Föld-Hold rendszer egyedülállónak számít, mivel ez az egyetlen, ahol a bolygónak ekkora műholdja van.
A Föld tömege 5,98 x 1027 kg, hozzávetőleges térfogata 1,083 x 1027 köb. lásd: A bolygó a Nap körül, valamint saját tengelye körül kering, és a síkhoz képest van egy dőlése, ami az évszakok változását okozza. Időszaka tengely körüli forgás körülbelül 24 óra, a Nap körül - valamivel több, mint 365 nap.
A belső szerkezet rejtelmei
Mielőtt feltalálták volna a mélység szeizmikus hullámok segítségével történő feltárásának módszerét, a tudósok csak feltételezéseket tudtak tenni a Föld belső működéséről. Idővel számos geofizikai módszert fejlesztettek ki, amelyek lehetővé tették a bolygó szerkezetének egyes jellemzőinek megismerését. Különösen a földrengések és a földkéreg mozgása következtében feljegyzett szeizmikus hullámok találtak széleskörű alkalmazást. Egyes esetekben az ilyen hullámokat mesterségesen generálják, hogy mélységben megismerjék a helyzetet a tükröződésük természetéből adódóan.
Érdemes megjegyezni, hogy ezzel a módszerrel közvetett módon juthatunk adatokhoz, mivel nincs mód közvetlenül a belek mélyére jutni. Ennek eredményeként kiderült, hogy a bolygó több rétegből áll, amelyek hőmérséklete, összetétele és nyomása különbözik egymástól. Tehát mi a földgömb belső szerkezete?
Földkéreg
A bolygó felső szilárd héját földkéregnek nevezik. Vastagsága típustól függően 5-90 km között változik, ebből 4 db van. Ennek a rétegnek az átlagos sűrűsége 2,7 g/cm3. A legnagyobb vastagságú a kontinentális típusú kéreg, amelynek vastagsága egyes hegyrendszerek alatt eléri a 90 km-t. Különbséget tesznek az óceán alatt elhelyezkedő óceáni kéreg között is, amelynek vastagsága eléri a 10 km-t, átmeneti és riftogén. Átmenetiabban különbözik, hogy a kontinentális és az óceáni kéreg határán helyezkedik el. A repedéskéreg ott található, ahol óceánközépi gerincek vannak, és vékony, mindössze 2 km vastag.
Bármilyen típusú kéreg 3 típusú kőzetből áll: üledékes, gránit és baz alt, amelyek sűrűségükben, kémiai összetételükben és származási természetükben különböznek egymástól.
A kéreg alsó határát Moho-határnak nevezik, felfedezője, Mohorovicic után. Elválasztja a kérget az alatta lévő rétegtől, és az anyag fázisállapotának éles változása jellemzi.
Robe
Ez a réteg követi a szilárd kérget, és a legnagyobb – térfogata a bolygó teljes térfogatának körülbelül 83%-a. A köpeny közvetlenül a Moho határa után kezdődik, és 2900 km mélységig terjed. Ez a réteg tovább oszlik a felső, a középső és az alsó köpenyre. A felső réteg jellemzője az asztenoszféra jelenléte - egy speciális réteg, ahol az anyag alacsony keménységű. Ennek a viszkózus rétegnek a jelenléte magyarázza a kontinensek mozgását. Ráadásul a vulkánkitörések során az általuk kiöntött folyékony olvadt anyag erről a bizonyos területről származik. A felső köpeny körülbelül 900 km-es mélységben ér véget, ahol a középső köpeny kezdődik.
E réteg megkülönböztető jellemzői a magas hőmérséklet és a nyomás, amelyek a mélység növekedésével nőnek. Ez határozza meg a köpenyanyag speciális állapotát. Annak ellenére, hogy a sziklák mélyén magashőmérsékleten, a nagy nyomás miatt szilárd állapotban vannak.
A köpenyben előforduló folyamatok
A bolygó belsejében nagyon magas a hőmérséklet, ami annak köszönhető, hogy a magban folyamatosan zajlik a termonukleáris reakció. A kényelmes életkörülmények azonban a felszínen maradnak. Ez a köpeny jelenléte miatt lehetséges, amely hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkezik. Így a mag által felszabaduló hő bejut. A felhevült anyag felemelkedik, fokozatosan lehűl, míg a hidegebb anyag lesüllyed a köpeny felső rétegeiből. Ezt a keringést konvekciónak nevezik, megállás nélkül megy végbe.
A földgömb szerkezete: mag (külső)
A bolygó központi része a mag, amely körülbelül 2900 km-es mélységben kezdődik, közvetlenül a köpeny után. Ugyanakkor egyértelműen 2 rétegre oszlik - külső és belső. A külső réteg vastagsága 2200 km.
A mag külső rétegének jellegzetessége a vas és a nikkel túlsúlya az összetételben, ellentétben a vas és a szilícium vegyületeivel, amelyekből a köpeny főként áll. A külső magban lévő anyag folyékony halmazállapotú. A bolygó forgása a mag folyékony anyagának mozgását okozza, aminek következtében erős mágneses mező képződik. Ezért a bolygó külső magja nevezhető a bolygó mágneses mezőjének generátorának, amely eltéríti a veszélyes típusú kozmikus sugárzásokat, aminek köszönhetően élet keletkezhet a Föld felszínén.
Belső mag
A folyékony fémhéj belsejében egy tömör belső mag található, melynek átmérője eléri a 2,5 ezer km-t. Jelenleg még nem vizsgálják biztosan, és viták vannak a tudósok között a benne zajló folyamatokról. Ennek oka az adatok megszerzésének nehézsége és a csak közvetett kutatási módszerek alkalmazásának lehetősége.
Az biztos, hogy a belső magban lévő anyag hőmérséklete legalább 6 ezer fok, ennek ellenére szilárd állapotban van. Ennek oka a nagyon magas nyomás, amely megakadályozza, hogy az anyag folyékony állapotba kerüljön - a belső magban feltehetően 3 millió atm. Ilyen körülmények között egy különleges halmazállapot alakulhat ki – a fémezés, amikor még az olyan elemek is elnyerhetik a fémek tulajdonságait, mint a gázok, és szilárddá és sűrűvé válhatnak.
Ami a kémiai összetételt illeti, a kutatói közösségben még mindig vita folyik arról, hogy mely elemek alkotják a belső magot. Egyes tudósok szerint a fő összetevők a vas és a nikkel, mások szerint a kén, a szilícium és az oxigén is szerepelhet az összetevők között.
A különböző rétegekben lévő elemek aránya
A Föld összetétele nagyon változatos - a periódusos rendszer szinte minden elemét tartalmazza, de ezek tartalmuk a különböző rétegekben nem egységes. Tehát a földkéreg a legkisebb sűrűségű, tehát a legkönnyebb elemekből áll. Ugyanaza nehéz elemek a bolygó közepén, magas hőmérsékleten és nyomáson vannak a magban, biztosítva a nukleáris bomlás folyamatát. Ez az arány az idő múlásával alakult ki – közvetlenül a bolygó kialakulása után összetétele feltehetően homogénebb volt.
Földrajzórákon a tanulókat megkérhetik, hogy rajzolják meg a földgömb szerkezetét. Ahhoz, hogy megbirkózzon ezzel a feladattal, be kell tartania egy bizonyos rétegsort (leírva a cikkben). Ha a sorrend megszakad, vagy valamelyik réteg kimarad, akkor a munka hibásan történik. A rétegek sorrendjét a cikkben bemutatott fotón is láthatja.
