Земная кора. Наиболее хорошо изученная твердая оболочка.Из всех внутренних оболочек является наиболее неоднородной. По глубине в ней выделяются три слоя: самый верхний – осадочный, средний – гранитный и нижний – базальтовый.
ОСАДОЧНЫЙ СЛОЙ сложен в основном наиболее мягкими, а иногда и рыхлыми горными породами, образовавшимися путем осаждения вещества в водных или воздушных условиях на поверхности Земли. Первоначально рыхлые осадки позднее могли сцементироваться и уплотниться, превратившись, т.о. в осадочную горную породу. Осадочные породы обычно располагаются в виде пластов, т.е. сравнительно тонких пластин, ограниченных параллельными плоскостями. Мощность осадочного слоя на поверхности Земли очень непостоянна и меняется от нескольких метров до 10-15км. Есть участки, где осадочный слой полностью отсутствует.
ГРАНИТНЫЙ СЛОЙ сложен в основном магматическими и метаморфическими породами, богатыми алюминием и кремнием. Мощность гранитного слоя неодинакова, она колеблется в пределах 20-40км. В местах, где отсутствует осадочный слой, гранитный слой выходит на поверхность (на так называемых щитах, например, на Балтийском щите, канадском щите и др.). Местами гранитный слой отсутствует (как, например, на дне Тихого океана, в ряде внутренних морей и т.п.).
БАЗАЛЬТОВЫЙ СЛОЙ, выделяемый в основании земной коры, присутствует повсеместно. Мощность его колеблется от 5 до 30км. Вещество, слагающее этот слой, по химическому составу и физическим свойствам близко к базальтам.
Мантия. Расположенную под земной корой оболочку называют мантией, иногда подкровным субстратом или промежуточной геосферой (А.Е. Ферсман). Эта очень мощная геосфера, занимающая от 8-80 до 2900км глубины, неоднородна по своим свойствам.
В мантии можно выделить три слоя:
СЛОЙ В – верхняя мантия, расположенный на глубинах от 8-80 до 400км. Слагается веществом, состоящим в основном из железисто-магнезиальных силикатов типа минералов оливина и пироксена. С верхней мантией связаны явления вулканизма, многие землетрясения и тектонические процессы.
СЛОЙ С – переходный – на глубинах от 400 до 900км. Вещество в нем находится в твердом состоянии. Давление здесь достигает 246 тыс. атм.
СЛОЙ D– нижний, глубина которого доходит до 2900км, т.е. до границы с ядром. Характеризуется, по-видимому, однородным составом и состоит из вещества, богатого окислами железа, магния. В меньшей степени алюминия и титана.
Данные о составе этих глубоких оболочек Земли, разумеется, весьма предположительны.
Ядро. Все сведения о составе и строении ядра строятся на догадках и предположениях. По своим физическим свойствам ядро резко отличается от окружающей его мантии. Широко распространено представление, что ядро Земли состоит из железа и никеля и обладает магнитными свойствами, определяющими магнитное поле Земли.
Ядро разделяют на внешнюю и внутреннюю части. Свойства ядра в табл. 1
ВНЕШНИЕ СФЕРЫ ЗЕМЛИ.
Гидросфера. Под этим названием объединяют всю совокупность форм проявления воды в природе, начиная от сплошного водного покрова, занимающего более 2/3 поверхности Земли (моря и океаны), и кончая водой, которая входит в состав минералов и горных пород. В таком понимании гидросфера является непрерывной оболочкой Земли, так как вода фактически распространена на поверхности Земли повсеместно. В разных количествах она всегда содержится в виде водяных паров в атмосфере, проникая в нее по крайней мере до высоты 10-15 км. В жидко, твердом, парообразном виде она содержится в трещинах и порах горных пород до глубины нескольких тысяч метров, где горное давление еще недостаточно, чтобы зажать все пустоты и тем самым положить предел ее распространению. Еще глубже под землей вода существует уже в других состояниях, входя в состав минералов и горных пород в виде так называемой конституционной, кристаллизационной и гидратной воды.
Атмосфера. Представляет собой самую верхнюю воздушную оболочку Земли, которая окутывает ее сплошным покровом. Верхняя граница атмосферы не вполне отчетлива, так как плотность воздуха с высотой убывает и переход атмосферы в безвоздушное пространство происходит поэтому постепенно. Существование отдельных ионов воздуха устанавливается на высоте около 2000км от поверхности Земли. Нижней границей атмосферы является поверхность Земли. Эта граница до некоторой степени условна, так как воздух проникает на ту или иную глубину в каменную оболочку Земли и в растворенном виде содержится в толще океанических и морских вод. Атмосфера состоит из смеси различных газов, среди которых преобладают азот (78,09%) и кислород (20,95%). На долю остальных газов приходится менее 1%. Среди них присутствуют инертные газы: аргон, ксенон, неон, криптон, а так же водород, углекислый газ, озон, метан, гелий.
В атмосфере выделяют пять основных слоев, или сфер, - тропосферу, стратосферу, мезосферу, ионосферу (или термосферу) и экзосферу. Границы этих слоев и основная их характеристика приведены в табл. 2.
Биосфера. Под биосферой понимают все области нашей планеты, заселенные живыми организмами. В таком понимании биосфера представляет собой тончайшую пленку (толщиной 0,002-0,004 земного радиуса), не занимающую обособленного пространства, но в той или иной мере проникающую во внешние сферы Земли (гидросферу и атмосферу) и в поверхностные слои земной коры. Биосфера играет большую роль в геологических процессах, участвуя как в создании горных пород, так и в процессах их разрушения.
Таблица 1
| Оболочки или сферы | Подразделение сфер | Мощность сферы, км | Плотность главней-ших пород, г\см3 | Давле-ние | Темпе-ратура, оС | Скорость прохождения продольных сейсмич. волн, км/сек |
| Атмосфера | ЭкзосфераИоносфераМезосфераСтратосфераТропосфера | 12007202045-558-18 |
| Оболочки или сферы | Подразделение сфер | Мощность сферы, км | Плотность главней-ших пород, г\см3 | Давле-ние | Темпе-ратура, оС | Скорость прохождения продольных сейсмич. волн, км/сек |
| Биосфера | Проникает в атмосферу до высоты 15-20км, в гидросферу до нижней ее границы, в литосферу на глубину до 2-3 км. | |||||
| Гидросфера | 0-11 | |||||
| Земная кора (литосфера) | ОсадочнаяГранитнаяБазальтовая | От несколь-ких метров до 10-15км20-405-30 | От 1 (торф) до 2,65 (песчаник)2,65-2,803,32 | 10 тыс. атм. | 1000 | от 6,5-7 до 8-8,2 |
| Мантия (подкорковыйсубстрат) | Верхняя ВПереходная СНижняя D | от 8-80 до 400400-900до 2900 | 4,685,69-9,4 | 246 тыс. атм. | 2000 | 9-11,411,4-13,6 |
| Ядро (нифе) | Внешнее ядроВнутреннее ядро | 22001270 | 1217,3-17,9 | 1,5 млн. атм.3,5 млн.атм. | неск. тыс. град. | 8,1-10,411,2-11,3 |
Строение атмосферы Таблица 2
| Название сферы | Расстояние от поверхности Земли, км | Давление, миллибары | Температурный режим | Характерные особенности | ||
| нижней границы | верхней границы | у нижней границы | у верхней границы | |||
| Экзосфера | 800 | 200 | 1,5*10-10 | Температура с вы- сотой возрастает предположительно до +2000оС | Крайняя разре-женность, час-тицы газов, двига- ясь с огромными скоростями почти не встре-чаются друг с дру-гом; происходит отток легких га-зовых частиц в межпланетное пространство. | |
| Ионосфера | 80 | 800 | 2,5*10-10 | 1,5*10-10 | Температура не- прерывно повы-шается с высотой у верхней границы превышает +1000оС | Сильная иониза-ция под действием ультрафиолетовой и корпускулярной радиации Солнца; максимальная ионизация в слое на высоте 320-400 км, возникновение полярных сияний. |
| Мезосфера | 50-60 | 80 | 0,25 | 1,2*10-10 | Температура по-степенно пони-жается до минус 75-95оС у верхней границы; сезон-ные изменения температурного режима. | Сильная иониза-ция в верхнем слое (60-80км); значительные пе-ремещения воз-душных масс под влиянием сезон-ных изменений температуры, воз-никновение сереб-ристых облаков. |
| Стратосфера | 8-18 | 50-60 | 54,4 | 0,25 | Температура до высоты 30-35 км мало изменяется, удерживаясь в пределах 75-80оС над экватором и 6-65оС в полярных областях; выше начинает медленно повышаться, у верхней границы достигает от +10 до +20оС | Значительные вертикальные и горизонтальные перемещения воздушных масс турбулентного типа со скоростями более 300 км/ч; возникновение перламутровых облаков |
| Тропосфера | 0 | 8-18 | 1013,3 | 54,4 | Температура сильно меняется (особенно в ниж-них слоях до вы-соты 1-2 км) в за-висимиости от географической широты и сезонов года; с высотой понижается на 0,6оС на каждые 100 м; температу-ра равна минус 75-80оС над эквато-ром и минус 60-65оС в полярных областях | Непрерывная циркуляция в вертикальном и горизонтальном направлениях; скорость ветра с высотой воз-растает; в нижних слоях преоблада-ют ветры западно-го направления; возникновение всех процессов, определяющих погоду и ее изменения |
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ.
Геологические процессы разделяют на две группы: процессы внешней геодинамики, или внешние экзогенные процессы, и процессы внутренней геодинамики, или внутренние эндогенные процессы.