Внутреннее строение планеты Земля

Внутреннее строение планеты Земля является очень сложным по своей структуре. Изучением этого вопроса, который и по сей день остается открытым, занимается такая наука как геофизика. Планета Земля по общепризнанным сведениям состоит из концентрированных сферических оболочек, содержимое которых имеет разную плотность.

Внутреннее строение планеты Земля

Планета Земля имеет приблизительную форму шара и состоит, как уже было сказано выше из концентрических сферических оболочек. Утверждение того, что Планета имеет форму шара сделано из измерений диаметров Земли.

Экваториальный диаметр планеты Земля

Dэ = 12754 км

 

Полюсный диаметр планеты Земля

Dп = 12711 км

Все выводы, которые были сделаны мировым научным сообществом о строении планеты, являются теоретическими. Человечество пока научилось бурить Землю только на несколько тысяч метров. Остальные сведения получены благодаря сейсмической разведке (во время землетрясений и испытаний ядерного оружия). Внутреннее строение планеты Земля можно делить на слои в зависимости от механических и химических свойств. Сегодня внутренних слоев  планеты Земля насчитывают всего три:

1. Земная кора;
2. Мантия Земли
3. Ядро Земли

По объективным предположениям ученых (благодаря сейсмической разведке и другим исследованиям) слои располагаются внутри планеты следующим образом. В основе лежит ядро, которое имеет радиус около 3500 километров. Мантия, в свою очередь, является прослойкой между земной корой и ядром Земли. Она начинается на расстоянии 60 километров от поверхности земли и заканчивается на глубине 3000 метров. Как уже становится понятно из текста выше, земная кора заканчивается на глубине 60 километров. Таким образом схематическое изображение внутреннего строения земли выглядмт следующим образом:

Так же стоит отметить, что у вышеперечисленных слоев имеются собственные, которые могут быть по разному классифицированы.

Земная кора

Земная кора представляет собой внешнюю оболочку земли, на которой все мы, собственно говоря, и обитаем. Средняя толщина земной коры составляет около 35 километров. Она подразделяется на:

1. Океаническую;
2. Континентальную.

Океаническая земная кора формируется на границах раздвигающихся на дне мирового океана литосферных плит, где магма выходит из земной мантии и затвердевая образует так называемую систему горно-океанических хребтов. Она по своему химическому составу преимущественно состоит из кремния, магния и кислорода. Океаническая составляющая имеет относительно высокую плотность в пределах 3 г/см³ и по толщине очень редко превышает 10 километров.

Континентальная земная кора, в свою очередь, значительно легче океанической и ее плотность обычно не превышает 2,7 г/см³. По химическому составу она состоит преимущественно из кремния и алюминия (в добавок к кислороду конечно) и в процентном соотношении доля SiO₂ составляет порядка 66%. Континентальная составляющая имеет толщину от 30 до 60 километров со средним знаяением 40 километров. Из-за меньшей плотности континенты плавают по мантии выше чем океаническая кора, но при этом на глубину уходят сильнее подобно айсбергам.

Схематическое отображение коры планеты Земля выглядит следующим образом:

 

Мантия

Мантия является срединной оболочкой в химической модели внутреннего строения планеты Земля. Она располагается между корой и земным ядром и представляет собой самую объемную и массивную оболочку. Ее средняя толщина составляет 2850 километров. Глубина нижней границы мантии составляет по официальным данным 2898 километров. В то время как земная кора состоит из относительно богатых алюминием пород гранитового и базальтового состава, мантия содержит мало алюминия и много железа и магния.

Соответствующая ультраосновная порода верхней мантии называется перидотитом. Более глубокая мантия состоит из аналогов перидотитов и под более высоким давлением. Таким образом более глубокая мантия имеет более высокую плотность с практически твердым состоянием, за исключением мест частичного плавления. По оценкам ученых, масса земной мантии составляет 4,08*10²⁴ килограмм и составляет порядка 68% от общей массы Земли. Что касается температуры, то по мере приближения к земному ядру, она увеличивается. Если на границе земной коры она составляет несколько сотен градусов, то на границе с ядром планеты она может достигать порядка 3500°. Версий о стрении слоев земной мантии достаточно много и все они имеют право на существование. Наиболее распространенным мнением является состав мантии Земли из трех слоев:

1. Верхняя мантия;
2. Переходная зона;
3. Нижняя мантия;

Верхняя мантия располагается в глубину от 7 до 35 километров от основания земной коры и заканчивается приблизительно на 410 километре. За слоем перидотитов следует переходная зона протяженностью от 410 до 660 километров. Ну и самым близким слоем к земному ядру является нижний, который по предположительным оценкам ученых составляет от 660 до 2890 километров. При этом самые глубокие 200 километров нижней мантии иногда называют слой D. Его определяют как регион с аномальными сейсмическими свойствами. Слой D содержит регионы с низкими скоростями сдвига и зоны сверхнизких скоростей. Этот слой по предположению ученых прямо влияет на сейсмическую активность на нашей планете. Таким образом схема устройства мантии Земли выглядит следующим образом:

Ядро Земли

Ядро Земли представляет собой центральную часть нашей планеты, которая, по оценкам мировых ученых, составляет около 17% от общего объема планеты и 33% от массы. Сегодня по данным сейсмической разведки, земное ядро принято делить на две составляющие:

1. Внутреннее;
2. Внешнее;

Внутреннее ядро планеты Земля является твердым и состоит преимущественно из железа и никеля. Его температура составляет свыше 6000 °C, но давление в 3.5 миллиона бар оставляет его в твердом состоянии. По химическому составу внешнее ядро состоит так же из железа и никеля, но уже в жидком состоянии. Кроме этих элементов, передовые геологи оценивают наличие во внешней составляющей около 10% примесей, химический состав которых достоверно не индефицирован. Предположительно примесь состоит из более легких элементов, таких как сера, кремний, водород, кислород и углерод.

Сегодня существует множество предположений о том, каким образом получилось внутреннее ядро твердым, а внешнее – жидким. Основной гипотезой является то, что внутреннее ядро с течением времени кристаллизуется. Жидкая составляющая земного ядра пребывает в подвижном состоянии. Это обусловлено вращением планеты вокруг Солнца и собственной оси. Так как природа железа позволяет  развивать переменные электрические токи, было выдвинуто утверждение, что за магнитное поле Земли отвечает именно внешнее ядро. Эта область не изучена достоверно, но уже есть преположения, что во внутреннем ядре так же присутствуют признаки движения. Этот факт может означать присутствие в ядре дополнительных отдельных слоев(возможная составляющая на схеме). На данный момент ядро земли представляется следующим образом:

Таким образом внутреннее строение планеты Земля можно условно разделить на три большие составляющие, которые в свою очередь подразделяются на более тонкие слои которые рассмотрены в параграфах выше.