Строение Земли - Строение Земли
В результате дифференциации вещества Земли под действием ее гравитационного поля, в условиях разогрева земных недр возникли и развились различные по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам оболочки геосферы: ядро (в центре), мантия, земная кора, гидросфера, атмосфера, магнитосфера.
Слой |
Толщина |
Состав |
Кора |
0-40 км |
Твердые кремниевые породы |
Верхняя мантия |
40-400 км |
Полужидкие кремниевые породы |
Переходная область |
400-650 км |
Жидкие кремниевые породы |
Нижняя мантия |
650-2890 км |
Жидкие кремниевые породы |
Внешнее ядро |
2890-5150 км |
Расплавленные железо и никель |
Ядро внутреннее |
5150-6378 км |
Твердые железо и никель |
Землю условно разделяют на три области: кору, мантию и ядро (в центре). Внешний слой - кора - имеет среднюю толщину порядка 35 км. Основные типы земной коры -- континентальный (материковый) и океанический; в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного типа. Толщина коры меняется в довольно широких пределах: океаническая кора (с учетом слоя воды) имеет толщину порядка 10 км, тогда как толщина материковой коры в десятки раз больше.
От поверхности Земли к центру возрастают давление, плотность и температура: давление в центре Земли - 3,6*1011 Па, плотность ок. 12,5*103 кг/м3, температура 4000-5000°С. Основные типы земной коры - континентальный и океанический; в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного типа.
Схема строения Земли (без верхней атмосферы и магнитосферы)
Геосферы |
Расстояние нижней границы от поверхности Земли, км. |
Объем, 1018 м3 |
Масса, 1021 кг |
Доля массы геосферы от массы Земли, % |
Атмосфера, до высоты |
2000 |
1320 |
~0,005 |
~ 10 -6 |
Гидросфера |
До 11 |
1,4 |
1,4 |
0,02 |
Земная кора |
5-70 |
10,2 |
28 |
0,48 |
Мантия |
До 2900 |
896,6 |
4013 |
67,2 |
Ядро |
6371 (центр З.) |
175,2 |
1934 |
32,3 |
Вся Земля (без атмосферы) |
1083,4 |
5976 |
100,0 |
За ее пределами находятся внешние геосферы -- водная (гидросфера) и воздушная (атмосфера), которые сформировались из паров и газов, выделившихся из недр Земли при дегазации мантии.
Большая часть поверхности Земли занята Мировым ок. (361,1 млн. км2; 70,8%); суша составляет 149,1 млн. км2 (29,2%) и образует шесть материков, континентов и острова. Она поднимается над уровнем Мирового ок. в среднем на 875 м (наибольшая высота 8848 м - г. Джомолунгма (Эверест)); горы занимают св. 1/3 поверхности суши. Пустыни покрывают ок. 20% поверхности суши, саванны и редколесья - ок. 20%, леса - ок. 30%, ледники - св. 10%. Св. 10% суши под сельскохозяйственными угодьями. Средняя глубина океана ок. 3800 м, наибольшая - 11 022 м (Марианский желоб в Тихом ок.), объем воды 1370 млн. км3, средняя соленость 35 г/л. Атмосфера Земли, общая масса которой 5,15-1015 т, состоит из воздуха - смеси в основном азота (78,08%) и кислорода (20,95%), остальное - водяные пары, углекислый газ, благородные и другие газы. Максимальная температура поверхности суши 57-58 °С (в тропических пустынях Африки и Сев. Америки), минимальная - ок. -90 °С (в центральных районах Антарктиды). Распределение по широте и высоте над уровнем моря солнечной энергии, поступающей на Землю, вызывает в пределах географической оболочки закономерную смену климата, растительности, почв, животного мира (см. Пояса физико-географические, Зоны физико-географические, Высотная поясность).
Образование Земли и начальный этап ее развития относятся к догеологической истории. Абсолютный возраст наиболее древних горных пород составляет св. 3,5 млрд. лет. Геологическая история Земли делится на два неравных этапа: докембрий, занимающий ок. 5/6 всего геологического летосчисления (св. 3 млрд. лет), и фанерозой, охватывающий последние 570 млн. лет (см. Геохронология, а также статьи об отдельных периодах и эрах).
Состав Земли
Химический элемент |
Содержание в весовых процентах |
Химический элемент |
Содержание в весовых процентах |
Железо |
34,63% |
Натрий |
0,57% |
Кислород |
29,53% |
Хром |
0,26% |
Кремний |
15,20% |
Марганец |
0,22% |
Магний |
12,70% |
Кобальт |
0,13% |
Никель |
2,39% |
Фосфор |
0,10% |
Сера |
1,93% |
Калий |
0,07% |
Кальций |
1,13% |
Титан |
0,05% |
Алюминий |
1,09% |
Земля третья от Солнца планета Солнечной системы, обращающегося вокруг него по эллиптической орбите (близкой к круговой) со ср. скоростью 29,765 км/с на ср. расстоянии 149,6 млн. км. За период равный 365,24 ср. солнечных суток. Имеет спутника - Луну, обращающуюся вокруг Земли на ср. расстоянии 384400 км. Наклон Земной оси к плоскости эклиптики 66О 33' 22", период вращения вокруг оси 23 ч. 56 мин. 4,1 с. Вращение вокруг оси вызывает смену дня и ночи, наклон оси и обращение вокруг Солнца - смену времен года.
Форма Земли - геоид, приближенно - трехосный эллипсоид, сфероид. Средний радиус 6371,032 км, экваториальный - 6378,160 км, полярный - 6356,777 км.
Геометрические и физические характеристики Земли
Экваториальный радиус |
6378,160 км |
Полярный радиус |
6356,777 км |
Сжатие земного эллипсоида |
1:298,25 |
Средний радиус |
6371,032 км |
Длина окружности экватора |
40075,696 км |
Площадь поверхность |
510,2 млн. км2 |
Объем |
1,083 * 1012 км3 |
Масса |
5976 * 1021 кг |
Средняя плотность |
5518 кг/м3 |
Земля обладает магнитным и тесно связанным с ним электрическим полями. Гравитационное поле Земли обуславливает сферическую форму Земли и существование атмосферы.
Магнитосфера
Самой внешней и протяженной оболочкой Земли является магнитосфера -- область околоземного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц.
Исследования, проведенные при помощи космических зондов и искусственных спутников Земли, показали, что Земля постоянно находится в потоке корпускулярного излучения Солнца (т. н. солнечный ветер). Он образуется благодаря непрерывному расширению (истечению) плазмы солнечной короны и состоит из заряженных частиц (протонов, ядер и ионов гелия, а также более тяжелых положительных ионов и электронов). У орбиты Земли скорость направленного движения частиц в потоке колеблется от 300 до 800 км/сек. Солнечная плазма несет с собой магнитное поле, напряженность которого в среднем равна 4,8-10-ЗА/м (6*10-5 э).
При столкновении потока солнечной плазмы с препятствием -- магнитным полем Земли -- образуется распространяющаяся навстречу потоку ударная волна, фронт которой со стороны Солнца в среднем локализован на расстоянии 13-14 радиусов Земли (R?) от ее центра. За фронтом ударной волны следует переходная область толщиной ~ 20 тыс. км, где магнитное поле солнечной плазмы становится неупорядоченным, а движение ее частиц -- хаотичным, температура плазмы в этой области повышается примерно с 200 тыс. градусов до ~ 10 млн. градусов.
Переходная область примыкает непосредственно к магнитосфере Земли, граница которой -- магнитопауза -- проходит там, где динамическое давление солнечного ветра уравновешивается давлением магнитного поля Земли; она расположена со стороны Солнца на расстоянии ~ 10-12 R (?) (70-80 тыс. км) от центра З., ее толщина ~ 100 км. Напряженность магнитного поля З. у магнитопаузы ~ 8*10-2А/м (10-3Э), т. е. значительно выше напряженности поля солнечной плазмы на уровне орбиты Земли. Потоки частиц солнечной плазмы обтекают магнитосферу и резко искажают на значительных расстояниях от З. структуру ее магнитного поля. Примерно до расстояния 3 R? от центра Земли магнитное поле еще достаточно близко к полю магнитного диполя (напряженность поля убывает с высотой ~1/R3?). Регулярность поля здесь нарушают лишь магнитные аномалии (влияние наиболее крупных аномалий сказывается до высот ~0,5R?) над поверхностью Земли. На расстояниях, превышающих 3 R, магнитное поле ослабевает медленнее, чем поле диполя, а его силовые линии с солнечной стороны несколько прижаты к Земле. Линии геомагнитного поля, выходящие из полярных областей Земли, отклоняются солнечным ветром на ночную сторону Земли. Там они образуют "хвост", или "шлейф", магнитосферы протяженностью более 5 млн. км. Пучки магнитных силовых линий противоположного направления разделены в хвосте областью очень слабого магнитного поля (нейтральным слоем), где концентрируется горячая плазма с температурой в млн. градусов.
Магнитосфера реагирует на проявления солнечной активности, вызывающей заметные изменения в солнечном ветре и его магнитном поле. Возникает сложный комплекс явлений, получивший название магнитной бури. При бурях наблюдается непосредственное вторжение в магнитосферу частиц солнечного ветра, происходит нагрев и усиление ионизации верхних слоев атмосферы, ускорение заряженных частиц, увеличение яркости полярных сияний, возникновение электромагнитных шумов, нарушение радиосвязи на коротких волнах и т. д. В области замкнутых линий геомагнитного поля существует магнитная ловушка для заряженных частиц. Нижняя ее граница определяется поглощением захваченных в ловушку частиц атмосферой на высоте несколько сот км., верхняя практически совпадает с границей магнитосферы на дневной стороне Земли, несколько снижаясь на ночной стороне. Потоки захваченных в ловушку частиц высоких энергий (главным образом протонов и электронов) образуют т. н. Радиационный пояс Земли. Частицы радиационного пояса представляют значительную радиационную опасность при полетах в космос.
Похожие статьи
-
Гравитационное поле Земли с высокой точностью описывается законом всемирного тяготения Ньютона. Движение жидкостей, а также возникающие в твердых...
-
Космические лучи в магнитосфере и атмосфере Земли - Галактические космические лучи
КЛ, прежде чем достигнуть поверхности Земли, должны пройти земное магнитное поле (магнитосферу) и земную атмосферу. Магнитное поле Земли имеет сложную...
-
КАК СОЛНЦЕ ВЛИЯЕТ НА ЗЕМЛЮ - Солнце, его строение и особенности
Солнце освещает и согревает нашу планету, без этого была бы возможна жизнь на ней не только человека, но даже микроорганизмов. Солнце - главный (хотя и...
-
Магнитное поле Земли - Магнитное поле Земли
Механизм возникновения, предложения по его экспериментальной проверке и использованию. Существует ряд гипотез, объясняющих возникновение магнитного поля...
-
Земля Земля - планета Солнечной системы, расположенная на расстоянии 150 миллионов километров от Солнца. Земля вращается вокруг него со средней скоростью...
-
Солнечный ветер и межпланетные магнитные поля - Солнце и его влияние на Землю
В конце 50-х годов ХХ века американский астрофизик Юджин Паркер пришел к выводу, что, поскольку газ в солнечной короне имеет высокую температуру, которая...
-
СОЛНЕЧНАЯ КОРОНА - Солнце, его строение и особенности
Солнечная корона - самая внешняя и наиболее разреженная часть солнечной атмосферы, простирающаяся на несколько (более 10) солнечных радиусов. До 1931...
-
Образование Земли - Образование Земли
Большинство ученых считает, что Солнце и планеты образовались около 4,6 миллиардов лет назад из огромного облака крошечных твердых частиц и газов,...
-
Мы знаем о Земле намного больше, чем о других планетах Солнечной системы. Поэтому прежде чем перейти к ним, мы остановимся на физических характеристиках...
-
Вспышки на Солнце и их воздействие на Землю - Физика солнечных явлений
В процессе развития активной области иногда возникают ситуации, при которых возможна быстрая перестройка ("перезамыкание") магнитных полей. Эта...
-
Схема солнечно-земных связей. Силовые линии межпланетного магнитного поля, начинаясь на поверхности Солнца, за счет его вращения изгибаются в...
-
Солнечная корона - Солнце и его влияние на Землю
6. Солнечная корона - самая внешняя и наиболее разреженная часть солнечной атмосферы, простирающаяся на несколько (более 10) солнечных радиусов. До 1931...
-
Солнечно-земные связи - Солнце и его влияние на Землю
Изучение истории Земли показывает, что наша планета в течение миллиардов лет получала от Солнца столько же тепла и света, сколько получает и теперь. Это...
-
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ - Солнце и его влияние на Землю
Внутреннее строение Солнца определено в предположении, что оно является сферически симметричным телом и находится в равновесии. Уравнение переноса...
-
Солнечный Ветер и Магнитное Поле Земли, Магнитные Аномалии - Магнитное поле Земли
Магнитный поле земля солнечный Солнечный ветер -- поток ионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со...
-
Строение Земли - Образование Земли
ЗЕМЛЯ, третья от Солнца большая планета Солнечной системы. Благодаря своим уникальным, быть может, единственным во Вселенной природным условиям, стала...
-
Единственный спутник Земли - Луна - Место Земли в Солнечной системе
Физические условия на Луне, как и на любом другом небесном теле, в значительной мере определяются ее массой и размерами. Сила тяжести на поверхности Луны...
-
Строение планет и их химический состав - Солнечная система
Строение планет слоистое. Выделяют несколько сферических оболочек, различающихся по химическому составу, фазовому состоянию, плотности и другим...
-
Форма и размеры Земли, Внешние и внутренние оболочки Земли - Земля - планета Солнечной системы
Исследования формы Земли при помощи современных методов позволили уточнить форму и размеры Земли, которые были вычислены геодезистом А. А. Изотовым в...
-
Строение Земли - Происхождение Вселенной
Многочисленные науки о Земле и ее составных частях в недавнем прошлом развивались фактически независимо друг от друга. Теперь появилась осознанная...
-
Как Солнце влияет на Землю - Солнце
Солнце освещает и согревает нашу планету, без этого была бы невозможна жизнь на ней не только человека, но даже микроорганизмов. Солнце - главный (хотя и...
-
Земля - Характеристика планет Солнечной системы
Третья от Солнца планета Солнечной системы, удаленная от него на среднее расстояние 1 а. е., с периодом обращения в 1 год. Масса 5.98*1024 кг, полярный...
-
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ - Солнце, основные сведения
Внутреннее строение Солнца определено в предположении, что оно является сферически симметричным телом и находится в равновесии. Уравнение переноса...
-
Бомбардировка энергичными частицами - Солнце и его влияние на Землю
Помимо непрерывно "дующего" солнечного ветра наше светило служит источником энергических заряженных частиц (в основном протонов, ядер атомов гелия и...
-
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ - Солнце, его строение и особенности
Внутреннее строение Солнца определено в предположении, что оно является сферически симметричным телом и находится в равновесии. Уравнение переноса...
-
Планета Земля - Гипотезы о происхождении Солнечной системы
Земля принадлежит к группе земных планет, которая включает также Меркурий, Венеру и Марс. Земля часто сравнивается именно с этой группой, а также с...
-
Гипотезы Возникновения Магнитного Поля Земли - Магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли - это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы. Вопрос о его происхождении до сих пор окончательно не решен. 1....
-
Внутреннее строение Земли - Планета Земля
Основную роль в исследовании внутреннего строения Земли играют сейсмические методы, основанные на исследовании распространения в ее толще упругих волн...
-
Земля - Планеты земной группы и их развитие
Земля - третья от Солнца планета Солнечной системы. По форме Земля близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в экваториальной зоне....
-
- Расстояние от Солнца -- 58 * 106 км - Средняя плотность -- 54 200 кг/м3 - Масса -- 0, 056 массы Земли - Период обращения вокруг Солнца -- 88 земных...
-
Земля - это третья от Солнца планета Солнечной системы. Она обращается вокруг звезды по эллиптической орбите (очень близкой к круговой) со средней...
-
Земля, Марс - Общие характеристики Солнечной системы
Земля , третья от Солнца большая планета Солнечной системы. Земля так же является планетой "земной группы". Земля образовалась примерно 4,566 миллиарда...
-
Назначение Магнитного Поля Земли - Магнитное поле Земли
Магнитное поле защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительного воздействия космических частиц. К таким частицам относятся, например,...
-
Самая типичная звезда, Физические параметры Солнца, Внутреннее строение Солнца - Физика звезд
Физические параметры Солнца Благодаря своей близости к Земле Солнце, естественно, является наиболее изученной звездой. По всем параметрам Солнце - самая...
-
Внутреннее строение луны - Луна - богиня ночного света
Структура недр Луны также определяется с учетом ограничений, которые налагают на модели внутреннего строения данные о фигуре небесного тела и, особенно о...
-
Венера - Строение Солнечной системы
Венера наблюдается и как "вечерняя звезда" и как "утренняя звезда". После солнца и Луны Венера - самое яркое небесное светило, а ночью освещенные ею...
-
Солнечная активность - Солнце и его влияние на Землю
Солнечная активность - совокупность явлений, периодически возникающих в солнечной атмосфере. Проявления солнечной активности тесно связаны с магнитными...
-
Земля - Строение Солнечной системы
Землям - третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы. Чаще всего упоминается как...
-
Проблема "Солнце - Земля" - Солнце
Эта проблема, связывающая солнечную активность с ее воздействием на Землю, находится на стыке нескольких наук - астрономии, географии, биологии и...
-
Строение, состав кометы - Исследование комет
Маленькое ядро кометы является единственной ее твердой частью, в нем сосредоточена почти вся ее масса. Поэтому ядро - первопричина всего остального...
Строение Земли - Строение Земли