Geologie Die Oberflächenschichten der Erde werden durch eine Kugel dargestellt. Zusammenfassung: Der Aufbau der Erde. Der innere Aufbau der Erde

Einführung

Viele Jahrhunderte lang blieb die Frage nach dem Ursprung der Erde das Monopol der Philosophen, da das eigentliche Material auf diesem Gebiet fast vollständig fehlte. Die ersten wissenschaftlichen Hypothesen über den Ursprung der Erde und des Sonnensystems, basierend auf astronomischen Beobachtungen, wurden erst im 18. Jahrhundert aufgestellt. Seitdem sind immer mehr neue Theorien im Einklang mit dem Wachstum unserer kosmogonischen Ideen aufgetaucht.

Die erste dieser Reihe war die berühmte Theorie, die 1755 vom deutschen Philosophen Emanuel Kant formuliert wurde. Kant glaubte, dass das Sonnensystem aus einer Primärmaterie entstand, die zuvor frei im Raum verteilt war. Partikel dieser Materie bewegten sich in verschiedene Richtungen und verloren bei der Kollision an Geschwindigkeit. Die schwersten und dichtesten von ihnen verbanden sich unter dem Einfluss der Schwerkraft miteinander und bildeten einen zentralen Haufen - die Sonne, die wiederum entferntere, kleinere und leichtere Partikel anzog.

So entstand eine gewisse Anzahl rotierender Körper, deren Bahnen sich gegenseitig kreuzten. Einige dieser Körper, die sich zunächst in entgegengesetzte Richtungen bewegten, wurden schließlich in einen einzigen Strom gezogen und bildeten Ringe aus gasförmiger Materie, die sich ungefähr in derselben Ebene befanden und sich in derselben Richtung um die Sonne drehten, ohne sich gegenseitig zu stören. In getrennten Ringen bildeten sich dichtere Kerne, von denen allmählich leichtere Partikel angezogen wurden und kugelförmige Materieansammlungen bildeten; so entstanden die planeten, die die sonne weiterhin in derselben ebene umkreisten wie die ursprünglichen ringe aus gasförmiger materie.

1. Geschichte der Erde

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne im Sonnensystem. Er umkreist den Stern auf einer elliptischen Umlaufbahn (sehr nahe an einem Kreis) mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 29,765 km/s bei einer durchschnittlichen Entfernung von 149,6 Millionen km über einen Zeitraum von 365,24 Tagen. Die Erde hat einen Satelliten - den Mond, der sich in einer durchschnittlichen Entfernung von 384.400 km um die Sonne dreht. Die Neigung der Erdachse zur Ebene der Ekliptik beträgt 66033`22``. Die Rotationsdauer des Planeten um seine Achse beträgt 23 h 56 min 4,1 s. Die Drehung um ihre Achse bewirkt den Wechsel von Tag und Nacht und die Neigung der Achse und die Zirkulation um die Sonne - den Wechsel der Jahreszeiten. Die Form der Erde ist ein Geoid, ungefähr ein dreiachsiges Ellipsoid, ein Sphäroid. Der durchschnittliche Radius der Erde beträgt 6371,032 km, äquatorial - 6378,16 km, polar - 6356,777 km. Die Oberfläche des Globus beträgt 510 Millionen km2, das Volumen 1,083 * 1012 km2, die durchschnittliche Dichte 5518 kg/m3. Die Masse der Erde beträgt 5976 * 1021 kg. Die Erde hat ein magnetisches und eng damit verbundenes elektrisches Feld. Das Gravitationsfeld der Erde bestimmt ihre Kugelform und die Existenz der Atmosphäre.

Nach modernen kosmogonischen Vorstellungen entstand die Erde vor etwa 4,7 Milliarden Jahren aus der im protosolaren System verstreuten gasförmigen Materie. Infolge der Differenzierung der Materie entstand und entwickelte sich die Erde unter dem Einfluss ihres Gravitationsfeldes unter den Bedingungen der Erwärmung des Erdinneren unterschiedlich in chemischer Zusammensetzung, Aggregatzustand und physikalischen Eigenschaften der Hülle - der Geosphäre : Kern (in der Mitte), Mantel, Erdkruste, Hydrosphäre, Atmosphäre, Magnetosphäre. Die Zusammensetzung der Erde wird dominiert von Eisen (34,6 %), Sauerstoff (29,5 %), Silizium (15,2 %), Magnesium (12,7 %). Die Erdkruste, der Mantel und der innere Teil des Kerns sind fest (der äußere Teil des Kerns gilt als flüssig). Von der Erdoberfläche zum Zentrum nehmen Druck, Dichte und Temperatur zu. Der Druck im Zentrum des Planeten beträgt 3,6 * 1011 Pa, die Dichte beträgt etwa 12,5 * 103 kg / m3, die Temperatur reicht von 50000 bis

60000 C. Die Haupttypen der Erdkruste sind kontinental und ozeanisch, in der Übergangszone vom Festland zum Meer bildet sich eine Zwischenkruste.

Der größte Teil der Erde wird vom Weltmeer eingenommen (361,1 Millionen km2; 70,8 %), das Festland umfasst 149,1 Millionen km2 (29,2 %) und bildet sechs Kontinente und Inseln. Es erhebt sich um durchschnittlich 875 m über den Meeresspiegel (die höchste Höhe beträgt 8848 m - der Berg Chomolungma), Berge nehmen mehr als 1/3 der Landoberfläche ein. Wüsten bedecken etwa 20 % der Landoberfläche, Wälder - etwa 30 %, Gletscher - über 10 %. Die durchschnittliche Tiefe des Weltozeans beträgt etwa 3800 m (die größte Tiefe beträgt 11020 m - der Marianengraben (Trog) im Pazifischen Ozean). Das Wasservolumen auf dem Planeten beträgt 1370 Millionen km3, der durchschnittliche Salzgehalt beträgt 35 g/l.

Die Atmosphäre der Erde, deren Gesamtmasse 5,15 * 1015 Tonnen beträgt, besteht aus Luft - einer Mischung aus hauptsächlich Stickstoff (78,08%) und Sauerstoff (20,95%), der Rest ist Wasserdampf Kohlendioxid sowie Inert und andere Gase. Die maximale Landoberflächentemperatur beträgt 570-580 C (in den tropischen Wüsten Afrikas und Nordamerikas), die minimale etwa -900 C (in den zentralen Regionen der Antarktis).

Die Entstehung der Erde und das Anfangsstadium ihrer Entwicklung gehören zur vorgeologischen Geschichte. Das absolute Alter der ältesten Gesteine ​​beträgt über 3,5 Milliarden Jahre. Die geologische Geschichte der Erde ist in zwei ungleiche Stadien unterteilt: das Präkambrium, das etwa 5/6 der gesamten geologischen Chronologie (etwa 3 Milliarden Jahre) einnimmt, und das Phanerozoikum, das die letzten 570 Millionen Jahre umfasst. Vor etwa 3-3,5 Milliarden Jahren entstand durch die natürliche Evolution der Materie das Leben auf der Erde und die Entwicklung der Biosphäre begann. Die Gesamtheit aller sie bewohnenden Lebewesen, die sogenannte lebende Materie der Erde, hatte maßgeblichen Einfluss auf die Entwicklung von Atmosphäre, Hydrosphäre und Sedimenthülle. Neu

Ein Faktor, der die Biosphäre stark beeinflusst, ist die Produktionstätigkeit des Menschen, der vor weniger als 3 Millionen Jahren auf der Erde erschien. Die hohe Wachstumsrate der Erdbevölkerung (275 Millionen Menschen in 1000, 1,6 Milliarden Menschen in 1900 und ungefähr 6,3 Milliarden Menschen in 1995) und der zunehmende Einfluss der menschlichen Gesellschaft auf die natürliche Umwelt haben die Probleme der rationellen Nutzung aller aufgeworfen natürliche Ressourcen und Naturschutz.

Das weithin bekannte Modell des inneren Aufbaus der Erde (ihre Aufteilung in Kern, Mantel und Erdkruste) wurde bereits in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts von den Seismologen G. Jeffreys und B. Gutenberg entwickelt. Ausschlaggebend dafür war die Entdeckung einer starken Abnahme der Durchgangsgeschwindigkeit seismischer Wellen im Inneren des Globus in einer Tiefe von 2900 km mit einem Radius des Planeten von 6371 km. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von seismischen Längswellen direkt über der angegebenen Grenze beträgt 13,6 km/s und darunter 8,1 km/s. Das ist es Mantel-Kern-Grenze.

Dementsprechend beträgt der Kernradius 3471 km. Die obere Grenze des Mantels ist die seismische Abschnitt Mohorovicic 1909 vom jugoslawischen Seismologen A. Mohorovichich (1857-1936) zugeteilt. Sie trennt die Erdkruste vom Mantel. An dieser Grenze steigen die Geschwindigkeiten von Longitudinalwellen, die die Erdkruste durchquert haben, sprunghaft von 6,7–7,6 auf 7,9–8,2 km/s an, allerdings in unterschiedlichen Tiefenstufen. Unter den Kontinenten beträgt die Tiefe des Abschnitts M (dh der Sohlen der Erdkruste) einige zehn Kilometer, und unter einigen Gebirgsstrukturen (Pamir, Anden) kann sie 60 km erreichen, während sie unter den Ozeanbecken einschließlich der Wassersäule beträgt die Tiefe nur 10-12 km. Im Allgemeinen erscheint die Erdkruste in diesem Schema als dünne Schale, während sich der Erdmantel in der Tiefe bis zu 45 % des Erdradius erstreckt.

Aber Mitte des 20. Jahrhunderts kamen Ideen über eine fraktionierte Tiefenstruktur der Erde in die Wissenschaft. Basierend auf neuen seismologischen Daten stellte sich heraus, dass es möglich war, den Kern in einen inneren und einen äußeren und den Mantel in einen unteren und einen oberen zu unterteilen (Abb. 1). Dieses beliebte Modell wird noch heute verwendet. Es wurde vom australischen Seismologen K.E. Bullen, der Anfang der 40er Jahre ein Schema zur Aufteilung der Erde vorschlug Zonen, die er mit Buchstaben bezeichnete: A - die Erdkruste, B - Zone im Tiefenintervall von 33-413 km, C - Zone 413-984 km, D - Zone 984-2898 km, D - 2898-4982 km, F - 4982-5121 km , G - 5121-6371 km (Erdmittelpunkt). Diese Zonen unterscheiden sich in seismischen Eigenschaften. Später teilte er die Zone D in die Zonen D "(984-2700 km) und D" (2700-2900 km) ein. Gegenwärtig wurde dieses Schema erheblich modifiziert, und in der Literatur wird nur die D " -Schicht weit verbreitet. Ihr Hauptmerkmal ist eine Abnahme der seismischen Geschwindigkeitsgradienten im Vergleich zur darüber liegenden Mantelregion.

innerer Kern, mit einem Radius von 1225 km, ist fest und hat eine hohe Dichte - 12,5 g/cm3. äußerer Kern Flüssigkeit, seine Dichte beträgt 10 g/cm3. An der Grenze zwischen Kern und Mantel gibt es nicht nur einen starken Sprung in der Geschwindigkeit der Longitudinalwellen, sondern auch in der Dichte. Im Erdmantel sinkt sie auf 5,5 g/cm3. Davon betroffen ist die Schicht D“, die in direktem Kontakt mit dem äußeren Kern steht, da die Temperaturen im Kern die Temperaturen des Mantels deutlich übersteigen. Diese Schicht erzeugt stellenweise enorme Wärme- und Massenströme, die zur Erdoberfläche geleitet werden durch den Mantel, genannt Federn. Sie können auf dem Planeten in Form von großen Vulkangebieten auftreten, wie zum Beispiel auf den Hawaii-Inseln, Island und anderen Regionen.

Die obere Grenze der D"-Schicht ist ungewiss; ihre Höhe von der Oberfläche des Kerns kann zwischen 200 und 500 km oder mehr variieren. Man kann also

Daraus lässt sich schließen, dass diese Schicht den ungleichmäßigen und unterschiedlich starken Einstrom von Kernenergie in die Mantelregion widerspiegelt.

Die Grenze des unteren und oberer Mantel Der seismische Abschnitt in einer Tiefe von 670 km dient dem betrachteten Schema. Es hat eine globale Verteilung und wird durch einen Sprung der seismischen Geschwindigkeiten in Richtung ihrer Zunahme sowie eine Zunahme der Dichte der unteren Mantelmaterie gerechtfertigt. Dieser Abschnitt ist auch die Grenze von Änderungen in der mineralischen Zusammensetzung von Gesteinen im Mantel.

Auf diese Weise, Unterer Mantel, abgeschlossen zwischen den Tiefen von 670 und 2900 km, erstreckt sich entlang des Erdradius über 2230 km. Der obere Mantel hat einen gut befestigten inneren seismischen Abschnitt, der in einer Tiefe von 410 km verläuft. Wenn diese Grenze von oben nach unten überschritten wird, nehmen die seismischen Geschwindigkeiten stark zu. Hier, wie auch an der unteren Grenze des oberen Mantels, finden bedeutende Mineralumwandlungen statt.

Der obere Teil des oberen Erdmantels und die Erdkruste sind als Lithosphäre miteinander verschmolzen, die im Gegensatz zu Hydro und Atmosphäre die obere feste Hülle der Erde darstellt. Dank der Theorie der lithosphärischen Plattentektonik hat sich der Begriff „Lithosphäre“ verbreitet. Die Theorie geht von der Bewegung von Platten entlang aus Asthenosphäre- erweichte, teilweise, möglicherweise flüssige, tiefe Schicht mit reduzierter Viskosität. Die Seismologie zeigt jedoch keine im Weltraum aufrechterhaltene Asthenosphäre. Für viele Bereiche wurden mehrere asthenosphärische Schichten entlang der Vertikalen sowie deren Diskontinuität entlang der Horizontalen identifiziert. Ihr Wechsel ist besonders deutlich innerhalb der Kontinente, wo die Tiefe des Vorkommens von asthenosphärischen Schichten (Linsen) von 100 km bis zu vielen Hunderten variiert.

Unter den ozeanischen Abgrundsenken liegt die asthenosphärische Schicht in Tiefen von 70–80 km oder weniger. Dementsprechend ist die untere Grenze der Lithosphäre tatsächlich unbestimmt, und dies bereitet große Schwierigkeiten für die Theorie der Kinematik der Lithosphärenplatten, was von vielen Forschern bemerkt wird. Dies sind die Grundkonzepte von die Struktur der Erde die sich bis heute etabliert haben. Als nächstes wenden wir uns den neuesten Daten zu tiefen seismischen Grenzen zu, die die wichtigsten Informationen über die innere Struktur des Planeten liefern.

3. Geologischer Aufbau der Erde

Die Geschichte des geologischen Aufbaus der Erde wird üblicherweise in Form von nacheinander auftretenden Stadien oder Phasen dargestellt. Geologische Zeit wird ab Beginn der Entstehung der Erde gezählt.

Phase 1(4,7 - 4 Milliarden Jahre). Die Erde besteht aus Gas, Staub und Planetesimalen. Infolge der beim Zerfall radioaktiver Elemente und der Kollision von Planetesimalen freigesetzten Energie erwärmt sich die Erde allmählich. Der Fall eines riesigen Meteoriten auf die Erde führt zur Freisetzung von Material, aus dem der Mond gebildet wird.

Nach einem anderen Konzept wurde der Proto-Mond, der sich auf einer der heliozentrischen Umlaufbahnen befindet, von der Proto-Erde eingefangen, wodurch das Erde-Mond-Binärsystem gebildet wurde.

Die Entgasung der Erde führt zum Beginn der Bildung einer Atmosphäre, die hauptsächlich aus Kohlendioxid, Methan und Ammoniak besteht. Am Ende der betrachteten Phase beginnt durch die Kondensation von Wasserdampf die Bildung der Hydrosphäre.

Phase 2(4 - 3,5 Milliarden Jahre). Die ersten Inseln erscheinen, Protokontinente, bestehend aus Gesteinen, die hauptsächlich Silizium und Aluminium enthalten. Protkontinente erheben sich leicht über noch sehr flachen Ozeanen.

Phase 3(3,5 - 2,7 Milliarden Jahre). Eisen sammelt sich im Zentrum der Erde und bildet seinen flüssigen Kern, der die Bildung der Magnetosphäre bewirkt. Es werden Voraussetzungen für das Auftreten der ersten Organismen, Bakterien, geschaffen. Die Bildung der kontinentalen Kruste geht weiter.

Phase 4(2,7 - 2,3 Milliarden Jahre). Ein einziger Superkontinent entsteht. Pangäa, dem der Überozean Panthalassa gegenübersteht.

Phase 5(2,3 - 1,5 Milliarden Jahre). Die Abkühlung der Kruste und der Lithosphäre führt zum Zerfall des Superkontinents in Mikroplattenblöcke, deren Zwischenräume mit Sedimenten und Vulkanen gefüllt sind. Infolgedessen entstehen gefaltete Oberflächensysteme und ein neuer Superkontinent, Pangaea I. Die organische Welt wird durch Blaualgen repräsentiert, deren photosynthetische Aktivität zur Anreicherung der Atmosphäre mit Sauerstoff beiträgt, was zu der führt Weiterentwicklung der organischen Welt.

Phase 6(1700 - 650 Millionen Jahre). Die Zerstörung von Pangaea I tritt auf, die Bildung von Becken mit ozeanischer Kruste. Zwei Superkontinente werden gebildet: Gondavana, das Südamerika, Afrika, Madagaskar, Indien, Australien, die Antarktis und Laurasia umfasst, das Nordamerika, Grönland, Europa und Asien (außer Indien) umfasst. Gondwana und Laurasia sind durch das Tits Sea getrennt. Die ersten Eiszeiten stehen bevor. Die organische Welt ist schnell mit vielzelligen Nicht-Skelett-Organismen gesättigt. Die ersten Skelettorganismen erscheinen (Trilobiten, Weichtiere usw.). Ölförderung findet statt.

Phase 7(650 - 280 Millionen Jahre). Der Appalachen-Gebirgsgürtel in Amerika verbindet Gondwana mit Laurasia – Pangaea II wird gebildet. Konturen sind angedeutet

Paläozoische Ozeane - Paläo-Atlantik, Paläo-Tethys, Paläo-Asien. Gondwana ist zweimal von einer Vereisungsschicht bedeckt. Später tauchen Fische auf - Amphibien. Pflanzen und Tiere kommen an Land. Es beginnt eine intensive Kohlebildung.

Phase 8(280 - 130 Millionen Jahre). Pangaea II wird von einem immer dichter werdenden Netzwerk von Kontinentalriffen durchzogen, schlitzartigen, rückenartigen Ausläufern der Erdkruste. Die Spaltung des Superkontinents beginnt. Afrika trennt sich von Südamerika und Hindustan und letzteres von Australien und der Antarktis. Schließlich trennt sich Australien von der Antarktis. Angiospermen entwickeln große Landflächen. In der Tierwelt dominieren Reptilien und Amphibien, Vögel und primitive Säugetiere treten auf. Am Ende des Zeitraums sterben viele Tiergruppen, darunter riesige Dinosaurier. Die Ursachen dieser Phänomene werden normalerweise entweder in der Kollision der Erde mit einem großen Asteroiden oder in einem starken Anstieg der vulkanischen Aktivität gesehen. Beides könnte zu globalen Veränderungen führen (Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre, Entstehung großer Brände, Vergoldung), die mit der Existenz vieler Tierarten unvereinbar sind.

Phase 9(130 Millionen Jahre - 600.000 Jahre). Die allgemeine Konfiguration der Kontinente und Ozeane erfährt große Veränderungen, insbesondere wird Eurasien von Nordamerika, die Antarktis von Südamerika getrennt. Die Verteilung der Kontinente und Ozeane ist der Moderne sehr nahe gekommen. Zu Beginn des Berichtszeitraums ist das Klima auf der ganzen Erde warm und feucht. Das Ende der Periode ist durch scharfe klimatische Kontraste gekennzeichnet. Nach der Vereisung der Antarktis folgt die Vereisung der Arktis. Fauna und Flora entwickeln sich in der Nähe der modernen. Die ersten Vorfahren des modernen Menschen erscheinen.

Phase 10(Modernität). Zwischen der Lithosphäre und dem Erdkern steigen und fallen Magmaströme, durch Risse in der Kruste brechen sie nach oben. Fragmente der ozeanischen Kruste sinken bis in den Kern, schwimmen dann auf und bilden möglicherweise neue Inseln. Lithosphärenplatten kollidieren miteinander und werden ständig von Magmaströmen beeinflusst. Wo die Platten divergieren, bilden sich neue Segmente der Lithosphäre. Es findet ständig ein Prozess der Differenzierung der terrestrischen Materie statt, der den Zustand aller geologischen Schalen der Erde einschließlich des Kerns verändert.

Fazit

Die Erde ist von der Natur selbst herausgehoben: Im Sonnensystem gibt es nur auf diesem Planeten entwickelte Lebensformen, nur auf ihm hat die lokale Ordnung der Materie ein ungewöhnlich hohes Niveau erreicht und setzt die allgemeine Entwicklungslinie der Materie fort. Auf der Erde ist die schwierigste Stufe der Selbstorganisation überwunden, die einen tiefen qualitativen Sprung zu den höchsten Ordnungsformen markiert.

Die Erde ist der größte Planet in seiner Gruppe. Aber wie Schätzungen zeigen, erweisen sich selbst solche Dimensionen und Massen als minimal, bei denen der Planet seine gasförmige Atmosphäre behalten kann. Die Erde verliert intensiv Wasserstoff und einige andere leichte Gase, was durch Beobachtungen der sogenannten Erdfahne bestätigt wird.

Die Atmosphäre der Erde unterscheidet sich grundlegend von den Atmosphären anderer Planeten: Sie hat einen geringen Gehalt an Kohlendioxid, einen hohen Gehalt an molekularem Sauerstoff und einen relativ hohen Gehalt an Wasserdampf. Die Erdatmosphäre unterscheidet sich aus zwei Gründen: Das Wasser der Ozeane und Meere nimmt Kohlendioxid gut auf, und die Biosphäre sättigt die Atmosphäre mit molekularem Sauerstoff, der bei der pflanzlichen Photosynthese entsteht. Berechnungen zeigen, dass, wenn wir das gesamte in den Ozeanen absorbierte und gebundene Kohlendioxid freisetzen und gleichzeitig den gesamten Sauerstoff, der sich durch die vitale Aktivität der Pflanzen angesammelt hat, aus der Atmosphäre entfernen, die Zusammensetzung der Erdatmosphäre in ihren Hauptmerkmalen ähnlich werden würde zur Zusammensetzung der Atmosphären von Venus und Mars.

In der Erdatmosphäre bildet gesättigter Wasserdampf eine Wolkenschicht, die einen beträchtlichen Teil des Planeten bedeckt. Die Wolken der Erde sind ein wesentliches Element im Wasserkreislauf, der auf unserem Planeten im System Hydrosphäre - Atmosphäre - Land stattfindet.

Auf der Erde finden heute aktiv tektonische Prozesse statt, ihre geologische Geschichte ist noch lange nicht abgeschlossen. Von Zeit zu Zeit manifestieren sich die Echos planetarer Aktivitäten mit solcher Kraft, dass sie lokale katastrophale Umwälzungen verursachen, die die Natur und die menschliche Zivilisation betreffen. Paläontologen argumentieren, dass in der Ära der frühen Jugend der Erde ihre tektonische Aktivität noch höher war. Das moderne Relief des Planeten hat sich entwickelt und verändert sich weiterhin unter dem Einfluss der kombinierten Wirkung von tektonischen, hydrosphärischen, atmosphärischen und biologischen Prozessen auf seiner Oberfläche.

Referenzliste

1. V.F. Tulinov "Konzepte der modernen Naturwissenschaft": Ein Lehrbuch für Universitäten. - M.: UNITI-DANA, 2004

2. AV Byalko "Unser Planet - Erde" - M. Nauka, 1989

3. G.V. Voitkevich "Grundlagen der Theorie des Ursprungs der Erde" - M Nedra, 1988

4. Physische Enzyklopädie. Tt. 1-5. - M. Große Russische Enzyklopädie, 1988-1998.

Einleitung……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..3

1. Geschichte der Erde…………………………………………..…………………4

2. Seismisches Modell des Aufbaus der Erde………………………………...6

3. Geologischer Aufbau der Erde………………………………………...9

Fazit ……………………………………………………………………….13

Referenzen ………………………………………………………………15

INSTITUT FÜR WIRTSCHAFT UND UNTERNEHMERSCHAFT

Außerhalb

AUFSATZ

Zum Thema "Konzepte der modernen Naturwissenschaft"

zum Thema "Der Aufbau der Erde"

Schüler der Gruppe 06-H11z Surkova V.V.

Wissenschaftlicher Berater E. M. Permyakov

Allmählich verändert oder weiterentwickelt. Die ältesten Gesteine ​​geben Geologen (Spezialisten, die den Aufbau des Erdinneren und seine Entstehung untersuchen) wertvolle Informationen über Veränderungen der Oberfläche und Struktur der Erde.

Es wurde festgestellt, dass die Masse der Erde 5,98 * 10 27 g beträgt, das Volumen 1,083 * 10 27 cm 3 beträgt, der durchschnittliche Radius 6371 km beträgt, die durchschnittliche Dichte 5,52 g / cm 3 beträgt, die durchschnittliche Erdbeschleunigung an die Erdoberfläche erreicht 981 Gal. Die durchschnittliche Entfernung von der Sonne beträgt etwa 150 Millionen km. Die Geschwindigkeit der Erdumlaufbahn beträgt 29,77 km/s. Die Erde macht in 365,26 Tagen eine vollständige Umdrehung. Die Rotationsdauer der Erde um ihre eigene Achse beträgt 23 Stunden 56 Minuten. Als Ergebnis dieser Drehung entstand eine leichte äquatoriale Wölbung und eine polare Kompression. Daher ist der Durchmesser der Erde im äquatorialen Abschnitt 21,38 km länger als der Durchmesser, der die Rotationspole verbindet (der Polarradius beträgt 6356,78 km und der äquatoriale 6378,16 km).

Die Figur der Erde wird durch ein Geoid beschrieben, das außerhalb der Kontinente mit der ungestörten Oberfläche zusammenfällt.

Die Erde hat ein eigenes Magnetfeld, das mit dem Feld eines magnetischen Dipols identisch ist.

Geophysikalische Untersuchungen haben ergeben, dass die Erde aus Kern, Mantel und Erdkruste besteht.

Der Erdkern besteht aus zwei Schichten - dem äußeren (flüssigen) Kern und dem inneren (festen). Der Radius des inneren festen Kerns (Schicht "O") beträgt ungefähr 1200-1250 km, die Dicke der Übergangsschicht "P" zwischen dem inneren und äußeren Kern beträgt ungefähr 140-150 km und die Dicke des äußeren flüssigen Kerns , die in einer Tiefe von 2870-2920 km beginnt, beträgt etwa 3000 km. Die Dichte der Substanz im äußeren Kern ändert sich monoton von 9,5–10,1 g/cm 3 auf seiner Oberfläche auf 11,4–12,3 g/cm 3 auf der Sohle.

Im inneren Kern nimmt die Materiedichte zu und erreicht im Zentrum 13-14 g/cm 3 . Die Masse des Erdkerns beträgt 32 % der gesamten Masse der Erde und sein Volumen etwa 16 % des Volumens der gesamten Erde. Der Erdkern besteht zu etwa 90 % aus Eisen, mit Zusätzen von Sauerstoff, Schwefel, Kohlenstoff und möglicherweise Kieselerde; intern - aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit Meteoritenzusammensetzung.

Der Mantel ist eine Silikathülle der Erde, die sich zwischen der Sohle der Erdkruste und der Oberfläche des Kerns befindet und 67,8 % der Gesamtmasse der Erde ausmacht.

Gemäß seismischen Daten wird der Mantel in die obere (Schicht „C“ bis zu einer Tiefe von 400 km), die Übergangsschicht Golitsyn (Schicht „C“ ab einer Tiefe von 400 bis 1000 km) und die untere (Schicht „ B" mit einer Sohle in ca. 2900 km Tiefe). Unter den Ozeanen im oberen Mantel gibt es auch eine Schicht mit einer reduzierten Geschwindigkeit seismischer Wellen - der Gutenberg-Wellenleiter, der normalerweise mit der Asthenosphäre der Erde identifiziert wird. Es wird angenommen, dass sich die Mantelmaterie in dieser Schicht teilweise in einem geschmolzenen Zustand befindet. Unterhalb der Kontinente wird in der Regel kein ausgeprägter Bereich niedriger Geschwindigkeiten im Mantel verfolgt.

Eine wichtige Grenzfläche im oberen Mantel ist die Sohle der Lithosphäre – die Übergangsfläche von den erkalteten Gesteinen der Lithosphäre zur teilweise geschmolzenen Mantelsubstanz, die in den plastischen Zustand übergegangen ist und die Asthenosphäre darstellt.

Die bestehende Meinung über die Zusammensetzung des Mantels basiert auf den Geschwindigkeiten des Durchgangs seismischer Wellen, ähnlich dem Durchgang elastischer Wellen in basischen und ultrabasischen Gesteinen, die in bestimmten Bereichen der Erdkruste üblich sind. Es wird angenommen, dass diese Gesteine ​​aus dem Erdmantel in die oberflächennahen Schichten der Erde gelangten.

Vorstellungen über die chemische Zusammensetzung des tiefen Erdinneren basieren auf einer vergleichenden Analyse von Meteoriten und der Kompressibilität von Silikaten, Metallen und deren Oxiden bei hohen Temperaturen und Drücken. Nach diesen Daten hat der Mantel eine ultramafische Zusammensetzung und besteht aus einem hypothetischen Gestein, Pyrolith, das eine Mischung aus Peridotit (75 %), tholeiitischem Basalt oder Lherzolit (25 %) ist. Der Gehalt an Radioaktivem im Erdmantel ist ziemlich gering - etwa 10 -8 % U, 10 -7 % Th und 10 -6 % K.

Die Erdkruste unterscheidet sich in ihrer Struktur und chemischen Zusammensetzung von den darunter liegenden Schalen. Die Sohle der Erdkruste wird durch die seismische Grenze von Mohorovichich umrissen, an der die Ausbreitungsgeschwindigkeiten seismischer Wellen stark ansteigen und 8-8,2 km/s erreichen.

Die Oberfläche und etwa 25 km der Erdkruste entstehen unter dem Einfluss von: 1) endogenen Prozessen (tektonische oder mechanische und magmatische Prozesse), durch die das Relief der Erdoberfläche entsteht und Schichten aus magmatischen und metamorphen Gesteinen gebildet werden ; 2) exogene Prozesse, die eine Denudation (Zerstörung) und Einebnung des Reliefs, Verwitterung und Übertragung von Gesteinsfragmenten und deren Wiederablagerung in den unteren Teilen des Reliefs verursachen. Durch den Ablauf verschiedenster exogener Prozesse entstehen Sedimentgesteine, die die oberste Schicht der Erdkruste bilden.

Es gibt zwei Haupttypen der Erdkruste: ozeanische (Basalt) und kontinentale (Granit-Gneis) mit einer diskontinuierlichen Sedimentschicht. Die ozeanische Kruste ist in ihrer Zusammensetzung primitiv und stellt die obere Schicht eines differenzierten Mantels dar, der von oben von einer dünnen Schicht pelagischer Sedimente überlagert wird. Es gibt drei Schichten in der ozeanischen Kruste.

Die oberste Schicht - Sediment - wird durch Karbonatsedimente dargestellt, die in geringen Tiefen bis zur Ebene der Karbonatkompensation (4-5,5 km) abgelagert wurden. In großen Tiefen werden karbonatfreie Tiefwasser-Rottone abgelagert. Die durchschnittliche Dicke des ozeanischen Niederschlags überschreitet 500 m nicht und steigt nur am Fuß der Kontinentalhänge, insbesondere in Gebieten großer Flussdeltas, auf 12–15 km an. Dies wird durch eine Art schnell fließende "Lawinen"-Sedimentation verursacht, wenn fast das gesamte terrigene Material, das von Flusssystemen vom Kontinent getragen wird, in den Küstenteilen der Ozeane, am Kontinentalhang und an seinem Fuß abgelagert wird.

Die zweite Schicht der ozeanischen Kruste im oberen Teil besteht aus Kissenlava aus Basalten. Unten sind Doleritgänge der gleichen Zusammensetzung. Die Gesamtdicke der zweiten Schicht ozeanischer Kruste beträgt 1,5 km und erreicht selten 2 km. Unterhalb des Gangkomplexes befinden sich Gabbro, die den oberen Teil der dritten Schicht darstellen, deren unterer Teil in einiger Entfernung vom axialen Teil der mittelozeanischen Rücken verfolgt werden kann und aus Serpentiniten besteht. Die Dicke der Gabbro-Serpentinit-Schicht erreicht 5 km. Somit beträgt die Gesamtdicke der ozeanischen Kruste ohne Sedimentbedeckung 6,5-7 km. Unter dem axialen Teil der mittelozeanischen Rücken ist die Dicke der ozeanischen Kruste auf 3-4 und manchmal sogar auf 2-2,5 km reduziert.

Unter den Kämmen der mittelozeanischen Rücken liegt die ozeanische Kruste über Herden von Basaltschmelzen, die aus der Asthenosphäre freigesetzt werden. Die durchschnittliche Dichte der ozeanischen Kruste ohne Sedimentschicht beträgt 2,9 g/cm3. Davon ausgehend beträgt die Gesamtmasse der ozeanischen Kruste 6,*1024 g Die ozeanische Kruste entsteht in den Riftbereichen der mittelozeanischen Rücken durch den Zufluss von Basaltschmelzen aus der asthenosphärischen Schicht der Erde und die Ausschüttungen von tholeiitischen Basalten auf den Meeresboden. Nach den durchgeführten Berechnungen steigen jährlich mindestens 12 km 3 Basaltschmelze aus der Asthenosphäre auf und ergießen sich auf den Meeresboden, wodurch die gesamte zweite Schicht und ein Teil der dritten Schicht der ozeanischen Kruste gebildet werden.

Die kontinentale Kruste unterscheidet sich stark von der ozeanischen. Seine Dicke variiert von 20–25 km unter Inselbögen bis zu 80 km unter den jungen gefalteten Gürteln der Erde: Alpen-Himalaya und Anden.

In der kontinentalen Kruste werden drei Schichten unterschieden: Die obere ist sedimentär und die beiden unteren Schichten bestehen aus kristallinen Gesteinen. Die Dicke der oberen Sedimentschicht variiert in einem weiten Bereich: von der praktischen Abwesenheit auf alten Schilden bis zu 10-15 km auf den Regalen der passiven Ränder der Kontinente und in den Randtälern der Plattformen. Die durchschnittliche Niederschlagsdicke auf stabilen Plattformen beträgt etwa 3 km.

Unter der Sedimentschicht befinden sich Schichten, die von Gesteinen der Granitoidserie dominiert werden. An Orten in den Gebieten, in denen sich alte Schilde befinden, kommen sie an die Erdoberfläche (kanadisch, baltisch, aldanisch, brasilianisch, afrikanisch usw.). Die Gesteine ​​der „Granit“-Schicht werden in der Regel durch regionale Metamorphoseprozesse umgewandelt.

Unter der "Granit"-Schicht befindet sich eine "Basalt"-Schicht, die in ihrer Zusammensetzung den Gesteinen der ozeanischen Kruste ähnelt. Sowohl die kontinentale als auch die ozeanische Kruste werden von oberen Mantelgesteinen unterlagert, von denen sie durch die Mohorovichic-Grenze getrennt sind.

Die Erdkruste besteht aus Silikaten und Alumosilikaten. Es wird von Sauerstoff (43,13 %), Silizium (26 %) und Aluminium (7,45 %) dominiert, die hauptsächlich in Form von Oxiden, Silikaten und Alumosilikaten vorliegen.

Die Unebenheit der Struktur der oberen Teile der Erde bedeckt nicht nur ihre Kruste selbst, sondern auch den oberen Mantel und erstreckt sich möglicherweise bis in Tiefen von 700 km. In diesem Zusammenhang sollte betont werden, dass jede Theorie über den Ursprung der Erde die oben angegebene asymmetrische Natur des oberen Teils des festen Körpers der Erde erklären muss. Die Ungleichmäßigkeit der Struktur und wahrscheinlich die Zusammensetzung der oberen Horizonte der Erde (bis in Tiefen von 400-500 km) kann nicht in der in der Vergangenheit angenommenen Ära des allgemeinen geschmolzenen Zustands der Erde entstanden sein. In diesem Fall würden wir bei jeder Differenzierungsmethode auf Schalen stoßen, die in Zusammensetzung und Dicke homogen sind. Tatsächlich gibt es eine gewisse Heterogenität.

Die Lithosphäre wird als Steinhülle der Erde bezeichnet, deren Bestandteile sich alle in einem festen kristallinen Zustand befinden. Es umfasst die Erdkruste, den subkrustalen oberen Mantel und wird von der Asthenosphäre unterlagert. Bei letzterem befindet sich die Substanz in einem plastischen Zustand und wird durch hohe Temperaturen teilweise aufgeschmolzen. Seine Substanz hat im Gegensatz zur Lithosphäre keine Endfestigkeit und kann selbst unter Einwirkung sehr geringer Überdrücke verformt werden.

Es wird angenommen, dass lithosphärische Platten durch Abkühlung und vollständige Kristallisation von teilweise geschmolzener Materie der Asthenosphäre gebildet werden. Die untere Grenze der Lithosphäre fällt mit der konstanten Temperaturisotherme zusammen, die dem Beginn des Peridotitschmelzens entspricht und etwa 1300 °C entspricht. Die variable Mächtigkeit der Lithosphäre erklärt sich durch die Variation im geothermischen Regime der Lithosphäre und des Mantels in verschiedenen Teilen der Erde.

Aufgrund der Plastizität widersteht die Asthenosphäre Scherspannungen nur schwach und ermöglicht die Bewegung von Lithosphärenplatten relativ zum unteren Mantel. Die Basis der Asthenosphäre befindet sich in einer Tiefe von 640 km und fällt mit dem Ort der Quellen von Tiefenbeben zusammen.

In den Ozeanen variiert die Dicke der Lithosphäre von einigen Kilometern unter den Gräben der mittelozeanischen Rücken bis zu 100 km an der Peripherie der Ozeane. Unter den alten Schilden erreicht die Dicke der Lithosphäre 300 - 350 km. Die dramatischsten Änderungen in der Dicke der Lithosphäre werden in der Nähe des axialen Teils der mittelozeanischen Rücken und an den Kontinent-Ozean-Grenzen beobachtet, wo die kontinentale und die ozeanische Kruste der Lithosphäre in Kontakt kommen.

In den Eingeweiden der Erde

Es gibt verschiedene Arten von Gesteinen in den Eingeweiden der Erde. Die Methode, mit der Wissenschaftler sie untersuchen, erinnert an die Untersuchung von Stoßwellen bei Erdbeben. Der innere Kern der Erde ist fest. Es besteht aus Nickel. Es erreicht 5000 Grad Celsius. Der äußere Kern besteht aus Schmelze Wenn sich die Erde dreht, dreht sich dieser Kern sehr langsam mit und erzeugt ein spezielles Magnetfeld. Mantel ist eine Schicht aus Erdgestein, die sich zwischen dem Kern und der Kruste befindet. In einigen Zonen ist der Mantel so heiß, dass die festen Gesteine, aus denen er besteht, zu schmelzen beginnen und den sogenannten Mantel bilden Magma.

kontinentale Platten

Die Erdkruste besteht aus mehreren riesigen Teilen oder Platten, die sich sehr langsam relativ zueinander bewegen. Wenn sie auseinanderlaufen, kommt Magma an die Oberfläche und bildet beim Abkühlen neues Gestein. Wenn sie komprimiert werden, stoßen sie entweder zusammen oder kriechen ineinander. Platten können sich übereinander bewegen.

Bewegung der Kontinente

Wenn Sie sich eine Erdkarte ansehen, können Sie sehen, dass die Umrisse der Kontinente aneinander ausgerichtet sind, wie Fragmente eines zusammengesetzten Scharadenpuzzles. Einige Wissenschaftler glauben, dass alle Kontinente einst (vor etwa 200 Millionen Jahren) ein einziges Ganzes waren und einen einzigen Superkontinent bildeten - Pangäa. Es wird angenommen, dass sich dann die Kontinentalplatten auszubreiten begannen, was zum Auftreten von Kontinenten führte (siehe Artikel ""). Beweise für die Existenz von Pangaea sind Fossilien - die Überreste uralter Pflanzen und Tiere, die in Felsen zu uns gekommen sind (siehe Artikel ""). Fossilien derselben Tiere wurden auf verschiedenen Kontinenten gefunden, die viele tausend Kilometer voneinander entfernt sind. Beispielsweise wurden die versteinerten Überreste des Listosaurus, eines alten pflanzenfressenden Reptils, in Südafrika, Asien und Asien entdeckt. Dies beweist, dass alle Kontinente in der Antike ein einziges Ganzes waren. Einige Wissenschaftler erkennen die Existenz von Pangaea nicht an. Sie argumentieren, dass sich Tiere entlang der schmalen Landstreifen, die einst die Kontinente verbanden, von Festland zu Festland bewegen konnten. Andere glauben, dass diese Tiere auf die Stämme uralter Riesenbäume gelangen könnten.

Suche nach Fossilien

Fossilien werden oft in Gesteinen wie Kalksteinen und Schiefer gefunden. Sie sind auch in Felsabschnitten zu finden, die beim Straßenbau freigelegt wurden. Holen Sie sich beim Graben immer die Erlaubnis dazu. Fossilien können in Steinhaufen am Fuße der Berge gefunden werden. Unterschiedliche Farben und Gesteinsarten weisen darauf hin, dass hier Fossilien zu finden sind. Um sie aus den Felsen zu lösen, benötigen Sie einen Hammer und einen Meißel. Sie können Ihre Ergebnisse in einem speziellen Tagebuch festhalten.

Die Struktur der Erde verändert sich ständig. Vor mehr als 4,6 Milliarden Jahren war die Erdoberfläche mit feuerspeienden Vulkanen bedeckt, aus deren Kratern Gase, Ströme von geschmolzenem Gestein und Wasserdampf ausbrachen. Nachdem sie abgekühlt waren, begann die Bildung der Erdkruste. Der Dampf kondensierte und fiel in Form von heftigen Regenfällen zu Boden, die nach und nach den Raum zukünftiger Meere füllten.

Im Laufe von vielen Millionen Jahren hat die Erde verschiedene Stadien ihrer Entwicklung durchlaufen. Versteinerte Überreste alter Organismen werden manchmal auf dem Grund der ausgetrockneten Meere gefunden. Pflanzen waren die ersten, die an Land erschienen. Später tauchten die ersten Tiere aus den maritimen Sümpfen und flachen Meeren an Land auf. Sie haben spezielle Organe entwickelt - Gliedmaßen damit du atmen kannst.

Ein sich ständig verändernder Planet

Vor etwa 65 Millionen Jahren geschah etwas, das den Tod von 75 % der damals auf der Erde lebenden Tierarten verursachte, darunter auch Dinosaurier. Wie die Fossilien belegen, geschah dies in relativ kurzer Zeit. Dinosaurier lebten vor etwa 140 Millionen Jahren auf der Erde. Es gibt viele Theorien, die die Gründe für ihr Aussterben erklären. Vielleicht begannen die Sümpfe und Seen, in denen die meisten Dinosaurier lebten, aktiv auszutrocknen. Vielleicht haben sich diese alten Riesen nicht an Temperaturänderungen auf der Erde angepasst. Oder der Großteil der Pflanzen, die pflanzenfressende Dinosaurier aßen, starb an den Folgen von Veränderungen, die zum Aussterben der ersten pflanzenfressenden und dann der räuberischen Dinosaurier führten. Eine Theorie erklärt dieses Aussterben durch die Kollision der Erde mit einem riesigen Asteroiden, wonach riesige dichte Staubwolken über die Oberfläche des Planeten aufstiegen und die Sonne viele Jahre lang bedeckten.

Hauptgegenstand des Studiums der Geologie ist die Erdkruste, die äußere feste Hülle der Erde, die für die Verwirklichung menschlichen Lebens und Wirkens von überragender Bedeutung ist. Bei der Untersuchung der Zusammensetzung, Struktur und Entwicklungsgeschichte der Erde und insbesondere der Erdkruste verwenden Geologen: Beobachtungen; Erfahrung oder Experiment, einschließlich verschiedener Forschungsmethoden, sowohl eigene als auch in anderen Naturwissenschaften verwendete, z. B. physikalisch-chemische, biologische usw.; Modellieren; Analogiemethode; theoretische Analyse; logische Konstruktionen (Hypothesen) etc.

Dieser Abschnitt behandelt die Entstehung der Erde, ihre Form und Struktur, Zusammensetzung, Entwicklungsgeschichte der Erdkruste (Geochronologie); tektonische Bewegungen der Erdkruste, Oberflächenformen (Relief).

URSPRUNG, FORM UND STRUKTUR DER ERDE URSPRUNG DER ERDE

Das Sonnensystem besteht aus Himmelskörpern. Es umfasst: die Sonne, neun große Planeten, einschließlich der Erde, und Zehntausende kleiner Planeten, Kometen und viele Meteoroiden. Das Sonnensystem ist eine komplexe und vielfältige Welt, die noch lange nicht erforscht ist.

Die Frage nach dem Ursprung der Erde ist die wichtigste Frage der Naturwissenschaft. Seit mehr als 100 Jahren gilt die Kant-Laplace-Hypothese, wonach das Sonnensystem aus einem riesigen heißen gasähnlichen Nebel entstand, der sich drehte

Xia um die Achse, und die Erde befand sich zunächst in einem flüssigen Zustand und wurde dann zu einem festen Körper.

Die Weiterentwicklung der Wissenschaft zeigte das Scheitern dieser Hypothese. In den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts. akad. O. Yu. Schmidt stellte eine neue Hypothese über den Ursprung der Planeten des Sonnensystems, einschließlich der Erde, auf, wonach die Sonne auf ihrem Weg eine der Staubansammlungen der Galaxis überquerte und einfing, sodass die Planeten nicht aus heißen Gasen entstanden , sondern von Staubpartikeln, die um die Sonne kreisen. In diesem Cluster entstanden im Laufe der Zeit verdichtete Materieklumpen, aus denen die Planeten entstanden.

Landen Sie laut O.Yu. Schmidt, war ursprünglich kalt. Die Erwärmung seiner Tiefen begann, als es eine große Größe erreichte. Dies geschah durch die Freisetzung von Wärme infolge des Zerfalls der darin enthaltenen radioaktiven Substanzen. Die Eingeweide der Erde nahmen einen plastischen Zustand an, dichtere Substanzen konzentrierten sich näher am Zentrum des Planeten, leichtere nahe seiner Peripherie. Es gab eine Schichtung der Erde in getrennte Schalen. Gemäß der Hypothese von O.Yu. Schmidt setzt sich die Schichtung bis in die Gegenwart fort. Nach Ansicht einiger Wissenschaftler ist dies die Hauptursache für Bewegungen in der Erdkruste, also die Ursache für tektonische Prozesse.

Die Hypothese von V.G. Fesenkov, der glaubt, dass nukleare Prozesse im Inneren von Sternen, einschließlich der Sonne, stattfinden. In einer der Perioden führte dies zu einer schnellen Kontraktion und einer Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der Sonne. Gleichzeitig bildete sich ein langer Felsvorsprung, der sich dann löste und in separate Planeten zerbrach. Einen Überblick über die Hypothesen über die Entstehung der Erde und das wahrscheinlichste Schema ihrer Entstehung gibt ausführlich das Buch von I.I. Potapov „Geologie und Ökologie heute“ (1999).

EIN KURZER ÜBERBLICK ÜBER DIE GLOBALE ENTWICKLUNG DER ERDE

Der Ursprung der Planeten des Sonnensystems und ihre Entwicklung wurden im 20. Jahrhundert aktiv untersucht. in den grundlegenden Werken von O.Yu. Schmidt, V.S. Safronov, X. Alven und G. Arrhenius, A.V. Vityazev, A. Gingwood, V.E. Khaina, O.G. Sorokhtina, S.A. Umanova, L.M. Naimark, V. Elsasser, N.A. Bozhko, A. Smith, J. Yuraiden ua Nach modernen kosmologischen Konzepten, die von O.Yu. Schmidt, die Erde und der Mond sowie andere Planeten des Sonnensystems sind durch Akkretion (Zusammenkleben und weiteres Wachstum) fester Partikel einer protoplanetaren Gas- und Staubwolke entstanden. In der ersten Phase verlief das Wachstum der Erde in einem beschleunigten Akkretionsmodus, aber als die Reserven an fester Materie in dem erdnahen Schwarm von Planetesimalen der protoplanetaren Wolke erschöpft waren, verlangsamte sich dieses Wachstum allmählich. Der Akkretionsprozess der Erde wurde von der Freisetzung einer kolossalen Menge an Gravitationsenergie begleitet, ungefähr 23,3 10 th Erg. Eine solche Energiemenge war in der Lage, Materie nicht nur zu schmelzen, sondern sogar aufzulösen, aber der größte Teil dieser Energie wurde im oberflächennahen Teil der Proto-Erde freigesetzt und ging in Form von Wärmestrahlung verloren. Es hat 100 Millionen Jahre gedauert, bis sich die Erde mit 99 % ihrer heutigen Masse gebildet hat.

In der ersten Phase war die junge Erde unmittelbar nach ihrer Entstehung ein relativ kalter Körper, und die Temperatur ihres Inneren überschritt den Schmelzpunkt der Erdsubstanz nicht, da dies während der Entstehung des Planeten nicht der Fall war es kam nur zu einer Erwärmung durch fallende Planetesimale, aber auch zu einer Abkühlung durch Wärmeverluste im umgebenden Weltraum, außerdem hatte die Erde eine homogene Zusammensetzung. Die weitere Entwicklung der Erde wird durch ihre Zusammensetzung, Wärmereserve und Wechselwirkungsgeschichte mit dem Mond bestimmt. Der Einfluss der Zusammensetzung äußert sich vor allem in der Zerfallsenergie radioaktiver Elemente und der gravitativen Differenzierung terrestrischer Materie.

Vor der Entstehung des Planetensystems war der Sonnenstern fast ein klassischer roter Riese. Sterne dieses Typs bilden als Ergebnis interner Kernreaktionen der Wasserstoffverbrennung schwerere chemische Elemente unter Freisetzung einer großen Energiemenge und dem Auftreten eines starken Lichtdrucks von der Oberfläche auf die gasförmige Atmosphäre. Als Ergebnis der kombinierten Wirkung dieses Drucks und der enormen Anziehung erfuhr die Atmosphäre des Sterns eine abwechselnde Kompression und Expansion. Dieser Prozess setzte sich unter den Bedingungen einer dynamischen Zunahme der Masse der Gashülle fort, bis sich die äußere Gashülle, die sich von der Sonne löste, durch Resonanz in einen planetarischen Nebel verwandelte.

Unter dem Einfluss des Kraftmagnetfeldes des Sterns wurde die ionisierte Materie des planetarischen Nebels einer elektromagnetischen Trennung ihrer chemischen Bestandteile unterzogen. Der allmähliche Verlust von Wärmeenergie und elektrischen Ladungen von Gasen führte dazu, dass sie zusammenklebten. Gleichzeitig wurde unter dem Einfluss des Magnetfeldes des Sterns eine effektive Übertragung des Rotationsmoments auf die durch Akkretion gebildeten Planetesimale sichergestellt, die als Beginn der Bildung aller Planeten des Sterns diente Sonnensystem. Mit dem Ladungsverlust durch ionisierte chemische Elemente verwandelten sich letztere in Moleküle, die miteinander reagierten und die einfachsten chemischen Verbindungen bildeten: Hydride, Karbide, Oxide, Cyanide, Sulfide und Eisenchloride usw.

Der Prozess der allmählichen Verdichtung, Erwärmung und weiteren Differenzierung der Materie in den gebildeten Planeten erfolgte mit dem Einfangen von Partikeln aus dem umgebenden Weltraum. Im Zentrum des entstehenden Protoplaneten wurden Metalle aufgrund der Gravitationstrennung von Materie konzentriert. Um diese Zone herum wurden Eisen- und Nickelkarbide, Eisensulfide und Eisenoxide gesammelt. So wurde ein äußerer flüssiger Kern gebildet, der in seiner Hülle Hydride und Oxide von Silizium und Aluminium, Wasser, Methan, Wasserstoff, Oxide von Magnesium, Kalium, Natrium, Calcium und andere Verbindungen enthielt. In diesem Fall kam es zu einem Zonenschmelzen der gebildeten Schale und einer Verringerung der Oberfläche und einer Verringerung des Volumens des Planeten. Die nächsten Stadien waren die Bildung des Mantels, der Protokruste und das Schmelzen der Asthenosphäre. Die Protocora wurde aufgrund der oben erwähnten Volumen- und Oberflächenverringerung zerkleinert. Aus diesem Grund wurden Basalte auf die Oberfläche gegossen, die nach dem Abkühlen wieder in den tiefen Teil des Mantels sanken und dem nächsten Umschmelzen unterzogen wurden; dann verwandelte sich ein Teil der Basaltkruste allmählich in Granit.

Die Oberflächenschichten der Erde im Entstehungsstadium bestanden aus feinporigem Regolith, das aufgrund seiner ultrabasischen Zusammensetzung das freigesetzte Wasser und Kohlendioxid aktiv bindet. Die Gesamtwärmereserve der Erde und die Temperaturverteilung in ihren Eingeweiden wurden durch die Wachstumsrate des Planeten bestimmt. Im Allgemeinen schmolz die Erde im Gegensatz zum Mond nie vollständig, und die Bildung des Erdkerns dauerte etwa 4 Milliarden Jahre.

Der Zustand der kalten und tektonisch passiven Erde hielt etwa 600 Ma an. Zu dieser Zeit erwärmten sich die Eingeweide des Planeten langsam und vor etwa 4 Milliarden Jahren erschien auf der Erde eine aktive Granitisierung und es bildete sich eine Asthenosphäre. Gleichzeitig "säuberte" der Mond als massereichster Trabant den erdnahen Raum von allen dort vorhandenen kleineren Trabanten und Mikromonden,

und auf dem Mond selbst kam es zu einem Ausbruch von basaltischem Magmatismus, der mit dem Beginn der tektonischen Aktivität auf der Erde zusammenfiel (der Zeitraum dauerte vor 4,0 bis 3,6 Milliarden Jahren). Gleichzeitig wird im Erdinneren der Prozess der gravitativen Differenzierung der terrestrischen Materie eingeleitet – der Hauptprozess, der die tektonische Aktivität der Erde in allen folgenden geologischen Epochen unterstützte und zur Freisetzung und zum Wachstum eines dichten Oxids führte. eiserner Erdkern.

Da in der kryptotektonischen Epoche (Katarchea) die irdische Materie nie schmolz, konnten sich die Entgasungsprozesse der Erde nicht entwickeln, daher fehlte die Hydrosphäre in den ersten 600 Millionen Jahren des Bestehens der Erde vollständig auf ihrer Oberfläche und der Atmosphäre war extrem verdünnt und bestand aus Edelgasen. Damals wurde das Relief der Erde geglättet, bestehend aus dunkelgrauem Regolith. Alles wurde von einer gelben, leicht warmen Sonne (die Leuchtkraft war 30% geringer als bei modernen) und einer exorbitant großen, makellosen Mondscheibe (sie war ungefähr 300-350-mal größer als der moderne sichtbare Bereich der Mondscheibe) beleuchtet ). Der Mond war immer noch ein heißer Planet und konnte die Erde erwärmen. Die Bewegung der Sonne war schnell - in nur 3 Stunden überquerte sie den Himmel, um in 3 Stunden von Osten wieder aufzugehen. Der Mond bewegte sich viel langsamer, da er sich schnell in die gleiche Richtung um die Erde drehte, so dass die Mondphasen alle Stadien in 8-10 Stunden durchliefen Der Mond umkreiste die Erde auf einer Umlaufbahn mit einem Radius von 14 -25.000 km (jetzt beträgt der Radius 384,4.000 km). Intensive Gezeitendeformationen der Erde verursachten, der Bewegung des Mondes folgend, eine kontinuierliche (alle 18-20 Stunden) Reihe von Erdbeben. Die Amplitude der Mondfluten betrug 1,5 km.

Allmählich, etwa eine Million Jahre nach ihrer Entstehung, sanken die Mondfluten aufgrund der durchgeführten Abstoßung bis zum Ende des Katarchen auf 130 m, nach weiteren 10 Millionen Jahren auf 25 m und nach 100 Millionen Jahren auf 15 m. bis 7 m, und jetzt in Am sublunaren Punkt betragen die modernen Gezeiten der festen Erde 45 cm Gezeitenbeben waren zu dieser Zeit ausschließlich exogener Natur, da es noch keine tektonische Aktivität gab. Im Archäikum erfolgte ganz am Anfang die Differenzierung der terrestrischen Materie durch die Verhüttung von metallischem Eisen daraus auf der Ebene des oberen Mantels. Aufgrund der außergewöhnlich hohen Viskosität des kalten Kerns der jungen Erde konnte die daraus resultierende gravitative Instabilität dadurch kompensiert werden, dass dieser Kern an die Erdoberfläche gedrückt und an seiner Stelle früher freigesetzte schwere Schmelzen flossen, also einen dichten Kern in Erdnähe bildeten . Dieser Prozess wurde am Ende des Archaikums vor etwa 2,7 bis 2,6 Milliarden Jahren abgeschlossen; Zu dieser Zeit bewegten sich alle zuvor verteidigten Kontinentalmassen schnell auf einen der Pole zu und vereinigten sich zum ersten Superkontinent des Planeten, Monogaea. Die Landschaften der Erde veränderten sich, der Kontrast des Reliefs überschritt 1-2 km nicht, alle Vertiefungen des Reliefs wurden allmählich mit Wasser gefüllt, und im späten Archaikum bildete sich ein einziger Weltozean flach (bis zu 1 km).

Zu Beginn des Archaikums entfernte sich der Mond um 160.000 km von der Erde. Die Erde drehte sich mit hoher Geschwindigkeit um ihre Achse (ein Jahr hatte 890 Tage und ein Tag dauerte 9,9 Stunden). Mondfluten mit einer Amplitude von bis zu 360 cm deformierten die Erdoberfläche alle 5,2 Stunden; Am Ende des Archaikums verlangsamte sich die Rotation der Erde erheblich (es gab 490 Tage mit 19 Stunden im Jahr), und der Mond hörte auf, die tektonische Aktivität der Erde zu beeinflussen. Die Atmosphäre im Archaikum wurde mit Stickstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf aufgefüllt, aber es gab keinen Sauerstoff, da er sofort durch freies (metallisches) Eisen der Mantelsubstanz gebunden wurde, das ständig durch die Riftzonen an die Erdoberfläche aufstieg .

Im Proterozoikum führte die Aufwärtsströmung aufgrund der Umverteilung konvektiver Bewegungen unter dem Superkontinent Monogea zu dessen Auflösung (vor etwa 2,4 bis 3,3 Milliarden Jahren). Die anschließende Bildung und Zersplitterung der Superkontinente Megagea, Mesogea und Pangäa erfolgte mit der Ausbildung komplexester tektonischer Strukturen und dauerte bis ins Kambrium und Ordovizium (bereits im Paläozoikum). Zu diesem Zeitpunkt war die Wassermasse auf der Erdoberfläche so geworden

groß, was sich bereits in der Bildung eines tieferen Ozeans manifestiert hat. Die ozeanische Kruste wurde hydratisiert, und dieser Prozess wurde von einer erhöhten Aufnahme von Kohlendioxid unter Bildung von Karbonaten begleitet. Die Atmosphäre war aufgrund ihrer fortgesetzten Bindung durch das freigesetzte Eisen weiterhin sauerstoffarm. Dieser Prozess wurde erst zu Beginn des Phanerozoikums abgeschlossen, und seit dieser Zeit begann die Erdatmosphäre aktiv mit Sauerstoff gesättigt zu werden und näherte sich allmählich ihrer modernen Zusammensetzung.

In dieser neuen Situation gab es eine scharfe Aktivierung von Lebensformen, deren Stoffwechsel auf den Reaktionen der Rückoxidation von organischen Substanzen aufbaute, die von Pflanzen synthetisiert wurden. So entstanden die Organismen des Tierreichs, aber das war bereits am Ende des Kambriums, im Phanerozoikum, und dies führte zur Entstehung aller Arten von Skelett- und Nichtskeletttieren, die viele geologische Prozesse in der Erde beeinflussten Oberflächenzone der Erde in späteren geologischen Epochen. Die geologische Entwicklung des Phanerozoikums wurde viel detaillierter untersucht als andere Epochen und kann wie folgt kurz beschrieben werden. Zu dieser Zeit, die uns am nächsten war, wie sich herausstellte, gab es Überschreitungen und Rückgänge des Ozeans, globale Klimaänderungen, insbesondere den Wechsel von glazialen und praktisch eisfreien Perioden, übrigens die ersten, wie erwartet, auf Die Erde war die Huronen-Eiszeit im Proterozoikum.

Die Prozesse der Transgression und Regression des Ozeans mit der starken Entwicklung von Lebensformen, der aktiven Erosionsaktivität von Gletschern und der Erosionsaktivität von Gletscherwasser führten zu einer erheblichen Verarbeitung von Gesteinen, aus denen die Oberflächenzone der Erdkruste, der Akkumulation, bestand von terrigenem Material auf dem Meeresboden, Sedimentationsprozesse der Akkumulation von organogenem und chemogenem Material in Wassertümpeln.

Die räumliche Anordnung der Kontinente und Ozeane änderte sich allmählich und war relativ zum Äquator sehr unterschiedlich: Mal war die nördliche, mal die südliche Hemisphäre kontinental oder ozeanisch. Auch das Klima hat sich immer wieder verändert und steht in engem Zusammenhang mit den Epochen der Vereisungen und Zwischeneiszeiten. Vom Paläozoikum bis zum Känozoikum (und darin) gab es aktiv Veränderungen in der Tiefe, Temperatur und Zusammensetzung des Wassers des Weltozeans; Die Entwicklung der Lebensformen führte zu ihrem Austritt aus der aquatischen Umwelt und zur allmählichen Entwicklung des Landes sowie zur Evolution der Lebensformen bis zu bekannten. Basierend auf der Analyse der geologischen Geschichte des Phanerozoikums folgt, dass alle Hauptgrenzen (die Einteilung der geochronologischen Skala in Epochen, Perioden und Epochen) größtenteils auf Kollisionen und Spaltungen der Kontinente im Prozess der globalen Bewegung zurückzuführen sind das „Ensemble“ der Lithosphärenplatten.

DIE FORM DER ERDE

Die Form der Erde wird allgemein als Globus bezeichnet. Es wird festgestellt, dass die Masse der Erde 5976 10 21 kg beträgt, das Volumen 1,083 10 12 km 3 . Der durchschnittliche Radius beträgt 6371,2 km, die durchschnittliche Dichte 5,518 kg / m 3, die durchschnittliche Erdbeschleunigung 9,81 m / s 2. Die Form der Erde ähnelt einem dreiachsigen Rotationsellipsoid mit polarer Kompression: Die moderne Erde hat einen Polarradius von 6356,78 km und einen Äquatorialradius von 6378,16 km. Die Länge des Erdmeridians beträgt 40008,548 km, die Länge des Äquators 40075,704 km. Die Polkontraktion (oder "Abflachung") ist auf die Rotation der Erde um die Polachse zurückzuführen, und das Ausmaß dieser Kompression hängt von der Geschwindigkeit der Erdrotation ab. Manchmal wird die Form der Erde als Sphäroid bezeichnet, aber für die Erde gibt es das auch

der eigene Name der Form, nämlich das Geoid. Tatsache ist, dass die Erdoberfläche veränderlich und in der Höhe bedeutend ist; Es gibt die höchsten Bergsysteme in mehr als 8000 m (z. B. Mount Everest - 8842 m) und tiefe ozeanische Depressionen in mehr als

11.000 m (Mariengraben - 11.022 m). Das Geoid außerhalb der Kontinente fällt mit der ungestörten Oberfläche des Weltozeans zusammen, auf den Kontinenten wird die Geoidoberfläche aus gravimetrischen Untersuchungen und Beobachtungen aus dem All berechnet.

Die Erde hat ein komplexes Magnetfeld, das als ein Feld beschrieben werden kann, das von einer magnetisierten Kugel oder einem magnetischen Dipol erzeugt wird.

Die Oberfläche der Erde ist zu 70,8 % (361,1 Millionen km 2) von Oberflächengewässern (Ozeane, Meere, Seen, Stauseen, Flüsse usw.) eingenommen. Land macht 29,2 % (148,9 Mio. km 2) aus.

STRUKTUR DER ERDE

Im Allgemeinen, wie von der modernen geophysikalischen Forschung festgestellt, die insbesondere auf Schätzungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen, der Untersuchung der Dichte der terrestrischen Materie, der Masse der Erde, den Ergebnissen von Weltraumexperimenten zur Bestimmung der Luftverteilung und Wasserräumen und anderen Daten besteht die Erde gleichsam aus mehreren konzentrischen Schalen : extern - Atmosphäre (Gashülle), Hydrosphäre (Wasserhülle), Biosphäre (Verteilungsbereich lebender Materie nach V.I. Vernadsky) und intern, die als eigentliche Geosphären bezeichnet werden (Kern-, Mantel- und Lithosphäre) (Abb. 1).

Zur direkten Beobachtung stehen Atmosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre und der oberste Teil der Erdkruste zur Verfügung. Mit Hilfe von Bohrlöchern gelingt es einer Person, Tiefen zu untersuchen, hauptsächlich bis zu 8 km. Das Bohren von ultratiefen Brunnen wird zu wissenschaftlichen Zwecken in unserem Land, den USA und Kanada durchgeführt (in Russland am supertiefen Kola-Bohrloch eine Tiefe von mehr als

12 km, was es ermöglichte, Gesteinsproben für eine direkte direkte Untersuchung auszuwählen). Der Hauptzweck von Ultratiefbohrungen besteht darin, die tiefen Schichten der Erdkruste zu erreichen - die Grenzen der "Granit"- und "Basalt"-Schichten oder die oberen Grenzen des Mantels. Die Struktur der tieferen Eingeweide der Erde wird mit geophysikalischen Methoden untersucht, von denen seismische und gravimetrische Methoden von größter Bedeutung sind. Das Studium der Materie, die von den Grenzen des Mantels abgehoben ist, sollte Klarheit in das Problem des Aufbaus der Erde bringen. Von besonderem Interesse ist der Mantel, da

Reis. 1. Schematische Darstellung des Aufbaus der Erde (a) und der Erdkruste (b):

L- Kern; B y C - Mantel; Ö - Erdkruste; E - Atmosphäre (nach M. Vasich); 1 - Einlagen decken; 2 - granitähnliche Schicht; 3 - Basaltschicht; 4-oberer Mantel; 5-Mantel

aus seiner substanz ist schließlich die erdkruste mit allen mineralien entstanden.

Atmosphäre Entsprechend der darin verteilten Temperatur wird sie von unten nach oben in Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre unterteilt. Troposphäre macht etwa 80 % der Gesamtmasse der Atmosphäre aus und erreicht im äquatorialen Teil eine Höhe von 16-18 km

8-10 km in den Polarregionen. Die Stratosphäre erstreckt sich bis in eine Höhe von 55 km und weist an ihrer oberen Grenze eine Ozonschicht auf. Dann gehen sie bis zu einer Höhe von 80 km Mesosphäre, bis zu 800-1000 km Thermosphäre und darüber liegt die Exosphäre (Dispersionssphäre), die nicht mehr als 0,5% der Masse der Erdatmosphäre ausmacht. BEI Die Zusammensetzung der Atmosphäre umfasst Stickstoff (78,1 %), Sauerstoff (21,3 %), Argon (1,28 %), Kohlendioxid (0,04 %) und andere Gase sowie fast ausschließlich Wasserdampf. Der Gehalt an Ozon (0 3) beträgt 3,1 10 15 g und an Sauerstoff (0 2) 1,192 10 2! d) Mit zunehmender Entfernung von der Erdoberfläche nimmt die Temperatur der Atmosphäre stark ab und beträgt in 10-12 km Höhe bereits etwa -50 °C. BEI In der Troposphäre bilden sich Wolken und thermische Luftbewegungen werden konzentriert. An der Erdoberfläche wurde die höchste Temperatur in Libyen (+58 °C im Schatten) auf dem Territorium der ehemaligen UdSSR im Gebiet der Stadt Termez (+50 °С im Schatten) gemessen.

Die niedrigste Temperatur wurde in der Antarktis (-87 °C) und in Russland - in Jakutien (-71 °C) gemessen.

Stratosphäre - die nächste Schicht über der Troposphäre. Das Vorhandensein von Ozon in dieser atmosphärischen Schicht verursacht darin einen Temperaturanstieg auf bis zu +50 °C, aber in einer Höhe von 8-90 km sinkt die Temperatur wieder auf -60...-90 °C.

Der durchschnittliche Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 1,0132 bar (760 mm Hg) und die Dichte 1,3 10 3 g/cm. BEI 18 % der Sonnenstrahlung werden von der Atmosphäre und ihrer Wolkendecke absorbiert. Aufgrund der Strahlungsbilanz des Systems „Erde-Atmosphäre“ ist die mittlere Temperatur auf der Erdoberfläche positiv (+15 °C), obwohl ihre Schwankungen in verschiedenen Klimazonen 150 °C erreichen können.

Hydrosphäre- die Wasserhülle, die eine wichtige Rolle in den geologischen Prozessen der Erde spielt. BEI Seine Zusammensetzung umfasst alle Gewässer der Erde (Ozeane, Meere, Flüsse, Seen, Kontinentaleis usw.). Die Hydrosphäre bildet keine durchgehende Schicht und bedeckt die Erdoberfläche zu 70,8 %. Seine durchschnittliche Dicke beträgt etwa 3,8 km, die größte über 11 km (11.022 m - der Marianengraben im Pazifischen Ozean).

Die Hydrosphäre der Erde ist viel jünger als der Planet selbst. In den ersten Stadien ihrer Existenz war die Erdoberfläche völlig wasserfrei und es gab praktisch keinen Wasserdampf in der Atmosphäre. Die Bildung der Hydrosphäre ist auf die Prozesse der Trennung von Wasser von der Substanz des Mantels zurückzuführen. Die Hydrosphäre ist derzeit eine untrennbare Einheit mit Lithosphäre, Atmosphäre und Biosphäre. Für letztere - die Biosphäre - sind die einzigartigen Eigenschaften des Wassers als chemische Verbindung von großer Bedeutung, zum Beispiel Volumenänderungen beim Übergang von Wasser von einem Phasenzustand in einen anderen (beim Gefrieren,

während der Verdunstung); hohes Lösungsvermögen im Verhältnis zu fast allen Verbindungen auf der Erde.

Es ist das Vorhandensein von Wasser, das die Existenz des Lebens auf der Erde in der uns bekannten Form von Natur aus sicherstellt. Pflanzen sind in der Lage, aus Wasser als einfacher Verbindung und Kohlendioxid unter dem Einfluss von Sonnenenergie und in Anwesenheit von Chlorophyll komplexe organische Verbindungen zu bilden, was eigentlich der Prozess der Photosynthese ist. Das Wasser auf der Erde ist ungleichmäßig verteilt, das meiste davon konzentriert sich an der Oberfläche. Bezogen auf das Volumen der Erde übersteigt das Gesamtvolumen der Hydrosphäre 0,13 % nicht. Der Hauptteil der Hydrosphäre ist der Weltozean (94%) mit einer Fläche von 361059 km 2 und einem Gesamtvolumen von 1370 Millionen km 3. In der kontinentalen Kruste 4,42 10 23 g Wasser, in der ozeanischen Kruste -3,61 10 23 g. 1 zeigt die Wasserverteilung auf der Erde.

Tabelle 1

Das Volumen der Hydrosphäre und die Intensität des Wasseraustausches

^ Dem aktiven Wasseraustausch und der aktiven Wassernutzung können nur 4000.000 km 3 Grundwasser in geringen Tiefen ausgesetzt werden.

Die Temperatur des Wassers im Ozean variiert nicht nur in Abhängigkeit vom Breitengrad des Gebiets (Nähe zu den Polen oder zum Äquator), sondern auch von der Tiefe des Ozeans. Die höchste Temperaturvariabilität wird in der Oberflächenschicht bis zu einer Tiefe von 150 m beobachtet, die höchste Wassertemperatur in der oberen Schicht wurde im Persischen Golf (+35,6 °C) und die niedrigste im Arktischen Ozean (-2,8 °C) gemessen C).

Die chemische Zusammensetzung der Hydrosphäre ist sehr vielfältig: von sehr frischen bis zu sehr salzhaltigen Wässern, wie beispielsweise Solen.

Mehr als 98 % aller Wasserressourcen der Erde sind Salzwasser der Ozeane, Meere und einiger Seen, ^gtateke minera pizpu Yang-

Grundwasser. Das Gesamtvolumen des Süßwassers auf der Erde beträgt 28,25 Millionen km 3 , was nur etwa 2% des Gesamtvolumens der Hydrosphäre ausmacht, während der größte Teil des Süßwassers im Kontinentaleis der Antarktis, Grönlands, der Polarinseln und konzentriert ist Hochgebirgsregionen. Dieses Wasser ist derzeit für den praktischen menschlichen Gebrauch nicht zugänglich.

Der Weltozean enthält 1,4-10 2 Kohlendioxid (CO 2 ), das ist fast 60-mal mehr als in der Atmosphäre; Im Ozean sind 8 10 18 g Sauerstoff gelöst, also fast 150 mal weniger als in der Atmosphäre. Flüsse tragen jedes Jahr etwa 2,53 10 16 g terrigenes Material vom Land in die Ozeane, davon fast 2,25 10 16 g suspendiert, der Rest sind lösliche und organische Substanzen.

Der Salzgehalt (Durchschnitt) von Meerwasser beträgt 3,5 % (35 g/l). Meerwasser enthält neben Chloriden, Sulfaten und Karbonaten auch Jod, Fluor, Phosphor, Rubidium, Cäsium, Gold und andere Elemente. 0,48 10 23 g Salze werden in Wasser gelöst.

Die in den letzten Jahren durchgeführte Tiefseeforschung hat es ermöglicht, das Vorhandensein horizontaler und vertikaler Strömungen, die Existenz von Lebensformen in der gesamten Wassersäule festzustellen. Die organische Welt des Meeres gliedert sich in Benthos, Plankton, Nekton usw. K Benthos umfassen Organismen, die am Boden und im Boden von Meeres- und Kontinentalgewässern leben. Plankton- eine Reihe von Organismen, die die Wassersäule bewohnen und der Übertragung durch die Strömung nicht widerstehen können. Nekton- aktiv schwimmen, wie Fische und andere Meerestiere.

Gegenwärtig wird das Problem der Frischwasserknappheit ernst, was eine der Komponenten der sich entwickelnden globalen Umweltkrise ist. Tatsache ist, dass Süßwasser nicht nur für den menschlichen Gebrauch (Trinken, Kochen, Waschen usw.), sondern auch für die meisten industriellen Prozesse benötigt wird, ganz zu schweigen von der Tatsache, dass nur Süßwasser für die landwirtschaftliche Produktion geeignet ist - Landtechnik und Tierhaltung, da die überwiegende Mehrheit der Pflanzen und Tiere an Land konzentriert ist und für die Durchführung ihres Lebens ausschließlich Süßwasser verwendet. Das Wachstum der Erdbevölkerung (bereits jetzt gibt es mehr als 6 Milliarden Menschen auf dem Planeten) und die damit verbundene aktive Entwicklung der Industrie und der landwirtschaftlichen Produktion haben dazu geführt, dass eine Person jährlich 3,5 Tausend km 3 Süßwasser unwiederbringlich verbraucht Verluste von 150 km 3. Der für die Wasserversorgung geeignete Teil der Hydrosphäre beträgt 4,2 km 3 , was nur 0,3% des Volumens der Hydrosphäre ausmacht. Russland hat ziemlich große Süßwasserreserven (etwa 150.000 Flüsse, 200.000 Seen, viele Stauseen und Teiche,

beträchtliche Mengen an Grundwasser), aber die Verteilung dieser Reserven über das Land ist alles andere als einheitlich.

Die Hydrosphäre spielt eine wichtige Rolle bei der Manifestation vieler geologischer Prozesse, insbesondere in der Oberflächenzone der Erdkruste. Einerseits kommt es unter dem Einfluss der Hydrosphäre zu einer intensiven Gesteinszerstörung und deren Bewegung, Wiederablagerung, andererseits wirkt die Hydrosphäre als starker schöpferischer Faktor, da sie im Wesentlichen ein Becken für die Akkumulation innerhalb ihrer Grenzen ist erhebliche Dicken von Sedimenten unterschiedlicher Zusammensetzung.

Biosphäre steht in ständiger Wechselwirkung mit Lithosphäre, Hydrosphäre und Atmosphäre, was die Zusammensetzung und Struktur der Lithosphäre maßgeblich beeinflusst.

Im Allgemeinen wird die Biosphäre derzeit als Verbreitungsgebiet von lebender Materie (lebende Organismen von der Wissenschaft bekannten Formen) verstanden; Es ist eine komplex organisierte Hülle, die durch biochemische (und geochemische) Zyklen von Materie, Energie und Informationsmigration verbunden ist. Akademiker V. I. Vernadsky umfasst im Konzept der Biosphäre alle Strukturen der Erde, die genetisch mit lebender Materie verwandt sind; vergangene oder gegenwärtige Aktivitäten lebender Organismen. Der größte Teil der geologischen Geschichte der Erde ist mit der Aktivität lebender Organismen verbunden, insbesondere im Oberflächenteil der Erdkruste. Dies sind beispielsweise sehr dicke Sedimentschichten aus organogenem Gestein - Kalkstein, Kieselgur usw. Das Gebiet von Die Ausbreitung der Biosphäre in der Atmosphäre wird durch die Ozonschicht (ca. 18-50 km über der Erdoberfläche) begrenzt, über der auf der Erde bekannte Lebensformen ohne besondere Schutzmaßnahmen unmöglich sind, wie dies bei Raumflügen jenseits der Erdoberfläche der Fall ist Atmosphäre und zu anderen Planeten. Bis vor kurzem erstreckte sich die Biosphäre in die Eingeweide der Erde bis in eine Tiefe des Marianengrabens von 11.022 m, beim Bohren des Kola-Superdeep-Bohrlochs wurde jedoch eine Tiefe von mehr als 12 km erreicht, was bedeutet, dass lebende Materie in diese eindrang Tiefe.

Die innere Struktur der Erde besteht nach modernen Vorstellungen aus Kern, Mantel und Lithosphäre. Die Grenzen zwischen ihnen sind aufgrund der gegenseitigen Durchdringung sowohl in der Fläche als auch in der Tiefe eher bedingt (siehe Abb. 1).

Erdkern Es besteht aus einem äußeren (flüssigen) und einem inneren (festen) Kern. Der Radius des inneren Kerns (die sogenannte Schicht c) beträgt etwa 1200–1250 km, die Übergangsschicht (B) zwischen innerem und äußerem Kern hat eine Mächtigkeit von etwa 300–400 km und der Radius der äußere Kern ist 3450-3500 km (bzw. die Tiefe ist 2870-2920 km). Die Materiedichte im äußeren Kern nimmt mit der Tiefe von 9,5 auf 12,3 g/cm 3 zu. Im Mittelteil

die innere Kerndichte der Materie erreicht fast 14 g/cm 3 . All dies zeigt, dass die Masse des Erdkerns bis zu 32% der gesamten Masse der Erde ausmacht, während das Volumen etwa 16% des Erdvolumens ausmacht. Moderne Experten glauben, dass der Erdkern zu fast 90% aus Eisen mit einer Beimischung von Sauerstoff, Schwefel, Kohlenstoff und Wasserstoff besteht und der innere Kern nach modernen Konzepten eine Eisen-Nickel-Zusammensetzung aufweist, die der Zusammensetzung einer Zahl vollständig entspricht untersuchter Meteoriten.

Mantel der Erde ist eine Silikathülle zwischen dem Kern und dem Boden der Lithosphäre. Die Masse des Mantels beträgt 67,8% der Gesamtmasse der Erde (OG Sorokhtin, 1994). Geophysikalische Untersuchungen haben ergeben, dass der Mantel wiederum unterteilt werden kann (siehe Abb. 1) in oberer Mantel(Schicht D bis zu einer Tiefe von 400 km), Golitsyn-Übergangsschicht(Schicht C in 400 bis 1000 km Tiefe) und Unterer Mantel(Schicht BEI mit einer Sohle in etwa 2900 km Tiefe). Unter den Ozeanen, im oberen Mantel, wird eine Schicht unterschieden, in der sich die Mantelsubstanz in einem teilweise geschmolzenen Zustand befindet. Ein sehr wichtiges Element in der Struktur des Mantels ist die Zone unter der Basis der Lithosphäre. Physikalisch stellt sie die Übergangsfläche von oben nach unten von erkalteten Hartgesteinen zu teilweise geschmolzener Mantelmaterie dar, die sich in einem plastischen Zustand befindet und die Asthenosphäre ausmacht.

Nach modernen Vorstellungen hat der Mantel eine ultramafische Zusammensetzung (Pyrolith, als Mischung aus 75 % Peridotit und 25 % Toleritbasalt oder Lherzolit) und wird daher oft als Peridotit oder "Stein" -Schale bezeichnet. Der Gehalt an radioaktiven Elementen im Erdmantel ist sehr gering. Also im Durchschnitt 10 -8 % 13; 10~7% Th, 10" 6% 40 K. Der Mantel wird derzeit als Quelle seismischer und vulkanischer Phänomene, Gebirgsbildungsprozesse und auch als Zone der Magmatismusrealisierung bewertet.

Erdkruste stellt die obere Erdschicht dar, die laut seismischen Daten eine untere Grenze oder eine Sohle entlang der Mohorovichich-Schicht aufweist, wo ein abrupter Anstieg der Ausbreitungsgeschwindigkeiten elastischer (seismischer) Wellen bis zu 8,2 km / s festgestellt wird .

Für einen Geologen ist die Erdkruste das Hauptobjekt Forschung, es ist auf seiner Oberfläche und in seinen Eingeweiden, dass Ingenieurbauten errichtet werden, dh Bautätigkeiten durchgeführt werden. Insbesondere für die Lösung vieler praktischer Probleme ist es wichtig, die Entstehungsprozesse der Erdkrustenoberfläche und deren Entstehungsgeschichte aufzuklären.

Im Allgemeinen entsteht die Oberfläche der Erdkruste unter dem Einfluss einander entgegengesetzter Prozesse:

• endogene, einschließlich tektonischer und magmatischer Prozesse, die zu vertikalen Bewegungen in der Erdkruste führen - Hebungen und Senkungen, dh "Rauheit" des Reliefs erzeugen;
• exogen, verursacht eine Denudation (Abflachung, Einebnung) des Reliefs aufgrund von Verwitterung, Erosion verschiedener Art und Gravitationskräften;
• Sedimentation (Sedimentansammlung), als „Ausfüllen“ aller Unregelmäßigkeiten, die während der Endogenese entstanden sind, mit Sedimenten.

Derzeit werden zwei Arten der Erdkruste unterschieden: "Basalt" ozeanisch und "Granit" kontinental.

Ozeanische Kruste recht einfach in der Zusammensetzung und ist eine Art Dreischichtformation. Die obere Schicht, deren Dicke von 0,5 km im mittleren Teil des Ozeans bis zu 15 km in der Nähe von Tiefwasserflussdeltas und Kontinentalhängen variiert, wo sich fast alles terrigene Material ansammelt, während in anderen Bereichen des Ozeans Sedimentmaterial vertreten ist durch Karbonatsedimente und karbonatfreie rote Tiefseesedimente Tone. Die zweite Schicht besteht aus Kissenlava aus ozeanischen Basalten, darunter Doleritgänge der gleichen Zusammensetzung; die Gesamtdicke dieser Schicht beträgt 1,5-2 km. Die dritte Schicht im oberen Teil des Abschnitts wird durch eine Gabbroschicht dargestellt, die nahe den mittelozeanischen Rücken von Serpentiniten unterlagert ist; die Gesamtmächtigkeit der dritten Schicht liegt im Bereich von 4,7 bis 5 km.

Die durchschnittliche Dichte der ozeanischen Kruste (ohne Niederschlag) beträgt 2,9 g / cm 3, ihre Masse 6,4 10 24 g, das Niederschlagsvolumen 323 Millionen km 3. Die ozeanische Kruste entsteht in den Riftzonen der mittelozeanischen Rücken durch die Freisetzung von Basaltschmelzen aus der asthenosphärischen Schicht der Erde darunter und das Ausströmen von Tolerit-Basalten auf den Meeresboden. Es wurde festgestellt, dass jährlich 12 km 3 Basalte aus der Asthenosphäre stammen. Alle diese grandiosen tektono-magmatischen Prozesse werden von einer erhöhten Seismizität begleitet und sind auf den Kontinenten ihresgleichen.

kontinentale Kruste unterscheidet sich in Dicke, Struktur und Zusammensetzung stark vom ozeanischen. Seine Dicke variiert von 20-25 km unter Inselbögen und Gebieten mit einer Übergangskruste bis zu 80 km unter den jungen gefalteten Gürteln der Erde, beispielsweise unter den Anden oder dem Alpen-Himalaya-Gürtel. Die Dicke der kontinentalen Kruste unter den alten Plattformen beträgt im Durchschnitt 40 km. Die kontinentale Kruste besteht aus drei Schichten, von denen die obere sedimentär ist und die unteren beiden durch kristalline Gesteine ​​​​dargestellt werden. Die Sedimentschicht besteht aus Tonsedimenten und Karbonaten flacher Meeresbecken.

seins und hat eine sehr unterschiedliche Mächtigkeit von 0 auf antiken Schilden bis 15 km in den Randtälern der Plattformen. Unter der Sedimentschicht liegen präkambrische "granitartige" Gesteine, die oft durch regionale Metamorphoseprozesse umgewandelt wurden. Weiter liegt die Basaltschicht. Der Unterschied zwischen der ozeanischen und der kontinentalen Kruste ist das Vorhandensein einer Granitschicht in letzterer. Darüber hinaus werden die ozeanische und kontinentale Kruste von Gesteinen des oberen Mantels unterlagert.

Die Erdkruste hat eine Alumosilikatzusammensetzung, die hauptsächlich durch niedrigschmelzende Verbindungen repräsentiert wird. Die vorherrschenden chemischen Elemente sind Sauerstoff (43,13 %), Silizium (26 %) und Aluminium (7,45 %) in Form von Silikaten und Oxiden (Tabelle 2).

Tabelle 2

Durchschnittliche chemische Zusammensetzung der Erdkruste

Die chemische Zusammensetzung der Erdkruste, %, ist wie folgt: sauer

Geschlecht - 46,8; Silizium - 27,3; Aluminium - 8,7; Eisen -5,1; Kalzium - 3,6; Natrium - 2,6; Kalium - 2,6; Magnesium - 2,1; andere - 1.2.

Wie neuere Daten zeigen, ist die Zusammensetzung der ozeanischen Kruste so konstant, dass sie als eine der globalen Konstanten angesehen werden kann, genau wie die Zusammensetzung der atmosphärischen Luft oder der durchschnittliche Salzgehalt des Meerwassers. Dies ist ein Beweis für die Einheit des Mechanismus seiner Bildung.

Ein wichtiger Umstand, der die Erdkruste von anderen inneren Geosphären unterscheidet, ist das Vorhandensein eines erhöhten Gehalts an langlebigen radioaktiven Isotopen von Uran 232 und Thorium 237 Tb, Kalium 40 K, und ihre höchste Konzentration wurde für den "Granit" festgestellt. Schicht der kontinentalen Kruste, während in der ozeanischen Kruste radioaktive Elemente vernachlässigbar sind.

Reis. 3. Blockdiagramm der Transformationsstörung des Ozeans

Lithosphäre

Vulkane

zerknittert

Kontinental

Lithosphäre

Magmatische Einbrüche

Schmelzen

Reis. 2. Schematischer Schnitt der Unterschubzone der ozeanischen Lithosphäre

unter dem Kontinental

Lithosphäre- Dies ist die Hülle der Erde, die die Erdkruste und einen Teil des oberen Mantels vereint. Ein charakteristisches Merkmal der Lithosphäre ist, dass sie Gesteine ​​in einem festen kristallinen Zustand enthält und Starrheit und Festigkeit aufweist. Entlang des Abschnitts von der Erdoberfläche wird ein Temperaturanstieg beobachtet. Die unter der Lithosphäre befindliche Kunststoffhülle des Mantels ist die Asthenosphäre, in der die Substanz bei hohen Temperaturen teilweise geschmolzen wird, wodurch die Asthenosphäre im Gegensatz zur Lithosphäre keine Festigkeit hat und bis zur Fähigkeit plastisch verformt werden kann auch bei Einwirkung sehr geringer Überdrücke zu fließen (Abb. 2, 3). Im Lichte moderner Konzepte wurde gemäß der Theorie der lithosphärischen Plattentektonik festgestellt, dass die lithosphärischen Platten, aus denen die äußere Hülle der Erde besteht, durch Abkühlung und vollständige Kristallisation der teilweise geschmolzenen Substanz der Asthenosphäre gebildet werden. ähnlich wie es zum Beispiel an einem Fluss passiert, wenn das Wasser gefriert und sich an einem frostigen Tag Eis bildet.

Es sollte beachtet werden, dass der Lherzolith, aus dem der obere Mantel besteht, eine komplexe Zusammensetzung hat und daher die Substanz der Asthenosphäre mechanisch in einem festen Zustand ist

so stark geschwächt, dass es Kriechen zeigen kann. Dies zeigt, dass sich die Asthenosphäre auf der Skala der geologischen Zeit wie eine viskose Flüssigkeit verhält. Somit kann sich die Lithosphäre aufgrund der Schwächung der Asthenosphäre relativ zum unteren Mantel bewegen. Eine wichtige Tatsache, die die Möglichkeit der Bewegung von Lithosphärenplatten bestätigt, ist, dass die Asthenosphäre global ausgedrückt wird, obwohl ihre Tiefe, Dicke und physikalischen Eigenschaften stark variieren. Die Dicke der Lithosphäre variiert von mehreren Kilometern unter den Gräben der mittelozeanischen Rücken bis zu 100 km unter der Peripherie der Ozeane, und unter alten Schilden erreicht die Dicke der Lithosphäre 300–350 km.

Einführung

Viele Jahrhunderte lang blieb die Frage nach dem Ursprung der Erde das Monopol der Philosophen, da das eigentliche Material auf diesem Gebiet fast vollständig fehlte. Die ersten wissenschaftlichen Hypothesen über den Ursprung der Erde und des Sonnensystems, basierend auf astronomischen Beobachtungen, wurden erst im 18. Jahrhundert aufgestellt. Seitdem sind immer mehr neue Theorien im Einklang mit dem Wachstum unserer kosmogonischen Ideen aufgetaucht.

Die erste dieser Reihe war die berühmte Theorie, die 1755 vom deutschen Philosophen Emanuel Kant formuliert wurde. Kant glaubte, dass das Sonnensystem aus einer Primärmaterie entstand, die zuvor frei im Raum verteilt war. Partikel dieser Materie bewegten sich in verschiedene Richtungen und verloren bei der Kollision an Geschwindigkeit. Die schwersten und dichtesten von ihnen verbanden sich unter dem Einfluss der Schwerkraft miteinander und bildeten einen zentralen Haufen - die Sonne, die wiederum entferntere, kleinere und leichtere Partikel anzog.

So entstand eine gewisse Anzahl rotierender Körper, deren Bahnen sich gegenseitig kreuzten. Einige dieser Körper, die sich zunächst in entgegengesetzte Richtungen bewegten, wurden schließlich in einen einzigen Strom gezogen und bildeten Ringe aus gasförmiger Materie, die sich ungefähr in derselben Ebene befanden und sich in derselben Richtung um die Sonne drehten, ohne sich gegenseitig zu stören. In getrennten Ringen bildeten sich dichtere Kerne, von denen allmählich leichtere Partikel angezogen wurden und kugelförmige Materieansammlungen bildeten; so entstanden die planeten, die die sonne weiterhin in derselben ebene umkreisten wie die ursprünglichen ringe aus gasförmiger materie.

1. Geschichte der Erde

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne im Sonnensystem. Er umkreist den Stern auf einer elliptischen Umlaufbahn (sehr nahe an einem Kreis) mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 29,765 km/s bei einer durchschnittlichen Entfernung von 149,6 Millionen km über einen Zeitraum von 365,24 Tagen. Die Erde hat einen Satelliten - den Mond, der sich in einer durchschnittlichen Entfernung von 384.400 km um die Sonne dreht. Die Neigung der Erdachse zur Ebene der Ekliptik beträgt 66033`22``. Die Rotationsdauer des Planeten um seine Achse beträgt 23 h 56 min 4,1 s. Die Drehung um ihre Achse bewirkt den Wechsel von Tag und Nacht und die Neigung der Achse und die Zirkulation um die Sonne - den Wechsel der Jahreszeiten. Die Form der Erde ist ein Geoid, ungefähr ein dreiachsiges Ellipsoid, ein Sphäroid. Der durchschnittliche Radius der Erde beträgt 6371,032 km, äquatorial - 6378,16 km, polar - 6356,777 km. Die Oberfläche des Globus beträgt 510 Millionen km2, das Volumen 1,083 * 1012 km2, die durchschnittliche Dichte 5518 kg/m3. Die Masse der Erde beträgt 5976 * 1021 kg. Die Erde hat ein magnetisches und eng damit verbundenes elektrisches Feld. Das Gravitationsfeld der Erde bestimmt ihre Kugelform und die Existenz der Atmosphäre.

Nach modernen kosmogonischen Vorstellungen entstand die Erde vor etwa 4,7 Milliarden Jahren aus der im protosolaren System verstreuten gasförmigen Materie. Infolge der Differenzierung der Materie entstand und entwickelte sich die Erde unter dem Einfluss ihres Gravitationsfeldes unter den Bedingungen der Erwärmung des Erdinneren unterschiedlich in chemischer Zusammensetzung, Aggregatzustand und physikalischen Eigenschaften der Hülle - der Geosphäre : Kern (in der Mitte), Mantel, Erdkruste, Hydrosphäre, Atmosphäre, Magnetosphäre. Die Zusammensetzung der Erde wird dominiert von Eisen (34,6 %), Sauerstoff (29,5 %), Silizium (15,2 %), Magnesium (12,7 %). Die Erdkruste, der Mantel und der innere Teil des Kerns sind fest (der äußere Teil des Kerns gilt als flüssig). Von der Erdoberfläche zum Zentrum nehmen Druck, Dichte und Temperatur zu. Der Druck im Zentrum des Planeten beträgt 3,6 * 1011 Pa, die Dichte beträgt etwa 12,5 * 103 kg / m3, die Temperatur reicht von 50000 bis

60000 C. Die Haupttypen der Erdkruste sind kontinental und ozeanisch, in der Übergangszone vom Festland zum Meer bildet sich eine Zwischenkruste.

Der größte Teil der Erde wird vom Weltmeer eingenommen (361,1 Millionen km2; 70,8 %), das Festland umfasst 149,1 Millionen km2 (29,2 %) und bildet sechs Kontinente und Inseln. Es erhebt sich um durchschnittlich 875 m über den Meeresspiegel (die höchste Höhe beträgt 8848 m - der Berg Chomolungma), Berge nehmen mehr als 1/3 der Landoberfläche ein. Wüsten bedecken etwa 20 % der Landoberfläche, Wälder - etwa 30 %, Gletscher - über 10 %. Die durchschnittliche Tiefe des Weltozeans beträgt etwa 3800 m (die größte Tiefe beträgt 11020 m - der Marianengraben (Trog) im Pazifischen Ozean). Das Wasservolumen auf dem Planeten beträgt 1370 Millionen km3, der durchschnittliche Salzgehalt beträgt 35 g/l.

Die Atmosphäre der Erde, deren Gesamtmasse 5,15 * 1015 Tonnen beträgt, besteht aus Luft - einer Mischung aus hauptsächlich Stickstoff (78,08%) und Sauerstoff (20,95%), der Rest ist Wasserdampf Kohlendioxid sowie Inert und andere Gase. Die maximale Landoberflächentemperatur beträgt 570-580 C (in den tropischen Wüsten Afrikas und Nordamerikas), die minimale etwa -900 C (in den zentralen Regionen der Antarktis).

Die Entstehung der Erde und das Anfangsstadium ihrer Entwicklung gehören zur vorgeologischen Geschichte. Das absolute Alter der ältesten Gesteine ​​beträgt über 3,5 Milliarden Jahre. Die geologische Geschichte der Erde ist in zwei ungleiche Stadien unterteilt: das Präkambrium, das etwa 5/6 der gesamten geologischen Chronologie (etwa 3 Milliarden Jahre) einnimmt, und das Phanerozoikum, das die letzten 570 Millionen Jahre umfasst. Vor etwa 3-3,5 Milliarden Jahren entstand durch die natürliche Evolution der Materie das Leben auf der Erde und die Entwicklung der Biosphäre begann. Die Gesamtheit aller sie bewohnenden Lebewesen, die sogenannte lebende Materie der Erde, hatte maßgeblichen Einfluss auf die Entwicklung von Atmosphäre, Hydrosphäre und Sedimenthülle. Neu

Ein Faktor, der die Biosphäre stark beeinflusst, ist die Produktionstätigkeit des Menschen, der vor weniger als 3 Millionen Jahren auf der Erde erschien. Die hohe Wachstumsrate der Erdbevölkerung (275 Millionen Menschen in 1000, 1,6 Milliarden Menschen in 1900 und ungefähr 6,3 Milliarden Menschen in 1995) und der zunehmende Einfluss der menschlichen Gesellschaft auf die natürliche Umwelt haben die Probleme der rationellen Nutzung aller aufgeworfen natürliche Ressourcen und Naturschutz.

2. Seismisches Modell des Aufbaus der Erde

Das weithin bekannte Modell des inneren Aufbaus der Erde (ihre Aufteilung in Kern, Mantel und Erdkruste) wurde bereits in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts von den Seismologen G. Jeffreys und B. Gutenberg entwickelt. Ausschlaggebend dafür war die Entdeckung einer starken Abnahme der Durchgangsgeschwindigkeit seismischer Wellen im Inneren des Globus in einer Tiefe von 2900 km mit einem Radius des Planeten von 6371 km. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von seismischen Längswellen direkt über der angegebenen Grenze beträgt 13,6 km/s und darunter 8,1 km/s. Dies ist die Grenze zwischen Mantel und Kern.

Dementsprechend beträgt der Kernradius 3471 km. Die obere Grenze des Mantels ist der seismische Abschnitt von Mohorovichic, der bereits 1909 vom jugoslawischen Seismologen A. Mohorovichic (1857-1936) identifiziert wurde. Sie trennt die Erdkruste vom Mantel. An dieser Grenze steigen die Geschwindigkeiten von Longitudinalwellen, die die Erdkruste durchquert haben, sprunghaft von 6,7–7,6 auf 7,9–8,2 km/s an, allerdings in unterschiedlichen Tiefenstufen. Unter den Kontinenten beträgt die Tiefe des Abschnitts M (dh der Sohlen der Erdkruste) einige zehn Kilometer, und unter einigen Gebirgsstrukturen (Pamir, Anden) kann sie 60 km erreichen, während sie unter den Ozeanbecken einschließlich der Wassersäule beträgt die Tiefe nur 10-12 km. Im Allgemeinen erscheint die Erdkruste in diesem Schema als dünne Schale, während sich der Erdmantel in der Tiefe bis zu 45 % des Erdradius erstreckt.

Aber Mitte des 20. Jahrhunderts kamen Ideen über eine fraktionierte Tiefenstruktur der Erde in die Wissenschaft. Basierend auf neuen seismologischen Daten stellte sich heraus, dass es möglich war, den Kern in einen inneren und einen äußeren und den Mantel in einen unteren und einen oberen zu unterteilen (Abb. 1). Dieses beliebte Modell wird noch heute verwendet. Es wurde vom australischen Seismologen K.E. Bullen, der Anfang der 40er Jahre ein Schema zur Einteilung der Erde in Zonen vorschlug, die er mit Buchstaben bezeichnete: A - die Erdkruste, B - eine Zone im Tiefenintervall von 33-413 km, C - eine Zone von 413- 984 km, D - eine Zone von 984-2898 km , D - 2898-4982 km, F - 4982-5121 km, G - 5121-6371 km (Mittelpunkt der Erde). Diese Zonen unterscheiden sich in seismischen Eigenschaften. Später teilte er die Zone D in die Zonen D "(984-2700 km) und D" (2700-2900 km) ein. Gegenwärtig wurde dieses Schema erheblich modifiziert, und in der Literatur wird nur die D " -Schicht weit verbreitet. Ihr Hauptmerkmal ist eine Abnahme der seismischen Geschwindigkeitsgradienten im Vergleich zur darüber liegenden Mantelregion.

Der innere Kern, der einen Radius von 1225 km hat, ist massiv und hat eine hohe Dichte von 12,5 g/cm3. Der äußere Kern ist flüssig, seine Dichte beträgt 10 g/cm3. An der Grenze zwischen Kern und Mantel gibt es nicht nur einen starken Sprung in der Geschwindigkeit der Longitudinalwellen, sondern auch in der Dichte. Im Erdmantel sinkt sie auf 5,5 g/cm3. Davon betroffen ist die Schicht D“, die in direktem Kontakt mit dem äußeren Kern steht, da die Temperaturen im Kern die Temperaturen des Mantels deutlich übersteigen. Diese Schicht erzeugt stellenweise enorme Wärme- und Massenströme, die zur Erdoberfläche geleitet werden Durch den Mantel strömen Wärme- und Massenströme, sogenannte Plumes, die sich auf dem Planeten in Form großer Vulkanregionen manifestieren können, etwa auf den Hawaii-Inseln, Island und anderen Regionen.

Die obere Grenze der D"-Schicht ist ungewiss; ihre Höhe von der Oberfläche des Kerns kann zwischen 200 und 500 km oder mehr variieren. Man kann also

Daraus lässt sich schließen, dass diese Schicht den ungleichmäßigen und unterschiedlich starken Einstrom von Kernenergie in die Mantelregion widerspiegelt.

Die Grenze des unteren und oberen Mantels im betrachteten Schema ist der seismische Abschnitt, der in einer Tiefe von 670 km liegt. Es hat eine globale Verteilung und wird durch einen Sprung der seismischen Geschwindigkeiten in Richtung ihrer Zunahme sowie eine Zunahme der Dichte der unteren Mantelmaterie gerechtfertigt. Dieser Abschnitt ist auch die Grenze von Änderungen in der mineralischen Zusammensetzung von Gesteinen im Mantel.

Somit erstreckt sich der untere Mantel, der zwischen den Tiefen von 670 und 2900 km eingeschlossen ist, über 2230 km entlang des Erdradius. Der obere Mantel hat einen gut befestigten inneren seismischen Abschnitt, der in einer Tiefe von 410 km verläuft. Wenn diese Grenze von oben nach unten überschritten wird, nehmen die seismischen Geschwindigkeiten stark zu. Hier, wie auch an der unteren Grenze des oberen Mantels, finden bedeutende Mineralumwandlungen statt.

Der obere Teil des oberen Erdmantels und die Erdkruste sind als Lithosphäre miteinander verschmolzen, die im Gegensatz zu Hydro und Atmosphäre die obere feste Hülle der Erde darstellt. Dank der Theorie der lithosphärischen Plattentektonik hat sich der Begriff „Lithosphäre“ verbreitet. Die Theorie geht von der Bewegung von Platten entlang der Asthenosphäre aus - einer erweichten, teilweise möglicherweise flüssigen Tiefenschicht mit reduzierter Viskosität. Die Seismologie zeigt jedoch keine im Weltraum aufrechterhaltene Asthenosphäre. Für viele Bereiche wurden mehrere asthenosphärische Schichten entlang der Vertikalen sowie deren Diskontinuität entlang der Horizontalen identifiziert. Ihr Wechsel ist besonders deutlich innerhalb der Kontinente, wo die Tiefe des Vorkommens von asthenosphärischen Schichten (Linsen) von 100 km bis zu vielen Hunderten variiert.

Unter den ozeanischen Abgrundsenken liegt die asthenosphärische Schicht in Tiefen von 70–80 km oder weniger. Dementsprechend ist die untere Grenze der Lithosphäre tatsächlich unbestimmt, und dies bereitet große Schwierigkeiten für die Theorie der Kinematik der Lithosphärenplatten, was von vielen Forschern bemerkt wird. Dies sind die Grundlagen der bis heute entwickelten Vorstellungen über den Aufbau der Erde. Als nächstes wenden wir uns den neuesten Daten zu tiefen seismischen Grenzen zu, die die wichtigsten Informationen über die innere Struktur des Planeten liefern.

3. Geologischer Aufbau der Erde

Die Geschichte des geologischen Aufbaus der Erde wird üblicherweise in Form von nacheinander auftretenden Stadien oder Phasen dargestellt. Geologische Zeit wird ab Beginn der Entstehung der Erde gezählt.

Phase 1(4,7 - 4 Milliarden Jahre). Die Erde besteht aus Gas, Staub und Planetesimalen. Infolge der beim Zerfall radioaktiver Elemente und der Kollision von Planetesimalen freigesetzten Energie erwärmt sich die Erde allmählich. Der Fall eines riesigen Meteoriten auf die Erde führt zur Freisetzung von Material, aus dem der Mond gebildet wird.

Nach einem anderen Konzept wurde der Proto-Mond, der sich auf einer der heliozentrischen Umlaufbahnen befindet, von der Proto-Erde eingefangen, wodurch das Erde-Mond-Binärsystem gebildet wurde.

Die Entgasung der Erde führt zum Beginn der Bildung einer Atmosphäre, die hauptsächlich aus Kohlendioxid, Methan und Ammoniak besteht. Am Ende der betrachteten Phase beginnt durch die Kondensation von Wasserdampf die Bildung der Hydrosphäre.

Phase 2(4 - 3,5 Milliarden Jahre). Die ersten Inseln erscheinen, Protokontinente, bestehend aus Gesteinen, die hauptsächlich Silizium und Aluminium enthalten. Protkontinente erheben sich leicht über noch sehr flachen Ozeanen.

Phase 3(3,5 - 2,7 Milliarden Jahre). Eisen sammelt sich im Zentrum der Erde und bildet seinen flüssigen Kern, der die Bildung der Magnetosphäre bewirkt. Es werden Voraussetzungen für das Auftreten der ersten Organismen, Bakterien, geschaffen. Die Bildung der kontinentalen Kruste geht weiter.

Phase 4(2,7 - 2,3 Milliarden Jahre). Ein einziger Superkontinent entsteht. Pangäa, dem der Überozean Panthalassa gegenübersteht.

Phase 5(2,3 - 1,5 Milliarden Jahre). Die Abkühlung der Kruste und der Lithosphäre führt zum Zerfall des Superkontinents in Mikroplattenblöcke, deren Zwischenräume mit Sedimenten und Vulkanen gefüllt sind. Infolgedessen entstehen gefaltete Oberflächensysteme und ein neuer Superkontinent, Pangaea I. Die organische Welt wird durch Blaualgen repräsentiert, deren photosynthetische Aktivität zur Anreicherung der Atmosphäre mit Sauerstoff beiträgt, was zu der führt Weiterentwicklung der organischen Welt.

Phase 6(1700 - 650 Millionen Jahre). Die Zerstörung von Pangaea I tritt auf, die Bildung von Becken mit ozeanischer Kruste. Zwei Superkontinente werden gebildet: Gondavana, das Südamerika, Afrika, Madagaskar, Indien, Australien, die Antarktis und Laurasia umfasst, das Nordamerika, Grönland, Europa und Asien (außer Indien) umfasst. Gondwana und Laurasia sind durch das Tits Sea getrennt. Die ersten Eiszeiten stehen bevor. Die organische Welt ist schnell mit vielzelligen Nicht-Skelett-Organismen gesättigt. Die ersten Skelettorganismen erscheinen (Trilobiten, Weichtiere usw.). Ölförderung findet statt.

Phase 7(650 - 280 Millionen Jahre). Der Appalachen-Gebirgsgürtel in Amerika verbindet Gondwana mit Laurasia – Pangaea II wird gebildet. Konturen sind angedeutet

Paläozoische Ozeane - Paläo-Atlantik, Paläo-Tethys, Paläo-Asien. Gondwana ist zweimal von einer Vereisungsschicht bedeckt. Später tauchen Fische auf - Amphibien. Pflanzen und Tiere kommen an Land. Es beginnt eine intensive Kohlebildung.

Phase 8(280 - 130 Millionen Jahre). Pangaea II wird von einem immer dichter werdenden Netzwerk von Kontinentalriffen durchzogen, schlitzartigen, rückenartigen Ausläufern der Erdkruste. Die Spaltung des Superkontinents beginnt. Afrika trennt sich von Südamerika und Hindustan und letzteres von Australien und der Antarktis. Schließlich trennt sich Australien von der Antarktis. Angiospermen entwickeln große Landflächen. In der Tierwelt dominieren Reptilien und Amphibien, Vögel und primitive Säugetiere treten auf. Am Ende des Zeitraums sterben viele Tiergruppen, darunter riesige Dinosaurier. Die Ursachen dieser Phänomene werden normalerweise entweder in der Kollision der Erde mit einem großen Asteroiden oder in einem starken Anstieg der vulkanischen Aktivität gesehen. Beides könnte zu globalen Veränderungen führen (Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre, Entstehung großer Brände, Vergoldung), die mit der Existenz vieler Tierarten unvereinbar sind.

Phase 9(130 Millionen Jahre - 600.000 Jahre). Die allgemeine Konfiguration der Kontinente und Ozeane erfährt große Veränderungen, insbesondere wird Eurasien von Nordamerika, die Antarktis von Südamerika getrennt. Die Verteilung der Kontinente und Ozeane ist der Moderne sehr nahe gekommen. Zu Beginn des Berichtszeitraums ist das Klima auf der ganzen Erde warm und feucht. Das Ende der Periode ist durch scharfe klimatische Kontraste gekennzeichnet. Nach der Vereisung der Antarktis folgt die Vereisung der Arktis. Fauna und Flora entwickeln sich in der Nähe der modernen. Die ersten Vorfahren des modernen Menschen erscheinen.

Phase 10(Modernität). Zwischen der Lithosphäre und dem Erdkern steigen und fallen Magmaströme, durch Risse in der Kruste brechen sie nach oben. Fragmente der ozeanischen Kruste sinken bis in den Kern, schwimmen dann auf und bilden möglicherweise neue Inseln. Lithosphärenplatten kollidieren miteinander und werden ständig von Magmaströmen beeinflusst. Wo die Platten divergieren, bilden sich neue Segmente der Lithosphäre. Es findet ständig ein Prozess der Differenzierung der terrestrischen Materie statt, der den Zustand aller geologischen Schalen der Erde einschließlich des Kerns verändert.

Fazit

Die Erde ist von der Natur selbst herausgehoben: Im Sonnensystem gibt es nur auf diesem Planeten entwickelte Lebensformen, nur auf ihm hat die lokale Ordnung der Materie ein ungewöhnlich hohes Niveau erreicht und setzt die allgemeine Entwicklungslinie der Materie fort. Auf der Erde ist die schwierigste Stufe der Selbstorganisation überwunden, die einen tiefen qualitativen Sprung zu den höchsten Ordnungsformen markiert.

Die Erde ist der größte Planet in seiner Gruppe. Aber wie Schätzungen zeigen, erweisen sich selbst solche Dimensionen und Massen als minimal, bei denen der Planet seine gasförmige Atmosphäre behalten kann. Die Erde verliert intensiv Wasserstoff und einige andere leichte Gase, was durch Beobachtungen der sogenannten Erdfahne bestätigt wird.

Die Atmosphäre der Erde unterscheidet sich grundlegend von den Atmosphären anderer Planeten: Sie hat einen geringen Gehalt an Kohlendioxid, einen hohen Gehalt an molekularem Sauerstoff und einen relativ hohen Gehalt an Wasserdampf. Die Erdatmosphäre unterscheidet sich aus zwei Gründen: Das Wasser der Ozeane und Meere nimmt Kohlendioxid gut auf, und die Biosphäre sättigt die Atmosphäre mit molekularem Sauerstoff, der bei der pflanzlichen Photosynthese entsteht. Berechnungen zeigen, dass, wenn wir das gesamte in den Ozeanen absorbierte und gebundene Kohlendioxid freisetzen und gleichzeitig den gesamten Sauerstoff, der sich durch die vitale Aktivität der Pflanzen angesammelt hat, aus der Atmosphäre entfernen, die Zusammensetzung der Erdatmosphäre in ihren Hauptmerkmalen ähnlich werden würde zur Zusammensetzung der Atmosphären von Venus und Mars.

In der Erdatmosphäre bildet gesättigter Wasserdampf eine Wolkenschicht, die einen beträchtlichen Teil des Planeten bedeckt. Die Wolken der Erde sind ein wesentliches Element im Wasserkreislauf, der auf unserem Planeten im System Hydrosphäre - Atmosphäre - Land stattfindet.

Auf der Erde finden heute aktiv tektonische Prozesse statt, ihre geologische Geschichte ist noch lange nicht abgeschlossen. Von Zeit zu Zeit manifestieren sich die Echos planetarer Aktivitäten mit solcher Kraft, dass sie lokale katastrophale Umwälzungen verursachen, die die Natur und die menschliche Zivilisation betreffen. Paläontologen argumentieren, dass in der Ära der frühen Jugend der Erde ihre tektonische Aktivität noch höher war. Das moderne Relief des Planeten hat sich entwickelt und verändert sich weiterhin unter dem Einfluss der kombinierten Wirkung von tektonischen, hydrosphärischen, atmosphärischen und biologischen Prozessen auf seiner Oberfläche.

Referenzliste

V.F. Tulinov "Konzepte der modernen Naturwissenschaft": Ein Lehrbuch für Universitäten. - M.: UNITI-DANA, 2004

EIN V. Byalko "Unser Planet - Erde" - M. Nauka, 1989

G.V. Voitkevich "Grundlagen der Theorie des Ursprungs der Erde" - M Nedra, 1988

Physische Enzyklopädie. Tt. 1-5. - M. Große Russische Enzyklopädie, 1988-1998.

Einleitung……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..3

Geschichte der Erde ……………………………………………………………………………4

Seismisches Modell des Aufbaus der Erde………………………………...6

Der geologische Aufbau der Erde ……………………………………………9

Fazit ……………………………………………………………………….13

Referenzen ………………………………………………………………15

INSTITUT FÜR WIRTSCHAFT UND UNTERNEHMERSCHAFT

Außerhalb

AUFSATZ

Zum Thema "Konzepte der modernen Naturwissenschaft" Erde Die Erde und die Sonne sind die Hauptfaktoren des Lebens ErdeZusammenfassung >> Biologie

1. Erde und seinen Platz im Universum Erde. Form, Größe und Relief. intern Struktur. Mond. Erde, der dritte... 384400 km. Im Inneren Struktur Die Hauptrolle in der Studie von internen Gebäude Erde seismische Methoden spielen...

Die Position der Erdkruste zwischen dem Mantel und den äußeren Hüllen - Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre - bestimmt die Einwirkung der äußeren und inneren Kräfte der Erde auf sie.

Der Aufbau der Erdkruste ist heterogen (Abb. 19). Die obere Schicht, deren Dicke zwischen 0 und 20 km variiert, ist komplex Sedimentgestein- Sand, Ton, Kalkstein usw. Dies wird durch die Daten bestätigt, die aus der Untersuchung von Aufschlüssen und Kernen von Bohrlöchern sowie den Ergebnissen seismischer Studien gewonnen wurden: Diese Gesteine ​​sind locker, die Geschwindigkeit seismischer Wellen ist gering.

Reis. 19. Der Aufbau der Erdkruste

Unten, unter den Kontinenten, befindet sich Granitschicht, besteht aus Felsen, deren Dichte der Dichte von Granit entspricht. Die Geschwindigkeit der seismischen Wellen in dieser Schicht beträgt wie in Graniten 5,5–6 km/s.

Unter den Ozeanen fehlt die Granitschicht, und auf den Kontinenten kommt sie an einigen Stellen an die Oberfläche.

Noch tiefer liegt die Schicht, in der sich seismische Wellen mit einer Geschwindigkeit von 6,5 km/s ausbreiten. Diese Geschwindigkeit ist typisch für Basalte, daher wird sie trotz der Tatsache, dass die Schicht aus verschiedenen Gesteinen besteht, genannt Basalt.

Die Grenze zwischen den Granit- und Basaltschichten wird genannt Konrad Oberfläche. Dieser Abschnitt entspricht einem Geschwindigkeitssprung seismischer Wellen von 6 auf 6,5 km/s.

Je nach Struktur und Dicke werden zwei Arten von Rinde unterschieden - Festland und ozeanisch. Unter den Kontinenten enthält die Kruste alle drei Schichten - Sediment, Granit und Basalt. Seine Dicke in den Ebenen erreicht 15 km und in den Bergen steigt er auf 80 km an und bildet die "Wurzeln der Berge". Unter den Ozeanen fehlt die Granitschicht an vielen Stellen vollständig, und die Basalte sind mit einer dünnen Schicht Sedimentgestein bedeckt. In den tiefen Teilen des Ozeans überschreitet die Dicke der Kruste 3–5 km nicht und der obere Mantel liegt darunter.

Mantel. Dies ist eine Zwischenhülle, die sich zwischen der Lithosphäre und dem Erdkern befindet. Seine untere Grenze verläuft vermutlich in einer Tiefe von 2900 km. Der Mantel macht mehr als die Hälfte des Erdvolumens aus. Die Mantelsubstanz befindet sich in einem überhitzten Zustand und steht unter enormem Druck der darüber liegenden Lithosphäre. Der Erdmantel hat einen großen Einfluss auf die auf der Erde ablaufenden Prozesse. Im oberen Erdmantel entstehen Magmakammern, es entstehen Erze, Diamanten und andere Fossilien. Von hier gelangt innere Wärme an die Erdoberfläche. Die Substanz des oberen Mantels ist ständig und aktiv in Bewegung und verursacht die Bewegung der Lithosphäre und der Erdkruste.

Kern. Im Kern werden zwei Teile unterschieden: der äußere bis zu einer Tiefe von 5.000 km und der innere bis zum Erdmittelpunkt. Der äußere Kern ist flüssig, da Transversalwellen ihn nicht passieren, ist der innere Kern fest. Die Substanz des Kerns, insbesondere der inneren, ist stark verdichtet und entspricht in der Dichte Metallen, weshalb sie als metallisch bezeichnet wird.

§ 17. Physikalische Eigenschaften und chemische Zusammensetzung der Erde

Die physikalischen Eigenschaften der Erde umfassen Temperatur (innere Wärme), Dichte und Druck.

Innere Wärme der Erde. Nach modernen Vorstellungen war die Erde nach ihrer Entstehung ein kalter Körper. Dann erwärmte es der Zerfall radioaktiver Elemente allmählich. Infolge der Wärmestrahlung von der Oberfläche in den erdnahen Weltraum kühlte es jedoch ab. Es bildete sich eine relativ kalte Lithosphäre und die Erdkruste. In großen Tiefen und heute hohen Temperaturen. Eine Temperaturzunahme mit der Tiefe kann direkt in tiefen Minen und Bohrlöchern bei Vulkanausbrüchen beobachtet werden. So hat ausbrechende vulkanische Lava eine Temperatur von 1200–1300 °C.

Auf der Erdoberfläche ändert sich die Temperatur ständig und hängt von der Sonnenwärme ab. Tägliche Temperaturschwankungen erstrecken sich bis zu einer Tiefe von 1–1,5 m, saisonale Schwankungen - bis zu 30 m. Unter dieser Schicht liegt eine Zone konstanter Temperaturen, in der sie immer unverändert bleiben und den durchschnittlichen Jahrestemperaturen eines bestimmten Gebiets auf der Erde entsprechen auftauchen.

Die Tiefe der Zone konstanter Temperaturen an verschiedenen Orten ist nicht gleich und hängt vom Klima und der Wärmeleitfähigkeit der Gesteine ​​ab. Unterhalb dieser Zone beginnen die Temperaturen zu steigen, im Durchschnitt alle 100 m um 30 ° C. Dieser Wert ist jedoch nicht konstant und hängt von der Zusammensetzung der Gesteine, dem Vorhandensein von Vulkanen und der Aktivität der Wärmestrahlung aus dem Darm ab Erde. In Russland reicht sie also von 1,4 m in Pjatigorsk bis zu 180 m auf der Kola-Halbinsel.

Wenn wir den Radius der Erde kennen, können wir berechnen, dass die Temperatur im Zentrum 200.000 ° C erreichen sollte. Bei dieser Temperatur würde sich die Erde jedoch in ein heißes Gas verwandeln. Es ist allgemein anerkannt, dass ein allmählicher Temperaturanstieg nur in der Lithosphäre auftritt und der obere Mantel als Quelle der inneren Wärme der Erde dient. Darunter verlangsamt sich der Temperaturanstieg und im Erdmittelpunkt werden 50.000 °C nicht überschritten.

Dichte der Erde. Je dichter der Körper, desto größer die Masse pro Volumeneinheit. Als Dichtestandard gilt Wasser, von dem 1 cm 3 1 g wiegt, d. H. Die Dichte von Wasser beträgt 1 g / s 3. Die Dichte anderer Körper wird durch das Verhältnis ihrer Masse zur Masse von Wasser gleichen Volumens bestimmt. Daraus wird deutlich, dass alle Körper mit einer Dichte größer als 1 sinken, weniger - schwimmen.

Die Dichte der Erde variiert von Ort zu Ort. Sedimentgesteine ​​haben eine Dichte von 1,5–2 g/cm3, während Basalte eine Dichte von mehr als 2 g/cm3 haben. Die durchschnittliche Dichte der Erde beträgt 5,52 g / cm 3 - dies ist mehr als das Doppelte der Dichte von Granit. Im Erdinneren nimmt die Dichte der Gesteine ​​zu und beträgt 15–17 g/cm 3 .

Druck im Inneren der Erde. Gesteine, die sich im Zentrum der Erde befinden, erfahren einen enormen Druck von den darüber liegenden Schichten. Es wird berechnet, dass der Druck in einer Tiefe von nur 1 km 10 4 hPa beträgt, während er im oberen Mantel 6 * 10 4 hPa übersteigt. Laborexperimente zeigen, dass sich Feststoffe wie Marmor unter einem solchen Druck biegen und sogar fließen können, dh sie nehmen Eigenschaften an, die zwischen einem Feststoff und einer Flüssigkeit liegen. Diesen Aggregatzustand nennt man plastisch. Dieses Experiment erlaubt uns zu behaupten, dass sich die Materie in den tiefen Eingeweiden der Erde in einem plastischen Zustand befindet.

Die chemische Zusammensetzung der Erde. In der Erde finden Sie alle chemischen Elemente der Tabelle von D. I. Mendeleev. Ihre Anzahl ist jedoch nicht gleich, sie sind extrem ungleich verteilt. Beispielsweise macht Sauerstoff (O) in der Erdkruste mehr als 50 %, Eisen (Fe) weniger als 5 % seiner Masse aus. Schätzungen zufolge bestehen die Basalt- und Granitschichten hauptsächlich aus Sauerstoff, Silizium und Aluminium, während im Erdmantel der Anteil an Silizium, Magnesium und Eisen zunimmt. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass 8 Elemente (Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Kalzium, Magnesium, Natrium, Wasserstoff) 99,5% der Zusammensetzung der Erdkruste ausmachen und der Rest 0,5%. Die Angaben zur Zusammensetzung des Mantels und des Kerns sind spekulativ.

§ 18. Bewegung der Erdkruste

Die Erdkruste scheint nur scheinbar bewegungslos, absolut stabil zu sein. Tatsächlich führt es kontinuierliche und abwechslungsreiche Bewegungen aus. Einige von ihnen treten sehr langsam auf und werden von den menschlichen Sinnen nicht wahrgenommen, andere, wie Erdbeben, sind Erdrutsche, zerstörerisch. Welche titanischen Kräfte bewegen die Erdkruste?

Die inneren Kräfte der Erde, die Quelle ihres Ursprungs. Es ist bekannt, dass die Temperatur an der Grenze zwischen Mantel und Lithosphäre 1500 °C übersteigt. Bei dieser Temperatur muss Materie entweder schmelzen oder zu Gas werden. Wenn Feststoffe in einen flüssigen oder gasförmigen Zustand übergehen, sollte ihr Volumen zunehmen. Dies geschieht jedoch nicht, da die überhitzten Gesteine ​​von den darüber liegenden Schichten der Lithosphäre unter Druck stehen. Es gibt einen „Dampfkessel“-Effekt, wenn sich ausdehnende Materie Druck auf die Lithosphäre ausübt und diese zusammen mit der Erdkruste in Bewegung setzt. Je höher die Temperatur, desto stärker der Druck und desto aktiver bewegt sich die Lithosphäre. Besonders starke Druckzentren entstehen an den Stellen des oberen Erdmantels, an denen radioaktive Elemente konzentriert sind, deren Zerfall die Gesteine ​​auf noch höhere Temperaturen erhitzt. Die Bewegungen der Erdkruste unter dem Einfluss der inneren Kräfte der Erde werden als Tektonik bezeichnet. Diese Bewegungen werden in oszillierende, faltende und diskontinuierliche unterteilt.

oszillierende Bewegungen. Diese Bewegungen erfolgen sehr langsam, für den Menschen unmerklich, weshalb sie auch genannt werden Jahrhundert alt oder epiirogen. An manchen Stellen hebt sich die Erdkruste, an anderen fällt sie ab. In diesem Fall wird die Hebung oft durch eine Senkung ersetzt und umgekehrt. Diese Bewegungen können nur durch die "Spuren" verfolgt werden, die nach ihnen auf der Erdoberfläche zurückbleiben. An der Mittelmeerküste, in der Nähe von Neapel, befinden sich beispielsweise die Ruinen des Serapis-Tempels, dessen Säulen in einer Höhe von bis zu 5,5 m über dem heutigen Meeresspiegel von Meeresmollusken durchbohrt sind. Dies dient als bedingungsloser Beweis dafür, dass der im 4. Jahrhundert erbaute Tempel auf dem Meeresgrund lag und dann erhöht wurde. Jetzt versinkt dieses Stück Land wieder. Oft gibt es an den Küsten der Meere über ihrem modernen Niveau Stufen - Meeresterrassen, die einst von der Meeresbrandung geschaffen wurden. Auf den Plattformen dieser Stufen können Sie die Überreste von Meeresorganismen finden. Dies weist darauf hin, dass die Plattformen der Terrassen einst der Meeresboden waren, und dann stieg die Küste und das Meer ging zurück.

Das Absenken der Erdkruste unter 0 m über dem Meeresspiegel geht mit dem Einsetzen des Meeres einher - Überschreitung und der Aufstieg - sein Rückzug - Rückschritt. Gegenwärtig treten in Europa Hebungen in Island, Grönland und auf der skandinavischen Halbinsel auf. Beobachtungen haben ergeben, dass die Region des Bottnischen Meerbusens mit einer Geschwindigkeit von 2 cm pro Jahr ansteigt, d. h. 2 m pro Jahrhundert. Gleichzeitig versinken das Territorium Hollands, Südenglands, Norditaliens, die Tiefebene des Schwarzen Meeres und die Küste der Karasee. Ein Zeichen für das Absenken der Meeresküsten ist die Bildung von Meeresbuchten in den Mündungsabschnitten von Flüssen - Mündungen (Lippen) und Mündungen.

Mit dem Aufstieg der Erdkruste und dem Rückzug des Meeres entpuppt sich der aus Sedimentgesteinen bestehende Meeresboden als Land. Also umfangreich marine (primäre) Ebenen: zum Beispiel Westsibirisch, Turan, Nordsibirisch, Amazonas (Abb. 20).

Reis. zwanzig. Die Struktur von primären oder marinen Stratal Plains

Klappbewegungen. In Fällen, in denen Gesteinsschichten ausreichend plastisch sind, werden sie unter Einwirkung von inneren Kräften in Falten gestaucht. Wenn der Druck vertikal gerichtet ist, werden die Steine ​​verschoben, und wenn sie in einer horizontalen Ebene liegen, werden sie zu Falten zusammengedrückt. Die Form der Falten ist am vielfältigsten. Wenn die Biegung der Falte nach unten gerichtet ist, spricht man von einer Synklinale, nach oben - einer Antiklinale (Abb. 21). Falten werden in großer Tiefe, dh bei hohen Temperaturen und hohem Druck, gebildet und können dann unter Einwirkung innerer Kräfte angehoben werden. Das ist wie gefaltete Berge Kaukasus, Alpen, Himalaya, Anden usw. (Abb. 22). In solchen Bergen sind Falten leicht zu beobachten, wo sie freigelegt sind und an die Oberfläche kommen.

Reis. 21. Synklinal (1) und antiklinal (2) Falten

Reis. 22. Berge falten

Bewegungen brechen. Sind die Gesteine ​​nicht stark genug, um der Einwirkung innerer Kräfte standzuhalten, bilden sich Risse in der Erdkruste – Verwerfungen und eine vertikale Verschiebung der Gesteine. Die versunkenen Gebiete werden genannt Gräben, und die auferstanden sind Handvoll(Abb. 23). Der Wechsel von Horst und Graben schafft blockige (auferstandene) Berge. Beispiele für solche Berge sind: Altai, Sayan, Verkhoyansk Range, Appalachen in Nordamerika und viele andere. Die wiederbelebten Berge unterscheiden sich von den gefalteten sowohl in ihrer inneren Struktur als auch in ihrer Erscheinung - Morphologie. Die Hänge dieser Berge sind oft steil, die Täler wie die Wasserscheiden breit und flach. Gesteinsschichten sind immer relativ zueinander verschoben.

Reis. 23. Restaurierte Faltblockberge

Die versunkenen Gebiete in diesen Bergen, die Gräben, werden manchmal mit Wasser gefüllt, und dann bilden sich tiefe Seen: zum Beispiel Baikal und Teletskoye in Russland, Tanganjika und Nyasa in Afrika.

§ 19. Vulkane und Erdbeben

Bei einem weiteren Temperaturanstieg im Erdinneren schmelzen Gesteine ​​​​trotz hohem Druck und bilden Magma. Dabei werden viele Gase freigesetzt. Dadurch wird sowohl das Volumen der Schmelze als auch ihr Druck auf das umgebende Gestein weiter erhöht. Dadurch tendiert sehr dichtes, gasreiches Magma dorthin, wo der Druck geringer ist. Es füllt Risse in der Erdkruste, bricht und hebt die Schichten seiner Gesteine. Ein Teil des Magmas, der die Erdoberfläche nicht erreicht, verfestigt sich in der Dicke der Erdkruste und bildet magmatische Adern und Lakkolithe. Manchmal bricht Magma an die Oberfläche und bricht in Form von Lava, Gasen, Vulkanasche, Gesteinsfragmenten und gehärteten Lavaklumpen aus.

Vulkane. Jeder Vulkan hat einen Kanal, durch den Lava ausbricht (Abb. 24). Das entlüften, die immer in einer trichterförmigen Erweiterung endet - Krater. Der Durchmesser der Krater reicht von mehreren hundert Metern bis zu vielen Kilometern. Beispielsweise beträgt der Durchmesser des Vesuv-Kraters 568 m. Sehr große Krater werden Calderas genannt. Zum Beispiel erreicht die Caldera des Vulkans Uzona in Kamtschatka, die vom Kronotskoje-See gefüllt ist, einen Durchmesser von 30 km.

Form und Höhe von Vulkanen hängen von der Viskosität der Lava ab. Flüssige Lava breitet sich schnell und einfach aus und bildet keine kegelförmigen Berge. Ein Beispiel ist der Kilauza-Vulkan auf den Hawaii-Inseln. Der Krater dieses Vulkans ist ein runder See mit einem Durchmesser von etwa 1 km, der mit sprudelnder flüssiger Lava gefüllt ist. Der Lavaspiegel, wie Wasser in einer Quellschüssel, fällt dann, steigt dann wieder an und spritzt über den Rand des Kraters.

Reis. 24. Schnittvulkankegel

Weit verbreiteter sind Vulkane mit zähflüssiger Lava, die beim Erkalten einen Vulkankegel bilden. Der Kegel hat immer eine geschichtete Struktur, was darauf hindeutet, dass die Ergüsse wiederholt auftraten und der Vulkan allmählich von Ausbruch zu Ausbruch wuchs.

Die Höhe der Vulkankegel variiert von mehreren zehn Metern bis zu mehreren Kilometern. Der Vulkan Aconcagua in den Anden beispielsweise hat eine Höhe von 6960 m.

Es gibt etwa 1500 aktive und erloschene Bergvulkane, darunter solche Giganten wie Elbrus im Kaukasus, Klyuchevskaya Sopka in Kamtschatka, Fujiyama in Japan, Kilimanjaro in Afrika und viele andere.

Die meisten aktiven Vulkane befinden sich rund um den Pazifischen Ozean und bilden den pazifischen "Ring of Fire" sowie im mediterran-indonesischen Gürtel. Allein auf Kamtschatka gibt es 28 aktive Vulkane, insgesamt mehr als 600. Aktive Vulkane sind natürlich weit verbreitet – sie alle sind auf bewegliche Zonen der Erdkruste beschränkt (Abb. 25).

Reis. 25. Zonen von Vulkanismus und Erdbeben

In der geologischen Vergangenheit der Erde war der Vulkanismus aktiver als heute. Neben den üblichen (zentralen) Eruptionen kam es zu Spalteneruptionen. Aus riesigen Rissen (Verwerfungen) in der Erdkruste, die sich über Dutzende und Hunderte von Kilometern erstreckten, brach Lava auf die Erdoberfläche aus. Feste oder lückenhafte Lavadecken wurden geschaffen, die das Gelände nivellierten. Die Lavadicke erreichte 1,5–2 km. Das ist wie Lava Ebenen. Beispiele für solche Ebenen sind einzelne Abschnitte des zentralsibirischen Plateaus, der zentrale Teil des Deccan-Plateaus in Indien, das armenische Hochland und das Columbia-Plateau.

Erdbeben. Die Ursachen von Erdbeben sind unterschiedlich: Vulkanausbruch, Erdrutsche in den Bergen. Aber die stärksten von ihnen entstehen durch Bewegungen der Erdkruste. Solche Erdbeben werden genannt tektonisch. Sie entstehen meist in großen Tiefen, an der Grenze zwischen Mantel und Lithosphäre. Der Ursprung eines Erdbebens wird genannt Hypozentrum oder Feuerstelle. Auf der Erdoberfläche, über dem Hypozentrum, ist Epizentrum Erdbeben (Abb. 26). Hier ist die Stärke des Erdbebens am größten und wird mit zunehmender Entfernung vom Epizentrum schwächer.

Reis. 26. Hypozentrum und Epizentrum eines Erdbebens

Die Erdkruste erzittert ständig. Über 10.000 Erdbeben werden im Laufe des Jahres beobachtet, aber die meisten von ihnen sind so schwach, dass sie von Menschen nicht wahrgenommen und nur von Instrumenten aufgezeichnet werden.

Die Stärke von Erdbeben wird in Punkten gemessen - von 1 bis 12. Starke 12-Punkte-Erdbeben sind selten und katastrophal. Bei solchen Erdbeben kommt es zu Verformungen in der Erdkruste, es entstehen Risse, Verschiebungen, Verwerfungen, Erdrutsche in den Bergen und Einbrüche in den Ebenen. Treten sie in dicht besiedelten Gebieten auf, kommt es zu großer Zerstörung und zahlreichen Menschenopfern. Die größten Erdbeben der Geschichte sind das messinische (1908), Tokio (1923), Taschkent (1966), chilenische (1976) und Spitak (1988). Bei jedem dieser Erdbeben starben Dutzende, Hunderte und Tausende von Menschen, und Städte wurden fast bis auf die Grundmauern zerstört.

Oft liegt das Hypozentrum unter dem Ozean. Dann entsteht eine zerstörerische Ozeanwelle - Tsunami.

§ 20. Äußere Prozesse, die die Erdoberfläche umgestalten

Gleichzeitig mit inneren, tektonischen Prozessen wirken auf der Erde äußere Prozesse. Im Gegensatz zu inneren, die die gesamte Dicke der Lithosphäre bedecken, wirken sie nur auf der Erdoberfläche. Die Tiefe ihres Eindringens in die Erdkruste überschreitet nicht einige Meter und nur in Höhlen - bis zu mehreren hundert Metern. Die Quelle des Ursprungs von Kräften, die externe Prozesse verursachen, ist thermische Sonnenenergie.

Externe Prozesse sind sehr vielfältig. Dazu gehören die Verwitterung von Felsen, die Arbeit von Wind, Wasser und Gletschern.

Verwitterung. Es wird in physikalische, chemische und organische unterteilt.

physikalische Verwitterung- Dies ist mechanisches Brechen, Mahlen von Steinen.

Es tritt auf, wenn sich die Temperatur plötzlich ändert. Bei Erwärmung dehnt sich das Gestein aus, bei Abkühlung zieht es sich zusammen. Da der Ausdehnungskoeffizient verschiedener im Gestein enthaltener Mineralien nicht gleich ist, wird der Prozess seiner Zerstörung verstärkt. Zunächst zerfällt das Gestein in große Blöcke, die mit der Zeit zerkleinert werden. Die beschleunigte Zerstörung des Gesteins wird durch Wasser erleichtert, das in die Risse eindringt, darin gefriert, sich ausdehnt und das Gestein in einzelne Teile zerbricht. Die physikalische Verwitterung ist dort am aktivsten, wo es zu starken Temperaturänderungen kommt und feste Eruptivgesteine ​​​​an die Oberfläche kommen - Granit, Basalt, Syenite usw.

chemische Verwitterung- Dies ist die chemische Wirkung auf Gesteine ​​​​verschiedener wässriger Lösungen.

Dabei kommt es im Gegensatz zur physikalischen Verwitterung zu verschiedenen chemischen Reaktionen und in der Folge zu einer Veränderung der chemischen Zusammensetzung und ggf. zur Gesteinsneubildung. Die chemische Verwitterung wirkt überall, aber sie verläuft besonders intensiv in leicht löslichen Gesteinen - Kalksteinen, Gips, Dolomiten.

organische Verwitterung ist der Prozess der Zerstörung von Gestein durch lebende Organismen - Pflanzen, Tiere und Bakterien.

Flechten beispielsweise, die sich auf Felsen niederlassen, tragen mit der freigesetzten Säure deren Oberfläche ab. Pflanzenwurzeln scheiden auch Säure aus, und außerdem wirkt das Wurzelsystem mechanisch, als ob es das Gestein auseinanderreißen würde. Regenwürmer, die anorganische Substanzen durch sich selbst leiten, verwandeln das Gestein und verbessern den Zugang von Wasser und Luft zu ihm.

Verwitterung und Klima. Alle Verwitterungsarten treten gleichzeitig auf, wirken aber unterschiedlich stark. Sie hängt nicht nur von den Gesteinsbestandteilen ab, sondern vor allem auch vom Klima.

In Polarländern manifestiert sich die Frostverwitterung am aktivsten, in gemäßigten Ländern - chemisch, in tropischen Wüsten - mechanisch, in den feuchten Tropen - chemisch.

Windarbeit. Der Wind ist in der Lage, Felsen zu zerstören, ihre festen Partikel zu transportieren und abzulagern. Je stärker der Wind und je öfter er weht, desto mehr Arbeit kann er leisten. Wo Felsvorsprünge an die Erdoberfläche kommen, bombardiert der Wind sie mit Sandkörnern und löscht und zerstört nach und nach selbst die härtesten Felsen. Weniger widerstandsfähige Gesteine ​​werden schneller, gezielter, Äolische Landschaftsformen- Steinspitze, Äolische Pilze, Säulen, Türme.

In Sandwüsten und an den Ufern von Meeren und großen Seen erzeugt der Wind bestimmte Landformen - Dünen und Dünen.

Dünen- Dies sind bewegliche Sandhügel in Halbmondform. Ihre Luvneigung ist immer sanft (5–10°), und die Leeneigung ist steil – bis zu 35–40° (Abb. 27). Die Bildung von Dünen ist mit der Verlangsamung der sandtragenden Windströmung verbunden, die aufgrund von Hindernissen auftritt - Oberflächenunregelmäßigkeiten, Steine, Büsche usw. Die Windstärke wird schwächer und die Sandablagerung beginnt. Je konstanter die Winde und je mehr Sand, desto schneller wächst die Düne. Die höchsten Dünen - bis zu 120 m - wurden in den Wüsten der Arabischen Halbinsel gefunden.

Reis. 27. Die Struktur der Düne (der Pfeil zeigt die Windrichtung)

Die Dünen bewegen sich in Windrichtung. Der Wind treibt die Sandkörner einen sanften Hang hinab. Auf dem Kamm angelangt, verwirbelt die Windströmung, ihre Geschwindigkeit nimmt ab, die Sandkörner fallen heraus und rollen den steilen Leehang hinunter. Dadurch bewegt sich die gesamte Düne mit einer Geschwindigkeit von bis zu 50–60 m pro Jahr. Sich bewegende Dünen können Oasen und sogar ganze Dörfer füllen.

An Sandstränden bilden sich die Wellensande Dünen. Sie erstrecken sich entlang der Küste in Form von riesigen Sandkämmen oder Hügeln mit einer Höhe von bis zu 100 m oder mehr. Anders als Dünen haben sie keine feste Form, sondern können sich auch vom Strand landeinwärts bewegen. Um die Bewegung der Dünen zu stoppen, werden Bäume und Sträucher gepflanzt, hauptsächlich Kiefern.

Die Arbeit von Schnee und Eis. Schnee, besonders in den Bergen, macht viel Arbeit. Riesige Schneemassen sammeln sich an den Hängen der Berge. Von Zeit zu Zeit brechen sie von den Hängen und bilden Schneelawinen. Solche Lawinen, die sich mit großer Geschwindigkeit bewegen, fangen Felsbrocken ein und tragen sie hinunter, wobei sie alles auf ihrem Weg wegfegen. Wegen der enormen Gefahr, die von Schneelawinen ausgeht, werden sie als „weißer Tod“ bezeichnet.

Das feste Material, das nach dem Schmelzen des Schnees zurückbleibt, bildet riesige Felshügel, die die Vertiefungen zwischen den Bergen blockieren und füllen.

Noch mehr arbeiten Gletscher. Sie besetzen riesige Gebiete auf der Erde - mehr als 16 Millionen km 2, was 11% der Landfläche entspricht.

Es gibt kontinentale oder integumentäre Gletscher und Gebirgsgletscher. kontinentales Eis besetzen weite Gebiete in der Antarktis, Grönland und auf vielen Polarinseln. Die Eisdicke der kontinentalen Gletscher ist nicht gleich. In der Antarktis erreicht es beispielsweise 4000 m. Unter dem Einfluss der enormen Schwerkraft rutscht das Eis ins Meer, bricht ab und bildet sich Eisberge- Eisschwimmende Berge.

Bei Gebirgsgletscher Es werden zwei Teile unterschieden - Bereiche der Ernährung oder Anhäufung von Schnee und Schmelzen. In den Bergen oben sammelt sich Schnee Schneegrenze. Die Höhe dieser Linie ist in verschiedenen Breitengraden nicht gleich: Je näher am Äquator, desto höher die Schneegrenze. In Grönland liegt es beispielsweise auf einer Höhe von 500 bis 600 m und an den Hängen des Vulkans Chimborazo in den Anden auf 4800 m.

Oberhalb der Schneegrenze sammelt sich Schnee, verdichtet sich und verwandelt sich allmählich in Eis. Eis hat plastische Eigenschaften und beginnt unter dem Druck der aufliegenden Massen den Hang hinabzurutschen. Abhängig von der Masse des Gletschers, seiner Sättigung mit Wasser und der Steilheit des Abhangs variiert die Bewegungsgeschwindigkeit zwischen 0,1 und 8 m pro Tag.

Gletscher bewegen sich entlang der Hänge der Berge, pflügen Schlaglöcher aus, glätten Felsvorsprünge und erweitern und vertiefen Täler. Das klastische Material, das der Gletscher während seiner Bewegung, während des Schmelzens (Rückzugs) des Gletschers, einfängt, bleibt an Ort und Stelle und bildet eine Gletschermoräne. Moräne- Dies sind Haufen von Steinfragmenten, Felsbrocken, Sand und Lehm, die der Gletscher hinterlassen hat. Es gibt Grund-, Seiten-, Oberflächen-, Mittel- und Endmoränen.

Bergtäler, die jemals von einem Gletscher durchquert wurden, sind leicht zu unterscheiden: In diesen Tälern findet man immer wieder Moränenreste, deren Form einer Rinne ähnelt. Solche Täler werden genannt berührt.

Arbeit an fließenden Gewässern. Zu den Fließgewässern zählen zeitweilige Niederschläge und Schneeschmelze, Bäche, Flüsse und Grundwasser. Die Arbeit fließender Gewässer ist unter Berücksichtigung des Zeitfaktors grandios. Man kann sagen, dass das gesamte Erscheinungsbild der Erdoberfläche teilweise durch fließendes Wasser geschaffen wird. Alle fließenden Gewässer verbindet die Tatsache, dass sie drei Arten von Arbeit produzieren:

– Zerstörung (Erosion);

– Verbringung von Produkten (Durchfuhr);

– Haltung (Akkumulation).

Infolgedessen bilden sich auf der Erdoberfläche verschiedene Unregelmäßigkeiten - Schluchten, Furchen an Hängen, Klippen, Flusstäler, Sand- und Kieselinseln usw. sowie Hohlräume in der Dicke von Felsen - Höhlen.

Die Wirkung der Schwerkraft. Alle Körper - flüssig, fest, gasförmig, die sich auf der Erde befinden - werden davon angezogen.

Man nennt die Kraft, mit der ein Körper von der Erde angezogen wird Schwere.

Unter dem Einfluss dieser Kraft neigen alle Körper dazu, die niedrigste Position auf der Erdoberfläche einzunehmen. Infolgedessen treten Wasserströme in Flüssen auf, Regenwasser sickert in die Dicke der Erdkruste, Schneelawinen fallen, Gletscher bewegen sich, Felsbrocken bewegen sich die Hänge hinunter. Die Schwerkraft ist eine notwendige Bedingung für die Wirkung äußerer Prozesse. Sonst wären die Verwitterungsprodukte am Entstehungsort geblieben und hätten sich wie ein Mantel über das darunter liegende Gestein gelegt.

§ 21. Mineralien und Gesteine

Wie Sie bereits wissen, besteht die Erde aus vielen chemischen Elementen – Sauerstoff, Stickstoff, Silizium, Eisen usw. Wenn die chemischen Elemente kombiniert werden, bilden sie Mineralien.

Mineralien. Die meisten Mineralien bestehen aus zwei oder mehr chemischen Elementen. Wie viele Elemente in einem Mineral enthalten sind, können Sie anhand seiner chemischen Formel herausfinden. Beispielsweise besteht Halit (Kochsalz) aus Natrium und Chlor und hat die Formel NCl; Magnetit (magnetisches Eisenerz) - aus drei Eisenmolekülen und zwei Sauerstoffmolekülen (F 3 O 2) usw. Einige Mineralien werden durch ein chemisches Element gebildet, zum Beispiel: Schwefel, Gold, Platin, Diamant usw. Solche Mineralien werden genannt einheimisch. In der Natur sind etwa 40 heimische Elemente bekannt, die 0,1 % der Masse der Erdkruste ausmachen.

Mineralien können nicht nur fest, sondern auch flüssig (Wasser, Quecksilber, Öl) und gasförmig (Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid) sein.

Die meisten Mineralien haben eine kristalline Struktur. Die Form des Kristalls für ein bestimmtes Mineral ist immer konstant. Zum Beispiel haben Quarzkristalle die Form eines Prismas, Halit hat die Form eines Würfels usw. Wird Kochsalz in Wasser gelöst und dann kristallisiert, nehmen die neu gebildeten Mineralien eine kubische Form an. Viele Mineralien haben die Fähigkeit zu wachsen. Ihre Größe reicht von mikroskopisch klein bis gigantisch. So wurde beispielsweise auf der Insel Madagaskar ein Beryllkristall von 8 m Länge und 3 m Durchmesser gefunden, der fast 400 Tonnen wiegt.

Durch die Bildung werden alle Mineralien in mehrere Gruppen eingeteilt. Einige von ihnen (Feldspat, Quarz, Glimmer) werden aus Magma während seiner langsamen Abkühlung in großen Tiefen freigesetzt; andere (Schwefel) - während der schnellen Abkühlung von Lava; andere (Granat, Jaspis, Diamant) - bei hohen Temperaturen und Druck in großen Tiefen; die vierten (Granate, Rubine, Amethyste) heben sich von heißen wässrigen Lösungen in unterirdischen Adern ab; die fünfte (Gips, Salze, braunes Eisenerz) entsteht bei der chemischen Verwitterung.

Insgesamt gibt es in der Natur mehr als 2500 Mineralien. Für ihre Definition und Untersuchung sind physikalische Eigenschaften von großer Bedeutung, zu denen Brillanz, Farbe, Farbe der Linie, dh die vom Mineral hinterlassene Spur, Transparenz, Härte, Spaltbarkeit, Bruch und spezifisches Gewicht gehören. Zum Beispiel hat Quarz eine prismatische Kristallform, glasigen Glanz, keine Spaltung, Muschelbruch, Härte 7, spezifisches Gewicht 2,65 g / cm 3, hat keine Merkmale; Halit hat eine kubische Kristallform, Härte 2,2, spezifisches Gewicht 2,1 g / cm 3, Glasglanz, weiße Farbe, perfekte Spaltung, salziger Geschmack usw.

Von den Mineralien sind 40-50 die bekanntesten und am weitesten verbreiteten, die als gesteinsbildend bezeichnet werden (Feldspat, Quarz, Halit usw.).

Felsen. Diese Gesteine ​​sind eine Ansammlung von einem oder mehreren Mineralien. Marmor, Kalkstein, Gips bestehen aus einem Mineral und Granit, Basalt - aus mehreren. Insgesamt gibt es etwa 1000 Felsen in der Natur. Je nach Herkunft – Genese – werden Gesteine ​​in drei Hauptgruppen eingeteilt: magmatisch, sedimentär und metamorph.

Magmatische Gesteine. Gebildet, wenn Magma abkühlt; kristalline Struktur, haben keine Schichtung; keine Tier- und Pflanzenreste enthalten. Unter den Eruptivgesteinen werden tiefe und ausgebrochene Gesteine ​​unterschieden. tiefe Felsen Gebildet in den Tiefen der Erdkruste, wo Magma unter hohem Druck steht und sehr langsam abkühlt. Ein Beispiel für ein Tiefengestein ist Granit, das häufigste kristalline Gestein, das hauptsächlich aus drei Mineralien besteht: Quarz, Feldspat und Glimmer. Die Farbe des Granits hängt von der Farbe des Feldspats ab. Meistens sind sie grau oder rosa.

Wenn Magma an die Oberfläche ausbricht, verschüttete Steine. Sie stellen entweder eine gesinterte Masse dar, die Schlacke ähnelt, oder sie sind glasig, dann werden sie als vulkanisches Glas bezeichnet. In manchen Fällen bildet sich ein feinkristallines Gestein vom Basalttyp.

Sedimentgestein. Sie bedecken etwa 80 % der gesamten Erdoberfläche. Sie zeichnen sich durch Schichtung und Porosität aus. Sedimentgesteine ​​sind in der Regel das Ergebnis der Ansammlung in den Meeren und Ozeanen von Überresten toter Organismen oder vom Land weggetragener Partikel zerstörter Hartgesteine. Der Akkumulationsprozess verläuft ungleichmäßig, sodass unterschiedlich dicke Schichten entstehen. Fossilien oder Abdrücke von Tieren und Pflanzen finden sich in vielen Sedimentgesteinen.

Sedimentgesteine ​​​​werden je nach Entstehungsort in Kontinental- und Meeresgesteine ​​​​unterteilt. Zu kontinentale Gesteine schließen zum Beispiel Ton ein. Tone sind ein zerkleinertes Produkt der Zerstörung von hartem Gestein. Sie bestehen aus kleinsten schuppigen Partikeln, haben die Fähigkeit, Wasser aufzunehmen. Tone sind aus Kunststoff, wasserdicht. Ihre Farbe ist unterschiedlich - von weiß bis blau und sogar schwarz. Weiße Tone werden zur Herstellung von Porzellan verwendet.

Kontinentaler Ursprung und weit verbreitetes Gestein - Löss. Es ist ein feinkörniges, nicht laminiertes gelbliches Gestein, bestehend aus einer Mischung aus Quarz, Tonpartikeln, Kalkkarbonat und Eisenoxidhydraten. Lässt Wasser leicht durch.

Meeresfelsen normalerweise am Grund der Ozeane gebildet. Dazu gehören einige Lehme, Sande, Kies.

Große Gruppe von Sedimenten biogene Gesteine aus den Überresten toter Tiere und Pflanzen gebildet. Dazu gehören Kalkstein, Dolomit und einige brennbare Mineralien (Torf, Kohle, Ölschiefer).

Besonders weit verbreitet in der Erdkruste ist Kalkstein, bestehend aus Calciumcarbonat. In seinen Fragmenten kann man leicht Ansammlungen kleiner Muscheln und sogar Skelette kleiner Tiere erkennen. Die Farbe von Kalksteinen ist unterschiedlich, meist grau.

Kreide entsteht auch aus den kleinsten Muscheln – den Meeresbewohnern. Riesige Reserven dieses Gesteins befinden sich in der Region Belgorod, wo Sie entlang der steilen Ufer der Flüsse Aufschlüsse mächtiger Kalkschichten sehen können, die sich durch ihre Weiße auszeichnen.

Kalksteine, denen Magnesiumcarbonat beigemischt ist, nennt man Dolomite. Kalksteine ​​werden häufig im Bauwesen verwendet. Sie werden zur Herstellung von Putzkalk und Zement verwendet. Der beste Zement wird aus Mergel hergestellt.

In jenen Meeren, in denen früher Tiere mit Feuersteinpanzern lebten und feuersteinhaltige Algen wuchsen, bildete sich ein Tripolis-Felsen. Dies ist ein helles, dichtes, meist gelbliches oder hellgraues Gestein, das ein Baumaterial ist.

Sedimentgesteine ​​​​umfassen auch Gesteine, die von gebildet wurden Fällung aus wässrigen Lösungen(Gips, Steinsalz, Kalisalz, braunes Eisenerz etc.).

Metaphorische Felsen. Diese Gesteinsgruppe entstand aus Sediment- und Eruptivgestein unter dem Einfluss hoher Temperaturen, Drücke und chemischer Veränderungen. So entstehen unter Einwirkung von Temperatur und Druck auf Ton Tonschiefer, auf Sand - dichter Sandstein und auf Kalkstein - Marmor. Veränderungen, also Metamorphosen, treten nicht nur bei Sedimentgesteinen, sondern auch bei Eruptivgesteinen auf. Unter dem Einfluss hoher Temperaturen und hohen Drucks erhält Granit eine Schichtstruktur und es bildet sich ein neues Gestein - Gneis.

Hohe Temperatur und Druck fördern die Rekristallisation von Gesteinen. Ein sehr starkes kristallines Gestein, Quarzit, wird aus Sandsteinen gebildet.

§ 22. Entwicklung der Erdkruste

Die Wissenschaft hat festgestellt, dass der Planet Erde vor mehr als 2,5 Milliarden Jahren vollständig vom Ozean bedeckt war. Dann begann unter Einwirkung innerer Kräfte die Hebung einzelner Abschnitte der Erdkruste. Der Prozess der Hebung wurde von heftigem Vulkanismus, Erdbeben und Gebirgsbildung begleitet. So entstanden die ersten Landgebiete - die alten Kerne moderner Kontinente. Akademiker V. A. Obruchev nannte sie "die alte Krone der Erde."

Sobald sich das Land über den Ozean erhob, begannen äußere Prozesse auf seiner Oberfläche zu wirken. Gestein wurde zerstört, die Zerstörungsprodukte wurden in den Ozean getragen und an seinen Rändern in Form von Sedimentgesteinen angesammelt. Die Sedimentdicke erreichte mehrere Kilometer, und unter ihrem Druck begann der Meeresboden abzusacken. Solche riesigen Tröge der Erdkruste werden unter den Ozeanen genannt Geosynklinalen. Die Bildung von Geosynklinalen in der Erdgeschichte war von der Antike bis zur Gegenwart kontinuierlich. Es gibt mehrere Phasen im Leben von Geosynklinalen:

– embryonal- Durchbiegung der Erdkruste und Ansammlung von Sedimenten (Abb. 28, A);

– Reifung– Füllung des Trogs mit Sedimenten, wenn ihre Dicke 15–18 km erreicht und radialer und lateraler Druck entsteht;

– Falten- die Bildung gefalteter Berge unter dem Druck der inneren Kräfte der Erde (dieser Prozess wird von heftigem Vulkanismus und Erdbeben begleitet) (Abb. 28, B);

– Dämpfung- Zerstörung der durch äußere Prozesse entstandenen Berge und Bildung einer restlichen Hügelebene an ihrer Stelle (Abb. 28).

Reis. 28. Schema der Struktur der Ebene, die durch die Zerstörung der Berge entstanden ist (die gestrichelte Linie zeigt den Wiederaufbau des ehemaligen Berglandes)

Da Sedimentgesteine ​​in der Geosynklinale plastisch sind, werden sie durch den entstandenen Druck in Falten gequetscht. Es entstehen gefaltete Berge, wie die Alpen, der Kaukasus, der Himalaya, die Anden usw.

Die Perioden, in denen gefaltete Berge aktiv in Geosynklinalen gebildet werden, werden genannt Faltperioden. In der Erdgeschichte sind mehrere solcher Epochen bekannt: Baikal, Kaledonien, Hercyn, Mesozoikum und Alpen.

Der Prozess der Gebirgsbildung in der Geosynklinale kann auch die extrageosynklinalen Bereiche umfassen – die Bereiche ehemaliger, jetzt zerstörter Berge. Da die Felsen hier starr und ohne Plastizität sind, zerknittern sie nicht in Falten, sondern werden durch Fehler gebrochen. Einige Bereiche steigen, andere fallen ab - es gibt wiederbelebte blockige und gefaltete blockige Berge. In der alpinen Ära der Faltung wurden beispielsweise die gefalteten Pamir-Berge gebildet und die Altai- und Sayan-Berge wiederbelebt. Daher wird das Alter der Berge nicht durch den Zeitpunkt ihrer Entstehung bestimmt, sondern durch das Alter der gefalteten Basis, das auf tektonischen Karten immer angegeben ist.

Noch heute existieren Geosynklinalen in unterschiedlichen Entwicklungsstadien. So gibt es entlang der asiatischen Küste des Pazifischen Ozeans im Mittelmeer eine moderne Geosynklinale, die sich in einer Reifungsphase befindet, und im Kaukasus, in den Anden und anderen gefalteten Bergen findet der Prozess des Gebirgsaufbaus statt abgeschlossen; Das kasachische Hochland ist eine Peneplain, eine hügelige Ebene, die an der Stelle der zerstörten Berge der kaledonischen und hercynischen Faltung gebildet wurde. Hier kommt die Basis alter Berge an die Oberfläche - kleine Hügel - "Zeugenberge", die aus starken magmatischen und metamorphen Gesteinen bestehen.

Riesige Gebiete der Erdkruste mit relativ geringer Mobilität und flachem Gelände werden genannt Plattformen. Am Fuß der Plattformen, in ihrem Fundament, befinden sich starke magmatische und metamorphe Gesteine, die von einst hier stattgefundenen Gebirgsbildungsprozessen zeugen. Normalerweise ist das Fundament mit einer Schicht Sedimentgestein bedeckt. Manchmal kommen die Grundgesteine ​​an die Oberfläche und bilden sich Schilde. Das Alter der Plattform entspricht dem Alter der Stiftung. Die alten (präkambrischen) Plattformen umfassen die osteuropäischen, sibirischen, brasilianischen usw.

Plattformen sind meist Ebenen. Sie erfahren überwiegend oszillierende Bewegungen. In einigen Fällen ist jedoch auch die Bildung von wiederbelebten Blockbergen auf ihnen möglich. So wurden als Folge der Entstehung der Great African Faults einzelne Abschnitte der alten afrikanischen Plattform angehoben und abgesenkt und blockige Berge und Hochländer Ostafrikas, die Vulkanberge Kenias und Kilimandscharo, gebildet.

Lithosphärenplatten und ihre Bewegung. Die Lehre von Geosynklinalen und Plattformen hat in der Wissenschaft einen Namen bekommen "Fixismus" denn nach dieser Theorie sind große Krustenblöcke an einer Stelle fixiert. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. viele Gelehrte unterstützt Theorie des Mobilismus die auf dem Konzept der horizontalen Bewegungen der Lithosphäre basiert. Nach dieser Theorie ist die gesamte Lithosphäre durch tiefe Verwerfungen, die den oberen Mantel erreichen, in riesige Blöcke - Lithosphärenplatten - unterteilt. Die Grenzen zwischen Platten können sowohl an Land als auch auf dem Grund der Ozeane verlaufen. In den Ozeanen sind diese Grenzen normalerweise mittelozeanische Rücken. In diesen Gebieten wurde eine große Anzahl von Fehlern aufgezeichnet - Risse, entlang derer die Substanz des oberen Mantels auf den Meeresboden fließt und sich darüber ausbreitet. In den Gebieten, in denen die Grenzen zwischen den Platten verlaufen, werden häufig Gebirgsbildungsprozesse aktiviert - im Himalaya, in den Anden, in den Kordilleren, in den Alpen usw. Die Basis der Platten befindet sich in der Asthenosphäre und entlang ihres Kunststoffsubstrats Lithosphärenplatten, wie z riesige Eisberge, bewegen sich langsam in verschiedene Richtungen (Abb. 29). Die Bewegung der Platten wird durch genaueste Messungen aus dem Weltraum fixiert. So entfernen sich die afrikanische und die arabische Küste des Roten Meeres langsam voneinander, was es einigen Wissenschaftlern ermöglichte, dieses Meer als "Embryo" des zukünftigen Ozeans zu bezeichnen. Weltraumbilder ermöglichen es auch, die Richtung tiefer Verwerfungen in der Erdkruste zu verfolgen.

Reis. 29. Bewegung lithosphärischer Platten

Die Theorie des Mobilismus erklärt überzeugend die Entstehung von Bergen, da ihre Entstehung nicht nur radialen, sondern auch seitlichen Druck erfordert. Treffen zwei Platten aufeinander, sinkt die eine unter die andere, und entlang der Kollisionsgrenze bilden sich „Hummocks“, also Berge. Dieser Prozess wird von Erdbeben und Vulkanismus begleitet.

§ 23. Das Relief des Globus

Erleichterung- Dies ist eine Reihe von Unregelmäßigkeiten der Erdoberfläche, die sich in Höhe über dem Meeresspiegel, Herkunft usw. unterscheiden.

Diese Unregelmäßigkeiten verleihen unserem Planeten ein einzigartiges Aussehen. Die Entstehung des Reliefs wird sowohl von inneren, tektonischen als auch von äußeren Kräften beeinflusst. Aufgrund tektonischer Prozesse entstehen hauptsächlich große Oberflächenunregelmäßigkeiten - Berge, Hochländer usw., und äußere Kräfte zielen auf ihre Zerstörung und die Schaffung kleinerer Reliefformen ab - Flusstäler, Schluchten, Dünen usw.

Alle Reliefformen werden in konkave (Höhlen, Flusstäler, Schluchten, Balken usw.), konvexe (Hügel, Gebirgszüge, Vulkankegel usw.), einfach horizontale und geneigte Flächen unterteilt. Ihre Größe kann sehr unterschiedlich sein - von einigen zehn Zentimetern bis zu vielen hundert und sogar tausend Kilometern.

Je nach Maßstab werden Planeten-, Makro-, Meso- und Mikroreliefformen unterschieden.

Zu den planetarischen gehören die Vorsprünge der Kontinente und die Vertiefungen der Ozeane. Kontinente und Ozeane sind oft Antipoden. So liegt die Antarktis gegen den Arktischen Ozean, Nordamerika gegen den Indischen Ozean, Australien gegen den Atlantik und nur Südamerika gegen Südostasien.

Die Tiefen ozeanischer Gräben schwanken stark. Die durchschnittliche Tiefe beträgt 3800 m und das Maximum im Marianengraben des Pazifischen Ozeans beträgt 11.022 m. Der höchste Landpunkt, der Mount Everest (Chomolungma), erreicht 8848 m. Somit erreicht die Höhenamplitude fast 20 km.

Die vorherrschenden Tiefen im Ozean betragen 3000 bis 6000 m, die Höhen an Land weniger als 1000 m. Hohe Berge und Tiefseesenken bedecken nur Bruchteile eines Prozents der Erdoberfläche.

Die durchschnittliche Höhe der Kontinente und ihrer Teile über dem Meeresspiegel ist ebenfalls nicht gleich: Nordamerika - 700 m, Afrika - 640, Südamerika - 580, Australien - 350, Antarktis - 2300, Eurasien - 635 m und die Höhe von Asien ist 950 m und Europa nur 320 m. Durchschnittliche Landhöhe 875 m.

Entlastung des Meeresbodens. Am Grund des Ozeans sowie an Land gibt es verschiedene Landformen - Berge, Ebenen, Vertiefungen, Gräben usw. Sie haben normalerweise weichere Umrisse als ähnliche Landformen, da äußere Prozesse hier ruhiger ablaufen.

Im Relief des Meeresbodens gibt es:

– Kontinentalplatte, oder Regal (Regal), - ein flacher Teil bis zu einer Tiefe von 200 m, dessen Breite in einigen Fällen viele hundert Kilometer erreicht;

– Kontinentalhang– ziemlich steiles Band bis zu einer Tiefe von 2500 m;

– Meeresboden, die den größten Teil des Bodens mit Tiefen bis zu 6000 m einnimmt.

Die größten Tiefen sind in notiert Dachrinnen, oder Ozeangräben, wo sie die Marke von 6000 m überschreiten Die Gräben erstrecken sich normalerweise entlang der Kontinente entlang der Randgebiete des Ozeans.

In den zentralen Teilen der Ozeane gibt es mittelozeanische Rücken (Rifts): Südatlantik, Australien, Antarktis usw.

Sushi-Erleichterung. Die Hauptelemente des Landreliefs sind Berge und Ebenen. Sie bilden das Makrorelief der Erde.

Berg sie nennen einen Hügel, der einen Gipfelpunkt, Hänge, Sohlenlinie hat, die sich über 200 m über dem Gelände erheben; wird eine bis zu 200 m hohe Erhebung genannt hügel. Linear verlängerte Landschaftsformen mit einem Kamm und Hängen sind Bergketten. Die Kämme sind getrennt, indem sie zwischen ihnen angeordnet sind Bergtäler. Sich miteinander verbindend, bilden sich Gebirgszüge Bergketten. Die Ansammlung von Kämmen, Ketten und Tälern wird genannt Bergknoten, oder Bergland, und im Alltag Berge. Zum Beispiel das Altai-Gebirge, das Ural-Gebirge usw.

Ausgedehnte Gebiete der Erdoberfläche, bestehend aus Gebirgszügen, Tälern und Hochebenen, werden genannt Hochland. Zum Beispiel das iranische Hochland, das armenische Hochland usw.

Berge sind ursprünglich tektonisch, vulkanisch und erosiv.

tektonische Berge Sie sind durch Bewegungen der Erdkruste entstanden und bestehen aus einer oder mehreren Falten, die sich zu einer beträchtlichen Höhe erheben. Alle höchsten Berge der Welt - der Himalaya, der Hindukusch, der Pamir, die Kordilleren usw. - sind gefaltet. Sie zeichnen sich durch spitze Gipfel, enge Täler (Schluchten) und langgestreckte Kämme aus.

blockig und Faltenblockberge entstehen durch Anheben und Absenken von Blöcken (Blöcken) der Erdkruste entlang der Verwerfungsflächen. Das Relief dieser Berge ist durch flache Gipfel und Wasserscheiden, breite Täler mit flachem Boden gekennzeichnet. Dies sind zum Beispiel das Uralgebirge, Appalachen, Altai usw.

Vulkanische Berge entstand durch die Ansammlung von Produkten vulkanischer Aktivität.

Auf der Erdoberfläche weit verbreitet Erosionsberge, die durch die Zerstückelung von Hochebenen durch äußere Kräfte, vor allem fließende Gewässer, entstehen.

Je nach Höhe werden die Berge in niedrige (bis 1000 m), mittelhohe (von 1000 bis 2000 m), hohe (von 2000 bis 5000 m) und höchste (über 5 km) unterteilt.

Die Höhe der Berge ist auf einer physischen Karte leicht zu bestimmen. Es kann auch verwendet werden, um festzustellen, dass die meisten Berge mittelhoch und hoch sind. Nur wenige Gipfel erheben sich über 7000 m, und sie befinden sich alle in Asien. Nur 12 Berggipfel im Karakorum-Gebirge und im Himalaya sind höher als 8000 m. Der höchste Punkt des Planeten ist der Berg oder genauer gesagt die Bergkreuzung Everest (Chomolungma) - 8848 m.

Der größte Teil der Landfläche wird von flachen Flächen eingenommen. Ebenen- Dies sind Bereiche der Erdoberfläche, die ein flaches oder leicht hügeliges Relief aufweisen. Meistens sind die Ebenen leicht abfallend.

Je nach Beschaffenheit der Oberfläche werden die Ebenen unterteilt in flach, wellig und hügelig, aber auf weiten Ebenen wie Turan oder Westsibirien kann man auf Gebiete mit verschiedenen Formen der Oberflächentopographie treffen.

Je nach Höhe über dem Meeresspiegel werden die Ebenen unterteilt Base(bis 200 m), sublimieren(bis 500 m) und hoch (Hochebenen)(über 500 m). Hoch- und Hochebenen sind immer stark von Wasserströmungen zerschnitten und haben ein hügeliges Relief, während Tiefland oft flach ist. Einige Ebenen liegen unter dem Meeresspiegel. Das kaspische Tiefland hat also eine Höhe von 28 m. In den Ebenen gibt es häufig geschlossene Becken mit großer Tiefe. Zum Beispiel hat die Karagis-Senke eine Marke von 132 m und die Senke des Toten Meeres - 400 m.

Erhöhte Ebenen, die von steilen Felsvorsprüngen begrenzt werden, die sie von der Umgebung trennen, werden genannt Plateau. Dies sind Ustjurt, Putorana und andere Hochebenen.

Plateau- abgeflachte Bereiche der Erdoberfläche können eine beträchtliche Höhe haben. So erhebt sich zum Beispiel das Tibet-Plateau über 5000 m.

Nach Herkunft werden verschiedene Arten von Ebenen unterschieden. Bedeutende Landflächen sind besetzt marine (primäre) Ebenen, entstanden durch marine Regressionen. Dies sind zum Beispiel die Turan-, Westsibirische, Großchinesische und eine Reihe anderer Ebenen. Fast alle gehören zu den großen Ebenen des Planeten. Die meisten von ihnen sind Flachland, das Relief ist flach oder leicht hügelig.

Reservoirebenen- Dies sind flache Abschnitte antiker Plattformen mit fast horizontalem Auftreten von Sedimentgesteinsschichten. Zu solchen Ebenen gehören beispielsweise osteuropäische. Diese Ebenen sind meist hügelig.

Kleine Räume in Flusstälern werden besetzt alluviale (alluviale) Ebenen, gebildet durch Einebnung der Oberfläche mit Flusssedimenten - Alluvium. Dieser Typ umfasst die Ebenen Indo-Gangetic, Mesopotamien und Labrador. Diese Ebenen sind niedrig, flach und sehr fruchtbar.

Ebenen liegen hoch über dem Meeresspiegel - Lavablätter(Zentrales sibirisches Plateau, äthiopisches und iranisches Hochland, Deccan-Plateau). Einige Ebenen, wie das kasachische Hochland, sind durch die Zerstörung von Bergen entstanden. Sie heißen Erosion. Diese Ebenen sind immer erhöht und hügelig. Diese Hügel bestehen aus massivem kristallinem Gestein und stellen die Überreste der Berge dar, die einst hier waren, ihre "Wurzeln".

§ 24. Boden

Die Erde- Dies ist die obere fruchtbare Schicht der Lithosphäre, die eine Reihe von Eigenschaften aufweist, die der belebten und unbelebten Natur innewohnen.

Die Entstehung und Existenz dieses natürlichen Körpers ist ohne Lebewesen nicht vorstellbar. Die Oberflächenschichten des Gesteins sind nur das Ausgangssubstrat, aus dem sich unter dem Einfluss von Pflanzen, Mikroorganismen und Tieren verschiedene Arten von Böden bilden.

Das hat der Begründer der Bodenkunde, der russische Wissenschaftler V. V. Dokuchaev, gezeigt

die Erde- Dies ist ein unabhängiger natürlicher Körper, der auf der Oberfläche von Felsen unter dem Einfluss lebender Organismen, Klima, Wasser, Relief sowie des Menschen gebildet wird.

Diese natürliche Formation ist über Tausende von Jahren entstanden. Der Prozess der Bodenbildung beginnt mit einer Ansiedlung auf nackten Felsen, Steinen von Mikroorganismen. Aus Kohlendioxid, Stickstoff und Wasserdampf aus der Atmosphäre ernähren sich Mikroorganismen aus den Mineralsalzen des Gesteins und setzen bei ihrer Lebenstätigkeit organische Säuren frei. Diese Stoffe verändern nach und nach die chemische Zusammensetzung von Gestein, machen es weniger haltbar und lösen schließlich die Oberflächenschicht auf. Dann siedeln sich Flechten auf einem solchen Felsen an. Unprätentiös gegenüber Wasser und Nährstoffen setzen sie den Zerstörungsprozess fort und reichern das Gestein mit organischer Substanz an. Durch die Aktivität von Mikroorganismen und Flechten verwandelt sich das Gestein allmählich in ein Substrat, das für die Besiedlung durch Pflanzen und Tiere geeignet ist. Die endgültige Umwandlung des ursprünglichen Gesteins in Erde erfolgt aufgrund der vitalen Aktivität dieser Organismen.

Pflanzen, die Kohlendioxid aus der Atmosphäre sowie Wasser und Mineralien aus dem Boden aufnehmen, erzeugen organische Verbindungen. Pflanzen reichern beim Absterben den Boden mit diesen Verbindungen an. Tiere ernähren sich von Pflanzen und deren Überresten. Ihre Abfallprodukte sind Exkremente, und nach dem Tod fallen auch ihre Leichen in die Erde. Die gesamte Masse toter organischer Materie, die durch die Lebenstätigkeit von Pflanzen und Tieren anfällt, dient als Nahrungsgrundlage und Lebensraum für Mikroorganismen und Pilze. Sie zerstören organische Substanzen, mineralisieren sie. Durch die Aktivität von Mikroorganismen werden komplexe organische Substanzen gebildet, die den Humus des Bodens bilden.

Bodenhumus ist ein Gemisch stabiler organischer Verbindungen, die beim Abbau von pflanzlichen und tierischen Reststoffen und deren Stoffwechselprodukten unter Beteiligung von Mikroorganismen entstehen.

Im Boden findet der Abbau von Primärmineralien und die Bildung von Ton-Sekundärmineralien statt. Somit findet im Boden eine Stoffzirkulation statt.

Feuchtigkeitskapazität ist die Fähigkeit des Bodens, Wasser zu halten.

Böden mit viel Sand speichern Wasser nicht gut und haben eine geringe Wasserkapazität. Lehmboden hingegen speichert viel Wasser und hat eine hohe Wasserkapazität. Bei starken Regenfällen füllt Wasser alle Poren in diesem Boden und verhindert das Eindringen von Luft in die Tiefe. Lockere, klumpige Böden speichern Feuchtigkeit besser als dichte.

Feuchtigkeitsdurchlässigkeit ist die Fähigkeit des Bodens, Wasser zu leiten.

Der Boden ist mit winzigen Poren - Kapillaren - durchzogen. Durch die Kapillaren kann sich Wasser nicht nur nach unten, sondern auch in alle Richtungen bewegen, auch von unten nach oben. Je höher die Kapillarität des Bodens, desto höher seine Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, desto schneller dringt Wasser in den Boden ein und steigt aus den tieferen Schichten nach oben. Wasser "klebt" an den Wänden der Kapillaren und kriecht sozusagen nach oben. Je dünner die Kapillaren sind, desto höher steigt das Wasser durch sie hindurch. Wenn die Kapillaren an die Oberfläche kommen, verdunstet das Wasser. Sandige Böden sind sehr durchlässig, während Lehmböden niedrig sind. Wenn sich nach Regen oder Gießen eine Kruste (mit vielen Kapillaren) auf der Erdoberfläche gebildet hat, verdunstet das Wasser sehr schnell. Beim Auflockern des Bodens werden die Kapillaren zerstört, was die Wasserverdunstung verringert. Kein Wunder, dass das Auflockern des Bodens als Trockenbewässerung bezeichnet wird.

Böden können eine unterschiedliche Struktur haben, d. h. aus Klumpen unterschiedlicher Form und Größe bestehen, in die Erdpartikel eingeklebt sind. In den besten Böden, wie z. B. Schwarzerde, ist die Struktur feinklumpig oder körnig. Je nach chemischer Zusammensetzung kann der Boden nährstoffreich oder nährstoffarm sein. Ein Indikator für die Bodenfruchtbarkeit ist der Humusgehalt, da er alle wichtigen Pflanzennährstoffe enthält. So enthalten beispielsweise Schwarzerdeböden bis zu 30 % Humus. Böden können sauer, neutral oder alkalisch sein. Neutrale Böden sind für Pflanzen am günstigsten. Um den Säuregehalt zu verringern, werden sie gekalkt und dem Boden wird Gips zugesetzt, um die Alkalität zu verringern.

Mechanische Zusammensetzung von Böden. Entsprechend der mechanischen Zusammensetzung werden die Böden in tonige, sandige, lehmige und sandig-lehmige Böden eingeteilt.

Lehmböden haben eine hohe Feuchtigkeitskapazität und werden am besten mit Batterien versorgt.

sandige Böden geringe Feuchtigkeitskapazität, gut feuchtigkeitsdurchlässig, aber humusarm.

lehmig- die hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften für die Landwirtschaft günstigsten, mit mittlerer Feuchtigkeitskapazität und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, gut mit Humus versorgt.

sandiger Lehm– strukturlose Böden, humusarm, gut wasser- und luftdurchlässig. Um solche Böden zu verwenden, ist es notwendig, ihre Zusammensetzung zu verbessern und Düngemittel anzuwenden.

Bodenarten. In unserem Land sind die folgenden Bodentypen am häufigsten: Tundra, Podsol, Sod-Podsol, Schwarzerde, Kastanie, graue Erde, rote Erde und gelbe Erde.

Tundra-Böden befinden sich im hohen Norden in der Permafrostzone. Sie sind durchnässt und extrem humusarm.

Podzolische Böden häufig in der Taiga unter Nadelbäumen und sod-podzolisch- unter Nadel-Laubwäldern. Laubwälder wachsen auf grauen Waldböden. Alle diese Böden enthalten ausreichend Humus und sind gut strukturiert.

Im Wald befinden sich Steppen- und Steppenzonen Schwarzerdeböden. Sie wurden unter der humusreichen Steppen- und Krautvegetation gebildet. Der Humus verleiht dem Boden eine schwarze Farbe. Sie haben eine starke Struktur und eine hohe Fruchtbarkeit.

Kastanienböden weiter südlich gelegen, bilden sie sich unter trockeneren Bedingungen. Sie zeichnen sich durch einen Mangel an Feuchtigkeit aus.

Serozem-Böden charakteristisch für Wüsten und Halbwüsten. Sie sind reich an Nährstoffen, aber arm an Stickstoff, und es gibt hier nicht genug Wasser.

Krasnoseme und zheltosem werden in den Subtropen in einem feucht-warmen Klima gebildet. Sie sind gut strukturiert, ziemlich wasserintensiv, haben aber einen geringeren Humusgehalt, daher werden diese Böden mit Düngemitteln behandelt, um die Fruchtbarkeit zu steigern.

Um die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern, muss nicht nur der Nährstoffgehalt in ihnen reguliert werden, sondern auch das Vorhandensein von Feuchtigkeit und Belüftung. Die Ackerschicht des Bodens sollte immer locker sein, um den Luftzugang zu den Wurzeln der Pflanzen zu gewährleisten.

Sammelgut: Güterbeförderung aus Moskau per Lkw marstrans.ru.