अफ्रीका के प्राकृतिक क्षेत्रों का संक्षिप्त विवरण। अफ्रीकी प्राकृतिक क्षेत्र
हमारे ग्रह पर जीवन की उत्पत्ति कई कारकों के संयोजन से हुई है। पृथ्वी सूर्य से अनुकूल दूरी पर है - यह दिन में बहुत अधिक गर्म नहीं होती है और रात में सुपरकूल नहीं होती है। पृथ्वी की एक ठोस सतह है और उस पर तरल पानी मौजूद है। हवाई खोल, पृथ्वी के चारों ओर, इसे कठोर ब्रह्मांडीय विकिरण और उल्कापिंडों द्वारा "बमबारी" से बचाता है। हमारे ग्रह है अद्वितीय विशेषताएं- इसकी सतह घिरी हुई है, एक दूसरे के साथ बातचीत करते हुए, कई गोले: ठोस, हवा और पानी।
वायु खोल - वायुमंडल पृथ्वी के ऊपर 2-3 हजार किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है, लेकिन के सबसेइसका द्रव्यमान ग्रह की सतह पर केंद्रित है। पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण द्वारा वातावरण को एक साथ रखा जाता है, इसलिए ऊंचाई के साथ इसका घनत्व कम हो जाता है। वातावरण में ऑक्सीजन होता है, जो जीवों के श्वसन के लिए आवश्यक होता है। वायुमंडल में ओजोन की एक परत होती है, तथाकथित सुरक्षात्मक ढाल, जो सूर्य के कुछ पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है और पृथ्वी को अतिरिक्त पराबैंगनी किरणों से बचाती है। सभी ग्रह नहीं सौर प्रणालीएक ठोस खोल होता है: उदाहरण के लिए, विशाल ग्रहों की सतह - बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून गैसों से बने होते हैं जो उच्च दबाव के कारण तरल या ठोस अवस्था में होते हैं और कम तामपान. पृथ्वी का ठोस खोल, या स्थलमंडल, भूमि पर और समुद्र के तल पर चट्टानों का एक विशाल द्रव्यमान है। महासागरों और महाद्वीपों के तहत यह है अलग मोटाई- 70 से 250 किमी तक। लिथोस्फीयर को बड़े ब्लॉक - लिथोस्फेरिक प्लेट्स में विभाजित किया गया है।
पानी का खोलहमारे ग्रह का - जलमंडल में ग्रह का सारा पानी शामिल है - ठोस, तरल और गैसीय अवस्था में। जलमंडल समुद्र और महासागर, नदियाँ और झीलें हैं, भूजल, दलदल, हिमनद, हवा में जल वाष्प और जीवित जीवों में पानी। जल कवच सूर्य से आने वाली ऊष्मा का पुनर्वितरण करता है। धीरे-धीरे गर्म होने पर, विश्व महासागर का जल द्रव्यमान गर्मी जमा करता है, और फिर इसे वायुमंडल में स्थानांतरित करता है, जो ठंड के समय महाद्वीपों पर जलवायु को नरम करता है। विश्व चक्र में शामिल, पानी लगातार चल रहा है: समुद्र, महासागरों, झीलों या नदियों की सतहों से वाष्पित होकर, यह बादलों द्वारा भूमि पर स्थानांतरित हो जाता है और बारिश या बर्फ के रूप में गिरता है।
पृथ्वी का वह खोल, जिसमें जीवन अपनी सभी अभिव्यक्तियों में मौजूद है, जीवमंडल कहलाता है। इसमें स्थलमंडल का सबसे ऊपरी भाग, जलमंडल और वायुमंडल का सतही भाग शामिल है। जीवमंडल की निचली सीमा महाद्वीपों की पृथ्वी की पपड़ी में 4-5 किमी की गहराई पर स्थित है, और में हवा का खोलजीवन का क्षेत्र ओजोन परत तक फैला हुआ है।
पृथ्वी के सभी गोले एक दूसरे को प्रभावित करते हैं। भूगोल के अध्ययन का मुख्य उद्देश्य भौगोलिक खोल है - ग्रह क्षेत्र, जहां आपस में जुड़े हुए हैं और बारीकी से बातचीत करते हैं नीचे के भागवायुमंडल, जलमंडल, जीवमंडल और स्थलमंडल का ऊपरी भाग। भौगोलिक लिफाफा दैनिक और वार्षिक लय के अनुसार विकसित होता है, यह ग्यारह साल के चक्रों से प्रभावित होता है सौर गतिविधि, इसीलिए अभिलक्षणिक विशेषता भौगोलिक लिफाफाचल रही प्रक्रियाओं की लय है।
भौगोलिक लिफाफा भूमध्य रेखा से ध्रुवों और तलहटी से पहाड़ों की चोटी तक बदलता है, यह मुख्य पैटर्न द्वारा विशेषता है: अखंडता, सभी घटकों की एकता, निरंतरता और विविधता।
त्वरित विकास मानव सभ्यताएक खोल की उपस्थिति के लिए नेतृत्व किया जिसमें मनुष्य सक्रिय रूप से प्रकृति को प्रभावित करता है। इस खोल को नोस्फीयर, या मन का क्षेत्र कहा जाता है। कभी-कभी लोग ग्रह की सतह को कुछ प्राकृतिक से भी अधिक सक्रिय रूप से बदलते हैं प्राकृतिक प्रक्रियाएं. प्रकृति में सकल हस्तक्षेप, इसके कानूनों की उपेक्षा इस तथ्य को जन्म दे सकती है कि समय के साथ हमारे ग्रह पर स्थितियां जीवन के लिए अस्वीकार्य हो जाएंगी।
अंत में, 2900 किमी की गहराई पर एक बहुत तेज छलांग होती है। भाग पृथ्वीतलवों के बीच संलग्न पृथ्वी की पपड़ी, 50-60 किमी की गहराई और 2900 किमी की गहराई पर, पृथ्वी का खोल कहा जाता है। 2900 किमी से अधिक की गहराई पर इंटरफेस के भीतर संलग्न ग्लोब के हिस्से को पृथ्वी का कोर कहा जाता है, और इंटरफ़ेस को ही कोर की सीमा कहा जाता है।
पृथ्वी के मूल में एक ऐसा पदार्थ होता है जो आकार परिवर्तन का विरोध नहीं करता है, अर्थात। यह एक तरल या गैसीय पिंड की तरह भूकंपीय कंपन के संबंध में व्यवहार करता है।
ग्लोब का ऊपरी आवरण, जो महाद्वीपों और महासागरों के तल की रचना करता है, दो मुख्य परतों में विभाजित है। पृथ्वी की पपड़ी के महाद्वीपीय भाग की सबसे ऊपरी परत में मुख्य रूप से तथाकथित तलछटी चट्टानों की परतें होती हैं और चट्टानें ग्रेनाइट की संरचना के करीब होती हैं। इसलिए, ऊपरी परत को आमतौर पर ग्रेनाइट कहा जाता है, हालांकि यह याद रखना चाहिए कि यह नाम सशर्त है, क्योंकि इस परत में अन्य चट्टानें हैं, और इसकी संरचना एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में भिन्न हो सकती है।
नीचे तथाकथित बेसाल्ट परत है। इसकी संरचना में मुख्य भूमिका मैग्नीशियम और लोहे से भरपूर और सिलिकिक एसिड में खराब चट्टानों द्वारा निभाई जाती है। ये चट्टानों के बेसाल्ट समूह की किस्में हैं, और इसलिए नीचे की परतक्रस्ट को बेसाल्ट कहा जाता था। इस परत को भूकंपीय तरंगों द्वारा स्पष्ट रूप से अलग-अलग सतह द्वारा उपक्रस्टल परत की अंतर्निहित चट्टानों से अलग किया जाता है। यूगोस्लाव वैज्ञानिक ने इसकी खोज के बाद इस सतह को एस मोहरोविक सतह कहा जाता है। इंटरफ़ेस से अधिक गहरी भूकंपीय तरंगों की गति तुरंत 8 किमी/सेकंड तक बढ़ जाती है, जो पृथ्वी के पदार्थ के घनत्व में वृद्धि के कारण होती है।
पृथ्वी की पपड़ी का पदार्थ है क्रिस्टलीय अवस्था. पृथ्वी की पपड़ी की मोटाई महाद्वीपों की तुलना में महासागरों के नीचे कम है। शायद नीचे। प्रशांत महासागरग्रेनाइट की परत बिल्कुल नहीं है।
पृथ्वी की पपड़ी का सबसे ऊपर का हिस्सा बड़े पैमाने पर समुद्र और महासागरों में विभिन्न छोटे कणों के जमाव से बनी परतदार तलछटी चट्टानों से बना है। जानवरों के जीवों और पौधों के अवशेष जो कभी दुनिया में रहते थे, उनमें दफन हैं। तलछटी चट्टानों की कुल मोटाई 12-15 किमी से अधिक नहीं होती है। उनकी क्रमिक परतें और उनमें निहित जानवरों और पौधों के जीवाश्म भूवैज्ञानिकों को पृथ्वी पर जीवन के विकास के इतिहास को पुनर्स्थापित करने की अनुमति देते हैं।
पृथ्वी के भीतरी खोल का ऊपरी भाग रासायनिक संरचनापेरिडोटाइट्स और पाइरोक्सेनाइट्स के रूप में जानी जाने वाली चट्टानों की संरचना के सबसे करीब, मैग्नीशियम और लोहे में बहुत समृद्ध है और एक महत्वपूर्ण विशिष्ट गुरुत्व द्वारा विशेषता है।
हमारे पास कुछ सबूत हैं वास्तविक अस्तित्वयह सबक्रस्टल झिल्ली। चट्टानों के द्रव्यमान में जो किम्बर्ले के ऊर्ध्वाधर हीरेदार "पाइप" को भरते हैं दक्षिण अफ्रीकासाथ ही याकूतिया की हीरे की खदानों में भी बड़ी गहराई से लाए गए ओलिवाइन और पेरिडोटाइट चट्टानों के टुकड़े बहुतायत में पाए जाते हैं। ये हमारे लिए ज्ञात सबसे गहरी सामग्री हैं जो पृथ्वी का निर्माण करती हैं। लेकिन आधुनिक भूभौतिकी के तरीकों से, हम पृथ्वी को और भी अंतर्देशीय जानते हैं, हालांकि केवल घनत्व और लोच के संदर्भ में सामग्री के वितरण के संबंध में, अभी तक इसके अन्य गुणों को नहीं जानते हैं।
इस प्रकार, हम मान सकते हैं कि पृथ्वी का आंतरिक आवरण 2900 किमी की गहराई तक फैला हुआ है। खोल का पदार्थ ठोस होता है, लेकिन प्लास्टिसिटी के साथ, निचले हिस्से में यह क्रिस्टलीय संरचना (अनाकार) से रहित होता है। इसकी संरचना, जाहिरा तौर पर, ऊपरवाले (सबक्रस्टल) भाग के समान है। पृथ्वी के खोल के घनत्व में परिवर्तन संरचना में परिवर्तन के साथ इतना नहीं जुड़ा है जितना कि दबाव के साथ, जो यहां एक बड़े मूल्य तक पहुंचता है।
इसलिए, उदाहरण के लिए, प्रति इकाई क्षेत्र का दबाव है:
पृथ्वी के मूल में एक तरल के गुण हैं। पृथ्वी की कोर की त्रिज्या 3471 किमी है। खोल से कोर की ओर बढ़ते समय, भौतिक गुणपदार्थ। इस परिवर्तन का कारण संभवत: उच्च दबाव के प्रभाव में परमाणु संरचना में परिवर्तन है, जो लगभग 3 मिलियन वायुमंडल तक पहुंच गया है। पृथ्वी के अंदर का तापमान 2000-3000 ° तक बढ़ जाता है, जबकि पृथ्वी की पपड़ी में तापमान सबसे तेजी से बढ़ता है, फिर - और अधिक धीरे-धीरे, और आगे महान गहराईस्थिर रहता है।
पृथ्वी का घनत्व सतह पर 2.6 से बढ़कर पृथ्वी के कोर के किनारे पर 6.8 हो जाता है। कोर में ही, घनत्व बढ़कर 10 हो जाता है, और इसमें केंद्रीय भाग 12 से अधिक है।
कुछ समय पहले तक यह माना जाता था कि नाभिक में होता है लोहे की संरचना, लोहे के उल्कापिंडों के समान, और खोल पथरीली उल्कापिंडों के अनुरूप एक सिलिकेट संरचना है। हालांकि, आधुनिक वैज्ञानिक विचारों के अनुसार, घनत्व में तेज उछाल और पृथ्वी की कोर की सीमा के पास कठोरता में तेज कमी का कारण रासायनिक संरचना के अनुसार पदार्थ का पृथक्करण नहीं है, बल्कि भौतिक रासायनिक प्रक्रिया में - आंशिक विनाश है। 1.4 मिलियन वायुमंडल तक पहुँचने वाले एक महत्वपूर्ण दबाव पर परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन खोल का।
भारी दबाव के प्रभाव में नाभिक से इलेक्ट्रॉनों का अलग होना और उच्च तापमानकिसी पदार्थ के तेज संघनन की सुविधा देता है और इसे नए गुण देता है, तरल निकायों के गुणों के समान कठोरता के संदर्भ में (तरल निकायों की क्षमता, मात्रा बनाए रखते हुए, उनके मूल आकार को बदलने के लिए), और विद्युत चालकता के संदर्भ में - के साथ धातुओं के गुण। इसलिए, इस तरह के परिवर्तन को किसी पदार्थ का धात्विक चरण में संक्रमण कहा जाता है।
इस प्रकार, विश्व की महान गहराइयों में पदार्थ के अस्तित्व की स्थितियाँ उन स्थितियों से बहुत भिन्न हैं: पृथ्वी की सतहऔर जिन्हें हम कुछ समय के लिए अनुभव के माध्यम से बना सकते हैं।
हर साल, भूभौतिकी और खगोल भौतिकी का डेटा हमें ग्लोब की संरचना को बेहतर और बेहतर ढंग से समझने की अनुमति देता है, और यह बदले में, हमें कई महत्वपूर्ण के बीच संबंध देखने का अवसर देता है। भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएंपृथ्वी की पपड़ी में होने वाली प्रक्रियाएं, विश्व की गहराई में होने वाली प्रक्रियाओं के साथ।
इसलिए हमारे ग्रह की संरचना का अध्ययन करना इतना महत्वपूर्ण और दिलचस्प है।
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पृथ्वी की संरचना की आंतरिक विविधता और इसकी संकेंद्रित-क्षेत्रीय संरचना के बारे में विचार जटिल भूभौतिकीय अध्ययनों के परिणामों पर आधारित हैं। पृथ्वी के आंतरिक भाग की गहरी संरचना का प्रत्यक्ष प्रमाण उथली गहराई को दर्शाता है। उन्हें प्राकृतिक वर्गों के अध्ययन की प्रक्रिया में प्राप्त किया गया था ( आउटक्रॉप्स) चट्टानें, खदानों की कटाई, खदानें और बोरहोल। कोला प्रायद्वीप पर दुनिया का सबसे गहरा कुआं 12 किलोमीटर की गहराई में चला गया। यह पृथ्वी की त्रिज्या का केवल 0.2% है (पृथ्वी की त्रिज्या लगभग 6 हजार किमी है।) (चित्र 3.5।)। उत्पादों ज्वालामुखी विस्फोट 50-100 किमी की गहराई पर तापमान और पदार्थ की संरचना का न्याय करना संभव बनाता है।
चावल। 3.5. पृथ्वी के भीतरी गोले
भूकंपीय तरंगे।उपसतह अनुसंधान की मुख्य विधि भूकंपीय विधि है। यह पृथ्वी के पदार्थ के माध्यम से विभिन्न प्रकार के यांत्रिक कंपनों के पारित होने की गति को मापने पर आधारित है। यह प्रक्रिया बड़ी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई और यांत्रिक कंपन की घटना के साथ होती है जो मूल स्थान से सभी दिशाओं में भूकंपीय तरंगों के रूप में फैलती है। भूकंपीय तरंगों के प्रसार की गति बहुत अधिक होती है और घने पिंडों में, उदाहरण के लिए, पत्थर (चट्टानों में) में यह कई किलोमीटर प्रति सेकंड तक पहुँच जाता है। भूकंपीय तरंगों के दो समूह होते हैं- मोटातथा सतही(चित्र। 3.6। और 3.7।)। पृथ्वी को बनाने वाली चट्टानें लोचदार होती हैं और इसलिए जब दबाव (भार) तेजी से लगाया जाता है तो वे विकृत और दोलन कर सकते हैं। शारीरिक तरंगें चट्टानों के आयतन के अंदर फैलती हैं। वे दो प्रकारों में विभाजित हैं: अनुदैर्ध्य (पी) और अनुप्रस्थ (एस) . पृथ्वी के शरीर में अनुदैर्ध्य तरंगें (जैसा कि किसी अन्य में) भौतिक शरीर) मात्रा में परिवर्तन की प्रतिक्रिया के रूप में दिखाई देते हैं। हवा में ध्वनि तरंगों की तरह, वे बारी-बारी से चट्टानों की सामग्री को अपनी गति की दिशा में संकुचित और फैलाते हैं। दूसरे प्रकार की तरंगें - अनुप्रस्थ तरंगें शरीर के आकार में परिवर्तन की प्रतिक्रिया के रूप में उत्पन्न होती हैं। वे अपने रास्ते से गुजरने वाले माध्यम को कंपन करते हैं।
विभिन्न भौतिक गुणों वाले दो माध्यमों की सीमा पर, भूकंपीय तरंगें अपवर्तन या परावर्तन (P, S, PcP, PkP, आदि) का अनुभव करती हैं। भूभौतिकीय अध्ययनों को थर्मोडायनामिक गणनाओं और भौतिक मॉडलिंग के परिणामों और उल्कापिंडों के अध्ययन से डेटा द्वारा पूरक किया गया था।
प्राप्त डेटा पृथ्वी के आंतरिक भाग में कई उप-क्षैतिज इंटरफेस की उपस्थिति का संकेत देते हैं। इन सीमाओं पर, भौतिक तरंगों (भूकंपीय, विद्युत चुम्बकीय, आदि) के प्रसार की गति और दिशाओं में परिवर्तन होता है क्योंकि वे ग्रह में गहराई से फैलती हैं।
चावल। 3.6. भूकंपीय तरंगों का प्रसार (O - भूकंप स्रोत)।
ये सीमाएँ अलग-अलग गोले को एक दूसरे से अलग करती हैं - "जियोस्फीयर", जो रासायनिक संरचना में और उनमें पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। ये सीमाएँ, किसी भी तरह से, सामान्य ज्यामितीय रूप से नियमित रूप से अनंत पतले विमानों का प्रतिनिधित्व नहीं करती हैं। इन सीमाओं में से कोई भी उप-भूमि का एक निश्चित आयतन है, जो अलग किए जाने वाले भू-मंडलों के आयतन की तुलना में अपेक्षाकृत छोटा है। इस तरह के प्रत्येक आयतन के भीतर, रासायनिक संरचना और पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति में तेजी से लेकिन क्रमिक परिवर्तन होता है।
पृथ्वी की आंतें।मौजूदा विचारों के अनुसार, ग्लोब को कई संकेंद्रित गोले (भूमंडल) में विभाजित किया गया है, जैसे कि एक दूसरे में निहित (चित्र। 3.7।, तालिका 3.5।)। "बाहरी" गोले और "आंतरिक" गोले (कभी-कभी बाद वाले को "सबसॉइल" कहा जाता है) पृथ्वी की सतह से एक दूसरे से अलग हो जाते हैं। आंतरिक गोले क्रमशः कोर, मेंटल और पृथ्वी की पपड़ी द्वारा दर्शाए जाते हैं। इनमें से प्रत्येक भू-मंडल, बदले में, एक जटिल संरचना रखता है। गुटेनबर्ग-बुलन मॉडल भू-मंडलों के अनुक्रमण का उपयोग करता है, जो आज भी लोकप्रिय है। लेखक हाइलाइट करते हैं: पृथ्वी की पपड़ी(परत ए) - ग्रेनाइट, कायापलट चट्टानें, गैब्रो; ऊपरी विरासत(परत बी); संक्रमण क्षेत्र(परत सी); निचला मेंटल(परत डी), जिसमें ऑक्सीजन, सिलिका, मैग्नीशियम और लोहा होता है। 2900 किमी की गहराई पर मेंटल और कोर के बीच एक सीमा खींची जाती है। नीचे है बाहरी गूदा(परत ई), और 5120 मीटर की गहराई से - भीतरी कोर(परत जी) लोहे से मुड़ा हुआ:
- पृथ्वी की पपड़ी - पृथ्वी का पतला बाहरी पत्थर का खोल। यह पृथ्वी की सतह से नीचे 35-75 किमी, परत A: Cf तक फैली हुई है। मोटाई 6-7 किमी - महासागरों के नीचे; 35-49 किमी - महाद्वीपों के समतल मंच प्रदेशों के तहत; 50-75 किमी - युवा पर्वत संरचनाओं के तहत। यह पृथ्वी के भीतरी कोशों में सबसे बाहरी है।
आच्छादन - मध्यवर्ती खोल (35-75 किमी। 2900 किमी तक) (परतें बी, सी, डी) (ग्रीक "मेंशन" - कवर): परतें बी (75-400 किमी) और सी (400-1000 किमी) के अनुरूप हैं ऊपरी मेंटल; संक्रमणकालीन परत डी (1000-2900 किमी) - निचला मेंटल।
-नाभिक - (2900 किमी - 6371 किमी।) परतें ई, एफ, जी जहां: ई (2900-4980 किमी) - बाहरी कोर; एफ (4980-5120 किमी) - संक्रमणकालीन खोल; जी (5120-6371 किमी) आंतरिक कोर है।
पृथ्वी की कोर . कोर अपने आयतन का 16.2% और द्रव्यमान का 1/3 बनाता है। यह स्पष्ट रूप से ध्रुवों पर 10 किमी तक संकुचित होता है। मेंटल और कोर (2900 किमी) के बीच की सीमा पर, अनुदैर्ध्य तरंगों के वेग में 13.6 से 8.1 किमी / सेकंड की अचानक कमी होती है। इस इंटरफ़ेस के नीचे अपरूपण तरंगें प्रवेश नहीं करती हैं। कोर उन्हें अपने आप से नहीं गुजरता है। इसने यह निष्कर्ष निकालने का कारण दिया कि नाभिक के बाहरी भाग में पदार्थ एक तरल (पिघली हुई) अवस्था में है। मेंटल और कोर के बीच की सीमा के नीचे, अनुदैर्ध्य तरंगों का वेग फिर से बढ़ जाता है - 10.4 किमी/सेकंड तक। बाहरी और भीतरी कोर (5120 किमी) की सीमा पर, अनुदैर्ध्य तरंगों का वेग 11.1 किमी/सेकेंड तक पहुंच जाता है। और फिर पृथ्वी के केंद्र में लगभग नहीं बदलता है। इस आधार पर, यह माना जाता है कि 5080 किमी की गहराई से, कोर का पदार्थ फिर से एक बहुत घने शरीर के गुण प्राप्त करता है, और एक ठोस आंतरिक " न्यूक्लियस"1290 किमी के दायरे के साथ। कुछ वैज्ञानिकों के अनुसार, पृथ्वी के कोर में निकल लोहा होता है। दूसरों का तर्क है कि लोहे में निकल के अलावा, हल्के तत्वों का मिश्रण होता है - सिलिकॉन, ऑक्सीजन, संभवतः सल्फर, आदि। किसी भी मामले में , लोहा, बिजली के अच्छे संवाहक के रूप में, डायनेमो प्रभाव और शिक्षा के स्रोत के रूप में काम कर सकता है चुंबकीय क्षेत्रधरती।
दरअसल, भौतिकी की दृष्टि से, पृथ्वी, कुछ सन्निकटन में, एक चुंबकीय द्विध्रुव है, अर्थात। दो ध्रुवों वाला एक प्रकार का चुंबक: दक्षिण और उत्तर।
जापानी वैज्ञानिक सिद्ध करते हैं कि मेंटल पदार्थ 12 के विभेदन के कारण पृथ्वी की कोर धीरे-धीरे बढ़ रही है। पृथ्वी के आयतन का 82.3% है। इसकी संरचना और भौतिक संरचना के बारे में केवल काल्पनिक अनुमान ही लगाए जा सकते हैं। वे भूकंपीय डेटा और उप-भूमि में होने वाली भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं के प्रयोगात्मक मॉडलिंग की सामग्री पर आधारित हैं: उच्च दबावऔर तापमान। मेंटल में अनुदैर्ध्य भूकंपीय तरंगों का वेग 13.6 किमी / सेकंड तक बढ़ जाता है, अनुप्रस्थ - 7.2-7.3 किमी / सेकंड तक।
पृथ्वी का मेंटल (अपरतथा निचला) पृथ्वी की पपड़ी और पृथ्वी के कोर के बीच मोहोरोविचिक खंड के नीचे है आच्छादन(लगभग 2900 किमी की गहराई तक)। यह पृथ्वी के गोले में सबसे विशाल है - यह पृथ्वी के आयतन का 83% और इसके द्रव्यमान का लगभग 67% बनाता है। पृथ्वी के मेंटल में, संरचना, संरचना और गुणों के अनुसार, तीन परतें प्रतिष्ठित हैं: गुटेनबर्ग परत - B 200-400 किमी की गहराई तक, गैलिसिन परत - C 700-900 किमी और परत तक डी 2900 किमी तक। पहले सन्निकटन के रूप में, परत B और C को आमतौर पर ऊपरी मेंटल में जोड़ा जाता है, और परत डी निचला मंडल माना जाता है। सामान्य तौर पर, मेंटल के भीतर, पदार्थ का घनत्व और भूकंपीय तरंगों का वेग तेजी से बढ़ता है।
अपर मेंटलयह माना जाता है कि ऊपरी मेंटल आग्नेय चट्टानों से बना है, जो सिलिका में दृढ़ता से समाप्त हो गया है, लेकिन लोहे और मैग्नीशियम (तथाकथित अल्ट्रामैफिक चट्टानों) में समृद्ध है, मुख्य रूप से पेरिडोटाइट। पेरिडोटाइट में 80% खनिज ओलिविन (Mg,Fe) 2 और 20% पाइरोक्सिन (Mg,Fe) 2 होता है।
पृथ्वी की पपड़ीइसकी संरचना और रासायनिक संरचना में अंतर्निहित गोले से भिन्न होता है। भूपर्पटी का एकमात्र भाग भूकंपीय मोहोरोविचिक सीमा द्वारा निरूपित किया जाता है, जिस पर भूकंपीय तरंगों का प्रसार वेग तेजी से बढ़ता है और 8 तक पहुंच जाता है। - 8.2 किमी/सेकंड।
तालिका 3.5. पृथ्वी की पपड़ी में चट्टानों की व्यापकता
(ए.बी. रोनोव के अनुसार, ए.ए. यारोशेव्स्की, 1976. और वी.वी. डोब्रोवोल्स्की, 2001 के अनुसार)
नस्ल समूह |
व्यापकता, पृथ्वी की पपड़ी के आयतन का% |
वजन, 10 18 टी |
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रेत और रेत की चट्टानें | |||
क्ले, शेल्स, सिलिसियस चट्टानें | |||
कार्बोनेट्स | |||
नमक जमा (सल्फेट और हैलाइड चट्टानें) | |||
ग्रेनाइटोइड्स, ग्रेनाइट गनीस, फेलसिक इफ्यूसिव्स और उनके मेटामॉर्फिक समकक्ष | |||
गैब्रो, बेसाल्ट और उनके कायांतरण समकक्ष | |||
ड्यूनाइट्स, पेरिडोटाइट्स, सर्पेन्टाइन्स | |||
मेटासैंडस्टोन | |||
Paragneisses और विद्वान | |||
रूपांतरित कार्बोनेट चट्टानें | |||
लौह चट्टानें | |||
पृथ्वी की सतह और पृथ्वी की पपड़ी का लगभग 25 किमी भाग किसके प्रभाव में बनता है:
1)अंतर्जात प्रक्रियाएं(विवर्तनिक या यांत्रिक और मैग्मैटिक प्रक्रियाएं), जिसके कारण पृथ्वी की सतह की राहत बनती है और आग्नेय और कायांतरित चट्टानों के स्तर बनते हैं;
2) बहिर्जात प्रक्रियाएं, अनाच्छादन (विनाश) का कारण बनता है और राहत का स्तर, अपक्षय और चट्टान के टुकड़ों का स्थानांतरण और राहत के निचले हिस्सों में उनका पुनर्स्थापन। बहुत विविध बहिर्जात प्रक्रियाओं की घटना के परिणामस्वरूप, तलछटी चट्टानें बनती हैं जो पृथ्वी की पपड़ी की सबसे ऊपरी परत बनाती हैं।
पृथ्वी की पपड़ी के दो मुख्य प्रकार हैं: CONTINENTAL(ग्रेनाइट-गनीस) और सागर(बेसाल्ट) एक असंतत तलछटी परत के साथ। छाल से संक्रमण महाद्वीपीय प्रकारसमुद्री-प्रकार की पपड़ी को अंजीर में दिखाया गया है। 3.8.
महाद्वीपीय क्रस्ट में तीन परतें होती हैं: अपर- तलछटी और दो निचलाक्रिस्टलीय चट्टानों से बना है। ऊपरी तलछटी परत की मोटाई एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होती है: प्राचीन ढालों पर लगभग पूर्ण अनुपस्थिति से लेकर महाद्वीपों के निष्क्रिय हाशिये की अलमारियों पर और प्लेटफार्मों के सीमांत गर्तों में 10-15 किमी तक। स्थिर प्लेटफार्मों पर वर्षा की औसत मोटाई लगभग 3 किमी है।
तलछटी परत के नीचे ग्रेनाइट श्रृंखला के आग्नेय और कायांतरित चट्टानों का प्रभुत्व है, जो सिलिका में अपेक्षाकृत समृद्ध है। उन क्षेत्रों में जहां प्राचीन ढाल स्थित हैं, वे पृथ्वी की सतह (कनाडाई, बाल्टिक, एल्डन, ब्राजील, अफ्रीकी, आदि) पर आते हैं। "ग्रेनाइट" परत की चट्टानें आमतौर पर क्षेत्रीय कायापलट की प्रक्रियाओं से बदल जाती हैं और बहुत पुरानी हैं (महाद्वीपीय क्रस्ट का 80% 2.5 बिलियन वर्ष से अधिक पुराना है)।
पी "ग्रेनाइट" परत के नीचे "बेसाल्ट" परत होती है। इसकी भौतिक संरचना का अध्ययन नहीं किया गया है, लेकिन भूभौतिकीय अध्ययनों के आंकड़ों को देखते हुए, यह माना जाता है कि यह समुद्री क्रस्ट की चट्टानों के करीब है।
महाद्वीपीय और महासागरीय क्रस्ट दोनों ऊपरी मेंटल की चट्टानों के नीचे हैं, जिनसे वे मोहोरोविचिक सीमा (मोहो सीमा) द्वारा अलग किए गए हैं।
सामान्य तौर पर, पृथ्वी की पपड़ी में मुख्य रूप से सिलिकेट और एल्युमिनोसिलिकेट्स होते हैं। इसमें ऑक्सीजन (43.13%), सिलिकॉन (26%) और एल्यूमीनियम (7.45%) का प्रभुत्व है, मुख्य रूप से ऑक्साइड, सिलिकेट्स और एल्युमिनोसिलिकेट्स के रूप में। पृथ्वी की पपड़ी की औसत रासायनिक संरचना तालिका में दी गई है। 3.6.
महाद्वीपीय प्रकार की पृथ्वी की पपड़ी में, यूरेनियम 238 U, थोरियम 232 Th और पोटेशियम 40 K के लंबे समय तक रहने वाले रेडियोधर्मी समस्थानिकों की अपेक्षाकृत उच्च सामग्री होती है। उनकी उच्चतम सांद्रता "ग्रेनाइट" परत की विशेषता है।
तालिका 3.6। महाद्वीपीय और समुद्री क्रस्ट की औसत रासायनिक संरचना |
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ऑक्साइड और डाइऑक्साइड | ||
CONTINENTAL |
समुद्री |
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सबसे ऊपरी परत - तलछटी - उथले गहराई पर जमा रेतीले-आर्गिलसियस और कार्बोनेट तलछट द्वारा दर्शायी जाती है। सिलिसियस सिल्ट और गहरे पानी की लाल मिट्टी बड़ी गहराई पर जमा होती है।
महासागरीय वर्षा की औसत मोटाई 500 मीटर से अधिक नहीं होती है, और केवल महाद्वीपीय ढलानों के तल पर, विशेष रूप से बड़े नदी डेल्टा के क्षेत्रों में, यह 12-15 किमी तक बढ़ जाती है। यह एक प्रकार के क्षणभंगुर "हिमस्खलन" अवसादन के कारण होता है, जब लगभग सभी स्थलीय सामग्री बाहर की जाती है नदी प्रणालीमहाद्वीप से, महासागरों के तटीय भागों में, महाद्वीपीय ढलान पर और उसके तल पर जमा होता है।
ऊपरी भाग में महासागरीय क्रस्ट की दूसरी परत बेसाल्ट के तकिए लावा से बनी है। नीचे एक ही रचना के डोलराइट डाइक हैं। महासागरीय क्रस्ट की दूसरी परत की कुल मोटाई 1.5 किमी है और शायद ही कभी 2 किमी तक पहुंचती है। डाइक कॉम्प्लेक्स के नीचे गैब्रो और सर्पेन्टाइट हैं, जो तीसरी परत के ऊपरी हिस्से का प्रतिनिधित्व करते हैं। गैब्रो-सर्पेन्टाइन परत की मोटाई 5 किमी तक पहुँचती है। इस प्रकार, तलछटी आवरण के बिना समुद्री क्रस्ट की कुल मोटाई 6.5 - 7 किमी है। मध्य महासागर की लकीरों के अक्षीय भाग के नीचे, समुद्री क्रस्ट की मोटाई 3-4 तक कम हो जाती है, और कभी-कभी 2-2.5 किमी तक भी।
मध्य-महासागर की लकीरों के शिखर के नीचे, महासागरीय क्रस्ट एस्थेनोस्फीयर से निकलने वाले बेसाल्ट मेल्ट्स के फॉसी के ऊपर आ जाता है। तलछटी परत के बिना समुद्री क्रस्ट का औसत घनत्व 2.9 g/cm3 है। इस पर आधारित कुल वजनमहासागरीय क्रस्ट 6.4 10 24 ग्राम है। पृथ्वी के एस्थेनोस्फेरिक परत से बेसाल्ट के पिघलने और समुद्र तल पर थोलेइटिक बेसाल्ट के फैलने के कारण मध्य-महासागर की लकीरों के दरार क्षेत्रों में महासागरीय क्रस्ट का निर्माण होता है।
स्थलमंडल।एस्थेनोस्फीयर (पृथ्वी की पपड़ी सहित) के ऊपर स्थित कठोर घने खोल को लिथोस्फीयर (ग्रीक "लिथोस" - पत्थर) कहा जाता है। अभिलक्षणिक विशेषतास्थलमंडल इसकी कठोरता और नाजुकता है। यह भंगुरता है जो लिथोस्फीयर की देखी गई ब्लॉक संरचना की व्याख्या करती है। यह बड़ी दरारों से टूट जाता है - बड़े ब्लॉकों में गहरे दोष - लिथोस्फेरिक प्लेट्स।
यांत्रिक तनाव की वैश्विक प्रणाली के कारण, जिसकी घटना पृथ्वी के घूर्णन से जुड़ी हुई है, स्थलमंडल को टुकड़ों में विभाजित किया गया है - सबमरीडियल, सबलेटिट्यूडिनल और विकर्ण दिशाओं के दोषों से ब्लॉक। ये दोष एक दूसरे के सापेक्ष लिथोस्फेरिक ब्लॉकों के आंदोलन की सापेक्ष स्वतंत्रता सुनिश्चित करते हैं, जो व्यक्तिगत लिथोस्फेरिक ब्लॉकों और उनके संघों की संरचना और भूवैज्ञानिक इतिहास में अंतर की व्याख्या करता है। ब्लॉकों को अलग करने वाले दोष कमजोर क्षेत्र हैं जिनके साथ मैग्मैटिक पिघलता है और वाष्प और गैसों का प्रवाह बढ़ता है।
लिथोस्फीयर के विपरीत, एस्थेनोस्फीयर के पदार्थ में तन्य शक्ति नहीं होती है और यह बहुत छोटे भार की कार्रवाई के तहत विकृत (प्रवाह) कर सकता है।
पृथ्वी की पपड़ी की रासायनिक संरचना . पृथ्वी की पपड़ी में तत्वों की प्रचुरता एक बड़े विपरीत की विशेषता है, जो 10 10 तक पहुंचती है। पूरे पृथ्वी पर सबसे आम रासायनिक तत्व (चित्र। 3.10) हैं:
ऑक्सीजन(ओ 2) - पृथ्वी की पपड़ी का 47 द्रव्यमान% बनाता है। यह लगभग 2 हजार खनिजों का हिस्सा है;
सिलिकॉन(सी) - 29.5% बनाता है और एक हजार से अधिक खनिजों में शामिल है;
अल्युमीनियम(अल) - 8.05%;
लोहा(फे) कैल्शियम(सा) पोटैशियम(प्रति), सोडियम(ना) टाइटेनियम(Ti), मैग्नीशियम (Mg) - पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का पहला% बनाते हैं;
शेष तत्व लगभग 1% के लिए खाते हैं।
ए.ई. फर्समैन ने क्लार्क संख्याओं को वजन में नहीं, बल्कि परमाणु प्रतिशत में व्यक्त करने का सुझाव दिया, जो परमाणुओं की संख्या के अनुपात को बेहतर ढंग से दर्शाता है, न कि उनके द्रव्यमान, और तीन मुख्य पैटर्न तैयार किए:
1. पृथ्वी की पपड़ी में तत्वों की प्रचुरता एक बड़े विपरीत की विशेषता है, जो 10 10 तक पहुंचती है।
2. केवल नौ तत्व O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H स्थलमंडल के मुख्य निर्माता हैं, जो इसके वजन का 99.18% है। इनमें से पहले तीन की हिस्सेदारी 84.55% है। शेष 83 में 1% से भी कम है (चित्र 3.9.)।
3. प्रमुख तत्व ऑक्सीजन है। इसका द्रव्यमान क्लार्क 44.6 - 49%, परमाणु - 53.3 (ए.ई. फर्समैन के अनुसार), और वॉल्यूमेट्रिक (वी.एम. गोल्डश्मिट के अनुसार) - 92% की सीमा में अनुमानित है।
इस प्रकार, पृथ्वी की पपड़ी, आयतन और द्रव्यमान दोनों में, मुख्य रूप से ऑक्सीजन से बनी होती है।
यदि पहले सन्निकटन में क्रस्ट में तत्वों की औसत सामग्री को इसके पूरे इतिहास में अपरिवर्तित माना जा सकता है, तो इसके अलग-अलग वर्गों में आवधिक परिवर्तन होते हैं। हालांकि पृथ्वी की पपड़ी नहीं है बंद प्रणाली, अंतरिक्ष और ग्रह के गहरे क्षेत्रों के साथ पदार्थ के द्रव्यमान का आदान-प्रदान अभी तक मात्रात्मक रूप से ध्यान में नहीं रखा जा सकता है, हमारे माप की सटीकता से परे है और स्पष्ट रूप से क्लार्क संख्याओं को प्रभावित नहीं करेगा।
प्रति लवा . 1889 में, अमेरिकी भू-रसायनज्ञ फ्रैंक क्लार्क ने पहली बार पृथ्वी की पपड़ी में रासायनिक तत्वों की औसत सामग्री निर्धारित की। उनके सम्मान में, रूसी शिक्षाविद ए.ई. फर्समैन ने नाम देने का प्रस्ताव रखा " क्लार्क्स"- किसी में रासायनिक तत्वों की औसत सामग्री प्राकृतिक प्रणाली- पृथ्वी की पपड़ी में चट्टानखनिज 13 में। एक रासायनिक तत्व का प्राकृतिक क्लार्क जितना अधिक होता है, उतने ही अधिक खनिज होते हैं जिसमें यह तत्व होता है। तो, सभी ज्ञात खनिजों में से लगभग आधे में ऑक्सीजन पाया जाता है। कोई भी क्षेत्र जिसमें किसी दिए गए पदार्थ के एक से अधिक क्लार्क शामिल हैं, संभावित रूप से दिलचस्प है, क्योंकि उस पदार्थ के औद्योगिक स्टॉक हो सकते हैं। खनिज जमा की पहचान करने के लिए भूवैज्ञानिकों द्वारा ऐसे क्षेत्रों का पता लगाया जाता है।
कुछ रासायनिक तत्व (जैसे रेडियोधर्मी तत्व) समय के साथ बदलते हैं। तो, यूरेनियम और थोरियम, क्षय होकर, स्थिर तत्वों में बदल जाते हैं - सीसा और हीलियम। इससे यह मानने का आधार मिलता है कि पिछले भूवैज्ञानिक युगों में यूरेनियम और थोरियम क्लार्क स्पष्ट रूप से बहुत अधिक थे, और सीसा क्लार्क अब की तुलना में कम थे। जाहिर है, यह रेडियोधर्मी परिवर्तनों के अधीन अन्य सभी तत्वों पर भी लागू होता है। कुछ रासायनिक तत्वों की समस्थानिक संरचना समय के साथ बदलती है (उदाहरण के लिए, यूरेनियम समस्थानिक 238 यू)। ऐसा माना जाता है कि दो अरब साल पहले पृथ्वी पर 235 यू समस्थानिक के लगभग छह गुना अधिक परमाणु थे।
वायुमंडलीय वायु में नाइट्रोजन (77.99%), ऑक्सीजन (21%), अक्रिय गैसें (1%) और कार्बन डाइऑक्साइड (0.01%) शामिल हैं। कार्बन डाइऑक्साइड की हिस्सेदारी समय के साथ इस तथ्य के कारण बढ़ जाती है कि ईंधन दहन उत्पादों को वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है, और इसके अलावा, जंगलों का क्षेत्र जो अवशोषित करता है कार्बन डाइआक्साइडऔर ऑक्सीजन छोड़ते हैं।
वायुमंडल में ओजोन की एक छोटी मात्रा भी होती है, जो लगभग 25-30 किमी की ऊंचाई पर केंद्रित होती है और तथाकथित ओजोन परत बनाती है। यह परत सौर पराबैंगनी विकिरण के लिए एक अवरोध पैदा करती है, जो पृथ्वी के जीवों के लिए खतरनाक है।
इसके अलावा, वायुमंडल में जल वाष्प और विभिन्न अशुद्धियाँ होती हैं - धूल के कण, ज्वालामुखी की राख, कालिख, और इसी तरह। अशुद्धियों की सांद्रता पृथ्वी की सतह के पास और कुछ क्षेत्रों में अधिक होती है: ऊपर बड़े शहर, रेगिस्तान।
क्षोभ मंडल- निचला, इसमें अधिकांश हवा होती है और। इस परत की ऊंचाई समान नहीं है: उष्णकटिबंधीय के पास 8-10 किमी से भूमध्य रेखा के पास 16-18 किमी तक। क्षोभमंडल में यह ऊंचाई के साथ कम हो जाता है: प्रति किलोमीटर 6 डिग्री सेल्सियस। क्षोभमंडल में मौसम का निर्माण होता है, हवाएं, वर्षा, बादल, चक्रवात और प्रतिचक्रवात बनते हैं।
वायुमण्डल की अगली परत है समताप मंडल. इसमें हवा बहुत अधिक दुर्लभ है, इसमें बहुत कम जलवाष्प है। समताप मंडल के निचले हिस्से में तापमान -60 - -80 डिग्री सेल्सियस है और बढ़ती ऊंचाई के साथ गिरता है। ओजोन परत समताप मंडल में है। समताप मंडल की विशेषता है उच्च गतिहवा (80-100 मीटर / सेकंड तक)।
मीसोस्फीयर- वायुमंडल की मध्य परत समताप मंडल के ऊपर 50 से S0-S5 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। मेसोस्फीयर में कमी की विशेषता है औसत तापमाननिचली सीमा पर 0°C की ऊँचाई से ऊपरी सीमा पर -90°C तक। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा के पास, रात में सूर्य द्वारा प्रकाशित रात के बादल देखे जाते हैं। मेसोस्फीयर की ऊपरी सीमा पर हवा का दबाव पृथ्वी की सतह की तुलना में 200 गुना कम है।
बाह्य वायुमंडल- मेसोस्फीयर के ऊपर स्थित, SO से 400-500 किमी की ऊंचाई पर, इसमें तापमान पहले धीरे-धीरे होता है, और फिर जल्दी से फिर से बढ़ना शुरू हो जाता है। इसका कारण 150-300 किमी की ऊंचाई पर सूर्य से पराबैंगनी विकिरण का अवशोषण है। थर्मोस्फीयर में, तापमान लगभग 400 किमी की ऊंचाई तक लगातार बढ़ता है, जहां यह 700-1500 डिग्री सेल्सियस (सौर गतिविधि के आधार पर) तक पहुंच जाता है। पराबैंगनी और एक्स-रे और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में, वायु आयनीकरण भी होता है (" औरोरस")। आयनमंडल के मुख्य क्षेत्र थर्मोस्फीयर के भीतर स्थित हैं।
बहिर्मंडल- वायुमंडल की सबसे बाहरी, सबसे दुर्लभ परत, यह 450-000 किमी की ऊंचाई पर शुरू होती है, और इसकी ऊपरी सीमापृथ्वी की सतह से कई हजार किमी की दूरी पर स्थित है, जहां कणों की सांद्रता समान हो जाती है जैसे कि अंतरग्रहीय अंतरिक्ष में। एक्सोस्फीयर में आयनित गैस (प्लाज्मा) होता है; बाह्यमंडल के निचले और मध्य भाग मुख्य रूप से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन से बने होते हैं; ऊंचाई में वृद्धि के साथ, प्रकाश गैसों, विशेष रूप से आयनित हाइड्रोजन की सापेक्षिक सांद्रता तेजी से बढ़ती है। एक्सोस्फीयर में तापमान 1300-3000 डिग्री सेल्सियस है; यह ऊंचाई के साथ धीरे-धीरे बढ़ता है। एक्सोस्फीयर में पृथ्वी के विकिरण बेल्ट होते हैं।
पृथ्वी पर समस्त जीवन, साधारण एककोशिक जीवाणु से लेकर जटिल तक सभी जीवित जीवों का जीवन प्रजातियाँ, पौधों, जानवरों और मनुष्यों का जीवन 3 महत्वपूर्ण घटकों में होता है: पृथ्वी की भौगोलिक सतह पर; में जलीय पर्यावरणग्रह का जलमंडल; और सफेद-नीले गुंबद के नीचे - पृथ्वी का वातावरण।
ग्लोब की सतह का मुख्य भाग महासागरों के कब्जे में है, जहाँ महाद्वीपीय और शुष्क भाग पृथ्वी की पूरी सतह के 1/3 से भी कम हिस्से पर हैं। पृथ्वी की सतह में पृथ्वी की पपड़ी, इसके पानी के नीचे का हिस्सा और महाद्वीपीय, पानी का हिस्सा, साथ ही साथ वातावरण भी शामिल है, जो ग्लोब को ढंकते हुए एक नीला गुंबद बनाता है।
दिलचस्प है, पृथ्वी का वातावरण महत्वपूर्ण है अभिन्न अंगग्रह पर जीवन की उत्पत्ति और रखरखाव, और यह ग्रह का एक सुरक्षात्मक खोल भी है। वायुमंडल में, पृथ्वी पर मौसम का निर्माण होता है, यह प्रकृति में जल चक्र की प्रक्रिया को नियंत्रित करता है, वातावरण पृथ्वी को ब्रह्मांडीय किरणों से बचाता है और पृथ्वी की सतह के तापमान को बढ़ाता है, जिससे "ग्रीनहाउस प्रभाव" बनता है।