Scurtă descriere a zonelor naturale din Africa. Zonele naturale ale Africii
Viața pe planeta noastră a apărut datorită unei combinații de mulți factori. Pământul se află la o distanță favorabilă de Soare - nu se încălzește prea mult ziua și nu se răcește prea mult noaptea. Pământul are o suprafață solidă și pe el există apă lichidă. carcasă de aer, înconjurând Pământul, îl protejează de radiațiile cosmice dure și „bombardamentul” de către meteoriți. Planeta noastră are caracteristici unice- suprafata sa este inconjurata, interactionand intre ele, de mai multe scoici: solide, aer si apa.
Înveliș aerian - atmosfera se extinde deasupra Pământului până la o înălțime de 2-3 mii km, dar majoritatea masa sa este concentrată aproape de suprafața planetei. Atmosfera este ținută de forța gravitațională a Pământului, astfel încât densitatea acesteia scade odată cu înălțimea. Atmosfera conține oxigenul necesar organismelor vii să respire. În atmosferă există un strat de ozon, așa-numitul scut de protecție, care absoarbe o parte din radiația ultravioletă de la Soare și protejează Pământul de excesul de raze ultraviolete. Nu toate planetele sistem solar există o înveliș solidă: de exemplu, suprafețele planetelor gigantice - Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun constau din gaze care sunt în stare lichidă sau solidă din cauza presiunii ridicate și temperaturi scăzute. Învelișul solid al Pământului, sau litosfera, este o masă uriașă de roci pe uscat și pe fundul oceanului. Sub oceane și continente are grosimi diferite- de la 70 la 250 km. Litosfera este împărțită în blocuri mari - plăci litosferice.
Înveliș de apă a planetei noastre - hidrosfera include toată apa de pe planetă - în stare solidă, lichidă și gazoasă. Hidrosfera este mări și oceane, râuri și lacuri, Apele subterane, mlaștini, ghețari, vapori de apă în aer și apă în organismele vii. Învelișul de apă redistribuie căldura venită de la Soare. Încălzindu-se încet, coloanele de apă ale Oceanului Mondial acumulează căldură și apoi o transferă în atmosferă, ceea ce înmoaie clima de pe continente în perioadele reci. Implicată în ciclul mondial, apa este în continuă mișcare: evaporându-se de pe suprafețele mărilor, oceanelor, lacurilor sau râurilor, este transportată de nori pe uscat și cade sub formă de ploaie sau zăpadă.
Învelișul Pământului în care există viața în toate manifestările ei se numește biosferă. Include partea superioară a litosferei, hidrosfera și partea de suprafață a atmosferei. Limita inferioară a biosferei este situată în crusta continentală la o adâncime de 4-5 km, iar în plicul de aer sfera vieții se extinde până la stratul de ozon.
Toate învelișurile Pământului se influențează reciproc. Obiectul principal al studiului geografiei este învelișul geografic - sfera planetară în care se împletesc și interacționează strâns. Partea de jos atmosfera, hidrosfera, biosfera si litosfera superioara. Anvelopa geografică se dezvoltă după ritmuri zilnice și anuale, este influențată de cicluri de unsprezece ani activitatea solară, De aceea trăsătură caracteristică plic geografic este ritmul proceselor care au loc.
Învelișul geografic se modifică de la ecuator la poli și de la poalele dealurilor la vârfurile muntilor; se caracterizează prin modele de bază: integritate, unitate a tuturor componentelor, continuitate și eterogenitate.
Dezvoltare rapida civilizatie umana a dus la apariția unei carapace în care omul influențează activ natura. Această înveliș se numește noosferă sau sfera minții. Uneori, oamenii schimbă suprafața planetei chiar mai activ decât unele naturale procese naturale. Interferența grosolană în natură, neglijarea legilor acesteia pot duce la faptul că, în timp, condițiile de pe planeta noastră vor deveni inacceptabile pentru viață.
În cele din urmă, un salt foarte brusc are loc la o adâncime de 2900 km. Parte glob, închis între talpă Scoarta terestra, la o adâncime de 50-60 km, și la o adâncime de 2900 km, se numește învelișul Pământului. Partea globului cuprinsă în interfață la o adâncime de peste 2900 km este numită miezul Pământului, iar interfața însăși este numită granița nucleului.
Miezul Pământului este format dintr-o substanță care nu rezistă schimbării formei, adică. se comportă în raport cu vibrațiile seismice ca un corp lichid sau gazos.
Capacul superior al globului, care alcătuiește continentele și fundurile oceanelor, este împărțit în două straturi principale. Stratul superior al părții continentale a scoarței terestre este format în principal din straturi de așa-numite roci sedimentare și roci asemănătoare ca compoziție cu granitele. Prin urmare, stratul superior este de obicei numit granit, deși trebuie amintit că acest nume este condiționat, deoarece există și alte roci în acest strat, iar compoziția sa poate varia oarecum de la o zonă la alta.
Mai jos se află așa-numitul strat de bazalt. Rolul principal în structura sa îl au rocile bogate în magneziu și fier și sărace în acid silicic. Acestea sunt soiuri ale grupului de roci bazaltice și, prin urmare stratul de jos crusta se numea bazalt. Acest strat este separat de rocile subiacente ale stratului subcrustal printr-o suprafață care se distinge clar de undele seismice. Această suprafață se numește suprafața S. Mohorovicic, numită după omul de știință iugoslav care a descoperit-o. Viteza undelor seismice mai adânci decât interfața crește imediat la 8 km/sec, ceea ce se datorează unei creșteri a densității substanței Pământului.
Materialul scoarței terestre este situat în stare cristalină. Grosimea scoarței terestre este mai mică sub oceane decât sub continente. E posibil ca dedesubt Oceanul Pacific Nu există deloc strat de granit.
Partea superioară a scoarței terestre constă în mare parte din roci sedimentare stratificate, formate prin depunerea diferitelor particule mici în mări și oceane. Acestea conțin rămășițe de organisme animale și plante care au locuit anterior pe glob. Grosimea totală a rocilor sedimentare nu depășește 12-15 km. Straturile lor succesive și fosilele de animale și plante pe care le conțin permit geologilor să reconstituie istoria dezvoltării vieții pe Pământ.
Partea superioară a învelișului interior al Pământului compoziție chimică cel mai apropiat de compoziția rocilor cunoscute sub numele de peridotite și piroxenite, foarte bogate în magneziu și fier și caracterizate printr-o greutate specifică semnificativă.
Avem niște dovezi existenta reala această înveliș subcrustal. În masele de roci care umplu „țevile” verticale cu diamante ale râului Kimberley în Africa de Sud, precum și în minele de diamante din Yakutia se găsesc din abundență bucăți de olivină și roci peridotite aduse din adâncimi mari. Acestea sunt cele mai adânci materiale pe care le cunoaștem și care alcătuiesc Pământul. Dar folosind metodele geofizicii moderne, cunoaștem Pământul mai în profunzime, deși numai în raport cu distribuția materialului după densitate și elasticitate, fără a cunoaște încă celelalte proprietăți ale acestuia.
Astfel, putem presupune că învelișul interior al Pământului se extinde până la o adâncime de 2900 km. Substanța cochiliei este solidă, dar are plasticitate, în partea inferioară îi lipsește o structură cristalină (amorfă). Compoziția sa este aparent aceeași ca și în partea superioară (subcrustală). Modificarea densității învelișului Pământului este asociată nu atât cu o modificare a compoziției, cât cu presiunea, care ajunge aici la valori enorme.
Deci, de exemplu, presiunea pe unitate de suprafață este egală cu:
Miezul pământului are proprietățile unui lichid. Raza nucleului Pământului este de 3471 km. Când se deplasează de la coajă la miez, se schimbă brusc proprietăți fizice substante. Motivul acestei schimbări este probabil o modificare a structurii atomice sub influența unor presiuni mari, ajungând la aproximativ 3 milioane de atmosfere. Temperatura din interiorul Pământului crește la 2000-3000°, în timp ce temperatura crește cel mai rapid în scoarța terestră, apoi mult mai încet și la adâncimi mari ramane constant.
Densitatea Pământului crește de la 2,6 la suprafață la 6,8 la limita nucleului Pământului. În miezul însuși densitatea crește la 10, iar în el părțile centrale depaseste 12.
Până de curând, se credea că nucleul are compoziția fierului, asemănător meteoriților de fier, iar învelișul este o compoziție de silicați corespunzătoare meteoriților pietroși. Cu toate acestea, conform opiniilor științifice moderne, motivul pentru creșterea bruscă a densităților și scăderea bruscă a durității la limita nucleului Pământului nu este în diviziunea materiei în funcție de compoziția chimică, ci în procesul fizic și chimic - distrugerea parțială a învelișului de electroni a atomilor la o presiune critică care atinge 1,4 milioane de atmosfere.
Separarea electronilor de nuclee sub influența unei presiuni enorme și temperatura ridicata facilitează compactarea ascuțită a unei substanțe și îi conferă noi proprietăți, similare din punct de vedere al durității cu proprietățile corpurilor lichide (capacitatea corpurilor lichide, menținând volumul, de a-și schimba forma inițială), și din punct de vedere al conductivității electrice - cu proprietățile metalelor. Prin urmare, o astfel de transformare se numește tranziția unei substanțe în faza metalică.
Astfel, condițiile de existență a materiei în marile adâncimi ale globului sunt net diferite de condițiile de pe suprafața pământuluiși cele pe care până acum le putem crea prin experiență.
În fiecare an, datele din geofizică și astrofizică ne permit să înțelegem din ce în ce mai bine structura globului, iar acest lucru, la rândul său, ne oferă posibilitatea de a vedea legătura dintre o serie dintre cele mai importante procese geologice, având loc în scoarța terestră, cu procese care au loc în adâncurile globului.
De aceea este atât de important și atât de interesant să studiem structura planetei noastre.
Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.
Ideile despre eterogenitatea internă a structurii Pământului și structura sa concentrică-zonală se bazează pe rezultatele cercetărilor geofizice cuprinzătoare. Dovezile directe ale structurii adânci a interiorului pământului se referă la adâncimi mici. Au fost obținute în procesul studierii secțiunilor naturale ( aflorimente) roci, secțiuni de cariere, mine și foraje. Cea mai adâncă fântână din lume din Peninsula Kola a pătruns 12 kilometri în adâncuri. Aceasta este doar 0,2% din raza Pământului (raza Pământului este de aproximativ 6 mii km) (Fig. 3.5.). Produse erupții vulcanice fac posibilă aprecierea temperaturilor și compoziției materiei la adâncimi de 50-100 km.
Orez. 3.5. Învelișuri interioare ale pământului
Unde seismice. Principala metodă de explorare a subteranei este metoda seismică. Se bazează pe măsurarea vitezei de trecere a vibrațiilor mecanice de diferite tipuri prin substanța Pământului. Acest proces este însoțit de eliberarea unei cantități mari de energie și de apariția vibrațiilor mecanice, care se propagă sub formă de unde seismice în toate direcțiile de la punctul de origine. Viteza de propagare a undelor seismice este foarte mare și în corpurile dense, de exemplu în piatră (roci), atinge câțiva kilometri pe secundă. Există două grupuri de unde seismice - volumetricȘi superficial(Fig. 3.6. și 3.7.). Rocile care alcătuiesc Pământul sunt elastice și, prin urmare, pot fi deformate și suferă vibrații la aplicarea bruscă a presiunii (încărcări). Undele corpului se propagă în interiorul volumului rocii. Ele sunt împărțite în două tipuri: longitudinal (P) și transversal (S) . Unde longitudinale în corpul Pământului (ca în oricare altul corpuri fizice) apar ca o reacție la o modificare a volumului. La fel ca undele sonore din aer, ele comprimă și întind alternativ materia rocă în direcția mișcării lor. Unde de alt tip - transversale - apar ca o reacție la o modificare a formei unui corp. Ei vibrează mediul prin care trec pe calea mișcării lor.
La limita a două medii cu proprietăți fizice diferite, undele seismice experimentează refracția sau reflexia (P, S, PcP, PkP etc.). Cercetarea geofizică a fost completată de calcule termodinamice și de rezultatele modelării fizice și de date din studiul meteoriților.
Datele obținute indică prezența a numeroase interfețe suborizontale în interiorul Pământului. La aceste limite, are loc o schimbare a vitezelor și direcțiilor de propagare a undelor fizice (seismice, electromagnetice etc.) pe măsură ce se propagă adânc în planetă.
Orez. 3.6. Propagarea undelor seismice (O – sursa cutremurului).
Aceste granițe se separă unele de altele învelișuri separate - „geosfere”, care diferă unele de altele în compoziția chimică și în starea de agregare a materiei din ele. Aceste limite nu sunt în niciun caz planurile obișnuite, regulate din punct de vedere geometric, infinit subțiri. Oricare dintre aceste limite este un anumit volum al subsolului, relativ mic în comparație cu volumul geosferelor comune. În cadrul fiecărui astfel de volum are loc o schimbare rapidă, dar graduală, a compoziției chimice și a stării de agregare a substanței.
Măruntaiele pământului. Conform ideilor existente, globul este împărțit într-un număr de învelișuri concentrice (geosfere), parcă imbricate unele în altele (Fig. 3.7., Tabelul 3.5.). Cochiliile „exterioare” și cele „interioare” (uneori acestea din urmă sunt numite pur și simplu „interioare”) sunt separate între ele de suprafața pământului. Învelișurile interioare sunt reprezentate de miez, manta și, respectiv, crustă. Fiecare dintre aceste geosfere, la rândul său, are o structură complexă. Modelul Gutenberg-Bullen folosește indexarea geosferei, care este și astăzi populară. Autorii evidențiază: Scoarta terestra(stratul A) - granite, roci metamorfice, gabro; Mantaua superioara(stratul B); zonă de tranziție(stratul C); mantaua inferioară(stratul D), format din oxigen, silice, magneziu și fier. La o adâncime de 2900 km, este trasată granița dintre manta și miez. Mai jos este învelișul exterior(stratul E), iar de la o adâncime de 5120 m - miez interior(stratul G), pliat cu fier:
-
Scoarta terestra
– coaja stâncoasă exterioară subțire a Pământului. Este distribuit de la suprafața Pământului până la 35-75 km, stratul A: Avg. grosime 6-7 km - sub oceane; 35-49 km – sub teritoriile platformei plate ale continentelor; 50-75 km - sub structuri montane tinere. Acesta este cel mai exterior dintre straturile interioare ale Pământului.
manta - înveliș intermediar (35-75 km până la 2900 km) (straturile B, C, D) („mantion” greacă - acoperire): straturile B (75-400 km) și C (400-1000 km) corespund mantalei superioare ; stratul de tranziție D (1000-2900 km) - mantaua inferioară.
-miez – (2900 km – 6371 km) straturi E, F, G unde: E (2900-4980 km) – miez exterior; F (4980-5120 km) – carcasă de tranziție; G (5120-6371 km) – miez interior.
Miezul Pământului . Miezul reprezintă 16,2% din volumul său și 1/3 din masă. Se pare că este comprimat la poli cu 10 km. La limita mantalei și miezului (2900 km), există o scădere bruscă a vitezei undelor longitudinale de la 13,6 la 8,1 km/s. Undele de forfecare sub această interfață nu pătrund. Miezul nu le permite să treacă prin el însuși. Acest lucru a condus la concluzia că în partea exterioară a miezului substanța este în stare lichidă (topită). Sub limita mantalei și a miezului, viteza undelor longitudinale crește din nou - până la 10,4 km/s. La limita nucleului exterior și interior (5120 km), viteza undelor longitudinale atinge 11,1 km/s. Și apoi până în centrul Pământului rămâne aproape neschimbat. Pe această bază, se presupune că de la o adâncime de 5080 km, materialul miezului capătă din nou proprietățile unui corp foarte dens și un interior solid " nucleol"cu o rază de 1290 km. Potrivit unor oameni de știință, nucleul pământului este format din fier nichel. Alții susțin că fierul, pe lângă nichel, conține un amestec de elemente ușoare - siliciu, oxigen, eventual sulf etc. În orice caz. , fierul, ca un bun conductor de electricitate, poate servi ca sursă de efect de dinam și de formare camp magnetic Pământ.
Într-adevăr, din punct de vedere al fizicii, Pământul, după o oarecare aproximare, este un dipol magnetic, i.e. un fel de magnet cu doi poli: sud și nord.
Oamenii de știință japonezi demonstrează că nucleul Pământului crește treptat datorită diferențierii materiei din manta 12 . reprezintă 82,3% din volumul Pământului. Numai presupuneri ipotetice pot fi făcute cu privire la structura și compoziția sa materială. Acestea se bazează pe date seismologice și materiale din modelarea experimentală a proceselor fizice și chimice care au loc în subsol în timpul presiuni mari si temperaturile. Viteza undelor seismice longitudinale în manta crește la 13,6 km/s, transversală - la 7,2-7,3 km/s.
Mantaua Pământului (topȘi inferior). Sub diviziunea Mohorovicic dintre scoarța terestră și miezul Pământului se află manta(la o adâncime de aproximativ 2900 km). Aceasta este cea mai masivă dintre învelișurile Pământului - reprezintă 83% din volumul Pământului și aproximativ 67% din masa acestuia. Mantaua Pământului este împărțită în trei straturi în funcție de structura, compoziția și proprietățile sale: Stratul Guttenberg - B la o adâncime de 200-400 km, Stratul de galicină - C până la 700-900 km și strat D pana la 2900 km. Ca o primă aproximare, straturile B și C sunt de obicei combinate în mantaua superioară și stratul D considerată ca mantaua inferioară. În general, în interiorul mantalei, densitatea materiei și viteza undelor seismice cresc rapid.
Superior manta. Se crede că mantaua superioară este compusă din roci magmatice foarte sărăcite în silice, dar îmbogățite în fier și magneziu (numite roci ultramafice), în principal peridotită. Peridotita constă din 80% din mineralul olivină (Mg,Fe) 2 și 20% din piroxen (Mg,Fe) 2.
Scoarta terestra diferă de cochiliile subiacente prin structura și compoziția sa chimică. Baza scoarței terestre este conturată de granița seismică Mohorovicic, la care viteza de propagare a undelor seismice crește brusc și ajunge la 8 - 8,2 km/s.
Tabelul 3.5. Apariția rocilor în scoarța terestră
(după A.B. Ronov, A.A. Yaroshevsky, 1976. și V.V. Dobrovolsky, 2001)
Grupuri de rase |
Abundență, % volumul scoarței terestre |
Greutate, 10 18 t |
|
Nisipuri și roci de nisip | |||
Argile, șisturi, roci silicioase | |||
Carbonați | |||
Sedimente purtătoare de sare (roci de sulfat și halogenuri) | |||
Granitoizi, gneisuri de granit, roci vulcanice acide și echivalentele lor metamorfice | |||
Gabbro, bazalții și echivalentele lor metamorfice | |||
Dunite, peridotite, serpentinite | |||
Metagresii | |||
Paragneisuri și șisturi cristaline | |||
Roci carbonatice metamorfozate | |||
Roci feroase | |||
Suprafața terestră și aproximativ 25 km din scoarța terestră se formează sub influența:
1)procese endogene(procese tectonice sau mecanice și magmatice), datorită cărora se creează relieful suprafeței terestre și se formează straturi de roci magmatice și metamorfice;
2) procese exogene, provocând denudarea (distrugerea) și nivelarea reliefului, intemperii și transferul fragmentelor de rocă și repunerea lor în părțile inferioare ale reliefului. Ca urmare a apariției unor procese exogene foarte diverse, se formează roci sedimentare, care alcătuiesc stratul superior al scoarței terestre.
Există două tipuri principale de scoarță terestră: continental(granit-gneis) și ocean(bazaltic) cu strat sedimentar discontinuu. Tranziția de la cortex tip continental la scoarța oceanică este prezentată în Fig. 3.8.
Crusta continentală are trei straturi: superior- sedimentare şi două inferior compus din roci cristaline. Grosimea stratului sedimentar superior variază foarte mult: de la absența aproape completă pe scuturile antice până la 10 - 15 km pe rafturile marginilor continentale pasive și în jgheaburile marginale ale platformelor. Grosimea medie a precipitațiilor pe platforme stabile este de aproximativ 3 km.
Sub stratul sedimentar se găsesc straturi cu predominanță de roci magmatice și metamorfice din seria granitoidelor, relativ bogate în silice. În unele locuri, în zonele în care se află scuturi antice, acestea ies pe suprafața pământului (canadian, baltic, aldan, brazilian, african etc.). Rocile stratului „granit” sunt de obicei transformate prin procese de metamorfism regional și sunt foarte vechi ca vârstă (80% din scoarța continentală este mai veche de 2,5 miliarde de ani).
P Sub stratul de „granit” se află un strat de „bazalt”. Compoziția sa materială nu a fost studiată, dar judecând după datele cercetării geofizice, se presupune că este aproape de rocile scoarței oceanice.
Atât crusta continentală, cât și cea oceanică sunt acoperite de roci ale mantalei superioare, de care sunt separate prin limita Mohorovicic (limita Moho).
În general, scoarța terestră este formată predominant din silicați și aluminosilicați. Este dominat de oxigen (43,13%), siliciu (26%) și aluminiu (7,45%), prezentate în principal sub formă de oxizi, silicați și aluminosilicați. Compoziția chimică medie a scoarței terestre este dată în tabel. 3.6.
În crusta continentală există un conținut relativ ridicat de izotopi radioactivi cu viață lungă de uraniu 238 U, toriu 232 Th și potasiu 40 K. Cea mai mare concentrație a acestora este caracteristică stratului „granit”.
Tabelul 3.6. Compoziția chimică medie a scoarței continentale și oceanice |
||
Oxizi și dioxizi | ||
continental |
oceanic |
|
Stratul superior - sedimentar - este reprezentat de sedimente nisipos-argiloase și carbonatice depuse la adâncimi mici. La adâncimi mari se depun nămoluri silicioase și argile roșii de adâncime.
Grosimea medie a sedimentelor oceanice nu depășește 500 m și abia la poalele versanților continentali, mai ales în zonele cu mari delte fluviale, crește până la 12-15 km. Acest lucru este cauzat de un fel de sedimentare de „avalanșă” cu curgere rapidă, când aproape tot materialul terigen a fost efectuat sisteme fluviale de pe continent, depus în părțile de coastă ale oceanelor, pe versantul continental și la poalele acestuia.
Al doilea strat de crustă oceanică din partea superioară este compus din lave de bazalt. Mai jos sunt diguri de dolerită din aceeași compoziție. Grosimea totală a celui de-al doilea strat de scoarță oceanică este de 1,5 km și ajunge rareori la 2 km. Sub complexul de diguri se află gabros și serpentenite, care reprezintă partea superioară a celui de-al treilea strat. Grosimea stratului de gabro-serpentinit ajunge la 5 km. Astfel, grosimea totală a scoartei oceanice fără acoperire sedimentară este de 6,5 - 7 km. Sub partea axială a crestelor mijlocii oceanice, grosimea scoarței oceanice este redusă la 3-4 și uneori la 2-2,5 km.
Sub crestele crestelor mijlocii oceanice, scoarta oceanica se acoperă buzunarelor de topituri bazaltice eliberate din astenosferă. Densitatea medie a scoarței oceanice fără strat sedimentar este de 2,9 g/cm 3 . Bazat pe acest lucru greutate totală crusta oceanică este de 6,4 10 24 g. Crusta oceanică se formează în zonele de rift ale crestelor mijlocii oceanice din cauza afluxului de topituri bazaltice din stratul astenosferic al Pământului și revărsării bazalților toleiitici pe fundul oceanului.
Litosferă.Învelișul solid, dens, care se află deasupra astenosferei (inclusiv scoarța terestră) se numește litosferă (greacă "lithos" - piatră). O trăsătură caracteristică litosfera este rigiditatea și fragilitatea ei. Este fragilitatea care explică structura bloc observată a litosferei. Este spart de fisuri mari - defecte adânci în blocuri mari - plăci litosferice.
Datorită sistemului global de tensiuni mecanice, a cărui apariție este asociată cu rotația Pământului, litosfera este împărțită în fragmente - blocuri prin defecte în direcțiile submeridiale, sublatitudinale și diagonale. Aceste erori asigură independența relativă a mișcării blocurilor litosferice unele față de altele, ceea ce explică diferența în structura și istoria geologică a blocurilor litosferice individuale și asocierile lor. Faliile care separă blocurile sunt zone slăbite prin care se topesc magmatice și se ridică fluxuri de vapori și gaze.
Spre deosebire de litosferă, substanța astenosferei nu are o rezistență la tracțiune și se poate deforma (curge) sub acțiunea unor sarcini chiar și foarte mici.
Compoziția chimică a scoarței terestre . Abundența elementelor din scoarța terestră se caracterizează printr-un contrast mare, ajungând la 10 10. Cele mai comune elemente chimice (Fig. 3.10) pe întregul Pământ sunt:
oxigen(O 2) – reprezintă 47% din masă din scoarța terestră. Face parte din aproximativ 2 mii de minerale;
siliciu(Si) – reprezintă 29,5% și este inclus în peste o mie de minerale;
aluminiu(Al) – 8,05%;
fier(Fe), calciu(Sa), potasiu(LA), sodiu(N / A), titan(Ti), magneziu (Mg) – constituie primul% din masa scoarței terestre;
Elementele rămase reprezintă aproximativ 1%.
A.E. Fersman a propus exprimarea numerelor Clarke nu în greutate, ci în procente atomice, care reflectă mai bine raportul dintre numerele de atomi, mai degrabă decât masele lor, și a formulat trei principii principale:
1. Abundența elementelor din scoarța terestră se caracterizează printr-un contrast mare, ajungând la 10 10 .
2. Doar nouă elemente O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H sunt principalii constructori ai litosferei, reprezentând 99,18% din greutatea acesteia. Dintre acestea, primele trei reprezintă 84,55%. Restul de 83 reprezintă mai puțin de 1% (Fig. 3.9.).
3. Elementul conducător este oxigenul. Masa sa clarke este estimată în intervalul 44,6 – 49%, atomică – 53,3 (conform A.E. Fersman) și volumetrică (conform lui V.M. Goldschmidt) – 92%.
Astfel, scoarța terestră, atât ca volum, cât și ca masă, este formată în principal din oxigen.
Dacă conținutul mediu de elemente din crustă, la o primă aproximare, poate fi considerat neschimbat de-a lungul istoriei sale, atunci în secțiunile sale individuale apar modificări periodice. Deși scoarța terestră nu este sistem închis, schimbul său de mase de materie cu spațiul și zonele mai profunde ale planetei nu poate fi încă luat în considerare cantitativ, depășește acuratețea măsurătorilor noastre și în mod clar nu va afecta numerele Clarke.
LA alarcă
. În 1889, geochimistul american Frank Clark a determinat pentru prima dată conținutul mediu de elemente chimice din scoarța terestră. În onoarea lui, academicianul rus A.E. Fersman a propus să numească „ Clarks„ - conținut mediu de elemente chimice în orice sistem natural- în scoarța terestră, în stâncă, în mineral 13. Cu cât este mai mare clarke natural al unui element chimic, cu atât sunt mai multe minerale care conțin acest element. Astfel, oxigenul se găsește în aproape jumătate din toate mineralele cunoscute. Orice zonă care conține mai mult de un clarke dintr-o anumită substanță este potențial interesantă, deoarece poate avea rezerve industriale din acea substanță. Astfel de zone sunt explorate de geologi pentru a identifica zăcămintele minerale.
Unele elemente chimice (cum ar fi elementele radioactive) se modifică în timp. Astfel, uraniul și toriul, în descompunere, se transformă în elemente stabile - plumb și heliu. Acest lucru dă motive să presupunem că în epocile geologice trecute, clarkurile de uraniu și toriu erau în mod evident mult mai mari, iar clarkurile de plumb erau mai mici decât acum. Aparent, acest lucru se aplică și tuturor celorlalte elemente supuse transformărilor radioactive. Compoziția izotopică a unor elemente chimice se modifică în timp (de exemplu, izotopul de uraniu 238 U). Se crede că în urmă cu două miliarde de ani erau de aproape șase ori mai mulți atomi ai izotopului 235 U pe Pământ decât există acum.
Aerul atmosferic este format din azot (77,99%), oxigen (21%), gaze inerte (1%) și dioxid de carbon (0,01%). Ponderea dioxidului de carbon crește în timp datorită faptului că produsele de ardere a combustibilului sunt eliberate în atmosferă și, în plus, zona pădurilor care absorb dioxid de carbonși eliberează oxigen.
Atmosfera conține și o cantitate mică de ozon, care se concentrează la o altitudine de aproximativ 25-30 km și formează așa-numitul strat de ozon. Acest strat creează o barieră pentru radiația ultravioletă solară, care este periculoasă pentru organismele vii de pe Pământ.
În plus, atmosfera conține vapori de apă și diverse impurități - particule de praf, cenușă vulcanică, funingine etc. Concentratia de impuritati este mai mare la suprafata pamantului si in anumite zone: deasupra orase mari, deserturi.
troposfera- mai jos, contine cea mai mare parte a aerului si. Înălțimea acestui strat variază: de la 8-10 km lângă tropice până la 16-18 km lângă ecuator. în troposferă scade odată cu creșterea: cu 6°C pentru fiecare kilometru. Vremea se formează în troposferă, se formează vânturi, precipitații, nori, cicloni și anticicloni.
Următorul strat al atmosferei este stratosferă. Aerul din el este mult mai rarefiat și există mult mai puțini vapori de apă în el. Temperatura din partea inferioară a stratosferei este de -60 - -80°C și scade odată cu creșterea altitudinii. În stratosferă se află stratul de ozon. Stratosfera este caracterizată viteze mari vânt (până la 80-100 m/sec).
Mezosfera- stratul mijlociu al atmosferei, situat deasupra stratosferei la altitudini de la 50 la S0-S5 km. Mezosfera se caracterizează printr-o scădere temperatura medie cu o înălțime de la 0°C la limita inferioară până la -90°C la limita superioară. Aproape de limita superioară a mezosferei se observă nori noctilucenți, iluminați de soare noaptea. Presiunea aerului la limita superioară a mezosferei este de 200 de ori mai mică decât la suprafața pământului.
Termosferă- situat deasupra mezosferei, la altitudini de la SO la 400-500 km, în ea temperatura mai întâi încet și apoi rapid începe din nou să crească. Motivul este absorbția radiațiilor ultraviolete de la Soare la altitudini de 150-300 km. În termosferă, temperatura crește continuu până la o altitudine de aproximativ 400 km, unde ajunge la 700 - 1500 ° C (în funcție de activitatea solară). Sub influența radiațiilor ultraviolete, razelor X și cosmice, are loc și ionizarea aerului („ aurore"). Principalele regiuni ale ionosferei se află în interiorul termosferei.
Exosfera- stratul exterior, cel mai rarefiat al atmosferei, începe la altitudini de 450-000 km, iar Limita superioară este situat la o distanță de câteva mii de km de suprafața pământului, unde concentrația de particule devine aceeași ca în spațiul interplanetar. Exosfera este formată din gaz ionizat (plasmă); părțile inferioare și mijlocii ale exosferei constau în principal din oxigen și azot; Odată cu creșterea altitudinii, concentrația relativă a gazelor ușoare, în special a hidrogenului ionizat, crește rapid. Temperatura în exosferă este de 1300-3000° C; crește slab odată cu înălțimea. Centurile de radiații ale Pământului sunt localizate în principal în exosferă.
Toată viața de pe Pământ, viața tuturor organismelor vii, de la bacterii simple unicelulare la complexe specii biologice, viața plantelor, animalelor și oamenilor se desfășoară în 3 componente importante: pe suprafața geografică a Pământului; V mediu acvatic hidrosfera planetei; iar sub domul albastru și alb – atmosfera Pământului.
Partea principală a suprafeței globului este ocupată de oceanul mondial, unde părțile continentale și aride reprezintă mai puțin de 1/3 din întreaga suprafață a Pământului. Suprafața Pământului este formată din scoarța terestră, partea sa subacvatică și partea continentală, de apă, precum și o atmosferă care creează un dom albastru care învăluie globul.
Interesant este că atmosfera Pământului este importantă parte integrantă originea și menținerea vieții pe planetă și este, de asemenea, învelișul protector al planetei. Atmosfera formează vremea pe Pământ, reglează procesul ciclului apei în natură, atmosfera protejează Pământul de razele cosmice și crește temperatura suprafeței Pământului, formând „efectul de seră”.