Что у Земли внутри... 60

Определения и обозначения

Земная кора — внешняя твёрдая оболочка Земли. Под материками она обычно толще, а под океанами тоньше и сложена другими породами. Это самая доступная для изучения часть планеты, поэтому по ней учёные получают сведения о прошлом Земли.

Мантия — оболочка, расположенная под земной корой. Она простирается почти до глубины 2900 км и намного толще коры. Температура в мантии очень высокая, а её вещество может медленно перемещаться.

Ядро — центральная часть Земли, состоящая преимущественно из железа и никеля. Внешнее ядро жидкое, а внутреннее твёрдое из-за огромного давления. Такое строение помогает объяснить свойства планеты и её магнитное поле.

Литосфера — твёрдая оболочка, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. Она разбита на крупные блоки — литосферные плиты. Их движение меняет поверхность Земли и вызывает многие природные явления.

Как это устроено

Наблюдать глубинные оболочки напрямую нельзя: самая глубокая скважина достигает лишь небольшой части земной коры. Поэтому учёные используют сейсмические волны, возникающие при землетрясениях, и сравнивают, как они проходят через разные вещества. Дополнительные сведения дают вулканические породы, вынесенные из глубин, измерения температуры и изучение метеоритов.

От поверхности к центру Земли последовательно находятся земная кора, мантия и ядро. Они различаются составом, температурой, плотностью и состоянием вещества. Кора тонкая, мантия самая мощная, а ядро занимает центральную область планеты.

С глубиной температура растёт, потому что внутри сохраняется тепло, оставшееся после образования Земли, и выделяется тепло при распаде некоторых веществ. Давление тоже увеличивается: на глубокие слои давит вес всех расположенных выше пород. Поэтому вещество может быть очень горячим, но оставаться твёрдым, если давление достаточно велико.

Материковая кора обычно имеет толщину около 35–70 км, а океаническая — примерно 5–10 км. Материковая кора содержит много разных пород и легче, тогда как океаническая состоит главным образом из плотных базальтов. Океаническая кора тоньше, потому что формируется в областях срединно-океанических хребтов и постоянно обновляется при движении плит.

Нагретое вещество мантии медленно перемещается: более тёплые участки поднимаются, а остывшие опускаются. Эти движения передают энергию литосферным плитам, заставляя их расходиться, сталкиваться или скользить друг относительно друга. На границах плит возникают землетрясения, а подъём магмы по трещинам приводит к вулканизму.

Внутреннее строение Земли

Таблицу удобно читать сверху вниз: так видно, как меняются оболочки при движении от поверхности к центру. Сравнивайте не только глубину, но и состояние вещества с основными особенностями каждой части.

Разбор задач

Задача 1

Условие: расположите земную кору, мантию и ядро в порядке удаления от поверхности Земли и укажите, какая часть имеет наибольшую толщину.

Решение: сначала определим, какая оболочка соприкасается с поверхностью. Затем назовём следующие оболочки по направлению к центру и сравним их размеры.

1. Ближе всего к поверхности находится земная кора.
2. Под корой расположена мантия.
3. В центре находится ядро.
4. Самую большую толщину имеет мантия.

Ответ: земная кора, мантия, ядро; самая толстая часть — мантия.

Задача 2

Условие: объясните, почему температура в глубокой шахте выше, чем у поверхности, и почему пробурить Землю до ядра невозможно.

Решение: сравним условия на поверхности и в глубине. Затем учтём не только температуру, но и давление, свойства пород и возможности техники.

1. С глубиной мы приближаемся к горячим внутренним слоям Земли, поэтому температура обычно повышается.
2. На глубине давление становится огромным, потому что на породы давят все слои выше.
3. Буровая техника не может пройти тысячи километров твёрдых и раскалённых пород при таких температуре и давлении.
4. Ядро начинается примерно на глубине 2900 км, что несравнимо глубже любой шахты или скважины.

Ответ: в шахте теплее из-за увеличения температуры с глубиной, а добраться до ядра невозможно из-за колоссальной глубины, температуры и давления.

Задача 3

Условие: произошло движение плит, возникли трещины, расплавленное вещество поднялось к поверхности. Определите, какие внутренние процессы привели к землетрясению и извержению вулкана.

Решение: установим связь между движением мантии, литосферными плитами и последствиями на поверхности. Резкое смещение пород и подъём магмы — это разные проявления внутренней энергии Земли.

1. Медленные движения горячего вещества мантии перемещают литосферные плиты.
2. При столкновении или скольжении плит в породах накапливается напряжение.
3. Резкий разрыв и смещение пород вызывает землетрясение.
4. Через возникшие трещины магма поднимается вверх и при выходе на поверхность образует извержение вулкана.

Ответ: движение мантии переместило плиты, их резкое смещение вызвало землетрясение, а подъём магмы по трещинам привёл к извержению.

Типичные ошибки

Ошибка — считать земную кору всей твёрдой частью Земли. Так происходит, если смешивать понятия «кора» и «литосфера». Проверьте себя: литосфера включает кору и верхнюю часть мантии.

Ошибка — изображать ядро полностью жидким. Ученики иногда запоминают только сведения о внешнем ядре и забывают о внутреннем. Проверьте схему: внешнее ядро жидкое, а внутреннее твёрдое.

Ошибка — думать, что температура увеличивается с глубиной равномерно и одинаково везде. На самом деле скорость изменения зависит от места и глубины. Нужно говорить о общем повышении температуры, а не о постоянной прибавке.

Ошибка — путать мантию с магмой. Мантия — огромная оболочка, а магма — расплавленное вещество, находящееся в отдельных областях и способное подняться к поверхности. Проверьте себя вопросом: речь идёт о слое Земли или о расплаве?

Связь с другими темами

До изучения темы нужно знать, что Земля — планета с твёрдой поверхностью, а горные породы и полезные ископаемые образуют её верхние слои. Эти знания помогают представить, из чего состоит кора.

Строение Земли пригодится при изучении литосферных плит, землетрясений, вулканов, горообразования и рельефа. Движения глубинных оболочек объясняют многие изменения поверхности.

Тема связана с физикой: температура и давление меняются с глубиной, а сейсмические волны распространяются через вещества по-разному. Это позволяет исследовать недоступные внутренние части планеты.

Что запомнить

• Внутри Земли выделяют земную кору, мантию и ядро.
• Земная кора — самая внешняя и сравнительно тонкая оболочка.
• Мантия расположена под корой и занимает большую часть объёма Земли.
• Ядро находится в центре планеты и состоит главным образом из железа и никеля.
• С глубиной температура и давление увеличиваются.
• Внешнее ядро жидкое, а внутреннее ядро твёрдое.
• Движения вещества внутри Земли связаны с вулканизмом и землетрясениями.