Внутреннее строение Земли и горные породы

На этой странице вы узнаете

• Насколько горячо ядро Земли и остынет ли оно когда-нибудь?
• Из чего состоит земная кора?

Все мы представляем, как выглядит Земля снаружи: великие горы, острова, равнины. Но что находится под землей, внутри планеты? Почему там трудно проводить исследования? В чем отличие горных пород от минералов? Ответы на эти вопросы и много другое вы узнаете в данной статье.

Внутреннее строение Земли

Земля, как и все другие планеты земной группы, имеет слоистое строение.

Выделяют три основных слоя: 

• 16% объема Земли составляет ядро;
• 83% — мантия;
• 1% — земная кора. 

Нашу планету по строению можно сравнить с куриным яйцом: земная кора напоминает тонкую скорлупу, мантия — белок, а ядро — желток. 

А теперь обо всем по порядку. Начнем с самого вкусного — с желтка, ой, то есть с ядра.

Ядро Земли

В настоящее время нет таких технологий и инструментов, которые позволили бы человеку пробраться к самому центру Земли. Так что вся имеющаяся на данный момент информация о ядре нашей планеты основывается на косвенных исследованиях: например, на анализе колебаний, исходящих от ядра. Поэтому в определении ядра мы встретим слово «предположительно».

Ядро — центральная, самая горячая, плотная и тяжелая часть Земли, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью других химических элементов. 

Глубина залегания этого «слоя» Земли — около 2900 км.

Ядро имеет форму шара радиусом 3500 км, в котором выделяют 2 слоя:

• твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км;
• жидкое (пластичное) внешнее ядро радиусом 2200 км.

Насколько горячо ядро Земли и остынет ли оно когда-нибудь? Температура ядра может достигать 6000 ℃ (что равно температуре плавления железа). Такая же температура на поверхности Солнца.   Так жарко в ядре по нескольким причинам: — тепло осталось со времен образования планеты; — тепло возникает также из-за постоянного трения слоев планеты; — и из-за химических процессов, в результате которых выделяется большое количество теплоты. При всех этих сложных процессах некоторая часть тепла рассеивается. А может ли оно рассеяться полностью? Нет. Потери тепла незначительны, по сравнению с общей температурой ядра. И чтобы оно полностью остыло, потребуется более десятков миллиардов лет. Но мы этот процесс не застанем, так как даже Солнце погибнет быстрее, чем это произойдет.

Мантия

Дела с исследованием мантии обстоят аналогично ситуации с изучением ядра Земли. Причины, затрудняющие работу ученых, те же — глубоко, горячо, нет подходящих инструментов. Но к данному моменту удалось все-таки собрать относительно точные данные, поэтому перейдем к подробностям.

Мантия — вязкая раскаленная оболочка Земли, расположенная между ядром и земной корой. 

Зона, разделяющая мантию и ядро, названа по имени ученого Б. Гутенберга, обнаружившего ее существование.

Граница Гутенберга — граница, отделяющая мантию от ядра и находящаяся на глубине примерно 2900 км.

Соответственно, мантия — это самая массивная из внутренних оболочек Земли. Она простирается до глубины около 2900 км, и на нее приходится 70% массы планеты. В основном мантия состоит из тяжелых металлов, таких как кремний, магний, железо, сплав которых образует расплавленное вещество мантии — магму. Во время извержений вулканов она теряет часть своих газов и при выходе из недр наружу превращается в лаву.

 Мантия подразделяется на:

• верхнюю — глубина до 660 км; 
• нижнюю — глубина от 660 до 2900 км. 

В верхней мантии выделяют слой — астеносферу. Именно по ней движутся литосферные плиты — крупные участки земной коры, которые мы детально обсуждаем в статье «Тектоника Земли». Ее мощность составляет от 100 до 250 км. Из вещества астеносферы образуются магматические и метаморфические горные породы.

Земная кора и верхняя часть мантии до астеносферы слагают литосферу. Толщина литосферы под континентами 150—300 км, под океанами — от нескольких метров до 150 км.

Литосфера — это внешняя твердая оболочка Земли, включающая в себя земную кору и верхний слой мантии до астеносферы.

Это очень полезная оболочка нашей планеты. Именно она защищает нас от жара раскаленного ядра, из нее человечество добывает все полезные ресурсы. Литосфера, по сути, является нашей территорией для жизни.

Земная кора

Вот мы и подошли к описанию последнего, самого верхнего слоя нашей планеты, к той самой «скорлупе».

Земная кора — твердая внешняя оболочка Земли, верхняя часть литосферы. 

Выделяют 2 типа земной коры:

1. Континентальная или материковая земная кора.

Этот тип коры образует континенты. Его средняя мощность (толщина) около 35 км. Но это значение может сильно колебаться и достигать 70 км под горами: например, под Гималаями (здесь находится наивысшая точка на планете — Эверест). 

Состоит из 3 слоев:

• осадочный слой, сложенный осадочными горными породами;
• гранитный слой, который слагают метаморфические горные породы;
• базальтовый слой, образованный магматическими горными породами.

Обо всех видах пород мы подробнее поговорим ниже в соответствующем разделе.

2. Океаническая земная кора.

Она расположена под океанами, имеет мощность от 5 км (под Марианской впадиной — самой глубокой в мире) до 15 км. 

Состоит из 2 слоев:

• осадочный слой;
• базальтовый слой.

Граница Мохоровичича (граница Мохо) — граница, отделяющая мантию от земной коры.

Она расположена на расстоянии 10—70 км от поверхности. Глубина залегания зависит от мощности земной коры, то есть наличия гор на местности: чем выше горы, тем больше будет расстояние до этой границы.

Если вы читали книгу Жюля Верна «Путешествие к Центру Земли», то наверняка знаете, что с приближением к центру Земли температура постепенно увеличивается. В настоящее время научно доказано, что в земной коре температура возрастает с глубиной примерно на 3℃ каждые 100 м.

В задании №1 на ОГЭ может быть затронута почти любая тема из школьного курса географии. Поэтому предлагаем разобрать следующий вопрос:

Какой слой отсутствует в материковой земной коре?

1. базальтовый
2. гранитный
3. осадочный
4. присутствуют все

Решение.
Вспоминаем, что материковая земная кора состоит из трех слоев: осадочный, гранитный и базальтовый. Поэтому верный ответ — 4. 

Если бы у нас спрашивали про океаническую кору, то надо было бы вспомнить, что в ее составе отсутствует гранитный слой.

Ответ: 4

Подводя небольшой итог, можем сказать, что выделяют 5 основных слоев нашей планеты, представленных на схеме:

Горные породы

Из чего состоит наша планета, мы разобрались. А из чего состоит земная кора (верхний слой литосферы), на поверхности которой мы живем?

Из чего состоит земная кора? Земная кора более чем на 90% состоит из 8 химических элементов: — кислорода и кремния — более чем на 3/4; — алюминия, железа, кальция, калия, натрия, магния.

Химические элементы могут образовывать минералы, из которых, собственно, и состоят горные породы. То есть земная кора состоит не из случайной смеси химических элементов, а из горных пород, про которые мы сейчас и будем говорить. 

Минерал — это природное тело, однородное по составу и строению, представляющее собой химический элемент или химическое соединение (сложное вещество, состоящее из нескольких элементов).

Горные породы — природные тела, имеющие определенный состав, свойства, внешние признаки, состоящие из нескольких минералов и других горных пород. Большинство горных пород твердые, но есть и жидкие.  

Все горные породы делятся на три основных типа:

1. осадочные,
2. магматические, 
3. метаморфические.

У некоторых из них есть свои подтипы. Рассмотрим их детальнее.

1. Осадочные горные породы образуются только на поверхности земной коры при разрушении других горных пород, или осаждении из химических растворов, или из остатков отмерших организмов. Делятся на 3 типа.

2. Магматические горные породы — образуются в процессе застывания магмы как на поверхности земной коры, так и в недрах Земли. Делятся на 2 типа.

3. Метаморфические горные породы — горные породы, изменившиеся в недрах Земли под действием высоких температур, давления, газов и растворов.

Горные породы имеют свой возраст: какие-то из них образовались давным-давно, когда даже нас еще не было, а другие совсем недавно. Чтобы определить возраст породы, достаточно посмотреть на их расположение: ниже залегают более древние породы, а более молодые располагаются поверх более древних. Сейчас во всем разберемся на примере.

Рассмотрим задание №8 из КИМа ОГЭ.

Задание. Во время экскурсии учащиеся сделали схематическую зарисовку залегания горных пород на обрыве в карьере.

Расположите показанные на рисунке слои горных пород в порядке увеличения их возраста (от самого молодого до самого древнего). Запишите в таблицу получившуюся последовательность цифр.

1) глина
2) кварцит
3) песок

Решение.
Самые молодые породы залегают выше всего, а древние — ниже всего. Так как со временем происходит их наслаивание друг на друга, соответственно, порода, образовавшаяся в более ранний период, будет залегать глубже. Значит, самая молодая порода — глина, затем песок и кварцит.

Ответ: 132

Многие горные породы и минералы являются полезными ископаемыми, то есть имеют практическую ценность для человека.

Полезные ископаемые — минералы и горные породы, которые человек использует в своей повседневной жизни и в промышленности. 

Они делятся на 3 типа:

В данной статье мы узнали, как выглядит наша планета изнутри и какие бывают горные породы. Но как возникает рельеф и какие силы этому способствуют? Это вы можете узнать в статье «Внутренние и внешние силы Земли».

Термины

Планеты земной группы — четыре планеты, расположенные во внутренней области Солнечной системы, а именно Меркурий, Венера, Земля и Марс.

Фактчек

• Планета Земля состоит из трех основных слоев: земной коры, мантии и ядра.
• Ядро делится на внутреннее (твердое) и внешнее (жидкое).
• Мантия — самая массивная из внутренних оболочек, делится на верхнюю и нижнюю мантию. 
• Земную кору и мантию разделяет граница Мохо. Земная кора и верхняя часть мантии составляют литосферу. 
• Континентальная земная кора отличается от океанической мощностью — первая значительно толще, и наличием гранитного слоя — в океанической его нет.
• Горные породы делятся на магматические (интрузивные внутри; эффузивные снаружи), осадочные (биогенные, хемогенные, обломочные) и метаморфические. 
• Полезные ископаемые — это те горные породы, которые человек использует в хозяйственной деятельности.

Проверь себя

Задание 1.
Выберите правильное утверждение: 

1. Галька — осадочная обломочная горная порода диаметром 1—15 см.
2. Мрамор — магматическая горная порода.
3. Калийная соль — осадочная органогенная горная порода.
4. Известняк — метаморфическая горная порода.

Задание 2.
Граница Мохоровичича отделяет:

1. Ядро от мантии.
2. Мантию от земной коры.
3. Базальтовый слой от гранитного слоя.
4. Верхнюю мантию от нижней мантии.

Задание 3.
Вставьте пропущенные слова:

Верхняя часть Земли носит название литосфера. Это твердая оболочка земного шара, в состав которой входит земная кора и верхняя часть (…).

Земная кора — это оболочка, которая покрывает всю поверхность нашей планеты и состоит из (…) и горных пород. Под океанами ее мощность не превышает 15 километров, а на материках — 75 км. На долю этого слоя Земли приходится всего 5% объема и менее 1% массы всей планеты. Кора под океанами состоит из осадочного и (…) слоев. Оболочка, покрывающая материки, имеет более сложное строение. Выделяют три слоя континентальной земной коры: осадочный (10—15 км), гранитный (5—15 км), базальтовый (10—35 км).

Список слов:

1. ядро
2. полезные ископаемые
3. мантия
4. гранитный
5. минералы
6. базальтовый

Ответы: 1. —1; 2. — 2; 3. — 3, 5, 6.