Земля имеет в первом грубом приближении форму шара (фактический радиус Земли равен 6357-6378 км) и состоит из нескольких оболочек. Эти слои могут быть определены либо их химическими или их реологическими свойствами. В центре расположено ядро Земли с радиусом около 1250 км, которое в основном состоит из железа и никеля. Далее идёт жидкая часть ядра Земли (состоящее в основном из железа) с толщиной около 2200 км. Потом 2900 км вязкой мантии, состоящей из силикатов и оксидов, а сверху довольно тонкая, твердая земная кора . Она также состоит из силикатов и оксидов, но обогащена элементами, которые не встречаются в мантийных породах. Научное понимание внутренней структуры Земли основывается на наблюдениях топография и батиметрии , наблюдения горных пород в обнажениях , образцах поднятых на поверхность с больших глубин в результате вулканической активности, анализе сейсмических волн, которые проходят сквозь Землю, измерении гравитации областей Земли, и экспериментах с кристаллическими твердыми телами при давлениях и температурах, характерных для глубоких недр Земли.
Содержание |
Сила, гравитация Земли может быть использована для расчета её массы, а также оценки объема планеты, и её средней плотности. Астрономы также могут рассчитать массу Земли по её орбите и влиянию на близлежащие планетарные тела. Наблюдения скал, водоемов и атмосферы, позволяют оценить массу, объем и плотность горных пород на определенной глубине, так что остальная масса должна находиться в более глубоких слоях.
Структуру Земли можно классифицировать по двум принципам: по механическим свойствами, такими как реология , или по химическим свойствам. Механически, она может быть разделена на литосферы , астеносферы , мезосферы , внешнее ядро и внутреннее ядро .Химически Землю можно разделить на земную кору, верхнюю мантию, нижнюю мантию, внешнее ядро и внутреннее ядро.
Геологических слои Земли находятся на следующих глубинах под поверхностью:[1]:
| Глубина | Слой | |
|---|---|---|
| Километры | Мили | |
| 0–60 | 0–37 | Литосфера (локально колеблется от 5 до 200 км) |
| 0–35 | 0–22 | Кора (локально колеблется от 5 до 70 км) |
| 35–60 | 22–37 | Верхняя часть мантии |
| 35–2,890 | 22–1,790 | Мантия |
| 100–200 | 62–125 | Астеносфера |
| 35–660 | 22–410 | Верхняя мезосфера (верхняя мантия) |
| 660–2,890 | 410–1,790 | Нижняя мезосфера (нижняя мантия) |
| 2,890–5,150 | 1,790–3,160 | Внешнее ядро |
| 5,150–6,360 | 3,160–3,954 | Внутреннее ядро |
Слои Земли были определены косвенно с помощью измерения времени распространения преломленных и отраженных сейсмических волн, созданных землетрясениями. Ядро не пропускает поперечные волны, а скорость распространения волн отличается в разных слоях. Изменения в скорости сейсмических волн между различными слоями вызывает их преломление благодаря закону Снелла.
Средняя плотность Земли 5515 кг/м3 . Поскольку средняя плотность материала поверхности составляет всего лишь около 3000 кг/м3 , мы должны заключить, что плотные материалы существуют в ядре Земли. Еще одно доказательство высокой плотности ядра происходит из изучения сейсмологии.
Сейсмические измерения показывают, что ядро делится на две части, твердое внутреннее ядро с радиусом ~ 1220 км [ 2 ] и жидкое внешнее ядро, с радиусом ~ 3400 км[2].
Мантия Земли простирается до глубины 2890 км, что делает её самым толстым слоем Земли. Давление в нижней мантии, составляет ~ 140 ГПа (1,4 М атм ). Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием по отношению к вышележащей коре.Высокие температуры в мантии делают силикатный материал достаточно пластичным , чтобы могла существовать конвекция вещества в мантии, выходящая на поверхность через разломы в тектонических плитах. Плавление и вязкость вещества зависят от давления и химических изменений в мантии. Вязкость мантии колеблется от 1021 до 1024 Pa·s , в зависимости от глубины. [3] Для сравнения, вязкость воды составляет около 10−3 Pa·s , а песка 107 Pa·s.
Кора колеблется от 5 до 70 км в глубину от поверхности. Самые тонкие части океанической коры , которые лежат в основе океанических бассейнов (5-10 км) и состоят из плотной (мафической (англ.) ) железо-магниевой силикатной породы , такой как базальт.
В 1692 году Эдмунд Галлей (в статье, напечатанной в Философских трудах Королевского общества в Лондоне ), выдвинул идею о Земле , состоящей из полого корпуса около 500 миль толщиной, с двумя внутренними концентрическими оболочеками вокруг внутреннего ядра, соответствующего диаметра планет Венеры, Марса и Меркурия, соответственно[4].
Структура Земли.
