Zemljina kora je tvrdi površinski sloj naše planete. Nastao je prije više milijardi godina i stalno mijenja svoj izgled pod utjecajem vanjskih i unutrašnjih sila. Dio je skriven pod vodom, drugi formira kopno. Zemljina kora se sastoji od raznih hemikalija. Hajde da saznamo koje.

Površina planete

Stotine miliona godina nakon nastanka Zemlje, njen vanjski sloj kipuće rastopljene stijene počeo je da se hladi i formirao je Zemljinu koru. Površina se mijenjala iz godine u godinu. Na njemu su se pojavile pukotine, planine i vulkani. Vjetar ih je izgladio, tako da su se nakon nekog vremena ponovo pojavile, ali na različitim mjestima.

Zahvaljujući spoljašnjem i unutrašnjem, čvrsti sloj planete je heterogen. Sa stanovišta strukture, mogu se razlikovati sljedeći elementi zemljine kore:

• geosinklinale ili nabrane oblasti;
• platforme;
• rubni rasjedi i korita.

Platforme su ogromna područja koja se nisko kreću. Njihov gornji sloj (do dubine od 3-4 km) prekriven je sedimentnim stijenama koje se javljaju u horizontalnim slojevima. Donji nivo (temelj) je jako zgužvan. Sastoji se od metamorfnih stijena i može sadržavati magmatske inkluzije.

Geosinklinale su tektonski aktivna područja u kojima se dešavaju procesi izgradnje planina. Nastaju na spoju okeanskog dna i kontinentalne platforme, ili u koritu okeanskog dna između kontinenata.

Ako se planine formiraju blizu granice platforme, mogu se pojaviti rubni rasjedi i korita. Dosežu do 17 kilometara dubine i protežu se duž planinske formacije. Vremenom se ovdje akumuliraju sedimentne stijene i formiraju mineralne naslage (nafta, kamene i kalijeve soli, itd.).

Sastav kore

Masa kore je 2,8 1019 tona. Ovo je samo 0,473% mase cele planete. Sadržaj tvari u njemu nije toliko raznolik kao u plaštu. Formiran je od bazalta, granita i sedimentnih stijena.

99,8% zemljine kore sastoji se od osamnaest elemenata. Ostatak čini samo 0,2%. Najčešći su kiseonik i silicijum, koji čine većinu mase. Pored njih, kora je bogata aluminijumom, gvožđem, kalijumom, kalcijumom, natrijumom, ugljenikom, vodonikom, fosforom, hlorom, azotom, fluorom itd. Sadržaj ovih materija se može videti u tabeli:

Najrjeđi element se smatra astatom, izuzetno nestabilnom i toksičnom tvari. Rijetki minerali također uključuju telur, indijum i talijum. Često su rasuti i ne sadrže velike koncentracije na jednom mjestu.

Kontinentalna kora

Kontinentalna ili kontinentalna kora je ono što obično nazivamo kopnom. Prilično je star i pokriva oko 40% cijele planete. Mnoga od njegovih područja dosežu starost od 2 do 4,4 milijarde godina.

Kontinentalna kora se sastoji od tri sloja. Odozgo je prekriven diskontinuiranim sedimentnim pokrivačem. Stijene u njemu leže u slojevima ili slojevima, jer nastaju kompresijom i zbijanjem sedimenata soli ili ostataka mikroorganizama.

Niži i drevniji sloj predstavljaju graniti i gnajsovi. Nisu uvijek skrivene ispod sedimentnih stijena. Na nekim mjestima izlaze na površinu u obliku kristalnih štitova.

Najniži sloj se sastoji od metamorfnih stijena poput bazalta i granulita. Bazaltni sloj može doseći 20-35 kilometara.

Okeanska kora

Deo zemljine kore skriven ispod voda Svetskog okeana naziva se okeanskim. Tanji je i mlađi od kontinentalnog. Starost kore je manja od dvije stotine miliona godina, a njena debljina je oko 7 kilometara.

Kontinentalna kora se sastoji od sedimentnih stijena iz dubokomorskih ostataka. Ispod je bazaltni sloj debljine 5-6 kilometara. Ispod njega počinje plašt, ovdje predstavljen uglavnom peridotitima i dunitima.

Svakih sto miliona godina kora se obnavlja. Apsorbira se u zonama subdukcije i ponovo formira na srednjeokeanskim grebenima uz pomoć minerala koji izlaze.

Zemljina kora- tanka gornja ljuska Zemlje, koja ima debljinu od 40-50 km na kontinentima, 5-10 km ispod okeana i čini samo oko 1% Zemljine mase.

Osam elemenata - kiseonik, silicijum, vodonik, aluminijum, gvožđe, magnezijum, kalcijum, natrijum - čine 99,5% zemljine kore.

Na kontinentima je kora troslojna: sedimentne stijene prekrivaju granitne stijene, a granitne stijene prekrivaju bazaltne stijene. Pod okeanima kora je “okeanskog”, dvoslojnog tipa; sedimentne stijene jednostavno leže na bazaltima, nema granitnog sloja. Postoji i prelazni tip zemljine kore (ostrvo-lučne zone na rubovima okeana i neka područja na kontinentima, na primjer).

Zemljina kora je najveća u planinskim predjelima (ispod Himalaja - preko 75 km), prosječna u platformskim područjima (ispod Zapadnosibirske nizije - 35-40, unutar Ruske platforme - 30-35), a najmanje u centralnim područjima okeani (5-7 km).

Pretežni dio zemljine površine su ravnice kontinenata i dno okeana. strma krivina dna, prelazi u kontinentalnu padinu (nagib varira od 15-17 do 20-30°). Padine se postepeno izravnavaju i pretvaraju u ponorne ravnice (dubine 3,7-6,0 km). Okeanski rovovi imaju najveću dubinu (9-11 km), od kojih se velika većina nalazi na sjevernoj i zapadnoj periferiji.

Zemljina kora se formirala postepeno: prvo je formiran bazaltni sloj, a zatim sloj granita i dalje se formira do danas.

Duboki slojevi litosfere, koji se proučavaju geofizičkim metodama, imaju prilično složenu i još uvijek nedovoljno proučenu strukturu, baš kao i plašt i jezgro Zemlje. Ali već je poznato da se gustina stijena povećava sa dubinom, i ako na površini iznosi u prosjeku 2,3-2,7 g/cm3, onda na dubini od oko 400 km iznosi 3,5 g/cm3, a na dubini od 2900 km (granica plašta i vanjskog jezgra) - 5,6 g/cm3. U središtu jezgra, gdje pritisak dostiže 3,5 hiljada t/cm2, on se povećava na 13-17 g/cm3. Utvrđena je i priroda porasta duboke temperature Zemlje. Na dubini od 100 km iznosi približno 1300 K, na dubini od približno 3000 km -4800 K, au centru Zemljinog jezgra - 6900 K.

Pretežni dio Zemljine tvari je u čvrstom stanju, ali na granici zemljine kore i gornjeg omotača (dubine od 100-150 km) leži sloj omekšanih, pastoznih stijena. Ova debljina (100-150 km) naziva se astenosfera. Geofizičari smatraju da i drugi dijelovi Zemlje mogu biti u razrijeđenom stanju (zbog dekompresije, aktivnog radio raspada stijena, itd.), a posebno zona vanjskog jezgra. Unutrašnje jezgro je u metalnoj fazi, ali danas ne postoji konsenzus o njegovom materijalnom sastavu.

Karakteristična karakteristika evolucije Zemlje je diferencijacija materije, čiji je izraz struktura ljuske naše planete. Litosfera, hidrosfera, atmosfera, biosfera čine glavne ljuske Zemlje, koje se razlikuju po hemijskom sastavu, debljini i stanju materije.

Unutrašnja struktura Zemlje

Hemijski sastav Zemlje(Sl. 1) je sličan sastavu drugih zemaljskih planeta, kao što su Venera ili Mars.

Generalno, prevladavaju elementi kao što su gvožđe, kiseonik, silicijum, magnezijum i nikl. Sadržaj lakih elemenata je nizak. Prosječna gustina Zemljine supstance je 5,5 g/cm 3 .

Postoji vrlo malo pouzdanih podataka o unutrašnjoj strukturi Zemlje. Pogledajmo sl. 2. Prikazuje unutrašnju strukturu Zemlje. Zemlja se sastoji od kore, plašta i jezgra.

Rice. 1. Hemijski sastav Zemlje

Rice. 2. Unutrašnja struktura Zemlje

Core

Core(Sl. 3) nalazi se u centru Zemlje, njegov radijus je oko 3,5 hiljada km. Temperatura jezgra dostiže 10.000 K, odnosno viša je od temperature vanjskih slojeva Sunca, a njegova gustina je 13 g/cm 3 (uporedi: voda - 1 g/cm 3). Vjeruje se da je jezgro sastavljeno od legura željeza i nikla.

Vanjsko jezgro Zemlje ima veću debljinu od unutrašnjeg jezgra (radijus 2200 km) i nalazi se u tečnom (rastopljenom) stanju. Unutrašnje jezgro je podložno ogromnom pritisku. Supstance koje ga čine su u čvrstom stanju.

Mantle

Mantle- Zemljina geosfera, koja okružuje jezgro i čini 83% zapremine naše planete (vidi sliku 3). Njegova donja granica nalazi se na dubini od 2900 km. Plašt je podijeljen na manje gust i plastičan gornji dio (800-900 km), od kojeg se formira magma(u prijevodu s grčkog znači "gusta mast"; ovo je rastopljena tvar unutrašnjosti zemlje - mješavina kemijskih spojeva i elemenata, uključujući plinove, u posebnom polutečnom stanju); i kristalni donji, debljine oko 2000 km.

Rice. 3. Građa Zemlje: jezgro, plašt i kora

Zemljina kora

Zemljina kora - spoljni omotač litosfere (vidi sliku 3). Njegova gustina je otprilike dva puta manja od prosječne gustine Zemlje - 3 g/cm 3 .

Odvaja zemljinu koru od plašta Mohorovičić granica(često se naziva Moho granica), karakterizirano naglim povećanjem brzina seizmičkih valova. Postavio ga je 1909. hrvatski naučnik Andrej Mohorovičić (1857- 1936).

Budući da procesi koji se odvijaju u najgornjem dijelu plašta utiču na kretanje materije u zemljinoj kori, oni se objedinjuju pod opštim nazivom litosfera(kamena školjka). Debljina litosfere kreće se od 50 do 200 km.

Ispod se nalazi litosfera astenosfera- manje tvrda i manje viskozna, ali više plastična ljuska s temperaturom od 1200°C. Može preći Moho granicu, prodrijeti u zemljinu koru. Astenosfera je izvor vulkanizma. Sadrži džepove rastopljene magme, koja prodire u zemljinu koru ili se izliva na površinu zemlje.

Sastav i struktura zemljine kore

U poređenju sa plaštom i jezgrom, zemljina kora je veoma tanak, tvrd i krhak sloj. Sastoji se od lakše supstance, koja trenutno sadrži oko 90 prirodnih hemijskih elemenata. Ovi elementi nisu podjednako zastupljeni u zemljinoj kori. Sedam elemenata - kiseonik, aluminijum, gvožđe, kalcijum, natrijum, kalijum i magnezijum - čine 98% mase zemljine kore (vidi sliku 5).

Neobične kombinacije hemijskih elemenata formiraju različite stijene i minerale. Najstariji od njih stari su najmanje 4,5 milijardi godina.

Rice. 4. Struktura zemljine kore

Rice. 5. Sastav zemljine kore

Mineral je relativno homogeno prirodno tijelo po svom sastavu i svojstvima, formirano kako u dubinama tako i na površini litosfere. Primeri minerala su dijamant, kvarc, gips, talk, itd. (Karakteristike fizičkih svojstava različitih minerala ćete naći u Dodatku 2.) Sastav minerala na Zemlji prikazan je na Sl. 6.

Rice. 6. Opšti mineralni sastav Zemlje

Kamenje sastoje se od minerala. Mogu se sastojati od jednog ili više minerala.

sedimentne stijene - glina, krečnjak, kreda, pješčenjak itd. - nastali su taloženjem tvari u vodenoj sredini i na kopnu. Leže u slojevima. Geolozi ih nazivaju stranicama istorije Zemlje, jer mogu naučiti o prirodnim uslovima koji su postojali na našoj planeti u davna vremena.

Među sedimentnim stijenama razlikuju se organogene i anorganogene (klastične i kemogene).

Organogena Stijene nastaju kao rezultat nakupljanja životinjskih i biljnih ostataka.

Klastične stene nastaju kao rezultat trošenja, uništavanja vodom, ledom ili vjetrom produkata razaranja prethodno formiranih stijena (tablica 1).

Tabela 1. Klastične stijene ovisno o veličini fragmenata

Chemogenic Stijene nastaju kao rezultat taloženja tvari otopljenih u njima iz voda mora i jezera.

U debljini zemljine kore nastaje magma magmatskih stijena(Sl. 7), na primjer granit i bazalt.

Sedimentne i magmatske stijene, kada su potopljene na velike dubine pod utjecajem pritiska i visokih temperatura, podliježu značajnim promjenama, pretvarajući se u metamorfne stene. Na primjer, krečnjak se pretvara u mermer, kvarcni peščar u kvarcit.

Struktura zemljine kore podijeljena je na tri sloja: sedimentni, granit i bazalt.

Sedimentni sloj(vidi sliku 8) formiraju uglavnom sedimentne stijene. Ovdje prevladavaju gline i škriljci, a široko su zastupljene pješčane, karbonatne i vulkanske stijene. U sedimentnom sloju postoje naslage takvih mineral, kao ugalj, gas, nafta. Svi su organskog porijekla. Na primjer, ugalj je proizvod transformacije biljaka drevnih vremena. Debljina sedimentnog sloja uvelike varira - od potpunog odsustva u nekim kopnenim područjima do 20-25 km u dubokim depresijama.

Rice. 7. Klasifikacija stijena prema porijeklu

Sloj "granita". sastoji se od metamorfnih i magmatskih stijena, sličnih po svojstvima granitu. Ovdje su najčešći gnajsi, graniti, kristalni škriljci itd. Granitni sloj se ne nalazi svuda, ali na kontinentima gdje je dobro izražen, njegova maksimalna debljina može doseći i nekoliko desetina kilometara.

"Bazaltni" sloj formirane od stijena bliskih bazaltima. To su metamorfizirane magmatske stijene, gušće od stijena "granitnog" sloja.

Debljina i vertikalna struktura zemljine kore su različite. Postoji nekoliko tipova zemljine kore (slika 8). Prema najjednostavnijoj klasifikaciji, pravi se razlika između okeanske i kontinentalne kore.

Debljina kontinentalne i oceanske kore varira. Dakle, maksimalna debljina zemljine kore se uočava pod planinskim sistemima. To je oko 70 km. Pod ravnicama je debljina zemljine kore 30-40 km, a ispod okeana je najtanja - samo 5-10 km.

Rice. 8. Vrste zemljine kore: 1 - voda; 2- sedimentni sloj; 3—preslojavanje sedimentnih stijena i bazalta; 4 - bazalti i kristalne ultrabazične stijene; 5 – granitno-metamorfni sloj; 6 – granulit-mafični sloj; 7 - normalni plašt; 8 - dekomprimirani plašt

Razlika između kontinentalne i okeanske kore u sastavu stijena očituje se u tome što u okeanskoj kori nema granitnog sloja. I bazaltni sloj okeanske kore je veoma jedinstven. Po sastavu stijena razlikuje se od sličnog sloja kontinentalne kore.

Granica između kopna i okeana (nulta oznaka) ne bilježi prijelaz kontinentalne kore u okeansku. Zamjena kontinentalne kore okeanskom korom događa se u okeanu na dubini od približno 2450 m.

Rice. 9. Struktura kontinentalne i okeanske kore

Postoje i prijelazni tipovi zemljine kore - suboceanski i subkontinentalni.

Suboceanska kora smješteni duž kontinentalnih padina i podnožja, mogu se naći u rubnim i mediteranskim morima. Predstavlja kontinentalnu koru debljine do 15-20 km.

Subkontinentalna kora smještene, na primjer, na vulkanskim otočnim lukovima.

Na osnovu materijala seizmičko sondiranje - brzina prolaska seizmičkih talasa - dobijamo podatke o dubokoj strukturi zemljine kore. Tako je superduboka Kola, koja je po prvi put omogućila da se vide uzorci stijena sa dubine veće od 12 km, donijela mnogo neočekivanih stvari. Pretpostavljalo se da bi na dubini od 7 km trebao početi “bazaltni” sloj. U stvarnosti, nije otkriven, a među stijenama su prevladavali gnajsovi.

Promjena temperature zemljine kore sa dubinom. Površinski sloj zemljine kore ima temperaturu koju određuje sunčeva toplota. Ovo heliometrijskog sloja(od grčkog helio - Sunce), doživljava sezonske fluktuacije temperature. Prosječna debljina mu je oko 30 m.

Ispod je još tanji sloj, čija je karakteristična karakteristika konstantna temperatura koja odgovara srednjoj godišnjoj temperaturi mjesta promatranja. Dubina ovog sloja se povećava u kontinentalnoj klimi.

Još dublje u zemljinoj kori nalazi se geotermalni sloj čija je temperatura određena unutrašnjom toplinom Zemlje i raste sa dubinom.

Do povećanja temperature dolazi uglavnom zbog raspadanja radioaktivnih elemenata koji čine stijene, prvenstveno radijuma i uranijuma.

Količina povećanja temperature u stijenama s dubinom naziva se geotermalni gradijent. Ona varira u prilično širokom rasponu - od 0,1 do 0,01 °C/m - i zavisi od sastava stijena, uslova njihovog nastanka i niza drugih faktora. Pod okeanima temperatura raste brže sa dubinom nego na kontinentima. U prosjeku, na svakih 100 m dubine postaje toplije za 3 °C.

Recipročna vrijednost geotermalnog gradijenta se naziva geotermalna faza. Mjeri se u m/°C.

Toplota zemljine kore je važan izvor energije.

Dio zemljine kore koji se proteže do dubina dostupnih oblicima geološkog proučavanja utroba zemlje. Unutrašnjost Zemlje zahtijeva posebnu zaštitu i razumnu upotrebu.

Postoje dva glavna tipa zemljine kore - kontinentalna i okeanska - i tri prelazna, ili srednja, tipa - subkontinentalna, suboceanska i kontinentalna kora sa smanjenim granitnim slojem ( Fig.1).

Rice. 1. Struktura zemljine kore kontinenata i okeana:

1 - voda, 2 - sedimentne stijene, 3 - granitno-metamorfni sloj, 4 - bazaltni sloj, 5 - Zemljin omotač (M - Mohorovičićeva površina), 6 - dijelovi plašta sastavljen od stijena velike gustine, 7 - presjeci plašt sastavljen od stijena smanjene gustine, 8 - duboki rasjedi, 9 - vulkanski konus i magma kanal

Continentalcrust Predmezozojsko doba karakteriše velika debljina (u prosjeku 58 km, ponegdje i do 80 km). Obično se sastoji od gornjeg sloja sedimentnih stijena (prosječne debljine 15 km), sloja granita (13 km) i donjeg sloja bazalta (30 km). Ova vrsta kore čini kontinente koji su nastali najkasnije početkom mezozoika, kontinentalni pojas (šelf), kontinentalni nagib i kontinentalno podnožje.

Okeanska kora mladi, formirani ne ranije od početka mezozoika i nastavljaju se formirati danas u oceanima, gdje se, kao rezultat horizontalnog kretanja kontinenata, udaljavaju jedan od drugog. Prosječna debljina okeanske kore je 7 km. Sastoji se od tri sloja: gornji sloj su relativno rastresiti morski sedimenti, drugi sloj (preko bazalt) su slojevi bazaltne lave i litificiranih sedimenata (zbijenih sedimenata koji su se pretvorili u stijene), treći sloj je bazalt. Srednjookeanski grebeni povezani su sa zonama rupture i širenja okeanske kore, u čijem području se debljina kore višestruko povećava. Okeanska kora čini dno okeana koje je nastalo u mezozoiku.

Subkontinentalna kora njegova je struktura slična kontinentalnoj kori, iako je obično inferiornija od nje u debljini. Sastoji se od otočnih lukova odvojenih od kopna rubnim morima. Ovo su ostrvski lukovi zapadnog Tihog okeana. Prirodni procesi se odvijaju velikom brzinom, kao u geosinklinalnim područjima kontinenata.

Suboceanska kora čini duboke dijelove rubnih mora koje odvajaju otočne lukove od kontinenata. Po sastavu i strukturi blizak je okeanskoj kori, ali s njom ne čini jedinstvenu cjelinu. Ova vrsta kore sastoji se od dubokih dijelova Ohotskog, Japanskog, Istočnokineskog, Južnokineskog i drugih mora.

Kontinentalna kora sa smanjenim slojem granita - nastaje u slučajevima njegovog uranjanja ispod nivoa okeana, dok se granitni sloj pod uticajem visokih temperatura i pritiska plašta koji se približava delimično raspada i rekristališe u bazalte. Takvi se procesi odvijaju u oblastima Gondvane i kopnene mase Tasmantisa koja je potonula u kenozoik.

Proučavanje unutrašnje strukture planeta, uključujući i našu Zemlju, izuzetno je težak zadatak. Ne možemo fizički da „bušimo“ u zemljinu koru sve do samog jezgra planete, tako da je svo znanje koje smo stekli u ovom trenutku znanje dobijeno „opipom“, i to na najbukvalniji način.

Kako funkcionira seizmičko istraživanje na primjeru istraživanja naftnih polja. “Zovemo” zemlju i “slušamo” šta će nam reflektovani signal donijeti

Činjenica je da je najjednostavniji i najpouzdaniji način da saznate šta se nalazi ispod površine planete i što je dio njene kore proučavanje brzine širenja seizmički talasi u dubinama planete.

Poznato je da se brzina longitudinalnih seizmičkih valova povećava u gušćim medijima i, naprotiv, smanjuje u rastresitim tlima. U skladu s tim, poznavajući parametre različitih vrsta stijena i proračunate podatke o pritisku itd., "slušajući" primljeni odgovor, možete razumjeti kroz koje slojeve zemljine kore je prošao seizmički signal i koliko su duboko ispod površine. .

Proučavanje strukture zemljine kore pomoću seizmičkih talasa

Seizmičke vibracije mogu biti uzrokovane dvije vrste izvora: prirodno I vještački. Prirodni izvori vibracija su potresi, čiji valovi nose potrebnu informaciju o gustoći stijena kroz koje prodiru.

Arsenal umjetnih izvora vibracija je opsežniji, ali prije svega, umjetne vibracije nastaju običnom eksplozijom, ali postoje i "suptilniji" načini rada - generatori usmjerenih impulsa, seizmički vibratori itd.

Izvođenje miniranja i proučavanje brzina seizmičkih talasa seizmičko istraživanje- jedna od najvažnijih grana moderne geofizike.

Šta je dalo proučavanje seizmičkih talasa unutar Zemlje? Analiza njihove distribucije otkrila je nekoliko skokova u promjeni brzine prilikom prolaska kroz utrobu planete.

Zemljina kora

Zabilježen je prvi skok, u kojem se brzine povećavaju sa 6,7 ​​na 8,1 km/s, kažu geolozi osnove zemljine kore. Ova površina se nalazi na različitim mjestima na planeti na različitim nivoima, od 5 do 75 km. Granica između zemljine kore i donje ljuske, plašta, naziva se "Mohorovičićeve površine", nazvan po jugoslovenskom naučniku A. Mohorovičiću koji ga je prvi ustanovio.

Mantle

Mantle leži na dubinama do 2.900 km i podijeljen je na dva dijela: gornji i donji. Granica između gornjeg i donjeg plašta također se otkriva skokom brzine širenja longitudinalnih seizmičkih valova (11,5 km/s) i nalazi se na dubinama od 400 do 900 km.

Gornji plašt ima složenu strukturu. U njegovom gornjem dijelu nalazi se sloj koji se nalazi na dubinama od 100-200 km, gdje poprečni seizmički valovi slabe za 0,2-0,3 km/s, a brzine uzdužnih valova se suštinski ne mijenjaju. Ovaj sloj je imenovan talasovod. Njegova debljina je obično 200-300 km.

Deo gornjeg plašta i kore koji leži iznad talasovoda naziva se litosfera, i sam sloj smanjenih brzina - astenosfera.

Dakle, litosfera je kruta, čvrsta ljuska pod kojom se nalazi plastična astenosfera. Pretpostavlja se da se u astenosferi odvijaju procesi koji uzrokuju kretanje litosfere.

Unutrašnja struktura naše planete

Zemljino jezgro

U podnožju plašta dolazi do naglog smanjenja brzine širenja longitudinalnih talasa sa 13,9 na 7,6 km/s. Na ovom nivou nalazi se granica između plašta i Zemljino jezgro, dublje od koje se poprečni seizmički talasi više ne šire.

Radijus jezgra dostiže 3500 km, njegov volumen je 16% zapremine planete, a njegova masa 31% mase Zemlje.

Mnogi naučnici vjeruju da je jezgro u rastopljenom stanju. Njegov vanjski dio karakteriziraju naglo smanjene vrijednosti brzina uzdužnih valova u unutrašnjem dijelu (sa radijusom od 1200 km) brzine seizmičkih valova ponovo rastu na 11 km/s. Gustoća stijena jezgra je 11 g/cm 3, a određena je prisustvom teških elemenata. Tako težak element može biti gvožđe. Najvjerovatnije je željezo sastavni dio jezgra, jer jezgro čistog željeza ili sastava željezo-nikl treba imati 8-15% veću gustinu od postojeće gustine jezgra. Stoga se čini da su kisik, sumpor, ugljik i vodonik vezani za željezo u jezgru.

Geohemijska metoda za proučavanje strukture planeta

Postoji još jedan način da se proučava duboka struktura planeta - geohemijska metoda. Identifikacija različitih omotača Zemlje i drugih zemaljskih planeta prema fizičkim parametrima nalazi sasvim jasnu geohemijsku potvrdu zasnovanu na teoriji heterogene akrecije, prema kojoj je sastav jezgara planeta i njihovih vanjskih omotača, uglavnom, u početku različiti i zavise od najranije faze njihovog razvoja.

Kao rezultat ovog procesa, oni najteži su koncentrisani u jezgru ( gvožđe-nikl) komponente, au vanjskim omotačima - lakši silikat ( chondritic), obogaćen u gornjem plaštu isparljivim tvarima i vodom.

Najvažnija karakteristika zemaljskih planeta (Zemlje) je da je njihova vanjska ljuska, tzv. kora, sastoji se od dvije vrste tvari: " kopno" - feldspathic i " oceanic" - bazalt.

Kontinentalna kora Zemlje

Kontinentalna (kontinentalna) kora Zemlje sastoji se od granita ili stijena sličnih njima po sastavu, odnosno stijena s velikom količinom feldspata. Formiranje “granitnog” sloja Zemlje je posljedica transformacije starijih sedimenata u procesu granitizacije.

Granitni sloj treba posmatrati kao specifično ljuska Zemljine kore - jedina planeta na kojoj su naširoko razvijeni procesi diferencijacije materije uz učešće vode i hidrosfere, atmosfere kiseonika i biosfere. Na Mjesecu i, vjerovatno, na zemaljskim planetama, kontinentalna kora je sastavljena od gabro-anortozita - stijena koje se sastoje od velike količine feldspata, iako nešto drugačijeg sastava nego u granitima.

Najstarije (4,0-4,5 milijardi godina) površine planeta su sastavljene od ovih stijena.

Oceanska (bazaltna) kora Zemlje

Okeanska (bazaltna) kora Zemlja je nastala kao rezultat rastezanja i povezana je sa zonama dubokih rasjeda, što je dovelo do prodora bazaltnih centara gornjeg plašta. Bazaltni vulkanizam se naslanja na prethodno formiranu kontinentalnu koru i relativno je mlađa geološka formacija.

Manifestacije bazaltnog vulkanizma na svim zemaljskim planetama su očigledno slične. Široki razvoj bazaltnih “mora” na Mjesecu, Marsu i Merkuru očito je povezan s rastezanjem i formiranjem, kao rezultat ovog procesa, zona propusnosti duž kojih su bazaltne taline plašta izjurile na površinu. Ovaj mehanizam ispoljavanja bazaltnog vulkanizma je manje-više sličan za sve zemaljske planete.

Zemljin satelit, Mjesec, također ima strukturu školjke koja generalno replicira Zemljinu, iako ima upečatljivu razliku u sastavu.

Toplotni tok Zemlje. Najtoplije je u područjima rasjeda u zemljinoj kori, a najhladnije u područjima drevnih kontinentalnih ploča

Metoda za mjerenje toplotnog toka za proučavanje strukture planeta

Drugi način proučavanja duboke strukture Zemlje je proučavanje njenog toplotnog toka. Poznato je da se Zemlja, vruća iznutra, odriče svoje toplote. O zagrijavanju dubokih horizonata svjedoče vulkanske erupcije, gejziri i topli izvori. Toplota je glavni izvor energije Zemlje.

Povećanje temperature sa dubinom od Zemljine površine u prosjeku iznosi oko 15°C po 1 km. To znači da bi na granici litosfere i astenosfere, koja se nalazi na približno 100 km dubine, temperatura trebala biti blizu 1500 °C. Utvrđeno je da na toj temperaturi dolazi do topljenja bazalta. To znači da astenosferska školjka može poslužiti kao izvor magme bazaltnog sastava.

Sa dubinom, temperatura se mijenja prema složenijem zakonu i ovisi o promjeni tlaka. Prema proračunskim podacima, na dubini od 400 km temperatura ne prelazi 1600 °C, a na granici jezgra i plašta procjenjuje se na 2500-5000 °C.

Utvrđeno je da se oslobađanje toplote stalno dešava na celoj površini planete. Toplina je najvažniji fizički parametar. Neka njihova svojstva zavise od stepena zagrijavanja stijena: viskoznost, električna provodljivost, magnetizam, fazno stanje. Stoga se po termičkom stanju može suditi o dubinskoj strukturi Zemlje.

Mjerenje temperature naše planete na velikim dubinama tehnički je težak zadatak, jer su samo prvi kilometri zemljine kore dostupni za mjerenja. Međutim, unutrašnja temperatura Zemlje može se proučavati indirektno putem mjerenja toplotnog toka.

Uprkos činjenici da je glavni izvor toplote na Zemlji Sunce, ukupna snaga toplotnog toka naše planete je 30 puta veća od snage svih elektrana na Zemlji.

Mjerenja su pokazala da je prosječni protok toplote na kontinentima i okeanima isti. Ovaj rezultat se objašnjava činjenicom da u okeanima većina topline (do 90%) dolazi iz plašta, gdje je proces prijenosa materije pokretnim tokovima intenzivniji - konvekcija.

Konvekcija je proces u kojem se zagrijani fluid širi, postaje lakši i diže se, dok hladniji slojevi tonu. Budući da je materija plašta po svom stanju bliža čvrstom tijelu, konvekcija u njoj nastaje pod posebnim uvjetima, pri malim brzinama protoka materijala.

Kakva je termalna istorija naše planete? Njegovo početno zagrijavanje vjerojatno je povezano s toplinom koja nastaje sudarom čestica i njihovim sabijanjem u vlastitom gravitacijskom polju. Toplina je tada nastala kao rezultat radioaktivnog raspada. Pod utjecajem topline nastala je slojevita struktura Zemlje i zemaljskih planeta.

Radioaktivna toplota se i dalje oslobađa u Zemlji. Postoji hipoteza prema kojoj se na granici rastaljenog jezgra Zemlje procesi cijepanja materije nastavljaju do danas uz oslobađanje ogromne količine toplinske energije, zagrijavajući plašt.