Σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις της γεωλογίας, ο πλανήτης μας αποτελείται από πολλά στρώματα - γεωσφαίρες. Διαφέρουν ως προς τις φυσικές ιδιότητες, τη χημική σύσταση και Στο κέντρο της Γης υπάρχει ένας πυρήνας, ακολουθούμενος από τον μανδύα, μετά ο φλοιός της γης, η υδρόσφαιρα και η ατμόσφαιρα.
Σε αυτό το άρθρο θα δούμε τη δομή φλοιός της γης, το οποίο είναι πάνω μέροςλιθόσφαιρα. Είναι ένα εξωτερικό συμπαγές κέλυφος του οποίου το πάχος είναι τόσο μικρό (1,5%) που μπορεί να συγκριθεί με ένα λεπτό φιλμ στην κλίμακα ολόκληρου του πλανήτη. Ωστόσο, παρόλα αυτά, είναι το ανώτερο στρώμα του φλοιού της γης που παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον για την ανθρωπότητα ως πηγή ορυκτό.
Ο φλοιός της γης χωρίζεται συμβατικά σε τρία στρώματα, καθένα από τα οποία είναι αξιοσημείωτο με τον δικό του τρόπο.
- Το ανώτερο στρώμα είναι ιζηματογενές. Φτάνει σε πάχος από 0 έως 20 km. Τα ιζηματογενή πετρώματα σχηματίζονται λόγω της εναπόθεσης ουσιών στην ξηρά ή της καθίζησής τους στον πυθμένα της υδρόσφαιρας. Αποτελούν μέρος του φλοιού της γης, που βρίσκεται σε αυτόν σε διαδοχικά στρώματα.
- Το μεσαίο στρώμα είναι γρανίτης. Το πάχος του μπορεί να κυμαίνεται από 10 έως 40 km. Πρόκειται για ένα πυριγενές πέτρωμα που σχημάτισε ένα συμπαγές στρώμα ως αποτέλεσμα εκρήξεων και επακόλουθης στερεοποίησης του μάγματος στη γη σε υψηλή πίεση και θερμοκρασία.
- Το κατώτερο στρώμα, το οποίο αποτελεί μέρος της δομής του φλοιού της γης, είναι βασάλτης, επίσης μαγματικής προέλευσης. Περιέχει υψηλότερες ποσότητες ασβεστίου, σιδήρου και μαγνησίου και η μάζα του είναι μεγαλύτερη από αυτή του γρανίτη.
Η δομή του φλοιού της γης δεν είναι η ίδια παντού. Ο ωκεάνιος φλοιός και ο ηπειρωτικός φλοιός έχουν ιδιαίτερα εντυπωσιακές διαφορές. Κάτω από τους ωκεανούς ο φλοιός της γης είναι πιο λεπτός και κάτω από τις ηπείρους είναι πιο παχύς. Είναι πιο πυκνό στις ορεινές περιοχές.
Η σύνθεση περιλαμβάνει δύο στρώματα - ιζηματογενές και βασάλτη. Κάτω από το στρώμα βασάλτη βρίσκεται η επιφάνεια του Moho και πίσω από αυτό βρίσκεται ο άνω μανδύας. Ο πυθμένας του ωκεανού έχει πολύπλοκες ανάγλυφες μορφές. Ανάμεσα σε όλη την ποικιλομορφία τους, ιδιαίτερη θέση κατέχουν οι τεράστιες μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές, στις οποίες γεννιέται νεαρός βασαλτικός ωκεάνιος φλοιός από τον μανδύα. Το Μάγμα έχει πρόσβαση στην επιφάνεια μέσω ενός βαθιού ρήγματος - ενός ρήγματος, το οποίο διατρέχει το κέντρο της κορυφογραμμής κατά μήκος των κορυφών. Έξω, το μάγμα εξαπλώνεται, ωθώντας συνεχώς τα τοιχώματα του φαραγγιού στα πλάγια. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται «εξάπλωση».
Η δομή του φλοιού της γης είναι πιο περίπλοκη στις ηπείρους παρά κάτω από τους ωκεανούς. Ο ηπειρωτικός φλοιός καταλαμβάνει πολύ μικρότερη έκταση από τον ωκεάνιο φλοιό - έως και 40% η επιφάνεια της γης, αλλά έχει πολύ μεγαλύτερη δύναμη. Κάτω φτάνει σε πάχος 60-70 χλμ. Ο ηπειρωτικός φλοιός έχει δομή τριών στρωμάτων - ιζηματογενές στρώμα, γρανίτη και βασάλτη. Σε περιοχές που ονομάζονται ασπίδες, ένα στρώμα γρανίτη βρίσκεται στην επιφάνεια. Για παράδειγμα, είναι κατασκευασμένο από πέτρες γρανίτη.
Το υποθαλάσσιο ακραίο τμήμα της ηπείρου - η υφαλοκρηπίδα, έχει επίσης μια ηπειρωτική δομή του φλοιού της γης. Περιλαμβάνει επίσης τα νησιά Καλιμαντάν, Νέα Ζηλανδία, Νέα Γουινέα, Σουλαουέζι, Γροιλανδία, Μαδαγασκάρη, Σαχαλίνη κ.λπ. Καθώς και εσωτερικές και περιθωριακές θάλασσες: Μεσόγειος, Αζοφική, Μαύρη.
Είναι δυνατό να χαράξουμε ένα όριο μεταξύ του στρώματος γρανίτη και του στρώματος βασάλτη μόνο υπό όρους, καθώς έχουν παρόμοια ταχύτητα διέλευσης σεισμικών κυμάτων, η οποία χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της πυκνότητας των στρωμάτων της γης και της σύνθεσής τους. Το στρώμα του βασάλτη έρχεται σε επαφή με την επιφάνεια του Moho. Το ιζηματογενές στρώμα μπορεί να έχει διαφορετικά πάχη, ανάλογα με τη μορφή εδάφους που βρίσκεται σε αυτό. Στα βουνά, για παράδειγμα, είτε απουσιάζει είτε έχει πολύ μικρό πάχος, λόγω του γεγονότος ότι χαλαρά σωματίδια κινούνται κάτω από τις πλαγιές υπό την επίδραση εξωτερικές δυνάμεις. Είναι όμως πολύ ισχυρό σε περιοχές πρόποδες, βυθίσματα και λεκάνες. Έτσι, σε αυτό φτάνει τα 22 χλμ.
Σελίδα 1Δημόσιο μάθημαστη γεωγραφία στην Στ΄ τάξη
με θέμα: «Η εσωτερική δομή της Γης».
Εκπαιδευτικός: Προσκουρίνα Ν.Π.
Στόχος: εισάγουν τους μαθητές στα κύρια (εσωτερικά) κελύφη της Γης, τη δομή και τη σύνθεσή τους. δώστε μια ιδέα για το πώς να μελετήσετε τον φλοιό της γης. ανάπτυξη μνήμης, ομιλίας, λογική σκέψη; αναφέρω προσεκτική στάσηστη φύση.
Εξοπλισμός:
άτλαντες, Φυσική κάρτακόσμος, πίνακας «Εσωτερική δομή της Γης», βάρκα.
Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων.
Οργανωτική αρχή.
Είστε όλοι έτοιμοι για το μάθημα;
Τότε ας ξεκινήσουμε το μάθημα.
Στην 6η τάξη, έχουμε ήδη μελετήσει το θέμα «Σχέδιο και Χάρτης», αλλά στη συνέχεια θα μελετήσουμε τα κελύφη της Γης με την ακόλουθη σειρά: «Λιθόσφαιρα», «Υδρόσφαιρα», «Ατμόσφαιρα», «Βιόσφαιρα».
Ποιο κέλυφος της Γης ονομάζεται λιθόσφαιρα;
Τι είναι η υδρόσφαιρα;
Ατμόσφαιρα;
Βιόσφαιρα;
Έχουμε προσεγγίσει το θέμα «Λιθόσφαιρα», αλλά δεν θα αρχίσουμε να το μελετάμε μέχρι να ελέγξουμε πώς θυμάστε αυτό που έχετε ήδη μελετήσει.
Ερωτήσεις:
1. Τι είναι η ζυγαριά; Τι τύπους του γνωρίζετε;
2. Προσδιορίστε το σχετικό και απόλυτο ύψος του λόφου.
3. Προσδιορίστε το όνομα του αντικειμένου με συντεταγμένες 28 νότια. w. και 138 γ. δ. (Lake Eyre - North.)
4. Υπολογίστε την απόσταση από τον γεωγραφικό βόρειο πόλο έως τον ισημερινό (90 επί 111 km ισούται με 9990).
5. Ποια πόλη βρίσκεται ψηλότερα;
α) Δελχί ή Πεκίνο.
β) Πόλη του Μεξικού ή Μπραζίλια.
Μελετώντας ένα νέο θέμα.
α) μήνυμα του θέματος, σκοπός του μαθήματος.
β) μελέτη ενός νέου θέματος:
Έχουμε το πιο σύγχρονο πλοίο, αλλά όχι για υποβρύχια ταξίδια, αλλά για υπόγεια ταξίδια.
Σταδιακά εμβαθύνοντας στα έγκατα της Γης, θα εξοικειωθούμε με την εσωτερική της δομή. Θα εισαγάγετε τα δεδομένα παρατήρησής σας σε έναν πίνακα.
φλοιός της γης στην κλίμακα ολόκληρης της Γης αντιπροσωπεύει το λεπτότερο φιλμ. Αποτελείται από στερεά ορυκτά και πετρώματα, δηλαδή η κατάστασή του είναι στερεή. η θερμοκρασία αυξάνεται μετά από 100 m κατά 3 βαθμούς. Παρά το μικρό του πάχος, ο φλοιός της γης έχει πολύπλοκη δομή.
Μανδύας.
Πυρήνας.
Λεπτό φυσικής αγωγής.
Μέθοδοι για τη μελέτη των βάθους της γης.
γ) πρωτογενής γενίκευση:
1. Ποια είναι η εσωτερική δομή της Γης;
2. Η γη, στην εσωτερική της δομή, μερικές φορές συγκρίνεται με αυγό κότας. Τι θέλουν να δείξουν με αυτή τη σύγκριση;
3. Κατασκευάστε ένα διάγραμμα πίτας «Εσωτερική δομή της Γης», που δείχνει το μερίδιο του όγκου του πυρήνα - 17%, του μανδύα - 82%, του φλοιού - 1%, στον συνολικό όγκο του πλανήτη.
4. Πείτε πώς αλλάζει η θερμοκρασία (ΠΙΕΣΗ) στα έγκατα της Γης.
Συμπληρώστε τον πίνακα «Τύποι γήινου φλοιού» χρησιμοποιώντας το σχήμα 23.
«Βρες ταίρι».
2. Ο φλοιός της γης είναι ηπειρωτικού τύπου. β) Θερμοκρασία 2000 βαθμοί, παχύρρευστη κατάσταση (στερεό).
3. Μανδύας. γ) Πάχος στρώσης 3 – 7 km.
4. Πυρήνας. δ) Θερμοκρασία 2000 - 5000 βαθμοί, συμπαγής, κατασκευασμένη από δύο στρώσεις.
Γιατί χρειάζεται να μελετήσουμε τον φλοιό της γης;
Με ποιους τρόπους μπορεί να γίνει αυτό;
Εργασία γνώσης γεγονότων.
Εργασία για το σπίτι: Νο. 16; ερώτηση 5.
Kirill Degtyarev, Ερευνητής, Μόσχα Κρατικό Πανεπιστήμιοτους. M. V. Lomonosov.
Στην πλούσια σε υδρογονάνθρακες χώρα μας, η γεωθερμική ενέργεια είναι ένα είδος εξωτικού πόρου, που, δεδομένης της τρέχουσας κατάστασης, είναι απίθανο να ανταγωνιστεί το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Ωστόσο αυτό εναλλακτική άποψηΗ ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί σχεδόν παντού και αρκετά αποτελεσματικά.
Φωτογραφία του Igor Konstantinov.
Μεταβολές στη θερμοκρασία του εδάφους με το βάθος.
Αύξηση της θερμοκρασίας των ιαματικών νερών και των ξηρών πετρωμάτων που τα περιέχουν με βάθος.
Η θερμοκρασία αλλάζει με το βάθος σε διάφορες περιοχές.
Η έκρηξη του ισλανδικού ηφαιστείου Eyjafjallajokull είναι μια απεικόνιση βίαιων ηφαιστειακών διεργασιών που συμβαίνουν σε ενεργές τεκτονικές και ηφαιστειακές ζώνες με ισχυρή ροή θερμότητας από τα έγκατα της γης.
Εγκατεστημένες ισχύς γεωθερμικών σταθμών ανά χώρα, MW.
Κατανομή γεωθερμικών πόρων σε ολόκληρη τη Ρωσία. Τα αποθέματα γεωθερμικής ενέργειας, σύμφωνα με τους ειδικούς, είναι αρκετές φορές μεγαλύτερα από τα ενεργειακά αποθέματα των οργανικών ορυκτών καυσίμων. Σύμφωνα με την Εταιρεία Γεωθερμικής Ενέργειας.
Η γεωθερμική ενέργεια είναι η θερμότητα του εσωτερικού της γης. Παράγεται στα βάθη και φτάνει στην επιφάνεια της Γης μέσα διαφορετικές μορφέςκαι με διαφορετικές εντάσεις.
Η θερμοκρασία των ανώτερων στρωμάτων του εδάφους εξαρτάται κυρίως από εξωτερικούς (εξωγενείς) παράγοντες - ηλιακό φωτισμό και θερμοκρασία αέρα. Το καλοκαίρι και την ημέρα, το έδαφος θερμαίνεται σε ορισμένα βάθη και το χειμώνα και τη νύχτα ψύχεται μετά από αλλαγές στη θερμοκρασία του αέρα και με κάποια καθυστέρηση που αυξάνεται με το βάθος. Η επίδραση των ημερήσιων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας του αέρα τελειώνει σε βάθη από μερικά έως αρκετές δεκάδες εκατοστά. Οι εποχιακές διακυμάνσεις επηρεάζουν τα βαθύτερα στρώματα του εδάφους - έως και δεκάδες μέτρα.
Σε κάποιο βάθος - από δεκάδες έως εκατοντάδες μέτρα - η θερμοκρασία του εδάφους παραμένει σταθερή, ίση με τη μέση ετήσια θερμοκρασία του αέρα στην επιφάνεια της Γης. Μπορείτε εύκολα να το επιβεβαιώσετε κατεβαίνοντας σε μια αρκετά βαθιά σπηλιά.
Όταν η μέση ετήσια θερμοκρασία του αέρα σε μια δεδομένη περιοχή είναι κάτω από το μηδέν, εκδηλώνεται ως μόνιμος παγετός (πιο συγκεκριμένα, μόνιμος πάγος). ΣΕ Ανατολική ΣιβηρίαΤο πάχος, δηλαδή το πάχος, των κατεψυγμένων εδαφών όλο το χρόνο φτάνει σε ορισμένα σημεία τα 200-300 m.
Από ένα ορισμένο βάθος (διαφορετικό για κάθε σημείο του χάρτη), η δράση του Ήλιου και της ατμόσφαιρας εξασθενεί τόσο πολύ που οι ενδογενείς (εσωτερικοί) παράγοντες έρχονται πρώτοι και το εσωτερικό της γης θερμαίνεται από το εσωτερικό, ώστε η θερμοκρασία αρχίζει να ανεβαίνει. με βάθος.
Η θέρμανση των βαθιών στρωμάτων της Γης συνδέεται κυρίως με την αποσύνθεση των ραδιενεργών στοιχείων που βρίσκονται εκεί, αν και άλλες πηγές θερμότητας ονομάζονται επίσης, για παράδειγμα, φυσικοχημικές, τεκτονικές διεργασίες στα βαθιά στρώματα του φλοιού και του μανδύα της γης. Όποιος κι αν είναι όμως ο λόγος, η θερμοκρασία των πετρωμάτων και των σχετικών υγρών και αέριων ουσιών αυξάνεται με το βάθος. Οι ανθρακωρύχοι αντιμετωπίζουν αυτό το φαινόμενο - είναι πάντα ζεστό στα βαθιά ορυχεία. Σε βάθος 1 χλμ., η ζέστη τριάντα βαθμών είναι φυσιολογική και βαθύτερα η θερμοκρασία είναι ακόμη υψηλότερη.
Η ροή θερμότητας του εσωτερικού της γης που φτάνει στην επιφάνεια της Γης είναι μικρή - κατά μέσο όρο η ισχύς της είναι 0,03-0,05 W/m2,
ή περίπου 350 Wh/m2 ετησίως. Στο φόντο της ροής θερμότητας από τον Ήλιο και του αέρα που θερμαίνεται από αυτόν, αυτή είναι μια απαρατήρητη τιμή: ο Ήλιος δίνει σε όλους τετραγωνικό μέτροη επιφάνεια της γης είναι περίπου 4000 kWh ετησίως, δηλαδή 10.000 φορές περισσότερο (φυσικά, αυτό είναι κατά μέσο όρο, με τεράστια εξάπλωση μεταξύ πολικών και ισημερινών γεωγραφικών πλάτη και ανάλογα με άλλους κλιματικούς και καιρικούς παράγοντες).
Η ασήμαντη ροή θερμότητας από το εσωτερικό προς την επιφάνεια στο μεγαλύτερο μέρος του πλανήτη συνδέεται με τη χαμηλή θερμική αγωγιμότητα των πετρωμάτων και τις ιδιαιτερότητες της γεωλογικής δομής. Υπάρχουν όμως εξαιρέσεις - μέρη όπου η ροή θερμότητας είναι υψηλή. Αυτές είναι, πρώτα απ 'όλα, ζώνες τεκτονικών ρηγμάτων, αυξημένης σεισμικής δραστηριότητας και ηφαιστειότητας, όπου η ενέργεια του εσωτερικού της γης βρίσκει διέξοδο. Τέτοιες ζώνες χαρακτηρίζονται από θερμικές ανωμαλίες της λιθόσφαιρας εδώ η ροή θερμότητας που φτάνει στην επιφάνεια της Γης μπορεί να είναι πολλές φορές και ακόμη και τάξεις μεγέθους πιο ισχυρή από το «συνήθη». Μεγάλο ποσόΟι ηφαιστειακές εκρήξεις και οι θερμές πηγές φέρνουν θερμότητα στην επιφάνεια σε αυτές τις ζώνες.
Αυτές είναι οι πιο ευνοϊκές περιοχές για την ανάπτυξη της γεωθερμικής ενέργειας. Στο έδαφος της Ρωσίας, αυτά είναι, πρώτα απ 'όλα, η Καμτσάτκα, τα νησιά Κουρίλ και ο Καύκασος.
Ταυτόχρονα, η ανάπτυξη της γεωθερμικής ενέργειας είναι δυνατή σχεδόν παντού, καθώς η αύξηση της θερμοκρασίας με το βάθος είναι ένα παγκόσμιο φαινόμενο και το καθήκον είναι να «εξαχθεί» θερμότητα από τα βάθη, όπως εξάγονται ορυκτές πρώτες ύλες από εκεί.
Κατά μέσο όρο, η θερμοκρασία αυξάνεται με το βάθος κατά 2,5-3 o C για κάθε 100 m Ο λόγος της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ δύο σημείων που βρίσκονται σε διαφορετικά βάθη προς τη διαφορά βάθους μεταξύ τους ονομάζεται γεωθερμική κλίση.
Η αντίστροφη τιμή είναι το γεωθερμικό βήμα ή το διάστημα βάθους στο οποίο η θερμοκρασία αυξάνεται κατά 1 o C.
Όσο μεγαλύτερη είναι η κλίση και, κατά συνέπεια, όσο χαμηλότερο είναι το στάδιο, τόσο πιο κοντά έρχεται η θερμότητα των βάθη της Γης στην επιφάνεια και τόσο πιο πολλά υποσχόμενη είναι αυτή η περιοχή για την ανάπτυξη της γεωθερμικής ενέργειας.
Σε διαφορετικές περιοχές, ανάλογα με τη γεωλογική δομή και άλλες τοπικές και τοπικές συνθήκες, ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας με το βάθος μπορεί να ποικίλλει δραματικά. Σε γήινη κλίμακα, οι διακυμάνσεις στα μεγέθη των γεωθερμικών κλίσεων και βημάτων φτάνουν τις 25 φορές. Για παράδειγμα, στην πολιτεία του Όρεγκον (ΗΠΑ), η κλίση είναι 150 o C ανά 1 km και σε Νότια Αφρική- 6 o C ανά 1 km.
Το ερώτημα είναι, ποια είναι η θερμοκρασία σε μεγάλα βάθη - 5, 10 km ή περισσότερο; Εάν η τάση συνεχιστεί, η θερμοκρασία σε βάθος 10 km θα πρέπει να είναι κατά μέσο όρο περίπου 250-300 o C. Αυτό επιβεβαιώνεται λίγο πολύ από άμεσες παρατηρήσεις σε εξαιρετικά βαθιά πηγάδια, αν και η εικόνα είναι πολύ πιο περίπλοκη από μια γραμμική αύξηση της θερμοκρασίας .
Για παράδειγμα, στο υπερβαθύ πηγάδι Kola, που έχει τρυπηθεί στην κρυσταλλική ασπίδα της Βαλτικής, η θερμοκρασία σε βάθος 3 km αλλάζει με ρυθμό 10 o C/1 km και στη συνέχεια η γεωθερμική κλίση γίνεται 2-2,5 φορές μεγαλύτερη. Σε βάθος 7 km καταγράφηκε ήδη θερμοκρασία 120 o C, στα 10 km - 180 o C και στα 12 km - 220 o C.
Ένα άλλο παράδειγμα είναι ένα πηγάδι στην περιοχή της Βόρειας Κασπίας, όπου σε βάθος 500 m καταγράφηκε θερμοκρασία 42 o C, στα 1,5 km - 70 o C, στα 2 km - 80 o C, στα 3 km - 108 o C .
Υποτίθεται ότι η γεωθερμική κλίση μειώνεται ξεκινώντας από ένα βάθος 20-30 km: σε βάθος 100 km, οι εκτιμώμενες θερμοκρασίες είναι περίπου 1300-1500 o C, σε βάθος 400 km - 1600 o C, στη Γη πυρήνα (βάθη πάνω από 6000 km) - 4000-5000 o ΜΕ.
Σε βάθη έως 10-12 km, η θερμοκρασία μετράται μέσω γεωτρήσεων. όπου δεν υπάρχουν, προσδιορίζεται από έμμεσα σημάδια με τον ίδιο τρόπο όπως και σε μεγαλύτερα βάθη. Τέτοια έμμεσα σημάδια μπορεί να είναι η φύση της διέλευσης των σεισμικών κυμάτων ή η θερμοκρασία της λάβας που εκρήγνυται.
Ωστόσο, για τους σκοπούς της γεωθερμικής ενέργειας, τα δεδομένα για τις θερμοκρασίες σε βάθη άνω των 10 km δεν παρουσιάζουν ακόμη πρακτικό ενδιαφέρον.
Υπάρχει πολλή ζέστη σε βάθη αρκετών χιλιομέτρων, αλλά πώς να την ανεβάσουμε; Μερικές φορές η ίδια η φύση μας λύνει αυτό το πρόβλημα με τη βοήθεια ενός φυσικού ψυκτικού υγρού - θερμαινόμενων ιαματικών νερών που έρχονται στην επιφάνεια ή βρίσκονται σε βάθος προσβάσιμο σε εμάς. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το νερό στα βάθη θερμαίνεται μέχρι την κατάσταση του ατμού.
Δεν υπάρχει αυστηρός ορισμός της έννοιας «ιαματικά νερά». Κατά κανόνα, σημαίνουν ζεστά υπόγεια νερά σε υγρή κατάσταση ή σε μορφή ατμού, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που έρχονται στην επιφάνεια της Γης με θερμοκρασία άνω των 20 o C, δηλαδή, κατά κανόνα, υψηλότερη από τη θερμοκρασία του αέρα.
Η θερμότητα του υπόγειου νερού, του ατμού, των μιγμάτων ατμού-νερού είναι υδροθερμική ενέργεια. Αντίστοιχα, η ενέργεια που βασίζεται στη χρήση της ονομάζεται υδροθερμική.
Η κατάσταση είναι πιο περίπλοκη με την εξαγωγή θερμότητας απευθείας από ξηρά πετρώματα - πετροθερμική ενέργεια, ειδικά επειδή οι αρκετά υψηλές θερμοκρασίες, κατά κανόνα, ξεκινούν από βάθη αρκετών χιλιομέτρων.
Στο έδαφος της Ρωσίας, το δυναμικό της πετροθερμικής ενέργειας είναι εκατό φορές υψηλότερο από αυτό της υδροθερμικής ενέργειας - 3.500 και 35 τρισεκατομμύρια τόνους τυπικού καυσίμου, αντίστοιχα. Αυτό είναι απολύτως φυσικό - η ζεστασιά των βάθη της Γης είναι διαθέσιμη παντού και τα ιαματικά νερά βρίσκονται τοπικά. Ωστόσο, λόγω προφανών τεχνικών δυσκολιών, τα ιαματικά νερά χρησιμοποιούνται σήμερα κυρίως για την παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας.
Το νερό με θερμοκρασίες από 20-30 έως 100 o C είναι κατάλληλο για θέρμανση, με θερμοκρασίες από 150 o C και άνω - και για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε γεωθερμικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.
Γενικά, οι γεωθερμικοί πόροι στη Ρωσία, όσον αφορά τους τόνους ισοδύναμου καυσίμου ή οποιαδήποτε άλλη μονάδα μέτρησης ενέργειας, είναι περίπου 10 φορές υψηλότεροι από τα αποθέματα ορυκτών καυσίμων.
Θεωρητικά, μόνο η γεωθερμική ενέργεια θα μπορούσε να ικανοποιήσει πλήρως τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας. Σχεδόν πάνω αυτή τη στιγμήστο μεγαλύτερο μέρος της επικράτειάς της αυτό δεν είναι εφικτό για τεχνικούς και οικονομικούς λόγους.
Στον κόσμο, η χρήση της γεωθερμικής ενέργειας συνδέεται συχνότερα με την Ισλανδία, μια χώρα που βρίσκεται στο βόρειο άκρο της Μεσοατλαντικής Κορυφογραμμής, σε μια εξαιρετικά ενεργή τεκτονική και ηφαιστειακή ζώνη. Μάλλον όλοι θυμούνται ισχυρή έκρηξηΗφαίστειο Eyjafjallajökull το 2010.
Χάρη σε αυτή τη γεωλογική ιδιαιτερότητα, η Ισλανδία διαθέτει τεράστια αποθέματα γεωθερμικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των θερμών πηγών που αναδύονται στην επιφάνεια της Γης και μάλιστα αναβλύζουν με τη μορφή θερμοπίδακες.
Στην Ισλανδία, πάνω από το 60% της συνολικής ενέργειας που καταναλώνεται αυτή τη στιγμή προέρχεται από τη Γη. Οι γεωθερμικές πηγές παρέχουν το 90% της θέρμανσης και το 30% της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ας προσθέσουμε ότι η υπόλοιπη ηλεκτρική ενέργεια της χώρας παράγεται από υδροηλεκτρικούς σταθμούς, δηλαδή με χρήση ανανεώσιμης πηγής ενέργειας, κάνοντας την Ισλανδία να μοιάζει με ένα είδος παγκόσμιου περιβαλλοντικού προτύπου.
Η εξημέρωση της γεωθερμικής ενέργειας τον 20ο αιώνα ωφέλησε πολύ οικονομικά την Ισλανδία. Μέχρι τα μέσα του περασμένου αιώνα ήταν μια πολύ φτωχή χώρα, τώρα κατέχει την πρώτη θέση στον κόσμο ως προς την εγκατεστημένη ισχύ και την παραγωγή γεωθερμικής ενέργειας κατά κεφαλήν και βρίσκεται στην πρώτη δεκάδα ως προς την απόλυτη εγκατεστημένη ισχύ γεωθερμικών σταθμών . Ωστόσο, ο πληθυσμός του είναι μόνο 300 χιλιάδες άτομα, γεγονός που απλοποιεί το έργο της μετάβασης σε φιλικές προς το περιβάλλον πηγές ενέργειας: η ανάγκη για αυτό είναι γενικά μικρή.
Εκτός από την Ισλανδία, υψηλό μερίδιο γεωθερμικής ενέργειας στο συνολικό ισοζύγιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας παρέχεται στη Νέα Ζηλανδία και στις νησιωτικές χώρες της Νοτιοανατολικής Ασίας (Φιλιππίνες και Ινδονησία), χώρες Κεντρική Αμερικήκαι την Ανατολική Αφρική, η επικράτεια της οποίας χαρακτηρίζεται επίσης από υψηλή σεισμική και ηφαιστειακή δραστηριότητα. Για αυτές τις χώρες, στο σημερινό επίπεδο ανάπτυξης και των αναγκών τους, η γεωθερμική ενέργεια συμβάλλει σημαντικά στην κοινωνικοοικονομική ανάπτυξη.
(Ακολουθεί το τέλος.)
Στόχοι και στόχοι του μαθήματος:
- εισάγουν τους μαθητές στα κύρια κοχύλια της Γης.
- εξετάστε τα χαρακτηριστικά της εσωτερικής δομής της Γης, τις ιδιότητες του φλοιού της γης.
- δώστε μια ιδέα για το πώς να μελετήσετε τον φλοιό της γης.
Εκπαιδευτικό και οπτικό συγκρότημα:
- Σφαίρα,
- διάγραμμα της δομής του φλοιού της γης (παρουσίαση πολυμέσων),
- εγχειρίδιο για την 6η τάξη «Μαθήματα αρχαρίων στη Γεωγραφία» Gerasimova T.P., Neklyukova N.P.
Μορφές μαθημάτων:
Γνωριμία με τα κύρια κελύφη της Γης, ο ορισμός τους. εργαστείτε με το διάγραμμα "Εσωτερική δομή της Γης". εργαστείτε με τον πίνακα "Ο φλοιός της Γης και τα χαρακτηριστικά της δομής της" μια ιστορία για τρόπους μελέτης του φλοιού της γης.
Όροι και έννοιες:
- ατμόσφαιρα,
- υδροσφαίρα,
- λιθόσφαιρα,
- Φλοιός της γης,
- μανδύας,
- ο πυρήνας της γης,
- ηπειρωτικό φλοιό,
- ωκεάνιος φλοιός,
- τμήμα Mohorovicic,
- εξαιρετικά βαθιά πηγάδια.
Γεωγραφικά αντικείμενα:
Χερσόνησος Κόλα.
Επεξήγηση νέου υλικού:
1.Επεξηγηματική ανάγνωση του σχολικού βιβλίου, τήρηση σημειώσεων.
Υπογραμμίστε με ένα μολύβι και γράψτε στο τετράδιό σας: (χρησιμοποιώντας μια παρουσίαση πολυμέσων).
Εξωτερικά κελύφη της γης:
- Αέρας – αέριο κέλυφος – ατμόσφαιρα
- νερό – κέλυφος νερού – υδροσφαίρα
- βράχοι που συνθέτουν τους πυθμένες της ξηράς και των ωκεανών - φλοιός της γης
- οι ζωντανοί οργανισμοί μαζί με το περιβάλλον στο οποίο ζουν αποτελούν βιόσφαιρα.
2. Η δομή της Γης (βλ. Εικ. 22, σελ. 39). Χρήση παρουσίασης πολυμέσων. Σχολίασε διαβάζοντας, σχεδιάζοντας ένα σκίτσο σε ένα τετράδιο.
Η λιθόσφαιρα είναι το συμπαγές κέλυφος της Γης, συμπεριλαμβανομένου του φλοιού της γης και του άνω μέρους του μανδύα. Το πάχος της λιθόσφαιρας είναι κατά μέσο όρο από 70 έως 250 km.
Ακτίνα της Γης (ισημερινή) = 6378 km
3. Ιδιότητες του φλοιού της γης. Συμπερίληψη στο περίγραμμα της εργασίας με το Σχ. 23 σελ.40 (χρησιμοποιώντας μια παρουσίαση πολυμέσων).
Ο φλοιός της Γης είναι το σκληρό βραχώδες κέλυφος της Γης, που αποτελείται από στερεά ορυκτά και πετρώματα.
φλοιός της γης
4. Επίλυση προβλημάτων για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας που αλλάζει με τη βύθιση στα βάθη της Γης.
Από τον μανδύα, η εσωτερική θερμότητα της Γης μεταφέρεται στον φλοιό της γης. Το ανώτερο στρώμα του φλοιού της γης - σε βάθος 20-30 m - επηρεάζεται από εξωτερικές θερμοκρασίες και κάτω από τη θερμοκρασία αυξάνεται σταδιακά: για κάθε 100 m βάθους κατά + 3C. Πιο βαθιά, η θερμοκρασία εξαρτάται ήδη σε μεγάλο βαθμό από τη σύνθεση των πετρωμάτων.
Εργασία: Ποια είναι η θερμοκρασία των πετρωμάτων στο ορυχείο όπου εξορύσσεται άνθρακας, εάν το βάθος του είναι 1000 m και η θερμοκρασία του στρώματος του φλοιού της γης, που δεν εξαρτάται πλέον από την εποχή του χρόνου, είναι +10 C
Αποφασίζουμε για τις ενέργειες:
- Κατά πόσους βαθμούς αυξάνεται η θερμοκρασία του φλοιού της γης στο ορυχείο:
- Ποια θα είναι η θερμοκρασία του φλοιού της γης στο ορυχείο;
10С+(+30С)= +40С
Θερμοκρασία = +10C +(1000:100 3C)=10C +30C =40C
Λύστε το πρόβλημα: Ποια είναι η θερμοκρασία του φλοιού της γης σε ένα ορυχείο αν το βάθος του είναι 1600 m και η θερμοκρασία ενός στρώματος του φλοιού της γης που δεν εξαρτάται από την εποχή είναι -5 C;
Θερμοκρασία αέρα =(-5C)+(1600:100 3C)=(-5C)+48C =+43C.
Καταγράψτε την κατάσταση του προβλήματος και λύστε το στο σπίτι:
Ποια είναι η θερμοκρασία του φλοιού της γης σε ένα ορυχείο εάν το βάθος του είναι 800 m, και η θερμοκρασία του στρώματος του φλοιού της γης, ανεξάρτητα από την εποχή του έτους, είναι +8 C;
Λύστε τα προβλήματα που δίνονται στις σημειώσεις του μαθήματος
5. Μελέτη του φλοιού της γης. Εργασία με το Σχ. 24 σελ.40, κείμενο σχολικού βιβλίου.
Η γεώτρηση του υπερβαθύιου φρέατος Kola ξεκίνησε το 1970, το βάθος του φτάνει τα 12-15 km. Υπολογίστε ποιο είναι αυτό το τμήμα της ακτίνας της γης.
R Γη = 6378 km (ισημερινή)
6356 km (πολικό) ή μεσημβρινό
530-531 μέρος του ισημερινού.
Το βάθος του βαθύτερου ορυχείου στον κόσμο είναι 4 φορές μικρότερο. Παρά τις πολυάριθμες μελέτες, εξακολουθούμε να γνωρίζουμε πολύ λίγα για το εσωτερικό του πλανήτη μας. Με μια λέξη, αν στραφούμε ξανά στην παραπάνω σύγκριση, δεν μπορούμε να «τρυπήσουμε το κέλυφος».
- Ενοποίηση νέου υλικού. Χρήση παρουσίασης πολυμέσων .
Δοκιμές και εργασίες για επαλήθευση.
1. Προσδιορίστε το κέλυφος της Γης: Φλοιός της γης.
Α. αέρας
Β. σκληρός.
Γ. υδρόβια.
Κλειδί επαλήθευσης:
2. Προσδιορίστε για ποιο κέλυφος της Γης μιλάμε: φλοιός της γης
α/ πλησιέστερα στο κέντρο της Γης
β/ πάχος από 5 έως 70 km
σε/ μεταφράστηκε από τα λατινικά ως "κουβέρτα"
g/ θερμοκρασία της ουσίας +4000 C +5000 C
δ/ άνω κέλυφος της Γης
ε/ πάχος περίπου 2900 km
ζ/ ειδική κατάσταση της ύλης: στερεό και πλαστικό
η/ αποτελείται από ηπειρωτικά και ωκεάνια μέρη
και/ το κύριο στοιχείο της σύνθεσης είναι ο σίδηρος.
Κλειδί επαλήθευσης:
3. Η γη μερικές φορές συγκρίνεται με ένα αυγό κότας στην εσωτερική της δομή. Τι θέλουν να δείξουν με αυτή τη σύγκριση;
Εργασία για το σπίτι: §16, εργασίες και ερωτήσεις μετά την παράγραφο, εργασία στο τετράδιο.
Υλικό που χρησιμοποιεί ο δάσκαλος όταν εξηγεί ένα νέο θέμα.
Φλοιός της γης.
Ο φλοιός της Γης στην κλίμακα ολόκληρης της Γης είναι μια λεπτή μεμβράνη και είναι ασήμαντος σε σύγκριση με την ακτίνα της Γης. Φτάνει σε μέγιστο πάχος 75 km κάτω από τις οροσειρές του Παμίρ, του Θιβέτ και των Ιμαλαΐων. Παρά το μικρό του πάχος, ο φλοιός της γης έχει πολύπλοκη δομή.
Οι ανώτεροι ορίζοντές του έχουν μελετηθεί αρκετά καλά με τη διάνοιξη φρεατίων.
Η δομή και η σύνθεση του φλοιού της γης κάτω από τους ωκεανούς και στις ηπείρους είναι πολύ διαφορετική. Ως εκ τούτου, είναι συνηθισμένο να διακρίνουμε δύο κύριους τύπους φλοιού της γης - τον ωκεάνιο και τον ηπειρωτικό.
Ο φλοιός των ωκεανών της Γης καταλαμβάνει περίπου το 56% της επιφάνειας του πλανήτη και το κύριο χαρακτηριστικό του είναι το μικρό του πάχος - κατά μέσο όρο περίπου 5-7 km. Αλλά ακόμη και ένας τόσο λεπτός φλοιός της γης χωρίζεται σε δύο στρώματα.
Το πρώτο στρώμα είναι ιζηματογενές, που αντιπροσωπεύεται από άργιλους και ασβεστολιθικές λάσπες. Το δεύτερο στρώμα αποτελείται από βασάλτες - προϊόντα ηφαιστειακών εκρήξεων. Το πάχος του στρώματος βασάλτη στον πυθμένα του ωκεανού δεν υπερβαίνει τα 2 km.
Ο ηπειρωτικός (ηπειρωτικός) φλοιός καταλαμβάνει μια περιοχή μικρότερη από τον ωκεάνιο φλοιό, περίπου το 44% της επιφάνειας του πλανήτη. Ο ηπειρωτικός φλοιός είναι παχύτερος από τον ωκεάνιο φλοιό, το μέσο πάχος του είναι 35-40 km και στην ορεινή περιοχή φτάνει τα 70-75 km. Αποτελείται από τρία στρώματα.
Το ανώτερο στρώμα αποτελείται από διάφορα ιζήματα, το πάχος τους σε ορισμένες κοιλότητες, για παράδειγμα, στην πεδιάδα της Κασπίας, είναι 20-22 km. Επικρατούν ιζήματα ρηχών νερών - ασβεστόλιθοι, άργιλοι, άμμοι, άλατα και γύψος. Η ηλικία των βράχων είναι 1,7 δισεκατομμύρια χρόνια.
Το δεύτερο στρώμα είναι γρανίτης - είναι καλά μελετημένο από γεωλόγους, επειδή υπάρχουν εξάρσεις του στην επιφάνεια, και έγιναν επίσης προσπάθειες για διάτρηση, αν και οι προσπάθειες διάτρησης ολόκληρου του στρώματος γρανίτη ήταν ανεπιτυχείς.
Η σύνθεση του τρίτου στρώματος δεν είναι πολύ σαφής. Υποτίθεται ότι θα πρέπει να αποτελείται από πετρώματα όπως βασάλτες. Το πάχος του είναι 20-25 km. Η επιφάνεια του Mohorovicic μπορεί να εντοπιστεί στη βάση του τρίτου στρώματος.
Επιφάνεια Moho.
Το 1909 επί Βαλκανική Χερσόνησος, κοντά στο Ζάγκρεμπ, σημειώθηκε ισχυρός σεισμός. Ο Κροάτης γεωφυσικός Andrija Mohorovicic, μελετώντας ένα σεισμογράφημα που καταγράφηκε τη στιγμή αυτού του γεγονότος, παρατήρησε ότι σε βάθος περίπου 30 km η ταχύτητα του κύματος αυξάνεται σημαντικά. Αυτή η παρατήρηση επιβεβαιώθηκε από άλλους σεισμολόγους. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένα συγκεκριμένο τμήμα που περιορίζει τον φλοιό της γης από κάτω. Για να το προσδιορίσει, εισήχθη ένας ειδικός όρος - η επιφάνεια Mohorovicic (ή τμήμα Moho).
Κάτω από τον φλοιό σε βάθη από 30-50 έως 2900 km βρίσκεται ο μανδύας της Γης. Από τι αποτελείται; Κυρίως από πετρώματα πλούσια σε μαγνήσιο και σίδηρο.
Ο μανδύας καταλαμβάνει έως και το 82% του όγκου του πλανήτη και χωρίζεται σε άνω και κάτω. Το πρώτο βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια του Moho σε βάθος 670 km. Η ταχεία πτώση της πίεσης στο πάνω μέρος του μανδύα και η υψηλή θερμοκρασία οδηγούν στην τήξη της ουσίας του.
Σε βάθος 400 km κάτω από ηπείρους και 10-150 km κάτω από ωκεανούς, δηλ. στον άνω μανδύα, ανακαλύφθηκε ένα στρώμα όπου τα σεισμικά κύματα ταξιδεύουν σχετικά αργά. Αυτό το στρώμα ονομάστηκε ασθενόσφαιρα (από το ελληνικό "ασθένης" - αδύναμο). Εδώ η αναλογία τήγματος είναι 1-3%, περισσότερο πλαστικό. Σε σχέση με το υπόλοιπο μανδύα, η ασθενόσφαιρα χρησιμεύει ως «λιπαντικό» μέσω του οποίου κινούνται άκαμπτες λιθοσφαιρικές πλάκες.
Σε σύγκριση με τα πετρώματα που αποτελούν τον φλοιό της γης, τα πετρώματα του μανδύα διακρίνονται για την υψηλή τους πυκνότητα και η ταχύτητα διάδοσης των σεισμικών κυμάτων σε αυτά είναι αισθητά μεγαλύτερη.
Στο ίδιο το «υπόγειο» του κάτω μανδύα - σε βάθος 1000 km και μέχρι την επιφάνεια του πυρήνα - η πυκνότητα αυξάνεται σταδιακά. Από τι αποτελείται ο κάτω μανδύας παραμένει μυστήριο.
Υποτίθεται ότι η επιφάνεια του πυρήνα αποτελείται από μια ουσία με τις ιδιότητες ενός υγρού. Το όριο του πυρήνα βρίσκεται σε βάθος 2900 km.
Αλλά η εσωτερική περιοχή, ξεκινώντας από βάθος 5100 km, συμπεριφέρεται όπως στερεός. Αυτό οφείλεται στην πολύ υψηλή αρτηριακή πίεση. Ακόμη και στο ανώτερο όριο του πυρήνα, η θεωρητικά υπολογισμένη πίεση είναι περίπου 1,3 εκατομμύρια atm. και στο κέντρο φτάνει τα 3 εκατομμύρια atm. Οι θερμοκρασίες εδώ μπορεί να ξεπεράσουν τους 10.000 C. Κάθε κύβος. cm της ουσίας του πυρήνα της γης ζυγίζει 12 -14 g.
Προφανώς, το υλικό στον εξωτερικό πυρήνα της Γης είναι λείο, σχεδόν σαν οβίδα. Αλλά αποδείχθηκε ότι οι διαφορές στα "σύνορα" φτάνουν τα 260 km.
- ωκεάνιος φλοιός.
- ηπειρωτικό φλοιό
- μανδύας
- πυρήνας
ΕΝΑ. αποτελείται από γρανίτη, βασάλτη και ιζηματογενή πετρώματα.
σι. θερμοκρασία +2000, παχύρρευστη κατάσταση, πιο κοντά στο στερεό.
V. το πάχος του στρώματος είναι 3-7 km.
g θερμοκρασία από 2000 έως 5000C, στερεό, αποτελείται από δύο στρώσεις.
_______________________________________________________________________________
- Λύνω προβλήματα:
________________________________________________________________________________
Χαρακτηριστικό γνώρισμα της εξέλιξης της Γης είναι η διαφοροποίηση της ύλης, έκφραση της οποίας είναι η δομή του κελύφους του πλανήτη μας. Η λιθόσφαιρα, η υδρόσφαιρα, η ατμόσφαιρα, η βιόσφαιρα αποτελούν τα κύρια κελύφη της Γης, που διαφέρουν ως προς τη χημική σύνθεση, το πάχος και την κατάσταση της ύλης.
Εσωτερική δομή της Γης
Χημική σύνθεση της Γης(Εικ. 1) είναι παρόμοια με τη σύνθεση άλλων επίγειων πλανητών, όπως η Αφροδίτη ή ο Άρης.
Γενικά, στοιχεία όπως ο σίδηρος, το οξυγόνο, το πυρίτιο, το μαγνήσιο και το νικέλιο κυριαρχούν. Η περιεκτικότητα σε ελαφριά στοιχεία είναι χαμηλή. Η μέση πυκνότητα της γήινης ουσίας είναι 5,5 g/cm 3 .
Υπάρχουν πολύ λίγα αξιόπιστα δεδομένα για την εσωτερική δομή της Γης. Ας δούμε το Σχ. 2. Απεικονίζει την εσωτερική δομή της Γης. Η Γη αποτελείται από τον φλοιό, τον μανδύα και τον πυρήνα.
Ρύζι. 1. Χημική σύνθεση της Γης
Ρύζι. 2. Εσωτερική δομή της Γης
Πυρήνας
Πυρήνας(Εικ. 3) βρίσκεται στο κέντρο της Γης, η ακτίνα της είναι περίπου 3,5 χιλιάδες χιλιόμετρα. Η θερμοκρασία του πυρήνα φτάνει τους 10.000 Κ, δηλαδή είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία των εξωτερικών στρωμάτων του Ήλιου και η πυκνότητά του είναι 13 g/cm 3 (σύγκριση: νερό - 1 g/cm 3). Ο πυρήνας πιστεύεται ότι αποτελείται από κράματα σιδήρου και νικελίου.
Ο εξωτερικός πυρήνας της Γης έχει μεγαλύτερο πάχος από τον εσωτερικό πυρήνα (ακτίνα 2200 km) και βρίσκεται σε υγρή (λιωμένη) κατάσταση. Ο εσωτερικός πυρήνας υπόκειται σε τεράστια πίεση. Οι ουσίες που το συνθέτουν είναι σε στερεή κατάσταση.
Μανδύας
Μανδύας- τη γήινη γεωσφαίρα, η οποία περιβάλλει τον πυρήνα και αποτελεί το 83% του όγκου του πλανήτη μας (βλ. Εικ. 3). Το κάτω όριο του βρίσκεται σε βάθος 2900 χλμ. Ο μανδύας χωρίζεται σε ένα λιγότερο πυκνό και πλαστικό πάνω μέρος (800-900 km), από το οποίο σχηματίζεται μάγμα(μεταφρασμένο από τα ελληνικά σημαίνει "παχιά αλοιφή"· αυτή είναι η λιωμένη ουσία του εσωτερικού της γης - ένα μείγμα χημικών ενώσεων και στοιχείων, συμπεριλαμβανομένων των αερίων, σε ειδική ημι-υγρή κατάσταση). και το κρυστάλλινο κάτω πάχους περίπου 2000 χλμ.
Ρύζι. 3. Δομή της Γης: πυρήνας, μανδύας και φλοιός
φλοιός της γης
Φλοιός της γης -το εξωτερικό κέλυφος της λιθόσφαιρας (βλ. Εικ. 3). Η πυκνότητά του είναι περίπου δύο φορές μικρότερη από τη μέση πυκνότητα της Γης - 3 g/cm 3 .
Διαχωρίζει τον φλοιό της γης από τον μανδύα σύνορα Mohorovicic(συχνά ονομάζεται όριο Moho), που χαρακτηρίζεται από μια απότομη αύξηση στις ταχύτητες των σεισμικών κυμάτων. Εγκαταστάθηκε το 1909 από Κροάτη επιστήμονα Αντρέι Μοχόροβιτς (1857- 1936).
Δεδομένου ότι οι διεργασίες που συμβαίνουν στο ανώτερο μέρος του μανδύα επηρεάζουν τις κινήσεις της ύλης στον φλοιό της γης, συνδυάζονται κάτω από συνηθισμένο όνομαλιθόσφαιρα(πέτρινο κέλυφος). Το πάχος της λιθόσφαιρας κυμαίνεται από 50 έως 200 km.
Κάτω από τη λιθόσφαιρα βρίσκεται ασθενόσφαιρα- λιγότερο σκληρό και λιγότερο παχύρρευστο, αλλά πιο πλαστικό κέλυφος με θερμοκρασία 1200 ° C. Μπορεί να διασχίσει τα όρια του Moho, διεισδύοντας στον φλοιό της γης. Η ασθενόσφαιρα είναι η πηγή του ηφαιστείου. Περιέχει θύλακες λιωμένου μάγματος, το οποίο διεισδύει στον φλοιό της γης ή ξεχύνεται στην επιφάνεια της γης.
Σύνθεση και δομή του φλοιού της γης
Σε σύγκριση με τον μανδύα και τον πυρήνα, ο φλοιός της γης είναι ένα πολύ λεπτό, σκληρό και εύθραυστο στρώμα. Αποτελείται από μια ελαφρύτερη ουσία, στην οποία περίπου 90 φυσικά χημικά στοιχεία. Αυτά τα στοιχεία δεν αντιπροσωπεύονται εξίσου στον φλοιό της γης. Επτά στοιχεία - οξυγόνο, αλουμίνιο, σίδηρος, ασβέστιο, νάτριο, κάλιο και μαγνήσιο - αντιπροσωπεύουν το 98% της μάζας του φλοιού της γης (βλ. Εικ. 5).
Περίεργοι συνδυασμοί χημικών στοιχείων σχηματίζουν διάφορα πετρώματα και ορυκτά. Τα παλαιότερα από αυτά είναι τουλάχιστον 4,5 δισεκατομμυρίων ετών.
Ρύζι. 4. Δομή του φλοιού της γης
Ρύζι. 5. Σύνθεση του φλοιού της γης
Ορυκτόείναι ένα σχετικά ομοιογενές φυσικό σώμα ως προς τη σύσταση και τις ιδιότητές του, που σχηματίζεται τόσο στα βάθη όσο και στην επιφάνεια της λιθόσφαιρας. Παραδείγματα ορυκτών είναι το διαμάντι, ο χαλαζίας, ο γύψος, ο τάλκης κ.λπ. (Χαρακτηριστικά φυσικές ιδιότητεςδιάφορα ορυκτά μπορούν να βρεθούν στο Παράρτημα 2.) Η σύνθεση των ορυκτών της Γης φαίνεται στο Σχ. 6.
Ρύζι. 6. Γενική σύσταση ορυκτών της Γης
Βράχοιαποτελούνται από ορυκτά. Μπορούν να αποτελούνται από ένα ή περισσότερα ορυκτά.
Ιζηματογενή πετρώματα -άργιλος, ασβεστόλιθος, κιμωλία, ψαμμίτης κ.λπ. - σχηματίστηκαν από την καθίζηση ουσιών στο υδάτινο περιβάλλον και στην ξηρά. Βρίσκονται σε στρώματα. Οι γεωλόγοι τις αποκαλούν σελίδες της ιστορίας της Γης, γιατί μπορούν να μάθουν γι' αυτό φυσικές συνθήκεςπου υπήρχαν στον πλανήτη μας στα αρχαία χρόνια.
Μεταξύ των ιζηματογενών πετρωμάτων διακρίνονται τα οργανογόνα και τα ανόργανα (κλαστικά και χημειογενή).
ΟργανογενήςΟι βράχοι σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της συσσώρευσης υπολειμμάτων ζώων και φυτών.
Κλαστικοί βράχοισχηματίζονται ως αποτέλεσμα των καιρικών συνθηκών, καταστροφής από το νερό, τον πάγο ή τον άνεμο των προϊόντων καταστροφής προηγουμένως σχηματισμένων πετρωμάτων (Πίνακας 1).
Πίνακας 1. Κλαστικά πετρώματα ανάλογα με το μέγεθος των θραυσμάτων
|
Όνομα ράτσας |
Μέγεθος bummer con (σωματίδια) |
|
Πάνω από 50 cm |
|
|
5 mm - 1 cm |
|
|
1 mm - 5 mm |
|
|
Άμμος και ψαμμίτες |
0,005 mm - 1 mm |
|
Λιγότερο από 0,005 mm |
ΧημειογενήςΤα πετρώματα σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της καθίζησης ουσιών που διαλύονται σε αυτά από τα νερά των θαλασσών και των λιμνών.
Στο πάχος του φλοιού της γης, σχηματίζεται μάγμα πυριγενή πετρώματα(Εικ. 7), για παράδειγμα γρανίτης και βασάλτης.
Τα ιζηματογενή και πυριγενή πετρώματα, όταν βυθίζονται σε μεγάλα βάθη υπό την επίδραση της πίεσης και των υψηλών θερμοκρασιών, υφίστανται σημαντικές μεταβολές και μετατρέπονται σε μεταμορφωμένα πετρώματα.Για παράδειγμα, ο ασβεστόλιθος μετατρέπεται σε μάρμαρο, ο χαλαζιακός ψαμμίτης σε χαλαζίτη.
Η δομή του φλοιού της γης χωρίζεται σε τρία στρώματα: ιζηματογενές, γρανίτη και βασάλτη.
Ιζηματογενές στρώμα(βλ. Εικ. 8) σχηματίζεται κυρίως από ιζηματογενή πετρώματα. Εδώ κυριαρχούν οι άργιλοι και οι σχιστόλιθοι, ενώ εκπροσωπούνται ευρέως αμμώδη, ανθρακικά και ηφαιστειακά πετρώματα. Στο ιζηματογενές στρώμα υπάρχουν εναποθέσεις τέτοιων ορυκτό,όπως ο άνθρακας, το φυσικό αέριο, το πετρέλαιο. Όλα είναι βιολογικής προέλευσης. Για παράδειγμα, ο άνθρακας είναι προϊόν της μεταμόρφωσης των φυτών της αρχαίας εποχής. Το πάχος του ιζηματογενούς στρώματος ποικίλλει ευρέως - από πλήρη απουσία σε ορισμένες χερσαίες περιοχές έως 20-25 km σε βαθιές κοιλότητες.
Ρύζι. 7. Ταξινόμηση πετρωμάτων κατά προέλευση
Στρώμα "Γρανίτη".αποτελείται από μεταμορφωμένα και πυριγενή πετρώματα, παρόμοια στις ιδιότητες τους με το γρανίτη. Τα πιο συνηθισμένα εδώ είναι τα γνεύσια, οι γρανίτες, οι κρυσταλλικοί σχιστόλιθοι κ.λπ. Το στρώμα γρανίτη δεν βρίσκεται παντού, αλλά σε ηπείρους όπου εκφράζεται καλά, το μέγιστο πάχος του μπορεί να φτάσει αρκετές δεκάδες χιλιόμετρα.
Στρώμα "βασάλτης".που σχηματίζεται από πετρώματα κοντά σε βασάλτες. Πρόκειται για μεταμορφωμένα πυριγενή πετρώματα, πιο πυκνά από τα πετρώματα του στρώματος «γρανίτη».
Το πάχος και η κατακόρυφη δομή του φλοιού της γης είναι διαφορετικά. Υπάρχουν διάφοροι τύποι φλοιού της γης (Εικ. 8). Σύμφωνα με την απλούστερη ταξινόμηση, γίνεται διάκριση μεταξύ ωκεάνιου και ηπειρωτικού φλοιού.
Ο ηπειρωτικός και ο ωκεάνιος φλοιός ποικίλλουν σε πάχος. Έτσι, το μέγιστο πάχος του φλοιού της γης παρατηρείται στα ορεινά συστήματα. Είναι περίπου 70 χλμ. Κάτω από τις πεδιάδες το πάχος του φλοιού της γης είναι 30-40 km, και κάτω από τους ωκεανούς είναι το πιο λεπτό - μόνο 5-10 km.
Ρύζι. 8. Τύποι του φλοιού της γης: 1 - νερό; 2- ιζηματογενές στρώμα. 3-ενδιάμεση στρώση ιζηματογενών πετρωμάτων και βασαλτών. 4 - βασάλτες και κρυσταλλικά υπερβασικά πετρώματα. 5 – γρανίτη-μεταμορφικό στρώμα. 6 – στρώμα κοκκίτιδας-μαφικής. 7 - κανονικός μανδύας? 8 - αποσυμπιεσμένος μανδύας
Η διαφορά μεταξύ του ηπειρωτικού και του ωκεάνιου φλοιού στη σύνθεση των πετρωμάτων εκδηλώνεται στο γεγονός ότι δεν υπάρχει στρώμα γρανίτη στον ωκεάνιο φλοιό. Και το στρώμα βασάλτη του ωκεάνιου φλοιού είναι πολύ μοναδικό. Όσον αφορά τη σύνθεση του βράχου, διαφέρει από ένα παρόμοιο στρώμα ηπειρωτικού φλοιού.
Το όριο μεταξύ ξηράς και ωκεανού (σημείο μηδέν) δεν καταγράφει τη μετάβαση του ηπειρωτικού φλοιού στον ωκεάνιο. Η αντικατάσταση του ηπειρωτικού φλοιού από τον ωκεάνιο φλοιό συμβαίνει στον ωκεανό σε βάθος περίπου 2450 m.
Ρύζι. 9. Δομή του ηπειρωτικού και ωκεάνιου φλοιού
Υπάρχουν επίσης μεταβατικοί τύποι του φλοιού της γης - υποωκεάνιος και υποηπειρωτικός.
Υποωκεάνιος φλοιόςπου βρίσκεται κατά μήκος των ηπειρωτικών πλαγιών και των πρόποδων, μπορεί να βρεθεί σε περιθωριακές και Μεσογειακές θάλασσες. Αντιπροσωπεύει ηπειρωτικό φλοιό με πάχος έως 15-20 km.
Υποηπειρωτικός φλοιόςβρίσκεται, για παράδειγμα, σε ηφαιστειακά νησιωτικά τόξα.
Με βάση τα υλικά σεισμικός ήχος -η ταχύτητα διέλευσης των σεισμικών κυμάτων - λαμβάνουμε δεδομένα για τη βαθιά δομή του φλοιού της γης. Έτσι, το υπερβαθύ πηγάδι Kola, το οποίο για πρώτη φορά επέτρεψε να δούμε δείγματα βράχου από βάθος άνω των 12 χιλιομέτρων, έφερε πολλά απροσδόκητα πράγματα. Θεωρήθηκε ότι σε βάθος 7 km θα έπρεπε να ξεκινήσει ένα στρώμα «βασάλτη». Στην πραγματικότητα, δεν ανακαλύφθηκε και τα γνεύσια κυριαρχούσαν μεταξύ των βράχων.
Μεταβολή της θερμοκρασίας του φλοιού της γης με το βάθος.Το επιφανειακό στρώμα του φλοιού της γης έχει μια θερμοκρασία που καθορίζεται από την ηλιακή θερμότητα. Αυτό ηλιομετρικό στρώμα(από το ελληνικό ήλιο - Ήλιος), παρουσιάζοντας εποχιακές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Το μέσο πάχος του είναι περίπου 30 m.
Παρακάτω είναι ένα ακόμη λεπτότερο στρώμα, χαρακτηριστικό στοιχείοπου είναι μια σταθερή θερμοκρασία που αντιστοιχεί στη μέση ετήσια θερμοκρασία του τόπου παρατήρησης. Το βάθος αυτού του στρώματος αυξάνεται στα ηπειρωτικά κλίματα.
Ακόμη πιο βαθιά στον φλοιό της γης υπάρχει ένα γεωθερμικό στρώμα, η θερμοκρασία του οποίου καθορίζεται από την εσωτερική θερμότητα της Γης και αυξάνεται με το βάθος.
Η αύξηση της θερμοκρασίας οφείλεται κυρίως στη διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων που αποτελούν τα πετρώματα, κυρίως του ραδίου και του ουρανίου.
Η ποσότητα της αύξησης της θερμοκρασίας στα πετρώματα με το βάθος ονομάζεται γεωθερμική κλίση.Κυμαίνεται σε ένα αρκετά μεγάλο εύρος - από 0,1 έως 0,01 °C/m - και εξαρτάται από τη σύνθεση των πετρωμάτων, τις συνθήκες εμφάνισής τους και μια σειρά άλλων παραγόντων. Κάτω από τους ωκεανούς, η θερμοκρασία αυξάνεται ταχύτερα με το βάθος από ό,τι στις ηπείρους. Κατά μέσο όρο, με κάθε 100 m βάθους γίνεται θερμότερο κατά 3 °C.
Το αντίστροφο της γεωθερμικής κλίσης ονομάζεται γεωθερμικό στάδιο.Μετριέται σε m/°C.
Η θερμότητα του φλοιού της γης είναι μια σημαντική πηγή ενέργειας.
Το τμήμα του φλοιού της γης που εκτείνεται σε βάθη προσβάσιμα σε γεωλογικές μορφές μελέτης τα έγκατα της γης.Το εσωτερικό της Γης απαιτεί ειδική προστασία και λογική χρήση.