Selon les concepts modernes de la géologie, notre planète se compose de plusieurs couches - les géosphères. Ils diffèrent par leurs propriétés physiques, leur composition chimique et Au centre de la Terre se trouve un noyau, suivi du manteau, puis de la croûte terrestre, de l'hydrosphère et de l'atmosphère.
Dans cet article, nous examinerons la structure la croûte terrestre, lequel est la partie supérieure lithosphère. Il s’agit d’une coque externe solide dont l’épaisseur est si faible (1,5 %) qu’elle peut être comparée à un film mince à l’échelle de la planète entière. Cependant, malgré cela, c’est la couche supérieure de la croûte terrestre qui présente un grand intérêt pour l’humanité en tant que source. minéral.
La croûte terrestre est classiquement divisée en trois couches, chacune étant remarquable à sa manière.
- La couche supérieure est sédimentaire. Il atteint une épaisseur de 0 à 20 km. Les roches sédimentaires se forment en raison du dépôt de substances sur terre ou de leur sédimentation au fond de l'hydrosphère. Ils font partie de la croûte terrestre et y sont localisés en couches successives.
- La couche intermédiaire est en granit. Son épaisseur peut varier de 10 à 40 km. Il s'agit d'une roche ignée qui a formé une couche solide à la suite d'éruptions et de la solidification ultérieure du magma dans la terre à haute pression et température.
- La couche inférieure, qui fait partie de la structure de la croûte terrestre, est constituée de basalte, également d'origine magmatique. Il contient des quantités plus élevées de calcium, de fer et de magnésium, et sa masse est supérieure à celle du granite.
La structure de la croûte terrestre n’est pas la même partout. La croûte océanique et la croûte continentale présentent des différences particulièrement frappantes. Sous les océans, la croûte terrestre est plus fine et sous les continents, plus épaisse. C'est dans les zones montagneuses qu'elle est la plus épaisse.
La composition comprend deux couches - sédimentaire et basalte. Sous la couche de basalte se trouve la surface du Moho et derrière elle se trouve le manteau supérieur. Le fond océanique présente des formes de relief complexes. Parmi toute leur diversité, une place particulière est occupée par les immenses dorsales médio-océaniques, dans lesquelles naît la jeune croûte océanique basaltique du manteau. Le magma a accès à la surface par une faille profonde - une faille qui longe le centre de la crête le long des sommets. À l'extérieur, le magma se propage, poussant ainsi constamment les parois de la gorge sur les côtés. Ce processus est appelé « étalement ».
La structure de la croûte terrestre est plus complexe sur les continents que sous les océans. La croûte continentale occupe une superficie beaucoup plus petite que la croûte océanique - jusqu'à 40 % la surface de la terre, mais a beaucoup plus de puissance. En dessous, il atteint une épaisseur de 60 à 70 km. La croûte continentale a une structure à trois couches : une couche sédimentaire, du granit et du basalte. Dans les zones appelées boucliers, une couche de granit se trouve en surface. A titre d’exemple, il est constitué de roches granitiques.
La partie extrême sous-marine du continent - le plateau, présente également une structure continentale de la croûte terrestre. Il comprend également les îles de Kalimantan, Nouvelle-Zélande, Nouvelle Guinée, Sulawesi, Groenland, Madagascar, Sakhaline, etc. Ainsi que les mers intérieures et marginales : Méditerranée, Azov, Noire.
Il n’est possible de tracer une frontière entre la couche de granit et la couche de basalte que sous certaines conditions, car elles ont une vitesse de passage des ondes sismiques similaire, qui est utilisée pour déterminer la densité des couches terrestres et leur composition. La couche de basalte est en contact avec la surface du Moho. La couche sédimentaire peut avoir différentes épaisseurs, selon le relief qui s'y trouve. En montagne, par exemple, soit il est absent, soit il a une très faible épaisseur, du fait que les particules libres descendent les pentes sous l'influence forces externes. Mais il est très puissant dans les zones de contreforts, les dépressions et les bassins. Ainsi, il atteint 22 km.
Page 1Leçon publique en géographie en 6ème
sur le thème : « La structure interne de la Terre ».
Enseignant : Proskurina N.P.
Cible: présenter aux étudiants les principales coquilles (internes) de la Terre, leur structure et leur composition ; donner une idée sur la manière d'étudier la croûte terrestre ; développer la mémoire, la parole, pensée logique; faire monter attitude prudenteà la nature.
Équipement:
atlas, Carte physique monde, tableau « Structure interne de la Terre », bateau.
Pendant les cours.
Début organisationnel.
Êtes-vous tous prêts pour la leçon ?
Alors commençons la leçon.
En 6e, nous avons déjà étudié le thème « Plan et carte », mais ensuite nous étudierons les coquilles de la Terre dans l'ordre suivant : « Lithosphère », « Hydrosphère », « Atmosphère », « Biosphère ».
Quelle coquille de la Terre s’appelle la lithosphère ?
Qu'est-ce que l'hydrosphère ?
Atmosphère?
Biosphère?
Nous avons abordé le sujet « Lithosphère », mais nous ne commencerons pas à l'étudier tant que nous n'aurons pas vérifié comment vous vous souvenez de ce que vous avez déjà étudié.
Des questions:
1. Qu’est-ce que l’échelle ? Quels types en connaissez-vous ?
2. Déterminez la hauteur relative et absolue de la colline.
3. Déterminez le nom de l'objet avec les coordonnées 28 sud. w. et 138 ch. d. (Lac Eyre - Nord.)
4. Calculez la distance entre le pôle nord géographique et l’équateur (90 fois 111 km équivaut à 9990).
5. Quelle ville est située plus haut ?
a) Delhi ou Pékin.
b) Mexico ou Brasilia.
Étudier un nouveau sujet.
a) message du sujet, but de la leçon ;
b) étudier un nouveau sujet :
Nous avons le navire le plus moderne, mais pas pour les voyages sous-marins, mais pour les voyages souterrains.
En pénétrant progressivement dans les entrailles de la Terre, nous nous familiariserons avec sa structure interne. Vous entrerez vos données d’observation dans un tableau.
la croûte terrestre à l'échelle de la Terre entière, il représente le film le plus fin. Il est constitué de minéraux et de roches solides, c'est-à-dire que son état est solide ; la température augmente de 3 degrés après 100 m. Malgré sa faible épaisseur, la croûte terrestre possède une structure complexe.
Manteau.
Cœur.
Minute d'éducation physique.
Méthodes d'étude des profondeurs de la terre.
c) généralisation primaire :
1. Quelle est la structure interne de la Terre ?
2. La terre, dans sa structure interne, est parfois comparée à œuf de poule. Que veulent-ils montrer avec cette comparaison ?
3. Construisez un diagramme circulaire « Structure interne de la Terre », montrant la part du volume du noyau - 17 %, du manteau - 82 %, de la croûte - 1 %, dans le volume total de la planète.
4. Dites comment la température (PRESSION) change dans les entrailles de la Terre.
Remplissez le tableau « Types de croûte terrestre » à l'aide de la figure 23.
"Trouver des correspondances."
2. La croûte terrestre est de type continental. b) Température 2000 degrés, état visqueux (solide).
3. Manteau. c) Épaisseur de la couche 3 à 7 km.
4. Noyau. d) Température 2000 - 5000 degrés, solide, composé de deux couches.
Pourquoi devons-nous étudier la croûte terrestre ?
De quelles manières cela peut-il être fait ?
Tâche de connaissance des faits.
Devoirs : n°16 ; question 5.
Kirill Degtyarev, Chercheur, Moscou Université d'État eux. M. V. Lomonossov.
Dans notre pays riche en hydrocarbures, la géothermie est une sorte de ressource exotique qui, compte tenu de la situation actuelle, ne risque pas de concurrencer le pétrole et le gaz. Cependant ceci vue alternative l’énergie peut être utilisée presque partout et de manière assez efficace.
Photo d'Igor Konstantinov.
Changements de température du sol avec la profondeur.
Une augmentation de la température des eaux thermales et des roches sèches les contenant avec la profondeur.
La température change avec la profondeur dans différentes régions.
L'éruption du volcan islandais Eyjafjallajokull est une illustration de processus volcaniques violents se produisant dans des zones tectoniques et volcaniques actives avec un puissant flux de chaleur provenant des entrailles de la terre.
Capacités installées des centrales géothermiques par pays, MW.
Répartition des ressources géothermiques dans toute la Russie. Les réserves d'énergie géothermique, selon les experts, sont plusieurs fois supérieures aux réserves énergétiques des combustibles fossiles organiques. Selon la Geothermal Energy Society.
L'énergie géothermique est la chaleur de l'intérieur de la Terre. Il est produit dans les profondeurs et atteint la surface de la Terre en différentes formes et avec des intensités différentes.
La température des couches supérieures du sol dépend principalement de facteurs externes (exogènes) - l'éclairement solaire et la température de l'air. En été et pendant la journée, le sol se réchauffe jusqu'à certaines profondeurs, et en hiver et la nuit il se refroidit suite aux changements de température de l'air et avec un certain retard qui augmente avec la profondeur. L'influence des fluctuations quotidiennes de la température de l'air se termine à des profondeurs de quelques à plusieurs dizaines de centimètres. Les fluctuations saisonnières affectent les couches de sol plus profondes - jusqu'à des dizaines de mètres.
À une certaine profondeur - de dizaines à centaines de mètres - la température du sol reste constante, égale à la température annuelle moyenne de l'air à la surface de la Terre. Vous pouvez facilement le vérifier en descendant dans une grotte assez profonde.
Lorsque la température annuelle moyenne de l'air dans une zone donnée est inférieure à zéro, elle se manifeste sous forme de pergélisol (plus précisément de pergélisol). DANS Sibérie orientale L'épaisseur, c'est-à-dire l'épaisseur des sols gelés toute l'année, atteint à certains endroits 200 à 300 m.
A partir d'une certaine profondeur (différente pour chaque point de la carte), l'action du Soleil et de l'atmosphère s'affaiblit tellement que les facteurs endogènes (internes) viennent en premier et que l'intérieur de la Terre se réchauffe de l'intérieur, de sorte que la température commence à augmenter. avec profondeur.
Le réchauffement des couches profondes de la Terre est principalement associé à la désintégration des éléments radioactifs qui s'y trouvent, bien que d'autres sources de chaleur soient également appelées, par exemple, des processus physico-chimiques et tectoniques dans les couches profondes de la croûte et du manteau terrestre. Mais quelle qu’en soit la raison, la température des roches et des substances liquides et gazeuses associées augmente avec la profondeur. Les mineurs sont confrontés à ce phénomène : il fait toujours chaud dans les mines profondes. À une profondeur de 1 km, une chaleur de trente degrés est normale et, plus profondément, la température est encore plus élevée.
Le flux de chaleur de l'intérieur de la Terre atteignant la surface de la Terre est faible - sa puissance moyenne est de 0,03 à 0,05 W/m2,
soit environ 350 Wh/m2 par an. Dans le contexte du flux de chaleur du Soleil et de l'air chauffé par celui-ci, c'est une valeur imperceptible : le Soleil donne à chacun mètre carré la surface terrestre est d'environ 4 000 kWh par an, soit 10 000 fois plus (bien sûr, c'est en moyenne, avec un écart énorme entre les latitudes polaires et équatoriales et en fonction d'autres facteurs climatiques et météorologiques).
L'insignifiance du flux de chaleur de l'intérieur vers la surface sur la majeure partie de la planète est associée à la faible conductivité thermique des roches et aux particularités de la structure géologique. Mais il existe des exceptions : les endroits où le flux de chaleur est élevé. Il s’agit tout d’abord de zones de failles tectoniques, d’activité sismique accrue et de volcanisme, où l’énergie de l’intérieur de la Terre trouve un débouché. De telles zones sont caractérisées par des anomalies thermiques de la lithosphère ; ici, le flux de chaleur atteignant la surface de la Terre peut être plusieurs fois, voire plusieurs fois, plus puissant que « d'habitude ». Grande quantité Les éruptions volcaniques et les sources chaudes apportent de la chaleur à la surface de ces zones.
Ce sont les zones les plus favorables au développement de la géothermie. Sur le territoire de la Russie, il s'agit avant tout du Kamtchatka, des îles Kouriles et du Caucase.
Dans le même temps, le développement de l'énergie géothermique est possible presque partout, car l'augmentation de la température avec la profondeur est un phénomène universel, et la tâche est d'« extraire » la chaleur des profondeurs, tout comme on en extrait les matières premières minérales.
En moyenne, la température augmente avec la profondeur de 2,5 à 3 °C tous les 100 m. Le rapport entre la différence de température entre deux points situés à des profondeurs différentes et la différence de profondeur entre eux est appelé gradient géothermique.
La valeur réciproque est le pas géothermique, ou l'intervalle de profondeur auquel la température augmente de 1 o C.
Plus le gradient est élevé et, par conséquent, plus l’étage est bas, plus la chaleur des profondeurs terrestres se rapproche de la surface et plus cette zone est prometteuse pour le développement de l’énergie géothermique.
Dans différentes zones, en fonction de la structure géologique et d'autres conditions régionales et locales, le taux d'augmentation de la température avec la profondeur peut varier considérablement. À l'échelle de la Terre, les fluctuations de l'ampleur des gradients et des échelons géothermiques atteignent 25 fois. Par exemple, dans l'État de l'Oregon (États-Unis), le gradient est de 150 °C pour 1 km, et dans Afrique du Sud- 6°C pour 1 km.
La question est : quelle est la température à grande profondeur – 5, 10 km ou plus ? Si la tendance se poursuit, la température à une profondeur de 10 km devrait être en moyenne d'environ 250-300 o C. Ceci est plus ou moins confirmé par des observations directes dans des puits ultra-profonds, bien que le tableau soit beaucoup plus compliqué qu'une augmentation linéaire de la température. .
Par exemple, dans le puits très profond de Kola, foré dans le bouclier cristallin de la Baltique, la température jusqu'à une profondeur de 3 km change à raison de 10 °C/1 km, puis le gradient géothermique devient 2 à 2,5 fois plus élevé. A une profondeur de 7 km, une température de 120 o C a déjà été enregistrée, à 10 km - 180 o C et à 12 km - 220 o C.
Un autre exemple est un puits foré dans la région de la Caspienne du Nord, où à une profondeur de 500 m une température de 42 o C a été enregistrée, à 1,5 km - 70 o C, à 2 km - 80 o C, à 3 km - 108 o C. .
On suppose que le gradient géothermique diminue à partir d'une profondeur de 20 à 30 km : à une profondeur de 100 km, les températures estimées sont d'environ 1 300 à 1 500 o C, à une profondeur de 400 km à 1 600 o C, dans la zone terrestre. noyau (profondeurs supérieures à 6000 km) - 4000-5000 o AVEC.
À des profondeurs allant jusqu'à 10 à 12 km, la température est mesurée à travers des puits forés ; là où ils ne sont pas présents, elle est déterminée par des signes indirects de la même manière qu'à de plus grandes profondeurs. De tels signes indirects peuvent être la nature du passage des ondes sismiques ou la température de la lave en éruption.
Cependant, pour les besoins de l'énergie géothermique, les données sur les températures à des profondeurs supérieures à 10 km ne présentent pas encore d'intérêt pratique.
Il y a beaucoup de chaleur à plusieurs kilomètres de profondeur, mais comment l'augmenter ? Parfois, la nature elle-même résout ce problème pour nous à l'aide d'un liquide de refroidissement naturel - des eaux thermales chauffées qui remontent à la surface ou se trouvent à une profondeur accessible à nous. Dans certains cas, l’eau des profondeurs est chauffée jusqu’à devenir de la vapeur.
Il n’existe pas de définition stricte de la notion d’« eaux thermales ». En règle générale, il s'agit des eaux souterraines chaudes à l'état liquide ou sous forme de vapeur, y compris celles arrivant à la surface de la Terre avec une température supérieure à 20 ° C, c'est-à-dire généralement supérieure à la température de l'air.
La chaleur des eaux souterraines, de la vapeur et des mélanges vapeur-eau est de l'énergie hydrothermale. En conséquence, l'énergie basée sur son utilisation est appelée hydrothermale.
La situation est plus compliquée avec l'extraction de chaleur directement à partir de roches sèches - l'énergie pétrothermique, d'autant plus que des températures assez élevées commencent généralement à des profondeurs de plusieurs kilomètres.
Sur le territoire de la Russie, le potentiel de l'énergie pétrothermique est cent fois supérieur à celui de l'énergie hydrothermale - respectivement 3 500 et 35 000 milliards de tonnes de carburant standard. C'est tout à fait naturel : la chaleur des profondeurs de la Terre est disponible partout et les eaux thermales se trouvent localement. Cependant, en raison de difficultés techniques évidentes, les eaux thermales sont actuellement principalement utilisées pour produire de la chaleur et de l'électricité.
L'eau avec des températures de 20-30 à 100 ° C convient au chauffage, avec des températures de 150 ° C et plus - et à la production d'électricité dans les centrales géothermiques.
En général, les ressources géothermiques de la Russie, en termes de tonnes d'équivalent combustible ou de toute autre unité de mesure de l'énergie, sont environ 10 fois supérieures aux réserves de combustibles fossiles.
Théoriquement, seule l'énergie géothermique pourrait satisfaire pleinement les besoins énergétiques du pays. Presque allumé ce moment sur la majeure partie de son territoire, cela n'est pas réalisable pour des raisons techniques et économiques.
Dans le monde, l’utilisation de l’énergie géothermique est le plus souvent associée à l’Islande, pays situé à l’extrémité nord de la dorsale médio-atlantique, dans une zone tectonique et volcanique extrêmement active. Probablement tout le monde s'en souvient éruption puissante Volcan Eyjafjallajökull en 2010.
C’est grâce à cette spécificité géologique que l’Islande possède d’énormes réserves d’énergie géothermique, dont des sources chaudes qui émergent à la surface de la Terre et jaillissent même sous forme de geysers.
En Islande, plus de 60 % de toute l’énergie consommée provient actuellement de la Terre. Les sources géothermiques assurent 90 % du chauffage et 30 % de la production d'électricité. Ajoutons que le reste de l’électricité du pays est produit par des centrales hydroélectriques, c’est-à-dire également à partir d’une source d’énergie renouvelable, ce qui fait de l’Islande une sorte de norme environnementale mondiale.
La domestication de l’énergie géothermique au XXe siècle a grandement bénéficié à l’économie islandaise. Jusqu'au milieu du siècle dernier, c'était un pays très pauvre, il se classe aujourd'hui au premier rang mondial en termes de capacité installée et de production d'énergie géothermique par habitant et se classe parmi les dix premiers en termes de capacité installée absolue de centrales géothermiques. . Cependant, sa population n'est que de 300 000 personnes, ce qui simplifie la tâche de transition vers des sources d'énergie respectueuses de l'environnement : le besoin en est généralement faible.
Outre l'Islande, une part élevée de l'énergie géothermique dans le bilan total de la production électrique est fournie en Nouvelle-Zélande et dans les pays insulaires d'Asie du Sud-Est (Philippines et Indonésie), pays Amérique centrale et l'Afrique de l'Est, dont le territoire est également caractérisé par une forte activité sismique et volcanique. Pour ces pays, à leur niveau actuel de développement et de besoins, l’énergie géothermique apporte une contribution significative au développement socio-économique.
(La fin suit.)
Buts et objectifs de la leçon :
- présenter aux élèves les principales coquilles de la Terre ;
- considérer les caractéristiques de la structure interne de la Terre, les propriétés de la croûte terrestre ;
- donner une idée sur la façon d'étudier la croûte terrestre.
Complexe pédagogique et visuel :
- Globe,
- schéma de la structure de la croûte terrestre (présentation multimédia),
- manuel pour la 6e année « Cours pour débutants en géographie » Gerasimova T.P., Neklyukova N.P.
Formats de cours :
Connaissance des principales coquilles de la Terre, leur définition ; travailler avec le schéma « Structure interne de la Terre » ; travailler avec le tableau « La croûte terrestre et les caractéristiques de sa structure » ; une histoire sur les façons d'étudier la croûte terrestre.
Termes et concepts :
- atmosphère,
- hydrosphère,
- lithosphère,
- La croûte terrestre,
- manteau,
- Le noyau de la Terre,
- croûte continentale,
- croute océanique,
- Section Mohorovicic,
- puits ultra profonds.
Objets géographiques :
Péninsule de Kola.
Explication du nouveau matériel :
1.Lecture explicative du manuel, prise de notes.
Soulignez au crayon et écrivez dans votre cahier : (à l'aide d'une présentation multimédia).
Enveloppes extérieures de la Terre :
- Air – coque gazeuse – atmosphère
- eau – coquille d’eau – hydrosphère
- roches qui composent les fonds terrestres et océaniques - la croûte terrestre
- les organismes vivants, ainsi que l'environnement dans lequel ils vivent, constituent biosphère.
2. La structure de la Terre (consultez la Fig. 22, p. 39). Utilisation d'une présentation multimédia. Lecture commentée, rédaction d'un croquis sur un cahier.
La lithosphère est la coquille solide de la Terre, comprenant la croûte terrestre et la partie supérieure du manteau. L'épaisseur de la lithosphère est en moyenne de 70 à 250 km.
Rayon de la Terre (équatorial) = 6378 km
3. Propriétés de la croûte terrestre. Inclusion dans le plan de travail avec la Fig. 23 p.40 (à l'aide d'une présentation multimédia).
La croûte terrestre est la coquille rocheuse dure de la Terre, constituée de minéraux solides et de roches.
la croûte terrestre
4. Résoudre des problèmes pour déterminer la température qui change lors de l'immersion dans les profondeurs de la Terre.
Depuis le manteau, la chaleur interne de la Terre est transférée à la croûte terrestre. La couche supérieure de la croûte terrestre - jusqu'à une profondeur de 20 à 30 m - est influencée par les températures extérieures, et en dessous la température augmente progressivement : tous les 100 m de profondeur de + 3C. Plus profondément, la température dépend déjà largement de la composition des roches.
Tâche : Quelle est la température des roches dans la mine où est extrait le charbon, si sa profondeur est de 1000 m, et la température de la couche de la croûte terrestre, qui ne dépend plus de la période de l'année, est de +10C
Nous décidons des actions :
- De combien de degrés la température de la croûte terrestre augmente-t-elle dans la mine :
- Quelle sera la température de la croûte terrestre dans la mine ?
10С+(+30С)= +40С
Température = +10C +(1000:100 3C)=10C +30C =40C
Résoudre le problème : Quelle est la température de la croûte terrestre dans une mine si sa profondeur est de 1 600 m et que la température d'une couche de la croûte terrestre qui ne dépend pas de la saison est de -5 C ?
Température de l'air =(-5C)+(1600:100 3C)=(-5C)+48C =+43C.
Notez l'état du problème et résolvez-le à la maison :
Quelle est la température de la croûte terrestre dans une mine si sa profondeur est de 800 m et que la température de la couche de la croûte terrestre, quelle que soit la période de l'année, est de +8 C ?
Résoudre les problèmes donnés dans les notes de cours
5. Etude de la croûte terrestre. En travaillant avec la fig. 24 p.40, texte du manuel.
Le forage du puits très profond de Kola a commencé en 1970, sa profondeur peut atteindre 12 à 15 km. Calculez de quelle partie du rayon terrestre il s'agit.
R Terre = 6378 km (équatorial)
6356 km (polaire) ou méridional
530-531 partie de l'équatorial.
La profondeur de la mine la plus profonde du monde est 4 fois moindre. Malgré de nombreuses études, nous savons encore très peu de choses sur l’intérieur de notre propre planète. En un mot, si nous revenons à la comparaison ci-dessus, nous ne pouvons toujours pas « percer la coquille ».
- Consolidation du nouveau matériel. Utiliser une présentation multimédia .
Tests et tâches de vérification.
1. Déterminez la coquille de la Terre : La croûte terrestre.
A. l'air
B. dur.
G. aquatique.
Clé de vérification :
2. Déterminez de quelle coquille de la Terre nous parlons : la croûte terrestre
a/ le plus proche du centre de la Terre
b/ épaisseur de 5 à 70 km
en/traduit du latin par « couverture »
g/ température de la substance +4000 C +5000 C
d/ coquille supérieure de la Terre
e/ épaisseur environ 2900 km
g/ état particulier de la matière : solide et plastique
h/ se compose de parties continentales et océaniques
et/l'élément principal de la composition est le fer.
Clé de vérification :
3. La terre est parfois comparée à un œuf de poule dans sa structure interne. Que veulent-ils montrer avec cette comparaison ?
Devoirs : §16, devoirs et questions après le paragraphe, tâche dans le cahier.
Matériel utilisé par l'enseignant pour expliquer un nouveau sujet.
La croûte terrestre.
La croûte terrestre à l'échelle de la Terre entière est une couche mince et insignifiante par rapport au rayon de la Terre. Il atteint une épaisseur maximale de 75 km sous les chaînes de montagnes du Pamir, du Tibet et de l'Himalaya. Malgré sa faible épaisseur, la croûte terrestre possède une structure complexe.
Ses horizons supérieurs ont été assez bien étudiés par le forage de puits.
La structure et la composition de la croûte terrestre sous les océans et sur les continents sont très différentes. Par conséquent, il est d’usage de distinguer deux principaux types de croûte terrestre : océanique et continentale.
La croûte terrestre des océans occupe environ 56 % de la surface de la planète et sa principale caractéristique est sa faible épaisseur - en moyenne environ 5 à 7 km. Mais même une croûte terrestre aussi mince est divisée en deux couches.
La première couche est sédimentaire, représentée par des argiles et des limons calcaires. La deuxième couche est composée de basaltes, produits d'éruptions volcaniques. L'épaisseur de la couche de basalte au fond de l'océan ne dépasse pas 2 km.
La croûte continentale (continentale) occupe une superficie plus petite que la croûte océanique, soit environ 44 % de la surface de la planète. La croûte continentale est plus épaisse que la croûte océanique, son épaisseur moyenne est de 35 à 40 km et dans les régions montagneuses, elle atteint 70 à 75 km. Il se compose de trois couches.
La couche supérieure est composée de divers sédiments ; leur épaisseur dans certaines dépressions, par exemple dans la plaine caspienne, est de 20 à 22 km. Les sédiments d'eau peu profonde prédominent - calcaires, argiles, sables, sels et gypse. L'âge des roches est de 1,7 milliard d'années.
La deuxième couche est du granit - elle est bien étudiée par les géologues, car il y en a des affleurements à la surface, et des tentatives ont également été faites pour le percer, bien que les tentatives de forage à travers toute la couche de granit aient échoué.
La composition de la troisième couche n’est pas très claire. On suppose qu'il devrait être composé de roches telles que des basaltes. Son épaisseur est de 20 à 25 km. La surface de Mohorovicic peut être tracée à la base de la troisième couche.
Surface Moho.
En 1909 sur Péninsule des Balkans, près de Zagreb, un fort tremblement de terre s'est produit. Le géophysicien croate Andrija Mohorovicic, étudiant un sismogramme enregistré au moment de cet événement, a remarqué qu'à une profondeur d'environ 30 km, la vitesse des vagues augmente considérablement. Cette observation a été confirmée par d'autres sismologues. Cela signifie qu’il existe une certaine section qui limite la croûte terrestre par le bas. Pour le désigner, un terme spécial a été introduit : la surface Mohorovicic (ou section Moho).
Sous la croûte, à des profondeurs de 30 à 50 à 2 900 km se trouve le manteau terrestre. En quoi cela consiste? Principalement issu de roches riches en magnésium et en fer.
Le manteau occupe jusqu'à 82 % du volume de la planète et est divisé en supérieur et inférieur. Le premier se trouve sous la surface du Moho, à une profondeur de 670 km. Une chute rapide de pression dans la partie supérieure du manteau et une température élevée entraînent la fonte de sa substance.
À une profondeur de 400 km sous les continents et de 10 à 150 km sous les océans, c'est-à-dire dans le manteau supérieur, une couche a été découverte où les ondes sismiques se propagent relativement lentement. Cette couche était appelée asthénosphère (du grec « asthène » – faible). Ici, la proportion de matière fondue est de 1 à 3 %, soit plus de plastique. Par rapport au reste du manteau, l’asthénosphère sert de « lubrifiant » à travers lequel se déplacent les plaques lithosphériques rigides.
Par rapport aux roches qui composent la croûte terrestre, les roches du manteau se distinguent par leur forte densité et la vitesse de propagation des ondes sismiques y est sensiblement plus élevée.
Dans le « sous-sol » même du manteau inférieur - à une profondeur de 1000 km et jusqu'à la surface du noyau - la densité augmente progressivement. La composition du manteau inférieur reste un mystère.
On suppose que la surface du noyau est constituée d’une substance ayant les propriétés d’un liquide. La limite centrale est située à une profondeur de 2 900 km.
Mais la région intérieure, à partir d'une profondeur de 5 100 km, se comporte comme solide. Cela est dû à une pression artérielle très élevée. Même à la limite supérieure du noyau, la pression théoriquement calculée est d'environ 1,3 million d'atm. et au centre, il atteint 3 millions d'atm. Les températures ici peuvent dépasser 10 000°C. Chaque cube. cm de la substance du noyau terrestre pèse 12 à 14 g.
Apparemment, la matière du noyau externe de la Terre est lisse, presque comme un boulet de canon. Mais il s'est avéré que les différences de « frontière » atteignent 260 km.
- croute océanique.
- croûte continentale
- manteau
- cœur
UN. se compose de granit, de basalte et de roches sédimentaires.
b. température +2000, état visqueux, plus proche du solide.
V. l'épaisseur de la couche est de 3 à 7 km.
g. température de 2000 à 5000C, solide, constitué de deux couches.
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- Résoudre des problèmes:
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Un trait caractéristique de l'évolution de la Terre est la différenciation de la matière, dont l'expression est la structure de la coque de notre planète. La lithosphère, l'hydrosphère, l'atmosphère et la biosphère forment les principales coquilles de la Terre, qui diffèrent par leur composition chimique, leur épaisseur et leur état de la matière.
Structure interne de la Terre
Composition chimique de la Terre(Fig. 1) est similaire à la composition d’autres planètes telluriques, comme Vénus ou Mars.
En général, les éléments tels que le fer, l’oxygène, le silicium, le magnésium et le nickel prédominent. La teneur en éléments légers est faible. La densité moyenne de la substance terrestre est de 5,5 g/cm 3 .
Il existe très peu de données fiables sur la structure interne de la Terre. Regardons la fig. 2. Il représente la structure interne de la Terre. La Terre est constituée de la croûte, du manteau et du noyau.
Riz. 1. Composition chimique de la Terre
Riz. 2. Structure interne de la Terre
Cœur
Cœur(Fig. 3) est situé au centre de la Terre, son rayon est d'environ 3,5 mille km. La température du noyau atteint 10 000 K, c'est-à-dire qu'elle est supérieure à la température des couches externes du Soleil, et sa densité est de 13 g/cm 3 (à comparer : eau - 1 g/cm 3). On pense que le noyau est composé d’alliages de fer et de nickel.
Le noyau externe de la Terre a une plus grande épaisseur que le noyau interne (rayon 2 200 km) et est à l’état liquide (fondu). Le noyau interne est soumis à une pression énorme. Les substances qui le composent sont à l'état solide.
Manteau
Manteau- la géosphère terrestre, qui entoure le noyau et représente 83 % du volume de notre planète (voir Fig. 3). Sa limite inférieure est située à une profondeur de 2900 km. Le manteau est divisé en une partie supérieure moins dense et plastique (800-900 km), à partir de laquelle il est formé magma(traduit du grec signifie « pommade épaisse » ; il s'agit de la substance fondue de l'intérieur de la terre - un mélange de composés chimiques et d'éléments, y compris des gaz, dans un état semi-liquide spécial) ; et celui cristallin inférieur, d'environ 2000 km d'épaisseur.
Riz. 3. Structure de la Terre : noyau, manteau et croûte
la croûte terrestre
La croûte terrestre - la coque externe de la lithosphère (voir Fig. 3). Sa densité est environ deux fois inférieure à la densité moyenne de la Terre - 3 g/cm 3 .
Sépare la croûte terrestre du manteau Frontière de Mohorovicic(souvent appelée limite de Moho), caractérisée par une forte augmentation de la vitesse des ondes sismiques. Il a été installé en 1909 par un scientifique croate Andreï Mohorovicic (1857- 1936).
Étant donné que les processus qui se produisent dans la partie supérieure du manteau affectent les mouvements de la matière dans la croûte terrestre, ils sont regroupés sous Nom communlithosphère(coquille de pierre). L'épaisseur de la lithosphère varie de 50 à 200 km.
Sous la lithosphère se trouve asthénosphère- coque moins dure et moins visqueuse, mais plus plastique avec une température de 1200°C. Il peut traverser la frontière du Moho et pénétrer dans la croûte terrestre. L'asthénosphère est la source du volcanisme. Il contient des poches de magma en fusion qui pénètrent dans la croûte terrestre ou se déversent à la surface de la Terre.
Composition et structure de la croûte terrestre
Comparée au manteau et au noyau, la croûte terrestre est une couche très fine, dure et cassante. Il est composé d'une substance plus légère, dans laquelle environ 90 éléments naturels éléments chimiques. Ces éléments ne sont pas également représentés dans la croûte terrestre. Sept éléments - l'oxygène, l'aluminium, le fer, le calcium, le sodium, le potassium et le magnésium - représentent 98 % de la masse de la croûte terrestre (voir Fig. 5).
Des combinaisons particulières d’éléments chimiques forment diverses roches et minéraux. Les plus anciens d’entre eux ont au moins 4,5 milliards d’années.
Riz. 4. Structure de la croûte terrestre
Riz. 5. Composition de la croûte terrestre
Minéral est un corps naturel relativement homogène dans sa composition et ses propriétés, formé aussi bien dans les profondeurs qu'à la surface de la lithosphère. Des exemples de minéraux sont le diamant, le quartz, le gypse, le talc, etc. (Caractéristiques propriétés physiques divers minéraux peuvent être trouvés à l'annexe 2.) La composition des minéraux de la Terre est illustrée à la Fig. 6.
Riz. 6. Composition minérale générale de la Terre
Rochers sont constitués de minéraux. Ils peuvent être composés d'un ou plusieurs minéraux.
Roches sédimentaires - argile, calcaire, craie, grès, etc. - se sont formés par la précipitation de substances dans le milieu aquatique et sur terre. Ils reposent en couches. Les géologues les appellent des pages de l'histoire de la Terre, car elles peuvent en apprendre davantage sur conditions naturelles qui existait sur notre planète dans les temps anciens.
Parmi les roches sédimentaires, on distingue les organogènes et inorganogènes (clastiques et chimiogènes).
Organogène Les roches se forment à la suite de l’accumulation de restes animaux et végétaux.
Roches clastiques se forment à la suite de l'altération, de la destruction par l'eau, la glace ou le vent des produits de destruction de roches précédemment formées (tableau 1).
Tableau 1. Roches clastiques selon la taille des fragments
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Nom de la race |
Taille de la déception (particules) |
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Plus de 50 cm |
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5 mm - 1 cm |
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1 mm - 5 mm |
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Sables et grès |
0,005 mm - 1 mm |
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Moins de 0,005 mm |
Chimogène Les roches se forment à la suite de la précipitation de substances dissoutes dans les eaux des mers et des lacs.
Dans l'épaisseur de la croûte terrestre, le magma se forme roches ignées(Fig. 7), par exemple le granit et le basalte.
Les roches sédimentaires et ignées, lorsqu'elles sont immergées à de grandes profondeurs sous l'influence de pressions et de températures élevées, subissent des changements importants, se transformant en roches métamorphiques. Par exemple, le calcaire se transforme en marbre, le grès quartzeux en quartzite.
La structure de la croûte terrestre est divisée en trois couches : sédimentaire, granitique et basaltique.
Couche sédimentaire(voir Fig. 8) est formé principalement de roches sédimentaires. Les argiles et les schistes prédominent ici, et les roches sableuses, carbonatées et volcaniques sont largement représentées. Dans la couche sédimentaire, il y a des dépôts de tels minéral, comme le charbon, le gaz, le pétrole. Tous sont d'origine biologique. Par exemple, le charbon est un produit de la transformation de plantes des temps anciens. L'épaisseur de la couche sédimentaire varie considérablement - d'une absence totale dans certaines zones terrestres à 20-25 km dans les dépressions profondes.
Riz. 7. Classification des roches par origine
Couche "Granit" se compose de roches métamorphiques et ignées, similaires dans leurs propriétés au granit. Les plus courants ici sont les gneiss, les granites, les schistes cristallins, etc. La couche granitique ne se retrouve pas partout, mais sur les continents où elle s'exprime bien, son épaisseur maximale peut atteindre plusieurs dizaines de kilomètres.
Couche "Basalte" formé de roches proches des basaltes. Ce sont des roches ignées métamorphisées, plus denses que les roches de la couche « granite ».
L'épaisseur et la structure verticale de la croûte terrestre sont différentes. Il existe plusieurs types de croûte terrestre (Fig. 8). Selon la classification la plus simple, on distingue la croûte océanique et la croûte continentale.
L'épaisseur de la croûte continentale et océanique varie. Ainsi, l’épaisseur maximale de la croûte terrestre est observée sous les systèmes montagneux. Cela fait environ 70 km. Sous les plaines, l'épaisseur de la croûte terrestre est de 30 à 40 km, et sous les océans, elle est la plus fine - seulement 5 à 10 km.
Riz. 8. Types de croûte terrestre : 1 - eau ; 2- couche sédimentaire ; 3—interstratification de roches sédimentaires et de basaltes ; 4 - basaltes et roches ultrabasiques cristallines ; 5 – couche granitique métamorphique ; 6 – couche granulite-mafique ; 7 - manteau normal ; 8 - manteau décomprimé
La différence entre la croûte continentale et océanique dans la composition des roches se manifeste par le fait qu'il n'y a pas de couche de granit dans la croûte océanique. Et la couche basaltique de la croûte océanique est tout à fait unique. En termes de composition rocheuse, elle diffère d’une couche similaire de croûte continentale.
La frontière entre terre et océan (point zéro) n’enregistre pas la transition de la croûte continentale vers la croûte océanique. Le remplacement de la croûte continentale par la croûte océanique se produit dans l'océan à une profondeur d'environ 2 450 m.
Riz. 9. Structure de la croûte continentale et océanique
Il existe également des types de transition de la croûte terrestre - subocéanique et sous-continentale.
Croûte subocéanique situé le long des pentes continentales et des contreforts, peut être trouvé dans les zones marginales et mers méditerranéennes. C'est une croûte continentale d'une épaisseur allant jusqu'à 15 à 20 km.
Croûte sous-continentale situés, par exemple, sur des arcs insulaires volcaniques.
Basé sur des matériaux sondage sismique - la vitesse de passage des ondes sismiques - nous obtenons des données sur la structure profonde de la croûte terrestre. Ainsi, le puits très profond de Kola, qui a permis pour la première fois de voir des échantillons de roches à plus de 12 km de profondeur, a apporté beaucoup de choses inattendues. On a supposé qu'à une profondeur de 7 km, une couche de « basalte » devrait commencer. En réalité, il n'a pas été découvert et les gneiss prédominaient parmi les roches.
Changement de température de la croûte terrestre avec la profondeur. La couche superficielle de la croûte terrestre a une température déterminée par la chaleur solaire. Ce couche héliométrique(du grec hélio - Soleil), connaissant des fluctuations saisonnières de température. Son épaisseur moyenne est d'environ 30 m.
Ci-dessous se trouve une couche encore plus fine, caractéristique qui est une température constante correspondant à la température moyenne annuelle du site d'observation. La profondeur de cette couche augmente dans les climats continentaux.
Encore plus profondément dans la croûte terrestre se trouve une couche géothermique dont la température est déterminée par la chaleur interne de la Terre et augmente avec la profondeur.
L'augmentation de la température est principalement due à la désintégration des éléments radioactifs qui composent les roches, principalement le radium et l'uranium.
L’augmentation de la température des roches avec la profondeur est appelée gradient géothermique. Elle varie dans une plage assez large - de 0,1 à 0,01 °C/m - et dépend de la composition des roches, de leurs conditions d'apparition et d'un certain nombre d'autres facteurs. Sous les océans, la température augmente plus rapidement avec la profondeur que sur les continents. En moyenne, tous les 100 m de profondeur, il fait plus chaud de 3 °C.
L’inverse du gradient géothermique s’appelle étape géothermique. Elle se mesure en m/°C.
La chaleur de la croûte terrestre est une source d’énergie importante.
La partie de la croûte terrestre qui s'étend jusqu'aux profondeurs accessibles aux formes d'étude géologique entrailles de la terre. L'intérieur de la Terre nécessite une protection particulière et une utilisation raisonnable.