الموقع والتركيب الكيميائي والنظام الحراري لقشرة الأرض. القشرة الارضية

تقع الأرض بالقرب من الشمس بما يكفي بحيث تكون الطاقة التي تتلقاها كافية للحفاظ على الحرارة ووجود الماء السائل. وبفضل هذا، أصبح كوكبنا مناسبًا للحياة.

كما نتذكر من دروس الجغرافيا أن الأرض تتكون من طبقات مختلفة. كلما اقتربنا من مركز الكوكب، أصبح الوضع أكثر توتراً. ولحسن الحظ بالنسبة لنا، تتمتع القشرة، وهي الطبقة الجيولوجية العليا، بدرجات حرارة مستقرة ومريحة نسبيًا. ومع ذلك، يمكن أن تختلف معانيها بشكل كبير حسب المكان والزمان.

يوهان سوانبويل | شترستوك.كوم

هيكل الأرض

مثل الكواكب الأخرى المجموعة الأرضيةيتكون كوكبنا من صخور ومعادن السيليكات التي تفرق بين نواة معدنية صلبة ونواة خارجية منصهرة وغطاء سيليكات وقشرة. يبلغ نصف قطر اللب الداخلي 1220 كم تقريبًا، بينما يبلغ اللب الخارجي حوالي 3400 كم.

ثم يأتي الوشاح وقشرة الأرض. سمك الوشاح 2890 كم. هذه هي الطبقة السميكة من الأرض. ويتكون من صخور السيليكات الغنية بالحديد والمغنيسيوم. درجات الحرارة المرتفعة داخل الوشاح تجعل مادة السيليكات الصلبة بلاستيكية تمامًا.

تنقسم الطبقة العليا من الوشاح إلى الغلاف الصخري والغلاف الموري. الأول يتكون من القشرة والجزء العلوي الصلب والبارد من الوشاح، بينما يتمتع الغلاف الموري ببعض اللدونة، مما يجعل الغلاف الصخري الذي يغطيه غير مستقر ومتحرك.

القشرة الارضية

القشرة هي الغلاف الخارجي للأرض وتشكل 1% فقط من كتلتها الكلية. يختلف سمك اللحاء حسب الموقع. في القارات يمكن أن يصل إلى 30 كم، وتحت المحيطات - 5 كم فقط.

تتكون القشرة من العديد من الصخور النارية والمتحولة والرسوبية، ويمثلها نظام من الصفائح التكتونية. تطفو هذه الصفائح فوق وشاح الأرض، ومن المفترض أن الحمل الحراري في الوشاح يجعلها في حركة مستمرة.

في بعض الأحيان، تصطدم الصفائح التكتونية أو تتباعد أو تنزلق ضد بعضها البعض. جميع أنواع النشاط التكتوني الثلاثة تكمن وراء تكوين القشرة الأرضية وتؤدي إلى التجديد الدوري لسطحها على مدى ملايين السنين.

نطاق درجة الحرارة

أما على الطبقة الخارجية للقشرة، حيث تتلامس مع الغلاف الجوي، فإن درجة حرارتها تتوافق مع درجة حرارة الهواء. وبالتالي يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 35 درجة مئوية في الصحراء وأقل من الصفر في القارة القطبية الجنوبية. في المتوسط، تبلغ درجة حرارة سطح اللحاء حوالي 14 درجة مئوية.

كما ترون، نطاق القيم واسع جدًا. ولكن يجدر النظر في حقيقة أن معظم قشرة الأرض تقع تحت المحيطات. بعيداً عن الشمس، حيث يلتقي الماء، يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 0...+3 درجة مئوية فقط.

إذا بدأت في حفر حفرة في القشرة القارية، فسوف ترتفع درجة الحرارة بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، في الجزء السفلي من أعمق منجم في العالم، تاو تونا (3.9 كم). جنوب أفريقياتصل إلى 55 درجة مئوية. عمال المناجم الذين يعملون هناك طوال اليوم لا يمكنهم الاستغناء عن تكييف الهواء.

وبالتالي، يمكن أن يختلف متوسط ​​درجات الحرارة السطحية من الحرارة الشديدة إلى البرودة الشديدة اعتمادًا على الموقع (على الأرض أو تحت الماء)، والمواسم، والوقت من اليوم.

ومع ذلك تظل القشرة الأرضية هي المكان الوحيد الموجود فيها النظام الشمسيحيث تكون درجة الحرارة مستقرة بما يكفي لاستمرار الحياة في الازدهار. أضف إلى ذلك غلافنا الجوي القابل للحياة والغلاف المغناطيسي الواقي، وسنكون محظوظين حقًا!

قشرة الأرض بالمعنى العلمي هي الجزء الجيولوجي العلوي والأصعب من قشرة كوكبنا.

البحث العلمي يسمح لنا بدراسته بدقة. يتم تسهيل ذلك من خلال الحفر المتكرر للآبار في القارات وفي قاع المحيط. هيكل الأرض وقشرة الأرض مجالات مختلفةتختلف الكواكب في التكوين والخصائص. الحد العلوي لقشرة الأرض هو التضاريس المرئية، والحد السفلي هو المنطقة الفاصلة بين البيئتين، والتي تعرف أيضًا بسطح موهوروفيتشي. غالبًا ما يشار إليه ببساطة باسم "الحدود M". حصلت على هذا الاسم بفضل عالم الزلازل الكرواتي موهوروفيتش أ لسنوات عديدةورصدت سرعة الحركات الزلزالية تبعا لمستوى العمق. وفي عام 1909 أثبت وجود فرق بين القشرة الأرضية والوشاح الساخن للأرض. وتقع حدود M عند المستوى الذي تزداد فيه سرعة الموجات الزلزالية من 7.4 إلى 8.0 كم/ث.

التركيب الكيميائي للأرض

دراسة قذائف كوكبنا، توصل العلماء إلى استنتاجات مثيرة للاهتمام وحتى مذهلة. إن السمات الهيكلية للقشرة الأرضية تجعلها مشابهة لنفس المناطق الموجودة على المريخ والزهرة. ويمثل الأكسجين والسيليكون والحديد والألومنيوم والكالسيوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والصوديوم أكثر من 90٪ من العناصر المكونة له. من خلال الجمع مع بعضها البعض في مجموعات مختلفة، فإنها تشكل متجانسة الهيئات المادية- المعادن. يمكن تضمينها في الصخور بتركيزات مختلفة. هيكل القشرة الأرضية غير متجانس للغاية. وبالتالي، فإن الصخور في شكل معمم هي مجاميع ذات تركيب كيميائي ثابت إلى حد ما. هذه هيئات جيولوجية مستقلة. وهي تعني منطقة محددة بوضوح من القشرة الأرضية، والتي لها نفس الأصل والعمر داخل حدودها.

الصخور حسب المجموعة

1. نارية. الاسم يتحدث عن نفسه. وهي تنشأ من الصهارة المبردة المتدفقة من أفواه البراكين القديمة. يعتمد هيكل هذه الصخور بشكل مباشر على معدل تصلب الحمم البركانية. كلما كان أكبر، أصغر بلورات المادة. الجرانيت، على سبيل المثال، تم تشكيله في سمك القشرة الأرضية، وظهر البازلت نتيجة للتدفق التدريجي للصهارة على سطحه. مجموعة متنوعة من هذه السلالات كبيرة جدًا. وبالنظر إلى بنية القشرة الأرضية نرى أنها تتكون من 60% معادن نارية.

2. الرسوبية. هذه صخور نتجت عن الترسب التدريجي لأجزاء من معادن معينة على الأرض وقاع المحيط. يمكن أن تكون هذه مكونات سائبة (الرمل والحصى)، أو مكونات أسمنتية (الحجر الرملي)، أو بقايا الكائنات الحية الدقيقة (الفحم، الحجر الجيري)، أو منتجات التفاعلات الكيميائية (ملح البوتاسيوم). وهي تشكل ما يصل إلى 75٪ من القشرة الأرضية بأكملها في القارات.
بواسطة الطريقة الفسيولوجيةتنقسم التكوينات الصخرية الرسوبية إلى:

• كلاستيك. هذه هي بقايا الصخور المختلفة. لقد تم تدميرها تحت تأثير العوامل الطبيعية (الزلزال، الإعصار، تسونامي). وتشمل هذه الرمل والحصى والحصى والحجر المسحوق والطين.
• كيميائي. يتم تشكيلها تدريجيا من المحاليل المائيةواحد أو آخر المعادن(ملح).
• العضوية أو الحيوية. تتكون من بقايا الحيوانات أو النباتات. هذه هي الصخر الزيتي والغاز والنفط والفحم والحجر الجيري والفوسفوريت والطباشير.

3. الصخور المتحولة. يمكن تحويل المكونات الأخرى إليها. ويحدث ذلك تحت تأثير تغير درجات الحرارة أو الضغط العالي أو المحاليل أو الغازات. على سبيل المثال، يمكنك الحصول على الرخام من الحجر الجيري، والنيس من الجرانيت، والكوارتزيت من الرمل.

تسمى المعادن والصخور التي تستخدمها البشرية بنشاط في حياتها بالمعادن. ما هم؟

وهي تكوينات معدنية طبيعية تؤثر على بنية الأرض والقشرة الأرضية. يمكن استخدامها في زراعةوالصناعة كما في الشكل الطبيعي، وجاري تجهيزها.

أنواع المعادن المفيدة. تصنيفهم

اعتمادا علي الحالة الجسديةوالمجموعات، يمكن تقسيم المعادن إلى فئات:

1. الصلبة (الخام والرخام والفحم).
2. سائل ( المياه المعدنية، زيت).
3. غازية (الميثان).

خصائص الأنواع الفردية من المعادن

حسب تكوين وميزات التطبيق فهي تتميز:

1. المواد القابلة للاحتراق (الفحم والنفط والغاز).
2. خام. وهي تشمل المواد المشعة (الراديوم واليورانيوم) و المعادن الثمينة(الفضة والذهب والبلاتين). هناك خامات الحديدوز (الحديد والمنغنيز والكروم) والمعادن غير الحديدية (النحاس والقصدير والزنك والألمنيوم).
3. تلعب المعادن اللافلزية دورًا مهمًا في مفهوم مثل بنية القشرة الأرضية. جغرافيتهم شاسعة. هذه صخور غير معدنية وغير قابلة للاحتراق. هذا مواد البناء(الرمل والحصى والطين) و المواد الكيميائية(الكبريت، الفوسفات، أملاح البوتاسيوم). تم تخصيص قسم منفصل للأحجار الكريمة وأحجار الزينة.

يعتمد توزيع المعادن على كوكبنا بشكل مباشر العوامل الخارجيةوالأنماط الجيولوجية.

وبالتالي، يتم استخراج معادن الوقود في المقام الأول في أحواض النفط والغاز والفحم. وهي ذات أصل رسوبي وتتشكل على الأغطية الرسوبية للمنصات. نادرا ما يجتمع النفط والفحم معا.

غالبًا ما تتوافق المعادن الخام مع الطابق السفلي والأجزاء المتدلية والمناطق المطوية من ألواح المنصة. في مثل هذه الأماكن يمكنهم إنشاء أحزمة ضخمة.

جوهر

اللب الخارجي في حالة منصهرة ولديه قوة أكبر من اللب الداخلي. والأخير يتعرض لضغوط هائلة. والمواد التي يتكون منها تكون في حالة صلبة دائمة.

عباءة

يحيط الغلاف الأرضي للأرض بالنواة ويشكل حوالي 83% من الغلاف الخارجي لكوكبنا بالكامل. تقع الحدود السفلية للوشاح على عمق كبير يبلغ حوالي 3000 كيلومتر. تنقسم هذه القشرة تقليديًا إلى أقل من البلاستيك وكثافة الجزء العلوي(ومن هنا تتشكل الصهارة) وإلى الطبقة البلورية السفلية التي يبلغ عرضها 2000 كيلومتر.

تكوين وهيكل القشرة الأرضية

من أجل الحديث عن العناصر التي تشكل الغلاف الصخري، نحتاج إلى إعطاء بعض المفاهيم.

القشرة الأرضية هي القشرة الخارجية للغلاف الصخري. كثافته أقل من نصف متوسط ​​كثافة الكوكب.

يتم فصل القشرة الأرضية عن الوشاح بالحدود M التي سبق ذكرها أعلاه. نظرًا لأن العمليات التي تحدث في كلا المنطقتين تؤثر بشكل متبادل على بعضها البعض، فإن تعايشها يُسمى عادةً الغلاف الصخري. وهذا يعني "قذيفة الحجر". وتتراوح قوتها بين 50-200 كيلومتر.

يوجد أسفل الغلاف الصخري الغلاف الموري، وهو أقل كثافة ولزوجة. درجة حرارته حوالي 1200 درجة. الميزة الفريدة للغلاف الصخري هي القدرة على انتهاك حدوده واختراق الغلاف الصخري. وهو مصدر البراكين. توجد هنا جيوب منصهرة من الصهارة تخترق القشرة الأرضية وتتدفق إلى السطح. ومن خلال دراسة هذه العمليات، تمكن العلماء من تحقيق العديد من الاكتشافات المذهلة. هكذا تمت دراسة بنية القشرة الأرضية. تم تشكيل الغلاف الصخري منذ عدة آلاف من السنين، ولكن حتى الآن تجري فيه عمليات نشطة.

العناصر الهيكلية للقشرة الأرضية

بالمقارنة مع الوشاح واللب، فإن الغلاف الصخري عبارة عن طبقة صلبة ورقيقة وهشة للغاية. وهي مكونة من مزيج من المواد، تم اكتشاف أكثر من 90 منها حتى الآن. العناصر الكيميائية. يتم توزيعها بشكل غير متجانس. 98% من كتلة القشرة الأرضية تتكون من سبعة مكونات. وهي الأكسجين والحديد والكالسيوم والألمنيوم والبوتاسيوم والصوديوم والمغنيسيوم. أقدم الصخور والمعادن يزيد عمرها عن 4.5 مليار سنة.

ومن خلال دراسة البنية الداخلية للقشرة الأرضية يمكن التعرف على المعادن المختلفة.
المعدن عبارة عن مادة متجانسة نسبيًا يمكن العثور عليها داخل الغلاف الصخري وعلى سطحه. هذه هي الكوارتز والجبس والتلك وما إلى ذلك. تتكون الصخور من معدن واحد أو أكثر.

العمليات التي تشكل القشرة الأرضية

هيكل القشرة المحيطية

يتكون هذا الجزء من الغلاف الصخري بشكل رئيسي من الصخور البازلتية. لم تتم دراسة بنية القشرة المحيطية بشكل شامل مثل القشرة القارية. توضح نظرية الصفائح التكتونية أن القشرة المحيطية حديثة العهد نسبيًا، ويمكن تأريخ الأجزاء الأحدث منها إلى أواخر العصر الجوراسي.
لا يتغير سمكها عمليًا بمرور الوقت، حيث يتم تحديده من خلال كمية الذوبان المنبعثة من الوشاح في منطقة تلال وسط المحيط. ويتأثر بشكل كبير بعمق الطبقات الرسوبية في قاع المحيط. ويتراوح في المناطق الأكثر اتساعًا من 5 إلى 10 كيلومترات. هذا النوعتنتمي قشرة الأرض إلى الغلاف الصخري المحيطي.

القشرة القارية

يتفاعل الغلاف الصخري مع الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الحيوي. في عملية التوليف، فإنها تشكل قذيفة الأرض الأكثر تعقيدا وتفاعلية. في الغلاف التكتوني تحدث عمليات تغير تكوين وبنية هذه الأصداف.
الغلاف الصخري على سطح الأرض ليس متجانسًا. لديها عدة طبقات.

1. الرسوبية. وتتكون بشكل رئيسي من الصخور. يسود هنا الطين والصخر الزيتي، كما تنتشر الصخور الكربونية والبركانية والرملية على نطاق واسع. في الطبقات الرسوبية يمكنك العثور على معادن مثل الغاز والنفط والفحم. وكلها من أصل عضوي.
2. طبقة الجرانيت . وتتكون من الصخور النارية والمتحولة وهي الأقرب في طبيعتها إلى الجرانيت. لا توجد هذه الطبقة في كل مكان، فهي أكثر وضوحًا في القارات. هنا يمكن أن يصل عمقها إلى عشرات الكيلومترات.
3. تتكون طبقة البازلت من صخور قريبة من المعدن الذي يحمل نفس الاسم. وهو أكثر كثافة من الجرانيت.

تغيرات العمق ودرجة الحرارة في القشرة الأرضية

يتم تسخين الطبقة السطحية بواسطة حرارة الشمس. هذه هي القشرة الشمسية. تعاني من تقلبات درجات الحرارة الموسمية. ويبلغ متوسط ​​سمك الطبقة حوالي 30 م.

يوجد أدناه طبقة أرق وأكثر هشاشة. درجة حرارتها ثابتة وتساوي تقريباً المتوسط ​​السنوي المميز لهذه المنطقة من الكوكب. واعتماداً على المناخ القاري، يزداد عمق هذه الطبقة.
وحتى أعمق في القشرة الأرضية يوجد مستوى آخر. هذه طبقة حرارية أرضية. وبنية القشرة الأرضية تسمح بوجودها، وتتحدد درجة حرارتها بالحرارة الداخلية للأرض وتزداد مع العمق.

تحدث الزيادة في درجة الحرارة بسبب تحلل المواد المشعة التي تشكل جزءًا من الصخور. بادئ ذي بدء، هذه هي الراديوم واليورانيوم.

التدرج الهندسي - مقدار زيادة درجة الحرارة حسب درجة الزيادة في عمق الطبقات. يعتمد هذا الإعداد على عوامل مختلفة. ويؤثر عليها تركيب القشرة الأرضية وأنواعها، وكذلك تركيب الصخور ومستوى وظروف حدوثها.

تعتبر حرارة القشرة الأرضية مصدرًا مهمًا للطاقة. دراستها ذات أهمية كبيرة اليوم.

قشرة الأرض لها أهمية كبيرة لحياتنا، للبحث عن كوكبنا.

يرتبط هذا المفهوم ارتباطًا وثيقًا بالمفاهيم الأخرى التي تميز العمليات التي تحدث داخل الأرض وعلى سطحها.

ما هي القشرة الأرضية وأين تقع؟

للأرض قشرة كلية ومستمرة، تشمل: القشرة الأرضية، والتروبوسفير والستراتوسفير، وهي الجزء السفلي من الغلاف الجوي، والغلاف المائي، والمحيط الحيوي، والأنثروبوسفير.

إنهم يتفاعلون بشكل وثيق، ويخترقون بعضهم البعض ويتبادلون الطاقة والمادة باستمرار. قشرة الأرض تسمى عادة الجزء الخارجيالغلاف الصخري - القشرة الصلبة للكوكب. معظمها الخارجيغطيها الغلاف المائي. أما الجزء الأصغر المتبقي فيتأثر بالجو.

يوجد تحت القشرة الأرضية غطاء أكثر كثافة ومقاومًا للحرارة. وتفصل بينهما حدود تقليدية سميت على اسم العالم الكرواتي موهوروفيتش. خصوصيتها هي الزيادة الحادة في سرعة الاهتزازات الزلزالية.

يتم استخدام أساليب علمية مختلفة للحصول على نظرة ثاقبة لقشرة الأرض. ومع ذلك، فإن الحصول على معلومات محددة لا يمكن تحقيقه إلا عن طريق الحفر إلى أعماق كبيرة.

وكان أحد أهداف هذا البحث هو تحديد طبيعة الحدود بين القشرة القارية العليا والسفلى. تمت مناقشة إمكانيات اختراق الوشاح العلوي باستخدام كبسولات ذاتية التسخين مصنوعة من معادن مقاومة للحرارة.

هيكل القشرة الأرضية

وتوجد تحت القارات طبقاتها الرسوبية والجرانيتية والبازلتية التي يصل سمكها الإجمالي إلى 80 كيلومترا. تتشكل الصخور، والتي تسمى بالصخور الرسوبية، نتيجة ترسب المواد على الأرض وفي الماء. وهي تقع بشكل رئيسي في طبقات.

• فخار
• الصخر الزيتي
• الحجارة الرملية
• صخور الكربونات
• صخور من أصل بركاني
• الفحم والصخور الأخرى.

تساعد الطبقة الرسوبية على التعلم بشكل أعمق الظروف الطبيعيةعلى الأرض التي كانت على هذا الكوكب في زمن سحيق. يمكن أن يكون لهذه الطبقة سمك مختلف. في بعض الأماكن، قد لا توجد على الإطلاق، وفي أماكن أخرى، وخاصة المنخفضات الكبيرة، يمكن أن يصل ارتفاعها إلى 20-25 كم.

درجة حرارة القشرة الأرضية

مصدر الطاقة المهم لسكان الأرض هو حرارة قشرتها. ترتفع درجة الحرارة كلما تعمقت فيها. وترتبط الطبقة الأقرب إلى السطح والتي يبلغ ارتفاعها 30 مترًا، والتي تسمى الطبقة الشمسية، بحرارة الشمس وتتقلب حسب الموسم.

وفي الطبقة التالية الرقيقة، والتي تزداد في المناخ القاري، تكون درجة الحرارة ثابتة وتتوافق مع مؤشرات موقع قياس محدد. في الطبقة الحرارية الأرضية من القشرة، ترتبط درجة الحرارة بالحرارة الداخلية للكوكب وتزداد كلما تعمقت فيها. إنها في أماكن مختلفةمختلفة وتعتمد على تكوين العناصر وعمق وظروف موقعها.

ويعتقد أن درجة الحرارة ترتفع في المتوسط ​​بمقدار ثلاث درجات كلما تعمقت أكثر في كل 100 متر. وعلى عكس الجزء القاري، ترتفع درجات الحرارة تحت المحيطات بشكل أسرع. بعد الغلاف الصخري يوجد غلاف بلاستيكي عالي الحرارة تبلغ درجة حرارته 1200 درجة. ويسمى الغلاف الموري. هناك أماكن بها صهارة منصهرة.

من خلال اختراق قشرة الأرض، يمكن للغلاف الموري أن يسكب الصهارة المنصهرة، مما يسبب ظواهر بركانية.

خصائص القشرة الأرضية

تبلغ كتلة القشرة الأرضية أقل من نصف بالمائة من الكتلة الإجمالية للكوكب. وهي القشرة الخارجية للطبقة الحجرية التي تحدث فيها حركة المادة. هذه الطبقة التي تبلغ كثافتها نصف كثافة الأرض. يتراوح سمكها بين 50-200 كم.

ما يميز القشرة الأرضية هو أنها يمكن أن تكون من الأنواع القارية والمحيطية. تتكون القشرة القارية من ثلاث طبقات، تتكون أعلاها من الصخور الرسوبية. القشرة المحيطية حديثة نسبيًا ويختلف سمكها قليلاً. تتشكل بسبب مواد الوشاح من التلال المحيطية.

صورة خصائص القشرة الأرضية

يبلغ سمك الطبقة القشرية تحت المحيطات 5-10 كم. خصوصيتها هي الحركات الأفقية والمتذبذبة المستمرة. معظم القشرة من البازلت.

الجزء الخارجي من القشرة الأرضية هو القشرة الصلبة للكوكب. ويتميز هيكلها بوجود مناطق متحركة ومنصات مستقرة نسبيا. لوحات الليثوسفيرالتحرك بالنسبة لبعضها البعض. حركة هذه الصفائح يمكن أن تسبب الزلازل والكوارث الأخرى. تتم دراسة أنماط هذه الحركات بواسطة العلوم التكتونية.

وظائف القشرة الأرضية

الوظائف الرئيسية لقشرة الأرض هي:

• الموارد؛
• جيوفيزيائية.
• جيوكيميائية.

أولهما يدل على الحضور إمكانات المواردأرض. وهي في المقام الأول عبارة عن مجموعة من الاحتياطيات المعدنية الموجودة في الغلاف الصخري. بالإضافة إلى ذلك، تتضمن وظيفة الموارد عددًا من العوامل البيئية التي تدعم حياة الإنسان والأشياء البيولوجية الأخرى. واحد منهم هو الميل إلى تشكيل عجز السطح الصلب.

لا يمكنك أن تفعل ذلك. دعونا نحفظ صورة الأرض لدينا

تنفذ التأثيرات الحرارية والضوضاء والإشعاع الوظيفة الجيوفيزيائية. على سبيل المثال، تبرز مشكلة إشعاع الخلفية الطبيعي، وهو آمن بشكل عام على سطح الأرض. ومع ذلك، في بلدان مثل البرازيل والهند يمكن أن تكون أعلى بمئات المرات من المسموح به. ويعتقد أن مصدره هو غاز الرادون ومنتجات اضمحلاله، وكذلك أنواع معينة من النشاط البشري.

ترتبط الوظيفة الجيوكيميائية بمشاكل التلوث الكيميائي الضارة بالبشر وغيرهم من ممثلي عالم الحيوان. يدخلون الغلاف الصخري مواد مختلفة، لها خصائص سامة ومسرطنة ومطفرة.

إنهم آمنون عندما يكونون في أحشاء الكوكب. ويستخرج منها الزنك والرصاص والزئبق والكادميوم وغيرها المعادن الثقيلةيمكن أن تشكل خطرا كبيرا. تدخل البيئة في صورها الصلبة والسائلة والغازية المعالجة.

مما تتكون القشرة الأرضية؟

بالمقارنة مع الوشاح واللب، فإن قشرة الأرض هشة وصلبة طبقة رقيقة. يتكون نسبيا مادة خفيفةوالتي تضم حوالي 90 عنصرًا طبيعيًا. تم العثور عليها في أماكن مختلفة من الغلاف الصخري ومع بدرجات متفاوتةتركيز.

وأهمها: الأكسجين والسيليكون والألمنيوم والحديد والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم. وتتكون منها 98% من القشرة الأرضية. حوالي نصف هذه الكمية عبارة عن أكسجين، وأكثر من ربعها عبارة عن سيليكون. بفضل مجموعاتها، تتشكل المعادن مثل الماس والجبس والكوارتز وغيرها، ويمكن أن تشكل العديد من المعادن الصخور.

• بئر عميق جدًا عند شبه جزيرة كولامكنت من التعرف على عينات معدنية من عمق 12 كيلومترا، حيث تم اكتشاف صخور قريبة من الجرانيت والصخر الزيتي.
• تم الكشف عن أكبر سمك للقشرة (حوالي 70 كم) تحت الأنظمة الجبلية. تحت المسطحات 30-40 كم، وتحت المحيطات 5-10 كم فقط.
• يشكل جزء كبير من القشرة طبقة عليا قديمة منخفضة الكثافة تتكون أساسًا من الجرانيت والصخر الزيتي.
• يشبه هيكل القشرة الأرضية قشرة العديد من الكواكب، بما في ذلك القمر وأقماره.

ومن الوشاح، تنتقل الحرارة الداخلية للأرض إلى القشرة الأرضية. تتأثر الطبقة العليا من القشرة الأرضية، حتى عمق 20-30 مترًا، بدرجات الحرارة الخارجية، وتزداد درجة الحرارة تحتها تدريجيًا: لكل 100 متر من العمق بمقدار +3 درجة مئوية. وأعمق، تعتمد درجة الحرارة إلى حد كبير على التركيبة من الصخور.

يمارس: ما هي درجة حرارة الصخور في المنجم الذي يتم فيه استخراج الفحم إذا كان عمقه 1000 م، ودرجة حرارة طبقة القشرة الأرضية التي لم تعد تعتمد على الموسم هي +10 درجة مئوية

نحن نقرر الإجراءات:

1. كم مرة ترتفع درجة حرارة الصخور مع العمق؟

1. بكم درجة ترتفع درجة حرارة القشرة الأرضية في المنجم:

3 ج 10 = 30 ج

3. كم ستكون درجة حرارة القشرة الأرضية في المنجم؟

10 ج+(+30 ج)= +40 ج

درجة الحرارة = +10 درجة مئوية + (1000:100 3 درجة مئوية) = 10 درجة مئوية +30 درجة مئوية = 40 درجة مئوية

حل المشكلة: ما هي درجة حرارة القشرة الأرضية في المنجم إذا كان عمقه 1600 م، ودرجة حرارة طبقة القشرة الأرضية بغض النظر عن الوقت من السنة -5 مئوية؟

درجة حرارة الهواء =(-5 مئوية)+(1600:100 3 مئوية)=(-5 مئوية)+48 مئوية =+43 مئوية.

اكتب حالة المشكلة وحلها في المنزل:

ما هي درجة حرارة القشرة الأرضية في منجم إذا كان عمقه 800 م، ودرجة حرارة طبقة القشرة الأرضية، بغض النظر عن الوقت من السنة، هي +8 درجة مئوية؟

حل المسائل الواردة في ملاحظات الدرس

5. دراسة القشرة الأرضية. العمل مع الشكل. 24 ص 40، نص الكتاب المدرسي.

بدأ حفر بئر كولا الفائق العمق في عام 1970، ويصل عمقه إلى 12-15 كم. احسب أي جزء من نصف قطر الأرض هذا.

R الأرض = 6378 كم (خط استوائي)

6356 كم (قطبي) أو زوالي

530-531 جزء من خط الاستواء.

عمق أعمق منجم في العالم أقل بـ 4 مرات. على الرغم من الدراسات العديدة، ما زلنا لا نعرف سوى القليل جدًا عن المناطق الداخلية لكوكبنا. باختصار، إذا عدنا مرة أخرى إلى المقارنة المذكورة أعلاه، فإننا لا نزال غير قادرين على "اختراق الصدفة".

6. توحيد المواد الجديدة. استخدام عرض الوسائط المتعددة.

الاختبارات والمهام للتحقق.

1. تحديد قشرة الأرض:

1. القشرة الأرضية.

2. الغلاف المائي.

3. الجو

4. المحيط الحيوي.

أ. الهواء

ب. صعب.

ز. مائي.

مفتاح التحقق:

2. تحديد أي قذيفة من الأرض نحن نتحدث عنه:

1. القشرة الأرضية

أ/ الأقرب إلى مركز الأرض

ب/ سمكها من 5 إلى 70 كم

في / ترجمت من اللاتينية باسم "بطانية"

جم/درجة حرارة المادة +4000م +5000م

د/ قذيفة أعلىأرض

هـ/ سمكها حوالي 2900 كم

ز/ الحالة الخاصة للمادة: الصلبة والبلاستيكية

ح/ تتكون من أجزاء قارية ومحيطية

و/العنصر الرئيسي في التركيبة هو الحديد.

مفتاح التحقق:

الأرض وفقا لها الهيكل الداخليفي بعض الأحيان مقارنة بيضة دجاج. ماذا يريدون أن يظهروا بهذه المقارنة؟

العمل في المنزل: §16، المهام والأسئلة بعد الفقرة، المهمة في الدفتر.

المادة التي يستخدمها المعلم عند شرح موضوع جديد.

القشرة الارضية .

القشرة الأرضية بمقياس الكرة الأرضية بأكملها عبارة عن طبقة رقيقة وغير ذات أهمية مقارنة بنصف قطر الأرض. يصل أقصى سمك لها إلى 75 كم تحت سلاسل جبال بامير والتبت والهيمالايا. على الرغم من سمكها الصغير، فإن القشرة الأرضية لها بنية معقدة.

تمت دراسة آفاقها العليا بشكل جيد من خلال حفر الآبار.

يختلف هيكل وتكوين القشرة الأرضية تحت المحيطات وفي القارات اختلافًا كبيرًا. ولذلك، فمن المعتاد التمييز بين نوعين رئيسيين من القشرة الأرضية - المحيطية والقارية.

تحتل قشرة المحيطات ما يقرب من 56٪ من سطح الكوكب، وميزتها الرئيسية هي سمكها الصغير - في المتوسط ​​\u200b\u200bحوالي 5-7 كم. ولكن حتى هذه القشرة الأرضية الرقيقة تنقسم إلى طبقتين.

الطبقة الأولى رسوبية، ممثلة بالطين والطمي الجيري. وتتكون الطبقة الثانية من البازلت - نتاج الانفجارات البركانية. ولا يزيد سمك طبقة البازلت في قاع المحيط عن 2 كيلومتر.

تشغل القشرة القارية (البر الرئيسي) مساحة أصغر من القشرة المحيطية، أي حوالي 44% من سطح الكوكب. القشرة القارية أكثر سماكة من القشرة المحيطية، ويبلغ متوسط ​​سمكها 35-40 كم، وفي المنطقة الجبلية يصل إلى 70-75 كم. يتكون من ثلاث طبقات.

وتتكون الطبقة العليا من رواسب مختلفة، ويبلغ سمكها في بعض المنخفضات، على سبيل المثال، في الأراضي المنخفضة لبحر قزوين، 20-22 كم. تسود رواسب المياه الضحلة - الحجر الجيري والطين والرمال والأملاح والجبس. عمر الصخور 1.7 مليار سنة.

الطبقة الثانية هي الجرانيت - وقد درسها الجيولوجيون جيدًا هناك نتوءات منه على السطح، كما جرت محاولات للحفر من خلاله، على الرغم من أن محاولات الحفر عبر طبقة الجرانيت بأكملها باءت بالفشل.

تكوين الطبقة الثالثة ليس واضحا جدا. ومن المفترض أنها يجب أن تتكون من صخور مثل البازلت. سمكها 20-25 كم. يمكن تتبع سطح موهوروفيتش عند قاعدة الطبقة الثالثة.

سطح موهو.

في عام 1909 على شبه جزيرة البلقانحدث بالقرب من زغرب زلزال قوي. لاحظت عالمة الجيوفيزياء الكرواتية أندريا موهوروفيتش، أثناء دراسة مخطط الزلازل المسجل في وقت هذا الحدث، أنه على عمق حوالي 30 كم، تزداد سرعة الموجة بشكل ملحوظ. تم تأكيد هذه الملاحظة من قبل علماء الزلازل الآخرين. وهذا يعني أن هناك قسماً معيناً يحد القشرة الأرضية من الأسفل. لتعيينه، تم تقديم مصطلح خاص - سطح Mohorovicic (أو قسم Moho).

عباءة

تحت القشرة على أعماق تتراوح بين 30-50 إلى 2900 كم يوجد غطاء الأرض. ماذا تتكون من؟ بشكل رئيسي من الصخور الغنية بالمغنيسيوم والحديد.

يشغل الوشاح ما يصل إلى 82% من حجم الكوكب وينقسم إلى الجزء العلوي والسفلي. الأول يقع تحت سطح موهو على عمق 670 كم. انخفاض سريع في الضغط في الوشاح العلوي و ارتفاع درجة الحرارةيؤدي إلى ذوبان مادته.

على عمق 400 كم تحت القارات و10-150 كم تحت المحيطات، أي على عمق 400 كم تحت القارات و10-150 كم تحت المحيطات. وفي الوشاح العلوي، تم اكتشاف طبقة تنتقل فيها الموجات الزلزالية ببطء نسبي. كانت هذه الطبقة تسمى الغلاف الموري (من الكلمة اليونانية "asthenes" - ضعيفة). هنا نسبة الذوبان 1-3٪، المزيد من البلاستيك. ومقارنة ببقية الوشاح، يعمل الغلاف الموري بمثابة "مادة تشحيم" تتحرك من خلالها صفائح الغلاف الصخري الصلبة.

بالمقارنة مع الصخور التي تشكل القشرة الأرضية، فإن صخور الوشاح مختلفة كثافة عاليةوسرعة انتشار الموجات الزلزالية فيها أعلى بشكل ملحوظ.

في "الطابق السفلي" من الوشاح السفلي - على عمق 1000 كيلومتر وحتى سطح اللب - تزداد الكثافة تدريجياً. ما يتكون من الوشاح السفلي يبقى لغزا.

جوهر.

من المفترض أن سطح النواة يتكون من مادة لها خصائص السائل. تقع الحدود الأساسية على عمق 2900 كم.

لكن المنطقة الداخلية، بدءًا من عمق 5100 كم، يتصرف مثل صلب. وهذا يرجع للغاية ارتفاع الضغط. حتى على الحد الأعلىيبلغ الضغط المحسوب نظريًا للنواة حوالي 1.3 مليون ضغط جوي. وفي المركز يصل إلى 3 ملايين صراف آلي. يمكن أن تتجاوز درجة الحرارة هنا 10000 درجة مئوية لكل متر مكعب. سم من مادة لب الأرض تزن 12 -14 جم.

من الواضح أن المادة الموجودة في اللب الخارجي للأرض ناعمة، تشبه تقريبًا قذيفة مدفع. لكن تبين أن الاختلافات في “الحدود” تصل إلى 260 كيلومترا.

ملخص ورقة للدرس "أصداف الأرض. الغلاف الصخري. قشرة الأرض."

موضوع الدرس. هيكل الأرض وخصائص القشرة الأرضية.

1. الأصداف الخارجية للأرض:

أَجواء - _______________________________________________________________

الغلاف المائي -______________________________________________________________

الغلاف الصخري - ________________________________________________________________

المحيط الحيوي - _________________________________________________________________

2. الغلاف الصخري -________________________________________________

غالبًا ما تكون درجة الحرارة داخل الأرض مؤشرًا شخصيًا إلى حد ما، حيث لا يمكن تحديد درجة الحرارة الدقيقة إلا في الأماكن التي يمكن الوصول إليها، على سبيل المثال، في بئر كولا (عمق 12 كم). لكن هذا المكان ينتمي إلى الجزء الخارجي من القشرة الأرضية.

درجات الحرارة في أعماق مختلفة من الأرض

وكما وجد العلماء فإن درجة الحرارة ترتفع بمقدار 3 درجات كل 100 متر في عمق الأرض. وهذا الرقم ثابت لجميع القارات والأجزاء الكرة الأرضية. ويحدث هذا الارتفاع في درجة الحرارة في الجزء العلوي من القشرة الأرضية، حوالي العشرين كيلومترًا الأولى، ثم يتباطأ ارتفاع درجة الحرارة.

وسجلت أكبر زيادة في الولايات المتحدة حيث ارتفعت درجات الحرارة 150 درجة على عمق 1000 متر تحت الأرض. وتم تسجيل أبطأ نمو في جنوب أفريقيا، حيث ارتفع مقياس الحرارة بمقدار 6 درجات مئوية فقط.

على عمق حوالي 35-40 كيلومترا، تتقلب درجة الحرارة حوالي 1400 درجة. وتسخن الحدود بين الوشاح واللب الخارجي على عمق 25 إلى 3000 كيلومتر من 2000 إلى 3000 درجة. يتم تسخين اللب الداخلي إلى 4000 درجة. تبلغ درجة الحرارة في مركز الأرض، وفقا لأحدث المعلومات التي تم الحصول عليها نتيجة للتجارب المعقدة، حوالي 6000 درجة. يمكن للشمس أن تتباهى بنفس درجة الحرارة على سطحها.

درجات الحرارة الدنيا والقصوى لأعماق الأرض

عند حساب درجات الحرارة الدنيا والقصوى داخل الأرض، لا تؤخذ بيانات الحزام بعين الاعتبار درجة حرارة ثابتة. في هذه المنطقة تكون درجة الحرارة ثابتة طوال العام. يقع الحزام على عمق 5 أمتار (المناطق الاستوائية) ويصل إلى 30 مترا (خطوط العرض العالية).

درجة الحرارة القصوىوتم قياسها وتسجيلها على عمق حوالي 6000 متر وبلغت 274 درجة مئوية. يتم تسجيل الحد الأدنى لدرجة الحرارة داخل الأرض بشكل رئيسي في المناطق الشمالية من كوكبنا، حيث يظهر مقياس الحرارة حتى على عمق أكثر من 100 متر درجات حرارة تحت الصفر.

من أين تأتي الحرارة وكيف يتم توزيعها في باطن الكوكب؟

تأتي الحرارة داخل الأرض من عدة مصادر:

1) اضمحلال العناصر المشعة;

2) التمايز الجاذبي للمادة الساخنة في قلب الأرض;

3) الاحتكاك المد والجزر (تأثير القمر على الأرض، مصحوبًا بتباطؤ الأخير).

هذه بعض الاحتمالات لحدوث الحرارة في باطن الأرض ولكن السؤال القائمة الكاملةوصحة ما هو موجود بالفعل لا تزال مفتوحة.

يختلف التدفق الحراري المنبعث من باطن كوكبنا باختلاف المناطق الهيكلية. ولذلك فإن توزيع الحرارة في مكان يوجد به محيط أو جبال أو سهول له مؤشرات مختلفة تمامًا.