Poloha, chemické složení a tepelný režim zemské kůry. Teplota uvnitř Země
Z pláště se vnitřní teplo Země přenáší do zemské kůry. Horní vrstva zemské kůry, do hloubky 20-30 m, je ovlivněna vnějšími teplotami a pod teplotou se postupně zvyšuje: na každých 100 m hloubky o +3 C. Hlubší teplota do značné míry závisí na složení ze skal.
Cvičení: Jaká je teplota hornin v dole, kde se těží uhlí, je-li jeho hloubka 1000 m a teplota vrstvy zemské kůry, která již není závislá na ročním období, je +10 C
Rozhodujeme o akcích:
1. Kolikrát se zvýší teplota hornin s hloubkou?
1. O kolik stupňů se v dole zvýší teplota zemské kůry:
3 °C 10 = 30 °C
3. Jaká bude teplota zemské kůry v dole?
10 °C + (+30 °C) = +40 °C
Teplota = +10 C +(1000:100 3 C)=10 C +30 C =40 C
Vyřešte problém: Jaká je teplota zemské kůry v dole, je-li jeho hloubka 1600 m a teplota vrstvy zemské kůry, nezávisle na roční době, je -5 C?
Teplota vzduchu =(-5 C)+(1600:100 3 C)=(-5 C)+48 C =+43 C.
Zapište si stav problému a vyřešte jej doma:
Jaká je teplota zemské kůry v dole, je-li jeho hloubka 800 m, a teplota vrstvy zemské kůry je nezávisle na roční době +8 C?
Vyřešte problémy uvedené v poznámkách k lekci
5. Studium zemské kůry. Práce s Obr. 24 str.40, text učebnice.
Vrtání superhlubokého vrtu Kola začalo v roce 1970, jeho hloubka je až 12-15 km. Vypočítejte, o jakou část zemského poloměru se jedná.
R Země = 6378 km (rovník)
6356 km (polární) nebo polední
530-531 část rovníkové.
Hloubka nejhlubšího dolu na světě je 4krát menší. Navzdory četným studiím víme o nitru naší vlastní planety stále velmi málo. Jedním slovem, pokud se znovu vrátíme k výše uvedenému srovnání, stále nemůžeme „prorazit skořápku“.
6. Konsolidace nového materiálu. Použití multimediální prezentace.
Testy a úlohy k ověření.
1. Určete obal Země:
1. zemská kůra.
2. hydrosféra.
3. atmosféra
4. biosféra.
A. vzduch
B. tvrdý.
G. vodní.
Ověřovací klíč:
2. Určete, o kterém obalu Země mluvíme:
1. Zemská kůra
a/ nejblíže středu Země
b/ mocnost od 5 do 70 km
v/ přeloženo z latiny jako „deka“
g/ teplota látky +4000 C +5000 C
d/ horní obal Země
e/ mocnost asi 2900 km
g/ zvláštní skupenství hmoty: pevné a plastické
h/ se skládá z kontinentální a oceánské části
a/ hlavním prvkem kompozice je železo.
Ověřovací klíč:
Z hlediska své vnitřní struktury je země někdy přirovnávána ke slepičímu vejci. Co chtějí tímto srovnáním ukázat?
Domácí úkol: §16, zadání a otázky za odstavcem, úkol do sešitu.
Materiál používaný učitelem při vysvětlování nového tématu.
zemská kůra.
Zemská kůra v měřítku celé Země je tenký film a ve srovnání s poloměrem Země je zanedbatelná. Dosahuje maximální tloušťky 75 km pod pohořími Pamíru, Tibetu a Himalájí. Navzdory své malé tloušťce má zemská kůra složitou strukturu.
Jeho horní horizonty byly docela dobře prozkoumány vrtáním vrtů.
Struktura a složení zemské kůry pod oceány a na kontinentech je velmi odlišné. Proto je obvyklé rozlišovat dva hlavní typy zemské kůry - oceánskou a kontinentální.
Zemská kůra oceánů zabírá přibližně 56 % povrchu planety a jejím hlavním znakem je malá tloušťka – v průměru asi 5–7 km. Ale i tak tenká zemská kůra je rozdělena na dvě vrstvy.
První vrstva je sedimentární, zastoupená jíly a vápnitými slíny. Druhá vrstva je složena z bazaltů - produktů sopečných erupcí. Tloušťka čedičové vrstvy na dně oceánu nepřesahuje 2 km.
Kontinentální (pevninská) kůra zaujímá plochu menší než oceánská kůra, asi 44 % povrchu planety. Kontinentální kůra je silnější než oceánská, její průměrná tloušťka je 35-40 km a v horské oblasti dosahuje 70-75 km. Skládá se ze tří vrstev.
Horní vrstva je složena z různých sedimentů, jejich mocnost v některých sníženinách, například v Kaspické nížině, je 20-22 km. Převládají mělké vodní sedimenty - vápence, jíly, písky, soli a sádrovec. Stáří hornin je 1,7 miliardy let.
Druhá vrstva je žula – ta je dobře prozkoumaná geology, protože jsou z ní výchozy na povrch a byly činěny i pokusy ji provrtat, i když pokusy provrtat celou žulovou vrstvu byly neúspěšné.
Složení třetí vrstvy není příliš jasné. Předpokládá se, že by měla být složena z hornin, jako jsou čediče. Jeho tloušťka je 20-25 km. Mohorovicový povrch lze vysledovat na základně třetí vrstvy.
Moho povrch.
V roce 1909 Na Balkánském poloostrově poblíž města Záhřeb došlo k silnému zemětřesení. Chorvatský geofyzik Andrija Mohorovicic, který studoval seismogram zaznamenaný v době této události, si všiml, že v hloubce asi 30 km se rychlost vln výrazně zvyšuje. Toto pozorování potvrdili i další seismologové. To znamená, že existuje určitá část omezující zemskou kůru zespodu. Pro jeho označení byl zaveden speciální termín - povrch Mohorovicic (neboli úsek Moho).
Plášť
Pod kůrou v hloubkách od 30-50 do 2900 km je zemský plášť. Z čeho se skládá? Hlavně z hornin bohatých na hořčík a železo.
Plášť zabírá až 82 % objemu planety a dělí se na horní a dolní. První leží pod hladinou Moho do hloubky 670 km. Rychlý pokles tlaku v horní části pláště a vysoká teplota vedou k roztavení jeho látky.
V hloubce 400 km pod kontinenty a 10-150 km pod oceány, tzn. ve svrchním plášti byla objevena vrstva, kde seismické vlny postupují poměrně pomalu. Tato vrstva se nazývala astenosféra (z řeckého „asthenes“ - slabý). Zde je podíl taveniny 1-3 %, více plastické. Než zbytek pláště, astenosféra slouží jako „mazivo“, kterým se pohybují tuhé litosférické desky.
V porovnání s horninami tvořícími zemskou kůru se horniny pláště vyznačují vysokou hustotou a rychlost šíření seismických vln v nich je znatelně vyšší.
V samotném „suterénu“ spodního pláště - v hloubce 1000 km a až k povrchu jádra - se hustota postupně zvyšuje. Z čeho se skládá spodní plášť, zůstává záhadou.
Jádro.
Předpokládá se, že povrch jádra tvoří látka s vlastnostmi kapaliny. Hranice jádra se nachází v hloubce 2900 km.
Ale vnitřní oblast, počínaje hloubkou 5100 km, se chová jako pevné těleso. To je způsobeno velmi vysokým krevním tlakem. I na horní hranici jádra je teoreticky vypočtený tlak asi 1,3 milionu atm. a ve středu dosahuje 3 milionů atm. Teplota zde může přesáhnout 10 000 C. Každý metr krychlový. cm hmoty zemského jádra váží 12 -14 g.
Materiál ve vnějším jádru Země je podle všeho hladký, skoro jako dělová koule. Ukázalo se však, že rozdíly v „hranici“ dosahují 260 km.
Listové shrnutí lekce „Skořápky Země. Litosféra. zemská kůra."
Téma lekce. Stavba Země a vlastnosti zemské kůry.
1. Vnější obaly Země:
Atmosféra - ________________________________________________________________
Hydrosféra -________________________________________________________________
Litosféra – __________________________________________________________________
Biosféra - __________________________________________________________________
2. Litosféra -_______________________________________________________________
Kirill Degtyarev, výzkumník Moskevské státní univerzity. M. V. Lomonosov.
V naší zemi bohaté na uhlovodíky je geotermální energie jakýmsi exotickým zdrojem, který za současného stavu jen těžko konkuruje ropě a plynu. Tento alternativní druh energie lze ale využít téměř všude a poměrně efektivně.
Foto Igor Konstantinov.
Změny teploty půdy s hloubkou.
Nárůst teploty termálních vod a suchých hornin, které je obsahují, s hloubkou.
Teplota se v různých oblastech mění s hloubkou.
Erupce islandské sopky Eyjafjallajökull je ilustrací prudkých vulkanických procesů probíhajících v aktivních tektonických a vulkanických zónách se silným tepelným tokem z útrob Země.
Instalované výkony geotermálních elektráren podle zemí, MW.
Distribuce geotermálních zdrojů po celém Rusku. Zásoby geotermální energie jsou podle odborníků několikanásobně větší než energetické zásoby organických fosilních paliv. Podle Geotermální energetické společnosti.
Geotermální energie je teplo zemského nitra. Vyrábí se v hloubkách a na povrch Země se dostává v různých formách a s různou intenzitou.
Teplota svrchních vrstev půdy závisí především na vnějších (exogenních) faktorech – slunečním osvětlení a teplotě vzduchu. V létě a přes den se půda do určitých hloubek prohřeje a v zimě a v noci se ochladí po změnách teploty vzduchu as určitým zpožděním, které se zvětšuje s hloubkou. Vliv denních výkyvů teploty vzduchu končí v hloubkách od několika do několika desítek centimetrů. Sezónní výkyvy ovlivňují hlubší vrstvy půdy – až desítky metrů.
V určité hloubce – od desítek do stovek metrů – zůstává teplota půdy konstantní, rovna průměrné roční teplotě vzduchu na povrchu Země. Můžete si to snadno ověřit, když sejdete do docela hluboké jeskyně.
Když je průměrná roční teplota vzduchu v dané oblasti pod nulou, projevuje se to jako permafrost (přesněji permafrost). Na východní Sibiři dosahuje mocnost, tedy mocnost celoročně zmrzlých půd na některých místech 200-300 m.
Od určité hloubky (pro každý bod na mapě jiné) působení Slunce a atmosféry slábne natolik, že na řadu přijdou endogenní (vnitřní) faktory a vnitřek země se zevnitř zahřeje, takže teplota začne stoupat. s hloubkou.
Ohřívání hlubokých vrstev Země je spojeno především s rozpadem tam umístěných radioaktivních prvků, i když i jiné zdroje tepla se nazývají např. fyzikálně-chemické, tektonické procesy v hlubokých vrstvách zemské kůry a pláště. Ale ať už je důvod jakýkoli, teplota hornin a souvisejících kapalných a plynných látek se zvyšuje s hloubkou. Horníci tomuto fenoménu čelí – v hlubinných dolech je vždy horko. V hloubce 1 km je normální třicetistupňová vedra a hlouběji je teplota ještě vyšší.
Tepelný tok zemského nitra dopadající na zemský povrch je malý - jeho výkon je v průměru 0,03-0,05 W/m2,
nebo přibližně 350 Wh/m2 za rok. Na pozadí tepelného toku ze Slunce a jím ohřátého vzduchu je to nepozorovatelná hodnota: Slunce dává každému čtverečnímu metru zemského povrchu ročně asi 4000 kWh, tedy 10 000krát více (samozřejmě v průměru s velkým rozptylem mezi polární a rovníkovou šířkou a v závislosti na dalších klimatických a povětrnostních faktorech).
Nevýznamnost toku tepla z nitra na povrch na většině území planety souvisí s nízkou tepelnou vodivostí hornin a zvláštnostmi geologické stavby. Existují ale výjimky – místa, kde je tepelný tok vysoký. Jsou to především zóny tektonických zlomů, zvýšené seismické aktivity a vulkanismu, kde se uvolňuje energie zemského nitra. Takové zóny se vyznačují tepelnými anomáliemi litosféry, zde může být tepelný tok dosahující zemského povrchu několikanásobně a dokonce i řádově silnější než „obvyklé“. Sopečné erupce a horké prameny přinášejí v těchto zónách na povrch obrovské množství tepla.
Právě tyto oblasti jsou pro rozvoj geotermální energie nejpříznivější. Na území Ruska jsou to především Kamčatka, Kurilské ostrovy a Kavkaz.
Rozvoj geotermální energie je přitom možný téměř všude, protože zvyšování teploty s hloubkou je univerzální jev a úkolem je „odtahovat“ teplo z hlubin, stejně jako se odtud těží nerostné suroviny.
V průměru se teplota zvyšuje s hloubkou o 2,5-3 o C na každých 100 m Poměr rozdílu teplot mezi dvěma body ležícími v různých hloubkách k rozdílu hloubek mezi nimi se nazývá geotermální gradient.
Reciproční hodnota je geotermální krok nebo hloubkový interval, ve kterém teplota stoupne o 1 o C.
Čím vyšší je gradient, a tedy i nižší stupeň, tím blíže se teplo z hlubin Země dostává k povrchu a tím je tato oblast slibnější pro rozvoj geotermální energie.
V různých oblastech, v závislosti na geologické stavbě a dalších regionálních a místních podmínkách, se rychlost nárůstu teploty s hloubkou může dramaticky lišit. V měřítku Země dosahují fluktuace ve velikostech geotermálních gradientů a kroků 25krát. Například v Oregonu (USA) je gradient 150 o C na 1 km a v Jižní Africe - 6 o C na 1 km.
Otázkou je, jaká je teplota ve velkých hloubkách - 5, 10 km nebo více? Pokud bude trend pokračovat, měla by teplota v hloubce 10 km v průměru přibližně 250-300 o C. To víceméně potvrzují přímá pozorování v ultrahlubokých vrtech, i když obrázek je mnohem složitější než lineární nárůst teploty .
Například v superhlubinném vrtu Kola, vyvrtaném v baltském krystalickém štítu, se teplota do hloubky 3 km mění rychlostí 10 o C/1 km a poté se geotermální gradient zvětší 2-2,5krát. V hloubce 7 km již byla zaznamenána teplota 120 oC, v 10 km - 180 oC a ve 12 km - 220 oC.
Dalším příkladem je vrt vrtaný v oblasti Severního Kaspického moře, kde v hloubce 500 m byla zaznamenána teplota 42 o C, v 1,5 km - 70 o C, ve 2 km - 80 o C, v 3 km - 108 o C .
Předpokládá se, že geotermální gradient klesá od hloubky 20-30 km: v hloubce 100 km jsou odhadované teploty asi 1300-1500 o C, v hloubce 400 km - 1600 o C, v zemském jádro (hloubky více než 6000 km) - 4000-5000 o S.
V hloubkách až 10-12 km se teplota měří prostřednictvím vrtaných studní; tam, kde nejsou, je určen nepřímými znaky stejně jako ve větších hloubkách. Takovými nepřímými znaky může být povaha průchodu seismických vln nebo teplota vyvěrající lávy.
Pro účely geotermální energie však zatím nejsou údaje o teplotách v hloubkách větších než 10 km prakticky zajímavé.
V hloubkách několika kilometrů je velké teplo, ale jak ho zvýšit? Někdy za nás tento problém vyřeší sama příroda pomocí přírodního chladiva – ohřátých termálních vod, které vystupují na povrch nebo leží v nám dostupné hloubce. V některých případech se voda v hlubinách zahřívá až do stavu páry.
Neexistuje žádná přesná definice pojmu „termální vody“. Zpravidla se jimi rozumí horké podzemní vody v kapalném skupenství nebo ve formě páry, včetně těch vystupujících na povrch Země s teplotou nad 20 o C, tedy zpravidla vyšší než je teplota vzduchu.
Teplo podzemní vody, páry, směsí páry a vody je hydrotermální energie. Podle toho se energie založená na jejím využití nazývá hydrotermální.
Složitější je situace u získávání tepla přímo ze suchých hornin – petrotermální energie, zejména proto, že poměrně vysoké teploty zpravidla začínají z hloubek několika kilometrů.
Na území Ruska je potenciál petrotermální energie stokrát vyšší než hydrotermální energie – 3500, respektive 35 bilionů tun standardního paliva. To je zcela přirozené – teplo z hlubin Země je dostupné všude a termální vody se vyskytují lokálně. Kvůli zjevným technickým potížím se však termální vody v současnosti většinou využívají k výrobě tepla a elektřiny.
Voda s teplotami od 20-30 do 100 o C je vhodná pro vytápění, s teplotami od 150 o C a výše - a pro výrobu elektřiny v geotermálních elektrárnách.
Obecně platí, že geotermální zdroje v Rusku, pokud jde o tuny ekvivalentního paliva nebo jakékoli jiné jednotky měření energie, jsou přibližně 10krát vyšší než zásoby fosilních paliv.
Teoreticky by energetické potřeby země mohla plně uspokojit pouze geotermální energie. V praxi to v současnosti na většině jeho území není z technických a ekonomických důvodů proveditelné.
Ve světě je využití geotermální energie spojováno nejčastěji s Islandem, zemí ležící na severním konci Středoatlantického hřbetu, v extrémně aktivní tektonické a vulkanické zóně. Každý si asi pamatuje mohutnou erupci sopky Eyjafjallajökull v roce 2010.
Právě díky této geologické specifičnosti má Island obrovské zásoby geotermální energie, včetně horkých pramenů, které vyvěrají na povrch Země a dokonce vyvěrají v podobě gejzírů.
Na Islandu v současnosti pochází přes 60 % veškeré energie spotřebované ze Země. Geotermální zdroje zajišťují 90 % vytápění a 30 % výroby elektřiny. Dodejme, že zbytek elektřiny v zemi vyrábí vodní elektrárny, tedy i obnovitelný zdroj energie, takže Island vypadá jako jakýsi globální ekologický standard.
Domestikace geotermální energie ve 20. století Islandu ekonomicky velmi prospěla. Do poloviny minulého století to byla velmi chudá země, nyní je na prvním místě na světě v instalovaném výkonu a výrobě geotermální energie na obyvatele a je v první desítce v absolutní hodnotě instalovaného výkonu geotermálních elektráren. . Jeho populace je však pouze 300 tisíc lidí, což zjednodušuje přechod na ekologické zdroje energie: potřeba je obecně malá.
Vysoký podíl geotermální energie na celkové bilanci výroby elektřiny zajišťují kromě Islandu také Nový Zéland a ostrovní státy jihovýchodní Asie (Filipíny a Indonésie), země Střední Ameriky a východní Afriky, jejichž území je rovněž vyznačuje se vysokou seismickou a vulkanickou aktivitou. Pro tyto země při jejich současné úrovni rozvoje a potřeb představuje geotermální energie významný příspěvek k socioekonomickému rozvoji.
(Konec následuje.)
Charakteristickým rysem evoluce Země je diferenciace hmoty, jejímž výrazem je struktura obalu naší planety. Litosféra, hydrosféra, atmosféra, biosféra tvoří hlavní obaly Země, lišící se chemickým složením, tloušťkou a stavem hmoty.
Vnitřní struktura Země
Chemické složení Země(obr. 1) je podobné složení jako u jiných terestrických planet, jako je Venuše nebo Mars.
Obecně převládají prvky jako železo, kyslík, křemík, hořčík a nikl. Obsah lehkých prvků je nízký. Průměrná hustota hmoty Země je 5,5 g/cm 3 .
Existuje velmi málo spolehlivých údajů o vnitřní struktuře Země. Podívejme se na Obr. 2. Zobrazuje vnitřní strukturu Země. Země se skládá z kůry, pláště a jádra.
Rýže. 1. Chemické složení Země
Rýže. 2. Vnitřní stavba Země
Jádro
Jádro(obr. 3) se nachází ve středu Země, její poloměr je asi 3,5 tisíce km. Teplota jádra dosahuje 10 000 K, tj. je vyšší než teplota vnějších vrstev Slunce, a jeho hustota je 13 g/cm 3 (srovnej: voda - 1 g/cm 3 ). Předpokládá se, že jádro je složeno ze slitin železa a niklu.
Vnější jádro Země má větší tloušťku než vnitřní jádro (poloměr 2200 km) a je v kapalném (roztaveném) stavu. Vnitřní jádro je vystaveno obrovskému tlaku. Látky, které jej tvoří, jsou v pevném stavu.
Plášť
Plášť- geosféra Země, která obklopuje jádro a tvoří 83 % objemu naší planety (viz obr. 3). Jeho spodní hranice se nachází v hloubce 2900 km. Plášť je rozdělen na méně hustou a plastickou vrchní část (800-900 km), ze které je tvořen magma(v překladu z řečtiny znamená „hustá mast“; jedná se o roztavenou látku zemského nitra – směs chemických sloučenin a prvků, včetně plynů, ve zvláštním polotekutém stavu); a krystalický spodní, asi 2000 km silný.
Rýže. 3. Stavba Země: jádro, plášť a kůra
zemská kůra
zemská kůra - vnější obal litosféry (viz obr. 3). Jeho hustota je přibližně dvakrát menší než průměrná hustota Země - 3 g/cm 3 .
Odděluje zemskou kůru od pláště Mohorovicic hranice(často nazývaná Moho hranice), vyznačující se prudkým nárůstem rychlostí seismických vln. Byl instalován v roce 1909 chorvatským vědcem Andrej Mohorovičić (1857- 1936).
Vzhledem k tomu, že procesy probíhající v nejsvrchnější části pláště ovlivňují pohyby hmoty v zemské kůře, jsou spojeny pod obecným názvem litosféra(kamenná skořápka). Tloušťka litosféry se pohybuje od 50 do 200 km.
Pod litosférou se nachází astenosféra- méně tvrdá a méně viskózní, ale plastičtější skořepina s teplotou 1200 °C. Může překročit hranici Moho a proniknout do zemské kůry. Astenosféra je zdrojem vulkanismu. Obsahuje kapsy roztaveného magmatu, které proniká do zemské kůry nebo se vylévá na zemský povrch.
Složení a stavba zemské kůry
Ve srovnání s pláštěm a jádrem je zemská kůra velmi tenká, tvrdá a křehká vrstva. Je složen z lehčí látky, která v současnosti obsahuje asi 90 přírodních chemických prvků. Tyto prvky nejsou v zemské kůře zastoupeny rovnoměrně. Sedm prvků – kyslík, hliník, železo, vápník, sodík, draslík a hořčík – tvoří 98 % hmoty zemské kůry (viz obr. 5).
Zvláštní kombinace chemických prvků tvoří různé horniny a minerály. Nejstarší z nich jsou staré nejméně 4,5 miliardy let.
Rýže. 4. Struktura zemské kůry
Rýže. 5. Složení zemské kůry
Minerální je svým složením a vlastnostmi poměrně homogenní přírodní těleso, vzniklé jak v hloubkách, tak na povrchu litosféry. Příklady minerálů jsou diamant, křemen, sádrovec, mastek atd. (Charakteristiku fyzikálních vlastností různých minerálů najdete v příloze 2.) Složení minerálů Země je na Obr. 6.
Rýže. 6. Obecné minerální složení Země
Skály sestávají z minerálů. Mohou se skládat z jednoho nebo několika minerálů.
Sedimentární horniny - jíl, vápenec, křída, pískovec aj. - vznikly srážením látek ve vodním prostředí a na souši. Leží ve vrstvách. Geologové je nazývají stránkami historie Země, protože se mohou dozvědět o přírodních podmínkách, které existovaly na naší planetě v dávných dobách.
Mezi sedimentárními horninami se rozlišují organogenní a anorganogenní (klastické a chemogenní).
Organogenní Skály vznikají v důsledku hromadění zbytků zvířat a rostlin.
Klasické horniny vznikají v důsledku zvětrávání, destrukce vodou, ledem nebo větrem produktů destrukce dříve vytvořených hornin (tab. 1).
Tabulka 1. Klastické horniny v závislosti na velikosti úlomků
|
Jméno plemene |
Velikost bummer con (částic) |
|
Více než 50 cm |
|
|
5 mm - 1 cm |
|
|
1 mm - 5 mm |
|
|
Písek a pískovce |
0,005 mm - 1 mm |
|
Méně než 0,005 mm |
Chemogenní Horniny vznikají v důsledku srážení látek v nich rozpuštěných z vod moří a jezer.
V tloušťce zemské kůry se tvoří magma vyvřelé horniny(obr. 7), například žula a čedič.
Sedimentární a vyvřelé horniny, když jsou ponořeny do velkých hloubek pod vlivem tlaku a vysokých teplot, procházejí významnými změnami a mění se v metamorfované horniny. Například vápenec se mění v mramor, křemenný pískovec v křemenec.
Struktura zemské kůry je rozdělena do tří vrstev: sedimentární, žulová a čedičová.
Sedimentární vrstva(viz obr. 8) je tvořen převážně sedimentárními horninami. Převládají zde jíly a břidlice, hojně jsou zastoupeny písčité, karbonátové a vulkanické horniny. V sedimentární vrstvě jsou ložiska takových minerály, jako uhlí, plyn, ropa. Všechny jsou organického původu. Například uhlí je produktem přeměny rostlin z dávných dob. Tloušťka sedimentární vrstvy se velmi liší - od úplné absence v některých pozemních oblastech až po 20-25 km v hlubokých depresích.
Rýže. 7. Klasifikace hornin podle původu
"žulová" vrstva sestává z přeměněných a vyvřelých hornin, podobných svými vlastnostmi žule. Nejčastěji se zde vyskytují ruly, žuly, krystalické břidlice atd. Žulová vrstva se nenachází všude, ale na kontinentech, kde je dobře vyjádřena, může její maximální mocnost dosahovat několika desítek kilometrů.
"čedičová" vrstva tvořené horninami blízkými čedičům. Jsou to metamorfované vyvřelé horniny, hustší než horniny „žulové“ vrstvy.
Tloušťka a vertikální struktura zemské kůry jsou různé. Existuje několik typů zemské kůry (obr. 8). Podle nejjednodušší klasifikace se rozlišuje oceánská a kontinentální kůra.
Kontinentální a oceánská kůra se liší tloušťkou. Maximální tloušťka zemské kůry je tedy pozorována pod horskými systémy. Je to asi 70 km. Pod pláněmi je tloušťka zemské kůry 30-40 km a pod oceány je nejtenčí - pouze 5-10 km.
Rýže. 8. Typy zemské kůry: 1 - voda; 2- sedimentární vrstva; 3—mezivrstvení sedimentárních hornin a bazaltů; 4 - čediče a krystalické ultrabazické horniny; 5 – žula-metamorfní vrstva; 6 – granulito-mafická vrstva; 7 - normální plášť; 8 - dekomprimovaný plášť
Rozdíl mezi kontinentální a oceánskou kůrou ve složení hornin se projevuje v tom, že v oceánské kůře není žulová vrstva. A čedičová vrstva oceánské kůry je velmi jedinečná. Z hlediska složení hornin se liší od podobné vrstvy kontinentální kůry.
Hranice mezi pevninou a oceánem (nula) nezaznamenává přechod kontinentální kůry do oceánské. K nahrazení kontinentální kůry oceánskou kůrou dochází v oceánu v hloubce přibližně 2450 m.
Rýže. 9. Stavba kontinentální a oceánské kůry
Existují také přechodné typy zemské kůry – suboceanická a subkontinentální.
Suboceánská kůra nachází se podél kontinentálních svahů a podhůří, lze je nalézt v okrajových a Středozemních mořích. Představuje kontinentální kůru o mocnosti až 15-20 km.
Subkontinentální kůra nachází se například na sopečných ostrovech.
Na základě materiálů seismický zvuk - rychlost průchodu seismických vln - získáváme údaje o hluboké struktuře zemské kůry. Superhlubinný vrt Kola, který poprvé umožnil spatřit vzorky hornin z hloubky více než 12 km, tedy přinesl spoustu nečekaných věcí. Předpokládalo se, že v hloubce 7 km by měla začít vrstva „čediče“. Ve skutečnosti nebyl objeven a mezi skalami převládaly ruly.
Změna teploty zemské kůry s hloubkou. Povrchová vrstva zemské kůry má teplotu určenou slunečním teplem. Tento heliometrická vrstva(z řeckého helio - Slunce), zažívající sezónní teplotní výkyvy. Jeho průměrná mocnost je asi 30 m.
Níže je ještě tenčí vrstva, jejíž charakteristickým znakem je stálá teplota odpovídající průměrné roční teplotě pozorovacího místa. Hloubka této vrstvy se zvyšuje v kontinentálním podnebí.
Ještě hlouběji v zemské kůře se nachází geotermální vrstva, jejíž teplota je dána vnitřním teplem Země a s hloubkou roste.
Ke zvýšení teploty dochází především v důsledku rozpadu radioaktivních prvků, které tvoří horniny, především radia a uranu.
Velikost nárůstu teploty v horninách s hloubkou se nazývá geotermální gradient. Pohybuje se v poměrně širokém rozmezí - od 0,1 do 0,01 °C/m - a závisí na složení hornin, podmínkách jejich výskytu a řadě dalších faktorů. Pod oceány se teplota s hloubkou zvyšuje rychleji než na kontinentech. V průměru se s každých 100 m hloubky oteplí o 3 °C.
Převrácená hodnota geotermálního gradientu se nazývá geotermální etapa. Měří se v m/°C.
Teplo zemské kůry je důležitým zdrojem energie.
Část zemské kůry, která sahá do hloubek přístupných geologickým studijním formám útroby. Vnitřek Země vyžaduje zvláštní ochranu a rozumné využití.
strana 1Otevřená hodina zeměpisu v 6. ročníku
na téma: "Vnitřní struktura Země."
Učitel: Proskurina N.P.
Cíl: seznámit studenty s hlavními (vnitřními) obaly Země, jejich stavbou a složením; dát představu o tom, jak studovat zemskou kůru; rozvíjet paměť, řeč, logické myšlení; pěstovat ohleduplný vztah k přírodě.
Zařízení:
atlasy, fyzická mapa světa, tabulka „Vnitřní struktura Země“, loď.
Průběh lekce.
Organizační začátek.
Jste všichni připraveni na lekci?
Pak začneme s výukou.
V 6. třídě jsme již studovali téma „Plánovat a mapovat“, ale pak budeme studovat skořápky Země v následujícím pořadí: „Litosféra“, „Hydrosféra“, „Atmosféra“, „Biosféra“.
Který obal Země se nazývá litosféra?
Co je to hydrosféra?
Atmosféra?
Biosféra?
Došli jsme k tématu „Litosféra“, ale nezačneme ho studovat, dokud nezkontrolujeme, jak si pamatujete, co jste již studovali.
otázky:
1. Co je měřítko? Jaké druhy znáte?
2. Určete relativní a absolutní výšku kopce.
3. Určete název objektu se souřadnicemi 28 jižně. w. a 138 c. d. (Eyreovo jezero – sever.)
4. Vypočítejte vzdálenost od geografického severního pólu k rovníku (90 krát 111 km se rovná 9990).
5. Které město leží výše?
a) Dillí nebo Peking.
b) Mexico City nebo Brasilia.
Studium nového tématu.
a) sdělení tématu, účel lekce;
b) studium nového tématu:
Máme nejmodernější loď, ale ne na cestování pod vodou, ale na cestování pod zemí.
Postupným pronikáním do útrob Země se seznámíme s její vnitřní stavbou. Údaje o pozorování zapíšete do tabulky.
zemská kůra v měřítku celé Země představuje nejtenčí film. Skládá se z pevných nerostů a hornin, t. j. skupenství jeho je pevné; teplota stoupne po 100 m o 3 stupně. Navzdory své malé tloušťce má zemská kůra složitou strukturu.
Plášť.
Jádro.
Tělesná výchova minuta.
Metody studia hlubin země.
c) primární zobecnění:
1. Jaká je vnitřní stavba Země?
2. Země je někdy ve své vnitřní struktuře přirovnávána ke slepičímu vejci. Co chtějí tímto srovnáním ukázat?
3. Sestrojte koláčový graf „Vnitřní struktura Země“, znázorňující podíl objemu jádra – 17 %, pláště – 82 %, kůry – 1 %, na celkovém objemu planety.
4.Řekněte, jak se mění teplota (TLAK) v útrobách Země.
Vyplňte tabulku „Typy zemské kůry“ podle obrázku 23.
"Najít shody."
2. Zemská kůra je kontinentálního typu. b) Teplota 2000 stupňů, viskózní stav (pevný).
3. Plášť. c) Mocnost vrstvy 3 – 7 km.
4. Jádro. d) Teplota 2000 - 5000 stupňů, pevný, ze dvou vrstev.
Proč potřebujeme studovat zemskou kůru?
Jakými způsoby to lze provést?
Úkol znalosti faktů.
Domácí úkol: č. 16; otázka 5.
Horní pevná geosféra se nazývá zemská kůra. Tento pojem je spojen se jménem jugoslávského geofyzika A. Mohorovičiče, který zjistil, že v horní vrstvě Země se seismické vlny šíří pomaleji než ve větších hloubkách. Následně se tato svrchní nízkorychlostní vrstva nazývala zemská kůra a hranice oddělující zemskou kůru od zemského pláště se nazývala Mohorovicická hranice, zkráceně Moch. Tloušťka zemské kůry je proměnlivá. Pod vodami oceánů nepřesahuje 10-12 km a na kontinentech je to 40-60 km (což není více než 1% poloměru Země), zřídka se zvyšuje v horských oblastech na 75 km. Průměrná tloušťka kůry je brána 33 km, průměrná hmotnost je 3 10 25 g.
Na základě geologických a geochemických dat až do hloubky 16 km bylo vypočteno průměrné chemické složení korových hornin. Hodnoty průměrného obsahu jednotlivých prvků se nazývají Clarks - podle jména amerického vědce F. Clarka, který je poprvé vypočítal v roce 1889. Tyto údaje jsou neustále aktualizovány a dnes vypadají následovně: kyslík – 47 %, křemík – 27,5, hliník – 8,6, železo – 5, vápník, sodík, hořčík a draslík – 10,5, všechny ostatní prvky tvoří asi 1,5 %, včetně titanu – 0,6%, uhlík - 0,1, měď - 0,01, olovo - 0,0016, zlato - 0,0000005%. Je zřejmé, že prvních osm prvků tvoří téměř 99 % zemské kůry a pouze 1 % připadá na zbývajících (více než sto!) prvků tabulky D.I. Mendělejev.
Složení hlubších zón Země zůstává kontroverzní. Hustota hornin, které tvoří zemskou kůru, roste s hloubkou. Průměrná hustota hornin v horních horizontech kůry je 2,6-2,7 g/cm 3, gravitační zrychlení na jejím povrchu je 982 cm/s 2 . Díky znalosti rozložení hustoty a gravitačního zrychlení je možné vypočítat tlak pro jakýkoli bod na poloměru Země. V hloubce 50 km, tzn. přibližně v základně zemské kůry je tlak 13 000 atm.
Teplotní režim v zemské kůře je zcela zvláštní. Tepelná energie Slunce proniká do určité hloubky do hlubin. Denní výkyvy teplot jsou pozorovány v hloubkách od několika centimetrů do 1-2 m. Roční výkyvy v mírných šířkách dosahují hloubky 20-30 m. V těchto hloubkách se nachází vrstva hornin s konstantní teplotou - izotermický horizont polární a rovníkové šířky, kde je amplituda kolísání ročních teplot nízká, leží izotermický horizont blízko zemského povrchu. Horní vrstva zemské kůry, ve které se teplota mění s ročním obdobím, se nazývá aktivní. Například v Moskvě dosahuje aktivní vrstva hloubky 20 m.
Pod izotermickým horizontem teplota stoupá. Nárůst teploty s hloubkou pod izotermickým horizontem je způsoben vnitřním teplem Země. V průměru dochází ke zvýšení teploty o 1 °C, když je pohřben 33 m do zemské kůry. Tato hodnota se nazývá geotermální krok. Převrácená hodnota geotermálního kroku se nazývá geotermální gradient, tzn. Gradient je počet stupňů, o které se teplota zvyšuje na každých 100 m hloubky. Geotermální stupeň se v různých oblastech Země liší: předpokládá se, že v zónách vulkanismu může být asi 5 m a v klidných plošinových oblastech se může zvýšit až na 100 m.
Spolu se svrchní pevnou vrstvou pláště je zemská kůra sjednocena konceptem litosféry, zatímco celek kůry a svrchního pláště se obvykle nazývá tektonosféra.
