Строение земного шара

Первые представления о строении земного шара

Точное строение планеты все еще неизвестно, несмотря на то, что человек осваивает космос и космическое пространство. О строении Земли существуют только предположения и общепринятая версия. По этой версии Земля имеет верхнюю оболочку –литосферу, ядро, а между ними слой, который называют мантией. Это строение вполне объясняют землетрясения и извержения вулканов, через которые из глубинных недр Земли поднимается расплавленное вещество.

Первым, кто стал говорить о расплавленном состоянии внутренних частей планеты, был философ Эмпедокл ($490-430$ гг. до н. э.). Изучая вулкан Этна и наблюдая, как по его склонам спускались мощные потоки лавы, растекавшиеся на огромные расстояния, он делал вывод о состоянии внутренних частей Земли. Эмпедокл предпринимает отважное путешествие в кратер Этны, чтобы изучить внутренне устройство вулкана и определить причину извержений, но погибает в его жерле.

Ничего нового о вулканах не было выяснено даже в средние века и господствовавшие тогда теории опирались на мнения древнегреческих философов. Несколько позже, изучая вулканические извержения и землетрясения, немецкий естествоиспытатель Атанасиус Кирхер ($1601-1680$) в своем труде «Подземный мир» не только описывает, но и дает воображаемый разрез земного шара. Ученый считает, что Земля является твердым телом с огромными пустотами, соединяющимися как между собой, так и с поверхностью планеты многочисленными каналами. Те пустоты, что расположены ближе к поверхности, частично заполнены огнем, частично водой и воздухом. Центральное ядро полностью занято огнем.

Наличие огненного ядра есть в работах Т. Корнета, В. Уайстона, В. Мелле и др. Каждая планета, считал В. Мелле, подобна потухшему Солнцу, а В. Уайстон предполагал, что Земля образовалась из кометы, пламя которой сохранилось в виде огненного ядра Земли.

Представления английского ученого Джона Вудворта ($1665-1722$) были совсем иными. Он считал, что полностью водой заполнена внутренняя часть Земли, образующая огромную водяную сферу, сообщающуюся с морями и океанами при помощи каналов.

В своих работах, как и Кирхер, он тоже приводит предполагаемый разрез земного шара. Обе схемы ученых долгое время пользовались широкой известностью и приводились в учебниках второй половины $XIX$ века.

Наблюдавший вулканы итальянский аббат Антонно Лаццаро Мора большое значение придавал вулканическим извержениям и считал, что центральная часть Земли является огненно-жидкой. Это огненно-жидкое ядро покрывает каменная оболочка, за которой следует водная и воздушная.

Оболочки земного шара

Земля имеет слоистую макроструктуру, т.е. состоит из внешних и внутренних оболочек.

Внутренние оболочки:

• Земная кора;
• Верхняя и нижняя мантия;
• Ядро.

Внешние оболочки:

• Атмосфера;
• Гидросфера;
• Биосфера;
• Ноосфера.

Все оболочки находятся в тесном взаимодействии между собой и частично перекрывают друг друга. Представления о том, что Земля имеет дробное глубинное строение, вошли в науку в середине $XX$ века. Те сложные процессы, которые протекают в глубинах Земли и на её поверхности оказывают большое влияние на строение планеты.

Ученые могут только предполагать, какую толщину имеет земная кора, потому что самая глубокая на сегодняшний день Кольская скважина пробурена на глубину только $12,2$ км.

Сейсмологические данные дали ученым возможность разделить ядро на внутреннее и внешнее, а мантию – на нижнюю и верхнюю. Получившаяся модель имеет широкое распространение и используется в настоящее время.

Верхняя мантия или «сима» расположена ниже литосферы и имеет толщину около $400$ км. Температура здесь равна $1200-1300$ градусов. Такое название она получила по основным элементам – $Si$ и $Mg$.

Промежуточная мантия с толщиной $110$ км и нижняя мантия, мощностью $1400$ км располагаются под мантией. Согласно последним геофизическим данным вещество мантии находится в твердом, аморфном состоянии.

Следующая оболочка планеты – это атмосфера, нижняя часть которой контактирует с литосферой и гидросферой. Верхняя часть соприкасается с межпланетным пространством.

В её составе выделяются три основные части:

• Тропосфера;
• Стратосфера;
• Ионосфера.

Наибольшее значение в экологическом отношении имеет нижний слой атмосферы – тропосфера. Выветривание горных пород и минералов, а также почвообразовательные процессы происходят под действием атмосферного воздуха.

Под тропосферой находится неоднородная поверхность Земли, часть которой занята водой. Это гидросфера.

Толщина этой водной оболочки на разных участках различна. Средняя глубина составляет $3,8$ км, а максимальная – $11$ км. Гидросфера является мощной геологической силой, которая осуществляет круговорот, как воды, так и других веществ.

Еще одна новая оболочка возникает с появлением жизни на Земле – это биосфера. Термин был введен Э. Зюссом ($1875$).

Границы этой оболочки связаны с наличием условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности, поэтому её верхняя часть ограничивается интенсивностью ультрафиолетового излучения, а нижняя – температурой до $100$ градусов.

Появление человека на Земле привело к возникновению антропогенных факторов, которые с развитием цивилизации усиливались и привели к возникновению специфической оболочки – ноосферы. Впервые этот термин был введен Э. Леруа ($1870-1954$) и Т.Я. де Шарденом ($1881-1955$).

Ноосфера является высшей стадией эволюции биосферы, и тесно связана с развитием человеческого общества. Это сфера взаимодействия общества и природы. В границах этого взаимодействия определяющим фактором становится разумная человеческая деятельность.