История Земли
Земля является третьей от Солнца планетой Солнечной системы. Орбита земли эллиптическая, очень близка к круговой. Средняя скорость обращения Земли составляет 29.765 км/с. Спутником Земли является Луна. Вращение вокруг своей оси вызывает смену ночи и дня, а наклон земной оси и вращение вокруг Солнца обусловливает смену времен года.
Земля имеет форму геоида, приближенно-трехосного эллипсоида. Площадь поверхности Земли составляет 510 млн. км кв. Объем земного шара равен 1.083 10 в 12 степени км кв. Масса Земли равна 5976 10 в 21 степени кг, средняя плотность - 5518 кг/м3. Сферическая форма Земли обусловлена гравитационным полем. Гравитационное поле также обусловливает существование атмосферы. Земля обладает магнитным и электрическими полями.
Согласно современным представлениям космологии образование Земли произошло около 4,7 миллиардов лет. По мнению ученых, Земля образовалась из газового вещества, рассеянного в протосолнечной системе. Под воздействием гравитационного поля, в условиях дифференциации вещества, при разогреве недр Земли образовались и развились оболочки, различающиеся по химическому составу, физическим свойствам и агрегатному состоянию. Эти оболочки называются ядром, мантией, земной корой, гидросферой, атмосферой и магнитосферой.
Формирование Земли и начальная стадия ее развития- догеологическая история. Возраст самых древних пород равен 3,5 миллиардам лет. Геологическая история планеты разделяется на два этапа: докембрийский, который занимает приблизительно 5/6 всего летосчисления и составляет примерно 3 миллиарда лет, и фанерозойский, который охватывает примерно 570 миллионов лет. Жизни на Земле возникла примерно 3-3,5 миллиарда лет назад. Живое вещество Земли оказало существенное влияние на развитие гидросферы, атмосферы о осадочной оболочки.
Производственная деятельность человека является новым фактором, который оказывает влияние на биосферу. В результате высокого темпа роста населения и увеличения влияния человечества на окружающую природу возникли проблемы рационального использования ресурсов и охраны окружающей среде.
Сейсмическая модель строения Земли
Самая широко известная модель строения Земли была разработана в 20 веке сейсмологами Б. Гуттенбергом и Г. Джеффрисом. эта модель строения Земли называется сейсмической. Фактором, ставшим решающим, стало обнаружение резкого уменьшения скорости прохождения сейсмических волн внутри Земли на глубине 2900 км. Скорость, с которой проходят продольные сейсмические волны под этим рубежом составляет 13,6 км/с, а под указанным рубежом – 8,1 км/с. Здесь и проходит граница между ядром и мантией.
Сейсмический раздел Мохоровичича является верхней границей мантии. Эта граница была выделена в 1999 году сейсмологом А. Мохоровичичем, югославским сейсмологом. Сейсмический раздел Мохоровичича отделяет земную кору от мантии. Скорость продольных волн на данном рубеже составляет 7,9-8,3 км/с.
В середине 20 века в модель строения Земли были внесены некоторые дополнения. Новые сейсмологические данные показали, что ядро делится на внешнее и внутренне, а мантия – на верхнюю и нижнюю. Эта дополненная модель строения Земли используется и в современной науке. В 1940 году австрийский сейсмолог К. Е. Буллен предложил схему деления Земли на зоны:
- зона А- земная кора
- зона В располагается в интервале глубины 33-413 км
- зона С, располагающаяся в интервале 413-984 км
- Зона D - зона 984-2898 км
- Зона Е - 2898-4982 км
- Зона F - 4982-5121 км
- зона G - 5121-6371 км. эта зона является центром Земли.
Вышеперечисленные зоны отличаются сейсмическими характеристиками.
Геологическое строение Земли
Кроме сейсмического строения Земли существует еще геологическое строение, которое принято изображать в форме стадий или фаз, которые последовательно появляются друг за другом. Отсчет геологического времени начинается с момента образования Земли.
В фазе 1 происходит формирование Земли из пыли, газа и планетезималей. Вследствие выделяющейся в ходе распада радиоактивных элементов энергии и в результате столкновения планетезималей, Земля постепенно нагревается. После падения гигантского метеорита на Землю происходит выброс материала, из которого затем образуется спутник Земли – Луна.
В результате дегазации Земли начинается процесс образования атмосферы. В конце фазы 1 путем конденсации пара воды происходит формирование гидросферы.
В фазе 2 образуются первые острова – протоконтиненты, которые состоят из горных пород. Эти породы содержат в основном алюминий и кремний. Протоконтиненты незначительно возвышаются над уровнем океанов, пока еще чрезвычайно мелководных.
На фазе 3 в центре Земли собирается железо, которое формирует ее жидкое ядро. Ядро обусловило возникновение магнитосферы. Продолжается процесс формирования континентальной коры.
На фазе 4 происходит образование суперконтинента Пангея, ему противостоит суперокеан Панталасса.
Фаза 5 характеризуется охлаждением литосферы, что приводит к распаду суперконтинента на блоки. Пространства между блоками заполняют осадки и вулканы. Таким образом формируется новый суперконтинент Пангея I. Сине-зеленые водоросли представляют органический мир.
На фазе 6 происходит формирование двух суперконтинентов – Гондваны и Лавразии. Органический мир представлен многоклеточными бесскелетными организмами, а также появляются моллюски.
На фазе 7 Гондвана соединяется горным поясом с Лавразией, так образуется Пангея II. Появляются первые рыбы и амфибии, на сушу выходят растения.
Фаза 8 характеризуется расколом суперконтинента. На суше распространяются покрытосеменные растения. Появляются птицы, развиваются земноводные и пресмыкающиеся. В конце периода по достоверно неизвестным причинам многие животные погибают.
На фазе 9 конфигурация материков меняется, происходит разделение материков и океанов, близкое к современному. Климат на всей Земле влажный и теплый. Формируется близкая к современной фауна и флора. На этой фазе появляются первые предки человека
Фаза 10 – современная. Происходит дифференциация вещества, которая изменяет состояние всех геологических структур Земли, включая ядро.
