Средната плътност на земната материя е. Плътност на Земята. Изучаване на планетата. Основни характеристики на литосферата

Въведение…………………………………………………………………………………………………..2

1. Структурата на Земята ……………………………………………………………………………….3

2. Състав на земната кора………………………………………………………………………….5

3.1. Състояние на Земята …………………………………………………………………………………..7

3.2.Състояние на земната кора…………………………………………………………………….8

Списък на използваната литература……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….

Въведение

Земната кора е външната твърда обвивка на Земята (геосферата). Под кората се намира мантията, която се различава по състав и физични свойства - тя е по-плътна, съдържа предимно огнеупорни елементи. Кората и мантията са разделени от границата на Мохорович или накратко Мохо, върху която има рязко увеличаване на скоростите на сеизмичните вълни. Отвън по-голямата част от кората е покрита от хидросферата, а по-малката част е под влиянието на атмосферата.

На повечето земни планети, Луната и много спътници на планетите-гиганти има кора. В повечето случаи се състои от базалти. Земята е уникална с това, че има два вида кора: континентална и океанска.

1. Земна структура

По-голямата част от земната повърхност (до 71%) е заета от океаните. Средната дълбочина на Световния океан е 3900 м. Наличието на седиментни скали, чиято възраст надхвърля 3,5 милиарда години, е доказателство за съществуването на огромни резервоари на Земята още в това далечно време. На съвременните континенти равнините са по-разпространени, предимно ниско разположени, а планините – особено високите – заемат незначителна част от повърхността на планетата, както и дълбоководните вдлъбнатини на дъното на океаните. Формата на Земята, за която е известно, че е близка до сферичната, се оказва много сложна при по-подробни измервания, дори ако я опишем като плоска повърхност на океана (неизкривена от приливи, ветрове, течения) и условно продължение на тази повърхност под континентите. Неравностите се поддържат от неравномерното разпределение на масата в недрата на Земята.

Една от особеностите на Земята е нейното магнитно поле, благодарение на което можем да използваме компаса. Магнитният полюс на Земята, към който е привлечен северният край на стрелката на компаса, не съвпада с географския Северен полюс. Под действието на слънчевия вятър магнитното поле на Земята се изкривява и придобива „опашка“ в посока от Слънцето, която се простира на стотици хиляди километри.

За вътрешната структура на Земята се съди преди всичко по особеностите на преминаването през различните слоеве на Земята на механични вибрации, които възникват при земетресения или експлозии. Ценна информация предоставят и измерванията на големината на топлинния поток, излизащ от недрата, резултатите от определянето на общата маса, инерционния момент и полярното компресиране на нашата планета. Масата на Земята се намира от експериментални измервания на физическата константа на гравитацията и ускорението на гравитацията. За масата на Земята е получена стойност от 5,967 1024 kg. На базата на цял комплекс от научни изследвания е изграден модел на вътрешното устройство на Земята.

Твърдата обвивка на Земята е литосферата. Може да се сравни с черупка, покриваща цялата повърхност на Земята. Но тази „черупка“ като че ли се е напукала на парчета и се състои от няколко големи литосферни плочи, бавно движещи се една спрямо друга. По-голямата част от земетресенията са съсредоточени по техните граници. Горният слой на литосферата е земната кора, минералите на която се състоят главно от силициеви и алуминиеви оксиди, железни оксиди и алкални метали. Земната кора има неравномерна дебелина: 35-65 km на континентите и 6-8 km под дъното на океана. Горният слой на земната кора се състои от седиментни скали, долният слой от базалти. Между тях има слой от гранити, характерен само за континенталната кора. Под земната кора се намира така наречената мантия, която има различен химичен състав и по-голяма плътност. Границата между кората и мантията се нарича повърхност на Мохорович. При него скоростта на разпространение на сеизмичните вълни се увеличава рязко. На дълбочина 120-250 км под континентите и 60-400 км под океаните лежи мантиен слой, наречен астеносфера. Тук веществото е в състояние, близко до топене, вискозитетът му е силно намален. Всички литосферни плочи сякаш плуват в полутечната астеносфера, като ледени плочи във вода. По-дебели участъци от земната кора, както и области, състоящи се от по-малко плътни скали, се издигат спрямо други участъци от кората. В същото време допълнително натоварване върху участък от кората, например, поради натрупването на дебел слой континентален лед, както се случва в Антарктида, води до постепенно потъване на участъка. Това явление се нарича изостатично нивелиране. Под астеносферата, започвайки от около 410 км дълбочина, "опаковането" на атомите в минерални кристали се уплътнява под въздействието на високо налягане. Рязък преход беше открит чрез сеизмични методи на изследване на дълбочина около 2920 km. Тук започва земното ядро ​​или по-точно външното ядро, тъй като в центъра му има още едно - вътрешното ядро, чийто радиус е 1250 km. Външното ядро ​​е очевидно в течно състояние, тъй като напречните вълни, които не се разпространяват в течност, не преминават през него. Съществуването на течно външно ядро ​​се свързва с произхода на магнитното поле на Земята. Вътрешното ядро ​​изглежда твърдо. На долната граница на мантията налягането достига 130 GPa, температурата там не е по-висока от 5000 K. В центъра на Земята температурата може да се повиши над 10 000 K.

2. Съставът на земната кора

Земната кора се състои от няколко слоя, чиято дебелина и структура са различни в рамките на океаните и континентите. В тази връзка се разграничават океански, континентални и междинни типове на земната кора, които ще бъдат описани по-късно.

Според състава в земната кора обикновено се разграничават три слоя - седиментен, гранит и базалт.

Седиментният слой е изграден от седиментни скали, които са продукт на разрушаването и повторното отлагане на материала на долните слоеве. Въпреки че този слой покрива цялата повърхност на Земята, на места той е толкова тънък, че на практика може да се говори за неговата прекъснатост. В същото време понякога достига мощност от няколко километра.

Гранитният слой е изграден предимно от магмени скали, образувани в резултат на втвърдяване на разтопена магма, сред които преобладават разновидности, богати на силициев диоксид (киселинни скали). Този слой, който достига дебелина от 15-20 км на континентите, е силно намален под океаните и дори може да отсъства напълно.

Базалтовият слой също е съставен от магматична материя, но по-бедна на силициев диоксид (основни скали) и с високо специфично тегло. Този слой е развит в основата на земната кора във всички региони на земното кълбо.

Континенталният тип на земната кора се характеризира с наличието и на трите слоя и е много по-мощен от океанския.

Земната кора е основният обект на изследване на геологията. Земната кора се състои от много разнообразни скали, състоящи се от не по-малко разнообразни минерали. При изучаване на скала преди всичко се изучава нейният химичен и минералогичен състав. Това обаче не е достатъчно за пълно познаване на скалата. Един и същ химичен и минералогичен състав може да има скали от различен произход и, следователно, различни условия на възникване и разпространение.

Под структурата на скалата разбирайте размера, състава и формата на съставните минерални частици и естеството на връзката им помежду си. Различават се различни видове структури в зависимост от това дали скалата е съставена от кристали или от аморфно вещество, какъв е размерът на кристалите (цели кристали или техните фрагменти са част от скалата), каква е степента на закръгленост на фрагментите, минералните зърна, които образуват скалата, са напълно несвързани помежду си, или са споени с някакъв вид циментираща субстанция, директно сраснали едно с друго, поникнали помежду си и т.н.

Текстурата се разбира като относителното положение на компонентите, които изграждат скалата, или начина, по който те запълват пространството, заето от скалата. Пример за текстури може да бъде: слоеста, когато скалата се състои от редуващи се слоеве с различен състав и структура, шисти, когато скалата лесно се разпада на тънки плочки, масивни, порести, твърди, мехурчета и др.

Под формата на възникване на скалите се разбира формата на образуваните от тях тела в земната кора. За някои скали това са пластове, т.е. относително тънки тела, ограничени от успоредни повърхности; за други - ядра, пръти и др.

Класификацията на скалите се основава на техния генезис, т.е. начин на произход. Има три основни групи скали: магмени, или магмени, седиментни и метаморфни.

Магматични скали се образуват в процеса на втвърдяване на силикатни стопилки, разположени в недрата на земната кора под високо налягане. Тези стопилки се наричат ​​магма (от гръцката дума за "мехлем"). В някои случаи магмата прониква в дебелината на скалите, разположени отгоре, и се втвърдява на по-голяма или по-малка дълбочина, в други се втвърдява, изливайки се върху земната повърхност под формата на лава.

Седиментните скали се образуват в резултат на разрушаването на вече съществуващи скали на земната повърхност и последващото отлагане и натрупване на продуктите от това разрушаване.

Метаморфните скали са резултат от метаморфизъм, т.е. трансформации на съществуващи магмени и седиментни скали под влияние на рязко повишаване на температурата, повишаване или промяна в естеството на налягането (промяна от всеобхватно налягане към ориентирано), както и под въздействието на други фактори.

3.1. Състояние на Земята

Състоянието на земята се характеризира с температура, влажност, физическа структура и химичен състав. Човешката дейност и функционирането на флората и фауната могат да подобрят и влошат показателите за състоянието на земята. Основните процеси на въздействие върху земята са: безвъзвратно оттегляне от земеделска дейност; временно оттегляне; механично въздействие; добавяне на химични и органични елементи; участие в селскостопански дейности на допълнителни територии (отводняване, напояване, обезлесяване, рекултивация); отоплението; самообновяване.

3.1. Състоянието на земната кора

Напоследък се наблюдава много сложен модел на разпределение на полетата на напрежение на натиск и опън, който беше разкрит от китайския геолог H.S. Liu (1978) и свързан с взаимодействието на различни по размер плочи на земната кора, което причинява образуването на разломи на срязване, при които ръбовете на плочите се плъзгат един спрямо друг. Според П.Н. Кропоткин, площите на земната кора, обхванати от напрежение, не надвишават 2% от общата площ, а останалата част е в състояние на компресия.

Глобалната картина на стресовото състояние на земната кора, разкрита от усилията на изследователи от различни страни през последните десетилетия, даде много за разбирането на тонуса на литосферата, както С.И. Шърман и Ю.И. Днепровски (1989) . Този тон оказва пряко влияние върху текущите геоложки процеси и преди всичко върху сеизмологичните, което дава възможност да се постави въпросът за дългосрочни прогнози за земетресения.

Каква е причината за почти универсалната компресия, наблюдавана в земната кора? Едно възможно обяснение е да се разпознае краткосрочно намаляване на радиуса на Земята, което осигурява появата на ефекта на компресия. За да се докаже промяна в радиуса на Земята, са необходими точни данни за вариациите в гравитацията, флуктуациите в скоростта на въртене на Земята и колебанието на полюса на Чандлър. Задоволителни данни по тези въпроси в момента са недостатъчни и следователно възможността за намаляване на радиуса на Земята все още се счита за хипотеза.

Съществуват методи за идентифициране не само на съвременни, но и на древни стресови полета, което дава възможност да се разберат много геоложки закономерности, например местоположението на рудни находища, почти винаги свързани с зони на разширение (фиг. 4). Познавайки положението на такива зони в минали епохи, е възможно да се предвиди търсенето на рудни минерали. Същото важи и за сеизмичността. Например, американските геолози M.D. Зобак и М.Л. Зобак доказа, че палеосеизмичните зони в Северноамериканската плоча са били много активни в исторически времена, въпреки че сега са в покой. Промяната в полето на напрежение може да предизвика ново активиране и подновяване на земетресенията.

Усилията на учените сега са насочени към съставянето на специални карти, показващи ориентацията на главните оси на напрежение върху тях, освен това е важно да се изолират компонентите от различни рангове на полето на напрежение. Енергична техногенна човешка дейност: създаване на огромни резервоари, изпомпване на колосални обеми газ, нефт, вода от земните недра, разработване на дълбоки кариери - всичко това нарушава естествените стресови полета и съществуващото динамично равновесие в земната кора, особено горната му част. Следователно е необходимо да се спазват съвременните напрежения, включително прецизни инструментални методи.

Библиография

1. Алексеенко В.А. Екологична геохимия. – М.: Логос, 2000. – 627 с.

2. Кропоткин П.Н. Тектонски напрежения в земната кора // Геотектоника. 1996. No 2. С. 3-5.

3. Напрегнато състояние на земната кора: (Чрез измервания в скални маси). М.: Наука, 1973. 188 с.

4. Жуков М.М., Славин В.И., Дунаева Н.Н. Основи на геологията.–М.: Госгеолтехиздат, 1961.

5. Leyall C. Основните принципи на геологията или последните промени в земята и нейните обитатели.- Превод от английски, TT. II, 1986.

Земната кора е твърдият повърхностен слой на нашата планета. Той се е образувал преди милиарди години и непрекъснато променя външния си вид под въздействието на външни и вътрешни сили. Част от него е скрита под вода, другата част образува суша. Земната кора е изградена от различни химикали. Нека разберем кои.

повърхността на планетата

Стотици милиони години след образуването на Земята външният й слой от кипящи разтопени скали започва да се охлажда и образува земната кора. Повърхността се променя от година на година. По него се появиха пукнатини, планини, вулкани. Вятърът ги изглади, така че след малко отново се появиха, но на други места.

Поради външния и вътрешния твърд слой на планетата е хетерогенен. От гледна точка на структурата могат да се разграничат следните елементи на земната кора:

• геосинклинали или нагънати зони;
• платформи;
• пределни разломи и отклонения.

Платформите са обширни, заседнали райони. Горният им слой (до дълбочина 3-4 km) е покрит със седиментни скали, които се срещат в хоризонтални слоеве. Долното ниво (фундаментът) е силно смачкано. Състои се от метаморфни скали и може да съдържа магматични включвания.

Геосинклиналите са тектонически активни зони, където протичат планински процеси. Те възникват на кръстовището на океанското дъно и континенталната платформа или в долната част на океанското дъно между континентите.

Ако планините се образуват близо до границата на платформата, могат да възникнат маргинални разломи и вдлъбнатини. Те достигат до 17 километра дълбочина и се простират по протежение на планинското образувание. С течение на времето тук се натрупват седиментни скали и се образуват находища на минерали (нефт, каменни и калиеви соли и др.).

Състав на кората

Масата на кората е 2,8 1019 тона. Това е само 0,473% от масата на цялата планета. Съдържанието на вещества в него не е толкова разнообразно, колкото в мантията. Образува се от базалти, гранити и седиментни скали.

99,8% от земната кора се състои от осемнадесет елемента. Останалите са само 0,2%. Най-често срещаните са кислородът и силицийът, които съставляват по-голямата част от масата. Освен тях, кората е богата на алуминий, желязо, калий, калций, натрий, въглерод, водород, фосфор, хлор, азот, флуор и др. Съдържанието на тези вещества може да се види в таблицата:

Име на елемента
Кислород
алуминий
манган

Астатът се счита за най-редкия елемент – изключително нестабилно и отровно вещество. Телур, индий и талий също са редки. Често те са разпръснати и не съдържат големи клъстери на едно място.

континентална кора

Континенталната или континенталната кора е това, което обикновено наричаме суха земя. Той е доста стар и покрива около 40% от цялата планета. Много от нейните участъци достигат възраст от 2 до 4,4 милиарда години.

Континенталната кора се състои от три слоя. Отгоре е покрита с прекъсната седиментна покривка. Скалите в него лежат на пластове или пластове, тъй като се образуват поради пресоването и уплътняването на солни утайки или остатъци от микроорганизми.

Долният и по-старият слой е представен от гранити и гнайси. Те не винаги са скрити под седиментни скали. На някои места те излизат на повърхността под формата на кристални щитове.

Най-ниският слой се състои от метаморфни скали като базалти и гранулити. Базалтовият слой може да достигне 20-35 километра.

океанска кора

Частта от земната кора, скрита под водите на океаните, се нарича океанска. Той е по-тънък и по-млад от континенталния. По възраст кората дори не достига двеста милиона години, а дебелината й е приблизително 7 километра.

Континенталната кора е съставена от седиментни скали от дълбоководни остатъци. Отдолу има базалтов слой с дебелина 5-6 километра. Под него започва мантията, представена тук предимно от перидотити и дунити.

На всеки сто милиона години кората се обновява. Той се абсорбира в зоните на субдукция и се образува отново в средноокеанските хребети с помощта на външни минерали.

Литосферата е горната твърда обвивка на Земята, която постепенно се превръща в сфери с по-малка площ на веществото с дълбочина. Включва земната кора и горната мантия. Дебелината на литосферата е 50 - 200 km, включително земната кора - до 50 -75 km на континентите и 5 - 10 km на дъното на океана. Горните слоеве на литосферата (до 2–3 km, според някои източници до 8,5 km) се наричат ​​литобиосфера.

Химичният състав на земната кора е представен в табл. 9.1.

Таблица 9.1. Химичният състав на земната кора на дълбочини от 10 - 20 km

	Масова фракция, %
Кислород
алуминий

Естествените химични съединения на елементите на земната кора се наричат ​​минерали. Те се състоят от множество видове скали. Основните групи скали са магматични, седиментни и метаморфни.

Човекът практически не оказва влияние върху литосферата, въпреки че горните хоризонти на земната кора претърпяват силна трансформация в резултат на експлоатацията на минерални находища.

Природните ресурси са телата и природните сили, които се използват от човека, за да поддържа своето съществуване. Те включват слънчева светлина, вода, въздух, почва, растения, животни, минерали и всичко останало, което не е създадено от човека, но без което той не може да съществува нито като живо същество, нито като производител.

Природните ресурси се класифицират по следните критерии:

Според използването им - за производствени (селскостопански и промишлени), здравни (развлекателни), естетически, научни и др.;

Чрез принадлежност към един или друг компонент на природата – земя, вода, минерален, животински или растителен свят и др.;

По отношение на заменяемостта - на заменими (например горивните и минералните енергийни ресурси могат да бъдат заменени с вятърна, слънчева енергия) и незаменими (няма нищо, което да замени кислорода на въздуха за дишане или прясна вода за пиене);

По изчерпаемост – в изчерпаемо и неизчерпаемо.

Горните характеристики ни позволяват да представим няколко класификации на природните ресурси, всяка от които има своите предимства и недостатъци. Голям интерес за науката и практиката представлява разделянето на природните ресурси на базата на изчерпаемост.

Неизчерпаеми (неизчерпаеми) ресурси - количествено неизчерпаема част от природните ресурси (слънчева енергия, морски приливи, течаща вода, атмосфера, въпреки че при значително замърсяване може да стане изчерпаема).

Изчерпаеми - ресурси, чийто брой непрекъснато намалява, тъй като се добиват или изтеглят от природната среда. Те от своя страна се делят на възобновяеми (растителност, дива природа, вода, въздух, почва) и невъзобновяеми (минерални). Те могат да бъдат изчерпани както защото не се попълват в резултат на естествени процеси (мед, желязо, алуминий и др.), така и защото запасите им се попълват по-бавно, отколкото се консумират (нефт, въглища, нефтени шисти). Следователно в бъдеще човечеството ще трябва да намери средства и методи за по-ефективно използване на невъзобновяеми ресурси, включително методи за преработка на вторични суровини. В момента се използват почти всички елементи от периодичната система на Д. И. Менделеев.

Степента на приложение и преработка на множество видове минерални суровини определя прогреса и благосъстоянието на обществото. Основните суровини са метали, вода, минерални и органични суровини. Темпът на експлоатация на земните недра се ускорява от година на година. През последните 100 години годишното потребление на въглища, желязо, манган и никел се е увеличило с 50-60 пъти, волфрам, алуминий, молибден и калий с 200-1000 пъти.

През последните години се увеличи добивът на енергийни ресурси – нефт, природен газ. Така през 1991 г. в света са произведени 3340 милиона тона петрол, от които почти 40% идват от САЩ, Саудитска Арабия и Русия. Природен газ е произведен 2115 милиарда m 3 , от които Русия представлява 38%, САЩ - около 24%. Производството на злато и диаманти се е увеличило в света.

Съвременната епоха се характеризира с непрекъснато нарастващо потребление на минерални ресурси. Следователно възниква проблемът за по-рационално използване на минералните ресурси, който може да бъде решен по следните методи:

Създаване на нови високоефективни методи за геоложко проучване на полезни изкопаеми, ресурсоспестяващи методи на добив;

Интегрирано използване на минерални суровини;

Намаляване на загубите на суровини на всички етапи на разработване и използване на подпочвените запаси, особено на етапите на обогатяване и преработка на суровини;

Създаване на нови вещества, органичен синтез на минерални суровини.

Освен това важна роля в рационалното използване на природните ресурси принадлежи на ресурсоспестяващите технологии, които позволяват да се осигури на първо място енергийна ефективност - съотношението между изразходваната енергия и полезния продукт, получен при тези разходи. Както Т. Милър (1993) отбелязва, използването на висококачествена енергия, извлечена от ядрено гориво в нискокачествена енергия за отопление на домове, е като рязане на масло с циркуляр или удряне на мухи с ковашки чук. Следователно основният принцип на използване на енергията трябва да бъде съответствието на качеството на енергията с поставените задачи. За отопление на домовете можете да използвате слънчева енергия, топлинна енергия, вятърна енергия, която вече се използва в някои страни. На фиг. Фигура 9.1 (виж стр. 90) показва модели на два типа общество: общество за еднократна употреба, което създава отпадъци, и екологично общество.

Вторият тип общество е обществото на бъдещето, което се основава на разумното използване на енергията и рециклирането на материята, рециклирането на невъзобновяеми ресурси и (което е особено важно) не трябва да надхвърля прага на екологична устойчивост. Например, много по-лесно и по-евтино е да предотвратите навлизането на замърсители в природната среда, отколкото да се опитате да я почистите от това замърсяване. Отпадъци от производство, битови, транспортни и др. могат действително и потенциално да се използват като продукти в други сектори на икономиката или в хода на регенерация.

Опасните отпадъци трябва да бъдат неутрализирани, а неизползваните се считат за боклук. Основните видове отпадъци се разделят на битови отпадъци, промишлени отпадъци и промишлено потребление.

1. Твърди битови (общински) (включително твърдия компонент на отпадъчните води - тяхната утайка) отпадъци, които не се изхвърлят в ежедневието, в резултат на амортизация на битовите вещи и самия живот на хората (включително бани, перални, столове, болници и др.) . За унищожаване на битови отпадъци се изграждат мощни инсинератори или инсталации, които осигуряват електричество или пара за отоплителни предприятия и жилища.

2. Производствени отпадъци (промишлени) - остатъци от суровини, материали, полуфабрикати, образувани при производството на продукти. Те могат да бъдат неотменими (изпаряване, отпадъци, свиване) и връщаеми, рециклируеми. Според чуждестранни източници в страните от ЕИО 60% от битовите отпадъци се депонират, 33% се изгарят и 7% се компостират, а при промишлените и селскостопанските отпадъци съответно над 60 и 95% се преработват интензивно.

3. Отпадъци от промишленото потребление - неподходящи за по-нататъшно използване машини, механизми, инструменти и др. Могат да бъдат селскостопански, строителни, промишлени, радиоактивни. Последните са много опасни и трябва да бъдат внимателно заровени или обеззаразени.

През последните години се увеличи количеството опасни (токсични) отпадъци, които могат да причинят отравяне или други увреждания на живите същества. На първо място, това са различни пестициди, които не се използват в селското стопанство, промишлени отпадъци, съдържащи канцерогенни и мутагенни вещества. В Русия 10% от масата на твърдите битови отпадъци се класифицират като опасни отпадъци, в САЩ - 41%, във Великобритания - 3%, в Япония - 0,3%.

На територията на много страни има така наречените "капани", тоест отдавна забравени депа за опасни отпадъци, върху които с течение на времето са построени жилищни сгради и други обекти, усещайки се от появата на странни болести на местните. население. Такива "капани" включват места, където се провеждат ядрени опити за мирни цели. Съществуващите (частично реализирани) проекти за погребения, както и подземни ядрени опити, могат да инициират така наречените „индуцирани“ земетресения.

Най-високият, повърхностен хоризонт на литосферата в сушата е подложен на най-голяма трансформация. Земята заема 29,2% от повърхността на земното кълбо и включва земи от различни категории, сред които плодородната почва е от първостепенно значение.

Почвата е повърхностният слой на земната кора, който се образува и развива в резултат на взаимодействието на растителност, животни, микроорганизми, скали и е самостоятелно природно образувание. Най-важното свойство на почвата е плодородието - способността да осигурява растежа и развитието на растенията. Почвата е гигантска екологична система, която наред със Световния океан има решаващо влияние върху цялата биосфера. Той активно участва в циркулацията на вещества и енергия в природата, поддържа газовия състав на земната атмосфера. Чрез почвата - най-важният компонент на биоценозите - се осъществяват екологични връзки на живите организми с литосферата, хидросферата и атмосферата.

Основателят на научното почвознание е изключителният руски учен В.В. Докучаев (1846 - 1903), който разкрива същността на почвообразуващия процес. Почвообразуващите фактори включват родителски (почвообразуващи) скали, растителни и животински организми, климат, релеф, време, вода (почва и почва) и човешка икономическа дейност. Развитието на почвата е неразривно свързано с основната скала (гранит, варовик, пясък, льосовидна глинеста почва и др.). Образуването на рохкава почвена маса е свързано както с химическо изветряне, така и с биологични процеси - образуване на специфични органични вещества (хумус или хумус) под въздействието на растенията.

Съставът на почвата включва четири важни структурни компонента: минерална основа (обикновено 50-60% от общия състав на почвата), органична материя (до 10%), въздух (15-25%) и вода (25-35%). ). Структурата на почвата се определя от относителното съдържание на пясък, тиня и глина в нея. Химията на почвата се определя отчасти от минералния скелет, отчасти от органичната материя. Повечето от минералните компоненти са представени в почвата от кристални структури. Преобладаващите минерали в почвата са силикатите.

Особено многобройна и важна група глинени минерали играят важна роля за задържането на вода и хранителни вещества, повечето от които образуват колоидна суспензия във водата. Всеки глинен минерален кристал съдържа слоеве силикат, комбинирани със слоеве от алуминиев хидроксид, които имат постоянен отрицателен заряд, който се неутрализира от катиони, адсорбирани от почвения разтвор. Поради това катионите не се извличат от почвата и могат да бъдат обменени с други катиони от почвения разтвор и растителните тъкани. Този катионен обменен капацитет е един от важните показатели за плодородието на почвата.

Органичната материя на почвата се образува от разлагането на мъртвите организми, техните части, екскрети и изпражнения. Крайният продукт на разлагането е хумус, който е в колоидно състояние, подобно на глина, и има голяма повърхност на частиците с висок капацитет за катионен обмен. Едновременно с образуването на хумус жизненоважните елементи преминават от органични съединения към неорганични, например азот в амониеви йони, фосфор в ортофосфатни йони, сяра в сулфатни йони. Този процес се нарича минерализация. Въглеродът се отделя като CO2 по време на дишането.

Почвеният въздух, подобно на почвената вода, се намира в порите между почвените частици. Порьозността (обемът на порите) се увеличава в серията от глини до глинести и пясъци. Между почвата и атмосферата се осъществява свободен газообмен и в резултат въздухът на двете среди има сходен състав, но във въздуха на почвата, поради дишането на обитаващите я организми, има малко по-малко кислород и повече въглероден диоксид.

Частиците на почвата задържат определено количество вода около себе си, което е разделено на три вида:

Гравитационна вода, която може свободно да се просмуква надолу през почвата, което води до излугване, тоест извличане на различни минерали от почвата;

Хигроскопична вода, адсорбирана около отделни колоидни частици поради водородни връзки и е най-малко достъпна за корените на растенията. Най-високото му съдържание е в глинести почви;

Капилярната вода, задържана около почвените частици от силите на повърхностно напрежение и способна да се издига през тесни пори и тубули от нивото на подземните води и е основният източник на вода за растенията (за разлика от хигроскопичната вода, тя лесно се изпарява).

Почвите се различават рязко от скалите по външни характеристики, поради протичащите в тях физикохимични процеси. Те включват такива показатели като цвят (черноземи, буроземи, сиви гори, кестен и др.), Структура (зърнеста, бучка, колона и др.), Неоплазми (в степите - калциеви карбонати, в полупустини - натрупване на гипс) . Дебелината на почвения слой в умерените райони на равнините не надвишава 1,5 - 2,0 m, в планините - по-малко от метър.

В почвения профил, където преобладават движенията на почвените разтвори отгоре надолу, най-често се разграничават три основни хоризонта:

хумусно-акумулативен (хумусен) хоризонт;

Елувиален или отмиващ хоризонт, характеризиращ се предимно с отстраняване на вещества;

Илувиалният хоризонт, където веществата се отмиват от горните хоризонти (лесно разтворими соли, карбонати, колоиди, гипс и др.).

По-долу е основната (почвообразуваща) скала. Типовете почви се характеризират с определена структура на почвения профил, еднотипна посока на почвообразуване, интензивност на почвообразуващия процес, свойства и гранулометричен състав. На територията на Русия са идентифицирани около 100 типа почви. Сред тях има няколко основни типа:

- арктическиИ тундрови почви, чиято дебелина на покритието е не повече от 40 см. Тези почви се характеризират с преовлажняване и развитие на анаеробни микробиологични процеси, разпространени са в северните покрайнини на Евразия и Северна Америка, островите на Северния ледовит океан;

- подзолисти почви, при образуването им преобладаващо значение има процесът на образуване на подзол в умерен влажен климат под иглолистните гори на Евразия и Северна Америка;

- черноземиразпространени в рамките на лесостепните и степните зони на Евразия, формирани в сух климат и нарастваща континенталност, се характеризират с голямо количество хумус (> 10%) и са най-плодородният почвен тип;

- кестенови почвихарактеризиращ се с ниско съдържание на хумус (< 4%), формируются в засушливых и экстраконтинентальных условиях сухих степей, широко используются в земледелии, так как обладают плодородием и содержат достаточное количество элементов питания;

- сиво-кафяви почвиИ сероземитипични за плоските вътрешни пустини на умерения пояс, субтропичните пустини на умерения пояс, субтропичните пустини на Азия и Северна Америка, се развиват в сух континентален климат и се характеризират с висока соленост и ниско съдържание на хумус (до 1,0 - 1,5%), ниска плодовитост и годни за земеделие само при условия на напояване;

- червени почвиИ желтоземиобразуван в субтропичен климат под влажни субтропични гори, разпространени в Югоизточна Азия, по крайбрежието на Черно и Каспийско море, този тип почва в селскостопанска употреба изисква прилагане на минерални торове и защита на почвата от ерозия;

- хидроморфни почвисе образуват под въздействието на атмосферната влага на повърхностните и подземните води, разпространени са в горските, степните и пустинните зони. Те включват блатисти и засолени почви.

Основните химични и физични свойства, които характеризират почвеното плодородие са:

Показатели за физичните свойства на почвата - плътност, агрегиране, полска влагоемкост, водопропускливост, аерация;

Морфологичната структура на почвения профил е дебелината на орния хоризонт и хумусния профил като цяло;

Физико-химични свойства на почвите - реакция на почвата, абсорбционна способност, състав на обменните катиони, степен на наситеност с основи, ниво на токсични вещества - подвижни форми на алуминий и манган, показатели за солевия режим. Химическото замърсяване на почвите води до деградация на почвената и растителна покривка и намаляване на почвеното плодородие.

почвен разтворе разтвор на химикали във вода, който е в равновесие с твърдата и газообразната фаза на почвата и запълва поровото й пространство. Може да се разглежда като хомогенна течна фаза с променлив състав. Съставът на почвения разтвор зависи от взаимодействието му с твърди фази в резултат на процесите на утаяване-разтваряне, сорбция-десорбция, йонообмен, комплексообразуване, разтваряне на почвени въздушни газове, разлагане на животински и растителни остатъци.

Количествените характеристики на състава и свойствата на почвения разтвор са йонна сила, минерализация, електропроводимост, редокс потенциал, титруваща се киселинност (алкалност), активност и концентрация на йони и рН. Химичните елементи могат да присъстват в почвения разтвор под формата на свободни йони, аквакомплекси, хидроксокомплекси, комплекси с органични и неорганични лиганди, под формата на йонни двойки и други асоциати. Почвените разтвори на различни видове почви имат карбонатен, бикарбонатен, сулфатен или хлориден анионен състав с преобладаване на катиони Ca, Mg, K, Na. В зависимост от степента на минерализация, която се установява като сума от сухи соли след изпаряване на почвения разтвор (в mg/l), почвите се класифицират на пресни, солени и засолени (табл. 9.2).

Таблица 9.2. Класификация на естествените води (почвени разтвори) в зависимост от тяхната минерализация

Според O.A. Алекин		Съгласно GOST STTSV 5184-85 „Качество на водата. Термини и определения"
Минерализация, %	Воден клас	Минерализация, %	Воден клас
	соличен		соличен

Важна характеристика на почвения разтвор е действителната киселинност, която се характеризира с два показателя: активността на Н + йони (степен на киселинност) и съдържанието на киселинни компоненти (количество киселинност). Стойността на рН на почвения разтвор се влияе от свободните органични киселини: винена, мравчена, маслена, канелена, оцетна, фулвова киселини и др. От минералните киселини голямо значение има въглеродната киселина, чието количество се влияе от разтварянето на CO 2 в почвения разтвор.

Само поради CO 2 рН на разтвора може да се намали до 4 - 5,6. Според нивото на действителната киселинност почвите се класифицират на:

силно киселинно рН=3-4; слабо алкално рН=7-8;

кисело рН=4-5; алкално рН=8-9;

слабо кисело рН=5-6; силно алкално pH=9-11.

неутрално рН=7;

Излишната киселинност е токсична за много растения. Намаляването на pH на почвения разтвор води до увеличаване на подвижността на алуминиеви, манганови, железни, медни и цинкови йони, което води до намаляване на ензимната активност и влошаване на свойствата на растителната протоплазма и води до увреждане на растението. кореновата система.

Йонообменните свойства на почвата са свързани с процеса на еквивалентен обмен на катиони и аниони в почвения абсорбиращ комплекс на разтвора, взаимодействащ с твърдите фази на почвата. Основната част от обменните аниони се намират в почви на повърхността на железни и алуминиеви хидроксиди, които имат положителен заряд при киселинни условия. Анионите Cl - , NO 3 - , SeO 4 - , MoO 4 2- , HMoO 4 - могат да присъстват в обменна форма в почвата. Обменяеми фосфатни, арсенатни и сулфатни йони могат да се съдържат в почвата в малки количества, тъй като тези аниони се абсорбират силно от някои компоненти на твърдите фази на почвата и не се изместват в разтвор, когато са изложени на други аниони. Усвояването на аниони от почвите при неблагоприятни условия може да доведе до натрупване на редица токсични вещества. Обменните катиони са в обменните позиции на глинести минерали и органична материя, като съставът им зависи от вида на почвата. В тундрата, подзолистите, кафявите горски почви, красноземите и желтоземите тези катиони са доминирани от йони Al 3+, Al(OH) 2+, Al(OH) 2 + и H +. При черноземите, кестеновите почви и сивоземите метаболитните процеси са представени основно от йони на Ca 2+ и Mg 2+, а в засолените почви - и от Na + йони. Във всички почви сред обменните катиони винаги има малко количество К + йони. Някои тежки метали (Zn 2+, Pb 2+, Cd 2+ и др.) могат да присъстват в почвите като обменни катиони.

За подобряване на почвата за земеделско производство се провежда система от мерки, наречена мелиорация. Мелиорацията включва: отводняване, напояване, обработка на пустоши, изоставени земи и блата. В резултат на мелиорацията са загубени особено много влажни зони, което допринесе за процеса на изчезване на видовете. Извършването на дейности по радикална рекултивация често води до сблъсък на интереси между селското стопанство и опазването на природата. Решението за извършване на рекултивация трябва да се вземе само след съставяне на изчерпателна екологична обосновка и сравняване на краткосрочните ползи с дългосрочните икономически разходи и щетите за околната среда. Мелиорацията е съпроводена с т. нар. вторично засоляване на почвата, което се получава в резултат на изкуствени промени във водно-солевия режим, най-често при неправилно напояване, по-рядко при неумерено паша в ливади, при неправилен контрол на наводненията, неправилно отводняване на територията и др. Засоляването е натрупване на лесно разтворими соли в почвата. При естествени условия възниква поради утаяване на соли от солени подземни води или във връзка с еолово снабдяване със соли от моретата, океаните и от районите, където са широко разпространени солените езера. В поливните площи значителен източник на соли могат да бъдат поливната вода и утаяването на соли в почвения стълб от минерализирани подпочвени води, чието ниво често се повишава по време на напояване. При недостатъчен дренаж вторичното засоляване може да има катастрофални последици, тъй като огромни площи стават негодни за земеделие поради голямото натрупване на соли в почвите, придружено от замърсяване на почвата с тежки метали, пестициди, хербициди, нитрати и борни съединения.

Пестицидите са химикали, използвани за унищожаване на определени вредни организми. В зависимост от посоката на използване те се разделят на няколко групи.

1. Хербициди (диурон, симазин, атразин, моноурон и др.), използвани за борба с плевелите.

2. Алгициди (меден сулфат и неговите комплекси с алканоамини, акролеин и неговите производни) - за борба с водораслите и друга водна растителност.

3. Арборициди (каяфенон, кусагард, фанерон, ТАН, трисбен, лонтрел и др.) – за унищожаване на нежелана дървесна и храстова растителност.

4. Фунгициди (цинеб, каптан, фталан, додин, хлорталонил, беномил, карбоксин) – за борба с гъбични болести по растенията.

5. Бактерициди (медни соли, стрептомицин, бронопол, 2-трихлорометил-6-хлорпиридин и др.) - за борба с бактериите и бактериалните заболявания.

6. Инсектициди (ДДТ, линдан, дилрин, алдрин, хлорофос, дифос, карбофос и др.) - за борба с вредните насекоми.

7. Акарициди (бромопропилат, дикофол, динобутон, ДНОК, тетрадифон) - за борба с кърлежите.

8. Зооциди (родентициди, ратициди, авициди, ихтиоциди) - за борба с вредните гръбначни животни - гризачи (мишки и плъхове), птици и плевелни риби.

9. Лимациди (металдехид, метиокарб, трифенморф, никлозамид) – за борба с черупчести.

10. Нематоциди (DD, DDB, trapex, carbation, thiazon) – за борба с кръгли червеи.

11. Афициди – за борба с листните въшки.

Пестицидите включват също химически средства за стимулиране и инхибиране на растежа на растенията, препарати за премахване на листа (дефолианти) и сушене на растения (десиканти).

Всъщност пестицидите (активни съставки) са естествени или най-често синтетични вещества, които се използват не в чист вид, а под формата на различни комбинации с разредители и повърхностноактивни вещества. Известни са няколко хиляди активни вещества, постоянно се използват около 500. Обхватът им непрекъснато се актуализира, което е свързано с необходимостта от създаване на пестициди, които са по-ефективни и безопасни за хората и околната среда, както и развитието на резистентност при насекомите, акари, гъбички и бактерии при продължителна употреба на същите или пестициди.

Основните характеристики на пестицидите са активност по отношение на целевите организми, селективност на действие, безопасност за хората и околната среда. Активността на пестицидите зависи от способността им да проникват в тялото, да се придвижват в него до мястото на действие и да потискат жизнените процеси. Селективността зависи от различията в биохимичните процеси, ензимите и субстратите в организмите от различни видове, както и от използваните дози. Екологичната безопасност на пестицидите е свързана с тяхната селективност и способност да останат в околната среда за известно време, без да губят биологичната си активност. Много пестициди са токсични за хората и топлокръвните животни.

Химическите съединения, използвани като пестициди, принадлежат към следните класове: органофосфорни съединения, хлорирани въглеводороди, карбамати, хлорфенолни киселини, производни на урея, амиди на карбоксилни киселини, нитро- и халофеноли, динитроанилини, нитродифенилови етери и алифалифалова киселина, алифалокарбоксилова киселина хетероциклични киселини, производни на аминокиселини, кетони, пет- и шестчленни хетероциклични съединения, триазини и др.

Използването на пестициди в селското стопанство спомага за повишаване на неговата производителност и намаляване на загубите, но е свързано с възможността за остатъчно навлизане на пестициди в храни и опасности за околната среда. Например натрупването на пестициди в почвата, навлизането им в подземните и повърхностни води, нарушаването на естествените биоценози, вредното въздействие върху човешкото здраве и фауната.

Най-опасни са устойчивите пестициди и техните метаболити, които могат да се натрупват и задържат в естествената среда до няколко десетилетия. При определени условия от метаболити на пестициди се образуват метаболити от втори ред, чиято роля, значение и въздействие върху околната среда в много случаи остават неизвестни. Последиците от прекомерната употреба на пестициди могат да бъдат най-неочаквани и най-важното - биологично непредсказуеми. Поради това се установява строг контрол върху асортимента и техниката на използване на пестициди.

Пестицидите засягат различни компоненти на природните системи: намаляват биологичната продуктивност на фитоценозите, видовото разнообразие на животинския свят, намаляват броя на полезните насекоми и птици и в крайна сметка представляват опасност за хората. Смята се, че 98% от инсектицидите и фунгицидите, 60 - 95% от хербицидите не достигат до обектите на потискане, а навлизат във въздуха и водата. Зооцидите създават безжизнена среда в почвата.

Пестицидите, съдържащи хлор (ДДТ, хексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), се отличават не само с висока токсичност, но и с изключителна биологична активност и способност да се натрупват в различни части на хранителната верига (Таблица 9.3). Дори и в незначителни количества, пестицидите потискат имунната система на организма, като по този начин повишават неговата чувствителност към инфекциозни заболявания. В по-високи концентрации тези вещества имат мутагенен и канцерогенен ефект върху човешкия организъм. Ето защо през последните години най-голямо приложение намират пестицидите с ниски разходни норми (5-50 g/ha), а безопасните синтетични феромони и други биологични методи за защита са широко разпространени.

Таблица 9.3. Биологично подобряване на DDT (според P. Revell, Ch. Revell, 1995)

Световното производство на пестициди е около 5 милиона тона. Увеличаването на употребата на пестициди се дължи на факта, че по-безопасните за околната среда алтернативни методи за растителна защита не са добре развити, особено в областта на борбата с плевелите. Всичко това определя особената актуалност на подробното и всеобхватно изследване и прогнозиране на всички видове промени, които настъпват в биосферата под въздействието на тези вещества. Необходимо е да се разработят ефективни мерки за предотвратяване на нежеланите последици от интензивната химизация или за управление на функционирането на екосистемите в условия на замърсяване.

За да се увеличи добива на култивирани растения, в почвата се внасят неорганични и органични вещества, наречени торове. В естествената биоценоза доминира естествената циркулация на веществата: минералните вещества, взети от растенията от почвата, след смъртта на растенията се връщат отново в нея. Ако в резултат на отчуждаването на реколтата за собствена консумация или за продажба се наруши системата, се налага използването на торове.

Торовете се делят на минерални, извлечени от червата или промишлено получени химически съединения, съдържащи основните хранителни вещества (азот, фосфор, калий) и микроелементи, важни за живота (мед, бор, манган и др.), както и органични компоненти ( хумус, оборски тор, торф, птичи изпражнения, компост и др.), които допринасят за развитието на полезна почвена микрофлора и повишават нейното плодородие.

Торовете обаче често се прилагат в количества, които не са балансирани с потреблението от земеделските растения, така че те се превръщат в мощни източници на замърсяване на почви, селскостопански продукти, подпочвени води, както и естествени резервоари, реки и атмосфера. Използването на излишък от минерални торове може да доведе до следните негативни последици:

Промени в свойствата на почвата при продължително торене;

Внасянето на големи количества азотни торове води до замърсяване на почвите, селскостопанските продукти и пресните води с нитрати, а атмосферата с азотни оксиди. Всичко по-горе се отнася и за фосфатните торове;

Минералните торове служат като източник на замърсяване на почвата с тежки метали. Фосфатните торове са най-замърсени с тежки метали. Освен това, фосфатните торове са източник на замърсяване от други токсични елементи – флуор, арсен, естествени радионуклиди (уран, торий, радий). Значително количество тежки метали навлиза в почвата с органични торове (торф, оборски тор), поради високи дози (в сравнение с минералните) на приложение.

Прекомерното наторяване води до високи нива на нитрати в питейната вода и някои култури (кореноплодни и листни зеленчуци). Сами по себе си нитратите са относително нетоксични. Въпреки това, бактериите, живеещи в човешкото тяло, могат да ги превърнат в много по-токсични нитрити. Последните са в състояние да реагират в стомаха с амини (например от сирене), образувайки силно канцерогенни нитрозамини. Втората опасност от високи дози нитрити е свързана с развитието на цианоза (детска метхемоглобинемия или цианоза) при кърмачета и малки деца. Максимално допустимото количество (МДК) нитрати за хората, според препоръката на VAO, не трябва да надвишава 500 mg N - NO 3 - на ден. Световната здравна организация (СЗО) позволява съдържанието на нитрати в продуктите до 300 mg на 1 kg суровина.

Следователно прекомерното участие на азотни съединения в биосферата е много опасно. За намаляване на негативните последици е препоръчително да се използва съвместно прилагане на органични и минерални торове (с намаляване на нормата на минерални торове и увеличаване на дела на органичните торове). Необходимо е да се забрани прилагането на торове върху снега, от самолетите и изхвърлянето на животински отпадъци в околната среда. Препоръчително е да се разработят форми на азотни торове с ниска скорост на разтваряне.

За да се предотврати замърсяването на почвите и ландшафта от различни елементи в резултат на торене, трябва да се използва комплекс от агротехнически, агролесовъдни и хидротехнически методи в комбинация с интензификация на естествените механизми за почистване. Тези методи включват полезащитна земеделска техника, минимална обработка на почвата, подобряване на гамата от химикали, ниско и микрообемно внасяне на торове заедно със семена, оптимизиране на сроковете и дозите на приложение. В допълнение, това ще бъде улеснено от създаването на агролесовъдни системи и организирането на система за химически контрол върху състава на минералните торове, съдържанието на тежки метали и токсични съединения.



Характерна особеност на еволюцията на Земята е диференцирането на материята, чийто израз е структурата на черупката на нашата планета. Литосферата, хидросферата, атмосферата, биосферата образуват основните обвивки на Земята, различаващи се по химичен състав, мощност и състояние на материята.

Вътрешната структура на Земята

Химичният състав на Земята(фиг. 1) е подобен на състава на други земни планети, като Венера или Марс.

Като цяло преобладават елементи като желязо, кислород, силиций, магнезий и никел. Съдържанието на светлинни елементи е ниско. Средната плътност на земната материя е 5,5 g/cm 3 .

Има много малко надеждни данни за вътрешната структура на Земята. Помислете за фиг. 2. Изобразява вътрешната структура на Земята. Земята се състои от земна кора, мантия и ядро.

Ориз. 1. Химичният състав на Земята

Ориз. 2. Вътрешното устройство на Земята

Ядро

Ядро(фиг. 3) се намира в центъра на Земята, радиусът му е около 3,5 хиляди км. Температурата на ядрото достига 10 000 K, тоест по-висока е от температурата на външните слоеве на Слънцето, а плътността му е 13 g / cm 3 (сравнете: вода - 1 g / cm 3). Предполага се, че сърцевината се състои от сплави на желязо и никел.

Външното ядро ​​на Земята има по-голяма мощност от вътрешното ядро ​​(радиус 2200 km) и е в течно (разтопено) състояние. Вътрешното ядро ​​е под огромен натиск. Веществата, които го съставят, са в твърдо състояние.

Мантия

Мантия- геосферата на Земята, която заобикаля ядрото и съставлява 83% от обема на нашата планета (виж фиг. 3). Долната му граница се намира на дълбочина 2900 км. Мантията е разделена на по-малко плътна и пластична горна част (800-900 km), от която магма(в превод от гръцки означава „гъст мехлем“; това е разтопеното вещество от земните недра – смес от химични съединения и елементи, включително газове, в специално полутечно състояние); и кристална долна, с дебелина около 2000 км.

Ориз. 3. Структура на Земята: ядро, мантия и земна кора

земната кора

Земната кора -външната обвивка на литосферата (виж фиг. 3). Плътността му е приблизително два пъти по-малка от средната плътност на Земята - 3 g/cm 3 .

Разделя земната кора от мантията граница на Мохоровичич(често се нарича граница на Мохо), характеризираща се с рязко увеличаване на скоростите на сеизмичните вълни. Инсталиран е през 1909 г. от хърватски учен Андрей Мохорович (1857- 1936).

Тъй като процесите, протичащи в най-горната част на мантията, влияят на движението на материята в земната кора, те се обединяват под общото име литосфера(каменна черупка). Дебелината на литосферата варира от 50 до 200 km.

Под литосферата е астеносферата- по-малко твърда и по-малко вискозна, но по-пластмасова обвивка с температура 1200 °C. Може да премине границата на Мохо, прониквайки в земната кора. Астеносферата е източникът на вулканизма. Той съдържа джобове от разтопена магма, която се въвежда в земната кора или се излива върху земната повърхност.

Съставът и структурата на земната кора

В сравнение с мантията и ядрото, земната кора е много тънък, твърд и крехък слой. Състои се от по-леко вещество, което в момента съдържа около 90 естествени химични елемента. Тези елементи не са еднакво представени в земната кора. Седем елемента – кислород, алуминий, желязо, калций, натрий, калий и магнезий – представляват 98% от масата на земната кора (виж фигура 5).

Своеобразни комбинации от химични елементи образуват различни скали и минерали. Най-старите от тях са на поне 4,5 милиарда години.

Ориз. 4. Структурата на земната кора

Ориз. 5. Съставът на земната кора

Минерале относително хомогенно по състав и свойства естествено тяло, образувано както в дълбините, така и на повърхността на литосферата. Примери за минерали са диамант, кварц, гипс, талк и др. (Описание на физичните свойства на различните минерали ще намерите в Приложение 2.) Съставът на минералите на Земята е показан на фиг. 6.

Ориз. 6. Общ минерален състав на Земята

Скалиса изградени от минерали. Те могат да бъдат съставени от един или повече минерали.

Седиментни скали -глина, варовик, тебешир, пясъчник и др. - образуват се от утаяването на вещества във водната среда и на сушата. Те лежат на слоеве. Геолозите ги наричат ​​страници от историята на Земята, защото могат да научат за природните условия, съществували на нашата планета в древни времена.

Сред седиментните скали се разграничават органогенни и неорганични (детритни и хемогенни).

Органогененскалите се образуват в резултат на натрупването на останки от животни и растения.

Класични скалисе образуват в резултат на изветряне, образуване на продукти на разрушаване на предварително образувани скали с помощта на вода, лед или вятър (Таблица 1).

Таблица 1. Кластични скали в зависимост от размера на фрагментите

Име на породата	Размер на лошия кон (частици)
	Над 50 см
	5 мм - 1 см
	1 мм - 5 мм
Пясък и пясъчници	0,005 мм - 1 мм
	По-малко от 0,005 мм

Хемогененскалите се образуват в резултат на утаяване от водите на моретата и езерата на разтворени в тях вещества.

В дебелината на земната кора се образува магма магматични скали(фиг. 7), като гранит и базалт.

Седиментните и магматични скали, когато се потапят на голяма дълбочина под въздействието на налягане и високи температури, претърпяват значителни промени, превръщайки се в метаморфни скали.Така, например, варовик се превръща в мрамор, кварцов пясъчник в кварцит.

В структурата на земната кора се разграничават три слоя: седиментен, "гранит", "базалт".

Седиментен слой(виж фиг. 8) се образува главно от седиментни скали. Тук преобладават глини и шисти, широко са застъпени пясъчни, карбонатни и вулканични скали. В седиментния слой има отлагания на такива минерал,като въглища, газ, петрол. Всички те са от органичен произход. Например въглищата са продукт на трансформацията на растенията от древни времена. Дебелината на седиментния слой варира в широки граници - от пълно отсъствие в някои райони на сушата до 20-25 km в дълбоки депресии.

Ориз. 7. Класификация на скалите по произход

Слой "гранит".Състои се от метаморфни и магмени скали, подобни по своите свойства на гранит. Най-разпространени тук са гнайсите, гранитите, кристалните шисти и др. Гранитният слой не се среща навсякъде, но на континентите, където е добре изразен, максималната му дебелина може да достигне няколко десетки километра.

"Базалтов" слойобразуван от скали, близки до базалти. Това са метаморфозирани магмени скали, по-плътни от скалите на "гранитния" пласт.

Дебелината и вертикалната структура на земната кора са различни. Има няколко вида на земната кора (фиг. 8). Според най-простата класификация се разграничават океанска и континентална кора.

Континенталната и океанската кора са различни по дебелина. Така максималната дебелина на земната кора се наблюдава под планинските системи. Намира се на около 70 км. Под равнините дебелината на земната кора е 30-40 км, а под океаните е най-тънката - само 5-10 км.

Ориз. 8. Видове земна кора: 1 - вода; 2 - седиментарен слой; 3 - наслояване на седиментни скали и базалти; 4, базалти и кристални ултраосновни скали; 5, гранитно-метаморфен пласт; 6 - гранулитно-мафичен слой; 7 - нормална мантия; 8 - декомпресирана мантия

Разликата между континенталната и океанската кора по отношение на скалния състав се проявява в отсъствието на гранитен слой в океанската кора. Да, и базалтовият слой на океанската кора е много особен. По скален състав се различава от аналогичния слой на континенталната кора.

Границата на сушата и океана (нулева марка) не фиксира прехода на континенталната кора в океанската. Замяната на континенталната кора с океанска се случва в океана приблизително на дълбочина 2450 m.

Ориз. 9. Структурата на континенталната и океанската кора

Съществуват и преходни типове на земната кора – субокеански и субконтинентален.

Субокеанска кораразположени по континенталните склонове и подножието, могат да бъдат намерени в крайбрежните и Средиземно море. Това е континентална кора с дебелина до 15-20 km.

субконтинентална кораразположени например на вулканични островни дъги.

На базата на материали сеизмично сондиране -скорост на сеизмичната вълна - получаваме данни за дълбоката структура на земната кора. Така супер дълбокият кладенец Кола, който за първи път даде възможност да се видят скални проби от дълбочина над 12 км, донесе много неочаквани неща. Предполагаше се, че на дълбочина от 7 km трябва да започне „базалтов“ слой. В действителност обаче той не е открит, а сред скалите преобладават гнайсите.

Промяна в температурата на земната кора с дълбочината.Повърхностният слой на земната кора има температура, определена от слънчевата топлина. Това хелиометричен слой(от гръцки Helio - Слънцето), изпитват сезонни температурни колебания. Средната му дебелина е около 30 m.

По-долу има още по-тънък слой, чиято характерна особеност е постоянна температура, съответстваща на средната годишна температура на мястото за наблюдение. Дълбочината на този слой се увеличава в континенталния климат.

Още по-дълбоко в земната кора се разграничава геотермален слой, чиято температура се определя от вътрешната топлина на Земята и се увеличава с дълбочината.

Повишаването на температурата се дължи главно на разпадането на радиоактивните елементи, които изграждат скалите, предимно радий и уран.

Големината на повишаването на температурата на скалите с дълбочина се нарича геотермален градиент.Тя варира в доста широк диапазон - от 0,1 до 0,01 ° C / m - и зависи от състава на скалите, условията на тяхното възникване и редица други фактори. Под океаните температурата се повишава по-бързо с дълбочината, отколкото на континентите. Средно на всеки 100 m дълбочина става по-топло с 3 °C.

Реципрочната стойност на геотермалния градиент се нарича геотермална стъпка.Измерва се в m/°C.

Топлината на земната кора е важен източник на енергия.

Частта от земната кора, простираща се до дълбините, достъпни за форми за геоложко изследване земни недра.Недрата на Земята изискват специална защита и разумна употреба.

Земната кора е от голямо значение за нашия живот, за изследването на нашата планета.

Тази концепция е тясно свързана с други, които характеризират процесите, протичащи вътре и на повърхността на Земята.

Какво представлява земната кора и къде се намира

Земята има цялостна и непрекъсната обвивка, която включва: земната кора, тропосферата и стратосферата, които са долната част на атмосферата, хидросферата, биосферата и антропосферата.

Те си взаимодействат тясно, прониквайки един в друг и постоянно обменяйки енергия и материя. Прието е да наричаме земната кора външната част на литосферата - твърдата обвивка на планетата. По-голямата част от външната му страна е покрита от хидросферата. Останалата част, по-малка част, се влияе от атмосферата.

Под земната кора има по-плътна и по-огнеупорна мантия. Те са разделени от условна граница, кръстена на хърватския учен Мохорович. Неговата характеристика е рязкото увеличаване на скоростта на сеизмичните вибрации.

Използват се различни научни методи, за да се получи представа за земната кора. Получаването на конкретна информация обаче е възможно само чрез пробиване на по-голяма дълбочина.

Една от целите на такова изследване е да се установи естеството на границата между горната и долната континентална кора. Обсъдени бяха възможностите за проникване в горната мантия с помощта на самонагряващи се капсули от огнеупорни метали.

Структурата на земната кора

Под континентите се разграничават неговите седиментни, гранитни и базалтови слоеве, чиято дебелина в съвкупността е до 80 km. Скалите, наречени седиментни скали, са се образували в резултат на отлагането на вещества на сушата и във водата. Те са предимно на слоеве.

• глина
• шисти
• пясъчници
• карбонатни скали
• скали от вулканичен произход
• въглища и други скали.

Седиментният слой помага да се научи повече за природните условия на земята, които са били на планетата от незапомнени времена. Такъв слой може да има различна дебелина. На някои места може да го няма изобщо, на други, главно в големи вдлъбнатини, да е 20-25 км.

Температурата на земната кора

Важен източник на енергия за жителите на Земята е топлината на нейната кора. Температурата се повишава, когато навлизате по-дълбоко в нея. Най-близкият до повърхността 30-метров слой, наречен хелиометричен слой, е свързан с топлината на слънцето и се колебае в зависимост от сезона.

В следващия, по-тънък слой, който се увеличава при континентален климат, температурата е постоянна и съответства на показателите на определено място за измерване. В геотермалния слой на земната кора температурата е свързана с вътрешната топлина на планетата и се увеличава, когато навлизате по-дълбоко в нея. Тя е различна на различните места и зависи от състава на елементите, дълбочината и условията на тяхното разположение.

Смята се, че температурата се повишава средно с три градуса, когато се задълбочава на всеки 100 метра. За разлика от континенталната част, температурата под океаните се повишава по-бързо. След литосферата има пластмасова високотемпературна обвивка, чиято температура е 1200 градуса. Нарича се астеносфера. Има места с разтопена магма.

Прониквайки в земната кора, астеносферата може да излее разтопена магма, причинявайки вулканични явления.

Характеристики на земната кора

Земната кора има маса по-малко от половин процент от общата маса на планетата. Това е външната обвивка на каменния слой, в която се извършва движението на материята. Този слой, който има плътност наполовина от тази на Земята. Дебелината му варира в рамките на 50-200 км.

Уникалността на земната кора е, че тя може да бъде от континентален и океански тип. Континенталната кора има три слоя, горният от които е образуван от седиментни скали. Океанската кора е сравнително млада и дебелината й варира слабо. Образува се благодарение на веществата на мантията от океанските хребети.

характерна снимка на земната кора

Дебелината на земната кора под океаните е 5-10 км. Неговата особеност е в постоянни хоризонтални и осцилаторни движения. По-голямата част от кората е базалт.

Външната част на земната кора е твърдата обвивка на планетата. Неговата структура се отличава с наличието на мобилни зони и относително стабилни платформи. Литосферните плочи се движат една спрямо друга. Движението на тези плочи може да причини земетресения и други катаклизми. Закономерностите на такива движения се изучават от тектоничната наука.

Функции на земната кора

Основните функции на земната кора са:

• ресурс;
• геофизични;
• геохимичен.

Първият от тях показва наличието на ресурсния потенциал на Земята. Това е преди всичко набор от минерални запаси, разположени в литосферата. Освен това ресурсната функция включва редица фактори на околната среда, които осигуряват живота на хората и други биологични обекти. Една от тях е тенденцията към образуване на дефицит на твърда повърхност.

не можеш да направиш това. запазете нашата снимка на Земята

Топлинните, шумовите и радиационните ефекти реализират геофизичната функция. Например има проблем с естествения радиационен фон, който по принцип е безопасен на земната повърхност. В страни като Бразилия и Индия обаче тя може да бъде стотици пъти по-висока от допустимата. Смята се, че източникът му е радон и продуктите от разпада, както и някои видове човешка дейност.

Геохимичната функция е свързана с проблеми на химическото замърсяване, вредно за хората и други представители на животинския свят. В литосферата навлизат различни вещества с токсични, канцерогенни и мутагенни свойства.

Те са в безопасност, когато са в недрата на планетата. Цинк, олово, живак, кадмий и други тежки метали, извлечени от тях, могат да бъдат много опасни. В преработено твърдо, течно и газообразно състояние те навлизат в околната среда.

От какво е изградена земната кора?

В сравнение с мантията и ядрото, земната кора е крехка, здрава и тънка. Състои се от относително леко вещество, което включва около 90 естествени елемента в състава си. Срещат се на различни места в литосферата и с различна степен на концентрация.

Основните са: кислород силиций алуминий, желязо, калий, калций, натрий магнезий. 98 процента от земната кора е изградена от тях. Включително около половината е кислород, повече от една четвърт - силиций. Поради техните комбинации се образуват минерали като диамант, гипс, кварц и др. Няколко минерала могат да образуват скала.

• Свръхдълбок кладенец на полуостров Кола даде възможност да се запознаят с минерални проби от дълбочина 12 км, където са открити скали, подобни на гранити и шисти.
• Най-голямата дебелина на земната кора (около 70 km) е разкрита под планинските системи. Под равнините е 30-40 км, а под океаните - само 5-10 км.
• Значителна част от земната кора образува древен горен слой с ниска плътност, състоящ се главно от гранити и шисти.
• Структурата на земната кора наподобява кората на много планети, включително тези на Луната и техните спътници.