Den genomsnittliga densiteten av jordens materia är. Jordens täthet. Studie av planeten. Litosfärens huvudsakliga egenskaper

Inledning………………………………………………………………………………………..2

1. Jordens struktur ………………………………………………………………………….3

2. Jordskorpans sammansättning…………………………………………………………………………...5

3.1. Jordens tillstånd …………………………………………………………………………7

3.2 Jordskorpans tillstånd………………………………………………………………...8

Lista över använd litteratur……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….

Introduktion

Jordskorpan är det yttre fasta skalet på jorden (geosfären). Under skorpan finns manteln, som skiljer sig i sammansättning och fysikaliska egenskaper - den är tätare, innehåller huvudsakligen eldfasta element. Skorpan och manteln är åtskilda av Mohorovichic-gränsen, eller Moho för kort, på vilken det finns en kraftig ökning av seismiska våghastigheter. Från utsidan är det mesta av jordskorpan täckt av hydrosfären, och den mindre delen är under påverkan av atmosfären.

Det finns en skorpa på de flesta av jordplaneterna, månen och många satelliter på jätteplaneterna. I de flesta fall består den av basalter. Jorden är unik genom att den har två typer av skorpa: kontinental och oceanisk.

1. Jordens struktur

Större delen av jordens yta (upp till 71%) är ockuperad av haven. Världshavets genomsnittliga djup är 3900 m. Förekomsten av sedimentära bergarter, vars ålder överstiger 3,5 miljarder år, är ett bevis på att det finns stora reservoarer på jorden redan vid den avlägsna tiden. På moderna kontinenter är slätter vanligare, mestadels lågt belägna, och berg - särskilt höga - upptar en obetydlig del av planetens yta, liksom djuphavssänkor på botten av haven. Jordens form, som är känd för att vara nära sfärisk, visar sig vara mycket komplex med mer detaljerade mätningar, även om vi beskriver den som en platt yta av havet (inte förvrängd av tidvatten, vindar, strömmar) och villkorlig fortsättning av denna yta under kontinenterna. Oregelbundenheter upprätthålls av den ojämna fördelningen av massa i jordens tarmar.

En av jordens egenskaper är dess magnetfält, tack vare vilket vi kan använda kompassen. Jordens magnetiska pol, till vilken den norra änden av kompassnålen attraheras, sammanfaller inte med den geografiska nordpolen. Under inverkan av solvinden förvrängs jordens magnetfält och får en "svans" i riktning från solen, som sträcker sig över hundratusentals kilometer.

Jordens inre struktur bedöms i första hand av särdragen i passagen genom jordens olika lager av mekaniska vibrationer som uppstår under jordbävningar eller explosioner. Värdefull information tillhandahålls också genom mätningar av storleken på värmeflödet som kommer från djupet, resultaten av bestämningar av den totala massan, tröghetsmomentet och polär kompression på vår planet. Jordens massa hittas från experimentella mätningar av den fysiska gravitationskonstanten och gravitationsaccelerationen. För jordens massa erhölls ett värde på 5,967 1024 kg. På grundval av ett helt komplex av vetenskaplig forskning byggdes en modell av jordens inre struktur.

Jordens fasta skal är litosfären. Det kan jämföras med ett skal som täcker hela jordens yta. Men detta ”skal” har liksom spruckit i bitar och består av flera stora litosfäriska plattor som sakta rör sig den ena i förhållande till den andra. De allra flesta jordbävningar är koncentrerade längs deras gränser. Litosfärens övre skikt är jordskorpan, vars mineraler består huvudsakligen av kisel- och aluminiumoxider, järnoxider och alkalimetaller. Jordskorpan har en ojämn tjocklek: 35-65 km på kontinenterna och 6-8 km under havsbotten. Det övre lagret av jordskorpan består av sedimentära bergarter, det nedre lagret av basalter. Mellan dem finns ett lager av granit, som endast är karakteristiskt för den kontinentala skorpan. Under skorpan finns den så kallade manteln, som har en annan kemisk sammansättning och större densitet. Gränsen mellan skorpan och manteln kallas Mohorovich-ytan. I den ökar utbredningshastigheten för seismiska vågor abrupt. På ett djup av 120-250 km under kontinenterna och 60-400 km under haven ligger ett mantellager som kallas astenosfären. Här är ämnet i ett tillstånd nära att smälta, dess viskositet reduceras kraftigt. Alla litosfäriska plattor verkar flyta i den halvflytande astenosfären, som isflak i vatten. Tjockare delar av jordskorpan, liksom områden som består av mindre täta bergarter, reser sig i förhållande till andra delar av jordskorpan. Samtidigt leder en extra belastning på en sektion av skorpan, till exempel på grund av ackumuleringen av ett tjockt lager av kontinental is, som förekommer i Antarktis, till en gradvis sättning av sektionen. Detta fenomen kallas isostatisk utjämning. Under astenosfären, med start från ett djup av cirka 410 km, komprimeras "packningen" av atomer i mineralkristaller under påverkan av högt tryck. En skarp övergång upptäcktes med seismiska forskningsmetoder på ett djup av cirka 2920 km. Här börjar jordens kärna, eller mer exakt, den yttre kärnan, eftersom det i dess centrum finns en annan - den inre kärnan, vars radie är 1250 km. Den yttre kärnan är uppenbarligen i flytande tillstånd, eftersom tvärgående vågor som inte utbreder sig i en vätska inte passerar genom den. Förekomsten av en flytande yttre kärna är associerad med ursprunget till jordens magnetfält. Den inre kärnan verkar vara solid. Vid mantelns nedre gräns når trycket 130 GPa, temperaturen där är inte högre än 5000 K. I jordens centrum kan temperaturen stiga över 10 000 K.

2. Jordskorpans sammansättning

Jordskorpan består av flera lager, vars tjocklek och struktur är olika inom haven och kontinenterna. I detta avseende urskiljs oceaniska, kontinentala och mellanliggande typer av jordskorpan, som kommer att beskrivas senare.

Enligt kompositionen särskiljs vanligtvis tre lager i jordskorpan - sedimentär, granit och basalt.

Det sedimentära skiktet är sammansatt av sedimentära bergarter, som är produkten av förstörelsen och återavsättningen av materialet i de lägre skikten. Även om detta lager täcker hela jordens yta är det på vissa ställen så tunt att man praktiskt taget kan tala om dess diskontinuitet. Samtidigt når den ibland en kraft på flera kilometer.

Granitskiktet består huvudsakligen av magmatiska bergarter som bildats till följd av stelning av smält magma, bland vilka sorter rika på kiseldioxid (sura bergarter) dominerar. Detta lager, som når en tjocklek av 15-20 km på kontinenterna, är kraftigt reducerat under haven och kan till och med vara helt frånvarande.

Basaltskiktet är också sammansatt av magmatiskt material, men fattigare på kiseldioxid (grundbergarter) och har en hög specifik vikt. Detta skikt utvecklas vid basen av jordskorpan i alla delar av världen.

Den kontinentala typen av jordskorpan kännetecknas av närvaron av alla tre skikten och är mycket kraftfullare än den oceaniska.

Jordskorpan är huvudobjektet för studien av geologi. Jordskorpan består av mycket olika bergarter, bestående av inte mindre olika mineraler. När man studerar en bergart studeras först och främst dess kemiska och mineralogiska sammansättning. Detta är dock inte tillräckligt för en fullständig kunskap om berget. Samma kemiska och mineralogiska sammansättning kan ha bergarter av olika ursprung, och följaktligen olika förhållanden för förekomst och distribution.

Under bergets struktur förstå storleken, sammansättningen och formen av de ingående mineralpartiklarna och arten av deras samband med varandra. Olika typer av strukturer urskiljs beroende på om bergarten är sammansatt av kristaller eller ett amorft ämne, hur stor är kristallerna (hela kristaller eller deras fragment är en del av berget), vilken rundhet av fragmenten är, mineralkornen som bildar berget är helt obesläktade med varandra, eller så är de lödda med någon form av cementerande substans, direkt odlade ihop med varandra, grodda varandra osv.

Textur förstås som den relativa positionen för de komponenter som utgör berget, eller hur de fyller det utrymme som upptas av berget. Ett exempel på texturer kan vara: skiktat, när berget består av omväxlande lager av olika sammansättning och struktur, skiffer, när berget lätt bryts upp i tunna plattor, massivt, poröst, fast, bubbel, etc.

Formen av förekomst av stenar förstås som formen på de kroppar som bildas av dem i jordskorpan. För vissa bergarter är det skikt, d.v.s. relativt tunna kroppar avgränsade av parallella ytor; för andra - kärnor, stavar, etc.

Klassificeringen av bergarter baseras på deras tillkomst, d.v.s. ursprungssätt. Det finns tre stora grupper av bergarter: magmatiska, eller magmatiska, sedimentära och metamorfa.

Magmatiska bergarter bildas i processen för stelning av silikatsmältor som finns i tarmarna av jordskorpan under högt tryck. Dessa smältor kallas magma (från det grekiska ordet för "salva"). I vissa fall tränger magma in i tjockleken på de klippor som ligger ovanför och stelnar på ett större eller mindre djup, i andra stelnar det och rinner ut på jordens yta i form av lava.

Sedimentära bergarter bildas som ett resultat av förstörelsen av redan existerande stenar på jordens yta och den efterföljande avsättningen och ackumuleringen av produkterna från denna förstörelse.

Metamorfa bergarter är resultatet av metamorfos, d.v.s. omvandlingar av redan existerande magmatiska och sedimentära bergarter under påverkan av en kraftig temperaturökning, en ökning eller förändring av tryckets karaktär (förändring från allroundtryck till orienterad), såväl som under påverkan av andra faktorer.

3.1. Jordens tillstånd

Jordens tillstånd kännetecknas av temperatur, luftfuktighet, fysisk struktur och kemisk sammansättning. Mänsklig aktivitet och flora och faunas funktion kan förbättra och försämra indikatorerna för jordens tillstånd. De viktigaste processerna för påverkan på marken är: oåterkallelig tillbakadragande från jordbruksverksamhet; tillfälligt tillbakadragande; mekanisk påverkan; tillsats av kemiska och organiska element; engagemang i jordbruksaktiviteter i ytterligare territorier (dränering, bevattning, avskogning, återvinning); uppvärmningen; självförnyelse.

3.1. Jordskorpans tillstånd

Nyligen har ett mycket komplext distributionsmönster av tryck- och dragspänningsfält observerats, vilket avslöjades av den kinesiske geologen H.S. Liu (1978) och förknippas med samspelet mellan olika stora plattor av jordskorpan, vilket orsakar bildandet av skjuvfel, där kanterna på plattorna glider i förhållande till varandra. Enligt P.N. Kropotkin, de områden av jordskorpan som täcks av spänning överstiger inte 2% av den totala ytan, och resten av den är i ett tillstånd av kompression.

Den globala bilden av jordskorpans stresstillstånd, som avslöjats av ansträngningar från forskare från olika länder under de senaste decennierna, har gett mycket för att förstå litosfärens ton, eftersom S.I. Sherman och Yu.I. Dneprovsky (1989). Denna ton har en direkt inverkan på de nuvarande geologiska processerna, och i första hand på seismologiska, vilket gör det möjligt att ta upp frågan om långsiktiga jordbävningsförutsägelser.

Vad är orsaken till den nästan universella kompressionen som observeras i jordskorpan? En möjlig förklaring är att känna igen en kortvarig minskning av jordens radie, vilket ger uppkomsten av kompressionseffekten. För att bevisa en förändring i jordens radie behövs exakta data om variationer i gravitationen, fluktuationer i jordens rotationshastighet och Chandlers polvubbling. Tillfredsställande data om dessa frågor är för närvarande otillräckliga, och därför anses möjligheten till en minskning av jordens radie fortfarande vara en hypotes.

Det finns metoder för att identifiera inte bara moderna, utan även uråldriga spänningsfält, vilket gör det möjligt att förstå många geologiska mönster, till exempel placeringen av malmfyndigheter, nästan alltid förknippade med förlängningsområden (Fig. 4). Genom att känna till läget för sådana zoner under tidigare epoker är det möjligt att förutsäga sökandet efter malmmineral. Detsamma gäller seismicitet. Till exempel, amerikanska geologer M.D. Zobak och M.L. Zobak bevisade att de paleoseismiska zonerna inom den nordamerikanska plattan var mycket aktiva under historisk tid, även om de nu är i vila. En förändring i stressfältet kan orsaka en ny aktivering och förnyelse av jordbävningar.

Forskarnas ansträngningar är nu inriktade på att sammanställa speciella kartor som visar orienteringen av de huvudsakliga spänningsaxlarna på dem, dessutom är det viktigt att isolera komponenterna i olika ranger av stressfältet. Kraftfull teknogen mänsklig aktivitet: skapandet av enorma reservoarer, pumpning av kolossala volymer av gas, olja, vatten från jordens inre, utvecklingen av djupa stenbrott - allt detta bryter mot de naturliga stressfälten och den befintliga dynamiska balansen i jordskorpan, speciellt dess övre del. Därför är det nödvändigt att observera moderna stressfält, inklusive exakta instrumentella metoder.

Bibliografi

1. Alekseenko V.A. Ekologisk geokemi. – M.: Logos, 2000. – 627 sid.

2. Kropotkin P.N. Tektoniska spänningar i jordskorpan // Geotektonik. 1996. Nr 2. S. 3-5.

3. Jordskorpans spänningstillstånd: (Genom mätningar i bergmassor). M.: Nauka, 1973. 188 sid.

4. Zhukov M.M., Slavin V.I., Dunaeva N.N. Fundamentals of Geology.–M.: Gosgeoltekhizdat, 1961.

5. Leyall C. Geologins huvudprinciper eller de senaste förändringarna i jorden och dess invånare - Översatt från engelska, TT. II, 1986.

Jordskorpan är det hårda ytskiktet på vår planet. Det bildades för miljarder år sedan och ändrar ständigt sitt utseende under påverkan av yttre och inre krafter. En del av den är gömd under vatten, den andra delen bildar land. Jordskorpan består av olika kemikalier. Låt oss ta reda på vilka.

planetens yta

Hundratals miljoner år efter jordens bildande började dess yttre lager av kokande smälta stenar svalna och bildade jordskorpan. Ytan förändrades från år till år. Sprickor, berg, vulkaner dök upp på den. Vinden jämnade ut dem så att de efter ett tag dök upp igen, men på andra ställen.

På grund av det yttre och inre solida lagret av planeten är heterogen. Ur struktursynpunkt kan följande element i jordskorpan särskiljas:

• geosynclines eller vikta områden;
• plattformar;
• marginella fel och avböjningar.

Plattformar är stora, stillasittande områden. Deras övre skikt (upp till ett djup av 3-4 km) är täckt av sedimentära bergarter som förekommer i horisontella skikt. Den nedre nivån (grunden) är kraftigt skrynklig. Den består av metamorfa bergarter och kan innehålla magmatiska inneslutningar.

Geosynkliner är tektoniskt aktiva områden där bergsbyggnadsprocesser äger rum. De uppstår vid korsningen mellan havsbotten och den kontinentala plattformen, eller i botten av havsbotten mellan kontinenterna.

Om det bildas berg nära plattformsgränsen kan marginella förkastningar och dalar uppstå. De når upp till 17 kilometers djup och sträcker sig längs bergsformationen. Med tiden ansamlas här sedimentära bergarter och avlagringar av mineraler (olja, sten och kaliumsalter etc.) bildas.

Barksammansättning

Barkens massa är 2,8 1019 ton. Detta är bara 0,473% av hela planetens massa. Innehållet av ämnen i den är inte lika varierande som i manteln. Den bildas av basalter, graniter och sedimentära bergarter.

99,8 % av jordskorpan består av arton element. Resten står för endast 0,2 %. De vanligaste är syre och kisel, som utgör huvuddelen av massan. Förutom dem är barken rik på aluminium, järn, kalium, kalcium, natrium, kol, väte, fosfor, klor, kväve, fluor etc. Innehållet av dessa ämnen kan ses i tabellen:

Elementnamn
Syre
Aluminium
Mangan

Astatin anses vara det sällsynta elementet - ett extremt instabilt och giftigt ämne. Tellur, indium och tallium är också sällsynta. Ofta är de utspridda och innehåller inte stora kluster på ett ställe.

kontinental skorpa

Fastlandet eller kontinentala jordskorpan är vad vi vanligtvis kallar torrt land. Den är ganska gammal och täcker cirka 40 % av hela planeten. Många av dess sektioner når en ålder av 2 till 4,4 miljarder år.

Den kontinentala skorpan består av tre lager. Uppifrån är den täckt med ett diskontinuerligt sedimentärt täcke. Stenarna i den ligger i lager eller lager, eftersom de bildas på grund av pressning och komprimering av saltavlagringar eller mikrobiella rester.

Det undre och äldre lagret representeras av graniter och gnejser. De är inte alltid gömda under sedimentära bergarter. På vissa ställen kommer de upp till ytan i form av kristallina sköldar.

Det lägsta lagret består av metamorfa bergarter som basalter och granuliter. Basaltlagret kan nå 20-35 kilometer.

oceanisk skorpa

Den del av jordskorpan som är gömd under havens vatten kallas oceanisk. Den är tunnare och yngre än kontinental. Efter ålder når skorpan inte ens tvåhundra miljoner år, och dess tjocklek är cirka 7 kilometer.

Kontinentalskorpan är sammansatt av sedimentära bergarter från djuphavsrester. Nedan finns ett basaltlager 5-6 kilometer tjockt. Nedanför den börjar manteln, representerad här huvudsakligen av peridotiter och duniter.

Vart hundra miljoner år förnyas skorpan. Det absorberas i subduktionszoner och återbildas vid åsar i mitten av havet med hjälp av utåtriktade mineraler.

Litosfären är det övre fasta skalet på jorden, som gradvis förvandlas till sfärer med ett mindre område av ämne med djup. Inkluderar jordskorpan och den övre manteln. Litosfärens tjocklek är 50 - 200 km, inklusive jordskorpan - upp till 50 -75 km på kontinenterna och 5 - 10 km på havets botten. Litosfärens övre skikt (upp till 2–3 km, enligt vissa källor, upp till 8,5 km) kallas litobiosfären.

Den kemiska sammansättningen av jordskorpan presenteras i tabell. 9.1.

Tabell 9.1. Den kemiska sammansättningen av jordskorpan på djup av 10 - 20 km

	Massfraktion, %
Syre
Aluminium

Naturliga kemiska föreningar av grundämnena i jordskorpan kallas mineraler. De består av många typer av stenar. Huvudgrupperna av bergarter är magmatiska, sedimentära och metamorfa.

Människan har praktiskt taget ingen effekt på litosfären, även om de övre horisonterna av jordskorpan genomgår en kraftig omvandling som ett resultat av exploateringen av mineralfyndigheter.

Naturresurser är naturens kroppar och krafter som används av människan för att upprätthålla sin existens. Dessa inkluderar solljus, vatten, luft, jord, växter, djur, mineraler och allt annat som inte är skapat av människan, men utan vilket hon inte kan existera vare sig som levande varelse eller som producent.

Naturresurser klassificeras enligt följande kriterier:

Enligt deras användning - för produktion (jordbruk och industri), hälsa (rekreation), estetisk, vetenskaplig, etc.;

Genom att tillhöra en eller annan beståndsdel av naturen - mark, vatten, mineral, djur- eller växtvärld etc.;

När det gäller utbytbarhet - till utbytbara (till exempel kan bränsle- och mineralenergiresurser ersättas med vind, solenergi) och oersättliga (det finns inget som ersätter luftsyre för andning eller färskvatten för att dricka);

Genom uttömlighet - till uttömlig och outtömlig.

Ovanstående funktioner tillåter oss att presentera flera klassificeringar av naturresurser, som var och en har sina egna fördelar och nackdelar. Av stort intresse för vetenskap och praktik är uppdelningen av naturresurser på grundval av uttömlighet.

Outtömliga (outtömliga) resurser - en kvantitativt outtömlig del av naturresurserna (solenergi, havsvatten, strömmande vatten, atmosfär, även om det med betydande föroreningar kan bli uttömligt).

Uttömmande - resurser, vars antal minskar stadigt när de bryts eller dras tillbaka från den naturliga miljön. De är i sin tur indelade i förnybara (vegetation, vilda djur, vatten, luft, jord) och icke förnybara (mineraler). De kan tömmas både för att de inte fylls på som ett resultat av naturliga processer (koppar, järn, aluminium, etc.), och för att deras reserver fylls på långsammare än de förbrukas (olja, kol, oljeskiffer). Därför kommer mänskligheten i framtiden att behöva hitta medel och metoder för effektivare användning av icke-förnybara resurser, inklusive metoder för att bearbeta sekundära råvaror. För närvarande används nästan alla element i det periodiska systemet av D.I. Mendeleev.

Graden av applicering och bearbetning av många typer av mineralråvaror bestämmer samhällets framsteg och välmående. De huvudsakliga råvarorna är metaller, vatten, mineral och organiska råvaror. Exploateringshastigheten av jordens inre ökar från år till år. Under de senaste 100 åren har den årliga förbrukningen av kol, järn, mangan och nickel ökat med 50-60 gånger, volfram, aluminium, molybden och kalium med 200-1000 gånger.

De senaste åren har utvinningen av energiresurser – olja, naturgas – ökat. År 1991 producerades alltså 3340 miljoner ton olja i världen, varav nästan 40 % kom från USA, Saudiarabien och Ryssland. Naturgas producerade 2115 miljarder m 3 , varav Ryssland står för 38%, USA - cirka 24%. Produktionen av guld och diamanter har ökat i världen.

Den moderna eran kännetecknas av en ständigt ökande förbrukning av mineraltillgångar. Därför uppstår problemet med en mer rationell användning av mineraltillgångar, som kan lösas med följande metoder:

Skapande av nya mycket effektiva metoder för geologisk utforskning av mineraler, resursbesparande metoder för utvinning;

Integrerad användning av mineralråvaror;

Minskning av förluster av råmaterial i alla stadier av utveckling och användning av underjordsreserver, särskilt vid anrikning och bearbetning av råvaror;

Skapande av nya ämnen, organisk syntes av mineralråvaror.

Dessutom tillhör en viktig roll i den rationella användningen av naturresurser resursbesparande teknik, som gör det möjligt att först och främst säkerställa energieffektivitet - förhållandet mellan den energi som förbrukas och den användbara produkten som erhålls till dessa kostnader. Som T. Miller (1993) noterar är att använda högkvalitativ energi utvunnen ur kärnbränsle till lågkvalitativ energi för att värma bostäder som att skära smör med en cirkelsåg eller slå flugor med en smedshammare. Därför bör huvudprincipen för energianvändning vara att energikvaliteten överensstämmer med de uppställda uppgifterna. För att värma bostäder kan man använda solenergi, värmeenergi, vindenergi, som redan används i vissa länder. På fig. Figur 9.1 (se sid. 90) visar modeller för två typer av samhällen: ett engångssamhälle som skapar avfall och ett miljövänligt samhälle.

Den andra typen av samhälle är framtidens samhälle, som bygger på rimlig användning av energi och materialåtervinning, återvinning av icke-förnybara resurser, och (vilket är särskilt viktigt) inte bör överskrida tröskeln för miljömässig hållbarhet. Det är till exempel mycket enklare och billigare att förhindra att föroreningar kommer in i den naturliga miljön än att försöka rena den från denna förorening. Slöseri med produktion, hushåll, transporter m.m. kan faktiskt och potentiellt användas som produkter inom andra sektorer av ekonomin eller under förnyelse.

Farligt avfall ska neutraliseras och oanvänt avfall betraktas som skräp. Huvudsorterna av avfall delas in i hushållsavfall, industriavfall och industrikonsumtion.

1. Hushållens (kommunala) fasta avfall (inklusive den fasta beståndsdelen av avloppsvatten - deras slam) som inte kasseras i vardagen, som härrör från värdeminskning av hushållsartiklar och människors liv i sig (inklusive bad, tvättstugor, matsalar, sjukhus, etc.) . För att förstöra hushållsavfall byggs kraftfulla förbränningsugnar eller anläggningar som ger el eller ånga till uppvärmning av företag och bostäder.

2. Produktionsavfall (industriellt) - resterna av råvaror, material, halvfabrikat som bildas under produktionen av produkter. De kan vara oåterkalleliga (förångning, avfall, krympning) och återvinningsbara, återvinningsbara. Enligt utländska källor slängs i EEG-länderna 60 % av hushållsavfallet, 33 % förbränns och 7 % komposteras. När det gäller industri- och jordbruksavfall behandlas över 60 respektive 95 % intensivt.

3. Industriellt konsumtionsavfall - maskiner, mekanismer, verktyg etc., olämpliga för vidare användning.De kan vara jordbruks-, bygg-, industri-, radioaktiva. De senare är mycket farliga och måste noggrant begravas eller saneras.

De senaste åren har mängden farligt (giftigt) avfall som kan orsaka förgiftning eller andra skador på levande varelser ökat. För det första handlar det om olika bekämpningsmedel som inte används inom jordbruket, industriavfall som innehåller cancerframkallande och mutagena ämnen. I Ryssland klassificeras 10% av massan av kommunalt fast avfall som farligt avfall, i USA - 41%, i Storbritannien - 3%, i Japan - 0,3%.

På många länders territorium finns det så kallade "fällor", det vill säga sedan länge bortglömda bortskaffningsplatser för farligt avfall, på vilka bostadshus och andra föremål byggdes över tiden, vilket gör sig känt av uppkomsten av konstiga sjukdomar hos den lokala befolkning. Sådana "fällor" inkluderar platser där kärnvapenprov utförs i fredliga syften. Befintliga (delvis genomförda) begravningsprojekt, såväl som underjordiska kärnvapenprov, kan initiera så kallade "inducerade" jordbävningar.

Litosfärens högsta ythorisont inom landet utsätts för den största omvandlingen. Mark upptar 29,2 % av jordens yta och inkluderar landområden av olika kategorier, varav bördig jord är av största vikt.

Jord är ytskiktet av jordskorpan, som bildas och utvecklas som ett resultat av växelverkan mellan vegetation, djur, mikroorganismer, stenar och är en självständig naturlig formation. Den viktigaste egenskapen hos jorden är fertilitet - förmågan att säkerställa tillväxt och utveckling av växter. Marken är ett gigantiskt ekologiskt system som tillsammans med Världshavet har ett avgörande inflytande på hela biosfären. Den deltar aktivt i cirkulationen av ämnen och energi i naturen, upprätthåller gassammansättningen i jordens atmosfär. Genom marken - den viktigaste komponenten i biocenoser - utförs ekologiska kopplingar av levande organismer med litosfären, hydrosfären och atmosfären.

Grundaren av vetenskaplig markvetenskap är den enastående ryska vetenskapsmannen V.V. Dokuchaev (1846 - 1903), som avslöjade kärnan i den jordbildande processen. Markbildningsfaktorer inkluderar föräldra (jordbildande) stenar, växt- och djurorganismer, klimat, lättnad, tid, vatten (jord och mark) och mänsklig ekonomisk aktivitet. Markutvecklingen är oupplösligt förbunden med moderbergarten (granit, kalksten, sand, lössliknande lera, etc.). Bildandet av lös jordmassa är förknippat med både kemisk vittring och biologiska processer - bildandet av specifika organiska ämnen (humus eller humus) under påverkan av växter.

Jordens sammansättning inkluderar fyra viktiga strukturella komponenter: mineralbasen (vanligtvis 50 - 60% av den totala jordsammansättningen), organiskt material (upp till 10%), luft (15 - 25%) och vatten (25 - 35% ). Jordens struktur bestäms av det relativa innehållet av sand, silt och lera i den. Markkemin bestäms dels av mineralskelettet, dels av organiskt material. De flesta av mineralkomponenterna representeras i jorden av kristallina strukturer. De dominerande jordmineralerna är silikater.

En särskilt talrik och viktig grupp av lermineraler spelar en viktig roll i retentionen av vatten och näringsämnen, varav de flesta bildar en kolloidal suspension i vatten. Varje lermineralkristall innehåller lager av silikat kombinerat med lager av aluminiumhydroxid, som har en permanent negativ laddning som neutraliseras av katjoner som adsorberas från jordlösningen. På grund av detta urlakas inte katjoner från jorden och kan bytas ut mot andra katjoner från jordlösningen och växtvävnader. Denna katjonbyteskapacitet är en av de viktiga indikatorerna på markens bördighet.

Organiskt material i marken bildas vid nedbrytning av döda organismer, deras delar, avföring och avföring. Slutprodukten av nedbrytningen är humus, som är i kolloidalt tillstånd, som lera, och har en stor partikelyta med hög katjonbyteskapacitet. Samtidigt med bildningen av humus övergår vitala element från organiska föreningar till oorganiska, till exempel kväve till ammoniumjoner, fosfor till ortofosfatjoner, svavel till sulfatjoner. Denna process kallas mineralisering. Kol frigörs som CO2 vid andning.

Markluft, liksom markvatten, finns i porerna mellan jordpartiklarna. Porositeten (porvolymen) ökar i serien från leror till lerjord och sand. Frit gasutbyte sker mellan marken och atmosfären, och som ett resultat har luften i båda miljöerna en liknande sammansättning, men i markluften, på grund av andningen från de organismer som lever i den, finns det något mindre syre och mer koldioxid.

Jordpartiklar håller en viss mängd vatten runt sig, som är uppdelad i tre typer:

Gravitationsvatten som fritt kan sippra ner genom jorden, vilket leder till urlakning, det vill säga urlakning av olika mineraler från jorden;

Hygroskopiskt vatten som adsorberas runt enskilda kolloidala partiklar på grund av vätebindningar och är det minst tillgängliga för växtrötter. Dess högsta innehåll finns i lerjordar;

Kapillärvatten som hålls runt jordpartiklar av ytspänningskrafter och kan stiga upp genom smala porer och tubuli från grundvattennivån och är den huvudsakliga vattenkällan för växter (till skillnad från hygroskopiskt vatten avdunstar det lätt).

Jordar skiljer sig kraftigt från stenar i yttre egenskaper på grund av de fysikalisk-kemiska processer som förekommer i dem. De inkluderar sådana indikatorer som färg (chernozemer, burozemer, grå skog, kastanj, etc.), struktur (granulär, klumpig, kolumnformig, etc.), neoplasmer (kalciumkarbonater i stäpperna, gipsansamling i halvöknarna). Tjockleken på jordlagret i tempererade regioner på slätterna överstiger inte 1,5 - 2,0 m, i bergen - mindre än en meter.

I markprofilen, där top-down rörelser av jordlösningar dominerar, urskiljs tre huvudhorisonter oftast:

humus-ackumulerande (humus) horisont;

Eluvial, eller utspolningshorisont, kännetecknad huvudsakligen av avlägsnande av ämnen;

Den illuviala horisonten, där ämnen tvättas ut från de överliggande horisonterna (lättlösliga salter, karbonater, kolloider, gips, etc.).

Nedan finns moderbergarten (jordbildande). Jordtyper kännetecknas av en viss struktur av markprofilen, samma typ av markbildningsriktning, intensiteten i markbildningsprocessen, egenskaper och granulometrisk sammansättning. Cirka 100 jordtyper har identifierats på Rysslands territorium. Det finns flera huvudtyper bland dem:

- arktiska och tundrajordar, vars täcktjocklek inte är mer än 40 cm. Dessa jordar kännetecknas av vattenloggning och utveckling av anaeroba mikrobiologiska processer, de är vanliga i de norra utkanterna av Eurasien och Nordamerika, öarna i Ishavet;

- podzoliska jordar, i deras bildning är podzolbildningsprocessen i ett tempererat fuktigt klimat under barrskogarna i Eurasien och Nordamerika av övervägande betydelse;

- chernozems fördelade inom skogs-stäpp- och stäppzonerna i Eurasien, bildade i ett torrt klimat och ökande kontinentalitet, kännetecknas av en stor mängd humus (> 10%) och är den mest bördiga jordtypen;

- kastanjejordar kännetecknas av ett lågt innehåll av humus (< 4%), формируются в засушливых и экстраконтинентальных условиях сухих степей, широко используются в земледелии, так как обладают плодородием и содержат достаточное количество элементов питания;

- gråbruna jordar och serosem typiska för platta inlandsöknar i den tempererade zonen, subtropiska öknar i den tempererade zonen, subtropiska öknar i Asien och Nordamerika, utvecklas i ett torrt kontinentalt klimat och kännetecknas av hög salthalt och låg humushalt (upp till 1,0 - 1,5%), låg fertilitet och lämplig för jordbruk endast under bevattningsförhållanden;

- röda jordar och zheltozems bildad i ett subtropiskt klimat under fuktiga subtropiska skogar, vanliga i Sydostasien, vid Svarta och Kaspiska havets kust, kräver denna typ av jord för jordbruksbruk användning av mineralgödsel och markskydd mot erosion;

- hydromorfa jordar bildas under påverkan av atmosfärisk fukt från yt- och grundvatten, de är vanliga i skog, stäpp och ökenzoner. Dessa inkluderar sumpiga och salthaltiga jordar.

De viktigaste kemiska och fysikaliska egenskaperna som kännetecknar markens bördighet är:

Indikatorer för jordens fysiska egenskaper - densitet, aggregering, fältets fuktkapacitet, vattenpermeabilitet, luftning;

Den morfologiska strukturen av jordprofilen är tjockleken på åkerhorisonten och humusprofilen i allmänhet;

Jordens fysiska och kemiska egenskaper - jordreaktion, absorptionsförmåga, sammansättning av utbytbara katjoner, mättnadsgrad med baser, nivå av giftiga ämnen - mobila former av aluminium och mangan, saltregimindikatorer. Kemisk förorening av mark leder till försämring av marken och vegetationstäcket och en minskning av markens bördighet.

jordlösningär en lösning av kemikalier i vatten, som är i jämvikt med jordens fasta och gasformiga faser och fyller dess porutrymme. Det kan betraktas som en homogen vätskefas med en variabel sammansättning. Jordlösningens sammansättning beror på dess växelverkan med fasta faser som ett resultat av processerna av nederbörd-upplösning, sorption-desorption, jonbyte, komplexbildning, upplösning av markluftgaser, nedbrytning av djur- och växtrester.

De kvantitativa egenskaperna hos jordlösningens sammansättning och egenskaper är jonstyrka, mineralisering, elektrisk ledningsförmåga, redoxpotential, titrerbar surhet (alkalinitet), aktivitet och koncentration av joner samt pH. Kemiska element kan vara närvarande i jordlösningen i form av fria joner, vattenkomplex, hydroxokomplex, komplex med organiska och oorganiska ligander, i form av jonpar och andra associerade föreningar. Jordlösningar av olika typer av jordar har en karbonat-, bikarbonat-, sulfat- eller kloridanjonisk sammansättning med övervägande Ca-, Mg-, K-, Na-katjoner. Beroende på graden av mineralisering, som återfinns som summan av torra salter efter avdunstning av jordlösningen (i mg/l), klassificeras jordar i färsk, bräck ​​och saltlösning (tabell 9.2).

Tabell 9.2. Klassificering av naturliga vatten (jordlösningar) beroende på deras mineralisering

Enligt O.A. Alekin		Enligt GOST STTSV 5184-85 "Vattenkvalitet. Termer och definitioner"
Mineralisering, %	Vattenklass	Mineralisering, %	Vattenklass
	bräckt		bräckt

En viktig egenskap hos jordlösningen är den faktiska surheten, som kännetecknas av två indikatorer: aktiviteten av H + joner (surhetsgrad) och innehållet av sura komponenter (mängd surhet). Jordlösningens pH-värde påverkas av fria organiska syror: vinsyra, myrsyra, smörsyra, kanelsyra, ättiksyra, fulvinsyra och andra. Av mineralsyrorna är kolsyran av stor betydelse, vars mängd påverkas av upplösningen av CO 2 i jordlösningen.

Endast på grund av CO 2 kan lösningens pH sänkas till 4 - 5,6. Beroende på nivån av faktisk surhet klassificeras jordar i:

starkt surt pH=3-4; svagt alkaliskt pH=7-8;

surt pH=4-5; alkaliskt pH=8-9;

svagt surt pH=5-6; starkt alkaliskt pH=9-11.

neutralt pH=7;

Överdriven surhet är giftigt för många växter. En minskning av pH i jordlösningen orsakar en ökning av rörligheten för aluminium-, mangan-, järn-, koppar- och zinkjoner, vilket orsakar en minskning av enzymaktiviteten och en försämring av egenskaperna hos växtprotoplasman och leder till skador på växten rotsystem.

Jordens jonbytesegenskaper är förknippade med processen med ekvivalent utbyte av katjoner och anjoner i det jordabsorberande komplexet av lösningen som interagerar med jordens fasta faser. Huvuddelen av utbytbara anjoner finns i jordar på ytan av järn- och aluminiumhydroxider, som har en positiv laddning under sura förhållanden. Anjoner Cl - , NO 3 - , SeO 4 - , MoO 4 2- , HMoO 4 - kan vara närvarande i utbytesformen i jorden. Utbytbara fosfat-, arsenat- och sulfatjoner kan finnas i jordar i små mängder, eftersom dessa anjoner absorberas starkt av vissa komponenter i jordens fasta faser och inte förskjuts i lösning när de utsätts för andra anjoner. Jordens absorption av anjoner under ogynnsamma förhållanden kan leda till ackumulering av ett antal giftiga ämnen. Utbytbara katjoner finns i utbytespositionerna för lermineraler och organiskt material, deras sammansättning beror på typen av jord. I tundra-, podzol-, brunskogsjordar, krasnozemer och zheltozemer domineras dessa katjoner av Al 3+ , Al(OH) 2+ , Al(OH) 2+ och H+-joner. I chernozems, kastanjejordar och gråjordar representeras metaboliska processer huvudsakligen av Ca 2+ och Mg 2+-joner, och i salthaltiga jordar - även av Na +-joner. I alla jordar, bland de utbytbara katjonerna, finns det alltid en liten mängd K+-joner. Vissa tungmetaller (Zn 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ , etc.) kan finnas i jordar som utbyteskatjoner.

För att förbättra marken för jordbruksproduktion genomförs ett system av åtgärder som kallas melioration. Markåtervinning omfattar: dränering, bevattning, odling av ödemarker, övergivna marker och träsk. Som ett resultat av landåtervinning har särskilt många våtmarker gått förlorade, vilket bidrog till processen för utrotning av arter. Att bedriva verksamhet för radikal återvinning leder ofta till en intressekrock mellan jordbruk och naturvård. Beslutet att genomföra markåtervinning bör fattas först efter att man sammanställt en omfattande miljömotivering och jämför kortsiktiga fördelar med långsiktiga ekonomiska kostnader och miljöskador. Markåtervinningen åtföljs av den så kallade sekundära jordförsaltningen, som uppstår som ett resultat av konstgjorda förändringar i vattensaltregimen, oftast med felaktig bevattning, mindre ofta med omåttligt bete på ängar, med felaktig översvämningskontroll, felaktig dränering av territoriet osv. Salinisering är ackumulering av lättlösliga salter i jordar. Under naturliga förhållanden uppstår den på grund av utfällning av salter från salt grundvatten eller i samband med eolisk tillförsel av salter från hav, oceaner och från områden där saltsjöar är utbredda. I bevattnade områden kan bevattningsvatten och utfällning av salter i jordpelaren från mineraliserat grundvatten, vars nivå ofta stiger under bevattning, vara en betydande källa till salter. Med otillräcklig dränering kan sekundär försaltning få katastrofala konsekvenser, eftersom stora markområden blir olämpliga för jordbruk på grund av den stora ansamlingen av salter i marken, åtföljd av markföroreningar med tungmetaller, bekämpningsmedel, herbicider, nitrater och borföreningar.

Bekämpningsmedel är kemikalier som används för att döda vissa skadliga organismer. Beroende på användningsriktningen är de uppdelade i flera grupper.

1. Herbicider (diuron, simazin, atrazin, monouron, etc.) som används för att bekämpa ogräs.

2. Algicider (kopparsulfat och dess komplex med alkanoaminer, akrolein och dess derivat) - för att bekämpa alger och annan vattenvegetation.

3. Arboricider (kayafenon, kusagard, phaneron, THAN, trisben, lontrel, etc.) - för att förstöra oönskad träd- och buskvegetation.

4. Fungicider (cineb, captan, ftalan, dodin, klortalonil, benomyl, karboxin) - för att bekämpa svampväxtsjukdomar.

5. Baktericider (kopparsalter, streptomycin, bronopol, 2-triklormetyl-6-klorpyridin, etc.) - för att bekämpa bakterier och bakteriella sjukdomar.

6. Insekticider (DDT, lindan, dilrin, aldrin, klorofos, difos, karbofos, etc.) - för att bekämpa skadliga insekter.

7. Akaricider (bromopropylat, dikofol, dinobuton, DNOC, tetradifon) - för att kontrollera fästingar.

8. Zoocider (gnagare, raticider, avicider, ichthyocides) - för att bekämpa skadliga ryggradsdjur - gnagare (möss och råttor), fåglar och ogräsfiskar.

9. Limacider (metaldehyd, metiokarb, tryfenmorf, niklosamid) - för att kontrollera skaldjur.

10. Nematocider (DD, DDB, trapex, karbation, tiazon) - för att bekämpa spolmaskar.

11. Aficides - för att bekämpa bladlöss.

Till bekämpningsmedel hör också kemiska medel för att stimulera och hämma växttillväxt, preparat för att ta bort löv (avlövmedel) och torkning av växter (torkmedel).

Egentligen är bekämpningsmedel (aktiva ingredienser) naturliga eller oftast syntetiska ämnen som inte används i ren form, utan i form av olika kombinationer med spädningsmedel och ytaktiva ämnen. Flera tusen aktiva substanser är kända, cirka 500 används ständigt. Deras utbud uppdateras ständigt, vilket är förknippat med behovet av att skapa bekämpningsmedel som är mer effektiva och säkra för människor och miljö, samt utveckling av resistens hos insekter, kvalster, svampar och bakterier med långvarig användning av samma eller bekämpningsmedel.

De huvudsakliga egenskaperna hos bekämpningsmedel är aktivitet i förhållande till målorganismer, selektivitet av verkning, säkerhet för människor och miljö. Aktiviteten hos bekämpningsmedel beror på deras förmåga att penetrera kroppen, röra sig i den till handlingsplatsen och undertrycka vitala processer. Selektivitet beror på skillnader i biokemiska processer, enzymer och substrat i organismer av olika arter, samt på de doser som används. Miljösäkerheten för bekämpningsmedel är förknippad med deras selektivitet och förmåga att förbli i miljön under en tid utan att förlora sin biologiska aktivitet. Många bekämpningsmedel är giftiga för människor och varmblodiga djur.

Kemiska föreningar som används som bekämpningsmedel tillhör följande klasser: organofosforföreningar, klorerade kolväten, karbamater, klorfenolsyror, ureaderivat, amider av karboxylsyror, nitro- och halofenoler, dinitroaniliner, nitrodifenyletrar, halalifaloxinsyra och karboxylsyra, aromsyra och karboxylsyra. heterocykliska syror, aminosyraderivat, ketoner, fem- och sexledade heterocykliska föreningar, triaziner, etc.

Användningen av bekämpningsmedel i jordbruket bidrar till att öka dess produktivitet och minska förlusterna, men det är förknippat med möjligheten av kvarvarande inträngning av bekämpningsmedel i livsmedel och miljörisker. Till exempel ansamlingen av bekämpningsmedel i marken, deras inträde i grund- och ytvatten, kränkningen av naturliga biocenoser och de skadliga effekterna på människors hälsa och fauna.

De farligaste är långlivade bekämpningsmedel och deras metaboliter, som kan ackumuleras och finnas kvar i den naturliga miljön i upp till flera decennier. Under vissa förhållanden bildas andra ordningens metaboliter av bekämpningsmedelsmetaboliter, vars roll, betydelse och påverkan på miljön i många fall förblir okända. Konsekvenserna av överdriven användning av bekämpningsmedel kan vara de mest oväntade, och viktigast av allt, biologiskt oförutsägbara. Därför upprättas en strikt kontroll över sortimentet och tekniken för att använda bekämpningsmedel.

Bekämpningsmedel påverkar olika komponenter i naturliga system: de minskar den biologiska produktiviteten hos fytocenoser, artmångfalden i djurvärlden, minskar antalet nyttiga insekter och fåglar och utgör i slutändan en fara för människor. Det uppskattas att 98% av insekticider och fungicider, 60 - 95% av herbiciderna inte når föremålen för undertryckande, utan kommer in i luften och vattnet. Zoocider skapar en livlös miljö i marken.

Bekämpningsmedel som innehåller klor (DDT, hexakloran, dioxin, dibensfuran, etc.) kännetecknas inte bara av hög toxicitet, utan också genom extrem biologisk aktivitet och förmåga att ackumuleras i olika delar av näringskedjan (tabell 9.3). Även i spårmängder undertrycker bekämpningsmedel kroppens immunförsvar och ökar därmed dess mottaglighet för infektionssjukdomar. I högre koncentrationer har dessa ämnen en mutagen och cancerframkallande effekt på människokroppen. Därför har bekämpningsmedel med låg konsumtion (5-50 g/ha) under de senaste åren funnit den största användningen, och säkra syntetiska feromoner och andra biologiska skyddsmetoder har blivit utbredda.

Tabell 9.3. Biologisk förbättring av DDT (enligt P. Revell, Ch. Revell, 1995)

Världens produktion av bekämpningsmedel är cirka 5 miljoner ton. Ökningen av användningen av bekämpningsmedel beror på att miljösäkrare alternativa metoder för växtskydd inte är väl utvecklade, särskilt inom ogräsbekämpning. Allt detta bestämmer den särskilda relevansen av en detaljerad och omfattande studie och prognoser av alla typer av förändringar som sker i biosfären under påverkan av dessa ämnen. Det är nödvändigt att utveckla effektiva åtgärder för att förhindra de oönskade konsekvenserna av intensiv kemiisering eller för att hantera ekosystemens funktion under föroreningsförhållanden.

För att öka avkastningen av odlade växter införs oorganiska och organiska ämnen som kallas konstgödsel i jorden. I den naturliga biocenosen dominerar den naturliga cirkulationen av ämnen: de mineralämnen som växter tar från jorden, efter växternas död, återvänder till den igen. Om systemet, som ett resultat av avyttringen av grödan för egen konsumtion eller för försäljning, störs, blir användningen av gödningsmedel nödvändig.

Gödselmedel delas in i mineral, extraherad från tarmarna, eller industriellt erhållna kemiska föreningar som innehåller de viktigaste näringsämnena (kväve, fosfor, kalium) och spårämnen som är viktiga för livet (koppar, bor, mangan, etc.), samt organiska komponenter ( humus, gödsel, torv, fågelspillning, kompost, etc.), som bidrar till utvecklingen av nyttig markmikroflora och ökar dess fertilitet.

Gödselmedel appliceras dock ofta i kvantiteter som inte är balanserade med konsumtionen av jordbruksväxter, så de blir kraftfulla källor till förorening av jord, jordbruksprodukter, markgrundvatten, såväl som naturliga reservoarer, floder och atmosfären. Användningen av överskott av mineralgödsel kan ha följande negativa konsekvenser:

Förändringar i markegenskaper under långvarig gödsling;

Införandet av stora mängder kvävegödsel leder till förorening av jord, jordbruksprodukter och sötvatten med nitrater och atmosfären med kväveoxider. Allt ovanstående gäller även fosfatgödselmedel;

Mineralgödselmedel fungerar som en källa till markföroreningar med tungmetaller. Fosfatgödselmedel är de mest förorenade med tungmetaller. Dessutom är fosfatgödselmedel en källa till förorening av andra giftiga element - fluor, arsenik, naturliga radionuklider (uran, torium, radium). En betydande mängd tungmetaller kommer in i jorden med organiska gödningsmedel (torv, gödsel), på grund av höga doser (jämfört med mineraler) av applicering.

Övergödsling resulterar i höga nitrathalter i dricksvatten och vissa grödor (rot- och bladgrönsaker). I sig är nitrater relativt giftfria. Men bakterier som lever i människokroppen kan omvandla dem till mycket mer giftiga nitriter. De senare kan reagera i magen med aminer (till exempel från ost), och bildar mycket cancerframkallande nitrosaminer. Den andra faran med höga doser av nitriter är förknippad med utvecklingen av cyanos (spädbarnsmethemoglobinemi eller cyanos) hos spädbarn och småbarn. Den maximalt tillåtna mängden (MAC) nitrater för människor, enligt VAO:s rekommendation, bör inte överstiga 500 mg N - NO 3 - per dag. Världshälsoorganisationen (WHO) tillåter innehållet av nitrater i produkter upp till 300 mg per 1 kg råvara.

Därför är den överdrivna inblandningen av kväveföreningar i biosfären mycket farlig. För att minska de negativa konsekvenserna är det lämpligt att använda gemensam applicering av organiska och mineraliska gödselmedel (med en minskning av mängden mineralgödselmedel och en ökning av andelen organiska gödselmedel). Det är nödvändigt att förbjuda applicering av gödningsmedel på snön, från flygplan och dumpning av animaliskt avfall i miljön. Det är tillrådligt att utveckla former av kvävegödselmedel med låg upplösningshastighet.

För att förhindra förorening av jordar och landskap av olika element, som ett resultat av gödsling, bör ett komplex av agrotekniska, agroskogsbruk och hydrotekniska metoder användas i kombination med intensifiering av naturliga rengöringsmekanismer. Dessa metoder inkluderar fältskyddande jordbruksteknik, minimal jordbearbetning, förbättring av utbudet av kemikalier, låg- och mikrovolymtillförsel av gödningsmedel tillsammans med utsäde, optimering av tidpunkten och doseringsdoserna. Dessutom kommer detta att underlättas genom skapandet av agroskogssystem och organisationen av ett system för kemisk kontroll över sammansättningen av mineralgödselmedel, innehållet av tungmetaller och giftiga föreningar.



Ett karakteristiskt drag i jordens evolution är differentieringen av materia, vars uttryck är skalstrukturen på vår planet. Litosfären, hydrosfären, atmosfären, biosfären bildar jordens huvudskal och skiljer sig åt i kemisk sammansättning, kraft och materiens tillstånd.

Jordens inre struktur

Jordens kemiska sammansättning(Fig. 1) liknar sammansättningen av andra jordiska planeter, som Venus eller Mars.

I allmänhet dominerar element som järn, syre, kisel, magnesium och nickel. Halten av lätta element är låg. Den genomsnittliga densiteten av jordens materia är 5,5 g/cm 3 .

Det finns väldigt lite tillförlitlig information om jordens interna struktur. Tänk på fig. 2. Den skildrar jordens inre struktur. Jorden består av jordskorpan, manteln och kärnan.

Ris. 1. Jordens kemiska sammansättning

Ris. 2. Jordens inre struktur

Kärna

Kärna(Fig. 3) ligger i jordens centrum, dess radie är cirka 3,5 tusen km. Kärntemperaturen når 10 000 K, det vill säga den är högre än temperaturen på solens yttre skikt, och dess densitet är 13 g / cm 3 (jämför: vatten - 1 g / cm 3). Kärnan består förmodligen av legeringar av järn och nickel.

Jordens yttre kärna har en större kraft än den inre kärnan (radie 2200 km) och är i flytande (smält) tillstånd. Den inre kärnan är under enorm press. Ämnen som utgör den är i fast tillstånd.

Mantel

Mantel- Jordens geosfär, som omger kärnan och utgör 83 % av vår planets volym (se fig. 3). Dess nedre gräns ligger på ett djup av 2900 km. Manteln är uppdelad i en mindre tät och plastisk övre del (800-900 km), varifrån magma(översatt från grekiska betyder "tjock salva"; detta är den smälta substansen i jordens inre - en blandning av kemiska föreningar och element, inklusive gaser, i ett speciellt halvflytande tillstånd); och en kristallin nedre, ca 2000 km tjock.

Ris. 3. Jordens struktur: kärna, mantel och jordskorpan

jordskorpan

Jordskorpan - litosfärens yttre skal (se fig. 3). Dess densitet är ungefär två gånger mindre än jordens genomsnittliga densitet - 3 g/cm 3 .

Skiljer jordskorpan från manteln Mohorovicic gräns(det kallas ofta Moho-gränsen), kännetecknad av en kraftig ökning av seismiska våghastigheter. Den installerades 1909 av en kroatisk vetenskapsman Andrey Mohorovichich (1857- 1936).

Eftersom de processer som sker i den översta delen av manteln påverkar materiens rörelse i jordskorpan, kombineras de under det allmänna namnet litosfären(stenskal). Litosfärens tjocklek varierar från 50 till 200 km.

Nedanför litosfären är astenosfären- mindre hårt och mindre trögflytande, men mer plastskal med en temperatur på 1200 °C. Den kan passera Moho-gränsen och tränga in i jordskorpan. Astenosfären är källan till vulkanismen. Den innehåller fickor av smält magma, som tränger in i jordskorpan eller rinner ut på jordens yta.

Jordskorpans sammansättning och struktur

Jämfört med manteln och kärnan är jordskorpan ett mycket tunt, hårt och sprött lager. Den består av ett lättare ämne, som för närvarande innehåller cirka 90 naturliga kemiska grundämnen. Dessa element är inte lika representerade i jordskorpan. Sju grundämnen – syre, aluminium, järn, kalcium, natrium, kalium och magnesium – står för 98 % av jordskorpans massa (se figur 5).

Speciella kombinationer av kemiska element bildar olika stenar och mineraler. De äldsta av dem är minst 4,5 miljarder år gamla.

Ris. 4. Jordskorpans struktur

Ris. 5. Jordskorpans sammansättning

Mineralär en relativt homogen i sin sammansättning och egenskaper hos en naturlig kropp, bildad både i djupet och på ytan av litosfären. Exempel på mineral är diamant, kvarts, gips, talk etc. (Du hittar en beskrivning av olika minerals fysikaliska egenskaper i bilaga 2.) Sammansättningen av jordens mineraler visas i fig. 6.

Ris. 6. Jordens allmänna mineralsammansättning

Stenar består av mineraler. De kan vara sammansatta av ett eller flera mineraler.

Sedimentära stenar - lera, kalksten, krita, sandsten etc. - bildades genom utfällning av ämnen i vattenmiljön och på land. De ligger i lager. Geologer kallar dem sidor av jordens historia, eftersom de kan lära sig om de naturliga förhållandena som fanns på vår planet i antiken.

Bland sedimentära bergarter urskiljs organogena och oorganiska (detritala och kemogena).

Organogent stenar bildas som ett resultat av ansamling av rester av djur och växter.

Klassiska stenar bildas som ett resultat av vittring, bildandet av produkter av förstörelse av tidigare bildade stenar med hjälp av vatten, is eller vind (tabell 1).

Tabell 1. Klastiska bergarter beroende på fragmentens storlek

Rasens namn	Storlek på bummer con (partiklar)
	Över 50 cm
	5 mm - 1 cm
	1 mm - 5 mm
Sand och sandstenar	0,005 mm - 1 mm
	Mindre än 0,005 mm

Kemogent stenar bildas som ett resultat av sedimentering från havens och sjöarnas vatten av ämnen som är lösta i dem.

I jordskorpans tjocklek bildas magma magmatiska bergarter(Fig. 7), såsom granit och basalt.

Sedimentära och magmatiska bergarter, när de sänks ned till stora djup under påverkan av tryck och höga temperaturer, genomgår betydande förändringar och förvandlas till metamorfiska stenar. Så till exempel förvandlas kalksten till marmor, kvartssandsten till kvartsit.

Tre lager urskiljs i jordskorpans struktur: sedimentär, "granit", "basalt".

Sedimentärt lager(se fig. 8) bildas huvudsakligen av sedimentära bergarter. Här dominerar leror och skiffer, sandiga, karbonat- och vulkaniska bergarter är brett representerade. I sedimentskiktet finns avlagringar av sådana mineral, som kol, gas, olja. Alla är av organiskt ursprung. Till exempel är kol en produkt av omvandlingen av växter från antiken. Tjockleken på det sedimentära lagret varierar stort - från fullständig frånvaro i vissa områden av land till 20-25 km i djupa sänkor.

Ris. 7. Klassificering av bergarter efter ursprung

"Granit" lager består av metamorfa och magmatiska bergarter som i sina egenskaper liknar granit. De vanligaste här är gnejser, graniter, kristallina skiffer etc. Granitskiktet finns inte överallt, men på kontinenterna, där det är väl uttryckt, kan dess maximala tjocklek nå flera tiotals kilometer.

"Basalt" lager bildas av stenar nära basalter. Dessa är metamorfoserade magmatiska bergarter, tätare än bergarterna i "granitlagret".

Jordskorpans tjocklek och vertikala struktur är olika. Det finns flera typer av jordskorpan (bild 8). Enligt den enklaste klassificeringen särskiljs oceanisk och kontinental skorpa.

Kontinental och oceanisk skorpa är olika i tjocklek. Således observeras den maximala tjockleken på jordskorpan under bergssystem. Det är ca 70 km. Under slätterna är tjockleken på jordskorpan 30-40 km, och under haven är den tunnast - bara 5-10 km.

Ris. 8. Typer av jordskorpan: 1 - vatten; 2 - sedimentärt skikt; 3 - interbedding av sedimentära bergarter och basalter; 4, basalter och kristallina ultramafiska bergarter; 5, granit-metamorft skikt; 6 - granulit-mafisk lager; 7 - normal mantel; 8 - dekomprimerad mantel

Skillnaden mellan den kontinentala och oceaniska skorpan när det gäller bergets sammansättning manifesteras i frånvaron av ett granitlager i oceanisk skorpa. Ja, och basaltskiktet i havsskorpan är mycket märkligt. När det gäller stensammansättningen skiljer den sig från det analoga lagret av kontinentalskorpan.

Gränsen mellan land och hav (nollmärke) fixar inte övergången av den kontinentala skorpan till den oceaniska. Ersättningen av den kontinentala skorpan med oceanisk sker i havet på ungefär 2450 m djup.

Ris. 9. Strukturen av den kontinentala och oceaniska skorpan

Det finns också övergångstyper av jordskorpan - suboceanisk och subkontinental.

Suboceanisk skorpa belägen längs de kontinentala sluttningarna och foten, kan hittas i marginalen och Medelhavet. Det är en kontinental skorpa upp till 15-20 km tjock.

subkontinental skorpa belägen till exempel på vulkaniska öbågar.

Baserat på material seismiskt ljud - seismisk våghastighet - vi får data om jordskorpans djupa struktur. Kola superdjupa brunn, som för första gången gjorde det möjligt att se stenprover från ett djup på mer än 12 km, förde alltså med sig en hel del oväntat. Det antogs att på ett djup av 7 km skulle ett "basalt" -lager börja. I verkligheten upptäcktes den dock inte, och bland klipporna dominerade gnejser.

Förändring av temperaturen på jordskorpan med djupet. Jordskorpans ytskikt har en temperatur som bestäms av solvärme. Det heliometriskt lager(från grekiskan Helio - solen), upplever säsongsbetonade temperaturfluktuationer. Dess genomsnittliga tjocklek är cirka 30 m.

Nedan finns ett ännu tunnare lager, vars karaktäristiska särdrag är en konstant temperatur som motsvarar observationsplatsens medeltemperatur på årsbasis. Detta lagers djup ökar i det kontinentala klimatet.

Ännu djupare i jordskorpan urskiljs ett geotermiskt lager, vars temperatur bestäms av jordens inre värme och ökar med djupet.

Temperaturökningen sker främst på grund av sönderfallet av radioaktiva grundämnen som utgör bergarterna, främst radium och uran.

Storleken på ökningen av temperaturen hos stenar med djup kallas geotermisk gradient. Det varierar över ett ganska brett intervall - från 0,1 till 0,01 ° C / m - och beror på stenarnas sammansättning, förhållandena för deras förekomst och ett antal andra faktorer. Under haven stiger temperaturen snabbare med djupet än på kontinenterna. I genomsnitt blir det 3 °C varmare för varje 100:e meters djup.

Det reciproka av den geotermiska gradienten kallas geotermiskt steg. Det mäts i m/°C.

Värmen från jordskorpan är en viktig energikälla.

Den del av jordskorpan som sträcker sig till de djup som är tillgängliga för geologiska studieformer jordens tarmar. Jordens tarmar kräver särskilt skydd och rimlig användning.

Jordskorpan har stor betydelse för vårt liv, för utforskningen av vår planet.

Detta koncept är nära besläktat med andra som kännetecknar de processer som sker inuti och på jordens yta.

Vad är jordskorpan och var finns den

Jorden har ett integrerat och kontinuerligt skal, vilket inkluderar: jordskorpan, troposfären och stratosfären, som är den nedre delen av atmosfären, hydrosfären, biosfären och antroposfären.

De samverkar nära, penetrerar varandra och utbyter ständigt energi och materia. Det är vanligt att kalla jordskorpan för den yttre delen av litosfären - planetens fasta skal. Det mesta av dess yttre sida är täckt av hydrosfären. Resten, en mindre del, påverkas av atmosfären.

Under jordskorpan finns en tätare och mer eldfast mantel. De är åtskilda av en villkorlig gräns, uppkallad efter den kroatiske vetenskapsmannen Mohorovich. Dess funktion är en kraftig ökning av hastigheten för seismiska vibrationer.

Olika vetenskapliga metoder används för att få insikt i jordskorpan. Men att få specifik information är endast möjligt genom att borra till ett större djup.

Ett av syftena med en sådan studie var att fastställa arten av gränsen mellan den övre och nedre kontinentalskorpan. Möjligheterna att tränga in i den övre manteln med hjälp av självvärmande kapslar gjorda av eldfasta metaller diskuterades.

Jordskorpans struktur

Under kontinenterna urskiljs dess sedimentära, granit- och basaltskikt, vars tjocklek i aggregatet är upp till 80 km. Bergarter, kallade sedimentära bergarter, bildades som ett resultat av avsättning av ämnen på land och i vatten. De är övervägande i lager.

• lera
• skiffer
• sandstenar
• karbonatstenar
• bergarter av vulkaniskt ursprung
• kol och andra stenar.

Det sedimentära lagret hjälper till att lära sig mer om de naturliga förhållandena på jorden som fanns på planeten i urminnes tider. Ett sådant lager kan ha en annan tjocklek. På vissa ställen finns det kanske inte alls, på andra, främst i stora sänkor, kan det vara 20-25 km.

Temperaturen på jordskorpan

En viktig energikälla för jordens invånare är värmen från jordskorpan. Temperaturen ökar när du går djupare in i den. Det 30 meter långa lagret närmast ytan, kallat det heliometriska lagret, är förknippat med solens värme och fluktuerar beroende på årstid.

I nästa, tunnare skikt, som ökar i kontinentalt klimat, är temperaturen konstant och motsvarar indikatorerna för en viss mätplats. I jordskorpans geotermiska skikt är temperaturen relaterad till planetens inre värme och ökar när du går djupare in i den. Det är olika på olika platser och beror på elementens sammansättning, djupet och förhållandena för deras plats.

Man tror att temperaturen stiger i genomsnitt med tre grader när den blir djupare för var 100:e meter. Till skillnad från den kontinentala delen stiger temperaturen under haven snabbare. Efter litosfären finns det ett högtemperaturskal av plast, vars temperatur är 1200 grader. Det kallas astenosfären. Den har platser med smält magma.

Genom att tränga in i jordskorpan kan astenosfären hälla ut smält magma, vilket orsakar vulkaniska fenomen.

Egenskaper för jordskorpan

Jordskorpan har en massa på mindre än en halv procent av planetens totala massa. Det är det yttre skalet av stenlagret där materiens rörelse sker. Detta lager, som har en densitet som är hälften av jordens. Dess tjocklek varierar inom 50-200 km.

Det unika med jordskorpan är att den kan vara av kontinentala och oceaniska typer. Den kontinentala skorpan har tre lager, varav det övre bildas av sedimentära bergarter. Havsskorpan är relativt ung och dess tjocklek varierar lite. Det bildas på grund av substanserna i manteln från oceaniska åsar.

jordskorpan karaktäristiskt foto

Tjockleken på jordskorpan under haven är 5-10 km. Dess funktion är i konstanta horisontella och oscillerande rörelser. Det mesta av skorpan är basalt.

Den yttre delen av jordskorpan är planetens hårda skal. Dess struktur kännetecknas av närvaron av mobila områden och relativt stabila plattformar. Litosfäriska plattor rör sig i förhållande till varandra. Rörelsen av dessa plattor kan orsaka jordbävningar och andra katastrofer. Regelbundenhet i sådana rörelser studeras av tektonisk vetenskap.

Jordskorpans funktioner

Jordskorpans huvudfunktioner är:

• resurs;
• geofysisk;
• geokemisk.

Den första av dem indikerar närvaron av jordens resurspotential. Det är främst en uppsättning mineralreserver som ligger i litosfären. Dessutom omfattar resursfunktionen ett antal miljöfaktorer som säkerställer livet för människor och andra biologiska föremål. En av dem är tendensen att bilda ett underskott på hård yta.

det kan du inte göra. rädda vår jordbild

Termiska, buller- och strålningseffekter realiserar den geofysiska funktionen. Till exempel finns det ett problem med naturlig strålningsbakgrund, som i allmänhet är säker på jordens yta. Men i länder som Brasilien och Indien kan det vara hundratals gånger högre än det tillåtna. Man tror att dess källa är radon och dess sönderfallsprodukter, såväl som vissa typer av mänsklig aktivitet.

Den geokemiska funktionen är förknippad med problem med kemiska föroreningar som är skadliga för människor och andra företrädare för djurvärlden. Olika ämnen med giftiga, cancerframkallande och mutagena egenskaper kommer in i litosfären.

De är säkra när de är i planetens inälvor. Zink, bly, kvicksilver, kadmium och andra tungmetaller som utvinns ur dem kan vara mycket farliga. I bearbetad fast, flytande och gasform kommer de ut i miljön.

Vad är jordskorpan gjord av?

Jämfört med manteln och kärnan är jordskorpan ömtålig, seg och tunn. Den består av ett relativt lätt ämne, som innehåller cirka 90 naturliga element i sin sammansättning. De finns på olika platser i litosfären och med olika grad av koncentration.

De viktigaste är: syrekiselaluminium, järn, kalium, kalcium, natriummagnesium. 98 procent av jordskorpan består av dem. Inklusive ungefär hälften är syre, mer än en fjärdedel - kisel. På grund av deras kombinationer bildas mineraler som diamant, gips, kvarts etc. Flera mineraler kan bilda en sten.

• En ultradjup brunn på Kolahalvön gjorde det möjligt att bekanta sig med mineralprover från 12 km djup, där stenar nära graniter och skiffer hittades.
• Den största tjockleken av jordskorpan (cirka 70 km) avslöjades under bergssystemen. Under de platta områdena är det 30-40 km, och under haven - bara 5-10 km.
• En betydande del av skorpan bildar ett uråldrigt lågdensitets övre skikt, huvudsakligen bestående av graniter och skiffer.
• Jordskorpans struktur liknar jordskorpan på många planeter, inklusive de på månen och deras satelliter.