Литосфера Земли
Глоссарий
Астеносфера — расположенный на глубине около 150-200 км частично расплавленный, находящийся в вязком состоянии слой.
Лава — лишенная газов, застывшая на поверхности Земли магма.
Магма — огненная масса в слое астеносферы, расплавленная, содержащая большое количество газов.
Литосферные плиты — гигантские участки земной коры, свободно перемещающиеся по вязкому слою мантии.
Области складчатости — участки земной коры между плитами литосферы, находящиеся в относительном движении, в рельефе им соответствуют горные системы суши и дна морей.
Определение литосферы
Литосферой (λίθος – «камень» и σφαίρα – «шар») называют твердую земную оболочку, которая полностью покрывает планету, защищая ее от достигающей 60000 °С температуры раскаленного ядра. Литосфера расположена между атмосферой и гидросферой сверху и астеносферой снизу. Толщина твердой оболочки Земли не однородна, и на различных участках составляет от десятков до нескольких сотен километров.
Пангея
Несмотря на солидный возраст, формирование планеты не окончено до сих пор. И тонкая поверхность коры, что является домом для человека, растений и животных, и горячие недра находятся в постоянном движении. Меняются очертания материков, рельеф местности, климатические условия.
Глядя на современные космические снимки планеты с очертанием шести отдельных континентов, сложно поверить, что около 250 миллионов лет назад на планете существовал единый сверхконтинент, носящий название Пангея.
В результате активных процессов в недрах планеты единый материк раскололся на современные континенты, которые, благодаря медленному, от 2.5 см до 7 см в год (по данным различных источников), движению тектонических плит за миллионы лет удалились на максимальное расстояние.
Поднимаясь на царапающие облака горы или спускаясь в недра океана, человек считает себя покорителем природы, но ни один рукотворный небоскреб не сравнился по высоте с горами, и ни один батискаф не спустился в самую глубокую Марианскую впадину.
Поверхность литосферы не сплошная, а представлена отдельными плитами, которые в некоторых местах находят друг друга, образуя горные хребты или расходятся, формируя морские впадины.
В строении литосферы ученые выделяют восемь крупных плит и значительное количество более мелких. Плиты не зафиксированы неподвижно, а медленно передвигаются по горячей и жидкой астеносфере, образуя в местах стыков пластин зоны сейсмической активности.
Крупнейшие тектонические плиты:
- Австралийская плита
- Антарктическая плита
- Африканская плита
- Евразийская плита
- Индостанская плита
- Тихоокеанская плита
- Северо-Американская плита
- Южно-Американская плита
Строение литосферы
Если смотреть на Землю в поперечном разрезе вдоль полюсов, то можно выделить: земную кору, пограничный слой, мантию, ядро.
К литосфере относятся: земная кора, переходный слой и самый верхний, вязкий слой мантии.
Литосфера, о которой мы ведем сейчас речь — это всего лишь около 1% от радиуса земли, но именно этот 1% позволяет существовать жизни на планете.
Земная кора — самый верхний слой литосферы. В неоднородности земной коры можно убедиться, стоя на берегу и глядя на обрыв скромной реки, где слои различных пород находятся друг над другом. Найденные при раскопках полезные ископаемые (нефть, газ, железная руда, алмазы) рассказывают ученым о процессах, происходящих на планете миллионы лет назад.
Земная кора — не только самый верхний слой литосферы, но и самый тонкий — ее размер составляет от 80 километров на горных участках планеты до 30 км на равнинных. По типу земная кора делится на океаническую и материковую. Такое деление характерно только для Земли, на остальных планетах такого разделения нет, если верить показаниям космических зондов и планетоходов.
В коре материкового типа выделяют три слоя пород:
- осадочный — сформирован породами осадочного и вулканического происхождения;
- гранитный — сформирован породами метаморфического горного происхождения, которые представлен кварцем и полевым шпатом;
- базальтовый — в формировании участвовали магматические породы.
Океаническая кора состоит из осадочного и базальтового слоев.
Под земной корой, в точности повторяя ее очертания, и отделяя ее от мантии, расположен пограничный слой или поверхность Мохоровичича. Граница Мохоровичича представляет собой тонкий слой из пепла, который образуется в результате электроразрядных молний, протекающих в верхнем слое мантии.
Огромное давление между мантией и земной корой привело к тому, что слой пепла спрессовался и при пропускании сейсмических волн ведет себя как плотное, практически монолитное вещество. Поверхность Мохоровичича выполняет гидро-, электро- и теплоизоляционную функции.
Мантия делится на два слоя:
- верхний, который относится к литосфере;
- нижний, окутывающий раскаленное ядро.
Ядро, жидкое снаружи и плотное внутри, состоит преимущественно из железа и никеля.
В верхнем слое мантии образуется раскаленная магма, ищущая свой выход через разломы в земной коре в местах соприкосновения тектонических плит. И именно в недрах обычный уголь под действием давления и температуры превращается в самый прочный (и к тому же драгоценный) камень — алмаз.
Способы изучения земной коры
Вы спросите, откуда ученым это известно? Ведь толщина земной коры составляет около 60-70 километров, а буровые установки, созданные человеком, достигли глубины чуть более 12 километров.
Вулканы — смертельно опасные, но в тоже время впечатляющие и завораживающие доказательства огненных процессов, происходящих в земных недрах. Преодолев сопротивление земной коры, на поверхность под давлением выбрасывается раскаленная магма, которая, остывая в атмосфере, превращается в реки лавы, несущие вулканические камни и газ, а с ними сведения для ученых о процессах, происходящих глубоко внутри Земли.
По линиям глубинных разломов земной коры расположены активные действующие вулканы. Тихоокеанское огненное кольцо, в которое входят вулканы Камчатки, Японии, Филиппинских островов, Индонезии, Мексики, Алеутских островов, Южной Америки и Огненной Земли дает ученым ответы на вопросы, а наблюдателям — незабываемое зрелище.
Но «дыхание» планеты и ее активную жизнь можно увидеть и на менее разрушительных примерах.
Среди древних городских развалин небольшого городка Поццуоли, расположенного на берегах Неаполитанского залива, в центре города есть остатки древнего храма и прилегающей к нему рыночной площади, построенных более двух тысяч лет назад, еще во времена Римской Империи. Даже невооруженным глазом заметно, что мраморные колонны изъедены морскими камнеточцами почти на 6 метров в высоту.
Из исторических хроник известно, что к XIII веку городская площадь опустилась ниже уровня моря. Однако произошло это не одномоментно, в результате землетрясения или другого катаклизма, а медленно, год за годом. В течение трех веков остатки зданий были затоплены,затем суша неспеша начала подниматься. К 1800 году руины вновь оказались выше уровня моря, и любознательные туристы могут своими глазами наблюдать уникальное явление брадисеймса, когда слой магмы настолько близко подходит к земной коре, что в результате подземных движений поверхность Земли поднимается и опускается.
Методические советы
С помощью наводящих вопросов и наглядного материала в виде таблиц и схем ребята узнают о движении литосферных плит, указывая на карте их границы.
Ребята схематически зарисовывают строение материковой и океанической коры.
Затем рассматривают образцы минералов различного происхождения, определяют отличия между представителями разных литосферных слоев.
Заключительный этап — тестирование по теме.
Темы докладов
- От Пангеи до 6 континентов.Движение литосферных плит
Сокровища недр Земли
Три жизни углерода: от графита до алмаза
- Как называется твердая оболочка Земли?
- имя древнегреческой богини плодородия
- название единого континента, когда-то существовавшего на планете Земля +
- название планеты в Крабовидной Туманности
Что называют Тихоокеанским огненным кольцом?
- пожары на нефтяных танкерах в Тихом океане
- активные действующие вулканы,расположенные по линиям глубинных разломов земной коры +
- рой светящегося планктона, видимый в Тихом океане ночью
Какое еще явление свидетельствует о «дыхании» планеты?
Поверхность Мохоровичича расположена.
- между земной корой и верхним слоем магмы +
- между базальтовым и осадочными слоями земной коры
- между нижним слоем магмы и земным ядром
#ADVERTISING_INSERT#
Источник
Почва как составляющая литосферы, ее строение, состав, свойства.
БЛОК ИНФОРМАЦИИ (Экологическая медицина) к занятию 6
По теме «Эколого-медицинская характеристика литосферы».
Почва как составляющая литосферы, ее строение, состав, свойства.
Литосфера – это составная часть биосферы, представляющая собой твердую оболочку Земли. В состав литосферы входит почва — верхний плодородный слой земной коры, представляющий собой комплекс минеральных и органических веществ, заселенных живыми организмами.
Согласно В.И.Вернадскому, почва представляет собой биокосное вещество, состоящее одновременно из живых и косных (неорганических) тел – минералов, воды, воздуха, органических остатков. Толщина почвы колеблется от нескольких сантиметров до 3 м и более и в среднем составляет 18-20 см. Мощность почв увеличивается от полюса к экватору. Одним из важнейших свойств почвы является ее структура, которая обусловлена совокупным действием органических и минеральных почвенных коллоидов, склеивающих элементарные частички почвы и способствующие образованию комочков структурных агрегатов различной формы и величины.
Почва представляет собой довольно сложную полидисперсную трехфазную систему, включающую твердую (минеральные частицы), жидкую (почвенная влага) и газообразную фазы. Соотношение этих трех составляющих определяет основные физические свойства почвы как среды обитания живых организмов. Полидисперсность частиц твердой части почвы обусловливает рыхлость ее сложения. Химические же свойства сильно зависят от органического вещества.
Состав и размеры минеральных частиц (твердая фаза) определяют механические свойства почвы. Различают почвы песчаные (содержат более 90 % песка), супесчаные (90 — 80), легкие, средние и тяжелые суглинки (соответственно 80 — 70, 70 — 55 и 55 — 40) и глины — легкие (40 — 30), средние (30 — 20) и тяжелые (менее 20 % песка).
Отдельные минеральные частицы в составе почвы обычно склеиваются друг с другом, образуя более или менее крупные агрегации. Соотношение разных по величине агрегаций минеральных частиц (степень пористости или скважинности) определяет структуру почвы. По структуре различают глыбистую, комковатую, ореховатую, крупнозернистую, мелкозернистую, пылеватую и др. почвы. По степени пористости различают почвы тонкопористые (диаметр пор менее 1 мм), пористые (1- 3), губчатые (3 — 5), ноздреватые (имеются поры диаметром 5 — 10), ячеистые (более 10 мм), трубчатые (поры или полости соединяются в канальцы).
Механический состав и структура почв является ведущим фактором формирования их свойств как среды обитания живых организмов.
Минеральные частицы занимают 40 — 70 % общего объема почвы. Оставшееся пространство, представляющее собой систему пор, полостей и канальцев, занято воздухом и водой.
Вода (почвенная влага) может находиться в почве в трех состояниях: гравитационном, капиллярном и прочносвязанном (гигроскопическом). Гравитационная вода заполняет относительно крупные (не обладающие свойством капиллярности) поры и полости в почве; она доступна для растений. Проникая в почву с поверхности суши, главным образом в результате атмосферных осадков, эта часть жидкой фазы представляет собой сложный раствор, обладающий различными свойствами в зависимости от состава растворенных веществ. Так, например, рН почвенного раствора может колебаться от 3 — 3,5 ед. (сфагновые болота) до 10 – 11 ед. (солонцы). От состава растворенных веществ зависит и роль почвенной влаги в водном режиме и питании растений.
Вода, заполняющая поры малого диаметра, оказывается под воздействием сил поверхностного натяжения капиллярного мениска и «подсасывается» вверх на расстояние, обратно пропорциональное диаметру капилляра. На этом механизме основано увлажнение почвы снизу (от горизонта подземных вод), а также потеря влаги почвой испарением ее с почвенной поверхности. Эту часть почвенной влаги называют капиллярной, она образует влажный горизонт почвы.
На фоне определенного типа структуры почвы различные формы влаги определяют конкретные водные свойства почвы: ее водоудерживающую способность, водопроницаемость и водоподъемные свойства. Испаряясь, почвенная влага определяет почти 100 % влажность почвенного воздуха (кроме самых верхних горизонтов почвы).
Воздух проникает в почву из атмосферы путем диффузии газов между атмосферой и поверхностными горизонтами почвы по градиенту давления и заполняет поры и полости, свободные от воды.
Обязательным компонентом почвы является органическое вещество, образующееся в результате разложения мертвых организмов. Часть органического вещества формируется в самой почве, значительная часть его попадает в почву из наземных экосистем. Органическое вещество почвы представлено коллоидной фракцией гумуса-перегноя с частицами до 0,0001 мм. В гумусе содержится С, Н2, N2, Р, Са, S, белки, жиры, углеводы.
Состав органических веществ многообразен и включает компоненты, образующиеся на разных стадиях разложения сложных углеводов, белков, жиров и других веществ. Почвенные органические вещества содержат, в частности, лигнин, клетчатку, терпены (эфирные масла), смолы, дубильные вещества и др. Часть молекул органических веществ (преимущественно ароматической природы) полимеризуется, что повышает их устойчивость к воздействию микроорганизмов-разрушителей. Так образуется гумус, который накапливается в почве и долго в ней сохраняется. Входящие в состав гумуса фульвокислоты. активно разлагают минеральные вещества, способствуя процессу почвообразования. Гуминовые кислоты участвуют в создании пористой структуры почвы, что улучшает водные и воздушные ее свойства и режим питания растений.
В почве выделяют три основных горизонта, различающихся по морфологическим и химическим свойствам:
— верхний перегнойно-аккумулятивный горизонт (А), в котором накапливается и преобразуется органическое вещество и из которого промывными водами часть соединений выносится вниз;
— горизонт вымывания, или иллювиальный (В), где оседают и преобразуются вымытые сверху вещества;
— материнскую породу, или горизонт (С), материал которой преобразуется в почву.
Материнская порода состоит из каменистой части, песка, глины, извести и ила и представляет собой сложный комплекс минеральных соединений, включающих Si, Аl, Fе, К, Nа, Мg, Са, Р, S, РЬ, Сu, Р, I, которые в большинстве своем находятся в окисленной форме, соли угольной, серной, фосфорной, соляной кислот и др. Каменистая часть представляет собой частицы с диаметром более 3 мм, песок – частицы размером 0,2 — 3 мм, глина – 0,001 — 0,01 мм. По степени дисперсности минеральные вещества делятся на 2 группы. К первой относятся частицы диаметром больше 0,001 мм (обломки горных пород и слагающих их минералов, минеральные новообразования, появляющиеся в процессе образования почвы). Ко второй группе причисляют тонкодисперсные частицы диаметром меньше 0,001 мм (вновь образовавшиеся в процессе выветривания глинистых минералов, специфических органических соединений – продуктов разложения органических остатков и синтеза из них новых элементов). Тонкодисперсная часть почвы определяет ряд ее физических и физико-химических свойств, аккумулирует ряд химических элементов, необходимых растениям для их жизнедеятельности.
Источник