Строение и состав земного шара

Уголь, нефть, металлические руды и многие другие полезные ископаемые залегают обычно глубоко в недрах Земли. Реже их находят у её поверхности

Современная наука объясняет, что все полезные ископаемые образовались путём постепенного скопления в определённых местах химических элементов, первоначально рассеянных в массе земного шара.

Что же представляет собой земной шар, из каких химических элементов и химических соединений он сложен, как эти вещества в нём распределены и каковы те закономерности, которые приводят к образованию в земной коре залежей полезных ископаемых?

Чтобы узнать строение и состав земного шара, пользуются разными способами. Например, для определения состава пород, залегающих у земной поверхности, из них отбирают образцы и анализируют их в лабораториях, т. е. определяют, из каких химических элементов они состоят. С помощью буровых скважин достают образцы пород с глубины 4—5 км. Установлено, что на этих глубинах встречаются такие же типы пород, как и у поверхности Земли.

Но буровыми скважинами нельзя получить образцы пород с более глубоких слоёв Земли, так как расстояние от поверхности земного шара до его центра равно 6371 км, а самые глубокие буровые скважины в настоящее время не достигают и одной тысячной доли этого расстояния. Поэтому состав глубоких частей земного шара можно определить только косвенным путём. Некоторые сведения получают, например, измеряя скорость прохождения волн от землетрясений. Эти волны, называемые сейсмическими, пронизывают недра Земли вглубь на тысячи километров. Они с неодинаковой скоростью проходят через породы различной плотности и по-разному от них отражаются.

С помощью сейсмических волн можно как бы «прощупать» Землю на огромные глубины. Измеряя точными приборами скорость и отражение этих волн и производя сложные расчёты, учёные установили, что земной шар построен неоднородно. В нём имеются оболочки и ядро. Самую верхнюю оболочку называют земной корой. Её толщина на материках в разных районах изменяется от 30 до 80 км, а на площади океанических впадин от 10 до 17 км. Земная оболочка до этой глубины сложена из сравнительно лёгких горных пород с удельным весом меньше 3,5 в среднем; она состоит преимущественно из кремния и алюминия, поэтому её называют сиалической (от слов силиций (кремний) и алюминий).

Под земной корой до глубины 2900 км залегает промежуточная оболочка. Она, как теперь выяснено, также большей частью твёрдая и лишь местами расплавлена. Поэтому теперь прежнее понятие земной коры стало условным: оно обозначает земную оболочку, сложенную преимущественно лёгкими горными породами. Промежуточная оболочка состоит из пород средней плотности с удельным весом — 3,5—5,0. В её составе преобладают кремний, магний и железо. Внизу эта оболочка состоит из более тяжёлых масс, чем вверху.

Ниже промежуточной оболочки находится ядро земли; радиус его равен 3500 км. Оно состоит из твёрдых масс с удельным весом 8—11. Поэтому предполагалось, что земное ядро состоит из металлов, главным образом из железа и никеля. Однако в последнее время появилось другое объяснение причины высокого удельного веса земного ядра. Оказывается, что под действием очень высокого давления даже лёгкие вещества могут уплотняться и становиться тяжёлыми. Отсюда можно предполагать, что земное ядро состоит из таких же веществ, как и земные оболочки, но сильно уплотнённых.

Исследования показали, что температура в недрах Земли увеличивается через каждые 100 м глубины на 3 градуса. Но такое возрастание температуры происходит только на первых километрах глубины. Далее оно постепенно уменьшается так, что промежуточная оболочка оказывается расплавленной только в отдельных местах, или очагах. Лава, поступающая из таких очагов и вытекающая через жерла вулканов, имеет температуру 1100 — 1300 градусов.

Истинная причина высокой температуры земных недр найдена недавно. На неё указал академик В. И. Вернадский. В Земле имеются радиоактивные химические элементы — уран, торий, радий — и одна разновидность калия с атомным весом 40. Эти элементы самопроизвольно, непрерывно и равномерно распадаются (радиоактивный распад) и выделяют при этом теплоту. Хотя они весьма редки и рассеяны в недрах Земли, всё же их достаточно, чтобы выделяемая ими теплота за многие миллионы лет существования Земли могла сильно нагреть, а местами даже расплавить каменные массы земного шара. Из этого расплава постепенно и обособились земные оболочки — земная кора и промежуточный слой.

По теории, разработанной академиком О. Ю. Шмидтом, наша планета Земля образовалась путём сгущения космической пыли. Этот сгусток первоначально холодных частиц благодаря выделению радиоактивного тепла постепенно разогревался, а внутри местами далее расплавился. В этих расплавленных очагах лёгкие вещества всплыли наверх, а тяжёлые осели книзу. Дальнейшее разделение веществ с образованием рудных залежей и разнообразных минералов и горных пород во многих случаях связано с внедрением огненно-жидкого расплава в земную кору.

Фото с сайта pixabay.com