Какие у земли есть свойства
КАТЕГОРИИ:
Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ
СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ
Внутреннее строение Земли установлено по материалам геофизических исследований (характеру прохождения сейсмических волн). Выделяют три главных оболочки.
1. Земная кора – наибольшая толщина до 70 км.
2. Мантия – от нижней границы земной коры до глубины 2900 км.
3. Ядро – простирается до центра Земли (до глубины 6 371 км).
Граница между земной корой и мантией называется границей Мохоровичича (Мохо), между мантией и ядром – границей Гутенберга.
Земное ядро делится на два слоя. Внешнее ядро (на глубине от 5 120 км до 2 900 км), вещество жидкое, поскольку поперечные волны в него не проникают, а скорость продольных падает до 8 км/с (см. «Землетрясения»). Внутреннее ядро (от глубины 6 371 км до 5 120 км), вещество здесь находится в твердом состоянии (скорость продольных волн возрастает до 11 км/с и более). В составе ядра господствует железоникелевый расплав с примесью кремния и серы. Плотность вещества в ядре достигает 13 г/куб.см.
Мантия подразделяется на две части: верхнюю и нижнюю.
Верхняя мантия состоит из трех слоев, погружается до глубины 800 – 900 км. Верхний слой, толщиной до 50 км, состоит из твердого и хрупкого кристаллического вещества (скорость продольных волн до 8,5 км/с и более). Вместе с земной корой он образует литосферу – каменную оболочку Земли. Средний слой – астеносфера (податливая оболочка) характеризуется аморфным стекловидным состоянием вещества, а отчасти (на 10%) имеет расплавленное вязкопластичное состояние (об этом свидетельствует резкое падение скорости сейсмических волн). Толщина среднего слоя около 100 км. Астеносфера залегает на разных глубинах. Под срединно-океаническими хребтами, где толщина литосферы минимальна, астеносфера лежит на глубине нескольких километров. На окраинах океанов, по мере роста мощности литосферы, астеносфера погружается до 60 – 80 км. Под континентами она лежит на глубинах около 200 км, а под континентальными рифтами вновь приподнимается до глубины 10 – 25 км. Нижнийслой верхней мантии (слой Голицина) иногда выделяют как переходный слой или как самостоятельную часть – среднюю мантию. Опускается он до глубины 800 – 900 км, вещество здесь кристаллическое твердое (скорость продольных волн до 9 км/с).
Нижняя мантия простирается до 2 900 км, сложена твердым кристаллическим веществом (скорость продольных волн возрастает до 13,5 км/с). В составе мантии преобладают оливин и пироксен, ее плотность в нижней части достигает 5,8 г/куб.см.
Земная кора подразделяется на два главных типа (материковая и океаническая) и два переходных (субматериковая и субокеаническая). Типы коры отличаются строением и мощностью.
Континентальная кора, распространенная в пределах материков и зоны шельфа, имеет мощность 30 – 40 км в платформенных областях и до 70 км в высокогорьях. Нижний ее слой – базальтовый (мафический – обогащен магнием и железом), состоит из тяжелых пород, его толщина от 15 до 40 км. Выше лежит состоящий из более легких пород гранито-гнейсовый слой (сиалический – обогащен кремнием и алюминием), толщиной от 10 до 30 км. Сверху эти слои могут перекрываться осадочным слоем, мощностью от 0 до 15 км. Выделенная по сейсмическим данным граница между базальтовым и гранитогнейсовым слоями (граница Конрада) не всегда четко прослеживается.
Океаническая кора, мощностью до 6 – 8 км, также имеет трехслойное строение. Нижний слой – тяжелый базальтовый, толщиной до 4 – 6 км. Средний слой, мощностью около 1 км, сложен переслаивающимися пластами плотных осадочных пород и базальтовых лав. Верхний слой состоит из рыхлых осадочных пород, толщиной до 0,7 км.
Субматериковая кора, имеющая близкое к материковой коре строение, представлена на периферии окраинных и внутренних морей (в зонах континентального склона и подножья) и под островными дугами, характеризуется резко сокращенной мощностью (до 0 м) осадочного слоя. Причиной такого уменьшения толщины осадочного слоя является большой уклон поверхности, способствующий соскальзыванию накапливающихся осадков. Мощность этого типа коры до 25 км, в том числе базальтового слоя до 15 км, гранитогнейсового до 10 км; граница Конрада выражена плохо.
Субокеаническая кора, близкая по строению к океанической, развита в пределах глубоководных частей внутренних и окраинных морей и в глубоководных океанических желобах. Отличается резким увеличением мощности осадочного слоя и отсутствием слоя гранитогнейсового. Чрезвычайно высокая мощность осадочного слоя обусловлена очень низким гипсометрическим уровнем поверхности – под действием гравитации здесь накапливаются гигантские толщи осадочных пород. Общая толщина субокеанической коры также достигает 25 км, в том числе базальтового слоя до 10 км и осадочного до 15 км. При этом мощность слоя плотных осадочных и базальтовых пород может составлять 5 км.
Плотность и давление Земли также изменяются с глубиной. Средняя плотность Земли составляет 5,52 г/куб. см. Плотность пород земной коры варьирует от 2,4 до 3,0 г/куб. см (в среднем – 2,8 г/куб. см). Плотность верхней мантии ниже границы Мохо приближается к 3,4 г/куб. см, на глубине 2 900 км она достигает 5,8 г/куб. см, а во внутреннем ядре до 13 г/куб. см. Соответственно приведенным данным давление на глубине 40 км равно 103 МПа, на границе Гутенберга 137 × 103 МПа, в центре Земли 361× 103 МПа. Ускорение силы тяжестина поверхности планеты составляет 982 см/с2, достигает максимума в 1037 см/с2 на глубине 2900 км и минимально (ноль) в центре Земли.
Магнитное поле Земли предположительно обусловлено возникающими при суточном вращении планеты конвективными движениями жидкого вещества внешнего ядра. Изучение магнитных аномалий (вариаций напряженности магнитного поля) широко используется при поиске железорудных месторождений.
Тепловые свойства Землиформируются солнечной радиацией и тепловым потоком, распространяющимся из недр планеты. Влияние солнечного тепла не распространяется глубже 30 м. В этих пределах на некоторой глубине лежит пояс постоянной температуры, равной среднегодовой температуре воздуха данной местности. Глубже этого пояса температура постепенно возрастает под действием теплового потока самой Земли. Интенсивность теплового потока зависит от строения земной коры и от степени активности эндогенных процессов. Средне планетарная величина теплового потока равна 1,5 мккал/см2 × с, на щитах около 0,6 – 1,0 мккал/см2 × с, в горах до 4,0 мккал/см2 × с, а в срединно-океанических рифтах до 8,0 мккал/см2 × с. В числе источников, формирующих внутреннее тепло Земли, предполагаются следующие: энергия распада радиоактивных элементов, химические превращения вещества, гравитационное перераспределение вещества в мантии и ядре. Геотермический градиент – величина нарастания температуры на единицу глубины. Геотермическая ступень – величина глубины, за которую температура возрастает на 1° С. Эти показатели сильно отличаются в разных местах планеты. Максимальные величины градиента наблюдаются в подвижных зонах литосферы, а минимальные на древних континентальных массивах. В среднем геотермический градиент верхней части земной коры составляет около 30° С на 1 км, а геотермическая ступень около 33 м. Предполагается, что с ростом глубины геотермический градиент уменьшается, а геотермическая ступень увеличивается. На основании гипотезы о преобладании в составе ядра железа, были рассчитаны температуры его плавления на разных глубинах (с учетом закономерного роста давления): 3700° С на границе мантии и ядра, 4300° С на границе внутреннего и внешнего ядра.
Химический состав Земли считается сходным со средним химическим составом изученных метеоритов. Метеориты по составу бывают:
– железные (никелистое железо с примесью кобальта и фосфора) составляют 5,6% от найденных;
– железокаменные (сидеролиты – смесь железа и силикатов) встречаются реже всего – составляют лишь 1,3% от известных;
– каменные (аэролиты – обогащенные железом и магнием силикаты с примесью никелистого железа) являются самыми распространенными – 92,7%.
Таким образом, в среднем химическом составе Земли преобладают четыре элемента. Кислорода и железа содержится примерно по 30%, магния и кремния – по 15%. На долю серы приходится около 2 – 4%; никеля, кальция и алюминия – по 2%.
Дата добавления: 2013-12-12; Просмотров: 879; Нарушение авторских прав?
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Рекомендуемые страницы:
Читайте также:
Источник
Форма и размеры Земли
Земля имеет форму близкую к шарообразной (геоид). Геодезические измерения показали, что форма Земли сложная и не является типичным шаром. Это можно доказать, сравнив экваториальный и полярный радиусы. Расстояние от центра планеты до её экватора называется большой полуосью (или экваториальным радиусом) и составляет 6 378 245 м. Расстояние от центра планеты до её полюса называется малой полуосью и составляет 6 356 863 м. Следовательно, большая полуось больше малой примерно на 22 км. Земля слегка сплюснута у полюсов (полярное сжатие).
Общая площадь поверхности земного шара составляет 510 млн. кв. км. Длина экватора – 40 000 км.
Вокруг Земли на расстоянии 384,4 тыс. км обращается единственный её спутник Луна. Период обращения Луны вокруг Земли и вокруг своей оси совпадают, поэтому Луна повёрнута к Земле одной стороной, а другую с Земли не видно.
Земной магнетизм
Земля обладает магнитным полем, наглядно, проявляющимся в воздействии на магнитную стрелку, которая свободно подвешенная в пространстве всегда устанавливается вдоль магнитных силовых линий, сходящихся в магнитных полюсах. Магнитное поле (магнитосфера) надежно предохраняет все живое на поверхности Земли от губительного воздействия заряженных космических частиц.
Движение Земли и его показатели и последствия
В настоящее время установлено, что Земля имеет четыре вида движения.
- Движение вместе с Солнечной системой вокруг центра Галактики. Один галактический год (время, за которое Солнечная система совершает один оборот) составляет 280 млн. лет.
- Движение вокруг Солнца по орбите, имеющей форму эллипса, близкого к кругу с радиусом 149 млн. км. Скорость движения Земли около 30 км / сек. Полный оборот земля совершает за 365, 25 суток. Это время называется звёздным годом. Ось Земли неизменно наклонена к плоскости орбиты под углом 66,5 градусов. Это обеспечивает различное положение планеты к Солнцу в течение года, влияет на угол падения солнечных лучей и как следствие смену времен года.
Во время полного оборота Земли вокруг Солнца есть особо примечательные даты:
- 22 июня – день летнего солнцестояния. В этот день земная ось наклонена Северным полюсом к Солнцу. Солнце стоит в зените над параллелью 23,5 градусов с.ш. Поэтому Северное полушарие получает гораздо больше тепла, чем Южное. Во всем полушарии наблюдается самый длинный день. А в северной приполярной области (от 65 градусов с.ш. до полюса) Солнце не заходит и наблюдается полярный день. В Южном полушарии картина противоположная: самая длинная ночь, а в приполярной области (от 65 градусов ю.ш. до Южного полюса) Солнце вообще не восходит. Параллели 65 градусов в обоих полушариях называются полярными кругами. Если двигаться от полярных кругов к полюсам, то продолжительность полярных дней и ночей увеличивается. На полюсах она составляет 6 месяцев. Параллели 23,5 градуса в Северном и Южном полушариях называют тропиками.
- 22 декабря – день зимнего солнцестояния. В этот день Солнце в зените над южным тропиком (23,5 градусов ю.ш.). В Южном полушарии самый длинный день, а в Северном – самый короткий.
- 21 марта (в Южном полушарии 23 сентября) — день весеннего равноденствия, 23 сентября (в Южном полушарии 21 марта) — день осеннего равноденствия. В эти дни Солнце в зените над экватором. В обоих полушариях день равен ночи.
3. Движение Земли вокруг своей оси. Земля вращается вокруг своей условной оси с запада на восток с полным оборотом в течение звёздных суток, под которыми понимают время полного оборота нашей планеты вокруг оси относительно звезд, считая их бесконечно далёкими. Звёздные сутки равны примерно 24 часам. Места, где условная ось пересекает поверхность Земли, называют полюсами. С этим движением связана смена дня и ночи на Земле. Время от восхода солнца до заката называется днём, а от заката до восхода – ночью. Между дневным светом и ночной темнотой существует время сумерек, когда Солнце еще не взошло, или только село и освещает воздух над горизонтом и за счет этого предметы легко различимы. Продолжительность сумерек зависит от того, под каким углом к горизонту происходит видимое движение Солнца. Чем ближе к экватору, тем сумерки короче. Время, когда вечерние сумерки сходятся с утренними, называют «белые ночи».
Суточное вращение Земли является причиной не только смены дня и ночи, но имеет еще одно важное следствие – отклонение любого движущегося тела относительно поверхности Земли. Каждое движущееся тела под действием сил инерции стремится сохранить направление своего движения. Находясь на Земле, мы оцениваем любое движение относительно земной поверхности, которую принимаем неподвижной. На самом деле Земля вращается и тело, стараясь сохранить направление своего движения отклоняется по отношению к земной поверхности. Силу, отклоняющую таким образом тело, называют «силой Кориолиса» (в честь фр. уч. Г.Кориолиса). Хотя этот термин не совсем справедлив, т.к. на самом деле никакой силы нет, а отклонение связано только с подвижной системой отсчёта. Более правильно применение термина «ускорение Кориолиса» для характеристики такого отклонения.
Ученые рассчитали, что это отклонение равно 2 х sin(А) х В х С, где А – широта местности; В – угловая скорость вращения Земли, С – скорость движения объекта. Поэтому на экваторе ускорение Кориолиса равно нулю, а на полюсах имеет максимальное значение. В обычной жизни это отклонение мы не замечаем, но в природных процессах оно оказывается ощутимым и долгим. Отклоняются движущиеся с большой скоростью воздушные и водные массы. Поэтому, например, одни берега рек (подмытые водой) более крутые, другие – более пологие. В северном полушарии движущиеся тела отклоняются вправо, а в южном – влево.
4. Обращение Земли и Луны вокруг общего центра масс и возникающие при этом центробежные силы, а также суточное вращение Земли вокруг собственной оси создают периодические уровня вод и сменяющие их понижения – приливы и отливы (периодичность их примерно два раза в сутки). Приливная волна движется с востока на запад навстречу суточному вращению Земли. Один оборот вокруг общего центра масс Земля и Луна совершают за 27,32 суток (лунный месяц).
Источник
Процесс производства в аграрной и индустриальной сферах во многом зависит от рационального использования земли. В сельском хозяйстве процесс труда заключается в воздействии человека на землю для производства продовольственной и технической продукции, в добывающей и обрабатывающей промышленности – в добыче и обработке минерального сырья, в лесном хозяйстве – в выращивании и заготовке древесины, ягод, грибов, пушнины и др.
Наиболее полно общественная значимость земли раскрывается в сельском хозяйстве, где процесс производства непосредственно связан со свойствами земли. Решающая роль в этом процессе принадлежит живому труду и земле, так как человек, создавая необходимые предпосылки для развития растений, воздействует на почву биологическими, химическими и техническими средствами, улучшает ее физические, химические свойства. При этом создаются предпосылки для развития растений и выращивания животных.
Как средство труда земля характеризуется качеством почв и продуктивностью растений, как предмет труда – технико-технологическими и пространственными свойствами, определяющими технологию и эффективность земледелия. Таким образом, в сельском хозяйстве земля служит главным средством производства и выступает в виде сельскохозяйственных угодий с различным природным (естественным) и эффективным (экономическим) плодородием. Кроме того, в сельском хозяйстве земля может служить и материальным условием производства, пространственным операционным базисом (при размещении производственных и хозяйственных центров, населенных пунктов, дорог и т.д.), предметом труда (при добыче местных полезных ископаемых для собственных нужд), компонентом природной среды, а также элементом недвижимости, на которую имеют определенные права собственники.
В лесном хозяйстве земля выступает как главное средство лесохозяйственного производства и выполняет те же функции, что и в сельском хозяйстве.
В добывающей промышленности земля используется в качестве материального условия производства, пространственного операционного базиса, средства производства, компонента природной среды и недвижимости.
Для собственников и пользователей, владеющих или распоряжающихся землями природоохранного назначения, земля в первую очередь выступает как компонент природной среды и территориальный базис, как средство или предмет труда (в зависимости от целевого назначения земель).
Свойства земли можно разделить на две группы: воспроизводимые и невоспроизводимые. К воспроизводимым свойствам относятся характеристики плодородия и (частично) водного режима (т.е. характеристики земли как средства труда), к невоспроизводимым – большинство пространственных свойств.
Для изменения свойств земли проводят различные мероприятия. Это расширение размера производства за счет освоения новых земель; мероприятия, улучшающие свойства земли как орудия труда (например, мелиорация) и повышающие эффективность ее использования; мероприятия, связанные с организацией использования земли (проектирование севооборотов, устройство их территории и др.); мероприятия, улучшающие свойства земли как предмета труда (оптимизация конфигурации и других пространственных характеристик участков); мероприятия, улучшающие свойства земли как природного ресурса (повышение плодородия, уменьшение или прекращение смыва почвы и стока осадков и т.д.).
В отличие от других средств производства земля неперемещаема, невоспроизводима, ничем не заменима, пространственно ограничена. При правильном использовании ее плодородие повышается.
Можно выделить следующие особенности использования земли как важнейшего компонента природной среды.
1. Земля – основа сохранения всего живого на планете.
2. Земля не является результатом человеческого труда. Она – продукт природы. Вместе с тем плодородие земли агроландшафтовво многом определено человеческой деятельностью, поэтому оно не является даровым благом.
3. Рационально вести хозяйство на земле можно лишь при использовании других природных ресурсов (света, тепла, воды, воздуха), необходимых для нормального развития растений. Земельные угодья (и их плодородие) необходимо рассматривать как составной элемент единой производительной силы природы в комплексе с их территориальным расположением, наличием водных источников, характером агроландшафта, растительности и т.д.
4. Земля может быть рационально использована на основе комплексного учета экономических, технологических и других антропогенных условий.
5. Земля имеет территориальную качественную и количественную неоднородность, изменчивость свойств. Каждый земельный массив уникален по условиям функционирования и воспроизводства плодородия, что определяется конкретными характеристиками агроландшафтов.
6. При использовании земель необходимо учитывать темпы воспроизводства почвенного плодородия. Критерием может быть положительный баланс гумуса, основных элементов питания растений.
7. Земельные ресурсы должны иметь дифференцированную систему организации территории и производства. Это связано с неодинаковыми методами возделывания культур и их различной эффективностью на участках с отличающимися почвенно-климатическими и пространственными условиями.
8. Почва – малоподвижная среда. Загрязняющие вещества мигрируют в почве очень медленно, вследствие чего они могут постепенно накапливаться, их концентрация растет. Почву очень трудно очищать от загрязнителей. Накопленные в почве загрязнения влияют на человека в основном косвенно (за исключением радиоактивного загрязнения). Это воздействие связано главным образом с качеством и объемом употребляемой в пищу сельскохозяйственной продукции.
Источник