Вам уже известно, что Земля — это планета, маленькая частичка в огромной Вселенной. Изучая нашу планету в целом, учёные давно выделили ряд присущих ей оболочек, или сфер (греч. «сфера» — шар): воздушную оболочку, или атмосферу (греч. «атмос» — пар); водную оболочку, или гидросферу (греч. «гидор» — вода), и литосферу (греч. «литое» — камень) — каменную оболочку. Кроме этих оболочек, выделяют ещё и биосферу — область Земли, в которой развивается жизнь.
Вы знаете, что наука география — это наука о Земле. Понятно, что невозможно познать Землю, не изучив её оболочки. Но география изучает не только оболочки Земли, но и их взаимодействие друг с другом.
Что находится внутри Земли?
ОБРАТИТЕСЬ К ЭЛЕКТРОННОМУ ПРИЛОЖЕНИЮ. Внутреннее строение Земли. Образование горных пород.
1. Внутреннее строение Земли. Человечеству давно хотелось узнать, что находится в глубине Земли. Но выяснить это не так-то легко. Пока что людям удалось пробурить скважину глубиной всего 12 км. Поэтому учёным приходится делать выводы о внутреннем строении Земли на основе косвенных показателей.
Вы знаете, что земной шар состоит из трёх частей: ядра в середине, огромной мантии, занимающей 5/6 всего объёма Земли, и тонкой наружной земной коры (рис. 24).
Внутреннее тепло Земли передаётся и земной коре. Иногда вещество мантии — магма (в переводе с греческого «густая мазь») — изливается на земную поверхность.
2. Земная кора. В состав литосферы входят верхняя часть мантии и земная кора. Строение и толщина земной коры на разных участках отличаются.
Рис. 24. Внутреннее строение Земли
• Вспомните курс 5 класса. Как изменяется температура по направлению от ядра к земной коре? В каком агрегатном состоянии находится вещество ядра; мантии?
Если взглянуть на глобус, то бросается в глаза, что суша и вода образуют обширные пространства: суша — в материки, вода — в океаны. Разделение земной поверхности на материки и океаны не случайно, оно зависит от строения земной коры.
Материковая кора отличается от океанической по толщине и строению (рис. 25). Толщина материковой коры в среднем 30—40 км, а под горами достигает 70 км, океаническая кора гораздо тоньше — 3—7 км. В материковой коре выделяют три слоя: верхний — осадочный, средний — «гранитный» (близкий по своим свойствам к граниту) и нижний — «базальтовый» (состоит главным образом из базальта). Океаническая кора имеет только два слоя — осадочный и «базальтовый».
Рис. 25. Литосфера
Рис. 26. Разрез нефтяной скважины
• Назовите горные породы, через которые проходит скважина (используйте условные обозначения на форзаце 2).
3. Изучение земной коры человеком. Верхняя часть литосферы — земная кора — источник разнообразных полезных ископаемых: нефти, природного газа, каменного угля, руд металлов, золота, алмазов и др. Месторождения полезных ископаемых ищут геологи. Для изучения глубинных слоёв земной коры бурят скважины. Самая глубокая скважина пробурена на Кольском полуострове. Изучить строение земной коры помогают шахты, которые роют для добычи полезных ископаемых. Из скважин и шахт извлекают образцы горных пород. Но эти методы позволяют исследовать только верхнюю часть земной коры и лишь на суше. Проникнуть гораздо глубже помогает геофизика, а конкретно такой её раздел, как сейсмология — наука о землетрясениях.
В последнее время для изучения литосферы стало возможным использовать информацию, которая поступает с искусственных спутников Земли.
4. Из чего состоит земная кора? Вся толща земной коры состоит из разнообразных горных пород. Они различаются по происхождению, а следовательно, свойствам и составу. Горная порода имеет сложный состав и может включать несколько минералов. Состав и свойства горной породы зависят от состава и свойств тех минералов, из которых она состоит. Минералы различаются твёрдостью, плотностью, цветом, блеском, температурой плавления и другими свойствами.
Вы уже знаете, что по происхождению все горные породы делят на три группы: магматические, осадочные и метаморфические.
5. Магматические горные породы. Когда магма из мантии перемещается в верхние слои земной коры, она теряет тепло и начинает остывать. Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся из магмы при её остывании и затвердевании. Если магма достигла земной поверхности и излилась на неё, то она остывает довольно быстро и не образует или почти не образует кристаллов. К излившимся (эффузивным) породам относятся базальт, андезит, липарит, пемза и др. Однако не всегда магматическому расплаву удаётся достичь поверхности земли, тогда остывание происходит медленно. Из застывшей на глубине магмы образуются глубинные магматические породы: габбро, диорит, гранит. Их отличает крупнокристаллическое строение. Изучение магматических горных пород позволяет как бы заглянуть в недра Земли и узнать, как там проходят различные процессы, приводящие к образованию разнообразных минералов.
6. Осадочные горные породы. Уже само название этих горных пород указывает на то, как они образуются: осаждаются на дне океанов, морей, других водоёмов и на суше.
Под влиянием текучих вод, колебаний температуры и других воздействий разрушаются скалы. Обломки горных пород разных размеров уносятся ветром, ручейками и реками, оседают во впадинах и низинах. Осевшие обломки — щебень, галька, песок, глина и др. — это обломочные горные породы. Со временем они уплотняются и цементируются под нагрузкой вышележащих слоёв. Из них образуются другие осадочные горные породы, например песчаник.
В воде морей, океанов и некоторых озёр растворено много химических веществ. При высыхании водоёмов эти вещества осаждаются в виде кристаллов на их дне. Со временем они уплотняются, изменяются и превращаются в минералы и горные породы (гипс, поваренная соль и др.). Такие породы называют химическими. И химические, и обломочные горные породы имеют неорганическое происхождение.
Горные породы, возникшие в результате жизнедеятельности организмов, называются органическими осадочными горными породами. Они образуются из остатков растений и животных или продуктов их жизнедеятельности. К ним относятся известняк, каменный уголь, нефть, горючие сланцы и др.
Рис. 27. Мел под микроскопом (увеличено в 150 раз)
Рис. 28. Отпечаток древнего растения и насекомого в осадочных породах
Изучая осадочные породы и заключённые в них остатки растений и животных (рис. 27, 28), учёные определяют, в какое время на той или иной территории было море и когда оно отступило. По остаткам живых организмов можно также установить, тёплым было море или холодным. Поэтому изучение осадочных пород помогает восстановить историю развития Земли.
7. Метаморфические горные породы. Какими бы прочными ни были горные породы, при попадании в другие условия они начинают изменяться. Изменения эти происходят очень медленно — десятки и сотни миллионов лет. Породы с поверхности земли, попавшие на глубину в результате движений земной коры, изменяются под давлением лежащих на них других пластов горных пород. Под воздействием давления и высоких температур горные породы приобретают новые свойства: известняк превращается в мрамор, песчаник — в кварцит, гранит — в гнейс и т.п. Горные породы, образовавшиеся в результате изменения состава или свойств первоначальных пород, называются метаморфическими (греч. «метаморфоз» — превращение).
Изучая метаморфические горные породы, учёные могут судить о том, как изменялись условия, в которые попадала порода, т. е. опять-таки познать историю Земли.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Сравните материковую и океаническую кору по строению и толщине. 2. Расскажите своим родителям, зачем нужно изучать строение Земли. Какими способами это можно делать? 3. Назовите основные группы горных пород по происхождению. 4. Каковы по происхождению горные породы, которые добываются вблизи вашего населённого пункта? Как они используются человеком?