Η Γη είναι μέρος του ηλιακού συστήματος, βρίσκεται σε απόσταση 149,8 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον Ήλιο και είναι ο πέμπτος μεγαλύτερος μεταξύ άλλων πλανητών.
Λίγα για τον πλανήτη Γη
Η ταχύτητα περιστροφής ενός ουράνιου σώματος γύρω από τον Ήλιο είναι 29.765 km/s. Κάνει μια πλήρη περιστροφή σε 365,24 ηλιακές ημέρες.
Ο πλανήτης μας Γη έχει έναν δορυφόρο. Αυτό είναι το φεγγάρι. Βρίσκεται σε τροχιά του πλανήτη μας σε απόσταση 384.400 km. Ο Άρης έχει δύο φεγγάρια και ο Δίας εξήντα επτά. Η μέση ακτίνα του πλανήτη μας είναι 6371 km, ενώ μοιάζει με ελλειψοειδές, ελαφρώς πεπλατυσμένο στους πόλους και επιμήκη κατά μήκος του ισημερινού.
Μάζα και πυκνότητα της Γης
Η μάζα του είναι 5,981024 kg και η μέση πυκνότητα της Γης είναι 5,52 g/cm3. Ταυτόχρονα, αυτός ο δείκτης κοντά στον φλοιό της γης βρίσκεται εντός 2,71 g/cm3. Από αυτό προκύπτει ότι η πυκνότητα του πλανήτη Γη αυξάνεται σημαντικά προς την κατεύθυνση του βάθους. Αυτό οφείλεται στη φύση τηςκτίρια.
Για πρώτη φορά, η μέση πυκνότητα της Γης προσδιορίστηκε από τον I. Newton, ο οποίος την υπολόγισε στο ποσό των 5-6 g/cm3. Η χημική του σύσταση είναι παρόμοια με τους επίγειους πλανήτες όπως η Αφροδίτη και ο Άρης και εν μέρει ο Ερμής. Η σύνθεση της Γης: σίδηρος - 32%, οξυγόνο - 30%, πυρίτιο - 15%, μαγνήσιο - 14%, θείο - 3%, νικέλιο - 2%, ασβέστιο - 1,6% και αλουμίνιο - 1,5%. Τα υπόλοιπα στοιχεία αθροίζονται σε περίπου 1,2%.
Ο πλανήτης μας είναι ένας μπλε ταξιδιώτης στο διάστημα
Η θέση της Γης κοντά στον Ήλιο επηρεάζει την παρουσία ορισμένων χημικών ουσιών τόσο σε υγρή όσο και σε αέρια κατάσταση. Εξαιτίας αυτού, η σύνθεση της Γης είναι ποικίλη, σχηματίστηκε η ατμόσφαιρα, η υδρόσφαιρα και η λιθόσφαιρα. Η ατμόσφαιρα αποτελείται κυρίως από ένα μείγμα αερίων: άζωτο και οξυγόνο 78% και 21% αντίστοιχα. Καθώς και διοξείδιο του άνθρακα - 1,6% και αμελητέα ποσότητα αδρανών αερίων όπως ήλιο, νέο, ξένο και άλλα.
Η υδρόσφαιρα του πλανήτη μας αποτελείται από νερό και καταλαμβάνει τα 3/4 της επιφάνειάς του. Η Γη είναι ο μόνος γνωστός πλανήτης στο ηλιακό σύστημα σήμερα που έχει υδρόσφαιρα. Το νερό έχει παίξει καθοριστικό ρόλο στη διαδικασία εμφάνισης της ζωής στη Γη. Λόγω της κυκλοφορίας και της υψηλής θερμικής ικανότητας, η υδρόσφαιρα εξισορροπεί τις κλιματικές συνθήκες σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη και σχηματίζει το κλίμα στον πλανήτη. Αντιπροσωπεύεται από ωκεανούς, ποτάμια και υπόγεια νερά. Το στερεό μέρος του πλανήτη μας αποτελείται από ιζηματογενείς σχηματισμούς, στρώματα γρανίτη και βασάλτη.
Η δομή της Γης και η δομή της
Η Γη, όπως και οι υπόλοιποι πλανήτες της γήινης ομάδας, έχει μια πολυεπίπεδη εσωτερική δομή. Μέσα τηςτο κέντρο είναι ο πυρήνας.
Ακολουθεί ο μανδύας, που καταλαμβάνει σημαντικό μέρος του όγκου του πλανήτη, και μετά ο φλοιός της γης. Μεταξύ τους, τα σχηματισμένα στρώματα διαφέρουν πολύ στη σύνθεσή τους. Κατά τη διάρκεια της ύπαρξης του πλανήτη μας, πάνω από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, βαρύτεροι βράχοι και στοιχεία υπό την επίδραση της βαρύτητας διείσδυσαν όλο και περισσότερο στο κέντρο της Γης. Άλλα στοιχεία, πιο ελαφριά, παρέμειναν πιο κοντά στην επιφάνειά του.
Δυσκολία και απρόσιτη εξερεύνηση υπογείων
Είναι πολύ δύσκολο για ένα άτομο να διεισδύσει βαθιά στη Γη. Ένα από τα βαθύτερα πηγάδια ανοίχτηκε στη χερσόνησο Κόλα. Το βάθος του φτάνει τα 12 χιλιόμετρα.
Η απόσταση από την επιφάνεια μέχρι το κέντρο του πλανήτη είναι πάνω από 6300 χιλιόμετρα.
Χρήση έμμεσων εργαλείων έρευνας
Εξαιτίας αυτού, τα έγκατα του πλανήτη μας, που βρίσκονται σε σημαντικό βάθος, αναλύονται σύμφωνα με τα αποτελέσματα της σεισμικής εξερεύνησης. Περίπου δέκα ταλαντώσεις της επιφάνειάς του παρατηρούνται κάθε ώρα σε διαφορετικά σημεία της Γης. Με βάση τα δεδομένα που ελήφθησαν, χιλιάδες σεισμικοί σταθμοί διεξάγουν μελέτη για τη διάδοση των κυμάτων κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Αυτές οι δονήσεις διαδίδονται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως οι κύκλοι στο νερό από ένα πεταμένο αντικείμενο. Όταν ένα κύμα διεισδύει σε ένα πιο συμπαγές στρώμα, η ταχύτητά του αλλάζει δραματικά. Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που ελήφθησαν, οι επιστήμονες μπόρεσαν να προσδιορίσουν τα όρια των εσωτερικών κελυφών του πλανήτη μας. Στη δομή της Γης διακρίνονται τρία κύρια στρώματα.
Ο φλοιός της Γης και οι ιδιότητές του
ΚορυφήΤο κέλυφος της γης είναι ο φλοιός της γης. Το πάχος του μπορεί να κυμαίνεται από 5 χιλιόμετρα σε ωκεάνιες περιοχές έως 70 χιλιόμετρα σε ορεινές περιοχές της ηπειρωτικής χώρας. Σε σχέση με ολόκληρο τον πλανήτη, αυτό το κέλυφος δεν είναι παχύτερο από ένα κέλυφος αυγού και κάτω από αυτό μαίνεται υπόγεια φωτιά. Οι απόηχοι βαθιών διεργασιών που συμβαίνουν στα έγκατα της Γης, τις οποίες παρατηρούμε με τη μορφή ηφαιστειακών εκρήξεων και σεισμών, προκαλούν μεγάλη καταστροφή.
Ο φλοιός της Γης είναι το μόνο στρώμα που είναι διαθέσιμο στους ανθρώπους για ζωή και πλήρη έρευνα. Η δομή του φλοιού της γης κάτω από τις ηπείρους και τους ωκεανούς είναι διαφορετική.
Ο ηπειρωτικός φλοιός καταλαμβάνει πολύ μικρότερη περιοχή της επιφάνειας της γης, αλλά έχει πιο σύνθετη δομή. Περιέχει κάτω από το ιζηματογενές στρώμα τα εξωτερικά στρώματα γρανίτη και τα κατώτερα στρώματα βασάλτη. Παλαιότεροι βράχοι βρίσκονται στον ηπειρωτικό φλοιό, ηλικίας σχεδόν δύο δισεκατομμυρίων ετών.
Ο ωκεάνιος φλοιός είναι λεπτότερος, μόνο περίπου πέντε χιλιόμετρα, και περιέχει δύο στρώματα: το κατώτερο βασαλτικό και το ανώτερο ιζηματογενές. Η ηλικία των ωκεάνιων πετρωμάτων δεν ξεπερνά τα 150 εκατομμύρια χρόνια. Η ζωή θα μπορούσε να υπάρχει σε αυτό το επίπεδο.
Ο μανδύας και τι γνωρίζουμε για αυτόν
Κάτω από το φλοιό βρίσκεται ένα στρώμα που ονομάζεται μανδύας. Το όριο μεταξύ αυτού και του φλοιού είναι αρκετά έντονα σημειωμένο. Ονομάζεται στρώμα Mohorovich και μπορεί να βρεθεί σε βάθος περίπου σαράντα χιλιομέτρων. Το όριο Mohorovich αποτελείται κυρίως από στερεούς βασάλτες και πυριτικά. Εξαίρεση αποτελούν κάποιες «τσέπες λάβας», οι οποίες είναι σε υγρή μορφή.
Το πάχος του μανδύα είναι σχεδόν τρεις χιλιάδες χιλιόμετρα. Παρόμοια στρώματα έχουν βρεθεί και σε άλλους πλανήτες. Σε αυτό το όριο, υπάρχει μια σαφής αύξηση των σεισμικών ταχυτήτων από 7,81 σε 8,22 km/s. Ο μανδύας της Γης χωρίζεται σε άνω και κάτω συστατικά. Το όριο μεταξύ αυτών των γεωσφαιρών είναι το στρώμα της Γαλικίνης, το οποίο βρίσκεται σε βάθος περίπου 670 km.
Πώς σχηματίστηκε η γνώση του μανδύα;
Στις αρχές του 20ού αιώνα, τα σύνορα Μοχόροβιτς συζητήθηκαν εντατικά. Ορισμένοι ερευνητές πίστευαν ότι εκεί λαμβάνει χώρα η μεταμορφωτική διαδικασία, κατά την οποία σχηματίζονται πετρώματα με υψηλή πυκνότητα. Άλλοι επιστήμονες απέδωσαν την απότομη αύξηση της ταχύτητας των σεισμικών κυμάτων σε μια αλλαγή στη σύνθεση των πετρωμάτων από σχετικά ελαφρύ σε βαρύτερους τύπους.
Τώρα αυτή η άποψη θεωρείται η κύρια στην κατανόηση και τις μεθόδους μελέτης των διεργασιών που συμβαίνουν μέσα στον πλανήτη. Ο ίδιος ο μανδύας της Γης δεν είναι άμεσα προσβάσιμος για άμεση έρευνα λόγω της βαθιάς θέσης του και δεν έρχεται στην επιφάνεια.
Επομένως, οι κύριες πληροφορίες ελήφθησαν με γεωχημικές και γεωφυσικές μεθόδους. Γενικά, η ανακατασκευή μέσω των διαθέσιμων πηγών είναι ένα πολύ δύσκολο έργο.
Ο μανδύας, που δέχεται ακτινοβολία από το κέντρο, θερμαίνεται από 800 μοίρες στην κορυφή έως 2000 μοίρες κοντά στον πυρήνα. Υποτίθεται, στην πραγματικότητα, ότι η ουσία του μανδύα βρίσκεται σε συνεχή κίνηση.
Πόση είναι η πυκνότητα της Γης στην περιοχή του μανδύα;
Η πυκνότητα της Γης εντός του μανδύα φτάνει περίπου τα 5,9 g/cm3. Πίεσημεγαλώνει με αυξανόμενο βάθος και μπορεί να φτάσει τις 1,6 εκατομμύρια ατμόσφαιρες. Στο θέμα του προσδιορισμού της θερμοκρασίας στον μανδύα, οι απόψεις των επιστημόνων δεν είναι μονοσήμαντες και μάλλον αντιφατικές, 1500-10000 βαθμοί Κελσίου. Αυτές είναι οι απόψεις που επικρατούν στους επιστημονικούς κύκλους.
Όσο πιο κοντά στο κέντρο, τόσο πιο ζεστό
Ένας πυρήνας τοποθετείται στο κέντρο της Γης. Το πάνω μέρος του βρίσκεται σε βάθος 2900 χιλιομέτρων από την επιφάνεια (εξωτερικός πυρήνας) και αποτελεί περίπου το 30% της συνολικής μάζας του πλανήτη. Αυτό το στρώμα έχει τις ιδιότητες ενός παχύρρευστου υγρού και την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Περιέχει περίπου 12% θείο και 88% σίδηρο. Στα όρια του πυρήνα και του μανδύα, η πυκνότητα της Γης αυξάνεται απότομα και φτάνει περίπου τα 9,5 g/cm3. Σε βάθος περίπου 5100 km, αναγνωρίζεται το εσωτερικό του τμήμα, η ακτίνα του οποίου είναι περίπου 1260 χιλιόμετρα και η μάζα είναι 1,7% της συνολικής μάζας του πλανήτη.
Η πίεση στο κέντρο είναι τόσο τεράστια ότι ο σίδηρος και το νικέλιο, τα οποία πρέπει να είναι υγρά, είναι σε στερεή κατάσταση. Σύμφωνα με επιστημονικές μελέτες, το κέντρο της Γης είναι ένα μέρος με σούπερ ακραίες συνθήκες με πίεση 3,5 εκατομμυρίων ατμοσφαιρών και θερμοκρασίες πάνω από 6000 βαθμούς.
Από αυτή την άποψη, το κράμα σιδήρου-νικελίου δεν περνά σε υγρή κατάσταση, παρά το γεγονός ότι το σημείο τήξης τέτοιων μετάλλων είναι 1450-1500 βαθμοί Κελσίου. Λόγω της γιγαντιαίας πίεσης στο κέντρο, η μάζα και η πυκνότητα της Γης είναι αρκετά τεράστιες. Ένα κυβικό δεκατόμετρο μιας ουσίας ζυγίζει περίπου δώδεκα και μισό κιλά. Αυτό είναι ένα μοναδικό και το μόνο μέρος όπου η πυκνότητα του πλανήτη είναι σημαντικά υψηλότερη από ό,τι σε οποιοδήποτε άλλο τουστρώμα.
Η αποκάλυψη όλων των μηχανισμών αλληλεπίδρασης μέσα στη Γη θα ήταν όχι μόνο ενδιαφέρον, αλλά και χρήσιμο. Θα κατανοούσαμε τον σχηματισμό διαφόρων ορυκτών και τη θέση τους. Ίσως, ο μηχανισμός εμφάνισης του σεισμού θα γινόταν πλήρως κατανοητός, γεγονός που θα επέτρεπε την ακριβή προειδοποίησή τους. Σήμερα είναι απρόβλεπτα και φέρνουν πολλά θύματα και καταστροφές. Η ακριβής γνώση των ροών μεταφοράς και η αλληλεπίδρασή τους με τη λιθόσφαιρα μπορεί να ρίξει φως σε αυτό το πρόβλημα. Επομένως, οι μελλοντικοί επιστήμονες έχουν μια μακρά, ενδιαφέρουσα και χρήσιμη εργασία για όλη την ανθρωπότητα.
