Земля
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Земля́ — третья от Солнца планета Солнечной системы.
Крупнейшая из планет земной группы. Является местом обитания миллионов биологических видов[1], включая людей. Единственное известное на данный момент планетарное тело, населённое живыми существами. Научные данные указывают на то, что Земля образовалась около 4,54 млрд лет назад,[2][3][4][5] а вскоре после этого приобрела свой единственный естественный спутник — Луну.
История Земли
Земля и другие планеты солнечной системы сформировались 4,54 млрд лет назад[6] из единой солнечной туманности, дискообразной массы пыли и газа, оставшейся после формирования Солнца. Первоначально внешний слой Земли представлял собой расплавленную массу. Когда в атмосфере стала накапливаться вода, поверхность планеты начала остывать и отвердевать. Луна сформировалась позднее, возможно в результате касательного столкновения[7] Земли с объектом, по размерам близким Марсу[8] и массой 10 % от земной[9] (иногда этот объект называют «Тейя»). Часть массы этого тела слилась с Землёй, а часть была выброшена в околоземное пространство и образовала раскалённое кольцо обломков, со временем агрегировавшееся и давшее начало Луне[8].
Обезгаживание и вулканическая активность привели к образованию первичной атмосферы. Конденсация водяного пара, усиленная льдом, занесённым кометами, привела к образованию океанов.[10] Предположительно 4 млрд лет назад, интенсивные химические реакции привели к возникновению самовоспроизводящихся молекул, и полмиллиарда лет назад появился «последний универсальный общий предок» (LUCA — last universal common ancestor).[11]
Развитие фотосинтеза позволило живым организмам напрямую накапливать солнечную энергию. В результате в атмосфере стал накапливаться кислород, а в верхних слоях — формироваться озоновый слой. Слияние мелких клеток с более крупными привело к развитию сложных клеток — эукариотов.[12] Настоящие многоклеточные организмы, состоящие из группы клеток, стали всё больше приспосабливаться к окружающим условиям. Благодаря поглощению губительного ультрафиолетового излучения озоновым слоем, жизнь смогла начать освоение поверхности Земли.[13]
Поскольку поверхность планеты постоянно изменялась в течение сотен миллионов лет, континенты появлялись и разрушались. Континенты перемещались по поверхности, порой собираясь в суперконтинент. Приблизительно 750 млн лет назад, самый ранний из известных суперконтинентов — Родиния, стал раскалываться на части. Позже континенты объединились в Паннотию (600—540 млн лет назад), затем в последний из суперконтинентов — Пангею, который распался 180 млн лет назад.[14]
В 1960 году была выдвинута гипотеза Snowball Earth, утверждающая, что в период между 750 и 580 млн лет назад Земля была полностью покрыта льдом. Эта гипотеза объясняет кембрийский взрыв, когда резко ускорилось распространение многоклеточных форм жизни.[15]
После кембрийского взрыва, около 535 млн лет назад, было пять массовых вымираний.[16] Последнее массовое вымирание случилось 65 млн лет назад, когда, вероятно, падение метеорита привело к исчезновению динозавров (не птиц) и других крупных рептилий, но обошло мелких зверей, таких как млекопитающие, которые тогда напоминали землероек. В течение последних 65 млн лет, развилось огромное количество разнообразных видов млекопитающих, и несколько миллионов лет назад обезьяноподобные животные получили способность прямохождения.[17] Это позволило использовать орудия и способствовало общению, которое помогало добывать пищу и стимулировало необходимость в большом мозге. Развитие земледелия, а затем цивилизации, в короткие сроки позволило людям воздействовать на Землю как никакая другая форма жизни,[18]влиять на природу и численность других видов.
Последний пример ледникового периода начался примерно 40 млн лет назад, затем усилился в Плейстоцен около 3 млн лет назад. Полярные регионы до сих пор переносят повторяющиеся циклы похолодания и потепления, происходящие каждые 40–100 000 лет. Последний ледниковый период закончился 10 000 лет назад.[19]
Строение Земли
Земля относится к планетам земной группы, а значит она, в отличие от газовых гигантов, таких как Юпитер, имеет твёрдую поверхность. Эта крупнейшая из четырёх планет земной группы в солнечной системе, как по размеру, так и по массе. Кроме того, Земля имеет наибольшую плотность, самую сильную поверхностную гравитацию и сильнейшее магнитное поле среди этих четырёх планет.[20]
Форма
Форма Земли (геоид) близка к вытянотому эллипсоиду — шарообразная форма с утолщениями на экваторе — и отличается от него на величину до 100 метров.[21] Средний диаметр планеты примерно равен 12 742 км. Более точно это 40 000 км/π, так как метр в прошлом определялся, как 1/10 000 000 расстояния от экватора до северного полюса через Париж.[22]
Вращение земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем диаметр между полюсами планеты.[23] Высшей точкой поверхности Земли является гора Эверест (8 848 м над уровнем моря), а глубочайшей — Марианская впадина (10 911 м под уровнем моря). Поэтому, по сравнению с идеальным эллипсоидом, Земля имеет допуск в пределах 0,17 % (1/584), что меньше 0,22 % — допустимого допуска для бильярдного шара.[24] Из-за выпуклости экватора, самой удалённой точкой поверхности от центра Земли фактически является вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре.[25]
Химический состав
-
См. также: Распространённость химических элементов
| Соединение | Формула | Процентное содержание |
|---|---|---|
| Кремнезём | SiO2 | 59,71 % |
| Глинозём | Al2O3 | 15,41 % |
| Оксид кальция | CaO | 4,90 % |
| Оксид магния | MgO | 4,36 % |
| Оксид натрия | Na2O | 3,55 % |
| Оксид железа (II) | FeO | 3,52 % |
| Оксид калия | K2O | 2,80 % |
| Оксид железа (III) | Fe2O3 | 2,63 % |
| Вода | H2O | 1,52 % |
| Диоксид титана | TiO2 | 0,60 % |
| Пентоксид фосфора | P2O5 | 0,22 % |
| Итого | 99,22 % | |
Масса Земли приблизительно равна 5,98×1024 кг. Она состоит в основном из железа (32,1 %), кислорода (30,1 %), кремния (15,1 %), магния (13,9 %), серы (2,9 %), никеля (1,8 %), кальция (1,5 %) и алюминия (1,4 %); на остальные элементы приходится 1,2 %. Из-за сегрегации по массе внутреннее пространство, предположительно, состоит из железа(88,8 %), небольшого количества никеля (5,8 %), серы (4,5 %).[26]
Геохимик Франк Кларк вычислил, что земная кора чуть более чем на 47 % состоит из кислорода. Наиболее распространённые породосоставляющие минералы земной коры практически полностью состоят из оксидов; суммарное содержание хлора, серы и фтора в породах обычно составляет менее 1 %. Основными оксидами являются кремнезём (SiO2), глинозём (Al2O3), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), оксид калия (K2O) и оксид натрия (Na2O). Кремнезём служит главным образом кислотной средой, формирует силикаты; природа всех основные вулканических пород связана с ним. Из расчётов, основанных на анализе 1 672 видов пород, Кларк сделал вывод, что 99,22 % из них содержат 11 оксидов (таблица справа). Все прочие компоненты встречаются в очень незначительном количестве.[27]
Внутреннее строение
Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая (значительно менее вязкая, чем мантия), а внутренняя — твёрдая.
Геологические слои Земли[28] по глубине от поверхности:[29]
| Глубина км | Слой | Плотность г/см3 |
|---|---|---|
| 0–60 | Литосфера (местами варьируется от 5 до 200 км) | — |
| 0–35 | ... Кора (местами варьируется от 5 до 70 км) | 2,2–2,9 |
| 35–60 | ... Самая верхняя часть мантии | 3,4–4,4 |
| 35–2890 | Мантия | 3,4–5,6 |
| 100–700 | ... Астеносфера | — |
| 2890–5100 | Внешнее ядро | 9,9–12,2 |
| 5100–6378 | Внутреннее ядро | 12,8–13,1 |
Внутренняя теплота планеты скорее всего обеспечивается радиоактивным распадом изотопов калия-40, урана-238 и тория-232. У всех трёх элементов период полураспада составляет более миллиарда лет.[30] В центре планеты, температура, возможно, поднимается до 7 000 К, а давление может достигать 360 ГПа.[31] Часть тепловой энергии ядра передаётся к земной коре посредством плюмов. Плюмы приводят к появлению горячих точек и Траппов.[32]
[править] Земная кора
Земная кора — это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн — границей Мохоровичича. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30–50 км на континентах.[33] Бывает два типа коры — континентальная и океаническая. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит.
Мантия земли
Мантия — это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами — породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др. Частичное плавление мантийных пород порождает базальтовые и им подобные расплавы, формирующие при подъёме к поверхности земную кору.
Мантия составляет 67 процентов всей массы Земли и около 83 % всего объёма Земли. Она простирается от глубин 5 — 70 километров ниже границы с земной корой, до границы с ядром на глубине 2900 км. Мантия расположена в огромном диапазоне глубин, и с увеличением давления в веществе происходят фазовые переходы, при которых минералы приобретают всё более плотную структуру. Наиболее значительное превращение происходит на глубине 660 километров. Термодинамика этого фазового перехода такова, что мантийное вещество ниже этой границы не может проникнуть через неё, и наоборот. Выше границы 660 километров находится верхняя мантия, а ниже, соответственно, нижняя. Эти две части мантии имеют различный состав и физические свойства. Хотя сведения о составе нижней мантии ограничены, и число прямых данных весьма невелико, можно уверенно утверждать, что её состав со времен формирования Земли изменился значительно меньше, чем верхней мантии, породившей земную кору.
Теплоперенос в мантии происходит путем медленной конвекции, посредством пластической деформации минералов. Скорости движения вещества при мантийной конвекции составляют порядка нескольких сантиметров в год. Эта конвекция приводит в движение литосферные плиты (см. тектоника плит). Конвекция в верхней мантии происходит раздельно. Существуют модели, которые предполагают ещё более сложную структуру конвекции.
Ядро Земли
Ядро состоит из железо-никелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов.
Тектонические платформы
Согласно теории тектонических плит, внешняя часть Земли состоит из двух слоёв: литосферы, включающей земную кору, и затвердевшей верхней части мантии. Под Литосферой располагается астеносфера, составляющая внутреннюю часть мантии. Астеносфера ведёт себя как перегретая и чрезвычайно вязкая жидкость.[34]
Литосфера, разбитая на так называемые тектонические плиты, как бы плавает по астеносфере. Плиты представляют собой жёсткие сегменты, которые двигаются относительно друг друга. Существует три типа их взаимного перемещения: конвергенция, дивергенция и сдвиговые перемещения по трансформным разломам. На разломах между тектоническими плитами могут происходить землетрясения, вулканическая активность, горообразование, образование океанских впадин.[35]
Крупнейшие тектонические плиты:[36]
| Название плиты | Площадь 106 км2 | Зона покрытия |
|---|---|---|
| Африканская плита | 61,3 | Африка |
| Антарктическая плита | 60,9 | Антарктика |
| Австралийская плита | 47,2 | Австралия |
| Евразийская плита | 67,8 | Азия и Европа |
| Северо-Американская плита | 75,9 | Северная Америка и северо-восточная Сибирь |
| Южно-Американская плита | 43,6 | Южная Америка |
| Тихоокеанская плита | 103,3 | Тихий океан |
Среди плит меньших размеров следует отметить индостанскую, арабскую, карибскую плиты, плиту Наска и плиту Скотия. Австралийская плита фактически слилась с Индостанской между 50 и 55 млн лет назад. Наибольшей скоростью перемещения обладают океанские плиты; так, плита Кокос движется со скоростью 75 мм в год[37],а тихоокеанская плита — со скоростью 52–69 мм в год. Самая низкая скорость у евразийской плиты — 21 мм в год.[38]
Поверхность
-
Комментарии (5):tooniegirl 29-03-2008-17:25 удалитьТейя, Тея, Фейя (греч. ) — титанида, старшая дочь Урана и Геи, сестра и жена Гипериона, мать Гелиоса (Солнца), Эос (утренней зари) и Селены (луны).tooniegirl 19-04-2008-22:22 удалитьПоследний универсальный предок или последний универсальный общий предок — гипотетический, последний существовавший организм от которого произошли все существующие сегодня на Земле живые организмы. Жил предположительно 3,6 — 4,1 млрд лет назадtooniegirl 19-04-2008-22:23 удалитьСуперконтинент — в тектонике плит континент, содержащий почти всю континентальную кору Земли. Изучение истории перемещений континентов показало, что с периодичностью около 600 млн лет все континентальные блоки собираются в единый блок, который затем раскалывается. Некоторые исследователи объясняют эту последовательность переходом мантии от одной ячейки (во время существования суперконтинента), когда все нисходящие потоки направлены под континент, к двухъячеистой системе течений. Список суперконтинентов Возможные будущие суперконтиненты * Пангея Ультима или Амазия (через ~250 — ~400 миллионов лет); * Австралия-Антарктида-Афроевразия (через ~130 миллионов лет). Антарктида объединится с южной Австралией или Азией, которые к тому моменту будут составлять один суперконтинент. * Австралия-Афроевразия (через ~60 миллионов лет) — Австралия столкнётся с восточной Азией с образованием горной цепи, сравнимой с существующей в Гималаях. Современные суперконтиненты * Афроевразия (~5 миллионов лет назад — наши дни) * Америка (~15 миллионов лет назад — наши дни) * Евразия (~60 миллионов лет назад — наши дни) Древние суперконтиненты * Гондвана (~600 — 30 миллионов лет назад) * Лавразия (~300 — 60 миллионов лет назад) * Пангея (~300 — 180 миллионов лет назад) * Евроамерика (~300 миллионов лет назад) * Паннотия (~600 — 540 миллионов лет назад) * Родиния (~1.1 миллиард лет назад — ~750 миллионов лет назад) * Коламбия, также известен как Нуна, (~1.8 — 1.5 миллиарда лет назад) * Нена (~1.8 миллиарда лет назад) * Кенорланд (~2.7 миллиарда лет назад) Neoarchean sanukitoid cratons and new continental crust formed Kenorland. Protracted tectonic magna plume rifting occurred 2.48 to 2.45 Ga and this contributed to the Paleoproterozoic glacial events in 2.45 to 2.22 Ga. Final breakup occurred ~2.1 Ga.) * Ур (~3 миллиарда лет назад) * en:Komatii Formation (3.475 миллиарда лет назад) * Ваальбара (~3.6 миллиарда лет назад) * en:Yilgarn (Zircon crystals from the Jack Hills of the Narryer Gneiss Terrane, Yilgarn craton, Western Australia and also 300 km. south point to a continental crust formation between 4.4-4.3 Ga. Evidence is the high Oxygen-18 values of 8.5 and micro-inclusions of SiO2 in these zircon crystals consistent with growth from a granitic source supracrustal material, low-temperature interactions and a liquid ocean.)tooniegirl 19-04-2008-22:24 удалитьРодиния (от русск. Родина) — суперконтинент, существовавший в протерозое — эоне до кембрийского периода. Возник около 1,1 миллиардов лет назад и распался около 750 миллионов лет назад. В то время Земля состояла из одной гигантской части суши и одного гигантского океана под названием Мировия. Родиния часто считается древнейшим известным суперконтинентом, однако её позиция и очертания всё ещё являются предметами споров. Геофизики предполагают, что до Родинии существовали и другие суперконтиненты. После Родинии распавшиеся континенты успели ещё раз объединиться в суперконтинент Пангея и снова распасться. Предполагается, что в будущем континенты ещё раз соберутся в суперконтинент с названием Последняя Пангея. Предполагаемое расположение материков Заметные совпадения на краях плит Северной Америки и Антарктиды позволяют предполагать, что эти два континента в протерозое были соединены. Севернее их находились, по-видимому, Австралия и Индия. Северная Америка с Гренландией сообщались с Европой. При столконовении Европы и Азии возникли Уральские горы, будучи сегодня одним из древнейших горных массивов и в результате эрозии несравненно ниже их тогдашней высоты.tooniegirl 19-04-2008-22:25 удалитьПангея (греч. , всеземля) — название, данное Альфредом Вегенером протоконтиненту, возникшему в эпоху палеозоя. Разделение Пангеи Разделение Пангеи В процессе формирования Пангеи из более древних континентов на местах их столкновения возникли горные системы, некоторые из них просуществовали и до нашего времени, к примеру Урал или Аппалачи. Эти ранние горы гораздо древнее таких сравнительно молодых горных систем как Альпы в Европе, Кордильеры в Северной Америке, Анды в Южной Америке или Гималаи в Азии. Из-за длящейся много миллионов лет эрозии Урал и Аппалачи — обкатанные невысокие горы. Гигантский океан, омывавший Пангею, носит название Панталасса. Пангея раскололась примерно 150—220 миллионов лет назад на два континента. Северный континент Лавразия позже раскололся на Евразию и Северную Америку, в то время как из южного континента Гондвана позже произошли Африка, Южная Америка, Индия, Австралия и Антарктида. Надо заметить, что суперконтиненты существовали и ранее, например Родиния, распавшаяся 750 миллионов лет назад. По некоторым прогнозам, в будущем континенты ещё раз соберутся в суперконтинент с названием Последняя Пангея.
Комментарии (5): вверх^Вы сейчас не можете прокомментировать это сообщение.
Дневник Земля | The_Rose_of_The_World - Дневник The_Rose_of_The_World | Лента друзей The_Rose_of_The_World / Полная версия Добавить в друзья Страницы: раньше»