Положението на земната кора между мантията и външните обвивки - атмосферата, хидросферата и биосферата - определя въздействието върху нея на външните и вътрешните сили на Земята.

Структурата на земната кора е нееднородна (фиг. 19). Горният слой, чиято дебелина варира от 0 до 20 km, е сложен седиментни скали- пясък, глина, варовик и т.н. Това се потвърждава от данните, получени от изследването на открития и ядки на сондажи, както и от резултатите от сеизмичните изследвания: тези скали са рохкави, скоростта на сеизмичните вълни е ниска.

Ориз. 19.Структурата на земната кора

Отдолу, под континентите, се намира гранитен слой,съставен от скали, чиято плътност съответства на плътността на гранита. Скоростта на сеизмичните вълни в този слой, както и в гранитите, е 5,5–6 km/s.

Под океаните гранитният слой липсва, а на континентите на места излиза на повърхността.

Още по-ниско е слоят, в който сеизмичните вълни се разпространяват със скорост 6,5 km/s. Тази скорост е типична за базалтите, следователно, въпреки факта, че слоят е съставен от различни скали, той се нарича базалт.

Границата между гранитните и базалтовите слоеве се нарича Конрад повърхност. Този участък съответства на скок на скоростта на сеизмичната вълна от 6 до 6,5 km/s.

В зависимост от структурата и дебелината се разграничават два вида кора - континентална части океански.Под континентите кората съдържа и трите слоя - седиментен, гранит и базалт. Дебелината му в равнините достига 15 км, а в планините нараства до 80 км, образувайки „корените на планините”. Под океаните гранитният слой на много места напълно липсва, а базалтите са покрити с тънка покривка от седиментни скали. В дълбоките части на океана дебелината на земната кора не надвишава 3-5 km, а горната мантия лежи отдолу.

Мантия.Това е междинна обвивка, разположена между литосферата и земното ядро. Долната му граница минава вероятно на дълбочина 2900 km. Мантията представлява повече от половината от обема на Земята. Веществото на мантията е в прегрято състояние и е под огромен натиск от горната литосфера. Мантията оказва голямо влияние върху процесите, протичащи на Земята. В горната мантия възникват магмени камери, образуват се руди, диаманти и други вкаменелости. Оттук вътрешната топлина идва на повърхността на Земята. Веществото на горната мантия непрекъснато и активно се движи, предизвиквайки движението на литосферата и земната кора.

Ядро.В ядрото се разграничават две части: външната, до дълбочина 5 хиляди км, и вътрешната, до центъра на Земята. Външното ядро ​​е течно, тъй като напречните вълни не преминават през него, вътрешното ядро ​​е твърдо. Субстанцията на сърцевината, особено вътрешната, е силно уплътнена и съответства по плътност на металите, поради което се нарича метална.

§ 17. Физични свойства и химичен състав на Земята

Физическите свойства на Земята включват температура (вътрешна топлина), плътност и налягане.

Вътрешна топлина на Земята.Според съвременните схващания Земята след образуването си е била студено тяло. След това разпадането на радиоактивните елементи постепенно го затопля. Въпреки това, в резултат на топлинно излъчване от повърхността към околоземното пространство, той се охлажда. Образува се сравнително студена литосфера и земната кора. На голяма дълбочина и днес високи температури. Повишаване на температурата с дълбочина може да се наблюдава директно в дълбоки мини и сондажи, по време на вулканични изригвания. Така изригващата вулканична лава има температура 1200–1300 °C.

На повърхността на Земята температурата постоянно се променя и зависи от притока на слънчева топлина. Дневните температурни колебания се простират до дълбочина 1–1,5 м, сезонните - до 30 м. Под този слой се намира зона на постоянни температури, където те винаги остават непроменени и съответстват на средните годишни температури на дадена област на Земята. повърхност.

Дълбочината на зоната на постоянни температури на различните места не е еднаква и зависи от климата и топлопроводимостта на скалите. Под тази зона температурите започват да се повишават, средно с 30°C на всеки 100 м. Тази стойност обаче не е постоянна и зависи от състава на скалите, наличието на вулкани и активността на топлинната радиация от недрата на Земята. И така, в Русия тя варира от 1,4 м в Пятигорск до 180 м на Колския полуостров.

Познавайки радиуса на Земята, можем да изчислим, че в центъра на нейната температура трябва да достигне 200 000 ° C. При тази температура обаче Земята ще се превърне в горещ газ. Общоприето е, че постепенно повишаване на температурата се случва само в литосферата, а горната мантия служи като източник на вътрешна топлина на Земята. Отдолу повишаването на температурата се забавя и в центъра на Земята не надвишава 50 000 °C.

Плътност на Земята.Колкото по-плътно е тялото, толкова по-голяма е масата на единица обем. Стандартът за плътност се счита за вода, 1 cm 3 от която тежи 1 g, т.е. плътността на водата е 1 g / s 3. Плътността на другите тела се определя от съотношението на тяхната маса към масата на водата със същия обем. От това става ясно, че всички тела с плътност по-голяма от 1 потъват, по-малка - плуват.

Плътността на Земята варира от място на място. Седиментните скали имат плътност 1,5–2 g/cm3, докато базалтите имат плътност над 2 g/cm3. Средната плътност на Земята е 5,52 g / cm 3 - това е повече от 2 пъти плътността на гранита. В центъра на Земята плътността на съставящите я скали се увеличава и възлиза на 15–17 g/cm 3 .

налягане вътре в земята.Скалите, разположени в центъра на Земята, изпитват огромен натиск от горните слоеве. Изчислено е, че на дълбочина само 1 km налягането е 10 4 hPa, докато в горната мантия надвишава 6 * 10 4 hPa. Лабораторните експерименти показват, че при такова налягане твърдите тела, като мрамор, се огъват и дори могат да текат, тоест придобиват свойства, междинни между твърдо и течност. Това състояние на материята се нарича пластмаса. Този експеримент ни позволява да заявим, че в дълбоките недра на Земята материята е в пластично състояние.

Химичният състав на Земята.В Земята можете да намерите всички химични елементи от таблицата на Д. И. Менделеев. Броят им обаче не е същият, разпределени са изключително неравномерно. Например в земната кора кислородът (O) е повече от 50%, желязото (Fe) е по-малко от 5% от масата му. Смята се, че базалтовите и гранитните слоеве се състоят главно от кислород, силиций и алуминий, докато делът на силиций, магнезий и желязо се увеличава в мантията. Като цяло се счита, че 8 елемента (кислород, силиций, алуминий, желязо, калций, магнезий, натрий, водород) представляват 99,5% от състава на земната кора, а всички останали - 0,5%. Данните за състава на мантията и ядрото са спекулативни.

§ 18. Движение на земната кора

Земната кора само изглежда неподвижна, абсолютно стабилна. Всъщност той извършва непрекъснати и разнообразни движения. Някои от тях протичат много бавно и не се възприемат от човешките сетива, други, като земетресенията, са свлачищни, разрушителни. Какви титанични сили движат земната кора?

Вътрешните сили на Земята, източникът на техния произход.Известно е, че на границата между мантията и литосферата температурата надвишава 1500 °C. При тази температура материята трябва или да се стопи, или да се превърне в газ. Когато твърдите вещества преминават в течно или газообразно състояние, обемът им трябва да се увеличи. Това обаче не се случва, тъй като прегрятите скали са под натиск от горните слоеве на литосферата. Има ефект на "парен котел", когато материята, която има тенденция да се разширява, оказва натиск върху литосферата, привеждайки я в движение заедно със земната кора. Освен това, колкото по-висока е температурата, толкова по-силно е налягането и толкова по-активно се движи литосферата. Особено силни центрове на налягане възникват в онези места на горната мантия, където са концентрирани радиоактивни елементи, чието разпадане нагрява съставните скали до още по-високи температури. Движенията на земната кора под въздействието на вътрешните сили на Земята се наричат ​​тектонски. Тези движения се делят на осцилаторни, сгъващи и прекъснати.

осцилаторни движения.Тези движения стават много бавно, неусетно за хората, поради което се наричат ​​още вековнаили епирогенен.На някои места земната кора се издига, на други пада. В този случай повдигането често се заменя с понижаване и обратно. Тези движения могат да бъдат проследени само по онези „следи“, които остават след тях на земната повърхност. Например, на брега на Средиземно море, близо до Неапол, има руините на храма на Серапис, колоните на който са изкопани от морски мекотели на височина до 5,5 m над нивото на съвременното море. Това служи като безусловно доказателство, че храмът, построен през 4 век, е бил на дъното на морето, а след това е бил издигнат. Сега това парче земя отново потъва. Често по бреговете на моретата над съвременното им ниво има стъпала - морски тераси, създадени някога от морския прибой. На платформите на тези стъпала можете да намерите останките от морски организми. Това показва, че платформите на терасите някога са били дъно на морето, а след това брегът се е издигнал и морето се е оттеглило.

Понижаването на земната кора под 0 m над морското равнище е придружено от настъпването на морето - прегрешениеи възходът - неговото оттегляне - регресия.Понастоящем в Европа издиганията се наблюдават в Исландия, Гренландия и Скандинавския полуостров. Наблюденията установиха, че районът на Ботническия залив се издига със скорост от 2 cm годишно, тоест 2 m на век. В същото време потъват територията на Холандия, Южна Англия, Северна Италия, Черноморската низина и крайбрежието на Карско море. Признак за понижаването на морските брегове е образуването на морски заливи в устията на реките - устия (устия) и устия.

С издигането на земната кора и оттеглянето на морето, морското дъно, съставено от седиментни скали, се оказва сушата. По този начин, обширно морски (първични) равнини:например западносибирски, турански, северносибирски, амазонски (фиг. 20).

Ориз. двадесет.Структурата на първични, или морски, пластови равнини

Сгъващи движения.В случаите, когато скалните слоеве са достатъчно пластични, под действието на вътрешни сили те се смачкват на гънки. Когато налягането е насочено вертикално, скалите се изместват, а ако са в хоризонтална равнина, те се компресират в гънки. Формата на гънките е най-разнообразна. Когато извивката на гънката е насочена надолу, тя се нарича синклинала, нагоре - антиклинала (фиг. 21). Гънките се образуват на голяма дълбочина, тоест при високи температури и високо налягане, след което под действието на вътрешни сили могат да бъдат повдигнати. Ето как нагънати планиниКавказка, Алпите, Хималаите, Андите и др. (фиг. 22). В такива планини гънките са лесни за наблюдение, където са изложени и излизат на повърхността.

Ориз. 21.Синклинален (1) и антиклинален (2) гънки

Ориз. 22.Сгънете планини

Разкъсващи движения.Ако скалите не са достатъчно здрави, за да издържат на действието на вътрешни сили, в земната кора се образуват пукнатини – разломи и се получава вертикално изместване на скалите. Потъналите зони се наричат грабени,и тези, които са възкръснали шепи(фиг. 23). Редуването на хорстове и грабени създава блокови (възкръснали) планини.Примери за такива планини са: Алтай, Саян, Верхоянска верига, Апалачите в Северна Америка и много други. Възродените планини се различават от нагънатите както по вътрешната си структура, така и по външния си вид – морфология. Склоновете на тези планини често са стръмни, долините, както и водосборите, са широки и равни. Скалните слоеве винаги са изместени един спрямо друг.

Ориз. 23.Възстановени сгъваеми блокови планини

Потъналите зони в тези планини, грабените, понякога се пълнят с вода и след това се образуват дълбоки езера: например Байкал и Телецкое в Русия, Танганайка и Няса в Африка.

§ 19. Вулкани и земетресения

С по-нататъшно повишаване на температурата в недрата на Земята, скалите, въпреки високото налягане, се топят, образувайки магма. Това отделя много газове. Това допълнително увеличава както обема на стопилката, така и нейния натиск върху околните скали. В резултат на това много плътната, богата на газ магма се стреми към местата, където налягането е по-малко. Той запълва пукнатини в земната кора, разбива и повдига слоевете от съставляващите го скали. Част от магмата, която не достига до земната повърхност, се втвърдява в дебелината на земната кора, образувайки магматични вени и лакколити. Понякога магмата избухва на повърхността и изригва под формата на лава, газове, вулканична пепел, скални фрагменти и втвърдени съсиреци от лава.

вулкани.Всеки вулкан има канал, през който изригва лава (фиг. 24). то отдушник,който винаги завършва с разширение във формата на фуния - кратер.Диаметърът на кратерите варира от няколкостотин метра до много километри. Например, диаметърът на кратера Везувий е 568 м. Много големите кратери се наричат ​​калдери. Например, калдерата на вулкана Узона в Камчатка, която е изпълнена от езерото Кроноцкое, достига 30 км в диаметър.

Формата и височината на вулканите зависят от вискозитета на лавата. Течната лава се разпространява бързо и лесно и не образува конусовидни планини. Пример за това е вулканът Килауза на Хавайските острови. Кратерът на този вулкан е закръглено езеро с диаметър около 1 км, изпълнено с бълбукаща течна лава. Нивото на лавата, като вода в изворна купа, след това пада, след това се издига, пръскайки ръба на кратера.

Ориз. 24.Секционен вулканичен конус

По-разпространени са вулканите с вискозна лава, които при охлаждане образуват вулканичен конус. Конусът винаги има слоеста структура, което показва, че излиянията са се случвали многократно и вулканът нараства постепенно, от изригване до изригване.

Височината на вулканичните конуси варира от няколко десетки метра до няколко километра. Например вулканът Аконкагуа в Андите има височина от 6960 m.

Има около 1500 активни и изчезнали планински вулкани.Сред тях са такива гиганти като Елбрус в Кавказ, Ключевская сопка на Камчатка, Фуджияма в Япония, Килиманджаро в Африка и много други.

Повечето от активните вулкани са разположени около Тихия океан, образувайки тихоокеанския „Огнен пръстен“ и в средиземноморско-индонезийския пояс. Само в Камчатка са известни 28 действащи вулкана, а общо са повече от 600. Активните вулкани са естествено разпространени - всички те са ограничени до подвижни зони на земната кора (фиг. 25).

Ориз. 25.Зони на вулканизъм и земетресения

В геоложкото минало на Земята вулканизмът е бил по-активен, отколкото е сега. В допълнение към обичайните (централни) изригвания се появиха изригвания на пукнатини. От гигантски пукнатини (разломи) в земната кора, простиращи се на десетки и стотици километри, лава изригва на земната повърхност. Бяха създадени плътни или неравномерни покрития от лава, изравняващи терена. Дебелината на лавата достига 1,5–2 km. Ето как лавови равнини.Примери за такива равнини са отделни участъци от Централносибирското плато, централната част на платото Декан в Индия, Арменските планини и платото Колумбия.

земетресения.Причините за земетресенията са различни: вулканично изригване, свлачища в планините. Но най-силните от тях възникват в резултат на движенията на земната кора. Такива земетресения се наричат тектонски.Те обикновено произлизат на големи дълбочини, на границата между мантията и литосферата. Произходът на земетресението се нарича хипоцентърили огнище.На земната повърхност, над хипоцентъра, е епицентърземетресения (фиг. 26). Тук силата на земетресението е най-голяма и с отдалечаване от епицентъра то отслабва.

Ориз. 26Хипоцентър и епицентър на земетресение

Земната кора непрекъснато се тресе. През годината се наблюдават над 10 000 земетресения, но повечето от тях са толкова слаби, че не се усещат от хората и се записват само с инструменти.

Силата на земетресенията се измерва в точки - от 1 до 12. Мощните 12-точкови земетресения са рядкост и са катастрофални. При такива земетресения възникват деформации в земната кора, образуват се пукнатини, размествания, разломи, свлачища в планините и падове в равнините. Ако се появят в гъсто населени райони, тогава има големи разрушения и многобройни човешки жертви. Най-големите земетресения в историята са Месинското (1908), Токийското (1923), Ташкентското (1966), Чилийското (1976) и Спитакското (1988). При всяко от тези земетресения загинаха десетки, стотици и хиляди хора, а градовете бяха разрушени почти до основи.

Често хипоцентърът е под океана. Тогава възниква разрушителна океанска вълна - цунами.

§ 20. Външни процеси, които преобразуват повърхността на Земята

Едновременно с вътрешните, тектонски процеси, на Земята действат и външни процеси. За разлика от вътрешните, покриващи цялата дебелина на литосферата, те действат само на повърхността на Земята. Дълбочината на тяхното проникване в земната кора не надвишава няколко метра, а само в пещерите - до няколкостотин метра. Източникът на произхода на силите, които предизвикват външни процеси, е топлинната слънчева енергия.

Външните процеси са много разнообразни. Те включват изветряването на скалите, работата на вятъра, водата и ледниците.

Изветряне.Разделя се на физичен, химичен и органичен.

физическо изветряне- това е механично раздробяване, смилане на скали.

Появява се при рязка промяна на температурата. При нагряване скалата се разширява, при охлаждане се свива. Тъй като коефициентът на разширение на различните минерали, включени в скалата, не е еднакъв, процесът на нейното разрушаване се засилва. Първоначално скалата се разпада на големи блокове, които с времето се смачкват. Ускореното разрушаване на скалата се улеснява от водата, която, прониквайки в пукнатините, замръзва в тях, разширява се и разбива скалата на отделни части. Физическото изветряне е най-активно там, където има рязко изменение на температурата и на повърхността излизат твърди магмени скали - гранит, базалт, сиенит и др.

химическо изветряне- това е химическият ефект върху скалите на различни водни разтвори.

В този случай, за разлика от физическото изветряне, протичат различни химични реакции и в резултат на това промяна в химичния състав и вероятно образуване на нови скали. Химическото изветряне действа навсякъде, но особено интензивно протича в лесно разтворими скали - варовици, гипс, доломити.

органично изветрянее процес на разрушаване на скалите от живи организми – растения, животни и бактерии.

Лишайниците, например, утаявайки се върху скали, изхабяват повърхността си с отделената киселина. Корените на растенията също отделят киселина, а освен това кореновата система действа механично, сякаш разкъсва скалата. Земните червеи, прокарвайки неорганични вещества през себе си, трансформират скалата и подобряват достъпа на вода и въздух до нея.

атмосферни условия и климат.Всички видове изветряне възникват едновременно, но действат с различна интензивност. Зависи не само от съставните скали, но и основно от климата.

В полярните страни най-активно се проявява мразовито изветряне, в умерените страни - химическо, в тропическите пустини - механично, във влажните тропици - химическо.

Вятърна работа.Вятърът е способен да разрушава скалите, да пренася и отлага техните твърди частици. Колкото по-силен е вятърът и колкото по-често духа, толкова повече работа може да свърши. Там, където скалистите разкрития излизат на повърхността на Земята, вятърът ги бомбардира с песъчинки, като постепенно заличава и унищожава дори най-твърдите скали. По-малко устойчивите скали се разрушават по-бързо, специфични, еолови форми на релефа- каменна дантела, еолийски гъби, стълбове, кули.

В пясъчни пустини и по бреговете на морета и големи езера вятърът създава специфични форми на релефа – дюни и дюни.

дюни- Това са подвижни пясъчни хълмове с форма на полумесец. Наветреният им наклон е винаги лек (5-10°), а подветреният е стръмен - до 35–40° (фиг. 27). Образуването на дюни е свързано със забавянето на ветровия поток, носещ пясък, което се получава поради всякакви препятствия - неравности на повърхността, камъни, храсти и др. Силата на вятъра отслабва и започва отлагането на пясък. Колкото по-постоянни са ветровете и повече пясък, толкова по-бързо расте дюната. Най-високите дюни - до 120 м - са открити в пустините на Арабския полуостров.

Ориз. 27.Структурата на дюната (стрелката показва посоката на вятъра)

Дюните се движат по посока на вятъра. Вятърът тласка пясъчните зърна надолу по лек склон. Стигайки до билото, вятърният поток се завихря, скоростта му намалява, песъчинките падат и се търкалят надолу по стръмния подветрен склон. Това предизвиква движението на цялата дюна със скорост до 50–60 м годишно. Движейки се, дюните могат да запълнят оазиси и дори цели села.

На пясъчните плажове се образуват вълнообразни пясъци дюни.Те се простират по крайбрежието под формата на огромни пясъчни хребети или хълмове с височина до 100 m или повече. За разлика от дюните, те нямат постоянна форма, но могат да се движат и навътре от плажа. За да се спре движението на дюните, се засаждат дървета и храсти, предимно борове.

Работата на сняг и лед.Снегът, особено в планините, върши много работа. По склоновете на планините се натрупват огромни маси от сняг. От време на време те се разпадат от склоновете, образувайки снежни лавини. Такива лавини, движещи се с голяма скорост, улавят фрагменти от скали и ги носят надолу, помитайки всичко по пътя си. За страшната опасност, която представляват снежните лавини, те се наричат ​​"бяла смърт".

Твърдият материал, който остава след топенето на снега, образува огромни скалисти могили, които блокират и запълват междупланински вдлъбнатини.

Правейки още повече работа ледници.Те заемат огромни площи на Земята - повече от 16 милиона км 2, което е 11% от земната площ.

Има континентални, или покривни, и планински ледници. континентален ледзаемат огромни площи в Антарктида, Гренландия и на много полярни острови. Дебелината на леда на континенталните ледници не е еднаква. Например в Антарктида достига 4000 м. Под въздействието на огромна гравитация ледът се плъзга в морето, отчупва се и се образува айсберги- ледени плаващи планини.

В планински ледницисе разграничават две части - зони на хранене или натрупване на сняг и топене. В планините отгоре се натрупва сняг снежна линия.Височината на тази линия не е еднаква в различните географски ширини: колкото по-близо до екватора, толкова по-висока е снежната линия. В Гренландия например лежи на 500-600 м надморска височина, а на склоновете на вулкана Чимборасо в Андите - 4800 м.

Над снежната линия снегът се натрупва, уплътнява и постепенно се превръща в лед. Ледът има пластични свойства и под натиска на горните маси започва да се плъзга надолу по склона. В зависимост от масата на ледника, наситеността му с вода и стръмността на склона скоростта на движение варира от 0,1 до 8 m на ден.

Движейки се по склоновете на планините, ледниците разорават дупки, изглаждат скални издатини и разширяват и задълбочават долините. Кластичният материал, който ледникът улавя при движението си, при топенето (отстъплението) на ледника, остава на мястото си, образувайки ледникова морена. Морейн- това са купчини отломки скали, камъни, пясък, глина, оставени от ледника. Има дънни, странични, повърхностни, средни и крайни морени.

Лесно се разграничават планинските долини, през които някога е минавал ледник: в тези долини винаги се намират останки от морени, а формата им наподобява корито. Такива долини се наричат докосва.

Работа на течащи води.Течащите води включват временни валежи и снеговалежи, потоци, реки и подземни води. Работата на течащите води, като се вземе предвид факторът време, е грандиозна. Може да се каже, че целият облик на земната повърхност до известна степен е създаден от течаща вода. Всички течащи води са обединени от факта, че произвеждат три вида работа:

– разрушаване (ерозия);

– трансфер на продукти (транзит);

– отношение (натрупване).

В резултат на това на повърхността на Земята се образуват различни неравности – дерета, бразди по склонове, скали, речни долини, пясъчни и камъчести острови и др., както и кухини в дебелината на скалите – пещери.

Действието на гравитацията.Всички тела - течни, твърди, газообразни, разположени на Земята - са привлечени от него.

Силата, с която тялото се привлича към земята, се нарича земно притегляне.

Под въздействието на тази сила всички тела са склонни да заемат най-ниското положение на земната повърхност. В резултат на това водата тече в реките, дъждовната вода се просмуква в дебелината на земната кора, падат снежни лавини, ледници се движат, скални фрагменти се движат надолу по склоновете. Гравитацията е необходимо условие за действието на външни процеси. В противен случай атмосферните продукти биха останали на мястото на тяхното образуване, покривайки подлежащите скали като наметало.

§ 21. Минерали и скали

Както вече знаете, Земята се състои от много химични елементи – кислород, азот, силиций, желязо и пр. Когато се комбинират, химичните елементи образуват минерали.

минерали.Повечето минерали са съставени от два или повече химични елемента. Можете да разберете колко елемента се съдържат в минерала по неговата химическа формула. Например, халитът (готварска сол) се състои от натрий и хлор и има формула NCl; магнетит (магнитна желязна руда) – от три молекули желязо и две кислород (F 3 O 2) и т. н. Някои минерали се образуват от един химичен елемент, например: сяра, злато, платина, диамант и др. Такива минерали се наричат местен.В природата са известни около 40 местни елемента, които съставляват 0,1% от масата на земната кора.

Минералите могат да бъдат не само твърди, но и течни (вода, живак, масло) и газообразни (сероводород, въглероден диоксид).

Повечето минерали имат кристална структура. Формата на кристала за даден минерал е винаги постоянна. Например кварцовите кристали имат формата на призма, халитът има форма на куб и т. н. Ако готварската сол се разтвори във вода и след това кристализира, новообразуваните минерали ще придобият кубична форма. Много минерали имат способността да растат. Размерите им варират от микроскопични до гигантски. Например на остров Мадагаскар е открит кристал берил с дължина 8 м и диаметър 3 м. Теглото му е почти 400 тона.

По образование всички минерали са разделени на няколко групи. Някои от тях (фелдшпат, кварц, слюда) се освобождават от магмата при бавното й охлаждане на големи дълбочини; други (сяра) - по време на бързото охлаждане на лавата; други (гранат, яспис, диамант) - при високи температури и налягане на голяма дълбочина; четвъртият (гранати, рубини, аметисти) се открояват от горещи водни разтвори в подземни вени; петият (гипс, соли, кафява желязна руда) се образуват при химическо изветряне.

Общо в природата има повече от 2500 минерала. За тяхното определяне и изследване от голямо значение са физическите свойства, които включват блясък, цвят, цвят на линията, тоест следата, оставена от минерала, прозрачност, твърдост, разцепване, счупване и специфично тегло. Например, кварцът има призматична кристална форма, стъклен блясък, няма разцепване, конхоидална фрактура, твърдост 7, специфично тегло 2,65 g / cm 3, няма характеристики; халитът има кубична кристална форма, твърдост 2,2, специфично тегло 2,1 g / cm 3, стъклен блясък, бял цвят, перфектно разцепване, солен вкус и др.

От минералите най-известни и разпространени са 40-50, които се наричат ​​скалообразуващи (фелдшпат, кварц, халит и др.).

Скали.Тези скали са натрупване на един или повече минерали. Мрамор, варовик, гипс се състоят от един минерал, а гранит, базалт - от няколко. Общо в природата има около 1000 скали. В зависимост от произхода – генезиса – скалите се разделят на три основни групи: магматични, седиментни и метаморфни.

магматични скали.Образува се при охлаждане на магмата; кристална структура, нямат наслояване; не съдържат останки от животни и растения. Сред магматични скали се разграничават дълбоки и изригнали. дълбоки скалиобразуван в дълбините на земната кора, където магмата е под високо налягане и охлаждането й е много бавно. Пример за дълбока скала е гранитът, най-често срещаната кристална скала, състояща се главно от три минерала: кварц, фелдшпат и слюда. Цветът на гранитите зависи от цвета на фелдшпат. Най-често те са сиви или розови.

Когато магмата изригне на повърхността, разсипани скали.Те представляват или синтерована маса, наподобяваща шлака, или стъкловидно тяло, тогава се наричат ​​вулканично стъкло. В някои случаи се образува фино кристална скала от базалтов тип.

Седиментни скали.Те покриват около 80% от цялата повърхност на Земята. Характеризират се с наслояване и порьозност. По правило седиментните скали са резултат от натрупването в моретата и океаните на останки от мъртви организми или частици от разрушени твърди скали, отнесени от сушата. Процесът на натрупване протича неравномерно, така че се образуват слоеве с различна дебелина. Вкаменелости или отпечатъци от животни и растения се намират в много седиментни скали.

В зависимост от мястото на образуване седиментните скали се делят на континентални и морски. Да се континентални скаливключват например глина. Глините са натрошен продукт от разрушаването на твърди скали. Те се състоят от най-малките люспести частици, имат способността да абсорбират вода. Глините са пластмасови, водоустойчиви. Цветът им е различен - от бял до син и дори черен. Белите глини се използват за направата на порцелан.

Континентален произход и широко разпространена скала - льос. Това е финозърнеста, неслоеста жълтеникава скала, състояща се от смес от кварц, глинени частици, варов карбонат и хидрати на железен оксид. Лесно пропуска вода.

Морски скалиобикновено се образува на дъното на океаните. Те включват някои глини, пясъци, чакъл.

Голяма група седиментни биогенни скалиобразувани от останките на мъртви животни и растения. Те включват варовик, доломит и някои горими минерали (торф, въглища, нефтени шисти).

Особено широко разпространен в земната кора е варовик, състоящ се от калциев карбонат. В фрагментите му лесно се забелязват струпвания от малки черупки и дори скелети на дребни животни. Цветът на варовиците е различен, предимно сив.

Креда се образува и от най-малките черупки - обитателите на морето. Огромни запаси от тази скала се намират в района на Белгород, където по стръмните брегове на реките можете да видите разкрития на мощни слоеве тебешир, който се откроява със своята белота.

Варовиците, в които има примес от магнезиев карбонат, се наричат ​​доломити. Варовиците намират широко приложение в строителството. Използват се за производство на вар за мазилка и цимент. Най-добрият цимент се прави от мергел.

В онези морета, където са живели животни с кремъчни черупки и са растат водорасли, съдържащи кремък, се е образувала скала от триполи. Това е лека, плътна, обикновено жълтеникава или светло сива скала, която е строителен материал.

Седиментните скали включват и скали, образувани от утаяване от водни разтвори(гипс, каменна сол, поташна сол, кафява желязна руда и др.).

метаморфни скали.Тази група скали се е образувала от седиментни и магмени скали под въздействието на високи температури, налягане и химични промени. И така, под действието на температура и натиск върху глината се образуват глинести шисти, върху пясък - плътни пясъчници, а върху варовици - мрамор. Промените, т.е. метаморфози, настъпват не само при седиментни скали, но и при магмени. Под въздействието на високи температури и налягане гранитът придобива слоеста структура и се образува нова скала – гнайс.

Високата температура и налягане насърчават рекристализацията на скалите. От пясъчници се образува много силна кристална скала, кварцит.

§ 22. Развитие на земната кора

Науката е установила, че преди повече от 2,5 милиарда години планетата Земя е била изцяло покрита от океана. Тогава под действието на вътрешни сили започва издигането на отделни участъци от земната кора. Процесът на издигане беше придружен от насилствен вулканизъм, земетресения и планинско строителство. Така се появяват първите земни площи - древните ядра на съвременните континенти. Призова ги акад. В. А. Обручев „древната корона на Земята“.

Веднага след като сушата се издигна над океана, на повърхността й започнаха да действат външни процеси. Скалите бяха унищожени, продуктите от унищожаването бяха пренесени в океана и се натрупват по неговите ръбове под формата на седиментни скали. Дебелината на утайката достигна няколко километра и под натиска му дъното на океана започна да провисва. Такива гигантски вдлъбнатини на земната кора под океаните се наричат геосинклинали.Образуването на геосинклинали в историята на Земята е непрекъснато от древни времена до наши дни. Има няколко етапа в живота на геосинклиналите:

– ембрионален- отклонение на земната кора и натрупване на седименти (фиг. 28, А);

– съзряване– запълване на корито с наноси, когато дебелината им достигне 15–18 km и възниква радиално и странично налягане;

– сгъване- образуването на нагънати планини под натиска на вътрешните сили на Земята (този процес е придружен от силен вулканизъм и земетресения) (фиг. 28, Б);

– затихване- унищожаване на възникналите от външни процеси планини и образуване на тяхно място на остатъчна хълмиста равнина (фиг. 28).

Ориз. 28.Схема на структурата на равнината, образувана в резултат на унищожаването на планините (пунктираната линия показва реконструкцията на бившата планинска страна)

Тъй като седиментните скали в геосинклинала са пластични, в резултат на възникналото налягане те се смачкват на гънки. Образуват се нагънати планини, като Алпите, Кавказ, Хималаите, Андите и др.

Наричат ​​се периодите, когато нагънати планини се образуват активно в геосинклинали периоди на сгъване.В историята на Земята са известни няколко такива епохи: байкалска, каледонска, херцинска, мезозойска и алпийска.

Процесът на планинострояване в геосинклинала може да обхване и извънгеосинклиналните зони - районите на бивши, сега разрушени планини. Тъй като скалите тук са твърди, лишени от пластичност, те не се смачкват на гънки, а се трошат от разломи. Някои райони се издигат, други падат - има възродени блокови и нагънати-блокови планини. Например, в алпийската ера на нагъване се образуват нагънати планини Памир и се възраждат планините Алтай и Саян. Следователно възрастта на планините се определя не от времето на тяхното формиране, а от възрастта на сгънатата основа, която винаги е посочена на тектоничните карти.

Геосинклинали на различни етапи на развитие съществуват и днес. И така, по азиатското крайбрежие на Тихия океан, в Средиземно море, има съвременна геосинклинала, която е в етап на съзряване, а в Кавказ, в Андите и други сгънати планини, процесът на планинско строителство се извършва завършен; Казахското възвишение е пенеплейн, хълмиста равнина, образувана на мястото на разрушените планини от Каледонската и Херцинската сгъваемост. Тук на повърхността излиза основата на древни планини – малки хълмове – „планини свидетели“, съставени от здрави магмени и метаморфни скали.

Огромни площи от земната кора, с относително ниска подвижност и равнинен терен, се наричат платформи.В основата на платформите, в основата им, има силни магмени и метаморфни скали, свидетелстващи за процесите на планинско строителство, които някога са се случвали тук. Обикновено основата е покрита със слой от седиментни скали. Понякога скалите на мазето излизат на повърхността, образувайки се щитове.Възрастта на платформата съответства на възрастта на фондацията. Древните (предкамбрийски) платформи включват източноевропейската, сибирската, бразилската и др.

Платформите са предимно равнини. Те изпитват предимно осцилаторни движения. В някои случаи обаче върху тях е възможно образуването на възродени блокови планини. Така, в резултат на появата на Големите африкански рифове, отделни участъци от древноафриканската платформа се издигат и спускат и се образуват блокови планини и високопланински райони на Източна Африка, вулканичните планини на Кения и Килиманджаро.

Литосферни плочи и тяхното движение.Доктрината за геосинклинали и платформи е получила име в науката "фиксизъм"тъй като според тази теория големи блокове от кората са фиксирани на едно място. През втората половина на XX век. много учени подкрепиха теория на мобилизмакоято се основава на концепцията за хоризонтални движения на литосферата. Според тази теория цялата литосфера е разделена от дълбоки разломи, достигащи до горната мантия, на гигантски блокове - литосферни плочи. Границите между плочите могат да преминават както на сушата, така и на дъното на океаните. В океаните тези граници обикновено са средноокеански хребети. В тези райони са регистрирани голям брой разломи – разломи, по които веществото на горната мантия се излива към океанското дъно, разпространявайки се над него. В тези райони, където минават границите между плочите, често се активират процесите на планинско строителство - в Хималаите, Андите, Кордилерите, Алпите и др. Основата на плочите е в астеносферата, а по протежение на нейния пластичен субстрат литосферни плочи, напр. гигантски айсберги, бавно се движат в различни посоки (фиг. 29). Движението на плочите се фиксира чрез най-точните измервания от космоса. Така африканският и арабският бряг на Червено море бавно се отдалечават един от друг, което позволи на някои учени да нарекат това море „ембрионът“ на бъдещия океан. Космическите изображения също позволяват да се проследи посоката на дълбоките разломи в земната кора.

Ориз. 29.Движение на литосферните плочи

Теорията на мобилизма убедително обяснява образуването на планини, тъй като тяхното образуване изисква не само радиален, но и страничен натиск. Когато две плочи се сблъскат, едната от тях потъва под другата и по границата на сблъсъка се образуват „хъмки“, тоест планини. Този процес е придружен от земетресения и вулканизъм.

§ 23. Релефът на земното кълбо

Облекчение- това е съвкупност от неравности на земната повърхност, различаващи се по височина над морското равнище, произход и др.

Тези нередности придават уникален вид на нашата планета. Образуването на релефа се влияе от вътрешни, тектонски и външни сили. Вследствие на тектоничните процеси възникват предимно големи повърхностни неравности – планини, високопланински райони и др., като външните сили са насочени към тяхното разрушаване и създаването на по-малки релефни форми – речни долини, дерета, дюни и др.

Всички форми на релефа се делят на вдлъбнати (кохини, речни долини, дерета, греди и др.), изпъкнали (хълмове, планински вериги, вулканични конуси и др.), просто хоризонтални и наклонени повърхности. Техният размер може да бъде много разнообразен - от няколко десетки сантиметра до много стотици и дори хиляди километри.

В зависимост от мащаба се разграничават планетарни, макро-, мезо- и микроформи на релефа.

Планетните включват издатините на континентите и вдлъбнатините на океаните. Континентите и океаните често са антиподи. Така Антарктида лежи срещу Северния ледовит океан, Северна Америка срещу Индийския океан, Австралия срещу Атлантическия океан и само Южна Америка срещу Югоизточна Азия.

Дълбочините на океанските ровове варират значително. Средната дълбочина е 3800 м, а максималната, отбелязана в Марианската падина на Тихия океан, е 11 022 м. Най-високата точка на сушата, връх Еверест (Чомолунгма), достига 8848 м. Така амплитудата на височината достига почти 20 км.

Преобладаващите дълбочини в океана са от 3000 до 6000 м, а височините на сушата са под 1000 м. Високите планини и дълбоководните депресии покриват само части от процента от земната повърхност.

Средната височина на континентите и техните части над морското равнище също не е еднаква: Северна Америка - 700 m, Африка - 640 m, Южна Америка - 580, Австралия - 350, Антарктида - 2300, Евразия - 635 m, и височината на Азия е 950 м, а Европа е само 320 м. Средната височина на сушата е 875 м.

Релеф на океанското дъно.На дъното на океана, както и на сушата, има различни форми на релефа - планини, равнини, вдлъбнатини, ровове и др. Те обикновено имат по-меки очертания от подобни релефни форми, тъй като външните процеси тук протичат по-спокойно.

В релефа на океанското дъно има:

– континентална плоча,или рафт (рафт), -плитка част до дълбочина до 200 m, чиято ширина в някои случаи достига много стотици километри;

– континентален склон– доста стръмен перваз до дълбочина 2500 m;

– океанско легло,който заема по-голямата част от дъното с дълбочини до 6000 m.

Най-големите дълбочини са отбелязани в улуци,или океански окопи,където надхвърлят границата от 6000 м. Окопите обикновено се простират по протежение на континентите по покрайнините на океана.

В централните части на океаните има средноокеански хребети (рифти): южноатлантически, австралийски, антарктически и др.

Суши облекчение.Основните елементи на релефа на земята са планини и равнини. Те образуват макрорелефа на Земята.

планинанаричат ​​хълм, който има връхна точка, склонове, линия на подметката, издигаща се над терена над 200 m; се нарича възвишение до 200 м хълм.Линейно издължени релефни форми с било и склонове са планински вериги.Хребетите са разделени от разположени между тях планински долини.Свързвайки се една с друга, се образуват планински вериги планински вериги.Колекцията от хребети, вериги и долини се нарича планински възел,или планинска страна,и в ежедневието планини.Например планините Алтай, Уралските планини и др.

Обширни области на земната повърхност, състоящи се от планински вериги, долини и високи равнини, се наричат високопланински райони.Например Иранските планини, Арменските планини и т.н.

По произход планините са тектонски, вулканични и ерозионни.

тектонски планиниобразувани в резултат на движения на земната кора, те се състоят от една или много гънки, издигнати на значителна височина. Всички най-високи планини в света - Хималаите, Хиндукуш, Памир, Кордилерите и др. - са нагънати. Характеризират се със заострени върхове, тесни долини (клисури), издължени хребети.

блокови сгъваеми блокови планинисе образуват в резултат на издигане и спускане на блокове (блокове) на земната кора по разломните равнини. Релефът на тези планини се характеризира с плоски върхове и водосбори, широки, плоскодънни долини. Това са например Уралските планини, Апалачите, Алтай и др.

вулканични планиниобразуван в резултат на натрупването на продукти от вулканична дейност.

Широко разпространен на повърхността на земята ерозионни планини,които се образуват в резултат на разчленяването на високи равнини от външни сили, предимно течащи води.

Според височината планините се делят на ниски (до 1000 m), средно високи (от 1000 до 2000 m), високи (от 2000 до 5000 m) и най-високи (над 5 km).

Височината на планините е лесно да се определи на физическа карта. Може също да се използва, за да се определи, че повечето от планините са средно високи и високи. Няколко върха се издигат над 7000 м и всички те са в Азия. Само 12 планински върха, разположени в планините Каракорум и Хималаите, имат височина над 8000 m. Най-високата точка на планетата е планината, или по-точно планинският възел, Еверест (Чомолунгма) - 8848 m.

По-голямата част от земната повърхност е заета от равни пространства. равнини- Това са участъци от земната повърхност, които имат равен или леко хълмист релеф. Най-често равнините са леко наклонени.

Според характера на повърхността равнините се делят на плосък, вълнообразени хълмист,но на обширни равнини, като Туран или Западносибир, могат да се срещнат райони с различни форми на повърхностен релеф.

В зависимост от височината над морското равнище равнините се делят на база(до 200 м), възвишено(до 500 м) и високо (плата)(над 500 м). Повишените и високи равнини винаги са силно разчленени от водни потоци и имат хълмист релеф, докато низините често са равни. Някои равнини се намират под морското равнище. И така, Каспийската низина има височина 28 м. Доста често в равнините има затворени басейни с голяма дълбочина. Например, депресията Карагис има отметка от 132 m, а депресията на Мъртво море - 400 m.

Наричат ​​се издигнати равнини, ограничени от стръмни первази, които ги отделят от околността плато.Такива са Устюртското, Путоранската и други плата.

плато- плоски участъци от земната повърхност, могат да имат значителна височина. Така например Тибетското плато се издига над 5000 m.

По произход се разграничават няколко вида равнини. Заети са значителни площи земя морски (първични) равнини,образувани в резултат на морски регресии. Това са например Туранската, Западносибирската, Великокитайската и редица други равнини. Почти всички от тях принадлежат към големите равнини на планетата. Повечето от тях са низини, релефът е равнинен или слабо хълмист.

Язовирни равнини- Това са плоски участъци от древни платформи с почти хоризонтално настъпване на седиментни скални пластове. Такива равнини включват, например, източноевропейски. Тези равнини са предимно хълмисти.

Малки пространства в речните долини са заети алувиални (алувиални) равнини,образуван в резултат на изравняване на повърхността с речни наноси – алувий. Този тип включва Индо-Гангски, Месопотамски и Лабрадорски равнини. Тези равнини са ниски, плоски и много плодородни.

Равнините са издигнати високо над морското равнище - листове от лава(Централно Сибирско плато, Етиопски и Ирански планини, плато Декан). Някои равнини, като казахските възвишения, са се образували в резултат на унищожаването на планините. Те се наричат ерозионни.Тези равнини винаги са издигнати и хълмисти. Тези хълмове са изградени от здрави кристални скали и представляват останките от планините, които някога са били тук, техните „корени“.

§ 24. Почва

Почвата- това е горният плодороден слой на литосферата, който има редица свойства, присъщи на живата и неживата природа.

Образуването и съществуването на това естествено тяло не може да се представи без живи същества. Повърхностните слоеве на скалата са само начален субстрат, от който се образуват различни видове почви под въздействието на растения, микроорганизми и животни.

Това показа основателят на почвознанието, руският учен В. В. Докучаев

почвата- това е самостоятелно естествено тяло, образувано върху повърхността на скалите под въздействието на живи организми, климат, вода, релеф, както и хора.

Това естествено образувание е създадено от хиляди години. Процесът на почвообразуване започва със заселване върху голи скали, камъни от микроорганизми. Хранейки се с въглероден диоксид, азот и водни пари от атмосферата, използвайки минералните соли на скалата, микроорганизмите отделят органични киселини в резултат на своята жизнена дейност. Тези вещества постепенно променят химическия състав на скалите, правят ги по-малко издръжливи и в крайна сметка разхлабват повърхностния слой. Тогава лишеите се заселват на такава скала. Непретенциозни към вода и хранителни вещества, те продължават процеса на разрушаване, като същевременно обогатяват скалата с органична материя. В резултат на дейността на микроорганизми и лишеи, скалата постепенно се превръща в субстрат, подходящ за колонизиране от растения и животни. Окончателното превръщане на оригиналната скала в почва се случва поради жизнената дейност на тези организми.

Растенията, абсорбиращи въглероден диоксид от атмосферата и вода и минерали от почвата, създават органични съединения. Когато умират, растенията обогатяват почвата с тези съединения. Животните се хранят с растения и техните останки. Отпадните им продукти са екскременти, а след смъртта труповете им също попадат в почвата. Цялата маса мъртва органична материя, натрупана в резултат на жизнената дейност на растенията и животните, служи като хранителна база и местообитание за микроорганизми и гъбички. Те разрушават органичните вещества, минерализират ги. В резултат на дейността на микроорганизмите се образуват сложни органични вещества, които съставляват хумуса на почвата.

почвен хумуспредставлява смес от стабилни органични съединения, образувани при разлагането на растителни и животински остатъци и техните метаболитни продукти с участието на микроорганизми.

Разграждането на първичните минерали и образуването на глинести вторични минерали се случва в почвата. Така циркулацията на веществата се осъществява в почвата.

капацитет на влагае способността на почвата да задържа вода.

Почвата с много пясък не задържа добре водата и има нисък воден капацитет. Глинената почва, от друга страна, задържа много вода и има висок воден капацитет. В случай на обилни валежи водата запълва всички пори в такава почва, предотвратявайки преминаването на въздух дълбоко. Рохкавите, бучави почви задържат влагата по-добре от плътните.

пропускливост на влагае способността на почвата да пропуска вода.

Почвата е просмукана с миниатюрни пори – капиляри. Чрез капилярите водата може да се движи не само надолу, но и във всички посоки, включително отдолу нагоре. Колкото по-висока е капилярността на почвата, толкова по-висока е нейната влагопропускливост, толкова по-бързо водата прониква в почвата и се издига от по-дълбоките слоеве нагоре. Водата "залепва" по стените на капилярите и сякаш пълзи нагоре. Колкото по-тънки са капилярите, толкова по-високо се издига водата през тях. Когато капилярите излязат на повърхността, водата се изпарява. Пясъчните почви са силно пропускливи, докато глинестите са ниско. Ако след дъжд или поливане на повърхността на почвата се е образувала кора (с много капиляри), водата се изпарява много бързо. При разрохкване на почвата капилярите се разрушават, което намалява изпарението на водата. Нищо чудно, че разрохкването на почвата се нарича сухо напояване.

Почвите могат да имат различна структура, тоест да се състоят от буци с различни форми и размери, в които са залепени почвени частици. В най-добрите почви, като черноземите, структурата е фино буца или зърнеста. Според химичния състав почвата може да бъде богата или бедна на хранителни вещества. Показател за плодородието на почвата е количеството хумус, тъй като съдържа всички основни хранителни вещества за растенията. Така, например, черноземните почви съдържат до 30% хумус. Почвите могат да бъдат кисели, неутрални или алкални. Неутралните почви са най-благоприятни за растенията. За да се намали киселинността, те се варят, а в почвата се добавя гипс за намаляване на алкалността.

Механичен състав на почвите.Според механичния състав на почвата се делят на глинеста, песъчлива, глинеста и песъчлива.

Глинести почвиимат висок капацитет на влага и са най-добре снабдени с батерии.

песъчливи почвиниска влагоемкост, добре пропусклива за влага, но бедна на хумус.

глинеста- най-благоприятни по физически свойства за земеделие, със средна влагоемкость и влагопропускливост, добре осигурени с хумус.

пясъчна глинеста почва– безструктурни почви, бедни на хумус, добре водо- и въздухопропускливи. За да използвате такива почви, е необходимо да се подобри техният състав, да се прилагат торове.

Типове почви.У нас най-разпространени са следните типове почви: тундрова, подзолиста, дерново-подзолиста, черноземна, кестенова, сивоземна, червеноземна и жълтоземна.

тундрови почвисе намират в Далечния север в зоната на вечна замръзване. Те са подгизнали и изключително бедни на хумус.

Подзолисти почвичесто срещани в тайгата под иглолистни дървета, и дерново-подзолист- под иглолистно-широколистни гори. Широколистните гори растат върху сиви горски почви. Всички тези почви съдържат достатъчно хумус и са добре структурирани.

В лесостепната и степната зона се намират черноземни почви.Образувани са под степната и тревиста растителност, богата на хумус. Хумусът придава на почвата черен цвят. Те имат силна структура и висока плодовитост.

кестенови почвиразположени по-на юг, те се образуват при по-сухи условия. Те се характеризират с липса на влага.

Сероземни почвихарактерни за пустините и полупустините. Те са богати на хранителни вещества, но бедни на азот и тук няма достатъчно вода.

Красноземии желтоземисе образуват в субтропиците при влажен и топъл климат. Те са добре структурирани, доста водоемки, но имат по-ниско съдържание на хумус, така че върху тези почви се внасят торове за повишаване на плодородието.

За да се подобри плодородието на почвата, е необходимо да се регулира не само съдържанието на хранителни вещества в тях, но и наличието на влага и аерация. Обработваемият слой на почвата трябва винаги да е рохкав, за да се осигури достъп на въздух до корените на растенията.

Консолидиран товар: превоз на товари от Москва, превоз на товари marstrans.ru.