Географія. 6 клас. Кобернік

Розділ III. Оболонки Землі

Якби інопланетні прибульці летіли на Землю, вони б помітили, що вона має кілька зовнішніх оболонок (мал. 78). Спершу вони помітили б повітряну оболонку - атмосферу, яку силою свого тяжіння утримує Земля. Спускаючись нижче, побачили б, що майже 3/4 поверхні вкриває вода. Це гідросфера - водна оболонка Землі. Життя, яке існує в усіх своїх проявах на планеті, утворює біосферу. Опустившись на поверхню, гості з космосу відчули б, що вона тверда, тому що вкрита літосферою - кам’яною оболонкою, складеною з гірських порід та мінералів. За участі людини сформувалася ще одна оболонка - антропосфера - середовище земної поверхні та найближчого космосу, що використовується людством і зазнає внаслідок цього певних змін. Стикаючись біля земної поверхні, всі зовнішні оболонки проникають одна в одну та взаємодіють. Той простір, де це відбувається, називають географічною оболонкою, яка є об’єктом вивчення географії.

Тема 1. Літосфера — кам'яний панцир планети

Вивчаючи тему,

ви зможете:

• одержати уявлення про внутрішню будову Землі, будову літосфери;
• зрозуміти причини руху літосферних плит, виникнення землетрусів, виверження вулканів та гейзерів на Землі;
• встановити з допомогою вчителя/вчительки взаємозв'язки між явищами та процесами, що відбуваються в літосфері;
• визначити за фізичною картою географічні координати найвищих вершин світу та України;
• пояснити, як рельєф місцевості впливає на розміщення населення, спосіб життя та світогляд людей;
• ділитися враженнями від виконаного дослідженн/проєкту.

ви навчитеся:

• визначати самостійно / в групі географічне розташування літосферних плит;
• знаходити й показувати на картах вулкани, гори, рівнини;
• здійснювати дослідження, опрацьовувати інформацію, розв'язувати проблеми (індивідуально й у співпраці), що розглядаються в темі;
• складати план власної діяльності під час виконання групового завдання відповідно до своєї ролі в групі;
• використовувати здобуті знання й набутий досвід для розв'язання життєвої / навчальної проблеми - дотримання правил поведінки під час землетрусу, виверження вулкана, утворення зсуву;
• визначати за допомогою вчителя/вчительки особливості розміщення родовищ корисних копалин за запропонованими критеріями;
• представляти результати дослідження картографічним способом, зокрема з використанням цифрових пристроїв.

Чи стабільною й непорушною є земна поверхня, на якій ми живемо? Чи завжди на Землі материків було шість, а океанів п'ять? Як виникли товщі гірських порід, з яких складається земна? Чому й де бувають землетруси та чи можливо їх передбачити? Чи існували вічно сучасні гори й рівнини? В цій темі ми знайдемо відповіді на ці питання. Також зазирнемо всередину діючого вулкана. Пройдемося дном яру. Опустимося під землю в карстову печеру. Відшукаємо сліди льодовикового періода. І все це задля того, щоб зрозуміти, як потужні процеси, що відбуваються в надрах та на поверхні Землі впливають на довкілля та життя людини.

§ 16. Внутрішня будова Земля

Пригадайте! 1. Які ви читали фантастичні книжки або дивилися фільми, в яких герої мандрують у земні надра? Якою в них уявляють нашу планету в середині? 2. Чому важко дослідити земні надра? 3. Які розміри Землі? 4. Що вам відомо про внутрішню будову нашої планети?

Нові терміни до скарбнички знань: земна кора, мантія, ядро, астеносфера, літосфера, літосферна плита.

Коротко про головне

Що в середині Землі? Будова нашої планети - одна з багатьох нерозгаданих людством таємниць. Сучасна наука припускає, що наша планета всередині складається з безлічі шарів, що розміщені один на другому. Проте, основних з-поміж них три: земна кора, мантія та ядро (мал. 79).

Мал. 79. Внутрішні оболонки Землі

Завдання. За малюнком з’ясуйте: а) товщину та стан кожного з внутрішніх шарів Землі; б) як з просуванням углиб планети змінюються температура, тиск та щільність речовини; поясніть причини; в) дослідіть, з яких хімічних елементів складаються різні внутрішні шари.

Внутрішні оболонки	Стан	Зміна тиску з глибиною, атмосфер	Щільність, г/см3	Елементи переважають у хімічному складі
І. Земна кора	твердий	1-60 000	2,2-2,9	91 %: оксиген, силіцій, алюміній, залізо
II. Мантія	твердий, окрім астеносфери (в'язкий)	60 000-1 300 000	3,4-5,6	97 %: оксиген, магній, силіцій, залізо, алюміній
ІІІ А. Ядро зовнішнє	рідкий	1 300 000-2 850 000	9,9-12,2	85,5 % залізо; 14,4 %: силіцій, нікель, сірка, хром
ІІІ Б. Ядро внутрішнє	твердий	2 850 000-3 600 000	12,8-13,1	96 % залізо, 4 % нікель

Земна кора - невелика верхня тверда частина планети, яка становить лише 1 % об’єму та маси Землі. Ми живемо на її поверхні. Речовинами земної кори є мінерали й гірські породи. Ті з них, що видобуває й використовує людина називають корисними копалинами. За товщиною та складом гірських порід розрізняють земну кору материкову й океанічну (мал. 80). Океанічна кора є молодою. Вік материкової вимірюється мільярдами років. Базальтовий та гранітний шари земної кори нашарувалися з лави давніх вулканів. Осадовий шар утворився з уламків від руйнування базальтового та гранітного, а також із решток живих істот та хімічних речовин з морської води.

Мал. 80. Типи земної кори

Завдання. За малюнком з’ясуйте: а) товщину океанічної та материкової земної кори; б) які за складом шари гірських порід формують океанічну земну кору, а які материкову; в) де можна відшукати земну кору перехідного типу?

Глибше, від земної кори до глибини майже 2900 км, знаходиться мантія - найбільша за об’ємом (83 %) та масою (2/3) частина нашої планети. Завдяки розпаду радіоактивних елементів вона поступово нагрівається знизу. Тому температура та тиск з просуванням від її поверхні в бік ядра зростають. Тривалий час вважали, що вся мантія перебуває у твердому стані. Проте у 20-х рр. XX ст. виявлено, що на глибині 50-250 км від поверхні Землі речовина знаходиться у напіврідкому стані. Цю оболонку назвали астеносфера (від дав.-грец. - слабкий шар). Відкриття астеносфери дало змогу зрозуміти природу внутрішніх процесів Землі: виверження вулканів, переміщення літосферних плит.

Глибше від мантії, в центрі нашої планети, знаходиться важке земне ядро. На нього припадає майже 1/3 її маси. Ядро перебуває під величезним тиском. В самому центрі Землі температура перевищує значення навіть на поверхні Сонця - понад 6200 °С. Ядро розділяється на зовнішнє (перебуває в рідкому стані) та внутрішнє (його речовина щільна й тверда). Внутрішнє ядро ніби плаває у зовнішньому рідкому шарі. Через цей плавний рух навколо Землі утворюється її магнітне поле, на яке реагує стрілка компаса й яке захищає планету від небезпечних космічних випромінювань. Про склад ядра відомо не багато. Вважають, що воно складається з різних важких металів, зокрема сполуки заліза й нікелю.

Методи вивчення надр Землі. Щоб дізнатися більше про надра, вчені-геологи закладають свердловини в земній корі й з глибин беруть зразки гірських порід. Проте, потрапити на значні глибини всередину планети поки не під силу. Надглибокими є свердловини, які сягають 6 км. А найглибша з них подолала відмітку 12 км! (мал. 81). Занурюватися глибше не вдається через високу температуру: на кожних 33 м опускання вона зростає на 1 °С.

Мал. 81. Верхня частина найглибшої свердловини в світі (максимальна глибина 12262 м, діаметр верхньої частини 92 см, нижньої - 21,5 см). Працювала у 1970-1991 рр. Після кількох аварій у 1994 р. була закрита

Сучасні уявлення про внутрішню будову Землі сформувалися в результаті непрямого метода - вивчення швидкості покришення коливань в середині планети під час землетрусів. Такі поштовхи за півгодини здатні пройти її наскрізь. З’ясувалося, що крізь тверду речовину коливання проходять дуже швидко, а в розрідженому середовищі значно уповільнюються. Так було з’ясовано, що всередині Земля має шарувату будову, а твердої речовини в надрах значно більше ніж рідкої.

Будова літосфери. Літосфера й земна кора не тотожні (мал. 82). Літосфера - тверда оболонка Землі, яка складається із земної кори та верхнього шару мантії до астеносфери. Тобто нижня її межа доходить до 50-100 км, де починається астеносфера.

Літосфера - не суцільна оболонка. Вона нагадує шкірку печеного яблука, яка потріскала та в окремих місцях зморщилася. Літосфера розбита дуже глибокими розломами, які сягають астеносфери, на окремі великі жорсткі блоки - літосферні плити. Оскільки вони лежать на поверхні текучої астеносфери, то можуть ковзати, як друзки льоду по річці. Але це відбувається занадто повільно (1-6 см/рік). Щоб помітити такі рухи, потрібні тисячі років. До того ж вони нерівномірні й непостійні. На межах літосферних плит земна кора завжди неспокійна. Внаслідок зіткнення плит тут часто трапляються землетруси, краї плит мнуться в складки, формуючи гори. Через те, що межами плит є надглибокі розломи, крізь які на поверхню може виходити лава з астеносфери, тут знаходяться вулкани. Всередині літосферних плит земна кора відносно спокійна.

Мал. 82. Співвідношення земної кори й літосфери

Завдання. За малюнком з’ясуйте: а) що більше земна кора чи літосфера; б) які внутрішні шари Землі входять до складу літосфери; в) що є межами літосферних плит; г) за якими ознаками можна розпізнати межі літосферних плит?

«Вірю - не вірю»: перевіряємо інформацію

• Вчені з Японського агентства морських геологічних наук і технологій заявили, що мають намір уперше в історії просвердлити земну кору наскрізь і дістатися до верхньої мантії. Науковці планують розпочати роботи поблизу берегів Гавайських островів або біля узбережжя Мексики. Для цього дослідники використовуватимуть наукове бурове судно Chikyu («Кривавий огірок») й планують до 2030 року досягти глибини 6 км та зібрати зразки речовини мантії.

ОЦІНЮЄМО СВОЇ ДОСЯГНЕННЯ • усього 12 балів

1 бал • 1. Назвіть внутрішні оболонки, з яких складається Земля. 2. Розкажіть, що відомо про кожну з внутрішніх частин нашої планети. Як і чому змінюються властивості та склад оболонок з наближенням до центру Землі? 2 бали • 3. Чим можуть бути корисними відомості про внутрішню будову Землі для життя людини та її діяльності? 4. Поясніть різницю між поняттями «земна кора» та «літосфера». 3 бали • 5. Як утворилися літосферні плити? Чому вони здатні пересуватися? 6. У чому полягають труднощі вивчення земних надр? Оцініть ступінь достовірності сучасних знань про внутрішню будову Землі.

Літосфера зазнає постійних змін, внаслідок перебігу різноманітних процесів, які формують рельєф планети. Деякі з них ледь помітні й їхні наслідки стають відчутними лише з часом. Інші трапляються зненацька й набувають загрозливого для життя людини характеру, як-то землетруси, виверження вулканів, зсуви. Всі вони є предметом дослідження науки геології (від дав.-грец. - вчення про Землю), тому називаються геологічними процесами (мал. 82). Одні з них зароджуються в надрах Землі, тому називаються внутрішніми. Інші відбуваються на поверхні та в найвищих шарах земної кори й називаються зовнішніми. Обидві групи геологічних процесів спричиняють зміни в речовинному складі й будові літосфери, а також формують неповторну поверхню планети. Унаслідок внутрішніх процесів утворюються величезні за своїми розмірами форми рельєфу, як-то гірські системи. Зовнішні процеси їх з часом вирівнюють й перетворюють у рівнини, а також формують власні значно менші нерівності (яри, дюни, бархани тощо). Так тривають безперервні зміни рельєфу, перетворення в надрах, й в решті, формується земна кора.

Мал. 82. Внутрішні та зовнішні геологічні процеси

Завдання. За малюнком з’ясуйте: а) під дією яких сил діють внутрішні та зовнішні геологічні процеси; б) які процеси належать до внутрішні, а які до зовнішніх; в) порівняйте наслідки їх дії.