Пізнаємо природу. 5 клас. Янкавець

Тема 3. Дізнаємося про Землю і всесвіт

Яку будову має планета Земля?

• Зовнішні оболонки Землі

• Природа і спостереження за нею

• Материки на глобусі й карті

Як рухається наша планета та що слід знати про Сонце й Місяць?

• Основні характеристики

• Земля — планета, що змінюється

• Значення науки, техніки й технологій для пізнання природи

§ 18. Земної кулі та методи її вивчення

Пригадаймо, поміркуймо

  • Яким чином науковці та науковиці дізнаються про явища, які відбувалися багато сотень років тому?
  • Яку форму має наша планета?
  • Що знаходиться під землею?

На сьогодні в науці панує думка, що Земна куля складається із твердого внутрішнього ядра, рідкого зовнішнього ядра, мантії та земної кори (мал. 18.1).

Мал. 18.1. Внутрішня будова Землі

Достеменно невідомо, що являє собою внутрішнє ядро. Проте завдяки вивченню його властивостей можна сказати, що це важка металева куля розміром трохи меншим за Місяць. Навколо внутрішнього ядра в постійному русі перебуває зовнішнє ядро. Метали в його складі перебувають у рідкому (розплавленому) стані.

Щоб зрозуміти, як виглядає мантія, достатньо уявити розплавлену до неймовірної температури, близько +2200 °С, гірську скелю. Саме вона проривається назовні крізь земну кору під час виверження вулканів. Верхні шари мантії тверді, вони ковзають по її розплавленій частині і разом із земною корою утворюють тверду оболонку Землі — літосферу.

Земна кора є найтоншою серед усіх інших. Її температура комфортна для життя живих організмів. Проте, починаючи з глибини приблизно 30 км, ця температура поступово зростає в середньому на 3 °С кожні 100 м.

Для того, щоб отримати інформацію про внутрішню будову Землі, науковці й науковиці використовують низку різноманітних методів. Наприклад, досліджують підземні гірські шахти (мал. 18.2), бурять свердловини (мал. 18.3), вивчають перебіг деяких природних явищ.

Мал. 18.2. Робота в підземній шахті

Мал. 18.3. Буріння свердловин

Корисні копалини, що видобувають у шахтах, не лише є цінною сировиною, але й можуть розказати про процеси, що відбувались у земній корі сотні тисяч і мільйони років тому. Спеціальні методи дослідження дозволяють визначити їхній історичний вік і дізнатися про живі організми, котрі мешкали в доісторичних епохах.

Одним із методів дослідження будови Земної кулі є буріння свердловин. Для цього використовують спеціальний бур, здатний піднімати на поверхню глибинні зразки порід і мінералів. Досі вченим удалося досягнути глибини 12 262 м завдяки бурінню Кольської надглибокої свердловини.

Для глибинного аналізу використовують метод сейсмічних хвиль, які виникають у земній корі та мантії Землі внаслідок землетрусів. Науковці й науковиці обчислюють швидкість проходження цих хвиль у товщі планети, що дозволяє визначити кількість шарів усередині Земної кулі та їхню щільність (мал. 18.4 а).

Мал. 18.4. Сейсмічні хвилі в напрямку від епіцентру землетрусу (а) та їхнє зображення на міліметровому папері сейсмографічної машини (б)

Легенько покладіть руку на товщу води. Подивіться, як навколо з’являються хвилі. Щось подібне відбувається і у внутрішніх оболонках Землі. Побачити це складно, але надчутливі датчики фіксують такі коливання та будують спеціальні графіки (мал. 18.4 б). Саме ці дослідження дозволяють прогнозувати землетруси.

ЗНАЙ БІЛЬШЕ!

Є різні припущення щодо того, із чого складаються та якими є шари Землі. Наукові теорії розробляють учені-геофізики та геофізикині на основі даних, які вони отримують за допомогою різних методів досліджень. Одним із таких методів є метод буріння надглибоких свердловин. Відповідно до даних таблиці, з упевненістю можна говорити, що на сьогодні людство проникло вглиб Землі на більше ніж 12 тис. метрів!

Місце

Назва свердловини

Роки буріння

Глибина, м

3

Берта Роджерс

1973-1974

9 583

2

КТБ-Оберпфальц

1990-1994

9 900

1

Кольська надглибока свердловина

1970-1990

12 262

Опорні точки. Земна куля складається з твердого внутрішнього ядра, рідкого зовнішнього ядра, мантії та земної кори. Внутрішню будову планети досліджують за допомогою методів буріння свердловин, видобутку корисних копалин із шахт та вивчення сейсмічних хвиль.

Запитання для повторення

  • 1. Які оболонки входять до складу внутрішньої будови Землі?
  • 2. Про що можна дізнатися, застосовуючи метод сейсмічних хвиль?
  • 3. Яку інформацію отримують науковці та науковиці під час дослідження глибинних зразків гірських порід?
  • 4. Робота в парі або групі. Створіть із пластиліну чи модельної глини макет внутрішньої будови Землі. Проведіть конкурс на кращий макет, залучивши вчительський колектив, батьківство або старшокласників/старшокласниць.