§ 7. Внутрішня будова Землі

Досліджуй

1. Французький письменник Жуль Верн 1864 року написав науково-фантастичний роман «Подорож до центру Землі». Герої роману через жерло вулкана потрапили під землю, де побачили дивовижний світ. На обкладинках (мал. 7.1) проілюстровано фрагменти подорожі. Що з описаного й зображеного, є, на твою думку, науково підтвердженим, а що фантастикою?

Мал. 7.1. Обкладинки книг «Подорож до центру Землі»

Дізнавайся

Як вивчають внутрішню будову Землі?

Людство крок за кроком розгадує таємниці Всесвіту, проте внутрішню будову Землі повною мірою досі не вивчено. Таємниці земних надр — предмет вивчення геології та геофізики. То як науковці і науковиці досліджують внутрішню будову нашої планети? Адже найглибші свердловини, пробурені в надрах Землі, сягають близько 12 тис. м від земної поверхні, а відстань від поверхні Землі до її центру становить 6 371 000 м.

Сучасні наукові уявлення про внутрішню будову Землі переважно ґрунтуються на: дослідженні землетрусів; лабораторних експериментах із температурою і тиском у різних речовинах; аналізі метеоритів.

Під час землетрусів від місця його зародження в усі сторони поширюються хвилі, які називають сейсмічними. У будь-якій точці земної поверхні можна зафіксувати їх спеціальними приладами. Під час проходження через внутрішні шари Землі кілька разів раптово змінюється швидкість сейсмічних хвиль. Це означає, що хвилі поширюються у середовищах, які відрізняються хімічним складом і фізичними властивостями.

Більшість метеоритів утворилися приблизно тоді ж і з того самого матеріалу, що й Земля. Вивчаючи метеорити, які прилетіли з космосу (мал. 7.2), можна «зазирнути» в період раннього формування Сонячної системи й речовин у надрах нашої планети.

Мал. 7.2. Метеорит Гоба — найбільший з усіх знайдених на Землі. Він потрапив на земну поверхню на півдні африканського континенту близько 80 тис. років тому, знайдений 1920 року. Маса цього небесного гостя понад 60 тонн. Він переважно складений із заліза

Якою є внутрішня будова Землі?

Результати всебічних досліджень дають вченим підстави вважати, що Земля — шарувата (мал. 7.3). І за будовою дуже схожа на круто зварене яйце. Якщо яйце розрізати, то жовток представлятиме ядро, найбільший за об’ємом шар білої речовини — мантію, а шкаралупа — земну кору.

Ядро, температура якого близько 5000 °С, простягається на 3 500 км від центру Землі. Вчені припускають, що ядро утворене речовинами, подібними до металів. І саме завдяки цьому навколо Землі діє магнітне поле, яке має важливе значення для життя на ній.

Розрізняють внутрішнє і зовнішнє ядро.

Ядро покриває мантія близько 2 900 км завтовшки. Мантію, як і ядро, ніхто ніколи не бачив. На думку вчених, температура мантії з наближенням до земної кори поступово знижується від 4 000 °С до 1000 °С, а що ближче до центру Землі, то тиск у ній більший. Припускають, що за таких умов мантія тверда й водночас розпечена. У звичайних умовах на поверхні Землі за такої температури речовина мантії мала би бути розплавленою. У надрах землі умови інші. Учені також вважають, що в межах мантії відбуваються складні фізичні та хімічні процеси, які зумовлюють землетруси, виверження вулканів, рух окремих частин земної кори.

Мал. 7.3. а — Внутрішня будова Землі; б — будова земної кори

На глибині 50-250 км у твердій мантії міститься в’язкий частково розплавлений шар — астеносфера. Ця речовина мантії здатна повільно текти — переміщуватися на кілька сантиметрів за рік. Це відіграє велику роль у рухах земної кори.

Поверх мантії пролягає земна кора. Порівняно з ядром і мантією вона дуже тонка (мал. 7.3, а). Її товщина становить лише 10-70 км (мал. 7.3, б). Найтонша земна кора — під океанами. Океанічна земна кора складена речовинами, що утворюють базальтовий і осадовий шари. Під материками кора тришарова — між базальтовим і осадовим шарами виділяють ще гранітний.

Температура земної кори з глибиною поступово зростає. Зокрема на дні найглибшої свердловини (12 262 м) було зафіксовано температуру 220 °С.

Земну кору вивчають геологи й геологині. Їхні дослідження допомагають у пошуку покладів корисних копалин, як-от нафти, вугілля, металів; для прогнозування процесів усередині планети, які можуть спричинити землетруси чи виверження вулканів. Ці знання потрібні також у пошуку можливостей використання внутрішнього тепла Землі для виробництва електроенергії.

Земну кору та крихку верхню частину мантії, що простягається на глибину до 200 км, називають літосферою.

Літосфера є складником географічної оболонки Землі. Інші її складники — атмосфера, гідросфера і біосфера (мал. 7.4). Вони усі активно взаємодіють між собою, обмінюються речовинами і енергією. Повітря атмосфери проникає у воду і гірські породи. Вода гідросфери випаровується в атмосферу, просочується в земну кору. Дрібні частинки порід (літосфери) опиняються в атмосфері та воді. Організми — представники біосфери є мешканцями наземно-повітряного, водного й ґрунтового середовищ.

Мал. 7.4. Географічна оболонка — цілісна оболонка Землі

Дій

ЗНАЙ - ПОЯСНЮЙ - ЗАСТОСОВУЙ - ТВОРИ

1. Укажи назви внутрішніх шарів Землі.

2. Поясни: а) як учені досліджують внутрішню будову Землі; б) чим їм цікаві метеорити.

3. Чим відрізняється материкова кора від океанічної?

4. Укажи, які, на твою думку, недоліки у порівнянні внутрішньої будови Землі із будовою круто звареного курячого яйця?

5. Накресли в зошиті таблицю і заповни її.

Назва шару	Товщина (потужність), км	Температура, °С	Характерні особливості шару

6. Відшукай в інтернеті інформацію про метеорити, які потрапляли на територію нашої країни. Укажи на карті України місця, на яких залишилися пам'ятки від космічних «гостей».

7. Змоделюй внутрішню будову Землі.

Зміст