Kategorie
Informacje

Ogólne wiadomości o Ziemii

Dawniej sądzono powszechnie, że budowa Ziemi jest jednolita że jedynie pod wpływem ciśnienia warstw nadległych zmienia się jej stan skupienia, przechodząc początkowo w ciekły, a następnie w gazowy. Było to związane ze znanym już dawno faktem, ze w miarę posuwania się w głąb Ziemi temperatura ulega podwyższeniu, wskutek czego już na głębokości kilkuset metrów praca górnika jest trudna i bardzo uciążliwa.

Na podstawie obserwacji wzrostu temperatury wraz z głębokością wysunięto przypuszczenie, że zewnętrzna część skorupy Ziemskiej, zwana litosferą (od greckiego litos — kamień i sfaira — kula), spoczywa na ciekłym wnętrzu. Późniejsze badania dowiodły jednak, że błędnie przyjmowano istnienie płynnego wnętrza Ziemi na niewielkiej głębokości pod skorupą. Z przebiegu drgań sprężystych powstających wskutek trzęsień ziemi, a przenoszonych przez fale sejsmiczne, wynika, że powyżej głębokości 2900 km materia ziemska znajduje się w stanie stałym.

Bezpośrednim badaniom dostępna jest jedynie zewnętrzna część skorupy ziemskiej. Porównując głębokość otworów wiertniczych, które osiągnęły niemal 10 km głębokości, z promieniem Ziemi, mającym długość 6370 km, można stwierdzić, że człowiek bezpośrednio poznał budowę Ziemi do głębokości wynoszącej zaledwie nieco ponad 1/1000 części jej promienia. Informacje o głębszych jej częściach oparte są tylko na hipotetycznych przypuszczeniach i na wynikach badań geofizycznych.

Jednym z najważniejszych osiągnięć geofizyki jest stwierdzenie nieciągłości budowy Ziemi. Obserwacje zachowania się wywołanych trzęsieniami ziemi fal sejsmicznych wykazały, że Ziemia jest zbudowana z kilku koncentrycznych stref o odmiennych własnościach sprężystych oraz znajdującego się w środku jądra.

Fale sejsmiczne składają się z drgań poprzecznych, rozchodzących się jedynie w ciałach stałych, oraz z drgań podłużnych. Prędkość rozchodzenia się fal sejsmicznych jest różna, zależna od własności sprężystych i gęstości środowiska, w którym fale się rozchodzą. Powierzchnie, na których następują zmiany zachowania się fal sejsmicznych, nazywane są powierzchniami nieciągłości. Najwyraźniejsza z nich znajduje się na głębokości 2900 km. Na głębokości tej prędkość fal sejsmicznych zmniejsza się gwałtownie z 13 do 8 km/s. Również na tej głębokości zatrzymują się fale poprzeczne, co może świadczyć, że środkowa część Ziemi — jądro — znajduje się w ciekłym stanie skupienia.

Już na początku bieżącego stulecia wysunięto przypuszczenie, że powierzchniowa część kuli ziemskiej składa się z dwóch stref o różnym składzie i gęstości. Zewnętrzną strefę, złożoną ze skał bogatych w tlenek krzemu — krzemionkę Si)2 i tlenek glinu — glinkę Al2O3 nazwano od symboli krzemu Si i glinu Al sialem, natomiast strefę dolną, bogatą w krzemianowe związki magnezu Mg, nazwano simą. Sial złożony jest ze skał, których głównymi składnikami są skalenie (glinokrzemiany potasu, sodu i wapnia), a w skład simy wchodzą skały utworzone głównie z piroksenów i oliwinów (krzemiany magnezu i żelaza). Ponieważ prędkość rozchodzenia się fal sejsmicznych w sialu odpowiada ich prędkości w granitach, a w simie — prędkości w bazaltach, strefy te nazwano warstwą granitową i warstwą bazaltową.

Na głębokości 80—150 km zakłada się istnienie astenosfery (od greckiego astenos — słaby), którą tworzy szklisty bazalt oliwinowy, zachowujący się pod działaniem długotrwałych nacisków jak ciało plastyczne. Niżej leży strefa pośrednia, czyli mezosfera (z greckiego mesos — średni, środkowy), zwana również płaszczem. Jej górna część składa się ze skał zwanych perydotytami, których głównym składnikiem jest oliwin. Występują one przypuszczalnie do głębokości około 413 km, na której kończy się sima. Niżej znajdują się zapewne również perydotyty, lecz z dodatkiem chromu Cr i żelaza Fe — crofesima, a głębiej i niklu Ni — nifesima. Gęstość mezosfery zwiękssza się do 5—6 g/cm³.

Poniżej wyraźnej powierzchni nieciągłości na głębokości 2900 km znajduje się jądro Ziemi, zwane od dużego ciężaru właściwego — barysferą (z greckiego barys — ciężki), a od głównych składników: stopionego żelaza Fe i niklu Ni — nife. Gęstość jądra wynosi około 8 g/cm³. Od głębokości 5100 km jądro znajduje się prawdopodobnie w stanie stałym.

Przekrój przez kulę ziemską.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *