Historien om skapandet av jorden för barn. Historien om utvecklingen av planeten jorden. Vår planets historia

Det finns cirka 100 miljarder stjärnor i en galax, och totalt finns det 100 miljarder galaxer i vårt universum. Om du ville resa från jorden till universums yttersta kant skulle det ta dig mer än 15 miljarder år, förutsatt att du rör dig med ljusets hastighet - 300 000 km per sekund. Men var kom kosmisk materia ifrån? Hur uppstod universum? Jordens historia går tillbaka omkring 4,6 miljarder år. Under denna tid uppstod och dog många miljoner arter av växter och djur; de högsta bergskedjorna växte och förvandlades till stoft; Enorma kontinenter splittrades antingen i bitar och spreds åt olika håll, eller kolliderade med varandra och bildade nya gigantiska landmassor. Hur vet vi allt detta? Faktum är att, trots alla katastrofer och katastrofer som vår planets historia är så rik på, finns förvånansvärt mycket av dess turbulenta förflutna inpräntat i de stenar som finns idag, i fossilerna som finns i dem, såväl som i organismerna av levande varelser som lever på jorden idag. Naturligtvis är denna krönika ofullständig. Vi stöter bara på fragment av det, gapande tomrum mellan dem, hela kapitel som är oerhört viktiga för att förstå vad som verkligen hände släpps ur berättelsen. Och ändå, även i en sådan trunkerad form, är vår jords historia inte sämre i fascination än någon detektivroman.

Astronomer tror att vår värld uppstod som ett resultat av Big Bang. Det gigantiska eldklotet exploderade och spred materia och energi i rymden, som sedan kondenserades till miljarder stjärnor, som i sin tur smälte samman till många galaxer.

Big Bang-teorin.

Teorin som följs av de flesta moderna vetenskapsmän säger att universum bildades som ett resultat av den så kallade Big Bang. Ett otroligt varmt eldklot, vars temperatur nådde miljarder grader, exploderade vid något tillfälle och spred strömmar av energi- och materiepartiklar åt alla håll, vilket gav dem kolossal acceleration.
Varje ämne består av små partiklar - atomer. Atomer är de minsta materialpartiklarna som kan delta i kemiska reaktioner. Men de består i sin tur av ännu mindre, elementära partiklar. Det finns många varianter av atomer i världen, som kallas kemiska grundämnen. Varje kemiskt element innehåller atomer av en viss storlek och vikt och skiljer sig från andra kemiska element. Därför, under kemiska reaktioner, beter sig varje kemiskt element endast på sitt eget sätt. Allt i universum, från de största galaxerna till de minsta levande organismerna, består av kemiska grundämnen.

Efter Big Bang.

Eftersom eldklotet som blåste sönder i Big Bang var så varmt, var de små partiklarna av materia från början för energiska för att kombineras med varandra för att bilda atomer. Men efter ungefär en miljon år sjönk universums temperatur till 4000 "C, och olika atomer började bildas från elementarpartiklar. Först uppträdde de lättaste kemiska elementen - helium och väte. Gradvis kyldes universum mer och mer och tyngre grundämnen bildades. Processen att bilda nya atomer och grundämnen fortsätter än i dag i djupet av stjärnor som vår sol, vars temperaturer är ovanligt höga.
Universum höll på att svalna. De nybildade atomerna samlades till gigantiska moln av damm och gas. Dammpartiklar kolliderade med varandra och smälte samman till en enda helhet. Gravitationskrafter drog små föremål mot större. Som ett resultat bildades galaxer, stjärnor och planeter i universum med tiden.

Jorden har en smält kärna rik på järn och nickel. Jordskorpan består av lättare element och verkar flyta på ytan av delvis smälta stenar som bildar jordens mantel.

Expanderande universum.

Big Bang visade sig vara så kraftfull att all materia i universum spreds över yttre rymden i hög hastighet. Dessutom fortsätter universum att expandera till denna dag. Vi kan säga detta med tillförsikt eftersom avlägsna galaxer fortfarande rör sig bort från oss, och avstånden mellan dem ökar hela tiden. Det betyder att galaxer en gång låg mycket närmare varandra än de är idag.

Ingen vet exakt hur solsystemet bildades. Den ledande teorin är att solen och planeterna bildades av ett virvlande moln av kosmisk gas och damm. De tätare delarna av detta moln, med hjälp av gravitationskrafter, drog till sig mer och mer materia utifrån. Som ett resultat uppstod solen och alla dess planeter från den.

Mikrovågor från förr.

Baserat på antagandet att universum bildades som ett resultat av en "het" Big Bang, det vill säga att det uppstod från ett gigantiskt eldklot, försökte forskare beräkna i vilken utsträckning det borde ha svalnat vid det här laget. De drog slutsatsen att temperaturen i det intergalaktiska rymden borde vara cirka -270°C. Forskare bestämmer också universums temperatur genom intensiteten av mikrovågsstrålning (termisk) som kommer från rymdens djup. Mätningarna som utfördes bekräftade att det verkligen är ungefär -270 "C.

Hur gammalt är universum?

För att ta reda på avståndet till en viss galax bestämmer astronomer dess storlek, ljusstyrka och färg på ljuset den avger. Om Big Bang-teorin är korrekt betyder det att alla befintliga galaxer ursprungligen klämdes ihop till ett supertät och het eldklot. Du behöver bara dela avståndet från en galax till en annan med den hastighet med vilken de rör sig bort från varandra för att fastställa hur länge sedan de bildade en enda helhet. Detta kommer att vara universums ålder. Naturligtvis tillåter den här metoden inte att få korrekta data, men det ger ändå anledning att tro att universums ålder är från 12 till 20 miljarder år.

Ett lavaflöde rinner från kratern i vulkanen Kilauea, som ligger på ön Hawaii. När lavan når jordens yta hårdnar den och bildar nya stenar.

Bildandet av solsystemet.

Galaxer bildades förmodligen cirka 1 till 2 miljarder år efter Big Bang, och solsystemet uppstod cirka 8 miljarder år senare. När allt kommer omkring var materien inte jämnt fördelad över hela rymden. Täta områden, tack vare gravitationskrafter, drog till sig mer och mer damm och gas. Storleken på dessa områden ökade snabbt. De förvandlades till gigantiska virvlande moln av damm och gas - de så kallade nebulosorna.
En sådan nebulosa - nämligen solnebulosan - kondenserades och bildade vår sol. Från andra delar av molnet uppstod klumpar av materia som blev planeter, inklusive jorden. De hölls i sina solbanor av solens kraftfulla gravitationsfält. När gravitationskrafter drog partiklar av solmateria närmare och närmare varandra blev solen mindre och tätare. Samtidigt uppstod ett monstruöst tryck i solkärnan. Den omvandlades till kolossal termisk energi, och detta påskyndade i sin tur utvecklingen av termonukleära reaktioner inuti solen. Som ett resultat bildades nya atomer och ännu mer värme frigjordes.

Uppkomsten av levnadsvillkor.

Ungefär samma processer, även om de var i mycket mindre skala, inträffade på jorden. Jordens kärna krympte snabbt. På grund av kärnreaktioner och sönderfallet av radioaktiva grundämnen frigjordes så mycket värme i jordens tarmar att stenarna som bildade den smälte. Lättare ämnen rika på kisel, ett glasliknande mineral, separerade från tätare järn och nickel i jordens kärna för att bilda den första skorpan. Efter ungefär en miljard år, när jorden svalnade avsevärt, hårdnade jordskorpan till ett tufft yttre skal på vår planet, bestående av fasta stenar.
När jorden svalnade, sprutade den ut många olika gaser från dess kärna. Detta hände vanligtvis under vulkanutbrott. Lätta gaser, som väte eller helium, flydde mestadels ut i rymden. Jordens gravitation var dock tillräckligt stark för att hålla tyngre gaser nära dess yta. De utgjorde grunden för jordens atmosfär. En del av vattenångan från atmosfären kondenserades och hav dök upp på jorden. Nu var vår planet helt redo att bli livets vagga.

Stenars födelse och död.

Jordens landmassa bildas av fasta stenar, ofta täckta med ett lager av jord och vegetation. Men var kommer dessa stenar ifrån? Nya stenar bildas av material som föds djupt inne i jorden. I de lägre lagren av jordskorpan är temperaturen mycket högre än på ytan, och stenarna som utgör dem är under enormt tryck. Under påverkan av värme och tryck böjs stenar och mjuknar eller till och med smälter helt. När en svag punkt bildas i jordskorpan bryter smält sten - kallad magma - ut till jordens yta. Magma rinner ut ur vulkaniska öppningar i form av lava och sprider sig över ett stort område. När lavan hårdnar förvandlas den till fast sten.

Explosioner och brinnande fontäner.

I vissa fall åtföljs födelsen av stenar av storslagna katastrofer, i andra sker det tyst och obemärkt. Det finns många varianter av magma, och de bildar olika typer av stenar. Till exempel är basaltmagma mycket flytande, kommer lätt upp till ytan, sprids i breda strömmar och hårdnar snabbt. Ibland spricker den ut ur en vulkans krater som en ljus "brinnande fontän" - detta händer när jordskorpan inte kan motstå sitt tryck.
Andra typer av magma är mycket tjockare: deras densitet, eller konsistens, är mer som svart melass. Gaserna som finns i sådan magma har stora svårigheter att ta sig upp till ytan genom dess täta massa. Kom ihåg hur lätt luftbubblor kommer ut från kokande vatten och hur mycket långsammare det går när du värmer något tjockare, som gelé. När tätare magma stiger närmare ytan minskar trycket på den. Gaser lösta i den tenderar att expandera, men kan inte. När magman äntligen bryter ut expanderar gaserna så snabbt att en enorm explosion inträffar. Lava, stenskräp och aska flyger ut åt alla håll som granater som avfyras från en kanon. Ett liknande utbrott inträffade 1902 på ön Martinique i Karibiska havet. Det katastrofala utbrottet av vulkanen Moptap-Pelé förstörde totalt hamnen i Sept-Pierre. Omkring 30 000 människor dog.

Kristallbildning.

Stenar som bildas från kylande lava kallas vulkaniska eller magmatiska bergarter. När lavan svalnar förvandlas mineralerna i den smälta bergarten gradvis till fasta kristaller. Om lavan svalnar snabbt hinner inte kristallerna växa och förblir väldigt små. En liknande sak händer under bildandet av basalt. Ibland svalnar lavan så snabbt att den producerar en slät, glasartad sten som inte innehåller några kristaller alls, till exempel obsidian (vulkaniskt glas). Detta händer vanligtvis under ett undervattensutbrott eller när små partiklar av lava kastas ut från vulkanens krater högt upp i den kalla luften.

Erosion och vittring av stenar i Cedar Breaks Canyons, Utah, USA. Dessa kanjoner bildades som ett resultat av flodens erosiva verkan, som lade sin kanal genom lager av sedimentära stenar, "pressade ut" uppåt av rörelser av jordskorpan. De exponerade bergssluttningarna eroderades gradvis och stenfragment bildade steniga vall på dem. Mitt bland dessa klippor sticker ut utsprång av fortfarande fasta stenar, som bildar kanjonernas kanter.

Bevis för det förflutna.

Storleken på kristallerna som finns i vulkaniska bergarter gör att vi kan bedöma hur snabbt lavan svalnade och på vilket avstånd från jordens yta den låg. Här är en bit granit, som den ser ut i polariserat ljus under ett mikroskop. Olika kristaller har olika färger i den här bilden.

Gnejs är en metamorf bergart som bildas av sedimentär bergart under inverkan av värme och tryck. Mönstret av flerfärgade ränder som du ser på den här gnejsbiten låter dig bestämma i vilken riktning jordskorpan, som rör sig, tryckte på stenlagren. Det är så vi får en uppfattning om händelserna som ägde rum för 3,5 miljarder år sedan.
Genom veck och förkastningar (brott) i bergarter kan vi bedöma i vilken riktning kolossala spänningar verkade i jordskorpan under sedan länge tidigare geologiska epoker. Dessa veck uppstod som ett resultat av bergsbyggande rörelser av jordskorpan som började för 26 miljoner år sedan. På dessa platser komprimerade monstruösa krafter lager av sedimentära bergarter - och veck bildades.
Magma når inte alltid jordens yta. Den kan dröja kvar i de nedre lagren av jordskorpan och svalnar sedan mycket långsammare och bildar härliga stora kristaller. Det är så granit blir till. Storleken på kristallerna i vissa småsten gör att vi kan fastställa hur denna sten bildades för många miljoner år sedan.

Hoodoos, Alberta, Kanada. Regn och sandstormar förstör mjuka stenar snabbare än hårda stenar, vilket resulterar i utstickare (utsprång) med bisarra konturer.

Sedimentära "smörgåsar".

Alla bergarter är inte vulkaniska, som granit eller basalt. Många av dem har många lager och ser ut som en stor bunt smörgåsar. De bildades en gång av andra stenar som förstördes av vind, regn och floder, vars fragment spolades ut i sjöar eller hav och de slog sig ner på botten under vattenpelaren. Gradvis ackumuleras en enorm mängd sådan nederbörd. De staplas på varandra och bildar hundratals och till och med tusentals meter tjocka lager. Vattnet i en sjö eller ett hav pressar på dessa avlagringar med kolossal kraft. Vattnet inuti dem pressas ut och de pressas till en tät massa. Samtidigt verkar mineralämnen, som tidigare lösts i det utpressade vattnet, cementera hela denna massa, och som ett resultat bildas en ny sten från den, som kallas sedimentär.
Både vulkaniska och sedimentära bergarter kan pressas uppåt under påverkan av jordskorpans rörelser, vilket bildar nya bergssystem. Kolossala krafter är involverade i bildandet av berg. Under deras inflytande värms stenar antingen upp väldigt mycket eller är monstruöst komprimerade. Samtidigt omvandlas de - omvandlas: ett mineral kan förvandlas till ett annat, kristallerna tillplattas och tar ett annat arrangemang. Som ett resultat visas en annan i stället för en sten. Bergarter som bildas genom omvandlingen av andra bergarter under påverkan av ovanstående krafter kallas metamorfa.

Ingenting varar för evigt, inte ens berg.

Vid första anblicken kunde ingenting vara starkare och mer hållbart än ett enormt berg. Ack, detta är bara en illusion. Baserat på geologiska tidsskalor på miljoner och till och med hundratals miljoner år, visar sig berg vara lika övergående som allt annat, inklusive du och jag.
Varje sten, så snart den börjar exponeras för atmosfären, kommer omedelbart att kollapsa. Om man tittar på en fräsch stenbit eller en trasig sten ser man att den nybildade ytan på berget ofta har en helt annan färg än den gamla som legat i luften länge. Detta beror på påverkan av syre som finns i atmosfären, och i många fall regnvatten. På grund av dem uppstår olika kemiska reaktioner på bergets yta, vilket gradvis förändrar dess egenskaper.
Med tiden gör dessa reaktioner att mineralerna som håller ihop berget frigörs, och det börjar smulas sönder. Små sprickor bildas i berget som gör att vatten kan tränga in. När detta vatten fryser expanderar det och river sönder stenen från insidan. När isen smälter kommer sådan sten helt enkelt att falla isär. Mycket snart kommer de nedfallna stenbitarna att sköljas bort av regnet. Denna process kallas erosion.

Muir Glacier i Alaska. Den destruktiva påverkan av glaciären och stenarna som frusit in i den underifrån och från sidorna orsakar gradvis erosion av väggarna och botten av dalen längs med vilken den rör sig. Som ett resultat bildas långa remsor av stenfragment på isen - så kallade moräner. När två angränsande glaciärer smälter samman går även deras moräner samman.

Vatten är en förstörare.

Bitar av förstörd sten hamnar så småningom i floder. Strömmen drar dem längs flodbädden och sliter ner dem i klippan som bildar själva bädden, tills de överlevande fragmenten slutligen hittar en lugn tillflyktsort på botten av en sjö eller ett hav. Fruset vatten (is) har ännu större destruktiv kraft. Glaciärer och inlandsisar släpar efter sig många stora och små stenfragment infrusna i deras isiga sidor och magar. Dessa fragment gör djupa spår i klipporna längs vilka glaciärer rör sig. En glaciär kan bära stenfragment som faller ovanpå den i många hundra kilometer.

Skulpturer skapade av vinden

Vinden förstör också stenar. Detta händer särskilt ofta i öknar, där vinden bär miljontals små sandkorn. Sandkorn består till största delen av kvarts, ett extremt hållbart mineral. En virvelvind av sandkorn slår mot stenarna och slår ut fler och fler sandkorn från dem.
Ofta hopar vinden sand till stora sandkullar eller sanddyner. Varje vindpust lägger ett nytt lager av sandkorn på sanddynerna. Placeringen av sluttningarna och brantheten hos dessa sandkullar gör det möjligt att bedöma riktningen och styrkan av vinden som skapade dem.

Glaciärer skär djupa U-formade dalar längs sin väg. Vid Nantfrankon, Wales, försvann glaciärerna under förhistorisk tid och lämnade efter sig en bred dal som helt klart är för stor för den lilla flod som nu rinner genom den. Den lilla sjön i förgrunden är blockerad av en remsa av särskilt stark sten.

Jorden är föremål för studier för en betydande mängd geovetenskaper. Studiet av jorden som en himlakropp hör till fältet, jordens struktur och sammansättning studeras av geologi, atmosfärens tillstånd - meteorologi, helheten av manifestationer av liv på planeten - biologi. Geografi beskriver reliefdragen på planetens yta - hav, hav, sjöar och vatten, kontinenter och öar, berg och dalar, såväl som bosättningar och samhällen. utbildning: städer och byar, stater, ekonomiska regioner, etc.

Planetära egenskaper

Jorden kretsar runt stjärnan Solen i en elliptisk bana (mycket nära cirkulär) med en medelhastighet på 29 765 m/s på ett medelavstånd av 149 600 000 km per period, vilket är ungefär lika med 365,24 dagar. Jorden har en satellit som kretsar runt solen på ett genomsnittligt avstånd av 384 400 km. Jordaxelns lutning mot ekliptikplanet är 66 0 33 "22". Planetens rotationsperiod runt sin axel är 23 timmar 56 minuter 4,1 s. Rotation runt dess axel orsakar förändringen av dag och natt, och lutningen av axeln och rotationen runt solen orsakar förändringar av tider på året.

Jordens form är geoid. Jordens genomsnittliga radie är 6371,032 km, ekvatorial - 6378,16 km, polar - 6356,777 km. Jordklotets yta är 510 miljoner km², volym - 1.083 10 12 km², genomsnittlig densitet - 5518 kg / m³. Jordens massa är 5976,10 21 kg. Jorden har ett magnetfält och ett närbesläktat elektriskt fält. Jordens gravitationsfält bestämmer dess nära sfäriska form och förekomsten av en atmosfär.

Enligt moderna kosmogoniska koncept bildades jorden för cirka 4,7 miljarder år sedan av gasformig materia utspridda i protosolsystemet. Som ett resultat av differentieringen av jordens substans, under påverkan av dess gravitationsfält, under förhållanden för uppvärmning av jordens inre, uppstod och utvecklades skal av olika kemisk sammansättning, aggregationstillstånd och fysikaliska egenskaper - geosfären: kärnan (i mitten), manteln, jordskorpan, hydrosfären, atmosfären, magnetosfären . Jordens sammansättning domineras av järn (34,6%), syre (29,5%), kisel (15,2%), magnesium (12,7%). Jordskorpan, manteln och den inre kärnan är fasta (den yttre kärnan anses vara flytande). Från jordens yta mot mitten ökar trycket, densiteten och temperaturen. Trycket i planetens mitt är 3,6 10 11 Pa, densiteten är cirka 12,5 10³ kg/m³ och temperaturen varierar från 5000 till 6000 °C. Huvudtyperna av jordskorpan är kontinentala och oceaniska; i övergångszonen från kontinenten till havet utvecklas skorpan av en mellanstruktur.

Jordens form

Jordens figur är en idealisering som används för att försöka beskriva planetens form. Beroende på syftet med beskrivningen används olika modeller av jordens form.

Första tillvägagångssättet

Den grovaste formen av beskrivning av jordens figur vid den första approximationen är en sfär. För de flesta problem inom allmän geovetenskap verkar denna approximation tillräcklig för att användas i beskrivningen eller studien av vissa geografiska processer. I det här fallet avvisas planetens oblatitet vid polerna som en obetydlig anmärkning. Jorden har en rotationsaxel och ett ekvatorialplan - ett symmetriplan och ett symmetriplan av meridianer, vilket karakteristiskt skiljer den från oändligheten av uppsättningar av symmetri i en ideal sfär. Den horisontella strukturen av det geografiska höljet kännetecknas av en viss zonalitet och en viss symmetri i förhållande till ekvatorn.

Andra approximationen

Vid ett närmare närmande likställs jordens figur med en rotationsellipsoid. Denna modell, kännetecknad av en uttalad axel, ett ekvatorialplan av symmetri och meridionalplan, används inom geodesin för beräkning av koordinater, konstruktion av kartografiska nätverk, beräkningar, etc. Skillnaden mellan halvaxlarna för en sådan ellipsoid är 21 km, huvudaxeln är 6378.160 km, mindreaxeln är 6356.777 km, excentriciteten är 1/298.25. Ytans position kan lätt beräknas teoretiskt, men den kan inte beräknas teoretiskt. bestäms experimentellt i naturen.

Tredje approximationen

Eftersom jordens ekvatorialsektion också är en ellips med en skillnad i längderna på halvaxlarna på 200 m och en excentricitet på 1/30000, är ​​den tredje modellen en triaxiell ellipsoid. Denna modell används nästan aldrig i geografiska studier, den indikerar bara planetens komplexa inre struktur.

Fjärde approximationen

Geoiden är en ekvipotentialyta som sammanfaller med världshavets genomsnittliga nivå; det är det geometriska stället för punkter i rymden som har samma gravitationspotential. En sådan yta har en oregelbunden komplex form, dvs. är inte ett plan. Den plana ytan vid varje punkt är vinkelrät mot lodlinjen. Den praktiska betydelsen och betydelsen av denna modell är att man endast med hjälp av lod, nivå, nivå och andra geodetiska instrument kan spåra plana ytors läge, d.v.s. i vårt fall geoiden.

Hav och land

Ett allmänt kännetecken för strukturen på jordens yta är dess fördelning i kontinenter och hav. Större delen av jorden ockuperas av världshavet (361,1 miljoner km² 70,8%), land är 149,1 miljoner km² (29,2%) och bildar sex kontinenter (Eurasien, Afrika, Nordamerika, Sydamerika och Australien) och öar. Den stiger över världshavens nivå med i genomsnitt 875 m (den högsta höjden är 8848 m - Mount Chomolungma), berg upptar mer än 1/3 av landytan. Öknar täcker cirka 20% av landytan, skogar - cirka 30%, glaciärer - över 10%. Höjdamplituden på planeten når 20 km. Det genomsnittliga djupet för världshaven är cirka 3800 m (det största djupet är 11020 m - Mariangraven (diket) i Stilla havet). Volymen vatten på planeten är 1370 miljoner km³, den genomsnittliga salthalten är 35 ‰ (g/l).

Geologisk struktur

Jordens geologiska struktur

Den inre kärnan tros vara 2 600 km i diameter och består av rent järn eller nickel, den yttre kärnan är 2 250 km tjock av smält järn eller nickel, och manteln, cirka 2 900 km tjock, består huvudsakligen av hårt berg, separerat från skorpan vid Mohorovic-ytan. Skorpan och den övre manteln bildar 12 huvudsakliga rörliga block, av vilka några stödjer kontinenter. Platåer rör sig ständigt långsamt, denna rörelse kallas tektonisk drift.

Inre struktur och sammansättning av den "fasta" jorden. 3. består av tre huvudgeosfärer: jordskorpan, manteln och kärnan, som i sin tur är uppdelad i ett antal lager. Substansen i dessa geosfärer skiljer sig i fysikaliska egenskaper, tillstånd och mineralogisk sammansättning. Beroende på storleken på de seismiska vågornas hastigheter och arten av deras förändringar med djupet delas den "fasta" jorden in i åtta seismiska lager: A, B, C, D ", D", E, F och G. I dessutom urskiljs ett särskilt starkt skikt i jorden litosfären och nästa, uppmjukade skikt - astenosfären. Kula A, eller jordskorpan, har en varierande tjocklek (i den kontinentala regionen - 33 km, i den oceaniska regionen - 6 km, i genomsnitt - 18 km).

Skorpan tjocknar under bergen och försvinner nästan i sprickdalarna på åsarna i mitten av havet. Vid den nedre gränsen av jordskorpan, Mohorovicic-ytan, ökar hastigheterna för seismiska vågor abrupt, vilket främst är förknippat med en förändring i materialsammansättningen med djupet, övergången från graniter och basalter till ultrabasiska bergarter i den övre manteln. Skikten B, C, D", D" ingår i manteln. Skikten E, F och G bildar jordens kärna med en radie på 3486 km. Vid gränsen till kärnan (Gutenbergs yta) minskar hastigheten för längsgående vågor kraftigt med 30 %, och tvärvågor försvinner, vilket gör att den yttre kärnan (lager E, sträcker sig till ett djup av 4980 km) vätska Under övergångsskiktet F (4980-5120 km) finns en fast inre kärna (lager G), i vilken tvärgående vågor återigen utbreder sig.

Följande kemiska grundämnen dominerar i den fasta skorpan: syre (47,0 %), kisel (29,0 %), aluminium (8,05 %), järn (4,65 %), kalcium (2,96 %), natrium (2,5 %), magnesium (1,87 %). ), kalium (2,5 %), titan (0,45 %), som ger upp till 98,98 %. De mest sällsynta grundämnena: Po (ungefär 2,10 -14%), Ra (2,10 -10%), Re (7,10 -8%), Au (4,3 10 -7%), Bi (9 10 -7%) etc.

Som ett resultat av magmatiska, metamorfa, tektoniska och sedimentationsprocesser är jordskorpan kraftigt differentierad; komplexa processer för koncentration och spridning av kemiska element äger rum i den, vilket leder till bildandet av olika typer av stenar.

Den övre manteln tros ha liknande sammansättning som ultramafiska bergarter, dominerad av O (42,5 %), Mg (25,9 %), Si (19,0 %) och Fe (9,85 %). Mineralmässigt råder här olivin, med färre pyroxener. Den nedre manteln anses vara en analog av steniga meteoriter (kondriter). Jordens kärna liknar sammansättningen av järnmeteoriter och innehåller cirka 80 % Fe, 9 % Ni, 0,6 % Co. Utifrån meteoritmodellen beräknades jordens genomsnittliga sammansättning, som domineras av Fe (35%), A (30%), Si (15%) och Mg (13%).

Temperaturen är en av de viktigaste egenskaperna hos jordens inre, vilket gör att vi kan förklara materiens tillstånd i olika lager och bygga en allmän bild av globala processer. Enligt mätningar i brunnar ökar temperaturen de första kilometrarna med djupet med en gradient på 20 °C/km. På ett djup av 100 km, där de primära källorna till vulkaner är belägna, är medeltemperaturen något lägre än smältpunkten för stenar och är lika med 1100 ° C. Samtidigt, under haven på ett djup av 100- 200 km är temperaturen 100-200 ° C högre än på kontinenterna. Materialdensiteten i lager C vid 420 km motsvarar ett tryck på 1,4 10 10 Pa och identifieras med fasövergången till olivin, som sker vid en temperatur på cirka 1600 °C. Vid gränsen till kärnan vid ett tryck av 1,4 10 11 Pa och temperatur Vid cirka 4000 °C är silikater i fast tillstånd och järn i flytande tillstånd. I övergångsskiktet F, där järn stelnar, kan temperaturen vara 5000 ° C, i jordens centrum - 5000-6000 ° C, det vill säga tillräckligt för solens temperatur.

Jordens atmosfär

Jordens atmosfär, vars totala massa är 5,15 10 15 ton, består av luft - en blandning av huvudsakligen kväve (78,08%) och syre (20,95%), 0,93% argon, 0,03% koldioxid, resten är vattenånga, samt inerta och andra gaser. Den maximala markytans temperatur är 57-58 ° C (i de tropiska öknarna i Afrika och Nordamerika), den lägsta är cirka -90 ° C (i de centrala delarna av Antarktis).

Jordens atmosfär skyddar allt levande från de skadliga effekterna av kosmisk strålning.

Kemisk sammansättning av jordens atmosfär: 78,1% - kväve, 20 - syre, 0,9 - argon, resten - koldioxid, vattenånga, väte, helium, neon.

Jordens atmosfär inkluderar :

• troposfären (upp till 15 km)
• stratosfären (15-100 km)
• jonosfär (100 - 500 km).

Mellan troposfären och stratosfären finns ett övergångsskikt - tropopausen. I stratosfärens djup, under påverkan av solljus, skapas en ozonsköld som skyddar levande organismer från kosmisk strålning. Ovan finns meso-, termo- och exosfärerna.

Väder och klimat

Atmosfärens nedre skikt kallas troposfären. Fenomen som bestämmer vädret förekommer i den. På grund av den ojämna uppvärmningen av jordens yta genom solstrålning cirkulerar stora mängder luft konstant i troposfären. De huvudsakliga luftströmmarna i jordens atmosfär är passadvindarna i bandet upp till 30° längs ekvatorn och de västliga vindarna i den tempererade zonen i bandet från 30° till 60°. En annan faktor vid värmeöverföring är havsströmsystemet.

Vatten har ett konstant kretslopp på jordens yta. Avdunstar från ytan av vatten och land, under gynnsamma förhållanden, stiger vattenånga upp i atmosfären, vilket leder till bildandet av moln. Vatten återvänder till jordens yta i form av nederbörd och rinner ner till hav och oceaner under hela året.

Mängden solenergi som jordens yta tar emot minskar med ökande latitud. Ju längre bort från ekvatorn, desto mindre är infallsvinkeln för solens strålar på ytan, och desto större avstånd måste strålen färdas i atmosfären. Som en följd av detta minskar den genomsnittliga årstemperaturen vid havsnivån med cirka 0,4 °C per latitud. Jordens yta är indelad i latitudinella zoner med ungefär samma klimat: tropiska, subtropiska, tempererade och polära. Klassificeringen av klimat beror på temperatur och nederbörd. Den mest kända är Köppen-klimatklassificeringen, som särskiljer fem breda grupper - fuktiga troper, öken, fuktiga mellanbreddgrader, kontinentalt klimat, kallt polarklimat. Var och en av dessa grupper är indelad i specifika grupper.

Människans inflytande på jordens atmosfär

Jordens atmosfär påverkas avsevärt av mänsklig aktivitet. Omkring 300 miljoner bilar släpper årligen ut 400 miljoner ton koloxider, mer än 100 miljoner ton kolhydrater och hundratusentals ton bly i atmosfären. Kraftfulla producenter av utsläpp till atmosfären: värmekraftverk, metallurgiska, kemiska, petrokemiska, massa- och andra industrier, motorfordon.

Systematisk inandning av förorenad luft försämrar människors hälsa avsevärt. Gas- och dammföroreningar kan ge luften en obehaglig lukt, irritera slemhinnor i ögon och övre luftvägar och därigenom minska deras skyddande funktioner samt orsaka kronisk bronkit och lungsjukdomar. Många studier har visat att mot bakgrund av patologiska abnormiteter i kroppen (sjukdomar i lungor, hjärta, lever, njurar och andra organ), är de skadliga effekterna av luftföroreningar mer uttalade. Surt regn har blivit ett viktigt miljöproblem. Varje år, vid förbränning av bränsle, kommer upp till 15 miljoner ton svaveldioxid in i atmosfären, som i kombination med vatten bildar en svag lösning av svavelsyra, som faller till marken tillsammans med regn. Surt regn påverkar människor, grödor, byggnader osv negativt.

Luftföroreningar kan också indirekt påverka människors hälsa och sanitära levnadsvillkor.

Ansamlingen av koldioxid i atmosfären kan orsaka klimatuppvärmning till följd av växthuseffekten. Dess kärna är att lagret av koldioxid, som fritt överför solstrålning till jorden, kommer att fördröja återgången av termisk strålning till den övre atmosfären. I detta avseende kommer temperaturen i de lägre skikten av atmosfären att öka, vilket i sin tur kommer att leda till smältning av glaciärer, snö, stigande nivåer av hav och hav och översvämningar av en betydande del av landet.

Berättelse

Jorden bildades för cirka 4540 miljoner år sedan från ett skivformat protoplanetärt moln tillsammans med de andra planeterna i solsystemet. Bildandet av jorden som ett resultat av ackretion varade 10-20 miljoner år. Först var jorden helt smält, men kyldes gradvis, och ett tunt fast skal bildades på dess yta - jordskorpan.

Strax efter jordens bildande, för cirka 4530 miljoner år sedan, bildades månen. Den moderna teorin om bildandet av en enda naturlig jordsatellit hävdar att detta hände som ett resultat av en kollision med en massiv himlakropp, som kallades Theia.
Jordens primära atmosfär bildades som ett resultat av avgasning av stenar och vulkanisk aktivitet. Vatten kondenserade från atmosfären för att bilda världshavet. Trots att solen vid den tiden var 70 % svagare än den är nu, visar geologiska data att havet inte frös, vilket kan bero på växthuseffekten. För cirka 3,5 miljarder år sedan bildades jordens magnetfält och skyddade dess atmosfär från solvinden.

Jordens bildning och det inledande skedet av dess utveckling (som varar i cirka 1,2 miljarder år) tillhör pre-geologisk historia. Den absoluta åldern för de äldsta stenarna är över 3,5 miljarder år och från och med detta ögonblick börjar jordens geologiska historia, som är uppdelad i två ojämlika stadier: Prekambrium, som upptar ungefär 5/6 av hela den geologiska kronologin ( cirka 3 miljarder år), och fanerozoikum, som täcker de senaste 570 miljoner åren. För cirka 3-3,5 miljarder år sedan, som ett resultat av den naturliga utvecklingen av materia, uppstod liv på jorden, utvecklingen av biosfären började - helheten av alla levande organismer (jordens så kallade levande materia), vilket avsevärt påverkat utvecklingen av atmosfären, hydrosfären och geosfären (åtminstone i delar av det sedimentära skalet). Som ett resultat av syrekatastrofen förändrade aktiviteten hos levande organismer sammansättningen av jordens atmosfär och berikade den med syre, vilket skapade möjligheten för utveckling av aeroba levande varelser.

En ny faktor som har ett starkt inflytande på biosfären och till och med geosfären är mänsklighetens aktivitet, som dök upp på jorden efter människans uppträdande som ett resultat av evolutionen för mindre än 3 miljoner år sedan (enhet när det gäller datering har inte uppnåtts och vissa forskare tror - för 7 miljoner år sedan). Följaktligen, under utvecklingen av biosfären, särskiljs formationer och vidareutveckling av noosfären - jordens skal, som i hög grad påverkas av mänsklig aktivitet.

Den höga tillväxttakten för jordens befolkning (världens befolkning var 275 miljoner år 1000, 1,6 miljarder år 1900 och cirka 6,7 ​​miljarder år 2009) och det mänskliga samhällets ökande inflytande på den naturliga miljön har skapat problem med rationell användning av alla naturresurser och skyddsnatur.

Forskare som studerar jorden är vana vid att arbeta på olika skalor av tid och rum. För att få svar på frågan om hur planeten jorden skapades bedrivs mycket vetenskaplig forskning. De fysiska dimensionerna av studieobjekt varierar från globala till mikroskopiska, från materiamassor med en volym på kubikkilometer till interatomära utrymmen mätt i ångström. När man löser ett visst vetenskapligt problem har man ofta att göra med ett brett spektrum av linjära skalor; till exempel, en jordbävning orsakad av förskjutning av stenar längs en förkastning på ett avstånd av flera centimeter exciterar seismiska vågor som utbreder sig tusentals kilometer i jorden.

Tidsenheter i geologi hänvisar inte bara till kortsiktiga fenomen som jordbävningar, vulkanutbrott eller meteoritnedslag, utan också till händelser som varar i tiotals och hundratals (till exempel flodslingring), tusentals (glaciationer), miljoner (kontinentaldrift). ) och till och med miljarder år (bildning av dagens syrerika atmosfär). Och i det här fallet kan samma process - säg vittring - återigen studeras över ett brett tidsintervall: från minuter och timmar av ett laboratorieexperiment, under vilket upplösningshastigheten för ett mineral mäts, till tusentals år som krävs för jordbildning.

Parametrarna för geologiskt rum och tid, tagna i olika kombinationer, utgör ämnet för denna artikel, inklusive mängden stora och mindre betydande förändringar som har inträffat - och fortsätter att inträffa - i jordens historia. Många geologer, oceanografer och andra forskare som studerar jorden då och då har en önskan att betrakta jorden som en maskin eller till och med som en levande organism. Jämförelsen med en maskin speglar en av de viktiga egenskaperna hos jordens dynamik: trots alla förändringar som observeras i mycket olika skalor av tid och rum, förblir jorden som helhet anmärkningsvärt konstant. Under senare år har det blivit särskilt tydligt att stora delar av jordklotet, såsom kärnan, manteln, skorpan, haven och atmosfären, kan betraktas som ett komplext, interagerande system med cyklisk överföring av materia från en reservoar till en annan. Den mekaniska modellen av jorden som ett stort cykliskt system är jämförbar med den fysiologiska modellen för dynamisk jämvikt som kallas homeostas.

Skalhierarkin i en vetenskapsmans arbete som studerar jorden illustreras kanske bäst av processen att skapa en geologisk karta - en kreativ handling som, med hjälp av inte helt geologisk fraseologi, kan karakteriseras som en grafisk representation i koordinatsystemet för jordens yta av läget för bergskikt av olika åldrar. Det första steget i geologisk kartläggning är att arbeta på fältet för att identifiera två viktiga egenskaper hos bergarter: deras sammansättning och ålder. I en typisk berghäll kan vanligtvis endast småskaliga samband observeras över avstånd mätt i meter. En generaliserad geologisk karta över området sammanställs från en uppsättning observationer av detta slag med användning av, som när man konstruerar någon graf, interpolations- och extrapolationstekniker och avbildar element enligt kartans skala. På en karta för ett område på säg 200 km 2 kan man se älvnätet och karakteristiska veck och brott i berggrunden. Den mängd information som erhålls genom att studera varje enskild häll offras för att skildra större drag. På en karta över ett område som täcker många tusen kvadratkilometer börjar element av ännu större storlek dyka upp: platåer, berg, slätter, hela flodsystem, sprickdalars konturer, glaciärsjöar. På kartor över kontinenter och kartor över global täckning är de största strukturerna på kontinenternas yta, de viktigaste bergskedjorna, synliga. I vilket fall som helst, när man generaliserar en bild för att flytta till kartor i mindre skala, är tricket att bestämma vilka detaljer som ska offras. Med andra ord, kärnan i detta skede av geologisk analys är alltid separationen av "signalen" av intresse för oss från "bruset".

Hur föddes jorden?

Det finns flera teorier om ursprunget till vår planet, som var och en har sina anhängare och sin rätt till liv. Naturligtvis är det omöjligt att avgöra exakt vilken teori som faktiskt beskriver jordens utseende och om en sådan teori överhuvudtaget existerar, men i den här artikeln kommer vi att överväga var och en av dem i detalj. Frågan om jordens ursprung har ännu inte studerats fullständigt och har inte ett helt korrekt svar.

Modern idé om ursprunget till planeten jorden

Idag är den mest erkända teorin om ursprunget till planeten Jorden teorin enligt vilken jorden bildades av gas- och stoftmaterial spridda i solsystemet.

Enligt denna teori dök solen upp före planeterna, och jorden, liksom andra planeter i solsystemet, föddes från skräp, gas och damm som lämnats efter solens bildande. Således tros det att jorden bildades för cirka 4,5 miljarder år sedan, och processen för dess bildning tog cirka 10 - 20 miljoner år.

Historien om teorins utveckling

Den första som lade fram denna teori 1755 var den tyske filosofen I. Kant. Han trodde att solen och solsystemets planeter uppstod från damm och gas som var utspridda i rymden. Partiklar av damm och gas, under påverkan av stötvågen från Big Bang, rörde sig slumpmässigt, kolliderade med varandra och överförde energi. Därmed bildades de tyngsta och största partiklarna som attraherades till varandra och så småningom bildade Solen. Efter att solen fick en stor storlek började mindre partiklar kretsa runt den, vars vägar korsades. Således bildades gasformiga ringar där lätta partiklar attraherades till tyngre kärnor och skapade sfäriska kluster som blev framtida planeter.

Det finns andra teorier om jordens ursprung, som lades fram av olika vetenskapsmän vid olika tidpunkter och till och med hade sina anhängare i framtiden.

Tidvattenteori om jordens ursprung

Enligt denna teori dök solen upp mycket tidigare än planeterna, och jorden och andra planeter i solsystemet bildades av ämnen som släppts ut av solen eller en annan stor stjärna.

Historien om teorins utveckling

Historien om denna teori började 1776, när matematikern J. Buffon lade fram teori om solens kollision med en komet. Som ett resultat av denna kollision släpptes material från vilket både planeten Jorden och andra planeter föddes.

Denna teori fann sin efterföljare på 1900-talet. Det var då som vetenskapsmannen astrofysikern I.I. Wulfson visade med hjälp av datorberäkningar att för att material ska slitas av behöver en stjärna inte kollidera med solen. Enligt hans teori skulle vilken stor och kall stjärna som helst från en ny stjärnhop kunna närma sig solen på kort avstånd och därigenom orsaka gigantiska tidvatten både på dess yta och på solen. Amplituden för dessa tidvatten ökar tills material slits bort från solen eller en annalkande stjärna och tar upp utrymme mellan dessa stjärnkroppar i form av en cigarrformad ström. Sedan lämnar den kalla stjärnan, och den framväxande strålen sönderfaller i solsystemets planeter.

Hur jorden föddes enligt "nebulärteorin"

Skaparen av den första nebulärteorin var den franske astronomen och matematikern P.-S. Laplace. Han trodde att det fanns någon sorts gasskiva som roterade från kompression; hastigheten på dess rotation ökade tills centrifugalkraften vid dess kant började överskrida attraktionens gravitationskraft. Efter detta sprack skivan, och efter en tid upprepades denna process. Således förvandlades ringarna till planeter och den centrala massan till solen.

Denna teori förklarar väl det faktum att jorden och solen roterar i samma plan och i samma riktning, men den har också betydande luckor.

Enligt denna teori ska solen rotera mycket snabbt (med en rotationsperiod på flera timmar). Men i själva verket roterar solen mycket långsammare - 1 varv var 27:e dag. En annan nackdel med teorin är mekanismen för att samla partiklar till planeter. Teorin svarar inte på frågan om varför ämnena, efter skivans brott, delade sig i ringar, och inte tog formen av samma skiva, utan av mindre dimensioner.

Detta avslutar berättelsen om planetens födelse och rekommenderar att du läser om den.

I många århundraden har människor varit intresserade av frågan om ursprunget till universum och i synnerhet vår planet - jorden. Har du någonsin tänkt på var allt som omger oss kom ifrån?

Under vetenskapens utveckling har många versioner lagts fram: från objektivt absurda till ganska troliga. För närvarande finns det en allmänt accepterad version av universums ursprung, kallad Big Bang-teorin.

Kärnan i denna teori är att det för miljarder år sedan fanns ett enormt eldklot i yttre rymden, vars temperatur översteg miljontals grader. Vid något tillfälle exploderade denna boll och spred partiklar och materia över hela universum med enorm hastighet.

Eftersom temperaturen på eldklotet var otroligt hög hade partiklarna utspridda över hela universum ganska mycket energi. Därför, för första gången efter explosionen, lockade de inte och interagerade inte på något sätt.

Men efter ungefär en miljon år började partiklarna svalna, och atomer började bildas från dem genom ömsesidig attraktion och avstötning. Från atomer uppträdde först elementära kemiska grundämnen (som helium och väte) och sedan fler och mer komplexa.

Med tiden, som svalnade mer och mer, började de nybildade elementen att förenas till enorma moln av damm och gas. Som ett resultat av gravitationsattraktion började små föremål attraheras av stora, partiklarna krockade antingen med varandra eller spreds och bildade fler och fler nya delar av universum. Sålunda dök stjärnor, galaxer och planeter upp.

Så här såg vår planet ut. Dess kärna komprimeras gradvis och frigör en enorm mängd värmeenergi. Som ett resultat av detta smälte stenarna som utgjorde den, och de ämnen som separerades från kärnan bildade jordskorpan.

Efter ungefär en miljard år svalnade jorden, jordskorpan stelnade och bildade det yttre skalet på vår planet, och gaser som regelbundet sprutades ut från jordens tarmar, tack vare jordens gravitation, bildade därefter jordens atmosfär. En del av gaserna från atmosfären kondenserade på jordens yta och hav dök upp. Således skapades alla förutsättningar för uppkomsten av liv på jorden. Samma princip gäller för allt levande.

Idag har forskare bevisat att universum fortsätter att expandera, nya element fortsätter att bildas på solen, och vår jord genomgår också betydande förändringar. Ingenting står stilla, allt utvecklas, dör och föds på nytt. Detta har bevisats under mer än en miljon år, genom vetenskaplig forskning och observationer av processer som sker på planeten.

Bergsformationer förändras gradvis, planeten ändrar sin rotationsaxel, på grund av vilka klimatförändringar uppstår, blir solflammor allt vanligare. Allt detta betyder bara att för miljoner år sedan hände allt enligt samma scenario för att öppna nya horisonter för existensen av universum, planeter, stjärnor och galaxer.