Общее землеведение - Мильков Ф.Н.
ISBN 5-06-000639-5
Скачать (прямая ссылка):
Земные оболочки отличаются друг от друга не только составом, но и мощностью, а также различной степенью дифференциации вещества, находящей свое выражение в слоистости.
Атмосфера — верхнее воздушное покрывало Земли — наиболее изученная из оболочек Земли. По распределению температуры в ней различают:
1) тропосферу (до высоты 9—17 км), в которой температура с высотой убывает в среднем на 0,65°/100 м. У верхней границы тропосферы средняя температура над экватором около —7O0C, над Северным полюсом около —65 0C зимой и —45 0C летом. B тропосфере сосредоточены основная масса воздуха и почти весь водяной пар;
2) стратосферу (до высоты 50—55 км) с изотермическим слоем внизу и повышением температуры у верхней границы от -\-\ до +5°С. Повышение температуры с высотой обусловливает низкую
20
турбулентность стратосферы. На высоте 25—30 км наблюдается максимальное для атмосферы содержание озона, сильно поглощающего солнечную радиацию, чем и вызвано повышение температуры в стратосфере;
3) мезосферу (до высоты 85—95 км) с новым падением температуры до девяносто градусов ниже нуля у верхней границы. Давление воздуха вверху мезосферы примерно в 200 раз меньше, чем у земной поверхности. На уровне 80 км от поверхности Земли заключено свыше 99,5 % всей массы атмосферы. Иногда верхняя граница мезосферы становится зримой по своеобразным серебристым облакам, подсвеченным зашедшим за горизонт Солнцем и состоящим скорее всего из кристаллов льда;
4) термосферу, распадающуюся на ионосферу и экзосферу. В ионосфере разреженный воздух сильно ионизирован и на высоте 800 км достигает температуры +15000C Ионизация возникает под воздействием ультрафиолетовой радиации Солнца на молекулы атмосферных газов. Особенность ионосферы — резкое возрастание (в миллионы раз) электропроводимости воздуха. Различия в вертикальной структуре и колебания в составе ионосферы определяют возможность и степень надежности дальней радиосвязи. B ионосфере, преимущественно в высоких широтах, наблюдается красивейшее атмосферное явление — полярное сияние. Выше 800— 1000 км .начинается экзосфера (внешняя атмосфера), или сфера рассеяния. Из-за больших скоростей движения частиц газа здесь происходит утечка («ускользание») в мировое пространство преимущественно атомов водорода.
На высоте порядка 2000—3000 км экзосфера переходит в земную корону, прослеживающуюся до высоты более 20 000 км и образованную «ускользнувшими» из экзосферы частицами водорода.
Сравнительно маломощна и не покрывает всей Земли вторая оболочка — гидросфера. Из 1,5 млрд. км3 общего объема гидросферы 94% (по другим данным, 96,5%) приходится на океан, или океаносферу (по предложению В. Н. Степанова, 1983). При глубине океаносферы до 11022 м и средней около 4 тыс. м в ней выделяют четыре структурные зоны (слоя) с различными свойствами воды. Характеристика их и гидросферы в целом дана в гл. III. Отметим лишь, что, несмотря на ограниченный объем океаносферы, ее масса примерно в 250 раз больше таковой атмосферы.
О земной коре, во всяком случае о ее нижних слоях, а тем более о мантии и ядре Земли, меньше достоверных данных, чем об атмосфере и гидросфере. О строении недр глубже первых километров мы знаем в основном по материалам сейсмического зондирования—скорости прохождения продольных и поперечных волн, которые могут интерпретироваться неоднозначно. Так, Кольская сверхглубокая скважина, впервые позволившая увидеть образцы пород с глубины более 12 км, принесла много неожиданного. По данным сейсмического зондирования предполагалось, что она на
21
глубине 7 км должна была пройти «гранитный» слой и войти в «базальтовый» К В действительности она вошла в толщу гнейсов, гранитогнейсов и амфиболитов архейского возраста, не обнаружив «базальтового» слоя.
Земная кора — верхняя твердая оболочка Земли. От мантии ее отделяет граница Мохоровичича (ее часто называют границей Мохо), характеризующаяся резким нарастанием скоростей сейсмических волн. Она была установлена в 1909 г. югославским ученым А. Мохоровичичем. Толщина земной коры небольшая — от 55— 70 км под молодыми складчатыми горами на континентах до 4— 6 км под срединно-океаническими хребтами и некоторыми абиссальными впадинами. По сравнению с мантией и ядром земная кора представляет очень тонкий, жесткий и хрупкий слой, сложенный более легким веществом с избытком кремнезема, щелочи, воды и недостаточным количеством магния и железа, преобладанием осадочных, или бывших осадочных, пород. «Кора — это все то легкое, менее плотное, что недра Земли, находящиеся под большим давлением, вытолкнули из себя, образовав пену» 2.
Как и другие оболочки, земная кора слоиста: под континентами она трехслойна (осадочный слой — «гранитный», «базальтовый»), под океанами — двухслойна (осадочный слой — «базальтовый»).
Мантия — подкоровая оболочка, идущая, по К. Е. Буллену (1978), на глубину до 2900 км. Она делится на верхнюю толщиной около 900 км и нижнюю толщиной около 2000 км мантии. Вещество мантии твердое, и, судя по немногим находкам его на дне океана, оно представлено породами ультраосновного и основного составов.
