Химические и механические оболочки Земли

В этом видео я хотел бы подробнее раскрыть структуру земного шара. Мы рассмотрим её с двух различных направлений. Я изображу половину земного шара. Лучше нарисовать полукруг, похоже, не получится. Попробуем рассмотреть два подхода. На левой стороне мы рассмотрим химический состав слоёв, то есть то, из каких веществ они состоят. Справа мы будем рассматривать механические свойства слоев, то есть их агрегатное состояние, твердый это слой, жидкий или же нечто промежуточное, обладающее пластичной текучестью. Сперва обратимся к химической стороне, поскольку это в некотором роде проще. Самый внешний слой — кора. Это тот слой, на котором мы сейчас находимся, если предположить, что вы сейчас на нашей планете. Кора — внешний слой и, очевидно, твердый. Мы вернёмся к этому, когда будем обсуждать механические свойства. Это также самый тонкий слой и важно, что кора неоднородна. Существует океаническая и континентальная кора. С этой стороны также надо изобразить кору. Рисую кору здесь. Вот она. И континентальная, и океаническая. Океаническая кора тоньше. Тогда эта, более толстая кора, будет называться континентальной. Она толще и имеет меньшую плотность, чем океаническая. Так что, я изображу светло-зеленым цветом. Континентальная кора. Это — континентальная кора. Подпишем. А этим ярко-зеленым — океаническую кору. Океаническая кора весьма тонка, порядка 5—10 километров. То есть толщина этого слоя от 5 до 10 километров. Обратите внимание, что под океанической корой имеется в виду не океан, не слой воды в океане, а горные породы, образующие дно океана. Итак, их толщина от 5 до 10 километров. Если погрузиться на дно океана, достичь горных пород и начать бурить, то надо будет пробурить от 5 до 10 километров, чтобы выйти за предел слоя, по составу относящегося к коре. Итак, это 5—10 километров. А толщина континентальной коры составляет от 10 до 70 километров. Это я тоже укажу. Очевидно, оба вида коры твердые, состоящие из твердых горных пород. Далее, говоря о составе, о химических составляющих, следует самый большой слой земного шара по объёму, называемый мантией. Вот она, мантия. Изображу её вот так. Всегда было неудобно рисовать правую половину круга. Вот так. Это мантия. Весь этот объём — мантия. И также она отличается от коры тем, что состоит из других видов горных пород. Продолжаем углубляться дальше и рассматривать глубокие слои. Мантия начинается сразу под корой, как океанической, так континентальной. Её глубина составляет порядка 2 900 километров. Так что она гораздо толще коры. Толщина коры от 5 до, может быть, 70 километров. А мантия гораздо толще. Так что, хотя я изобразил кору тонкой, невозможно изобразить её в правильном масштабе к толщине мантии. Эта схема не в масштабе. Ещё глубже, ещё ближе к центру Земли находится самая плотная часть — ядро. Вот ядро. Здесь надо выделить два момента. Во-первых, в сечении земного шара чем глубже, тем более тяжёлые, плотные вещества будут залегать, и тем больше будет температура и давление. Причина, по которой более плотные элементы залегают глубже в том, что при образовании Земли, когда она была расплавленным шаром, более тяжёлые элементы концентрировались в глубине, а более лёгкие всплывали наверх. Они обладали относительной плавучестью, будучи менее плотными, чем окружающая среда. Когда происходило выделение газов, они в виде пузырей выходили на поверхность и формировали атмосферу. Поэтому, в общем, наиболее плотные вещества находятся в центре и наименее плотные — снаружи. В данном случае — в атмосфере. Ядро, в свою очередь, также принципиально отличается по составу от мантии и коры. Мы полагаем, что оно состоит главным образом из металлов, особенно из железа и никеля. Так выглядит структура земного шара с точки зрения состава, распределения химических веществ. Теперь подумаем о тех же слоях, с точки зрения их агрегатного состояния, какой из них твердый, жидкий или в промежуточном состоянии. Внешний, твёрдый слой Земли состоит из коры (континентальной и океанической) и самого холодного верхнего слоя мантии. Выделю их розовым цветом. Вот эти слои. То, что я выделяю розовым — холодный, жёсткий, твердый слой мантии. Заштрихую его. Та часть мантии, которая сложена твердыми породами. По составу она отличается, скажем, от континентальной коры, но оба этих слоя жёсткие. Сочетание верхнего слоя мантии и коры получило название «литосфера». Итак, вот литосфера. Подписываем. Общая толщина литосферы, в зависимости от места на поверхности Земли, составляет от 10 до 200 километров. Вот здесь запишем эти числа. В большинстве мест это ближе к большему значению. 10 километров — это значение в местах горячих точек, где вещество мантии как бы растворило часть литосферы. Это мы рассмотрим, когда будем обсуждать собственно тектонику плит. Когда мы говорим о тектонике плит, то под «плитами» имеем в виду литосферные плиты. Литосфера движется поверх глубинных слоёв мантии. Так что литосфера будет жесткой и твёрдой. В неё входят кора и верхний слой мантии. Если двигаться глубже, температура и давление возрастают. Температура увеличивается настолько, что те же вещества, что в твердой части мантии, теперь могут существовать только в пластичном, обладающем текучестью состоянии. Это нельзя назвать жидкостью. Она всё ещё обладает способностью проводить волны, которые жидкость не проводит. Это состояние вещества скорее похоже на смолу, обладая свойствами пластичности, оно может течь. Оно более вязко, чем привычные нам жидкости. Вещество в этом не твёрдом и не жидком состоянии может поддерживать конвекционные потоки, но не являться жидкостью. В нём могут распространяться некоторые виды волн, затухающие в жидкостях. Этот слой называется астеносферой, этот пластичный, податливый слой. Причина — в размягчении горных пород под действием температуры. Итак, этот выделенный лиловым слой — астеносфера. Давайте запишем. Я встречал написание «эстеносфера», возможно европейский вариант. Очевидно, что астеносфера начинается сразу под литосферой. На ней плавают и перемещаются литосферные плиты, которые мы будем рассматривать, говоря о тектонике плит. Это тот пластичный материал, который позволяет двигаться вышележащим жёстким слоям. Она начинается под литосферой и простирается до глубины порядка 660 километров. Вот глубина порядка 660 километров. На больших глубинах давление возрастает настолько, что даже при более высоких температурах те же вещества не могут находиться в пластичном состоянии. Они слишком сильно сдавлены. Если представить себе вещество, обладающее пластичностью, его молекулы обладают некоторой свободой перемещения друг относительно друга. Но при достаточном увеличении давления они будут плотно упакованы. Именно это происходит в следующем слое мантии. Все слои мантии аналогичны по химическому составу. Разница состоит в температуре и давлении. Следующий слой мантии называется мезосферой. Записываем. Этот слой называется мезосферой, но один из слоев атмосферы, сразу за стратосферой, тоже называется «мезосфера», так что не путайте их. Это две очень разные мезосферы. В этом слое настолько высоко давление, что оно снова находится в твердом состоянии. Он однозначно твердый. Здесь нет возможности никакого текучего движения, настолько высоко давление. Ещё глубже начинается ядро, металлическое ядро, жидкое, несмотря на высокое давление, потому оно имеет другой состав. Горные породы мезосферы при этом давлении были бы твердыми, но металлы в этих условиях ещё могут быть жидкими. Таким образом, наружные слои ядра жидкие. Отметим это на рисунке. Насколько нам известно, весь объём ядра состоит из одних и тех же веществ. Разница в том, что во внешних слоях ядра температура достаточно высока, чтобы металл был расплавлен, но давление недостаточно высоко, чтобы он стал твёрдым. При таком давлении горные породы однозначно стали бы твердыми, но не металлы. В самой глубине, несмотря на температуру, давление настолько сильно, что и металлы становятся твердыми. Вот твердое внутреннее ядро. Кода мы рассматриваем механические свойства внутренней… Нет, сперва лучше сообщу вам размеры. Внешнее ядро начинается на глубине. Я ещё не рассказал, где заканчивается мезосфера. Итак, мантия заканчивается на глубине 2 900 километров. Естественно, это и конец мезосферы, потому что мезосфера — это нижняя мантия. Это глубина 2 900 километров. Глубже идёт жидкое внешнее ядро, которое простирается от 2 900 до, примерно, 5 100 километров глубины. Так что жидкую часть ядра на схеме надо сделать ещё шире. То есть, эта глубина составляет около 5 100 километров. Дальше, до самого центра Земли, а радиус земного шара составляет около 6 400 километров, простирается твердое тело. Надеюсь, теперь вам понятно, что имеется в виду под литосферой или мантией. Здесь противопоставляются механические свойства и состав. Говорят о механически твердом внутреннем ядре, жидком внешнем ядре, практически твердой мезосфере. Эти слои жёсткие. Далее, существует пластичная, до некоторой степени текучая астеносфера, на которой плавают литосферные плиты. И существует действительно твёрдая, жёсткая литосфера, верхние слои мантии и земная кора. Subtitles by the Amara.org community