Внутрішня будова Землі
Людство завжди цікавило, що ж насправді міститься в середині землі. На жаль, за багато років воно зуміло дізнатися про це не так уже й багато. Адже ніхто не зміг побувати у середині планети. Навіть найглибша бурова свердловина світу досягає тільки 12 км. Але це незначна глибина порівняно з розмірами нашої планети. Якщо уявити Землю у вигляді яблука, то ця надглибока свердловина навіть не проколює його шкірку.
Усе ж на підставі даних науки вдалося встановити, що наша планета складається з трьох основних частин: ядра, мантії та земної кори.
Ядро — наймасивніша внутрішня частина Землі. Воно складається з речовин, що мають властивості металів. Радіус ядра становить близько 3500 км. Температура в ядрі досягає 4000-5000°С.
Мантія — найбільша за об'ємом частина планети (4/5 об'єму Землі). Речовина мантії перебуває у твердому стані. Лише на глибині близько 150-200 км від поверхні у верхній частині мантії в'язкий шар — астеносфера. Температура речовини мантії з наближенням до поверхні Землі знижується від 4000° до 1000 °С.
Вище мантії лежить земна кора — верхня тверда оболонка Землі, що складається з гірських порід і мінералів. Порівняно з товщиною мантії та ядра — це тонка плівка. Товщина земної кори коливається від 5-10 км під океанами до 80 км — у найвищих горах на суходолі.
Земна кора разом з верхньою частиною мантії до шару астеносфери створює тверду оболонку Землі — літосферу. Отже, середня товщина літосфери становить 150-200 км.
Внутрішні сили Землі
Глибинні шари Землі мають дуже високу температуру та перебувають під величезним тиском шарів, що лежать вище. Температура і тиск дуже впливають на складні процеси, що проходять у літосфері. Під їх впливом відбуваються такі явища, як рухи літосфери та магматизм.
Рухи літосфери. Спостерігаючи за допомогою космічних апаратів за поверхнею Землі, вчені помітили, що материк Австралія щорічно зміщується на північний схід в бік Тихого океану зі швидкістю 2 см за рік.
Виявляється, літосфера не є суцільною оболонкою. Вона розбита глибокими тріщинами на величезні блоки, які називають літосферними плитами. Вони дуже повільно ковзають по в'язкому шарові мантії зі швидкістю 1-6 см за рік, як шматки пінопласту по воді. Літосферні плити можуть рухатися один щодо одного в різних напрямах: розсуватися чи насуватися.
Ці рухи можна визначити лише за допомогою точних приладів. А оку людини вони не помітні. Тому такі рухи й називаються повільними горизонтальними рухами літосферних плит. Якщо плити рухаються назустріч одна одній, то при їх зіткненні краї мнуться в складки і утворюють гори. Так виникли Карпати, Кримські гори, Гімалаї, Анди, Кордильєри. Такі вікові горизонтальні рухи літосферних плит називають складкоутворюючими.
Крім повільних горизонтальних рухів літосферних плит, окремі їх частини можуть опускатися чи підніматися по вертикалі, як крижини, що коливаються на воді. Ці рухи також не можна помітити, оскільки вони відбуваються протягом століть. Тому їх називають повільними вертикальними рухами літосфери. Свідченням цих рухів в Україні є залишки давньогрецького міста Херсонеса в Криму. Внаслідок опускання земної поверхні нині вони наполовину затоплені водами Чорного моря.
Та іноді внутрішні сили Землі виявляють свою силу в раптових катастрофічних руйнуваннях. Глибокі тріщини розколюють земну поверхню. Внаслідок підземних поштовхів руйнуються будинки в містах і селах, під уламками яких гинуть тисячі людей. І все це відбувається за лічені секунди. Такі явища називають землетрусами і відносять до розривних рухів літосфери.
Причинами землетрусів є раптові розриви та зміщення пластів у глибинах земної кори і навіть у верхніх шарах мантії, які передаються на великі відстані і викликають струси земної кори. Енергія, що звільнюється внаслідок цих зміщень, дорівнює за потужністю вибуху кількох десятків ядерних бомб. Вона поширюється сейсмічними (від грецького слова «сейсмос» — землетрус) хвилями від вогнища землетрусу (гіпоцентру) до поверхні Землі як хвиля від кинутого у воду каменя.
Місце на поверхні Землі, що міститься над вогнищем, називають епіцентром землетрусу. Руйнування тут найбільші. Чим далі від нього, тим сила землетрусу слабшає. Сила землетрусу вимірюється в балах від 1 до 12.
Щороку на нашій планеті прилади реєструють у середньому 300 тисяч землетрусів. Приблизно кожні п'ять хвилин відбуваються відчутні землетруси. А раз в 3-4 зароджуються в зоні зіткнення літосферних плит в період складкоутворення.
В Україні землетруси силою до 6-7 балів траплялись у Карпатах і Кримських горах.
Одним з катастрофічних наслідків землетрусів під дном океанів є велетенські хвилі висотою до 60 м, що набігають на океанські узбережжя. Вони мають назву цунамі. У відкритому морі висота цих хвиль невелика. Найбільшої висоти цунамі досягають у вузьких бухтах. У перекладі з японської мови "цунамі" означає "хвилі в гавані".
Підземна стихія землетрусів ще не підвладна людині. Передбачити наближення землетрусів дуже важко. Для вивчення цього явища природи будують сейсмічні станції, що знаходяться глибоко під землею, в шахтах. Високочутливі прилади цих станцій — сейсмографи фіксують найменші коливання земної кори.
На сьогодні вдалося виявити близько 70 видів тварин, які відчувають наближення землетрусів і виразно реагують. За їх поведінкою можна передбачити наближення землетрусу.
Усі види руху літосфери викликають зміни рельєфу територій, на яких вони відбуваються.
Магматизм. У верхній частині мантії є шар астеносфери, речовина якої знаходиться в тягучому стані і має високу температуру. Тут утворюється магма — розплавлена речовина мантії, насичена газами. Під тиском магма може підніматися угору по тріщинах у земній корі. Це явище дістало назву магматизму.
Отже, магматизм — процес утворення та руху магми від шару астеносфери до поверхні Землі.
Розрізняють внутрішній і зовнішній магматизм. Внутрішній, коли магма не досягає земної поверхні і застигає в тріщинах та порожнинах земної кори. Якщо це трапляється близько до поверхні, то верхні шари Землі разом з магмою утворюють невисокі гори. Такою горою, наприклад, є Аюдаг у Криму.
Магму, що вилилася на поверхню, називають лавою, її застиглі потоки утворюють конуси вулканів. Канал, по якому підіймається магма, називається жерлом вулкана. Жерло закінчується кратером. Це вияв зовнішнього магматизму, або вулканізм.
За прикладом письменника-фантаста сядемо в машину часу і вирушимо в глибину тисячоліть на 20 млн. років назад, наприклад, у Карпати. Що ж постане перед нашими очима?
З вузьких тріщин земної кори підносяться стовпи диму, чути вибухи, вивергається каміння різної величини і попіл. У повітрі попіл змішується з дощовими краплями і падає на землю у вигляді липкого бруду. Хмари з гарячого попелу, осідаючи, вкривають землю товстим шаром. У багатьох місцях виливається лава. її розжарені потоки, що яскраво світяться в темноті, охолоджуючись, будують вулканічні конуси, які утворюють цілі гірські хребти.
Сьогодні нагадує про ті далекі часи Вулканічний хребет у Карпатах, що складається із згаслих вулканів, тобто таких, про діяльність яких не збереглося ніяких відомостей.
Нині на планеті відбуваються ті самі процеси, що й у Карпатах у далекому минулому. З 2000 кратерів вириваються гази й попіл, гримлять вибухи, виливається лава. Такі вулкани називають діючими. Найвищий діючий вулкан Євразії — Ключевська сопка на Камчатці, висота його 4750 м.
Вулкани на Землі розміщені нерівномірно. Вони, як і землетруси, виникають на межах літосферних плит внаслідок руху земної кори. Більша частина діючих вулканів розташована на узбережжі Тихого океану. Ці райони дістали назву Тихоокеанського вулканічного поясу.
Виверження вулканів — це катастрофічне явище природи. Під розжареним попелом та лавою гинуть люди, тварини, рослини, руйнуються міста. Історія знає багато таких прикладів. У 79 році нашої ери вулкан Везувій знищив разом з населенням три міста Стародавнього Риму: Помпеї, Стабію, Геркуланум. Під час вибуху вулкана Кракатау в 1883 році в Індонезії загинуло 40 тисяч чоловік, 2/3 острова зникло на дні Зондської протоки. А вибухова хвиля від цього виверження тричі обігнула земну кулю.
Поряд з діючими вулканами, а часто й згаслими, трапляються гарячі джерела та гейзери. Це свідчить про те, що розжарена магма близько підходить до поверхні і нагріває підземну воду. Гарячі джерела спокійно витікають з тріщин у земній корі. Гейзери ж б'ють фонтаном з-під землі з певною періодичністю. Чим же пояснити цю загадку природи? Працює гейзер за принципом чайника. В підземних пустотах вода нагрівається до 100 °С, закипає і під тиском з шумом викидається нагору, як виривається пара з носика чайника. Ці фонтанчики іноді досягають висоти 40-90 м. Потім з охолодженням води виверження припиняється до нового її нагрівання та утворення пари.
Кожний гейзер має свій режим дії (від хвилини до кількох діб). Гейзери відомі на Камчатці (Долина Гейзерів), у США (Єллоустонський національний парк), на острові Ісландія. Багато гарячих джерел на Курильських островах, у Новій Зеландії тощо.
Зовнішні сили Землі
На земну поверхню постійно впливають, крім внутрішніх сил, зовнішні: вивітрювання, робота текучих вод, льодовиків, вітру, морського прибою. Якщо внутрішні сили створюють гори, то зовнішні їх руйнують.
Вивітрювання — це руйнування та зміна гірських порід під дією коливань температури повітря, вологи і живих організмів. Розрізняють фізичне, хімічне та органічне вивітрювання.
Фізичне вивітрювання відбувається в основному під впливом зміни температури повітря протягом доби. Доторкнись до каменя вдень і ти відчуєш, що він гарячий. Вночі ж він охолоджується. І так повторюється щоденно. При нагріванні камінь розширюється, при охолодженні стискається. Врешті-решт він розтріскується. Від скелі при цьому відриваються брили різної величини, які з подальшим фізичним вивітрюванням розпадаються на дрібні уламки, а потім перетворюються на пісок та пил.
При хімічному вивітрюванні приступають до роботи повітря і вода з розчиненими в ній речовинами. При цьому порода не лише подрібнюється, а й перетворюється в іншу, зовсім не схожу на первісну. Наприклад, щільний твердий польовий шпат при хімічному вивітрюванні перетворюється в м'яку й пухку білу глину, з якої виробляють фарфоровий посуд.
Органічне вивітрювання призводить до руйнування та зміни земної поверхні під впливом живих організмів — бактерій, грибів, лишайників, тварин. Ці організми виділяють розчини, які діють на гірські породи і руйнують їх.
Робота текучих вод. Під час дощу можна помітити, що разом з водою з горбів зносяться дрібні камінчики та піщинки. Ці піщинки переносяться і відкладаються в іншому місці. Отже, вода виконує три види роботи: руйнівну — вимивання, або розчинення речовин земної кори, транспортну — переносить своїм потоком дрібні частинки, творчу — створює нові форми. Які ж?
Якщо схили горбів складені пухкими породами, то вода поступово прокладає собі постійний шлях, по якому вона стікає, і виносить ці породи. Поява невеликої вимоїни свідчить про те, що розпочався процес ерозії — руйнування поверхні водяними потоками. Поступово вода поглиблює і розширює вимоїну. Вона перетворюється в яр, спочатку невеликий, а потім глибокий та широкий. Так, в Україні трапляються яри, довжина яких вимірюється в кілометрах. Яри знищують родючі землі, заважають будівництву. Якщо не вести боротьбу з яром, він продовжує рости після кожного дощу.
З часом ерозія послаблюється, схили яру стають положистими, на них оселяються рослини. Яр старіє і перетворюється в балку — улоговину, порослу травою, чагарниками або деревами. Звичайно балка — це кінцева стадія розвитку яру.
До поверхневих текучих вод належать також річки.
Частина води після дощу просочується в грунт та у верхні шари земної кори і вже там, під землею, продовжує свою роботу. Підземні текучі води вимивають або розчиняють окремі гірські породи. При цьому під землею утворюються пустоти — печери.
Робота вітру. Перед грозою часто посилюється вітер. Він підіймає в повітря піщинки різної величини і часто переносить на великі відстані, де відкладає. А в деяких районах Землі вітер створює химерні витвори, обточує скелі, як скульптор, надаючи їм форм, що нагадують то фігуру людини, то тварину, то казкові замки.
Отже, вітер, як і текучі води, виконує три види роботи: руйнівну — видуває пухкі породи, викликає пилові бурі та обточує скелі, транспортну — переносить піщинки на десятки й сотні кілометрів, творчу — створює нові форми рельєфу.
Які ж форми рельєфу на рівнинах створює вітер? Коли кажуть про пустелі, перед очима постає така картина. Під нещадним промінням сонця вітер перевіває гарячий пісок, утворюючи величезні горби серповидної форми — бархани. Схил бархана, повернутий до вітру (навітряний), пологий. По ньому вітер підіймає піщинки на вершину і скочує їх вниз по крутому підвітряному схилу. Так бархан пересувається зі швидкістю до кількох сот метрів на рік. Висота цих горбів досягає 200-500 метрів.
Якщо бархани трапляються лише в пустелях, то дюни виникають і в інших природних зонах на піщаних берегах морів, озер, річок. Багато дюн на узбережжі Балтійського моря. Дюни мають таку саму форму, як і бархани. І пересуваються вони так само, як і бархани. Проте дюни значно менші (від 5 до 100 м) і переміщуються значно повільніше (до 10 метрів за рік).
Бархани та дюни, пересуваючись, можуть завдавати великої шкоди. Вони засипають дороги, сади, поля, житло людей. Щоб припинити їх рух, необхідно на пологих схилах садити дерева, кущі. За цих умов вітер не зможе переносити піщинки через вершину.
Змінюється поверхня Землі і під впливом морів та льодовиків. Хвилі й морські течії руйнують береги, льодовики — долини гір. І ті й інші переміщують гірські породи.
Мінерали і гірські породи, що складають земну кору
Пісок на річковому пляжі, і камінчики на березі моря, і глина в яру — все це гірські породи та мінерали, з яких складається земна кора.
У земній корі налічується близько 3 тис. мінералів і понад 1,5 тис. гірських порід. Що це за природні тіла?
Мінерали — це однорідні тіла, які складаються з однієї речовини. Наприклад, вода, золото, кварц, польовий шпат, слюда, кам'яна сіль, алмаз та ін. За станом речовини мінерали бувають твердими, рідкими і газоподібними. (Розподіли зазначені мінерали за групами.) Мінерали в чистому вигляді трапляються в природі порівняно рідко. Найчастіше вони бувають у різноманітних сполуках, утворюючи гірські породи.
Гірські породи — це сполучення кількох мінералів або скупчення одного у великій кількості в земній корі. Наприклад, до складу гірської породи граніт входять три мінерали: кварц, слюда, польовий шпат. Накопичення мінералу кальциту у великій кількості утворює гірську породу вапняк. Мінерали та гірські породи мають різні властивості, за якими вони відрізняються один від одного: колір, блиск, твердість, наявність кристалів тощо.
Гірські породи утворюються в різноманітних умовах. Одні — при застиганні магми в земній корі, другі — при відкладанні речовин на дні морів та океанів, треті — з залишків живих істот, четверті — при руйнуванні інших гірських порід, п'яті — під впливом високих температур і тиску на великих глибинах та ін.
За походженням гірські породи поділяються на магматичні, осадові, метаморфічні.
Магматичні гірські породи утворюються при застиганні магми на поверхні чи в глибинах земної кори. Вони є результатом магматизму як однієї з внутрішніх сил Землі. При внутрішньому магматизмі утворюються вкорінені (глибинні) гірські породи. Вони складаються з кристалів різної величини залежно від глибини залягання (чим ближче до поверхні застигла магма, тим кристали дрібніші). До цих порід належать граніти та лабрадорити.
При зовнішньому магматизмі утворюються гірські породи, що вилилися з надр Землі на поверхню. На відміну від глибинних гірських порід, ці не мають кристалів, їм властива пористість. Складаються такі породи із застиглої лави (базальт) або з пресованого вулканічного попелу (туфи, пемза).
Осадові гірські породи утворились під дією температури повітря, води, живих організмів та інших процесів, що відбуваються на поверхні Землі й в глибинах морів і океанів.
Осадові породи поділяються на три групи: а) уламкові, що утворюються при руйнуванні інших гірських порід (пісок, глина, галька, гравій, валуни). Вони називаються уламковими тому, що кожна частка цих гірських порід є уламком інших порід, у тому числі і магматичних; б) хімічні — є наслідком відкладання розчинених речовин на дні океанів, морів, озер. До них відносять кам'яну і калійну солі, вапняк та ін.; в) органічні. Сама назва свідчить про їх походження. Скам'янілі залишки давніх і сучасних організмів утворили такі гірські породи, як вугілля, крейда.
Метаморфічні гірські породи утворюються внаслідок метаморфізму.
Метаморфізм (у перекладі — "перетворення") — зміна гірських порід на великих глибинах під дією високого тиску та температури. Так, вапняк перетворюється в мармур, пісковик — у кварцит, граніт — у гнейс, вугілля — в графіт.
Усі мінерали та гірські породи, які використовує людина, називаються корисними копалинами. Залежно від застосування в господарстві корисні копалини умовно поділяють на три групи: паливні, що використовуються як паливо (нафта, газ, торф, кам'яне та буре вугілля); рудні, з яких виплавляють метали (чорні — чавун, сталь, кольорові — мідь, алюміній, олово, свинець); нерудні — сировина для хімічної промисловості (кам'яна і калійна сіль, фосфорити, сірка), будівельні матеріали (граніт, базальт, фосфорити, пісок, глина та ін.)
Рельєф Землі
Рельєф материкової та океанічної земної кори різноманітний. Проте і на суходолі, і на дні Океану виділяються дві його основні форми: гори і рівнини. Рівнини — це рівні або горбисті великі простори суходолу і дна Океану, на яких висоти сусідніх точок мало відрізняються одна від одної. Гори — це ділянки земної поверхні, високо підняті над навколишньою місцевістю, що мають дуже розчленований рельєф.
Основні форми рельєфу суходолу. Гори і рівнини суходолу розрізняють: а) за висотою над рівнем моря; б) за способом утворення та віком; в) за зовнішнім виглядом.
Гори бувають: низькі — з абсолютною висотою до 1000 м (Кримські); середні — від 1000 до 2000 м (Карпати, Скандинавські); високі — вище 2000 м (Кавказ, Гімалаї, Памір, Анди). На карті вони позначаються відповідно світло-коричневим, коричневим та темно-коричневим кольорами.
Рівнини поділяються на: а) низовини (абсолютна висота їх не перевищує 200 м над рівнем Океану). Наприклад, При чорноморська, Амазонська; б) височини (від 200 до 500 м). Наприклад, Придніпровська, Волинська, Подільська; в) плоскогір'я (понад 500 м). Наприклад, Середньосибірське, Аравійське.
На карті рівнини позначаються відповідно зеленим, жовтим, коричневим кольорами. Якщо рівнина лежить нижче рівня моря, вона пофарбована на карті в темно-зелений колір (наприклад, Прикаспійська низовина).
За віком гори бувають молоді й старі. Умовно молодими називають гори, процес утворення яких не завершений. їх вік, як правило, не перевищує 60 млн. років. Гори, що утворилися раніше цього часу, вважають старими. Їх вік може бути понад 600 млн. років. В основному молоді гори високі. Наприклад, Альпи, Памір, Гімалаї. Та немає правил без винятків. В Україні і Кримські, і Карпати — це невисокі гори, але молоді.
За утворенням гори поділяються на складчасті, вулканічні (пригадай, як вони утворюються) та складчасто-брилові.
Рівнини за утворенням і віком поділяються на первинні та вторинні. Внаслідок вікових вертикальних рухів літосфери окремі прибережні ділянки морів та океанів попіднімались, утворюючи великі низовини (Причорноморська, Західносибірська). Такі рівнини називають первинними.
Та є рівнини, що утворилися на місці колишніх гір, які зруйнувались за сотні мільйонів років (Східноєвропейська рівнина). Окремі рівнини були утворені річковими наносами (Амазонська, Месопотамська, Індо-Гангська). Такі рівнини називають вторинними.
Вік рівнин різний: від 1-2 млрд років (Східноєвропейська) до кількох десятків тисяч (Причорноморська).
За зовнішнім виглядом гори і рівнини дуже різні: гостроверхі піки Кавказу та Анд вкриті снігом і льодом, рівні, як стіл, вершини Кримських гір, плоска Західносибірська рівнина, звідки видно околиці на десятки кілометрів, та горбисті рівнини України. Які не схожі вони одна на одну! А неповторності їм надають дрібні форми рельєфу.
У горах виділяються окремі вершини, гірські хребти, що складаються із з'єднаних між собою гір, а також гірські долини — зниження між гірськими хребтами. Вузькі глибокі гірські долини називають гірськими ущелинами.
Гори з шпилястими вершинами високі, за віком молоді. В них часто трапляються гірські ущелини. До таких гір належать Кавказ, Анди, Памір, Гімалаї з найвищою вершиною світу Джомолунгма (Еверест) — 8848 м.
Гори з округлими вершинами складаються з м'яких гірських порід, тому мають згладжені, м'які обриси гірських хребтів, схожі на хвилі. Гірські долини неглибокі, в основному з пологими схилами. За висотою такі гори бувають середні (наприклад, Українські Карпати) та низькі.
Трапляються гори з плоскими вершинами. Схили цих гір круті або східчасті. В Україні до таких гір належать Кримські.
За зовнішнім виглядом розрізняють рівнини плоскі, що мають рівну поверхню (Причорноморська, Західносибірська) і горбисті, на яких чергуються горби з улоговинами, ярами. Такі дрібні форми рельєфу властиві рівнинам України.
Рельєф дна Світового океану. Безкраї простори Світового океану завжди приваблювали людину. Мандрівники вивчали морські течії, відкривали нові острови, досліджували органічний світ. У той же час про будову дна Океану нічого не було відомо.
До середини XIX століття вчені припускали, що океанічні западини за своєю формою — це глибокі чаші з майже ідеально рівним дном. Адже всі гори та горби вода мала б зруйнувати за мільярди років. Та насправді виявилося, що це не так.
Рельєф дна, як і рельєф суходолу, дуже різноманітний: є на ньому підводні гори і підводні рівнини.
У рельєфі дна Океану можна виділити такі частини: шельф — затоплені прибережні частини материків з глибинами від 0 до 200 м. На карті позначений світло-блакитним кольором; материковий схил — це поверхня дна від 200 до 2000 м, що стрімко обривається; ложе Океану — глибинна частина дна. Вона нерівна. В ложі Океану виділяють підводні хребти та глибоководні рівнини. Трапляються на ложі Океану й підводні вулкани з плоскими вершинами, а також глибоководні жолоби — довгі, вузькі зниження дна з найбільшими глибинами.
Чому ж підводні хребти встояли перед руйнівною силою води? Виявляється, що багато з них лежать на межах літосферних плит у зоні їх розсування. Тут по тріщинах літосфери підіймається магма, що добудовує гори, недопускаючи їх руйнування. Підводні гори, що лежать на межах літосферних плит, назвали серединно-океанічними хребтами. Ці хребти досягають висоти 2000 м (наприклад, Серединно-Атлантичний). Крім них, в Океані трапляються окремі хребти (хребет Ломоносова в Північному Льодовитому океані).
Коли вершини підводних хребтів виходять на поверхню води, вони утворюють окремі острови або їх групи (Курильські, Японські).
Базове джерело: Географія: Загал. географія: Підручн. для 6 кл. серед, шк. — Третє видання / О. Я. Скуратович, Р. Р. Коваленко, Л. І. Круглик.— К.: Зодіак-ЕКО, 2000.
Україна є однією з найбільших держав Європи — її площа становить 603,7 тис. квадратних кілометрів. З...
Предметом фізичної географії України є її природні (фізико-географічні) умови та природні ресурси. В...
Відносини в галузі охорони і використання територій і об'єктів природно-заповідного фонду, відтворен...
Природно-заповідний фонд України — ділянки суші і водного простору, природні комплекси та об'єкти як...
До несприятливих фізико-географічних процесів, що відбуваються на території України, належать ерозія...
У межах географічної оболонки сформувалися різноманітні і неоднакові за розмірами природні (фізико-г...
Природні комплексиПід час вивчення окремих компонентів природних умов України постійно зверталася ув...