§ 18. Внутрішня будова Землі

Людям завжди хотілося зазирнути вглиб Землі, щоб дізнатися, яка вона всередині. Нині вчені знають про внутрішню будову Землі менше, ніж, скажімо, про космічне оточення нашої планети. Проникнути в надра можна лише «на крилах науки». Те, що міститься в нас під ногами, донині зберігає свої таємниці. Учені припускають, що Земля всередині має три основні шари: ядро, мантію і земну кору (мал. 58).

Наша планета складається з кількох оболонок (сфер):

• літосфера (з грецької «літос» — камінь) — тверда, кам’яна;
• атмосфера («атмос» — пара) — повітряна (газова);
• гідросфера («гідро» — вода) — водна;
• біосфера («біо» — життя) — організми разом із середовищем, у якому вони живуть;
• географічна — оболонка, яку утворюють усі перелічені сфери.

Мал. 58. Внутрішня будова Землі

ДЕ РОЗТАШОВАНЕ ЯДРО. Ядро — центральна, серцевинна частина земної кулі. Воно поки що є загадкою для науки. Впевнено можна назвати лише його радіус — близько 3 500 км. Учені вважають, що зовнішня частина ядра перебуває в розплавленому рідкому стані, а внутрішня — у твердому. Припускають також, що ядро складається з речовини, подібної до металу (із заліза з домішками або кремнію, або нікелю; є й інші припущення). Температура в ядрі досягає 5000 °С.

ЩО ВКРИВАЄ МАНТІЯ. Мантія — внутрішній шар Землі, який покриває ядро. Її товща (потужність) 2900 км. Це — найбільший із внутрішніх шарів планети (83 % об’єму Землі). Мантію, як і ядро, ніхто ніколи не бачив. На думку вчених, що ближче до центра Землі, то тиск у ній більший, а температура вища: від кількох сотень градусів до 2500 °С. За такої температури речовина мантії мала би бути розплавленою, але плавленню перешкоджає великий тиск. Тому вважають, що вона тверда і водночас розпечена.

ПОДОРОЖ У СЛОВО

Слово мантія у перекладі з грецької означає покривало.

Припускають, що верхня частина мантії складена щільними породами, тобто тверда. Проте на глибині 50-250 км у ній міститься в’язкий частково розплавлений шар — астеносфера. Вона порівняно м’яка і пластична, як пластилін або віск. Ця речовина мантії здатна повільно текти і в такий спосіб перемішуватися. Швидкість переміщення невелика — кілька сантиметрів на рік. Проте це відіграє велику роль у рухах земної кори, про що йтиметься далі.

ЗЕМНА КОРА. Земна кора — зовнішній твердий шар Землі. Порівняно з ядром і мантією вона дуже тонка. Товща земної кори найбільша у горах — 70 км, на рівнинах вона становить 40 км, під океанами — лише 5-10 км. Товщу земної кори часто порівнюють зі шкіркою яблука. Вона дійсно відносно тонка, але це та земна твердь, що є для людей основою світу. Саме на тонкій земній корі здіймаються гори, стоять будинки, по ній ходять люди, течуть річки, а в її зниженнях лежать моря та океани.

Чому Земля вкрита корою?

Назва «земна кора» залишилася в науці відтоді, коли вчені думали, що надра Землі розплавлені. Вважалося, що поверхня Землі затверділа внаслідок охолодження, утворивши кору. Справді, спостерігаючи, як виливається лава під час виверження вулкана, можна подумати, що всередині Земля теж розплавлена. Проте з’ясувалося, що це не так.

Найкраще вивчений верхній шар земної кори на суходолі. Його видно у відслоненнях на схилах гір, крутих берегах річок, у кар’єрах. На поверхневий шар кори впливає сонячне проміння. Влітку він прогрівається, восени охолоджується, взимку промерзає, а навесні розмерзає і поступово знову нагрівається. Проте вже на глибині 20-30 м, незалежно від пори року, температура цілий рік однакова. А з глибиною вона починає підвищуватись.

Побачити, яка земна кора на глибині, допомагають шахти і свердловини, які роблять для видобування корисних копалин. Люди давно помітили, що в шахтах із глибиною температура підвищується. Наприклад, на глибині 1000 м шахтарі працюють в умовах спеки (+30 °С і більше). Тепло земній корі передається від мантії. З науковою метою геологи пробурюють надглибокі свердловини. Із вузьких отворів свердловин дістають зразки речовини і ретельно їх досліджують.

РЕКОРДИ СВІТУ ЛЮДЕЙ І ПРИРОДИ

Найглибша свердловина (12 262 м) пробурена в Росії на Кольському півострові.

Розріз нафтової свердловини

Земна кора з частиною верхньої мантії утворюють літосферу. Це тверда («кам’яна») оболонка, яка ніби плаває на пластичній астеносфері. Товщина літосфери різна: під океанами — близько 50 км, на материках — до 250 км.

Із внутрішньою будовою Землі пов’язано багато запитань, важливих для всього людства. Чому трапляються землетруси і як їх завбачувати? Чи рухаються материки? Чи багато є корисних копалин іде їх шукати? Як бачимо, є чимало таємниць, ключ до розкриття яких лежить глибоко в надрах планети. Їх пізнання дало б можливість прочитати кам’яний літопис Землі. У ньому — інформація про речовини й енергію земних глибин.

Склад, будову та історію розвитку Землі вивчає наука геологія.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ

• У внутрішній будові Землі розрізняють ядро, мантію і земну кору.

• Літосфера — це тверда оболонка Землі, що охоплює земну кору і верхній шар мантії.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

• 1. Яку внутрішню будову має Земля?
• 2. Що вам відомо про ядро нашої планети?
• 3. Розкажіть про мантію Землі.
• 4. Покажіть на карті півкуль місця, де земна кора має найбільшу потужність, а де — найменшу.
• 5. Що таке літосфера?
• 6. Навіщо вчені намагаються проникнути в надра Землі?
• 7*. Уважно розгляньте мал. 59. Назвіть частини внутрішньої будови яйця і нашої планети, позначені цифрами. Зіставте внутрішню будову яйця і Землі. Що спільного, на вашу думку, у внутрішній будові цих тіл?

Мал. 59

3. Дослідження внутрішньої будови Землі

Внутрішня будова Землі вивчена набагато менше, ніж космічний простір. Наша планета має настільки великі розміри, що побачити на власні очі її внутрішню будову та відібрати зразки порід на великій глибині вкрай складно.

Найбільш вивченим є склад верхньої твердої оболонки планети — земної кори .
Земна кора складається з різноманітних мінералів і гірських порід.

Геологи прагнуть проникнути якомога далі углиб Землі для того, щоб вивчити склад і будову гірських порід. У цьому їм допомагає метод буріння свердловин .

Метод буріння найчастіше використовують для видобутку з надр нафти, природного газу і води, для інженерних робіт, а також для пошуку і розвідки корисних копалин.

Сейсмічний метод полягає в досліджені сейсмічних хвиль з метою вивчення внутрішньої будови Землі.

Сейсмічні хвилі , які виникають під час землетрусів і при штучних вибухах, викликають коливання гірських порід. Поздовжні хвилі викликають коливання частинок гірських порід вперед-назад, поперечні — вправо-вліво і вгору-вниз.