Глубинное строение земного шара. Технологическая карта урока

С незапамятных времен люди пытались изображать схемы внутреннего строения Земли. Их интересовали недра Земли как кладовые запасов воды, огня, воздуха, а также, как источник сказочных богатств. Отсюда - стремление проникнуть мыслью в глубины Земли, куда, по выражению Ломоносова,

рукам и оку возбраняет натура (т. е. природа).

Первая схема внутреннего строения Земли

Величайший мыслитель древности греческий философ , живший в IV веке до нашей эры (384-322), учил, что внутри Земли находится «центральный огонь», который вырывается наружу из «огнедышащих гор». Он полагал, что воды океанов, просачиваясь в глубь Земли, заполняют пустоты, потом по трещинам вода снова поднимается вверх, образует ключи и реки, которые впадают в моря и океаны. Так совершается круговорот воды.

Первая схема строения Земли Афанасия Кирхера (по гравюре 1664г.)

С той поры прошло более двух тысяч лет, и только во второй половине XVII века - в 1664 г появилась первая схема внутреннего строения Земли . Ее автором был Афанасий Кирхер . Она была далеко не совершенна, зато вполне благочестива, как это нетрудно заключить, взглянув на рисунок.

Земля изображалась твердым телом, внутри которого огромные пустоты соединялись между собой и поверхностью многочисленными каналами. Центральное ядро заполнялось огнем, а пустоты, что ближе к поверхности,- и огнем, и водой, и воздухом.

Составитель схемы был убежден, что внутри Земли очаги огня согревали ее и производили металлы. Материалом для подземного огня, по его представлениям, служили не только сера и каменный уголь, но также и другие минеральные вещества недр земных. Подземные потоки воды порождали ветры.

Вторая схема внутреннего строения Земли

В первой половине XVIII века появилась вторая схема внутреннего строения Земли . Ее автором был Вудворт . Внутри Земля заполнялась уже не огнем, а водой; вода создавала обширную водяную сферу, а каналы соединяли эту сферу с морями и океанами. Мощная твердая оболочка, состоящая из пластов горных пород, окружала жидкое ядро.

Вторая схема строения Земли Вудворта (по гравюре 1735 г.)

Пласты горных пород

О том, как образуются и располагаются пласты горных пород , впервые указал выдающийся исследователь природы датчанин Николай Стенсен (1638-1687). Ученый долго жил во Флоренции под именем Стено, занимаясь там врачебной практикой.

Горняки давно уже замечали закономерное расположение пластов осадочных пород. Стенсен не только правильно объяснил причину их образования, но и дальнейшие изменения, которым они подвергались.

Эти пласты, по его заключению, осели из воды. Первоначально осадки были мягкими, потом затвердели; сперва пласты залегали горизонтально, затем, под влиянием вулканических процессов, испытали значительные перемещения, чем и объясняется наклон их.

Но то, что было правильным по отношению к осадочным породам, нельзя, конечно, распространять на все прочие породы, слагающие земную кору. Как же они образовались? Из водных ли растворов или из огненных расплавов? Этот вопрос надолго, вплоть до 20-х годов XIX столетия, приковывал к себе внимание ученых.

Спор между нептунистами и плутонистами

Между сторонниками воды - нептунистами (Нептун - древнеримский бог морей) и сторонниками огня - плутонистами (Плутон - древнегреческий бог подземного царства) неоднократно возникали горячие споры.

Наконец, исследователи доказали вулканическое происхождение базальтовых пород, и нептунисты вынуждены были признать себя побежденными.

Базальт

Базальт - весьма распространенная вулканическая порода. Она часто выходит на поверхность земли, а на больших глубинах образует надежный фундамент земной коры . Для этой породы - тяжелой, плотной и твердой, темной окраски - характерно столбчатое сложение в виде пяти-шести-угольных отдельностей.

Базальт - прекрасный строительный материал. Он, кроме того, поддается плавке и применяется для производства базальтового литья. Изделия обладают ценными техническими качествами: тугоплавкостью и кислотоупорностью.

Из базальтового литья делаются высоковольтные изоляторы, химические баки, канализационные трубы и т. п. Базальты встречаются в Армении, на Алтае, в Забайкалье других районах.

Базальт отличается от остальных пород большим удельным весом.

Конечно, значительно труднее определить плотность Земли. А это необходимо знать для того, чтобы правильно понять строение земного шара. Первые и при этом достаточно точные определения плотности Земли были сделаны еще двести лет назад.

Плотность принималась в среднем из многих определений равной 5,51 г/см 3 .

Сейсмология

Значительную ясность в представления о внесла наука сейсмология , изучающая природу землетрясений (от древнегреческих слов: «сейсмос» - землетрясение и «логос» - наука).

В этом направлении предстоит еще большая работа. По образному выражению крупнейшего сейсмолога, академика Б. Б. Голицына (1861 -1916),

всякие землетрясения можно уподобить фонарю, который зажигается на короткое время и, освещая нам внутренности Земли, позволяет тем самым рассмотреть то, что там происходит.

С помощью очень чувствительных самопишущих приборов сейсмографов (от уже знакомого нам слова «сейсмос» и «графо» - пишу) выяснилось, что скорость распространения волн землетрясения через земной шар не одинакова: она зависит от плотности веществ, через которые распространяются волны.

Через толщу песчаника, например, они проходят в два с лишним раза медленнее, чем через гранит. Это позволило сделать важные заключения о строении Земли.

Земной шар , по современным научным воззрениям, можно представить в виде трех вложенных друг в друга шаров. Есть такая детская игрушка: цветной деревянный шар, состоящий из двух половинок. Если его раскрыть, внутри оказывается другой цветной шар, в нем - шар еще меньше и так далее.

• Первый наружный шар в нашем примере - земная кора .
• Второй - оболочка Земли, или мантия.
• Третий - внутреннее ядро .

Современная схема внутреннего строения Земли

Толщина стенок у этих «шаров» различна: у наружного - самая тонкая. Тут надо отметить, что земная кора не представляет собой однородного слоя одинаковой толщины. В частности, под территорией Евразии она изменяется в пределах 25-86 километров.

Как определяют сейсмические станции, т. е. станции, изучающие землетрясения, толщина земной коры по линии Владивосток - Иркутск- 23,6 км; между Питером и Свердловском- 31,3 км; Тбилиси и Баку - 42,5 км; Ереваном и Грозным - 50,2 км; Самаркандом и Чимкентом - 86,5 км.

Толщина оболочки Земли, наоборот, весьма внушительна - около 2900 км (в зависимости от толщины земной коры). Оболочка ядра несколько тоньше - 2200 км. Самое же внутреннее ядро имеет радиус в 1200 км. Напомним, что экваториальный радиус Земли - 6378,2 км, а полярный - 6356,9 км.

Вещество Земли на больших глубинах

Что же происходит с веществом Земли , составляющим земной шар, на больших глубинах ?
Общеизвестно, что с глубиной температура увеличивается. В каменноугольных шахтах Англии и в серебряных рудниках Мексики она настолько высока, что невозможно работать, несмотря на всякие технические приспособления: на глубине одного километра - свыше 30° жары!

Число метров, на которое нужно спуститься в глубь Земли, чтобы температура повысилась на 1°, называется геотермической ступенью . В переводе на русский язык - «степень нагревания Земли». (Слово «геотермический» сложено из двух греческих слов: «ге» - земля, а «терме» - жар. что сходно со словом «термометр».)

Величина геотермической ступени выражается в метрах и бывает различна (в пределах между 20-46). В среднем ее принимают в 33 метра. Для Москвы по данным, глубокого бурения геотермический градиент равен 39,3 метра.

Самая глубокая буровая скважины пока не превышает 12000 метров . На глубине свыше 2200 метров в некоторых скважинах уже появляется перегретый пар. Он с успехом используется в промышленности.

Однако, чтобы сделать отсюда правильные выводы, необходимо учесть еще и воздействие давления, которое тоже непрерывно повышается по мере приближения к центру Земли.
На глубине в 1 километр давление под материками достигает 270 атмосфер (под дном океана на той же глубине - 100 атмосфер) , на глубине 5 км - 1350 атмосфер, 50 км - 13 500 атмосфер и т. д. В центральных частях нашей планеты давление превышает 3 миллиона атмосфер!

Естественно, что с глубиной будет изменяться и температура плавления. Если, допустим, базальт плавится в заводских печах при 1155°, то на глубине 100 километров он начнет плавиться только при 1400°.

По предположениям ученых температура на глубине 100 километров равна 1500° и затем, медленно нарастая, только в самых центральных частях планеты достигает 2000-3000°.
Как показывают лабораторные опыты, под влиянием возраcтаюшего давления твердые тела - не только известняк или мрамор но и гранит - приобретают пластичность и обнаруживают все признаки текучести.

Такое состояние вещества характерно для второго шара нашей схемы - оболочки Земли. Очаги расплавленной массы (магма), непосредственно связанные с вулканами, имеют ограниченные размеры.

Ядро Земли

Вещество оболочки ядра Земли вязкое, а в самом ядре, в связи огромным давлением и высокой температурой, оно находится в особом физическом состоянии. Его новые свойства сходны в отношении твердости со свойствами жидких тел, а в отношении электропроводности - со свойствами металлов.

В больших глубинах Земли вещество переходит, как говорят ученые, в металлическую фазу, которую не возможно пока создать в лабораторных условиях.

Химический состав элементов земного шара

Гениальный русский химик Д. И. Менделеев (1834-1907) доказал, что химические элементы представляют стройную систему. Их качества находятся между собой в закономерных отношениях и представляют последовательные ступени единой материи, из которой построен земной шар.

• По химическому составу земную кору в основном образуют только девять элементов из более ста нам известных. Среди них прежде всего кислород, кремний и алюминий , затем, в меньшем количестве, железо, кальций, натрий, магний, калий и водород . На долю остальных приходится только два процента от общего веса всех перечисленных элементов. Земную кору в зависимости от ее химического состава называли сиаль. Это слово указывало на то, что в земной коре после кислорода преобладает кремний (по-латыни - «силициум», отсюда первый слог - «си») и алюминий (второй слог - «ал», вместе - «сиаль»).
• В подкорковой оболочке заметно увеличение магния. Поэтому ее и называют сима . Первый слог - «си» от силиция - кремния , а второй - «ма» от магния .
• Центральная часть земного шара полагали в основном образована из никелистого железа , отсюда ее название - нифе . Первый слог - «ни» указывает на присутствие никеля, а «фе» - железа (по-латыни «феррум»).

Плотность земной коры в среднем равна 2,6 г/см 3 . С глубиной наблюдается постепенное нарастание плотности. В центральных частях ядра она превышает 12г/см 3 , причем отмечаются резкие скачки, особенно на границе оболочки ядра и в самом внутреннем ядре.

Большие труды 0 строении Земли, ее составе и процессах распространения химических элементов в природе оставили нам выдающиеся советские ученые - академик В. И. Вернадский (1863-1945) и его ученик академик А. Е. Ферсман (1883- 1945)-талантливый популяризатор, автор увлекательных книг - «Занимательная минералогия» и «Занимательная геохимия».

Химический анализ метеоритов

Правильность наших представлений о составе внутренних частей Земли подтверждается также химическим анализом метеоритов . В одних метеоритах преобладает железо - они так и называются железными метеоритами , в других - те элементы, которые встречаются в горных породах земной коры, почему они и называются каменными метеоритами .

Каменные метеориты представляют обломки наружных оболочек распавшихся небесных тел, а железные - обломки их внутренних частей. Хотя по внешним признакам каменные метеориты и не похожи на наши горные породы, однако по химическому составу близки к базальтам. Химический анализ железных метеоритов подтверждает наши предположения о природе центрального ядра Земли.

Атмосфера Земли

Наши представления о строении Земли будут далеко не полными, если мы ограничимся только ее недрами: Земля окружена прежде всего воздушной оболочкой - атмосферой (от греческих слов: «атмос»- воздух и «сфайра» - шар).

Та атмосфера, которой была окружена новорожденная планета, содержала в парообразном состоянии воду будущих океанов Земли. Давление этой первичной атмосферы было поэтому выше современного.

По мере охлаждения атмосферы потоки перегретой воды изливались на Землю, давление становилось ниже. Горячие воды создали первичный океан - водную оболочку Земли, иначе гидросферу (от греческого «гидор» - вода), (подробнее: ). Водная оболочка, покрывая большую часть поверхности земного шара (около 71%), образует единый мировой океан.

Исследование глубин океана показало, что очертания его дна меняются. Те данные, которыми мы располагаем в настоящее время о морских глубинах, не могут быть отнесены к первичному океану, так как древнейшие отложения - в большинстве мелководные. Следовательно, в древнейшие эпохи развития нашей планеты преобладали мелкие водоемы, сейчас же мы наблюдаем обратное соотношение.

Внутреннее строение Земли

Человеку давно хотелось узнать, что находится в глубине Земли. Но узнать это не так?то легко и просто. Наука еще не изобрела такой аппарат, в котором человек мог бы проникнуть в глубокие недра планеты и исследовать их. Пока что людям удалось проникнуть внутрь Земли на столь незначительное расстояние, которое подобно укусу жалом комара «внутренностей» человека.

В связи с этим нашим ученым приходится судить о строении земных недр по косвенным признакам, так как, для того чтобы пробурить скважину или шахту глубиной всего лишь в несколько километров, нужно затратить многие месяцы, а то и годы дорогостоящего труда. Вот и приходится специалистам исследовать внутренность Земли с помощью геофизических методов: сейсмического, гравиметрического и магнитометрического.

Первый из них наиболее важен и является основным. Суть его заключается в том, что на поверхности Земли искусственно (например, путем взрыва) создают упругие колебания - сейсмические волны, которые имеют определенные особенности при прохождении земных недр: в плотной среде скорость этих волн возрастает, в рыхлой - резко снижается, а в жидкостях- некоторые из них вообще не распространяются.

Сейсмические волны делятся на объемные и поверхностные. Объемные волны - продольные и поперечные - представляют собой упругие волны сжатия и упругие волны сдвига. Отметим, что объемные волны в упругой Земле распространяются так же, как световые лучи в оптических средах. Объемные волны, в отличие от поверхностных, пронизывают все тело нашей планеты, то есть они в буквальном смысле слова «просвечивают» Землю и, подобно рентгеновскому анализу, выявляют внутреннее ее строение.

Поверхностные волны, как и объемные, бывают двух типов. Различаются они по виду деформации. В первом случае она чисто сдвиговая, а во втором - как сдвиговая, так и объемная. Скорости поверхностных волн обнаруживают зависимость от длины или частоты волны. Это свойство поверхностных волн используют для изучения структуры наружных слоев Земли.

Эти рисунки демонстрируют основные современные представления о строении Земли и глобальных процессах, происходящих в ее недрах.

На этой схеме Земля «разрезана», как арбуз, из нее вырезан ломтик. Вверху - слой атмосферы, далее - земная кора, внизу она ограничена так называемой границей Мохоровичича. Затем - мантия (верхняя и нижняя); внешняя (жидкая) часть земного ядра и, наконец, твердая, внутренняя, часть ядра. Земная кора вместе с верхней частью мантии образует так называемую литосферу, глубже лежит пластичная астеносфера.

Сейсмические колебания, проходя земной шар насквозь или частично отражаясь от разделов сред с различной плотностью, возвращаются на поверхность Земли, где они регистрируются и изучаются. По полученным данным можно судить о глубинах залегания тех или иных разделов, получать сведения о физических свойствах тех сред, сквозь которые прошли сейсмические волны, и т. д. С этой же целью сейсмологи изучают и землетрясения, которые вызывают упругие колебания естественным путем.

Как оказалось, земной шар внутри, подобно луковице, состоит из нескольких концентрических оболочек, вложенных одна в другую. Наиболее отчетливо выделяются три оболочки (или геосферы), о которых уже упоминалось выше: наружная земная кора (литосфера), мантия, составляющая 83 % объема Земли и 67 % массы нашей планеты, и ядро в середине.

При переходе из одной геосферы в другую скорости сейсмических волн на поверхности их раздела изменяются скачком. Поверхность, отделяющая кору от мантии, называется обычно поверхностью или границей Мохоровичича (сокращенно ее называют «мохо» или «поверхность М»).

Впервые идея о сферическом строении нашей планеты была высказана профессором Гёттингенского университета Э. Вихером в 1897 году. В начале XX столетия австрийский геолог Э. Зюсс предложил выделить пять оболочек Земли, каждой из которых было дано название, исходя из первых букв, главенствующих в той или иной оболочке элементов: силициум, алюминий, магний, хром, феррум и никель.

В дальнейшем эти идеи получили научное обоснование. Глубокие скважины и шахты дали геологам возможность изучить лишь верхние слои земной коры. Однако глубина горных выработок пока еще слишком мала. Самая глубокая скважина в мире была пробурена на Кольском полуострове в нашей стране, ее глубина немногим превышает 12 километров. Гораздо меньшую глубину имеют используемые ныне шахты. Максимальная глубина одной из самых глубоких шахт - «Ист Рэнд» в Южной Африке - достигает только 3428 метров. Если сравнить эти цифры со средним радиусом Земли, то окажется, что даже самая глубокая современная скважина проникает в тело Земли не глубже, чем булавочный укол в толстую кожу бегемота.

Если мы с вами, уважаемые читатели, взглянем на земной глобус, то прежде всего нам бросится в глаза, что суша и вода собраны в обширные пространства: суша - в материки, вода - в океаны. Правда, в океанах мы обнаруживаем острова, а на суше озера. Но это не нарушает общей картины. Проведенные исследования показали, что разделение земной поверхности на материки и океаны совсем не случайно, а зависит, как оказывается, от строения земной коры.

Дело в том, что материковая кора устроена иначе и отличается по толщине, а также по своему строению от океанической. Если отнести к материкам всю площадь, занимаемую сплошной материковой корой, то такие материки будут значительно больше наблюдаемых нами на глобусе. Оказывается, что мелкие моря и заливы и просто прибрежные морские зоны глубиной до 200 метров (а иногда и больше) - это все части материков, лишь временно залитые морем. Они называются шельфом. На шельфах, например, находятся моря Белое, Азовское, Восточно - Сибирское, Гудзонов залив и т. д.

Океаническая кора, наоборот, занимает не все пространство океанов, поскольку она расположена только там, где глубина моря превышает… 4 километра. Остальная площадь Земли покрыта корой промежуточного типа. В целом вся земная кора занимает около 1 % по объему и около 0,5 % по массе.

Самая верхняя оболочка нашей планеты - земная кора (слой А) - представляет собой весьма тонкое «покрывало», под которым скрыты неспокойные недра Земли. В среднем толщина коры или, если говорить образно, тонкой пленки, в которую «обернут» земной шар, составляет всего 0,6 % от длины радиуса Земли.

Земная кора отделяется от нижележащего слоя, как уже говорилось, поверхностью Мохоровичича. Эта поверхность повторяет рельеф земной поверхности в перевернутом виде, то есть как бы отраженной в горизонтальном зеркале. Ниже нее располагается мантия Земли, самая верхняя часть (слой В) которой, непосредственно находящаяся под корой, называется субстратом. Плотность вещества мантии выше плотности пород земной коры и колеблется от 3,3 г/см 3 в верхней части до 6–9 г/см 3 в низах мантии. Некоторые ученые делят мантию на верхнюю и нижнюю (граница между ними лежит на глубине 900 километров).

Верхняя мантия изучена лучше нижней, но и в отношении ее многое еще не совсем ясно. Характерная черта строения верхней мантии - ее расслоенность. Например, на глубине около 100 километров под материками и около 50 километров под океанами находится слой, близкий к плавлению или даже содержащий расплавы составляющих его пород, он носит название астеносферы (слой Гутенберга). Благодаря пластичности астеносферы, что буквально можно перевести как «слабая сфера», лежащие выше нее твердые блоки (плиты) земной коры могут скользить по ней.

Расплавленная магма, которая питает земные вулканы, образуется только в отдельных местах в коре или приходит туда из отдельных очагов (карманов), расположенных в субстрате или астеносфере, а может быть, и несколько глубже. Твердость верхней мантии подтверждается еще тем, что в ней (как и в коре) наблюдаются очаги землетрясений, которые находятся на глубине до 700 километров. Глубже землетрясений вообще не бывает.

Вся остальная часть верхней мантии под астеносферой называется слоем Голицына (слоем С). В то же время нижняя мантия (слой D), располагающаяся в интервале глубин от 900 до 2920 километров, характеризуется большой плотностью вещества и большой скоростью распространения упругих колебаний. Дальше располагается только земное ядро.

Из книги Древняя мудрость автора Безант Анни

Глава XII Строение Космоса На настоящей ступени эволюции возможно только приблизительное указание на несколько точек в обширном начертании космического плана, где наша планета играет свою маленькую роль. Под «космосом» здесь подразумевается система, которая, исходя от

Из книги Ум человека автора Торсунов Олег Геннадьевич

Внутреннее строение тонкого тела ума

Из книги Аюрведа для начинающих. Древнейшая наука самоисцеления и долголетия автора Лад Васант

Глава 3. Строение человека Основные элементы - эфир, воздух, огонь, вода и земля проявляются в человеческом теле, как три фундаментальных принципа, или признака, известных как тридоша. Из эфира и воздуха проявляется телесный воздух, называемый вата (по санскритски - вата

Из книги Космоконцепция розенкрейцеров, или Мистическое христианство автора Гендель Макс

Глава XVIII - СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ И ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ИЗВЕРЖЕНИЯ Даже среди эзотериков-ученых принято считать исследование таинственного строения Земли одной из наиболее трудных проблем. Любой из них знает, насколько легче скрупулезно и точно исследовать мир Желаний и слой

Из книги Метафизика. Опыт души на разных уровнях существования автора Хан Хазрат Инайят

ГЛАВА I. НАШЕ СТРОЕНИЕ 1 - Наше физическое строениеНаше физическое тело состоит из пяти основных элементов, которые составляют даже всю вселенную. Кожа, плоть, кости, выказывают земные качества; кровь, пот и слюна отображают элемент воды. Теплота тела и пищеварительный

Из книги Концепция развития и совершенствования человеческого существа автора Баранова Светлана Васильевна

6.5. Пирамидальное строение эгрегоров Верхняя и нижняя пирамиды каждого эгрегора состоят из многих слоёв, сужающихся от основания к вершине.Все слои обеих пирамид до самого верха заполнены личностями. Вершины этих энергетических и социальных пирамид занимают самые

Из книги Божественная эволюция. От Сфинкса к Христу автора Шюре Эдуард

Из книги Откровения Ангелов-Хранителей. Любовь и жизнь автора Гарифзянов Ренат Ильдарович

Строение человека Человек имеет семь тел:1. Физическое.2. Эфирное.3. Астральное.4. Ментальное.5. Интеллектуальное.6. Духовное (буддхическое).7. Высшее духовное (атмическое).1 . Физическое тело человека достаточно хорошо изучено и исследовано – это кости, мышцы, внутренние

Из книги Строение автора Шинкарёв Максим Борисович

Строение Собор тянулся стенами ввысь, достигая в неведомой высоте нефритовыми линиями неясного пятна света, проливавшегося желтым сияющим туманом по зеленому камню вниз, вдоль тонких резных линий, сплетающихся в узоры цветов и птиц, оттененных ярко-синим. Золотые нити

Из книги Хранитель Знаний автора Черников Виктор Михайлович

Из книги Основы коррекционной хиромантии. Как изменить судьбу по линиям руки автора Кибардин Геннадий Михайлович

Из книги Вы – ясновидящий! Как открыть третий глаз автора Муратова Ольга

О чем говорит строение мизинца Вы уже заметили, что некоторые зоны и пальцы на ладонях рук названы именами планет Солнечной системы. Мизинец именуется пальцем Меркурия. Это связано с тем, что Меркурий в древности считался крылатым вестником, а мизинец является пальцем

Из книги Жизнь без границ. Концентрация. Медитация автора Жикаренцев Владимир Васильевич

Строение человеческого глаза Для осмотра доступен только передний, меньший, наиболее выпуклый отдел глазного яблока роговица и окружающая его часть; остальная, большая, часть залегает внутри глазницы.Глаз имеет не совсем правильную шарообразную форму. Длина его

Из книги Судьба на ладони. Хиромантия автора Шварц Теодор

Часть IV Строение и работа ума РАЦИОНАЛЬНЫЙ И ИРРАЦИОНАЛЬНЫЙ УМЫ Как-то я работал с одной женщиной. У неё перестал идти бизнес. Трудилась она много, а деньги не шли. Я работал с ней методом Диалога Голосов. Разумеется, сначала она переместилась в субличность, которая любит

Из книги Каббала. Высший мир. Начало пути автора Лайтман Михаэль

Строение руки Форма руки главным образом показывает силу физических страстей, однако по ней можно приблизительно судить и о душе человека, а также о свойствах его характера.Очень худая, узкая и деликатная рука указывает на бессильный, бесплодный темперамент и

Из книги автора

20.2. Строение желания В созданном Творцом желании мы различаем пять ступеней, которые условно обозначаем как: Таково обозначение созданного Творцом желания, обозначение творения. Желание состоит из пяти частей, обозначаемых пятью буквами. Это не имя творения, а имя

Любой любознательный человек, решивший выяснить, что находится в центре Земли, будет расстроен. Ибо о том, что скрывает нутро нашей планеты, не ведает даже академическая наука. Версий насчет строения Земли — сколько угодно, а вот фактов, их подтверждающих, — увы, нет. Налицо разброд и шатания.

А потому некоторые ученые мужи даже склонны верить, будто наша планета внутри полая и обитаемая! Рассказать, как все обстоит на самом деле, согласился известный путешественник, геолог, руководитель экспедиции «Российский биоген» Александр Борисович ГУРВИЦ .

— Александр Борисович, так что же все-таки находится у нас под ногами?

— Парадокс, но ответить на этот вопрос не может никто из ныне живущих людей. Между тем проникнуть в истинную картину строения нашей планеты крайне важно. Ведь разгадка позволит ученым понять законы природных явлений, протекающих в глубинах Земли. А знание этих законов даст возможность заблаговременно прогнозировать природные катастрофы, потому как смерчи, землетрясения и цунами — это всего лишь эхо глубинных процессов планеты.

За последние 25 лет разгул стихии в том или ином виде затронул добрую половину жителей земного шара. Число погибших от природно-технических катастроф ежегодно увеличивается на 4,5%, пострадавших — на 8,5%, а экономических потерь — на 11%.

Сложность прогнозирования катастроф заключается в том, что все попытки проникнуть в глубь Земли не увенчались успехом: бурение прекратилось на глубине 3 км, дальнейшее продвижение стало невозможно из-за выбросов рудного газа. Метод глубокого бурения позволил проникнуть в недра Земли на 12,3 км, при том, что до предполагаемого центра оставалось еще целых 6300 км.

— А что помешало пробурить скважину до центра Земли?

— Попытки проникнуть под мантию Земли предпринимались, и не раз. Первые две сверхглубокие скважины были пробурены в штате Луизиана в Северной Америке. Прагматично опасаясь возможных нештатных ситуаций, руководители проекта оборудовали скважину обсадными трубами метрового диаметра, уходящими на глубину 1 км. А рядом с буровой возвели специальный бетонозавод, который в случае аварии подавал бы быстротвердеющий раствор в обсадную трубу.

До глубины в 9 км проходка скважины шла как обычно. Но дальше возникли проблемы: начали появляться признаки внутреннего давления, а буровой раствор «загазил» сероводородом. Бурильщики начали шутить, что они добрались до преисподней. И тут, будто в подтверждение их слов, с глубины 9,6 км из скважины повалила расплавленная сера. Проходчики начали терять сознание. К счастью, сработала автоматическая защита. Аварийные затворы закрылись. А бетонный завод обеспечил подачу спецраствора в обсадную трубу — скважину удалось закрыть.

— А наши ученые пробовали добраться до преисподней?

— Все эти эксперименты проходили в прошлом веке, и, разумеется, СССР не мог не ответить на вызов. Но и отечественных бурильщиков постигла та же печальная участь. Во время бурения скважины «Кумжа-9» на реке Печора в Архангельской области, несмотря на благоприятный прогноз геофизиков, с 7-километровой глубины из устья скважины неожиданно ударил мощный фонтан из газа, нефти и бурового раствора. Да так сильно, что бур просто влетел в зону аномально высокого пластового давления.

Трубы от буровой установки разлетелись в разные стороны. Начался пожар — вспыхнул факел высотой 150 метров. Приблизиться к скважине было невозможно. В результате факел удалось погасить лишь с помощью подземных ядерных взрывов. После тушения пожара на месте буровой появилась 76-метровая скала: это застыл и под воздействием огня превратился в керамику глинистый буровой раствор. Жаль, потом этот памятник снесли.

«Кумжа-9»

Из грифонов скважины №9 до сих пор сочатся нефтепродукты.

— Неужели никому так и не удалось проникнуть в недра Земли глубже, чем на 7-8 километров?

— Ну почему же? Самым поучительным для геологов, геофизиков и даже биологов стал пример сверхглубокой скважины на Кольском полуострове в районе поселка Никель. На так называемой СГС-3 был установлен непревзойденный до сих пор мировой рекорд бурения на глубину 12,3 км. Место для шахты выбирал специальный институт геофизики, а на самой СГС-3 в советские годы трудилось 520 человек. (Сегодня их осталось около 50.)

По предварительным данным, проходчики должны были поднимать на поверхность образцы, состоящие из базальта, и чем глубже, тем плотнее должен был быть минерал.

С учетом метеоусловий Заполярья над буровой вышкой соорудили закрытый чехол в виде колокольни высотой 102 метра. Все рабочие зоны буровой были автоматизированы и механизированы самым наилучшим образом, причем между всеми подразделениями была установлена телефонная и радиосвязь. А «колокольню» снабдили микрофонами.

До 7 км бурение шло в обычном режиме. Единственным «но» стало повышение температуры. Сюрпризы начались на глубине 7,5 км. Температура в забое, там, где бур непосредственно соприкасался с базальтом, возросла до 100 градусов, а плотность образцов, поднятых на поверхность, снизилась на 20%. Это совершенно определенно говорило о приближении к пустотам. Проанализировав образцы, геохимики обнаружили в них водород и гелий, а биологи — неизвестные бактерии. Поскольку бактерии были мертвы, их назвали аэрофобными, то есть боящимися воздуха.

Вдруг бур заклинило намертво. Тут же приступили к проходке второго ствола. И на глубине 8 км температура поднялась уже до 120 градусов. Базальт стал пористым, количество бактерий возросло и... снова авария. Но остановить бурение никто не решился, ведь речь шла о престиже государства. Вместо обычных стальных труб взялись использовать новые, изготовленные из высокопрочной стали, бур сделали из молибдена, зерна алмаза заменили на искусственный материал эльбор, который превосходил алмаз по огнеупорности, прочности и твердости.

Наконец седьмой по счету ствол скважины достиг глубины 12 240 метров.

И тут случилось необъяснимое. Ночью, когда рядом находились только дежурный инженер, механик и электрик, бур снова заклинило. Станок замолчал, и наступившую тишину нарушил странный шум из скважины. Что-то очень быстро поднималось по стволу из глубин Земли на поверхность.

Неожиданно раздался легкий хлопок, и из обсадной трубы вылетело... нечто. Каждый из трех свидетелей этого события увидел что-то свое: тень, кошку и летучую мышь. При этом непонятное существо громко ругалось матом, поднялось по спирали до верха буровой колокольни, а затем, спланировав обратно вниз, юркнуло в скважину.

— Может, людям просто что-то пригрезилось из-за переутомления?

— Все можно было бы списать на галлюцинации, если бы не микрофоны, записавшие происшествие от начала до конца. Об этом неординарном событии сообщили по радио «Маяк», а в газете «Труд» появилась небольшая заметка, описывающая инцидент. И заметьте, все это происходило в СССР в 1980-е годы! Кстати, все желающие могут прослушать эту «запись преисподней» — она выложена на специальном англоязычном сайте в Интернете.

— К сожалению... ничего. Бригада проходчиков была расформирована, а все регистрационные записи отправлены в Гохран. До 1992 года на СГС-3 еще пытались продолжать бурение, но пройти дальше отметки 12 262 м. так и не удалось.

— Но почему всех исследователей земных глубин преследуют неудачи, где кроется корень зла?

— Во всех случаях сверхглубокого бурения проходчики действовали грамотно и профессионально. Ошибка крылась в изначально спорной гипотезе об устройстве земных недр. Ведь, по сути, научно-инструментальное изучение строения Земли началось лишь в начале XX века — с развитием науки сейсмологии и с изобретением сейсмографа, фиксирующего колебания земной поверхности.

Американские ученые Г. Ф. Рид и X. Рейд поспешили применить это новое слово техники на практике. И в результате долгих наблюдений и многочисленных опытов пришли к выводу, что на поверхности Земли залегают легкие породы, а в глубине — тяжелые.

— Выглядит логично.

— Да, такая научная трактовка строения верхних слоев земного шара очень понравилась геологам, минерологам и петрографам. И тот факт, что образцы горных пород доставлялись в лаборатории Рейда из шахт глубиной всего 300 метров, никого не смутил. Глубже тогда все равно никто не заглядывал.

— Неужели все согласились с утверждением американцев и никто из ученых даже не попытался оспорить его?

— Такие ученые, разумеется, были. Один из них — всемирно известный академик Владимир Обручев. Он разработал теорию полой Земли. Но к тому моменту концепция Рейда — Рида намертво утвердилась в геологии. Так что Обручев смог рассказать о гипотезе лишь на страницах своего романа «Плутония», очень, кстати, популярного в СССР. Так вот, согласно Обручеву, Земля — это не однородное тело, а полый шар, внутри которого в невесомости плавает карлик — маленькое солнце, по плотности превосходящее базальт в сотни тысяч раз!

— Да, но из школьного курса географии мы все знаем, что ядро Земли состоит из железа и никеля, создающих вокруг планеты магнитное поле...

— Да, этому и сегодня учат в школе. Однако в вузах профессора добавляют, что в ядре происходят еще и ядерные реакции, которые по идее должны разрушать магнитное поле. Получается, Земля — остывающий и успокаивающийся шар, а периодически происходящие извержения вулканов и землетрясения — это последние конвульсии планеты.

— Значит, Обручев ошибался?

— Как раз наоборот. Он был близок к разгадке тайны ядра Земли, как никто другой! Впрочем, надо признать, что теория полой Земли не нова. В XVII веке ее уже озвучивал Эдмунд Галлей, утверждавший, что наша планета представляет собой три вложенные одна в другую сферы, которые вполне могут быть заселены. А в XVIII столетии величайший математик всех времен и народов Леонард Эйлер, решая уравнения небесной механики, вычислил, что Земля — полая.

— А какая версия кажется вам наиболее интересной?

— До получения результатов, проверенных опытным путем, говорить о чем-то определенно нельзя. Но, с другой стороны, сегодня уже ясно, что современные фундаментальные теории вызывают больше вопросов, чем ответов. И все же наиболее привлекательной выглядит теория немецкого физика и геолога Петра Поля, много лет пытавшегося создать единую теорию зарождения и развития Земли.

Его версия выглядит так. Изначально существовала некая энергоинформационная сфера. Вокруг нее сформировался каркас, на котором впоследствии произошел синтез материи, появилась магма, и планета обрела тело. Дальнейшее развитие Земли шло по принципу многослойного пирога. Сначала образуются атмосфера и земная кора, разделенные пустотой. Далее следует внутренняя мантия, за ней внешняя, потом снова земная кора, где мы с вами живем, и снова атмосфера.

Самое занимательное, что на внутренних слоях вполне могут находиться горы, реки, леса, залежи полезных ископаемых. А самих этих слоев может быть несколько. Так что легенды о гномах, ушедших под землю, вполне могут оказаться реальностью. Кстати, версия Поля очень органично вбирает в себя множество теорий строения планеты — как западных, так и отечественных. Поль даже предложил идеальные места для бурения входов во внутренние слои Земли. По его мнению, они находятся в районе Северного полюса, где слой магмы или очень мал, или отсутствует вообще.

— И все же каков на сегодня вердикт ученых: что Земля таит внутри себя?

— Не так давно — в 1990-х годах — в физике появилось новое направление — эфиродинамика, рассматривающая эфир как следующий после элементарных частиц уровень организации материи. Эфир, как известно, был «отменен» физиками-теоретиками в начале XX века — и напрасно. Потому как с точки зрения новой науки эфир — это реальный газ, который можно и нужно изучать, и многое таким образом удастся объяснить.

Согласно последним разработкам в эфиродинамике, наша планета находится в постоянном энергоинформационном обмене со Вселенной. Уже доказано, что к Земле со всех концов космоса летит свет от звезд, который преобразуется солнечными батареями в электрическую энергию. Вместе с ним к нашей планете идет поток протонов, или протонный газ, который ученые называют эфирным ветром. По разломам в земной коре, по трещинам в литосфере он проникает в чрево Земли, и она... растет!

Ее вес, по некоторым данным, увеличивается на 500 тонн каждую секунду. Разумеется, за счет этого растет и расстояние между материками. Доказано, что каждый год Америка уплывает от Европы на два сантиметра. Поэтому поклонники эфиродинамики убеждены, что Земля внутри наполнена плотным эфиром и пустотела.

А вот ближе к поверхности из плотного эфира формируется плазма — осколки атомов, образующие плазмосферу, та, в свою очередь, создает минералы, плавающие в магме или мантии. Ну а дальше — в полном соответствии со школьной программой — идут плиты литосферы, на которых мы с вами и живем.

Беседовал Дмитрий СОКОЛОВ

Земля входит в состав Солнечной системы наряду с остальными планетами и Солнцем. Она относится к классу каменных твердых планет, отличающихся большой плотностью и состоящих из горных пород, в отличие от газовых гигантов, имеющих большие размеры и сравнительно невысокую плотность. При этом состав планеты обусловливает внутреннее строение земного шара.

Основные параметры планеты

Прежде чем узнать, какие слои выделяются в строении земного шара, поговорим об основных параметрах нашей планеты. Земля находится на расстоянии от Солнца, примерно равном 150 млн км. Ближайшее небесное тело - это естественный спутник планеты - Луна, который располагается на дистанции 384 тыс. км. Система Земля-Луна считается уникальной, так как является единственной, где планета имеет настолько крупный спутник.

Земная масса равна 5,98 х 10 27 кг, примерный объем - 1,083 х 10 27 куб. см. Планета обращается вокруг Солнца, а также вокруг собственной оси, причем имеет наклон относительно плоскости, который обусловливает смену времен года. Период обращения вокруг оси равен примерно 24 часам, вокруг Солнца - чуть более 365 суток.

Загадки внутреннего строения

До того как был изобретен метод исследования недр при помощи сейсмических волн, ученые могли делать только предположения относительно того, как устроена Земля внутри. Со временем ими был разработан ряд геофизических методов, которые позволили узнать о некоторых особенностях строения планеты. В частности, широкое применение нашли сейсмические волны, которые фиксируются в результате землетрясений и подвижек земной коры. В некоторых случаях такие волны генерируются искусственным путем, чтобы по характеру их отражений ознакомиться с ситуацией на глубине.

Стоит отметить, что данный метод позволяет получать данные косвенным путем, так как напрямую попасть в глубины недр нет возможности. В результате было установлено, что планета состоит из нескольких слоев, отличающихся температурой, составом и давлением. Итак, каково внутреннее строение земного шара?

Земная кора

Верхняя твердая оболочка планеты носит название Ее толщина варьируется от 5 до 90 км, в зависимости от типа, которых насчитывается 4. Средняя плотность данного слоя равна 2,7 г/см куб. Наибольшую мощность имеет кора материкового типа, толщина которой доходит до 90 км под некоторыми горными системами. Также различают расположенную под океаном, толщина которой доходит до 10 км, переходную и рифтогенную. Переходная отличается тем, что находится на границе материковой и океанической коры. Рифтогенная кора встречается там, где имеются срединно-океанические хребты, и отличается небольшой толщиной, которая достигает всего 2 км.

Кора любого типа состоит из пород 3 типов - осадочных, гранитных и базальтовых, которые отличаются по плотности, химическому составу и характеру происхождения.

Нижняя граница коры носит название в честь ее открывателя по фамилии Мохоровичич. Она отделяет кору от нижележащего слоя и характеризуется резкой сменой фазового состояния вещества.

Мантия

Данный слой следует за твердой корой и является самым крупным - его объем равен примерно 83% от общего объема планеты. Мантия начинается сразу после границы Мохо и простирается до глубины 2900 км. Данный слой дополнительно подразделяется на верхнюю, среднюю и нижнюю мантию. Особенностью верхнего слоя является наличие астеносферы - особого слоя, где вещество находится в состоянии низкой твердости. Наличием этого вязкого слоя объясняется перемещение континентов. Кроме того, при извержении вулканов жидкое расплавленное вещество, изливаемое ими, поступает именно из данной области. Верхняя мантия заканчивается на глубине примерно 900 км, где начинается средняя.

Отличительными чертами данного слоя можно назвать высокие температуры и давление, которые увеличиваются по мере нарастания глубины. Это обусловливает особое состояние вещества мантии. Несмотря на то что в глубинах породы имеют высокую температуру, они находятся в твердом состоянии из-за воздействия большого давления.

Процессы, происходящие в мантии

Недра планеты имеют очень высокую температуру, благодаря тому что в ядре непрерывно происходит процесс термоядерной реакции. Однако на поверхности сохраняются комфортные для жизни условия. Это возможно благодаря наличию мантии, которая обладает теплоизолирующими свойствами. Таким образом, тепло, выделяющееся ядром, поступает в нее. Нагретое вещество поднимается вверх, постепенно охлаждаясь, тогда как из верхних слоев мантии погружается вниз более холодная материя. Данный круговорот носит название конвекция, он происходит безостановочно.

Строение земного шара: ядро (внешнее)

Центральная часть планеты представляет собой ядро, которое начинается на глубине примерно 2900 км, сразу после мантии. При этом оно четко делится на 2 слоя - внешнее и внутреннее. Толщина внешнего слоя равна 2200 км.

Характерные признаки внешнего слоя ядра - это преобладание в составе железа и никеля, в отличие от соединений железа и кремния, из которых преимущественно состоит мантия. Вещество во внешнем ядре находится в жидком агрегатном состоянии. Вращение планеты вызывает движение жидкого вещества ядра, из-за чего образуется мощное магнитное поле. Поэтому внешнее ядро планеты можно назвать генератором магнитного поля планеты, которое отклоняет опасные виды космического излучения, благодаря чему на смогла зародиться жизнь.

Внутреннее ядро

Внутри жидкой металлической оболочки располагается твердое внутреннее ядро, диаметр которого достигает 2,5 тыс. км. В настоящее время оно все еще доподлинно не изучено, а относительно процессов, происходящих в нем, идут споры между учеными. Это обусловлено трудностью получения данных и возможностью использования только косвенных методов исследований.

Доподлинно известно, что температура вещества во внутреннем ядре не менее 6 тыс. градусов, однако, несмотря на это, оно находится в твердом состоянии. Это объясняется очень высоким давлением, которое не дает веществу перейти в жидкое состояние - во внутреннем ядре оно предположительно равно 3 млн атм. В подобных условиях возможно возникновение особого состояния вещества - металлизации, когда даже такие элементы, как газы, могут приобретать свойства металлов и становиться твердыми и плотными.

Что касается химического состава, в исследовательской среде до сих пор ведутся споры о том, какие элементы составляют внутреннее ядро. Одни ученые предполагают, что основными компонентами являются железо и никель, другие - что среди компонентов могут быть также и сера, кремний, кислород.

Соотношение элементов в разных слоях

Земной состав отличается большим разнообразием - в нем содержатся почти все элементы периодической системы, однако их содержание в разных слоях неоднородно. Так, наименьшую плотность, поэтому она состоит из наиболее легких элементов. Самые же тяжелые элементы находятся в ядре в центре планеты, при высокой температуре и давлении, обеспечивая процесс ядерного распада. Такое соотношение образовалось в течение определенного времени - сразу после формирования планеты ее состав предположительно был более однородным.

На уроках географии ученикам могут предложить нарисовать строение земного шара. Чтобы справится с этой задачей, нужно придерживаться определенной последовательности расположения слоев (она описана в статье). Если последовательность будет нарушена, или один из слоев упущен - тогда работа будет выполнена неверно. Также последовательность расположения слоев вы можете увидеть на фото, представленных вашему вниманию в статье.