Возраст и строение Земли

Возраст Земли, который определяется методами радиоактивного анализа, оценивается в 4,55 ± 0,07 млрд лет. В процессе формирования Земля нагревалась, в результате чего появлялись расплавленные породы. При этом тяжелые породы, содержащие железо и никель, осаждались в центральной области Земли, а легкие (силикаты) всплывали к поверхности. Так происходило гравитационное дифференцирование вещества Земли. Этот процесс (хотя и не так интенсивно), продолжающийся и в наше время, служит одним из источников внутреннего тепла Земли. Другим важным источником является распад радиоактивных изотопов - урана (U), тория (Th) и калия (К). В настоящее время все внутренние источники выделяют намного меньшую энергию, чем та, которая приходит от Солнца, но тем не менее именно они определяют такие процессы, как вулканизм и движение литосферных плит.

В центре Земли (во внутреннем ядре) сконцентрировались железо, никель. Температура ядра достигает 6000 °C. Внешнее ядро жидкое и менее плотное. Температура мантии достигает 2000 °C. При таких высоких температурах вещество мантии должно находиться в расплавленном состоянии, но из-за огромного давления (на границе с ядром до 130 ГПа) оно обладает свойствами и твердого тела, и жидкости. Земная кора на 80% сложена из пород, содержащих кислород, кремний и алюминий, 18% приходится на железо, магний, кальций, натрий и калий. Различают континентальную (материковую) кору толщиной 30-40 км, а под горами - до 70 км и океаническую кору, толщина которой 6-8 км.

Внутренние области Земли исследуют исключительно методами сейсмологии, анализируя прохождение через них волн, вызванных либо естественными землетрясениями, либо искусственными, возникающими при подрыве на поверхности Земли небольших зарядов. Внешние области - это литосфера, атмосфера и гидросфера. Эти оболочки не являются неизменными. Так, литосфера состоит из литосферных плит, которые движутся друг относительно друга со скоростью от 0,5 до 10 см в год. Эти движения, незаметные для глаза, постепенно меняют рельеф Земли. Известен суперконтинентальный цикл продолжительностью около 500 млн лет, в течение которого континенты сливаются в суперконтиненты (Пангея I, II, III), а затем снова разламываются.

Основные процессы, которые определяли эволюцию Земли как планеты, - это гравитационная дифференциация и дегазация недр. Разогревает недра также энергия, выделяющаяся при распаде радиоактивных элементов. Атмосфера Земли не была неизменной. Первичная и вторичная атмосферы - результат дегазации недр. На современную атмосферу оказала воздействие и биосфера Земли.

Читать далее