כדור הארץ אינו מרחב מונוליטי אלא כוכב לכת מורכב להפליא שנבנה משכבות קונצנטריות, כל אחד עם ההרכב הייחודי שלו, הטמפרטורה וההתפרצות הגופנית שלו.הסתה זו – ההפרדה הטבעית של חומרים על ידי צפיפות ורגישות כימית – הוא הבסיס של כל תהליך גיאולוגי, החל מקטטוניקה ועד לדור של השדה המגנטי של כדור הארץ שלנו, הבנה של שכבות אלה אינה חיונית רק עבור גיאולוגים, אלא גם עבור כל אחד מהם, מחפש את האנרגיה המגנטית, כמו גם את האנרגיה שלו, כמו גם את האנרגיה המגנטית, כמו גם את כדור הארץ, כמו גם את האנרגיה המגנטית, כמו גם את האנרגיה המגנטית, כמו גם את כדור הארץ, כמו גם את האנרגיה של כדור הארץ, כמו גם את האנרגיה המגנטית, כמו גם את האנרגיה של כדור הארץ, כמו גם את האנרגיה המגנטית, על ידי כוחות החיים שלה, כמו גם את האנרגיה המגנטית, על ידי כדור הארץ, על ידי כוחותיהם, על ידי כוחותיהם, על ידי כדור הארץ, כמו גם על ידי כדור הארץ, כמו גם על ידי כדור הארץ, על ידי כדור הארץ, על ידי כוחותיהם, על ידי כדור הארץ, על ידי כדור הארץ, על ידי כדור הארץ, על ידי מגנטית, כמו גם על ידי כדור הארץ, כמו גם על ידי צורות

מסגרת היסטורית קצרה

המבנה השכבתי של כדור הארץ לא היה תמיד ברור.הציוויליזציה הקדומה ⁇ על הפנים של כדור הארץ, לעתים קרובות לדמיין ליבה חלולה או מלוטש.לא עד כניסתה של הסאולוגיה בתחילת המאה ה-20, שמדענים החלו לפענח את הארכיטקטורה הפנימית של הפלנטה שלנו.נקודת המפנה באה עם ניתוח של גלים סיסמיים שנוצרו על ידי רעידות אדמה, אשר עוברים דרך תכונות הפנים של כדור הארץ וחושפת את תכונותיה הפנימיות האדמה.

כאשר רעידות אדמה מתרחשות, הם פולטים שני סוגים עיקריים של גלים סיסמיים: גלים דחיסה (P-waves) וגלי Shear (S-waves) יכולים לנוע דרך מוצקים, נוזלים וגזים, בעוד S-waves רק לעבור דרך מוצקים. על ידי לימוד המהירות הזו למעלה, להאט או להיעלם כפי שהם עוברים דרך כדור הארץ, גיאופיזיקאים זיהו גבולות בין שכבות שונות ומבנה פיזיקלי) אשר מפריד בין הליבה (Moi) לבין גבולות דרמטיים יותר מן הליבה של האדם (הגבול דרמטי יותר) לבין גבולות עמוקים יותר) לבין הליבה.

ראיות סיסמיתות אלה, בשילוב עם ניסויים מעבדה בלחץ גבוה על מינרלים ומחקר של מטאוריטים, העניקה למדענים תמונה מפורטת להפליא של האדריכלות הפנימית של כדור הארץ.מודלים מודרניים של כדור הארץ לדגום את כדור הארץ לשכבות כימיות - הקרום, מנטה, ליבת חיצונית, ושכבות מכניות פנימיות - כולל הליטמוספרה, אסתרופ, meosre, חיצוניות, ובסיס פנימי, יחד.

שם מקור: Earth's Thin Outer Shell

הקרום הוא השכבה החיצונית ביותר של כדור הארץ והחלק היחיד נגיש ישירות לבני אדם.למרות המוצקות לכאורה שלו, הקרום כולל פחות מ-1% מהנפח של כדור הארץ ומשתנה מאוד בעובי ובקומפוזיציה.הוא מחולק לשני סוגים נפרדים: קרום יבשתי וקרם האוקיינוסי.

המונחים: Continental Crust

קרום יבשתי הוא הקרקעות הגדולות ויש לו עובי ממוצע החל מ -30 עד 70 קילומטרים. זה מורכב בעיקר סלעים גרניט, אשר עשירים ב-Samlica ואלומיניום, מה שהופך אותו פחות צפוף (כ - 2.7 גרם / ס"מ3) מאשר קרום האוקיינוסי הוא עתיק ומורכב, נוצר באמצעות סדרה של אירועים טקטוניים כולל קריסה של טרייר, היווצרות געשית, ופרקים ידוע של גולגולת כדור הארץ כבר כמה שנים.

העיקרון של Isostasy מסביר את גובה הקרום היבשתי מעל קרום האוקיינוסי ומניפול. כי קרום יבשתי הוא פחות צפוף, זה "floats" גבוה יותר על המנטה הצפופה, וכתוצאה מכך אזורים גבוהים כמו חגורות הרים ומישורים. זה buoyancy הוא דינמי, להסתגל על פני קשקשים זמן גיאולוגיים עקב שחיקה, סימנטציה, וכוחות tectonic.

האוקיינוסים Crust

קרום האוקיינוסי משתרע על אגן האוקיינוס העצום והוא דק, בדרך כלל 5 עד 10 קילומטרים עבה, אבל צפופה יותר מאשר קרום יבשתי בסביבות 3.0 גרם / 3. זה בעיקר מורכב מ basalt ו gabbro, סלעים עשירים בברזל ומגנזיום.צורות קרום אוקיאניות ברציפות באמצע האוקיינוס האטלנטי ridges דרך תהליך של התפשטות קרקעית הים, שבו מאגמה עולה מוצק ומדפסים כמו צלחות טקטוניות.

קרום זה הוא צעיר יחסית במונחים גיאולוגיים; הקרום האוקיאנוסי העתיק ביותר הוא בערך 200 מיליון שנים, כל הזמן ממוחזר לתוך המנטה באזורי הפחתה שבו צלחת טקטונית אחת צוללת מתחת לאחר.המחזור הזה הוא נהג בסיסי של טקטוניים צלחת והשפעות על האבולוציה התרמית של כדור הארץ על ידי העברת חומרים עמוק לתוך המנטה.

The Mantle: The Engine of Tectonics

מתחת לקרם שוכן המנטה, שכבה עצומה המשתרעת על 2,900 ק"מ עמוק וחשבונאות עבור כ 84% של נפח כדור הארץ. Composed בעיקר של מינרלים סיליקים עשירים מגנזיום וברזל - כגון אוליפן, pyroxene, ו-garnet - המנטרל מתנהג כמו מוצק שזורם לאט על פני קשקשים גיאולוגיים.

מנטה עילית ו"הליתוספרה" – Asthenosphere Boundary

החלק העליון ביותר של המנטה (הידוע ב-[[1924]], הוא [[המאה ה-20]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]

גבול זה בין הליטוספרה ואסטמוספרה מסומן על ידי אזור Velocity נמוך (LVZ), שבו גלים סיסמיים יורדים במהירות בשל נוכחות של כמויות קטנות של התכה וטמפרטורה מוגברת.ה Asthenosphere ממלא תפקיד קריטי במתן תנועה צלחת וזרימת מגבר.

אזור המעבר

בין כ-410 ו-660 ק"מ עומק הוא אזור המעבר של המנטר, המאופיין על ידי עלייה פתאומית של מהירות סיסמית הנגרמת על ידי שינויים של שלב מינרלים באוליפן ומינרלים קשורים. בסביבות 410 ק"מ, אוליפן הופך ל-Valdsleyite, ו-660 ק"מ, Ringwoodite הופך ל-reggmanite ו-ferroperise, מינרלים יציבים תחת לחץ גבוה יותר.

אזור מעבר זה פועל כאזור מחסום ואחסון עבור חומרים רכיבה על אופניים בין המנטה העליונה והנמוך יותר.לא ספק, טבעת עץ מסוגל לאחסן כמויות משמעותיות של מים בתוך המבנה הקריסטל שלה, פוטנציאל אחסון כמויות עצומות של מים עמוק בתוך כדור הארץ, אשר עשוי להשפיע על ההיתוך והפעילות הגעשית.

נמוך יותר

מתחת לאזור המעבר, המנטה התחתונה משתרעת אל הגבול הליבה-מנטלי בערך 2,900 ק"מ עומק.זה נשלט על ידי מינרלים בלחץ גבוה כגון גלגמנטיט (בעיקר נקרא מגנזיום perovskite perovskite) ו ferropericlase.המנילה התחתונה היא יותר מולטי ונוקשות יותר מאשר המנטרטה העליון אבל עדיין עובר תחבורה אטומה, חום מעל ליבת.

טומוגרפיה סיסמית'ס גילתה שני אזורים עצומים בבסיס המנטה הידוע כמחוזות נמוכים גדולים (LLSVPs) במחוזות אלה יש תכונות כימיות ופיזיות שונות והם נחשבים למאגרים ארוכים של חומר מן השורה או צברו קרום האוקיינוסי.

מקור: Liquid Dynamo and Solid Heart

מתחת למניפול שוכנת הליבה של כדור הארץ, המורכב בעיקר ברזל ניקל מעורבב עם אלמנטים קלים כגון sulfur, חמצן, סיליקון, פחמן, הליבה מחולקת לשתי שכבות המבוססות על מצב פיזי ונכסים:

מתוך Core

הליבה החיצונית משתרעת מ 2,900 עד 5,150 ק"מ מתחת לפני השטח והוא שכבת נוזל של סגסוגת ברזל-ניקל.הטבע הנוזלי של הליבה החיצונית הוא אישר על ידי היעדר של הירר גל propagation דרך אזור זה, כמו S-waves לא יכול לנסוע דרך נוזלים. Convection הנוכחים המונעים על ידי bual תרמי וקומפוזיציה בתוך הליבה של כדור הארץ החיצוני לייצר דרך תהליך מגנטי של גיאוגרפיה.

שדה מגנטי זה חיוני לחיים על פני כדור הארץ, מגן על כדור הארץ מפני קרינה סולארית וקוסמולוגית מזיקה ועוזר לשמור על האווירה.פעולת הדנמו החיצוני של הליבה החיצונית הנוזלית מורכבת מאוד, מושפעת מסיבוב כדור הארץ, זרימת חום, ואת נוכחות של אלמנטים קלים יותר, והוא משתנה לאורך זמן גורם וריאציות מגנטיות בחוזקות שדה מגנטיות והתחדשות הקוטביות.

פנימית Core

במרכז כדור הארץ נמצא הליבה הפנימית, שטח מוצק בערך 1,220 ק"מ ברדיוס.למרות הטמפרטורות המוערך ביותר מ-5,400 מעלות צלזיוס - הניתן לטמפרטורת פני השטח של השמש - הלחץ העצום של מעל 3.6 מיליון אטמוספירות שומר ברזל בשלב מוצק.מחקרים סיאציוניים חושפים כי גלי סיסמי לנוע מהר יותר לאורך ציר הקוטב מאשר במטוס המיון, המציין אנטרופיה שנגרמה ככל הנראה על ידי היערכות של כוחות גבישים או ממתכת.

הליבה הפנימית צומחת לאט כמו הקרדי הליבה החיצוניים, עם הגשמה בגבול שלה שחרור חום מאוחר ואלמנטים אור המסייעים להניע הדבקה בלב החיצוני.צמיחה זו היא הנהגה בסיסית של האבולוציה הגיאולוגית והארוכת של כדור הארץ.

מכניזם של סטרטציה

כיצד נולד המבנה השכבתי של כדור הארץ?התהליך המרכזי הוא גוף חם, בעיקר מלוטש:0 (FLT) 1 (כאשר כדור הארץ נוצר לפני כ-4.5 מיליארד שנים, הוא היה גוף חם, בעיקר מלוטש הידוע כאוקיינוס מאגי, שנוצר על ידי אנרגיה כבידה במהלך הדחיסה והתנגשות תכופות, כולל זו שיצרה את הירח.

במצב מלוטש זה, חומרים שהופרדו על ידי צפיפות. מתכות כבדות כמו ברזל ניקל שקעו לעבר המרכז, ויצרו את הליבה, בעוד מינרלים סליציט בהיר יותר צף למעלה למעלה, ויצרו את המנטה ו ⁇ . הפרדה הכבידה זו התרחשה במהירות - עם 50 מיליון השנים הראשונות של היווצרות כדור הארץ - והניחו את הבסיס למבנה השכב של כדור הארץ.

תהליכים מורכבים כגון נמס חלקיים של מנטלי הפיקו את הקרום, בעוד השפעות מתמשך ו tectonics להפיץ חומרים.פלט tectonics מחזר באופן רציף חומר, עם קרום האוקיינוסי שקוע לתוך המניפסט וצנרת מנטלית להביא חומר עמוק אל פני השטח, להבטיח כי הstratification של כדור הארץ נשאר דינמי ולא סטטי.

דוגמה מסקרנת של מחזור זה היא מנטהל xenoliths - ניחוחות של סלע מנטלי שהובאו אל פני השטח על ידי התפרצויות געשיות - מתן דגימות ישירות יקר ערך של יצירות כדור הארץ עמוק תהליכים.

כיצד מדענים לומדים את שכבות כדור הארץ

גישה ישירה לשכבות העמוקות של כדור הארץ אינה אפשרית עם הטכנולוגיה הנוכחית – הנבל העמוק ביותר שאי פעם קידוח, קולה סופר עמוק בורובור ברוסיה, הגיע רק 12.3 ק"מ, בקושי חודר את הקרום.

  • (FLT:0) גלים פשיסטיים: FLT:1 Analysis of seismic wave Travel Time, velocities וכבישים מ רעידות אדמה מאפשר מיפוי של גבולות פנימיים ו heterogeneities. Advances כגון tomography סיסמי לייצר 3D תמונות של תבניות קיטוב ומבנה ליבה.
  • (FLT:0)Geomagnetism:FLT:1 Measurements של כוח השדה המגנטי של כדור הארץ, כיוון, שינויים זמניים מספקים תובנות לתוך הדינמיקה של הליבה החיצונית הנוזלית ואת תהליך הגיאודינמו.
  • (FLT:0) Experimental petrology:cioFLT:1) ניסויים מעבדה עתירי טמפרטורה גבוהה באמצעות תאים avil ותנאי חימום לייזר שנמצאו עמוק בתוך המנטה וההלב, גילוי שלבי מינרלים, היתוך יחסים, ונכסים פיזיים של חומרי כדור הארץ.
  • (FLT:0)Geodesy: FLT:1 תצפיות לוויין על שדה הכבידה של כדור הארץ, הסיבוב, וזיהוי שינויים בהפצה המונית הקשורים לזיהום מנטה, אובדן המוני קרח ודינמיקה הליבה.
  • (FLT:0) מחקרים מינטואוריטים: FLT:1 ⁇ מטאוריטים פרימיטיביים, במיוחד chondrites, מספקים רמזים לקומפוזיציה הגדולה המקורית של כדור הארץ ולתהליכים המעורבים בהבדלה פלנטרית.

חשיבות הבנת שכבת כדור הארץ

המחקר של המבנה הפנימי של כדור הארץ משתרע הרבה מעבר לסקרנות אקדמית ויש לו השלכות מעשיות עמוקות על האנושות ועל עתידה של כדור הארץ.

משאבי טבע

ידע של הקומפוזיציה וההגדרות הטקטיות של קרום ומדריכים עליון לחיפוש משאבים טבעיים קריטיים.פקדים של שמן, גז טבעי, פחם, נחושת, זהב, אלמנטים נדירים באדמה, ומינרלים אחרים הם לעתים קרובות תוצאה של תהליכים גיאולוגיים הקשורים להמיסה, עיוות קרום, ומחזור הידרותרמי.

רעידת אדמה ואיומים

הבנת המאפיינים המכניים והרמישים של ההלוספרה והאסתוספירה היא המפתח לדגימה את הצטברות הלחץ הטקטונית והשחרור. ניטור פעילות סיסמית, תנועות צלחת ודפוסי זרימת המנטרל עוזרים בחיזוי רעידות אדמה והתפרצויות געשיות, המאפשרות אסטרטגיות להפחתה של סיכונים.לדוגמה, ידע מפורט של אזור הפחתת הגאומטריה לאורך טבעת האש באוקיינוס השקט יש שיפור מערכות הדמיון והערכת סיכונים לאזורים הצפופים.

אנרגיה גיאותרמית

אנרגיה גיאותרמית רותמת חום שמקורו במנדל ובמרכז שנערך למעלה דרך הקרום.אזורים עם קרום דק או תנוקרטיזם פעיל, כגון איסלנד, ארצות הברית המערבית וחלקים של מזרח אפריקה, הם מיקומים ראשוניים לדור כוח גיאותרמלי.הבנת המבנה התרמי של הקרום ומנטל משפר את היעילות והקיימות של פרויקטים אנרגיה גיאוותרמית.

אקלים והיסטוריה כדור הארץ

התפרצויות געשיות מזרקות פחמן דו חמצני ואווירה סולמות לתוך האווירה, המשפיעים הן על אקלים קצר טווח יציבות ושינוי האקלים לטווח ארוך. מחזור הפחמן העולמי, הכולל את הפחתת והמחזור של חומרים הקשורים פחמן פחמן לתוך המנטה, מווסת CO2 אטמוספרי על פני זמן גיאולוגי.

הגנה אווירית מגנטית

השדה המגנטי של כדור הארץ, שנוצר על ידי הגיאודינמו בלב החיצוני הנוזלי, מגן על פני השטח מפני רוח השמש וקרינה קוסמית, שמירה על האווירה ומאפשרת חיים לשגשג.לימוד הגיאודינאמו מסייע לחזות שינויים בחוזק השדה המגנטי ובקוטב, כגון פיגור מגנטי גיאומגנטי.שדה מגנטי נחלש יכול להגביר את החשיפה, הצבת סיכונים ללוויינים, מערכות ניווט, חשמל, רשתות חיים, אורגניזמים חיים.

שאלות פתוחות ומחקר עתידי

למרות ההתקדמות המשמעותית, שאלות בסיסיות רבות על הפנים של כדור הארץ נותרו ללא מענה:

  • מה גורם ליציבות יוצאת הדופן של מחוז Shear Velocity (LLSVPs) בגבול הליבה-המנדט, וכיצד הם משפיעים על רצף ותנודתיות על פני השטח?
  • האם הליבה הפנימית מכילה ליבת פנימית קטנה יותר, ייחודית עם תכונות ייחודיות?
  • איך נוצר השדה המגנטי של כדור הארץ, ומה שולט בתזמון ובתדירות של הפיכה גיאומגנטית?
  • כמה מים ותנודתיים אחרים מאוחסנים באזור המעבר של המנטר, ומה תפקידם הם משחקים בדינמיקה של מניפול ותנוקרטיזם?
  • מהם המנגנונים המפורטים של חום ועברה המונית בין הליבה, המנטה ו ⁇ ?

מאמצים בינלאומיים מתקדמים כגון תוכנית EarthScope בארצות הברית, תוכנית קידוח מדע מקוון בינלאומית, והפריסת מערךים סיסמיים הדור הבא שואפת לחדד את ההבנה שלנו על הפנים של כדור הארץ.פרויקטים אלה משלבים נתונים גיאופיזיים, גיאוכיים וניסוייים כדי לבנות מודלים מדויקים יותר.בנוסף, מחקר עמוק של כדור הארץ מודיע על פלנטולוגיה השוואתית ומחקרים על כוכבי לכת, ומסייע לפרש את המבנה הפנימי והה של כוכבי הלכת הסולאריים של כוכבי הלכת שלנו מעבר למערכת השמש שלנו.

מסקנה

הstratification של שכבות כדור הארץ הוא הרבה יותר מאשר ספר לימוד דיאגרמה.הוא מייצג מערכת דינמית, רגולציה עצמית שהתפתחה מעל מיליארדי שנים וממשיך לעצב את כדור הארץ שאנו מאכלסים.מהקרם הדק והמגוון שבו החיים פורחים לליבת החיצונית המבולחת שיוצרת את המגן המגנטי שלנו, כל שכבה ממלאת תפקיד חיוני בסביבה הגיאוגרפית של כדור הארץ, והרגל.

לסטודנטים, מחנכים ומחשבות סקרניות כאחד, הבנת הארכיטקטורה השכבתית של כדור הארץ פותחת חלון אל העבר, ההווה והעתיד של כדור הארץ, על ידי הערכת הכוחות המורכבים בעבודה מתחת לרגלינו, אנו הופכים להיות מצוידים יותר לניהול אחראי של משאבי כדור הארץ, להפחית סיכונים טבעיים, ולשמור על האיזון העדין שמקיים חיים על כוכב הלכת המדהים הזה.