Учебно-методический комплекс по дисциплине общая геология навоий 2021 г. Авазов Р. Р. Учебно-методические комплекс по дисциплине "Общая геология". Навоий. Нгги. 2021. стр

Г
еофизическая характеристика Земли

Распределение массы между внутренними геосферами

Основная часть массы Земли (около 68%) приходится на ее относительно лёгкую, но большую по объёму мантию, при этом примерно 50% приходится на нижнюю мантию и около 18% – на верхнюю. Оставшиеся 32% общей массы Земли приходятся в основном на ядро, причем его жидкая внешняя часть (29% общей массы Земли) гораздо тяжелее, чем внутренняя твердая (около 2%). На кору остается лишь менее 1% общей массы планеты.
Плотность
Плотность оболочек закономерно возрастает к центру Земли (см. рис). Средняя плотность коры составляет 2,67 г/см³; на границе Мохо она скачкообразно возрастает с 2,9-3,0 до 3,1-3,5 г/см³. В мантии плотность постепенно возрастает за счет сжатия силикатного вещества и фазовых переходов (перестройкой кристаллической структуры вещества в ходе «приспособления» к возрастающему давлению) от 3,3 г/см³ в подкоровой части до 5,5 г/см³ в низах нижней мантии. На границе Гутенберга (2900 км) плотность скачкообразно увеличивается почти вдвое – до 10 г/см³ во внешнем ядре. Еще один скачок плотности – от 11,4 до 13,8 г/см³ - происходит на границе внутреннего и внешнего ядра (5150 км). Эти два резких плотностных скачка имеют различную природу: на границе мантия/ядро происходит изменение химического состава вещества (переход от силикатной мантии к железному ядру), а скачок на границе 5150 км связан с изменением агрегатного состояния (переход от жидкого внешнего ядра к твердому внутреннему). В центре Земли плотность вещества достигает 14,3 г/см³.

Давление

Давление в недрах Земли рассчитывается на основании ее плотностной модели. Увеличение давления по мере удаления от поверхности обуславливается несколькими причинами:

1. 
   сжатием за счет веса вышележащих оболочек (литостатическое давление);
   
2. 
   фазовыми переходами в однородных по химическому составу оболочках (в частности, в мантии);
   
3. 
   различием в химическом составе оболочек (коры и мантии, мантии и ядра).
   

У подошвы континентальной коры давление составляет около 1 ГПа (точнее 0,9*10⁹ Па). В мантии Земли давление постепенно растет, на границе Гутенберга оно достигает 135 ГПа. Во внешнем ядре градиент роста давления увеличивается, а во внутреннем ядре, наоборот, уменьшается. Расчетные величины давления на границе между внутренним и внешним ядрами и вблизи центра Земли составляют соответственно 340 и 360 ГПа.

Температура. Источники тепловой энергии

Протекающие на поверхности и в недрах планеты геологические процессы в первую очередь обусловлены тепловой энергией. Источники энергии подразделяются на две группы: эндогенные (или внутренние источники), связанные с генерацией тепла в недрах планеты, и экзогенные (или внешние по отношению к планете). Интенсивность поступления тепловой энергии из недр к поверхности отражается в величине геотермического градиента. Геотермический градиент – приращение температуры с глубиной, выраженной в ⁰С/км. «Обратной» характеристикой является геотермическая ступень – глубина в метрах, при погружении на которую температура повысится на 1 ⁰С. Средняя величина геотермического градиента в верхней части коры составляет 30 ⁰С/км и колеблется от 200 ⁰С/км в областях современного активного магматизма до 5 ⁰С/км в областях со спокойным тектоническим режимом. С глубиной величина геотермического градиента существенно уменьшается, составляя в литосфере, в среднем около 10 ⁰С/км, а в мантии – менее 1 ⁰С/км. Причина этого кроется в распределении источников тепловой энергии и характере теплопереноса.