Студопедия — Литосфера. Литосфера представлена недрами земли, почвообразующим слоем горных пород и почвой
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Литосфера. Литосфера представлена недрами земли, почвообразующим слоем горных пород и почвой






 

Литосфера представлена недрами земли, почвообразующим слоем горных пород и почвой.

Недра земли (твердые оболочки Земли) состоят из земной коры, мантии и ядра.

 

Центральная геосфера Земли, ее ядро занимает около 17% ее объема и составляет 34% ее массы. Такое соотношение долей объема и массы обусловлено резкими различиями физических параметров ядра и мантии. В частности, на внешней границе ядра, приуроченной к поверхности Вихерта-Гутенберга (раздел между нижней мантией и внешним ядром), происходит скачкообразное снижение скорости распространения продольных волн от 13,6 до 8,1 км/с и полное затухание поперечных сейсмических волн. Это определяет специфику прохождения ядра продольными волнами, испытывающими внутри него отклонение к центру Земли. В интервале эпицентральных расстояний 103-143о образуется, таким образом, область «сейсмической тени», т.е. в этой зоне, располагающейся на противоположной землетрясению стороне планеты, не могут быть зарегистрированы продольные сейсмические волны из-за отклонения в очень плотном веществе ядра.

В разрезе ядра выделяются две границы - на глубинах 4980 и 5120 км, в связи с чем оно подразделяется на три элемента: внешнее ядро, переходное ядро и субъядро. Внешнее ядро обладает феноменальной особенностью скоростной характеристики - не пропускает поперечных сейсмических волн. Это свидетельствует об отсутствии здесь упругого сопротивления сдвигу. Иными словами, вещество, слагающее внешнее ядро, по отношению к сейсмическим волнам ведет себя как жидкость. По-видимому, вещество при таких давлениях и температурах не может находиться в жидком состоянии в обычном понимании этого термина, но обладает некоторыми ее свойствами. Субъядро скорее всего находится в твердом состоянии, а переходное ядро является двухфазной смесью.

Мантия простирается от границы Мохо до глубины 2900 км, где также по скачку сейсмических скоростей устанавливается ее граница с внешним ядром.

Сейсмические методы изучения мантии выявили ее неоднородность и позволили выделить в ее пределах три слоя:

1) верхняя мантия протягивается на глубину до 400 км и носит название слоя Гутенберга. В пределах этого слоя, в интервале глубин от 100-120 до 350-400 км под континентами и на глубине от 50-60 до 400 км под океанами, скорость продольных сейсмических волн не возрастает, а скорость поперечных волн - даже падает. Это может указывать на уменьшение вязкости вещества, и, возможно, на его частично расплавленное состояние. Эта зона внутри верхней мантии получила название астеносфера («ослабленная сфера»), в отличие от верхней твердой литосферы. В астеносферном слое располагаются первичные очаги вулканизма и проявляются процессы, приводящие к тектоническим движениям в земной коре. Поэтому для мониторинга и прогноза вулканических и сейсмических проявлений важно знать глубину астеносферы и ее соотношение с вышележащей литосферой.

2) средняя мантия охватывает глубины Земли от 400 до 900 км. В этом слое скорости прохождения сейсмических волн резко возрастают (с 8,5 км/с до 11,2 км/с), что указывает на значительное увеличение плотности и вязкости вещества. Этот слой назван слоем Голицына.

3) нижняя мантия располагается на глубинах от 670 до 2900 км; здесь скорости сейсмических волн с глубиной возрастают медленно, но тем не менее достигают здесь максимальных для нашей планеты значений: продольная скорость увеличивается до 13,6 км/с, а поперечная - до 7,3 км/с. Полагают, что относительно равномерное нарастание скорости с глубиной связано только с ростом давления и свидетельствует об относительно однородном строении нижней мантии. В низах этого слоя, на глубине 2700-2900 км выделяется переходная оболочка, отличающаяся по свойствам от всей остальной нижней мантии. Здесь отмечается некоторое снижение скорости продольных волн, что, вероятно, связано с переходом к внешнему ядру.

Границу между земной корой и мантией условно решили выделять на глубине, где происходит скачкообразное изменение скорости сейсмических волн. Впервые эту границу выделил югославский геофизик А.Мохоровичич. В его честь она и названа (сокращенное название - граница Мохо или М).

Наиболее изученной частью земли является ее верхний слой - земная кора. Среднее содержание химических элементов в земной коре впервые определил американский геохимик Ф.Кларк. Более сорока лет работал он над этой проблемой и несколько раз опубликовывал все более подробные сведения о составе земной коры. В честь Ф.Кларка, первым занявшегося этой трудоемкой работой, А.Е.Ферсман предложил называть кларком среднее содержание элементов в земной коре, в Земле в целом или в других природных телах, выраженное в процентах. Анализы большого числа горных, пород /табл..1/ показывают, что земная кора более чем на 99% состоит всего из девяти химических элементов.

На долю остальных 80 элементов, встречающихся в земной коре /их называют редкими и рассеянными/, приходиться всего 0,52%.

Кислород, кремний и алюминий являются главными элементами земной коры. На их долю приходится 84,55% ее массы.. Но еще более поразительная картина получается при сравнении объемных кларков элементов, рассчитанных на основании данных Б.Голадшмидта об ионных радиусах (таблица 5). В этом случае на кислород приходится 91,97% всего объема и земная кора предстает перед нами в виде сплошного кислородного каркаса, в пустотах которого располагаются катионы кремния и других элементов. На долю остальных 80 элементов, встречающихся в земной коре, приходится лишь 0,52% от ее массы. Эти элементы или изоморфно входят в кристаллические решетки, образованные главными элементами земной коры, или остаются в твердом кристаллическом веществе в неупорядоченном, рассеянном состоянии.

 

Таблица 5 - Кларки важнейших химических элементов земной коры

 

Элемент Кларк Элемент Кларк
Весовой* Объемный** весовой* объемный**
Кислород 47,0 91,97 Калий 2,50 2,14
Кремний 29,5, 0.89 Натрий 2,50 1,60
Алюминий 8,05 0,77 Магний 1,87 0,56
Железо 4,65 0,68 Титан 0,45 -
Кальций 2,96 1,48      

* Весовые кларки по Виноградову А.П.

** Объемные кларки по В.Гольдшмидту /из книги Добровольского)

 

Элементы распределены в земной коре очень неравномерно. Поэтому, для характеристики распространенности элементов в отдельных участках земной коры.недостаточно только среднего содержания элемента. Для количественной оценки распределения химических элементов в земной коре В.И.Вернадский ввел понятие кларк концентрации:

 

Кк = А/К

 

где: Кк - кларк концентрация элемента;

А - содержание элемента в данном регионе /мас.%/;

К - кларк элемента в земной коре.

Многочисленные анализы проб земной коры позволяют выделить территории различающиеся уровнем содержания определенных элементов. Такие территории называют геохимическими провинциями. Тан, например, районы уральских гор, характеризующиеся повышенным содержанием меди, хрома, никеля и других элементов, следует отнести к уральской геохимической провинции.

В пределах провинций также имеются участки, различающиеся содержанием рассеянных элементов. Это так называемый геохимический фон элементов.

Химические элементы в земной коре находятся преимущественно в виде химических соединений. Однородные по составу и строению природные химические соединения или однородные элементы, возникающие при различных химических и физико-химических процессах в земной коре, принято называть минералами. В земной коре минералы встречаются в твердом, жидком и газообразном состоянии. Основную массу составляют твердые минералы. Каждый минерал характеризуется внутренней однородностью, определенными физическими свойствами и признаками, по которым один минерал можно отличить от других.

В природе минералы находятся чаще всего в виде комплексных минеральных агрегатов - горных пород, образующих самостоятельные геологические тела более или менее постоянного минералогического и химического состава. В настоящее время известно около 3000 минералов и ежегодно открываются все новые их разновидности. Однако лишь около 100 минералов имеют сравнительно большое практическое значение и только 30 из них могут быть отнесена к породообразующим минералам. В таблице 6 представлено ориентировочное содержание главных породообразующих минералов земной коры.

 

Таблица 6 - Породообразующие минералы земной коры /до глубины 16 км, по Г.Шуману, 1957/

Главные породообразующие минералы Содержание в земной коре, мас. % Наиболее типичные минералы групп
Полевые шпаты и фельдшпатоиды   Ортоклаз К[AlSi3O8] Альбит NaК[AlSi3O8]
Пироксены и амфиболы   Авгит Ca[SiO6] Диопсит CaMg[SiO6]
Кварц   Кварц SiO2
Слюды   Биотит К(Fe) (OH)[AlSi3O10]
Прочие минералы    

 

В зависимости от условий образования горные породы принято делить не три главные группы: магматические, осадочные и метаморфические, прагматические породы возникают при затвердевании магматического расплава на поверхности или в глубинах земной коры. При этом образуются глубинные - интрузивные породы и поверхностные - эффузивные. Осадочные породы образуются путем отложения материала разрушенных или растворенных горных пород любого генезиса как на суше, так и в море. Осадочные породы залегают слоями.

Метаморфические порода формируются путем преобразования магматических или осадочных пород в глубинах земной коры под воздействием высоких температур и больших давлений.

Верхний слой земной коры /до глубины 16 км/ на 95% сложен из магматических пород. Осадочные породы составляют лишь 1% от массы этого слоя земной коры, метаморфические породы – 4%.

 

Процесс образования почвы идет постоянно.

Почвообразующие горные породы разрушаются в процессе выветривания до частиц различного размера:

больше 1мм – скелет почвы;

от 1 мм до 0,01 мм – песок;

от 0,01 до 0,001мм – пыль;

от 0,001 до 0,0001 – глина;

менее 0,0001 – коллоиды.

Оптимальный механический состав почво-грунта это содержание частиц 3 и 4 группы от 30 до 75%

На поверхности земной коры почвообразющие минералы горных пород разрушаются и образуется почва.

Почва (ГОСТ РФ) – это самостоятельное органо-минеральное природное тело, представленное минеральными и органическими твердыми частицами, почвенным раствором и почвенным воздухом, образовавшаяся в процессе химических, физических, биологических и антропогенных воздействий, имеющая специфические генетико-морфологические признаки и свойства, обуславливающие для роста и развития растений соответствующие условия.

Почва (почвоведчесткое) – это многофазная полидисперсная система с соотношением объемов фаз Т:Ж:Г как равно 2:1:1 или в процентах 50%:25%:25%.

Рассмотрим каждую фазу почвы:

1) Твердая фаза почвы представлена минеральными и органическими частицами. Минеральные частицы почвы представляют собой разрушенные до частиц различного размера почвообразующие горные породы (выше).

Органические частицы почвы называются гумусом. Гумус - это органические вещества и частицы в почве, состоящие из:

А) отмерших, но еще не разложившихся растительных остатков и животных останков (не утративших морфологического строения растениий растительных остатков и анатомического строения животных останков);

Б) неспецифических для почвы органических веществ специфичных для живых организмов (белки, жиры, углеводы) – их содержится 20% от общей массы гумуса;

В) специфических для почвы органических веществ, например гумусовых кислот. Гумусовые кислоты – это высокомолекулярные азотсодержащие оксикислоты с цикличными ядрами.

Гумус накапливается в верхнем слое почвы и достигает в высоту от 1 см (в арктических малоплодородных почвах) до 1 м (в области курских черноземов). В Оренбургской области гумусовый слой составляет от 40 до 60 см.

В верхнем слое почв гумуса накапливается определенное количество, в связи с которым выделяют три типа почв:

А) гумуса от 0 до 3% к общей массе почв – малоплодородные почвы;

Б) гумуса от 3 до 6% - среднеплодородные почвы;

В) гумуса от 6 и выше (в природе больше 9% не накапливается).

 

2) Жидкая фаза почвы называется почвенным раствором и состоит из:

а) воды

б) растворенных в воде катионов. Н+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4+.

в) растворенные в воде анионов Cl-, SO42-, S033-, PO43-, NO3-,NO2-,CO32-, HCO3-

 

3) Газообразная фаза называется почвенным воздухом и состоит из следующих компонентов:

а) азота – содержание примерно как в атмосфере (75%);

б) кислорода – 15%;

в) углекислого газа СО2 - содержаие в 100 раз больше чем в атмосфере – 2-3%;

г) газов – продуктов химического и биологического разложения органических веществ, например метана, сероводорода, придающих почве специфический запах – 7-8%.

 

В зависимости от воздействия различных почвообразующих факторов (почвообразующая материнская порода, влагообеспеченность, воздухообеспеченность, температура, произрастающий тип растительности, антропогенный фактор) на планете сформировались различные типы почв, которые расположены горизонтально друг относительно друга (по широтам) от полюса к экватору и распределение которых подчинено закону географической зональности Докучаева:

- арктические почвы – светло-серые;

- серые лесные почвы – хвойные леса;

- темно-серые лесные почвы – лиственные;

- черноземные почвы – степи;

- каштановые почвы (черно-коричневые или коричневые) – сухие степи;

- красноземы – тропические влажные леса;

- желтоземы – цитрусовые растения

- солончаки с хлоридным (Cl-), сульфатным (SO42-) и сульфитным (SO32-) засолением с произрастанием небольшого количества растительности;

- солонцы с специфическим натриевым (Na) засолением с отрицательными физико-механическими свойствами (липкостью, набуханием при впитывании влаги и глыбообразованием при засыхании) и с полным отсутствием растительности.

 







Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 525. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Индекс гингивита (PMA) (Schour, Massler, 1948) Для оценки тяжести гингивита (а в последующем и ре­гистрации динамики процесса) используют папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (РМА)...

Методика исследования периферических лимфатических узлов. Исследование периферических лимфатических узлов производится с помощью осмотра и пальпации...

Роль органов чувств в ориентировке слепых Процесс ориентации протекает на основе совместной, интегративной деятельности сохранных анализаторов, каждый из которых при определенных объективных условиях может выступать как ведущий...

Конституционно-правовые нормы, их особенности и виды Характеристика отрасли права немыслима без уяснения особенностей составляющих ее норм...

Толкование Конституции Российской Федерации: виды, способы, юридическое значение Толкование права – это специальный вид юридической деятельности по раскрытию смыслового содержания правовых норм, необходимый в процессе как законотворчества, так и реализации права...

Значення творчості Г.Сковороди для розвитку української культури Важливий внесок в історію всієї духовної культури українського народу та її барокової літературно-філософської традиції зробив, зокрема, Григорій Савич Сковорода (1722—1794 pp...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия