Iko wapi kiini cha dunia? Kwa nini msingi wa dunia haupoe?

Msingi wa dunia - jiografia ya ndani ya Dunia yenye kipenyo cha wastani cha kilomita 3470, iko katika kina cha wastani cha kilomita 2900. Imegawanywa katika msingi thabiti wa ndani na kipenyo cha kilomita 1300 na kioevu msingi wa nje na unene wa kilomita 2200, kati ya ambayo wakati mwingine kuna eneo la mpito la kilomita 250 la kioevu cha msongamano mkubwa. Pengine lina aloi ya chuma-nickel na mchanganyiko wa vipengele vingine vya siderophilic. Joto katikati ya msingi wa Dunia hufikia 5000 ° C, wiani ni karibu 12.5 t / m, shinikizo ni hadi 361 GPa. Uzito wa msingi - 1932 x 10 24 kg.
Kuna taarifa ndogo sana kuhusu msingi - taarifa zote zilipatikana kwa njia zisizo za moja kwa moja za kijiografia au geochemical, sampuli za nyenzo za msingi hazipatikani, na haziwezekani kupatikana katika siku za usoni.

Historia ya utafiti

Mmoja wa wa kwanza kupendekeza kuwepo kwa eneo la kuongezeka kwa msongamano ndani ya Dunia alikuwa Henry Cavendish, ambaye alihesabu misa na msongamano wa wastani Dunia na kugundua kuwa ni kubwa zaidi kuliko tabia ya msongamano wa miamba iliyo wazi juu ya uso wa dunia.
Uwepo wa msingi ulithibitishwa mwaka wa 1897 na seismologist wa Ujerumani E. Wichert kwa uwepo wa athari inayoitwa "seismic shadow". Mnamo mwaka wa 1910, kutokana na kuruka kwa kasi kwa kasi ya mawimbi ya seismic ya longitudinal, mtaalamu wa geophysicist wa Marekani B. Gutenberg aliamua kina cha uso wake - 2900 km.

Mwanzilishi wa jiokemia V. M. Goldschmidt (Mjerumani) Victor Moritz Goldschmidt(1888-1947) mnamo 1922 ilipendekeza kwamba kiini kiliundwa kwa utofautishaji wa mvuto wa Dunia ya kwanza wakati wa ukuaji wake au vipindi vya baadaye. Dhana mbadala kwamba msingi wa chuma uliibuka kwenye wingu la protoplanetary ilitengenezwa na mwanasayansi wa Ujerumani A. Eiken (1944), mwanasayansi wa Amerika E. Orovan na mwanasayansi wa Soviet A.P. Vinogradov (60-70s).

Mnamo 1941, Kuhn na Ritman, kwa kuzingatia nadharia ya utambulisho wa muundo wa kemikali wa Jua na Dunia na kwa mahesabu ya mpito wa awamu katika hidrojeni, walipendekeza kuwa msingi wa dunia una hidrojeni ya metali. Dhana hii haijajaribiwa kwa majaribio. Majaribio ya ukandamizaji wa mshtuko yameonyesha kuwa msongamano wa hidrojeni ya metali ni takriban mpangilio wa ukubwa chini ya msongamano wa kiini. Walakini, nadharia hii baadaye ilibadilishwa ili kuelezea muundo wa sayari kubwa - Jupiter, Saturn, nk. Sayansi ya kisasa Ni muhimu kwamba uwanja wa magnetic hutokea kwa usahihi katika msingi wa hidrojeni ya metali.

Kwa kuongeza, V.N. Lodochnikov na U. Ramsay walipendekeza kuwa vazi la chini na msingi vina sawa muundo wa kemikali- kwenye mpaka wa msingi wa vazi kwa shinikizo la 1.36 Mbar, silicates za vazi hupita kwenye awamu ya chuma kioevu (msingi wa silicate ya metali).

Muundo wa Kernel

Muundo wa kernel unaweza tu kukadiriwa kutoka kwa vyanzo vichache.

Sampuli za meteorites za chuma, ambazo ni vipande vya nuclei za asteroids na protoplanets, zinachukuliwa kuwa karibu zaidi na nyenzo za msingi. Hata hivyo, meteorites ya chuma si sawa na nyenzo za msingi wa dunia, kwa vile ziliunda miili ndogo zaidi, i.e. na vigezo vingine vya physicochemical.

Kutoka kwa data ya gravimetric, wiani wa msingi unajulikana, ambayo inapunguza zaidi utungaji wa sehemu. Kwa kuwa msongamano wa msingi ni takriban 10% chini ya msongamano wa aloi za chuma-nikeli, msingi wa Dunia ipasavyo una vipengele vingi vya mwanga kuliko meteorite za chuma.

Kulingana na mazingatio ya kijiografia, kuhesabu utungaji wa msingi wa Dunia na kuhesabu uwiano wa vipengele vinavyopatikana katika geospheres nyingine, inawezekana kujenga makadirio ya takriban ya utungaji wa msingi. Msaada katika mahesabu hayo hutolewa na majaribio ya juu ya joto na shinikizo la juu juu ya usambazaji wa vipengele kati ya awamu ya chuma iliyoyeyuka na silicate.

Uundaji wa msingi wa dunia

Muda wa malezi

Nucleation - hatua muhimu historia ya Dunia. Mazingatio yafuatayo yalitumika kuamua umri wa tukio hili:

Dutu ambayo Dunia iliundwa ilikuwa na isotopu 182 Hf, ambayo ina nusu ya maisha ya miaka milioni 9 na inageuka kuwa isotopu 182 W. Hafnium ni kipengele cha lithophile, i.e. Wakati dutu ya msingi ya Dunia iligawanywa katika awamu za silicate na metali, ilikuwa imejilimbikizia zaidi katika awamu ya silicate, na tungsten, kipengele cha siderophile, kilijilimbikizia katika awamu ya metali. Katika msingi wa metali wa Dunia, uwiano wa Hf/W uko karibu na sifuri, wakati kwenye ganda la silicate uwiano huu unakaribia 15.

Kutoka kwa uchambuzi wa chondrites zisizo na sehemu na meteorites za chuma, uwiano wa msingi wa isotopu ya hafnium na tungsten inajulikana.
Ikiwa msingi utaundwa baada ya muda mrefu zaidi kuliko nusu ya maisha ya 182 Hf, basi ingekuwa na wakati wa kubadilika kabisa kuwa 182 W, na muundo wa isotopiki wa tungsten katika sehemu ya silicate ya Dunia na msingi wake ungekuwa sawa, sawa na katika chondrites.
Ikiwa msingi uliundwa wakati 182 Hf ilikuwa bado haijaoza, basi shell ya silicate ya Dunia inapaswa kuwa na ziada ya 182 W ikilinganishwa na chondrites, ambayo inaonekana kweli.

Kulingana na mfano huu wa mgawanyo wa sehemu za metali na silicate za Dunia, mahesabu yalionyesha kuwa msingi uliundwa chini ya miaka milioni 30, tangu kuundwa kwa kwanza kwa chembe imara katika mfumo wa jua. Mahesabu sawa yanaweza kufanywa kwa meteorites ya chuma, ambayo ni vipande vya nuclei ya miili ndogo ya sayari. Ndani yao, malezi ya msingi yalitokea kwa kasi zaidi - zaidi ya miaka milioni kadhaa. Umri wa msingi thabiti wa ndani unakadiriwa kuwa miaka bilioni 2-4.

Nadharia ya Sorokhtin-Ushakov

Kulingana na mfano wa Sorokhtin-Ushakov, mchakato wa malezi ya msingi wa dunia ulidumu takriban miaka bilioni 1.6 (kutoka miaka bilioni 4 hadi 2.6 iliyopita). Kulingana na waandishi, malezi ya msingi wa dunia yalitokea katika hatua mbili. Mara ya kwanza sayari ilikuwa baridi, na hakuna harakati zilizotokea katika kina chake. Kisha ilichochewa na nishati ya kuoza kwa mionzi kabla ya kuyeyuka kuanza. chuma cha metali, ambayo ilianza kupenya katikati ya Dunia. Wakati huo huo, kwa sababu ya utofautishaji wa mvuto. idadi kubwa joto, na mchakato wa kujitenga kwa msingi uliharakisha tu. Utaratibu huu ulikwenda tu kwa kina chini ambayo dutu, chini ya shinikizo la juu-juu, ikawa viscous kwamba chuma haikuweza tena kuzama zaidi. Matokeo yake, safu mnene ya annular ya chuma iliyoyeyuka na oksidi yake iliundwa. Ilikuwa iko juu ya dutu nyepesi ya "msingi" wa awali wa Dunia. Baadaye, dutu ya silicate ilitolewa kutoka katikati ya Dunia kwenye ikweta, ambayo ilisababisha asymmetry ya sayari.

Utaratibu wa malezi ya msingi wa dunia

Kidogo sana kinajulikana kuhusu utaratibu wa nucleation. Kulingana na makadirio mbalimbali malezi yalitokea kwa shinikizo na joto karibu na ile ambayo sasa inaenea katika vazi la juu na la kati, na sio katika sayari na asteroids. Hii ina maana kwamba wakati wa kuongezeka kwa Dunia, homogenization yake mpya ilitokea.

Utaratibu wa kusasisha msingi wa ndani kila wakati

Idadi ya masomo miaka ya hivi karibuni ilionyesha mali isiyo ya kawaida ya msingi wa dunia - iligundulika kuwa mawimbi ya seismic huvuka sehemu ya mashariki ya msingi kwa kasi zaidi kuliko magharibi. Mifano ya classical zinaonyesha kwamba msingi wa ndani wa sayari yetu ni malezi ya ulinganifu, homogeneous na kivitendo imara, kukua polepole kutokana na uimarishaji wa nyenzo za msingi wa nje. Hata hivyo, msingi wa ndani ni muundo badala ya nguvu.
Kundi la watafiti kutoka vyuo vikuu vya Joseph Fourier Chuo Kikuu cha Joseph Fourier na Lyon (fr. Chuo Kikuu cha Lyon) kuweka mbele dhana kwamba kiini cha ndani cha Dunia kinang'aa kila mara magharibi na kuyeyuka mashariki. Kituo cha kijiometri cha msingi wa ndani kinabadilishwa kuhusiana na katikati ya Dunia. Sehemu za msingi katika magharibi na mashariki zina joto tofauti, ambayo husababisha kuyeyuka kwa upande mmoja na fuwele. Huweka mwendo uzito wote wa kiini cha ndani, polepole hubadilika kutoka upande wa magharibi hadi upande wa mashariki, ambapo huanguka. imara hujaza utungaji wa shell ya kioevu kwa kiwango cha 1.5 cm / mwaka. Wale. ukarabati kamili katika miaka milioni 100. Tofauti katika uwiano wa vipengele vya mwanga na nzito katika magharibi na mashariki ya msingi husababisha tofauti katika kasi ya mawimbi ya seismic.

Michakato hiyo yenye nguvu ya uimarishaji na kuyeyuka haiwezi lakini kuathiri mtiririko wa convective katika msingi wa nje. Wanaathiri dynamo ya sayari, uwanja wa sumaku wa Dunia, tabia ya vazi, na harakati za mabara. Dhana inaelezea tofauti kati ya kasi ya mzunguko wa msingi na sayari nyingine, mabadiliko ya kasi ya miti ya sumaku.

Unapodondosha funguo zako kwenye mkondo wa lava iliyoyeyuka, waage kwaheri kwa sababu, jamani, wao ni kila kitu.
- Jack Handy

Kuangalia sayari yetu ya nyumbani, utaona kwamba 70% ya uso wake umefunikwa na maji.

Sote tunajua kwa nini hii ni hivyo: kwa sababu bahari ya Dunia huelea juu ya mawe na uchafu unaounda ardhi. Wazo la kuelea, ambamo vitu visivyo na msongamano huelea juu ya vile vizito vinavyozama chini, hufafanua mengi zaidi ya bahari tu.

Kanuni iyo hiyo inayoeleza kwa nini barafu huelea ndani ya maji, puto ya heliamu huinuka angani, na miamba huzama kwenye ziwa hueleza kwa nini tabaka za sayari ya Dunia zimepangwa jinsi zilivyo.

Sehemu ndogo zaidi ya Dunia, angahewa, huelea juu ya bahari ya maji, ambayo huelea juu ya ukoko wa Dunia, ambayo inakaa juu ya vazi mnene, ambalo halizama ndani ya sehemu mnene zaidi ya Dunia: msingi.

Kwa kweli, hali thabiti zaidi ya Dunia ingekuwa ile ambayo ingegawanywa katika tabaka, kama kitunguu, chenye vitu mnene katikati, na unaposonga nje, kila safu inayofuata ingeundwa na vitu vizito. Na kila tetemeko la ardhi, kwa kweli, huipeleka sayari kuelekea hali hii.

Na hii inaelezea muundo wa sio Dunia tu, bali pia sayari zote, ikiwa unakumbuka ambapo vipengele hivi vilitoka.

Ulimwengu ulipokuwa mchanga—ukiwa na umri wa dakika chache tu—hidrojeni na heliamu pekee zilikuwepo. Vipengele vizito zaidi viliundwa katika nyota, na wakati tu nyota hizi zilikufa ndipo vipengele vizito zaidi vilitoka kwenye Ulimwengu, na kuruhusu vizazi vipya vya nyota kuunda.

Lakini wakati huu, mchanganyiko wa mambo haya yote - si tu hidrojeni na heliamu, lakini pia kaboni, nitrojeni, oksijeni, silicon, magnesiamu, sulfuri, chuma na wengine - huunda sio nyota tu, bali pia diski ya protoplanetary karibu na nyota hii.

Shinikizo kutoka ndani kwenda nje katika nyota inayounda husukuma vitu vyepesi nje, na mvuto husababisha hitilafu katika diski kuanguka na kuunda sayari.

Katika kesi mfumo wa jua nne ulimwengu wa ndani ndio sayari nzito kuliko sayari zote kwenye mfumo. Mercury ina vipengele vyenye densest, ambavyo havikuweza kushikilia kiasi kikubwa cha hidrojeni na heliamu.

Sayari zingine, kubwa zaidi na za mbali zaidi kutoka kwa Jua (na kwa hivyo kupokea mionzi kidogo), ziliweza kuhifadhi zaidi ya vitu hivi vya mwanga mwingi - hivi ndivyo majitu ya gesi yalivyoundwa.

Katika ulimwengu wote, kama ilivyo Duniani, kwa wastani, vitu vyenye mnene zaidi vimejilimbikizia kwenye msingi, na zile nyepesi huunda tabaka zenye mnene karibu nayo.

Haishangazi kwamba chuma, kipengele thabiti zaidi, na kipengele kizito zaidi kimeundwa ndani kiasi kikubwa kwenye mpaka wa supernova, na ni kipengele cha kawaida zaidi cha msingi wa dunia. Lakini labda cha kushangaza, kati ya msingi dhabiti na vazi dhabiti kuna safu ya kioevu yenye unene wa zaidi ya kilomita 2,000: msingi wa nje wa Dunia.

Dunia ina safu nene ya kioevu iliyo na 30% ya wingi wa sayari! Na tulijifunza juu ya uwepo wake kwa kutumia njia ya busara - shukrani kwa mawimbi ya seismic yanayotokana na matetemeko ya ardhi!

Katika matetemeko ya ardhi, mawimbi ya seismic ya aina mbili huzaliwa: wimbi kuu la compression, linalojulikana kama P-wave, ambalo husafiri kwa njia ya longitudinal.

Na wimbi la pili la shear, linalojulikana kama wimbi la S, sawa na mawimbi juu ya uso wa bahari.

Vituo vya kutetemeka kote ulimwenguni vina uwezo wa kuchukua mawimbi ya P- na S, lakini mawimbi ya S hayasafiri kupitia kioevu, na mawimbi ya P sio tu yanasafiri kupitia kioevu, lakini yanarudiwa!

Matokeo yake, tunaweza kuelewa kwamba Dunia ina msingi wa nje wa kioevu, nje ambayo kuna vazi imara, na ndani kuna msingi wa ndani imara! Hii ndiyo sababu msingi wa Dunia una vipengele vizito na mnene zaidi, na hivi ndivyo tunavyojua kwamba msingi wa nje ni safu ya kioevu.

Lakini kwa nini ni kioevu cha msingi cha nje? Kama vipengele vyote, hali ya chuma, iwe imara, kioevu, gesi, au nyingine, inategemea shinikizo na joto la chuma.

Iron ni kipengele changamano zaidi kuliko nyingi ulizozizoea. Bila shaka, inaweza kuwa na awamu tofauti thabiti za fuwele, kama inavyoonyeshwa kwenye grafu, lakini hatupendezwi na shinikizo za kawaida. Tunashuka kwenye kiini cha dunia, ambapo shinikizo ni mara milioni zaidi ya usawa wa bahari. Je, mchoro wa awamu unaonekanaje kwa shinikizo la juu kama hilo?

Uzuri wa sayansi ni kwamba hata kama huna jibu la swali mara moja, kuna uwezekano mtu amefanya utafiti sahihi ambao unaweza kufunua jibu! Katika kesi hii, Ahrens, Collins na Chen mnamo 2001 walipata jibu la swali letu.

Na ingawa mchoro unaonyesha shinikizo kubwa la hadi 120 GPa, ni muhimu kukumbuka kuwa shinikizo la anga ni 0.0001 GPa tu, wakati shinikizo la ndani hufikia 330-360 GPa. Mstari thabiti wa juu unaonyesha mpaka kati ya chuma kuyeyuka (juu) na chuma kigumu (chini). Je, umeona jinsi mstari dhabiti mwishoni kabisa unavyofanya mpinduko mkali wa kuelekea juu?

Ili chuma kuyeyuka kwa shinikizo la 330 GPa, joto kubwa linahitajika, likilinganishwa na lile lililopo kwenye uso wa Jua. Viwango sawa vya joto kwa shinikizo la chini vitadumisha chuma kwa urahisi hali ya kioevu, na kwa viwango vya juu - katika imara. Je, hii ina maana gani katika suala la msingi wa Dunia?

Hii ina maana kwamba Dunia inapopoa, joto lake la ndani hupungua, lakini shinikizo linabaki bila kubadilika. Hiyo ni, wakati wa kuundwa kwa Dunia, uwezekano mkubwa, msingi wote ulikuwa kioevu, na inapopoa, msingi wa ndani unakua! Na katika mchakato huo, kwa kuwa chuma kigumu kina msongamano mkubwa zaidi kuliko chuma kioevu, Dunia inapunguza polepole, ambayo husababisha matetemeko ya ardhi!

Kwa hivyo, msingi wa Dunia ni kioevu kwa sababu ni moto wa kutosha kuyeyuka chuma, lakini tu katika mikoa yenye shinikizo la chini la kutosha. Dunia inapozeeka na kupoa, zaidi na zaidi ya msingi inakuwa imara, na hivyo Dunia hupungua kidogo!

Ikiwa tunataka kuangalia mbali katika siku zijazo, tunaweza kutarajia sifa sawa kuonekana kama zile zinazozingatiwa katika Mercury.

Mercury, kwa sababu ya udogo wake, tayari imepoa na imepungua kwa kiasi kikubwa, na ina fractures ya mamia ya kilomita kwa muda mrefu ambayo imeonekana kutokana na hitaji la compression kutokana na baridi.

Kwa hivyo kwa nini Dunia ina msingi wa kioevu? Kwa sababu bado haijapoa. Na kila tetemeko la ardhi ni njia ndogo ya Dunia kwa hali yake ya mwisho, iliyopozwa na imara kabisa. Lakini usijali, muda mrefu kabla ya wakati huo Jua litalipuka na kila mtu unayemjua atakuwa amekufa kwa muda mrefu sana.

Sayari yetu ya Dunia ina muundo wa tabaka na ina sehemu kuu tatu: ukoko wa dunia, vazi na msingi. Ni nini katikati ya Dunia? Msingi. Ya kina cha msingi ni kilomita 2900, na kipenyo ni takriban kilomita 3.5 elfu. Ndani kuna shinikizo la kutisha la angahewa milioni 3 na joto la juu sana - 5000 ° C. Ilichukua wanasayansi karne kadhaa kujua ni nini kilikuwa katikati ya Dunia. Hata teknolojia ya kisasa haikuweza kupenya zaidi ya kilomita elfu kumi na mbili. Kisima kirefu zaidi, kilicho kwenye Peninsula ya Kola, kina kina cha mita 12,262. Ni umbali mrefu kutoka katikati ya Dunia.

Historia ya ugunduzi wa kiini cha dunia

Mmoja wa wa kwanza kukisia juu ya uwepo wa msingi katikati ya sayari alikuwa mwanafizikia wa Kiingereza na mwanakemia Henry Cavendish mwishoni mwa karne ya 18. Kutumia majaribio ya kimwili, alihesabu wingi wa Dunia na, kulingana na ukubwa wake, aliamua wiani wa wastani wa dutu ya sayari yetu - 5.5 g / cm3. Msongamano wa miamba na madini inayojulikana katika ukoko wa dunia uligeuka kuwa takriban nusu ya kiasi hicho. Hii ilisababisha dhana ya kimantiki kwamba katikati ya Dunia kuna eneo la jambo mnene - msingi.

Mnamo 1897, mtaalam wa seismologist wa Ujerumani E. Wichert, akisoma kifungu cha mawimbi ya seismological kupitia mambo ya ndani ya Dunia, aliweza kudhibitisha dhana ya uwepo wa msingi. Na mwaka wa 1910, mwanajiolojia wa Marekani B. Gutenberg aliamua kina cha eneo lake. Baadaye, nadharia juu ya mchakato wa malezi ya kiini zilizaliwa. Inachukuliwa kuwa iliundwa kwa sababu ya kutulia kwa vitu vizito kuelekea katikati, na hapo awali dutu ya sayari ilikuwa ya homogeneous (gesi).

Msingi unajumuisha nini?

Ni ngumu sana kusoma dutu ambayo sampuli yake haiwezi kupatikana ili kusoma vigezo vyake vya mwili na kemikali. Wanasayansi wanapaswa tu kudhani uwepo wa mali fulani, pamoja na muundo na muundo wa kiini kulingana na ushahidi usio wa moja kwa moja. Utafiti wa uenezi wa mawimbi ya seismic ulisaidia sana katika kusoma muundo wa ndani wa Dunia. Maandishi ya seismografia yaliyo katika sehemu nyingi kwenye uso wa sayari hurekodi kasi na aina za mawimbi ya tetemeko yanayotokana na kutikisika kwa ganda la dunia. Data hizi zote hufanya iwezekanavyo kuhukumu muundo wa ndani wa Dunia, ikiwa ni pamoja na msingi wake.

Kwa sasa, wanasayansi wanadhani kwamba sehemu ya kati ya sayari ni tofauti. Ni nini kiko katikati ya Dunia? Sehemu iliyo karibu na vazi ni msingi wa kioevu, unaojumuisha vitu vya kuyeyuka. Inaonekana ina mchanganyiko wa chuma na nikeli. Wanasayansi waliongozwa na wazo hili na utafiti wa meteorites ya chuma, ambayo ni vipande vya cores asteroid. Kwa upande mwingine, aloi za chuma-nickel zinazosababishwa zina msongamano mkubwa kuliko wiani wa msingi unaotarajiwa. Kwa hiyo, wanasayansi wengi wana mwelekeo wa kudhani kuwa katikati ya Dunia, msingi, kuna nyepesi vipengele vya kemikali.

Wanajiofizikia wanaelezea kuwepo kwa sayari kwa kuwepo kwa msingi wa kioevu na mzunguko wa sayari karibu na mhimili wake mwenyewe. shamba la sumaku. Inajulikana kuwa uwanja wa umeme karibu na kondakta hutokea wakati mtiririko wa sasa. Safu ya kuyeyuka iliyo karibu na vazi hutumika kama kondakta mkubwa wa kubeba sasa.

Mambo ya Ndani Msingi, licha ya joto la digrii elfu kadhaa, ni dutu imara. Hii ni kwa sababu shinikizo katikati ya sayari ni kubwa sana hivi kwamba metali moto huwa thabiti. Wanasayansi fulani wanapendekeza kwamba msingi thabiti una hidrojeni, ambayo chini ya ushawishi wa shinikizo la ajabu na joto kubwa huwa kama chuma. Kwa hivyo, hata wanajiofizikia bado hawajui kwa hakika ni nini kitovu cha Dunia. Lakini ikiwa tunazingatia suala hilo kutoka kwa mtazamo wa hisabati, tunaweza kusema kwamba katikati ya Dunia ni takriban kilomita 6378. kutoka kwenye uso wa sayari.

Hii ilitokea katika wakati gani wa kumbukumbu? Maswali haya yote yamesumbua ubinadamu kwa muda mrefu. Na wanasayansi wengi walitaka kujua haraka ni nini kilindini? Lakini ikawa kwamba kujifunza haya yote sio rahisi sana. Baada ya yote, hata leo, kuwa na vifaa vyote vya kisasa vya kufanya kila aina ya utafiti, ubinadamu unaweza kuchimba visima ndani ya kina cha kilomita kumi na tano tu - hakuna zaidi. Na kwa majaribio kamili na ya kina, kina kinachohitajika kinapaswa kuwa agizo la ukubwa zaidi. Kwa hiyo, wanasayansi wanapaswa kuhesabu jinsi msingi wa Dunia ulivyoundwa kwa kutumia vyombo mbalimbali vya usahihi wa juu.

Kuchunguza Dunia

Tangu nyakati za zamani, watu wamesoma miamba, wazi kwa asili. Maporomoko na miteremko ya milima, kingo za mito na bahari zenye mwinuko... Hapa unaweza kuona kwa macho yako kile kilichokuwepo pengine mamilioni ya miaka iliyopita. Na katika baadhi maeneo yanayofaa visima vinachimbwa. Moja ya haya ni kwa kina chake - mita elfu kumi na tano. Migodi ambayo watu huchimba pia kusaidia kusoma Core ya ndani, bila shaka, hawawezi "kuipata". Lakini kutoka kwa migodi na visima hivi, wanasayansi wanaweza kutoa sampuli za miamba, kujifunza kwa njia hii kuhusu mabadiliko yao na asili, muundo na muundo. Hasara ya njia hizi ni kwamba wana uwezo wa kuchunguza ardhi tu na pekee sehemu ya juu Ukanda wa dunia.

Kuunda upya hali katika msingi wa Dunia

Lakini jiofizikia na seismology - sayansi ya matetemeko ya ardhi na muundo wa kijiolojia wa sayari - kusaidia wanasayansi kupenya zaidi na zaidi bila kuwasiliana. Kwa kusoma mawimbi ya seismic na uenezi wao, imedhamiriwa ni nini vazi na msingi vinajumuisha (imedhamiriwa vile vile, kwa mfano, na muundo wa meteorites zilizoanguka). Ujuzi kama huo unategemea data iliyopokelewa - isiyo ya moja kwa moja - kuhusu mali za kimwili vitu. Pia leo, data ya kisasa iliyopatikana kutoka kwa satelaiti bandia katika obiti inachangia utafiti.

Muundo wa sayari

Wanasayansi waliweza kuelewa, kwa muhtasari wa data zilizopatikana, kwamba muundo wa Dunia ni ngumu. Inajumuisha angalau sehemu tatu zisizo sawa. Katikati kuna msingi mdogo, ambao umezungukwa na vazi kubwa. Nguo hiyo inachukua takriban tano-sita ya kiasi kizima cha Dunia. Na juu kila kitu kinafunikwa na ukoko nyembamba wa nje wa Dunia.

Muundo wa msingi

Msingi ni sehemu ya kati, ya kati. Imegawanywa katika tabaka kadhaa: ndani na nje. Kwa mujibu wa wanasayansi wengi wa kisasa, msingi wa ndani ni imara, na msingi wa nje ni kioevu (katika hali ya kuyeyuka). Na msingi pia ni mzito sana: ina uzani wa zaidi ya theluthi ya misa ya sayari nzima na kiasi cha zaidi ya 15. Joto la msingi ni la juu kabisa, kutoka digrii 2000 hadi 6000 Celsius. Kulingana na mawazo ya kisayansi, katikati ya Dunia ina chuma na nikeli. Radi ya sehemu hii nzito ni kilomita 3470. Na eneo lake ni karibu kilomita za mraba milioni 150, ambayo ni takriban sawa na eneo la mabara yote kwenye uso wa Dunia.

Jinsi msingi wa Dunia ulivyoundwa

Kuna habari kidogo sana juu ya msingi wa sayari yetu, na inaweza kupatikana tu kwa njia isiyo ya moja kwa moja (hakuna sampuli za msingi za miamba). Kwa hivyo, nadharia zinaweza tu kuonyeshwa dhahania juu ya jinsi msingi wa Dunia ulivyoundwa. Historia ya Dunia inarudi nyuma mabilioni ya miaka. Wanasayansi wengi hufuata nadharia kwamba mwanzoni sayari iliundwa kama sayari yenye usawa. Mchakato wa kutenganisha kiini ulianza baadaye. Na muundo wake ni nikeli na chuma. Je, kiini cha dunia kiliundwaje? Kuyeyuka kwa metali hizi hatua kwa hatua kuzama hadi katikati ya sayari, na kutengeneza msingi. Hii ilikuja kwa gharama ya zaidi mvuto maalum kuyeyuka.

Nadharia mbadala

Pia kuna wapinzani wa nadharia hii, ambao wanawasilisha hoja zao wenyewe, za busara kabisa. Kwanza, wanasayansi hawa wanahoji ukweli kwamba aloi ya chuma na nikeli ilipita katikati ya msingi (ambayo ni zaidi ya kilomita 100). Pili, ikiwa tunadhania kutolewa kwa nikeli na chuma kutoka kwa silicates sawa na meteorites, basi mmenyuko wa kupunguza sambamba unapaswa kutokea. Hii, kwa upande wake, inapaswa kuambatana na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha oksijeni, kutengeneza shinikizo la anga anga laki kadhaa. Lakini hakuna ushahidi wa kuwepo kwa angahewa kama hiyo katika siku za nyuma za Dunia. Ndio maana nadharia ziliwekwa mbele juu ya malezi ya awali ya msingi wakati wa kuunda sayari nzima.

Mnamo mwaka wa 2015, wanasayansi wa Oxford hata walipendekeza nadharia kulingana na ambayo msingi wa sayari ya Dunia ina uranium na ina mionzi. Hii inathibitisha moja kwa moja uwepo wa muda mrefu wa uwanja wa sumaku wa Dunia, na ukweli kwamba katika nyakati za kisasa sayari yetu hutoa joto zaidi kuliko inavyotarajiwa na nadharia za kisayansi za hapo awali.

Katika karne ya ishirini, kupitia tafiti nyingi, ubinadamu ulifunua siri ya mambo ya ndani ya dunia; Kwa wale ambao bado hawajui dunia imetengenezwa na nini, tabaka zake kuu ni nini, muundo wao, sehemu nyembamba zaidi ya sayari inaitwa nini, tutaorodhesha ukweli kadhaa muhimu.

Sura na ukubwa wa sayari ya Dunia

Kinyume na dhana potofu ya jumla sayari yetu sio duara. Umbo lake linaitwa geoid na ni mpira uliopigwa kidogo. Mahali ambapo dunia imebanwa huitwa miti. Mhimili wa mzunguko wa dunia unapita kwenye miti;

Sayari imezingirwa katikati - mduara wa kufikiria unaogawanya geoid katika Hemispheres ya Kaskazini na Kusini.

Mbali na ikweta, kuna meridians - miduara, perpendicular kwa ikweta na kupita kwenye nguzo zote mbili. Mmoja wao, akipitia Greenwich Observatory, inaitwa sifuri - hutumika kama sehemu ya kumbukumbu ya longitudo ya kijiografia na maeneo ya saa.

Kwa sifa kuu dunia inaweza kuhusishwa:

kipenyo (km): ikweta - 12,756, polar (kwenye miti) - 12,713;
urefu (km) ya ikweta - 40,057, meridian - 40,008.

Kwa hivyo, sayari yetu ni aina ya duaradufu - geoid, inayozunguka mhimili wake kupita kwenye nguzo mbili - Kaskazini na Kusini.

Sehemu ya kati ya geoid imezungukwa na ikweta - mduara unaogawanya sayari yetu katika hemispheres mbili. Ili kuamua radius ya dunia ni nini, nusu ya maadili ya kipenyo chake kwenye miti na ikweta hutumiwa.

Na sasa kuhusu hilo ardhi imetengenezwa na nini, inafunikwa na maganda gani na ni nini muundo wa sehemu ya dunia.

Magamba ya ardhi

Magamba ya msingi ya ardhi zilizotengwa kulingana na yaliyomo. Kwa kuwa sayari yetu ina umbo la duara, makombora yake, yanayoshikiliwa na mvuto, yanaitwa tufe. Ukiangalia mara tatu ya dunia katika sehemu ya msalaba, basi nyanja tatu zinaweza kuonekana:

Kwa utaratibu(kuanzia kwenye uso wa sayari) ziko kama ifuatavyo:

Lithosphere - shell ngumu ya sayari, ikiwa ni pamoja na madini tabaka za dunia.
Hydrosphere - ina rasilimali za maji - mito, maziwa, bahari na bahari.
Anga - ni shell ya hewa inayozunguka sayari.

Kwa kuongeza, biosphere pia inajulikana, ambayo ni pamoja na viumbe hai vyote vinavyoishi shells nyingine.

Muhimu! Wanasayansi wengi huainisha idadi ya sayari hiyo kuwa ya ganda kubwa tofauti linaloitwa anthroposphere.

Magamba ya dunia - lithosphere, hydrosphere na anga - hutambuliwa kulingana na kanuni ya kuchanganya sehemu ya homogeneous. Katika lithosphere - haya ni miamba imara, udongo, yaliyomo ndani ya sayari, katika hydrosphere - yote, katika anga - hewa yote na gesi nyingine.

Anga

Angahewa ni ganda la gesi, ndani utungaji wake unajumuisha: nitrojeni, dioksidi kaboni, gesi, vumbi.

Troposphere ni safu ya juu ya dunia iliyo na wengi wa hewa ya dunia na kuenea kutoka kwa uso hadi urefu wa 8-10 (kwenye miti) hadi 16-18 km (kwenye ikweta). Mawingu na raia mbalimbali za hewa huunda katika troposphere.
The stratosphere ni safu ambayo maudhui ya hewa ni ya chini sana kuliko katika troposphere. Yake unene wa wastani umbali wa kilomita 39-40. Safu hii huanza kutoka mpaka wa juu wa troposphere na kuishia kwa urefu wa kilomita 50.
Mesosphere ni safu ya angahewa inayoenea kutoka 50-60 hadi 80-90 km juu. uso wa dunia. Inajulikana na kupungua kwa kasi kwa joto.
Thermosphere - iko kilomita 200-300 kutoka kwenye uso wa sayari, hutofautiana na mesosphere na ongezeko la joto kadiri urefu unavyoongezeka.
Exosphere - huanza kutoka mpaka wa juu, umelazwa chini ya thermosphere, na hatua kwa hatua huingia ndani. nafasi wazi, ina sifa ya maudhui ya chini ya hewa na mionzi ya juu ya jua.

Makini! Katika stratosphere katika urefu wa kilomita 20-25 kuna safu nyembamba ozoni, ambayo inalinda maisha yote kwenye sayari kutokana na mionzi hatari ya ultraviolet. Bila hivyo, viumbe vyote vilivyo hai vingekufa hivi karibuni.

Angahewa ni ganda la dunia, bila ambayo maisha kwenye sayari hayangewezekana.

Ina hewa inayohitajika kwa viumbe hai kupumua, huamua hali ya hewa inayofaa, na hulinda sayari dhidi ya ushawishi mbaya mionzi ya jua.

Angahewa ina hewa, kwa upande wake, hewa ina takriban 70% ya nitrojeni, 21% ya oksijeni, 0.4%. kaboni dioksidi na gesi zingine adimu.

Kwa kuongezea, kuna safu muhimu ya ozoni kwenye angahewa, kwenye mwinuko wa takriban kilomita 50.

Haidrosphere

Hydrosphere ni maji yote kwenye sayari.

Gamba hili kwa eneo rasilimali za maji na kiwango cha chumvi yao ni pamoja na:

bahari ya dunia - nafasi kubwa iliyochukuliwa na maji ya chumvi na ikiwa ni pamoja na bahari nne na 63;
Maji ya uso wa mabara ni maji safi, pamoja na maji ya chumvi mara kwa mara. Imegawanywa kulingana na kiwango cha maji katika miili ya maji na mtiririko - mito na hifadhi zilizo na maji yaliyosimama - maziwa, mabwawa, mabwawa;
maji ya ardhini ni maji safi yaliyo chini ya uso wa dunia. Kina matukio yao ni kati ya mita 1-2 hadi 100-200 au zaidi.

Muhimu! Kiasi kikubwa cha maji safi kwa sasa ni katika mfumo wa barafu - leo katika maeneo ya permafrost kwa namna ya barafu, barafu kubwa, theluji isiyoyeyuka ya kudumu, kuna karibu milioni 34 km3 ya hifadhi ya maji safi.

Hydrosphere ni, kwanza kabisa,, chanzo kipya maji ya kunywa, moja ya sababu kuu za kuunda hali ya hewa. Rasilimali za maji hutumiwa kama njia za mawasiliano na vitu vya utalii na burudani (burudani).

Lithosphere

lithosphere ni imara ( madini) tabaka za dunia. Unene wa shell hii huanzia 100 (chini ya bahari) hadi kilomita 200 (chini ya mabara). Lithosphere inajumuisha ukoko wa dunia na vazi la juu.

Nini iko chini ya lithosphere ni moja kwa moja muundo wa ndani ya sayari yetu.

Sahani za lithosphere zinajumuisha basalt, mchanga na udongo, jiwe na safu ya udongo.

Mchoro wa muundo wa dunia pamoja na lithosphere, inawakilishwa na tabaka zifuatazo:

ukoko wa dunia - juu, inayojumuisha miamba ya sedimentary, basaltic, metamorphic na udongo wenye rutuba. Kulingana na eneo, ukoko wa bara na bahari hutofautishwa;
vazi - iko chini ya ukoko wa dunia. Uzito wa takriban 67% ya jumla ya misa ya sayari. Unene wa safu hii ni karibu 3000 km. Safu ya juu ya vazi ni ya viscous na iko kwa kina cha kilomita 50-80 (chini ya bahari) na kilomita 200-300 (chini ya mabara). Tabaka za chini ni ngumu zaidi na mnene. Nguo hiyo ina chuma nzito na vifaa vya nikeli. Michakato inayotokea kwenye vazi inawajibika kwa matukio mengi juu ya uso wa sayari (michakato ya seismic, milipuko ya volkeno, malezi ya amana);
Sehemu ya kati ya dunia inakaliwa msingi unaojumuisha kigumu cha ndani na sehemu ya kioevu ya nje. Unene wa sehemu ya nje ni karibu 2200 km, sehemu ya ndani ni 1300 km. Umbali kutoka kwa uso d kuhusu kiini cha dunia ni kama 3000-6000 km. Joto katikati ya sayari ni kama 5000 Cº. Kulingana na wanasayansi wengi, kiini ardhi kwa utungaji ni metali nzito-nikeli kuyeyuka na mchanganyiko wa vipengele vingine sawa katika mali na chuma.

Muhimu! Miongoni mwa duara nyembamba ya wanasayansi, pamoja na mfano wa classical na msingi mzito wa nusu-kuyeyuka, pia kuna nadharia kwamba katikati ya sayari kuna nyota ya ndani, iliyozungukwa pande zote na safu ya kuvutia ya maji. Nadharia hii, mbali na mduara mdogo wa wafuasi katika jumuiya ya kisayansi, imepata kuenea katika fasihi ya fantasia. Mfano ni riwaya ya V.A. "Plutonia" ya Obruchev, ambayo inasimulia juu ya msafara wa wanasayansi wa Urusi kwenye patiti ndani ya sayari na nyota yake ndogo na ulimwengu wa wanyama na mimea iliyotoweka juu ya uso.

Vile vinavyokubaliwa kwa ujumla mchoro wa muundo wa dunia, ikiwa ni pamoja na ukoko wa dunia, vazi na msingi, inazidi kuboreshwa na kusafishwa kila mwaka.

Vigezo vingi vya mfano vitasasishwa zaidi ya mara moja na uboreshaji wa mbinu za utafiti na ujio wa vifaa vipya.

Kwa hivyo, kwa mfano, ili kujua haswa kilomita ngapi hadi sehemu ya nje ya msingi, miaka zaidi ya utafiti wa kisayansi itahitajika.

Kwa sasa, mgodi wa kina kabisa katika ukoko wa dunia uliochimbwa na mwanadamu ni kama kilomita 8, kwa hivyo kusoma vazi, na haswa msingi wa sayari, inawezekana tu katika muktadha wa kinadharia.

Muundo wa safu kwa safu ya Dunia

Tunasoma ni tabaka gani Dunia ina ndani

Hitimisho

Baada ya kuzingatia muundo wa sehemu ya dunia, tumeona jinsi sayari yetu ilivyo ya kuvutia na ngumu. Kusoma muundo wake katika siku zijazo itasaidia ubinadamu kuelewa siri matukio ya asili, itafanya iwezekanavyo kutabiri kwa usahihi zaidi majanga ya asili yenye uharibifu na kugundua amana mpya za madini, ambazo bado hazijatengenezwa.

Unaweza kupendezwa na nyenzo zifuatazo