Внутреннее строение земли - кора, мантия и ядро

Земная кора и ее типы

Интересно отметить, что глубже ученые практически не проникали, а если провести аналогию, то кора – это как кожица на яблоке по отношению ко всему его объему. Дальнейшее и более точное изучение требует совершенно другого уровня развития техники.

Если смотреть на планету в разрезе, то по мере разной глубины проникновения внутрь ее структуры можно по порядку выделить такие типы земной коры:

Океаническая кора состоит преимущественно из базальтов, находится на дне океанов под огромными слоями воды.
Континентальная или материковая кора покрывает сушу, состоит из очень богатого химического состава, включающего на 25% кремний, на 50% кислород, а также 18% других основных элементов таблицы Менделеева. В целях удобного изучения этой коры ее еще делят на нижнюю и верхнюю. Наиболее древние относятся к нижней части.

Температура коры увеличивается по мере углубления.

Модель земли из воздушного шарика

Один из вариантов создания планеты из пластилина – сделать ее при помощи обыкновенного шарика. Сделать это своими руками просто:

Надуйте шарик, вдувая в него воздух, или при помощи специального наноса. Не старайтесь делать его слишком большим, главное – не размер, а форма

Важно, чтобы она была максимально приближена к кругу.
Из старой газеты или обычных альбомных листов сделайте маленькие квадратные листочки. Их размер не должен превышать 2 см на 2 см.
Покройте шар первым слоем бумаги, положив бумажные кусочки поверх участков, покрытых растительным маслом.
Следующие два слоя прикрепляйте на клей ПВА

После завершения третьего слоя оставьте шарик у батареи на продолжительное время, чтобы слои полностью просохли, и все труды не развалились. Если нет времени ждать, воспользуйтесь феном.
Покройте шарик еще двумя или тремя слоями, чтобы в случае если ребенок случайно сильно нажмет на шарик, он не деформировался. Проведите повторную сушку.
При помощи обыкновенной иголки лопните воздушный шарик внутри, а образовавшуюся дырочку тут же заклейте.
Наметьте простым карандашом будущие материки.
Используйте желтый, зеленый, коричневый и белый пластилин, чтобы залепить намеченные участки суши, а на оставшееся пространство лепите как можно больше синего, покрыв глобус водой.

Проект «Слои атмосферы Земли»

Каждый вечер, прежде чем заснуть, вы, вероятно, укрываетесь одеялом. Знаете ли вы, что Земля также покрыта одеялом? Ее одеяло – это атмосфера. Она включает четыре слоя. Каждый слой имеет собственные отличительные характеристики.

Давайте
рассмотрим строение атмосферы
Земли по слоям.

Ход эксперимента:

Вы будете делать буклет из 4 листов. Можете использовать бумагу для принтера для изготовления маленького буклета или диаграммную бумагу для более масштабной презентации. Здесь представлены показатели, предназначенные для маленькой версии, однако их легко можно адаптировать для крупного буклета.
Изучите строение атмосферы Земли, особенности каждого слоя: тропосферы, стратосферы, мезосфера, термосферы. Узнайте, в каком порядке и на каком расстоянии они располагаются над поверхностью планеты. Узнайте, из чего состоят слои атмосферы.
Возьмите линейку, отмерьте 8 см от верхнего края бумаги. Согните ее в этом месте и сложите.
На другом листе отмерьте 5 см от верхнего края и согните.
Вложите согнутый край второго листа в первый. Разверните листы верхними краями вниз, скрепите их степлером.
В нижней части подпишите название всем слоям атмосферы. Соблюдайте правильный порядок. Вы можете начать с верхнего или с нижнего слоя.

Вывод:

Какие слои
атмосферы вы знаете? Какой из них
содержит наибольшее количество воздуха?
Для какого слоя характерна самая высокая
температура? Самая низкая температура?

Бумажный макет планеты земля

Иногда пластилина под рукой не оказываются, но показать ребенку земной шар все равно необходимо. В таком случае можно использовать обыкновенную бумагу, которая найдется в доме у каждого. О том, как сделать глобус своими руками из бумаги, читайте в мастер-классе, предоставленном ниже.

За основу для будущего макета возьмем воздушный шар. Лучше всего для этих целей подойдут круглые шары, но если приобрести такой не получилось, используйте обыкновенный, стараясь придать ему максимально круглую форму.
Используйте порванную на мелкие части газету или бумагу. Второе подойдет лучше всего, так как белый лист проще раскрасить. Рекомендуется хотя бы последний слой сделать из бумаги, а не газеты. Обмакните каждый кусочек в клей ПВА и равномерно обклеивайте ими воздушный шар. Повторите процедуру около трех раз.
После завершения каждого слоя оставьте шарик у батареи или просушите его феном

Важно, чтобы новые слои наносились на сухую поверхность.
Как только все слои будут готовы, проткните шарик в том месте, где остался торчать небольшой хвостик. Именно за него аккуратно вытащите лопнувший шар, а дырку сразу же заклейте бумагой.
Нанесите карандашом наброски будущего глобуса

Для этого как можно тщательнее изобразите участки суши: большие материки и маленькие острова. Если нет времени или необходимых умений для того, чтобы изобразить собственноручно каждую деталь земного шара, распечатайте шаблоны и аккуратно приклейте их к изготовляемой модели.
Приготовьте краски (желательно выбрать гуашь) и кисти. Первым делом необходимо покрыть шар белым цветом, так называемой шпаклевкой, в несколько слоев, чтобы краски лучше легли на поверхность.
Наберите синего цвета и закрасьте участки, где должен находиться мировой океан. Старайтесь случайно не задеть нанесенные мелкие острова и части материков.
Используйте различные краски, чтобы придать цвет суше. Лучше всего заранее найти цветную картинку земли или достать настоящий глобус, они подскажут, как сделать глобус из бумаги более реалистичным. Впрочем, совсем необязательно следовать стандартной окраске глобуса. Можно пофантазировать с цветами и сделать макет земли, напоминающий, например, старую пожелтевшую карту, или вовсе выплеснуть на шар различные краски, создав свою неповторимую разноцветную модель.

Сделать глобус своими руками, мастер-классы для которого были рассмотрены в статье, очень просто. Ни ребенку, ни родителям не придется тратить много времени, чтобы создать модель планеты из пластилина, и поделка будет долго радовать ее создателей. Кроме того, пластилиновый глобус ребенок сможет принести на школьную выставку или приготовить к уроку. По такому же принципу можно сделать макет отдельной природной зоны, например, тундры или тайги.

Проект «Движение тектонических плит»

Вы растёте, растут деревья, и да – камни тоже растут! Только в их случае процесс роста очень медленный.

Планета Земля состоит из разных каменных плит, подобно огромным пазлам. Все вместе эти каменные пазлы называются литосферой. Тектоника изучает особенности этих каменных плит, а также их перемещение и изменение. Литосферные плиты перемещаются по-разному. Иногда происходит их столкновение вдоль конвергентной границы. В этих границах вулканы и горы формируются путём столкновения двух каменных глыб. Если происходит трансформный разлом, плиты скользят по горизонтали, соприкасаясь в месте разлома земной коры. Иногда этот процесс проходит не очень гладко и сопровождается землетрясением. Дивергентные границы, такие как Срединно-океанический хребет, появляются тогда, когда плиты раздвигаются, образуя трещины, которые затем заполняются магмой, выходящей из недр планеты. Площадь морского дна при этом увеличивается.

Цель проекта
— создать модель движения тектонических
плит.

Что нам понадобится:

картонный цилиндрический контейнер;
белый лист бумаги 22 на 28 см;
линейка;
цветные карандаши;
карандаш;
клейка лента;
ножницы.

Ход эксперимента:

Возьмите картонный цилиндрический контейнер и сделайте в верхней части вертикальный надрез на 9 см, а в нижней – на 6 мм. Эти разрезы иллюстрируют Срединно-океанический хребет, в котором плиты двигаются в обратном направлении друг от друга.
Разрежьте лист белой бумаги вдоль на две части.
На каждом листе отметьте 5 см от края и согните его так, чтобы образовалась секция с каждой стороны.
Отмерьте ещё 5 см внутрь от места сгиба и закрасьте полученную полоску шириной 5 см.
Продолжайте отмерять секции подобным образом, закрашивая полоски шириной 5 см.
Поместите несогнутый лист бумаги в разрез контейнера. Придерживая бумагу за согнутый край, достаньте её снова. Если представить, что разрезы – это океанический хребет, где плиты двигаются в обратном друг от друга направлении, бумага – это новая скала, сформированная выходящей из недр Земли магмой. Первый лист бумаги – это старые камни, а последний– недавно образованная порода. Если вообразить, что подобное движение тектоники будет продолжаться, вскоре первые камни, заполнившие расщелину, окажутся далеко от океанического хребта. Безусловно, понятие «скоро» в масштабах геологического времени – весьма продолжительный период!
Возьмите листы и прикрепите их несогнутые края к карандашу при помощи клейкой ленты.
Поместите карандаш в контейнер и вытяните края бумаги через разрезы.
Начните вращать карандаш в одну сторону – бумага начнёт двигаться соответственно. Подобное происходит при расхождении плит.
Начните вращать карандаш в другую сторону – листы бумаги будут двигаться в направлении друг к другу. Это происходит при столкновении плит вдоль конвергентной границы. Вообразите, что бы произошло, если бы бумага была неровной. В результате таких перемещений образовались бы горы.

Вывод:

Как происходит движение тектонических плит? Вообразите, что вы печёте очень вкусное шоколадное печенье. Через некоторое время поверхность печенья начинает трескаться, а части испечённого теста отдаляются. К сожалению, вы приготовили очень влажное тесто, печенье ещё не пропеклось. По мере того, как печенье трескается, его кусочки рассыпаются.

Жёсткая
поверхность печенья – это литосфера.
Под твёрдым слоем Земли расположена
астеносфера – клейкая жидкость из
расплавленных камней. Растяжение
морского дна появляется в тех местах,
где плиты двигаются в обратном направлении
друг от друга, и астеносфера может
приблизиться к литосфере. Эти расщелины
заполняются магмой (жидкие камни),
которая со временем затвердевает,
образую новое дно.

В процессе образования скалистого дна моря есть один интересный момент. Это помогает изучить историю формирования поверхности Земли. Например, миллион лет назад магнитные поля планеты меняли своё положение 4 или 5 раз. Юг становился севером и наоборот. Камни на морском дне показывают историю магнитных изменений. Они намагничивались в зависимости от того, где располагались полюса в тот момент и остывали на дне моря. Это позволяет учёным понять магнитную историю, а также историю формирования этих камней. Вы проиллюстрировали эти магнитные изменения, когда раскрашивали секцию шириной 5 см.

Что говорит современная наука

Согласно полученным данным, внутреннее строение Земли неоднородно. Это означает, что существует определённая структура, состоящая из слоёв, как и у всех прочих планет. Они следуют один за другим, имеют достаточно чёткие границы, а также свой химический состав и температуру.

В настоящее время только сейсмологический мониторинг способен дать базовое представление о понятии «слой Земли». Данные наблюдения включают в себя исследование созданных землетрясениями звуковых волн и анализ их изменения во время прохождения сквозь тот или иной слой. Перемены скорости этих волн становятся причиной возникновения рефракции. Они применяются в комплексе с трансформациями в магнитных и гравитационных полях, экспериментам с твёрдыми кристаллическими веществами, имитирующими температуры и давление в глубинных слоях Земли.

Ядро Земли

Существование ядра было доказано ещё в 1897 г. Честь этого открытия принадлежит Иоганну Вихерту. Состоит ядро из двух слоев – жидкого внешнего и твердого внутреннего, однако в 2015 г. геолог Сяодунь Сун обосновал версию, что во внешнем ядре можно выделить третий слой.

Во внешнем ядре температура изменяется от 4400°С на глубине 2900 км до 6100°С на глубине 5150 км. В нем протекают вихревые электрические токи, что ведет к образованию у Земли магнитного поля, которое возникает из-за эффекта, известного как геодинамо.

Во внутреннем ядре давление может достигать 375 ГПа, поэтому находящееся там вещество просто не может стать жидкостью, несмотря на огромную температуру в 6400°. Эта часть структуры планеты возникла не сразу, а 2 млрд (по некоторым оценкам, только 500 млн) лет назад. Это связано с постепенным остыванием Земли. Со временем внутреннее ядро увеличивается в размерах.

Химический состав ядра сильно отличается от мантии. Порядка 85% его массы приходится на железо, 6% – на кремний, ещё 5% – на никель. Это примерные цифры, так как точный состав определить невероятно сложно. Возможно, что в ядре присутствует значительные доли серы, кислорода, углерода, фосфора и водорода.

Почему мантия Земли особенная

Поскольку мантия является основной частью Земли, ее история имеет фундаментальное значение для геологии. Мантия сформировалась во время рождения Земли, как океан жидкой магмы на железном ядре. Поскольку она затвердевала, элементы, которые не вписывались в основные минералы, собрались в виде накипи на вершине коры. Затем, мантия начала медленную циркуляцию, которую продолжает последние 4 миллиарда лет. Верхняя часть мантии начала охлаждаться, потому что она перемешивалась и гидратировалась тектоническими движениями поверхностных плит.

В то же время мы многое узнали о структуре других планет земной группы (Меркурия, Венеры и Марса). По сравнению с ними, у Земли есть активная смазанная мантия, которая является особенной благодаря тому же элементу, который отличает ее поверхность: воде.

Мне нравится1Не нравится

Модель Земли из бумаги

Техника рукоделия «папье-маше» увлекательна, проста, подходит для детей от 3-х лет и старше. Таким способом можно создавать своими руками фигурки животных, искусственные растения и, конечно же, глобусы.

Материалы и инструменты:

шар для фитнеса или прочный воздушный шарик, пищевая пленка;
много старых газет, туалетной бумаги или бумажных полотенец (салфеток);
клей ПВА или клейстер, сваренный самостоятельно;
ножницы, карандаш, краски и кисти.

Готовим шар. Вариант для фитнеса просто протираем и сушим. Воздушный шар надуваем, «усиливаем» (оборачиваем) пищевой пленкой.

Бумагу измельчаем – газеты режем или рвем на ленты, туалетную бумагу, полотенца на небольшие кусочки.

Шар устанавливаем в миску или подвешиваем, начинаем оклеивать. Наносим клей (клейстер), укладываем материал. Каждый слой тщательно просушиваем. Для этого можно воспользоваться феном.

На просушенной основе прорисовываем контуры материков, закрашиваем их зеленым, а «поверхность» океанов синим цветом

Важно понимать, что многослойная бумага будет впитывать краску, как губка, и прокрашивать придется несколько раз. Кроме этого, нужно будет выделить более насыщенным оттенком глубокие места морей, возвышенности на материках

Подставку можно сделать из плотного картона, свернув и закрепив его в виде конуса. Верх детали надрезаем на «язычки», подгибаем их наружу, смазываем клеем, фиксируем на них шар.

Материки можно обозначить не только красками. Покрытие может быть из чего угодно – кружочки из бумаги, крупы, макароны, бисер и даже пуговицы.

Состав мантии Земли

Состав мантии установить крайне сложно, как и её строение. Её изучают с помощью тех обломков, которые иногда появляются на поверхности земли. Данный участок внутренней поверхности Земли имеет зеленовато-чёрный цвет. Горные породы в составе являются основными и состоят из железа, магния, кислорода, кальция, кремния. Видимый вид обломков мантии напоминает метеориты из камня, которые иногда падают на Землю.

Вещества, находящиеся в мантии, вязкие и жидкие. Вязкость мантийной породы колеблется от 1021 до 1024 Па•с и зависит от глубины. Температура в этой породе очень высокая и иногда достигает не одной тысячи градусов. Мантия находится в постоянном движении, поэтому происходит круговорот породы: некоторые массы охлаждаются и затвердевают, а другие расплавляются под воздействием высоких температур. Этот процесс никогда не останавливается.

Деление планеты на слои

Строение Земли можно разделить по химическому или механическому типу. Последний изучает жидкие состояния, к которым относятся литосфера, астеносфера, мезосфера, а также внешнее и внутреннее ядро. Однако ещё большую популярность приобрёл первый тип делений, который позволил обнаружить ядро, мантию и кору.

Внутреннее ядро на самом деле твёрдое, а внешнее находится в жидком состоянии. При этом нижняя мантия находится под очень сильным давлением, что наделяет её меньшей вязкостью по сравнению с верхней. Различают следующие слои земли по порядку в разрезе:

Кора. Представляет собой внешний застывший слой Земли, глубина которого составляет 570 км. Он занимает только 1% от объёма планеты.
Верхняя мантия. Эта часть структуры планеты составляет 84% от её объёма. По большей части она твёрдая, но при определённых обстоятельствах начинает вести себя, как вязкая жидкость. Она начинается на глубине от 7 до 35 км и идёт вглубь на 410 км. Движение данного слоя Земли можно заметить на примере перемещения тектонических плит. Данный процесс обусловлен подогревом из более глубоких недр. Именно это служит причиной формирования гор и землетрясений. Температура в ней может подниматься до 900 градусов Цельсия, а слой на глубине свыше 910 км считается переходным.
Нижняя мантия. Начинается на глубине 660 км и прогревается до температуры 4000 градусов. Из-за слишком высокого давления плавление и вязкость материала очень ограничены.
Внешнее ядро. Представляет собой жидкую оболочку толщиной 2300 км. Предположительно состоит на 80% из железа, а также из никеля и других лёгких элементов. Температура внутри достигает 4030 градусов. Температура и турбулентность этого слоя оказывают непосредственное влияние на магнитное поле планеты.
Внутреннее ядро. Имеет радиус 1220 км. В основном состоит из никеля и железа. Температура внутри достигает 5400 градусов Цельсия. Учёные предполагают, что оно расширяется со скоростью 1 мм в год.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод, если смотреть на Землю в разрезе, она предстает в совершенно ином, непривычном для человека свете и хорошо видно строение Земли.

Способы изучения

Само собой разумеется, что слои, которые находятся на большой глубине достаточно сложно изучать и не только потому, что не такой техники. Усложняется процесс еще и тем, что температура практически постоянно повышается, а вместе с тем возрастает и плотность. Поэтому, можно сказать, что глубина нахождения слоя, является наименьшей проблемой, в этом случае.

Вместе с тем, ученым все же удалось продвинуться в изучении данного вопроса. Для исследования этого участка нашей планеты, главным источником информации были выбраны как раз геофизические показатели. Кроме этого, в ходе исследования, ученые используют и такие данные:

скорость сейсмических волн;
сила тяжести;
характеристики и показатели электропроводности;
изучение магматических пород и обломков мантии, которые редко, но все же удается найти на поверхности Земли.

Что касается последнего, то здесь особенного внимания ученых заслуживают именно алмазы – по их мнению, изучая состав и строение этого камня, можно выяснить много интересного даже о нижних слоях мантии.

Изредка, но встречаются мантийные породы. Их изучение также позволяет добыть ценную информацию, но в той или иной степени все же будут присутствовать искажения. Обусловлено это тем, что в коре происходят различные процессы, которые несколько отличаются от тех, которые происходят в глубинах нашей планеты.

Отдельно следует рассказать о технике, при помощи которой ученые пытаются достать оригинальные породы мантии. Так, в 2005 году в Японии было возведено специальное судно, которое, по мнению самих разработчиков проекта, сможет сделать рекордно глубокую скважину. На данный момент работы еще идут, а старт проекта намечен уже на 2020 год – ждать осталось не так уж и много.

Сейчас же все изучения строения мантии происходят в рамках лаборатории. Ученые уже точно установили, что нижний слой этого участка планеты, практически весь состоит из кремния.

Земная кора

Считается, что у Венеры и Марса (но не у Меркурия) также есть верхний слой коры, схожий с земным. Однако на Земле выделяют два вида коры: континентальный и океанический. Континентальная кора значительно более древняя, возраст ее пород может достигать миллиардов лет. Она состоит из трех слоев. Верхний образован горными породами, средний – гранитами и так называемыми гнейсами, а внизу располагаются гранулиты и подобные им породы.

Океаническая кора постоянно обновляется. Она образуется в центрах современных океанов в местах, которые называют срединно-океаническими хребтами. Перемещаясь оттуда в разных направлениях, она исчезает в зонах субдукции, растворяясь в мантии. Возраст океанической коры не превышает 140-150 миллионов лет. Также ее толщина значительно ниже и, по некоторым оценкам, составляет 5-10 км. Именно поэтому первая попытка пробурить земную кору была предпринята 1961-1966 г. в Тихом океане (проект «Мохол»).

Интересно, что большую часть земной коры образует незначительное количество элементов. Самыми распространенными из них являются:

кислород (49%);
кремний (26%);
алюминий (7,5%);
железо (4,2%);
кальций (3,25%);
натрий (2,4%);
калий (2,35%);
магний (2,35%)
водород (1%).

На остальные элементы суммарно приходится примерно 1% вещества земной коры.

Глобус в технике «Паутинка»

Такая техника более сложная, но интересная. Поделка получается объемной, с выраженными материками, необычной поверхностью океанов.

Перед началом работы нужно подготовить:

воздушный шарик из плотного материала и 2 ватных диска;
два вида бумаги – зеленую бархатную, креп-бумагу (для подставки);
толстые швейные нитки 3-х цветов – голубые, синие, зеленые, иголку с толстым ушком;
пластиковый стаканчик с упругими стенками объемом не менее 0,5 л;
клей двух типов – моментального действия и ПВА в пластиковой тубе;
6 длинных деревянных шпажек, проволоку, моток шерстяных ниток;
алебастр, синтепон, 2 пуговицы одного цвета диаметром не менее 1,5 см.

Шарик надуваем до нужного размера, смазываем вазелином или жирным кремом, устанавливаем на подставку. В качестве подставки можно использовать стеклянную банку, широкий бокал. В иголку вдеваем нитки, сразу три цвета, не отрывая их от бобин. Продеваем иголку с нитками сквозь тубу с клеем ПВА, начинаем обматывать основу.

Стараемся укладывать нити так, чтобы они не слипались между собой, а образовывали равномерный цветной слой в виде паутинки.

Пока шар из ниток просыхает, подготовим подставку-держатель. Для этого из проволоки формируем каркас нужной формы и размера, обматываем его шерстяной нитью в один слой, размещая витки спирали как можно плотнее. Делаем ось — деревянные шпажки склеиваем между собой клеем моментального действия и тоже обматываем нитью.

После того, как основа высохла, извлекаем из нее шарик. Просто аккуратно протыкаем его и вытягиваем. Будущий глобус можно плотно набить синтепоном, чтобы он «прожил» как можно дольше.

Вырезаем материки из зеленой бархатной бумаги, северный и южный ледники из ватных дисков. В центре ватных дисков делаем отверстия – через них будет проходить ось из деревянных шпажек. Приклеиваем заготовки на глобус моментальным клеем.

Приступаем к сборке поделки. Продеваем сквозь шар ось, вставляем деталь в подставку-держатель, фиксируем с обеих сторон пуговицами, приклеив их клеем-моментом.

Основание сделаем из креп-бумаги и пластикового стаканчика. Просто обернем стаканчик бумагой, обматываем шерстяными нитками. В стакан наливаем алебастр, разведенный водой, фиксируем в нем держатель с глобусом.

Поделка готова.

Такой глобус можно подарить ребенку, учителю-предметнику в его профессиональный праздник, использовать как в качестве наглядного пособия, так и в качестве интерьерного аксессуара.

Творчество, рукоделие – это увлекательные занятия. Фантазируйте, используйте в работе сразу несколько техник, привлекайте к созданию поделки детей. Вместе творить гораздо интереснее.

Глобус – это макет нашей прекрасной планеты. Этот шар может быть стильным элементом декора и познавательным подарком. В этой статье мы рассмотрим: как сделать глобус своими руками.

Деятельность в мантии

Верхнюю часть мантии медленно перемешивают движения плит, проходящих над ней. Это вызвано двумя видами деятельности. Во-первых, происходит движение подвижных плит вниз, которые скользят друг под другом. Во-вторых, происходит восходящее движение мантийной породы, когда две тектонические плиты расходятся и раздвигаются. Тем не менее, все эти действие не полностью смешивает верхний слой мантии, и геохимики считают верхнюю мантию каменной версией мраморного пирога.

Мировые модели вулканизма отражают действие тектоники плит, за исключением нескольких областей планеты, называемых горячими точками. Горячие точки могут служить ключом к подъему и опусканию материалов гораздо глубже в мантии, возможно, с самого ее основания. В наши дни идет энергичная научная дискуссия о горячих точках планеты.

Литосфера

Верхушка мантии, располагающаяся на жаркой астеносфере, в тандеме с земной корой нашей планеты образует прочный корпус — литосферу. В переводе с греческого языка — камень. Она не является цельной, а состоит из литосферных плит.