Тайны подземного мира - Алим Войцеховский

Перейдем к следующей оболочке Земли — ГИДРОСФЕРЕ. Ее масса равна 1,46х 106 триллионам тонн, что в 275 раз больше массы атмосферы, но, в то же самое время составляет всего — навсего только 1/4000 часть от массы всей Земли. Воды Мирового океана «отхватывают» 94 % от общей массы гидросферы, 4 % приходится на подземные воды, почти 1,8 % — на ледники Антарктиды и Гренландии, менее 0,2 % — на горные ледники, поверхностные реки и озера.

Впрочем, могут ли «сухие» проценты выразить все величие Мирового океана с его безграничными просторами и бездонными глубинами. Приведем ниже только один довольно наглядный пример, чтобы оттенить грандиозность и громадность водного массива Земли.

Если все океанские воды условно представить в виде уходящей в небо гигантской колонны диаметром в один километр, то ее длина почти в двенадцать раз превысит расстояние от нашей планеты до Солнца. Понимая всю условность такой гипотетической колонны, мы все же рискнем предложить ее нашим читателям, чтобы показать поистине астрономические масштабы Мирового океана, скромно называемого нами «водной оболочкой Земли».

Мировой океан покрывает 70,8 % земной поверхности, а его средняя глубина составляет около четырех километров. Это ничтожно малая величина по сравнению с общей длиной земного радиуса, но она вполне достаточна, чтобы сделать дно Мирового океана почти недосягаемым для непосредственных исследований. Наибольшая глубина зафиксирована в тихоокеанской Марианской впадине — 11 023 метра. Ложе Мирового океана с глубиной более трех километров охватывает 77 % всей его площади.

Океаническая вода — это сложный раствор солей, заполняющий океанические впадины. Вода океанов и морей обладает массой 1,4 миллиарда тонн, объемом немногим более 1,3 миллиарда кубических километров, что составляет почти 5 % всего объема гидросферы.

В пределах земных океанов выделяются отдельные крупные поднятия, подводные горы и так называемые срединно — океанические хребты, в осевой части которых располагаются рифтовые долины, представляющие собой протяженные провалы с крутыми боковыми стенками. Указанные хребты, образуют непрерывную глобальную цепь длиной свыше 60 ООО километров. Они возвышаются на 3–4 километра и, естественно, нарушают глубинную циркуляцию океанических вод.

Еще одной специфической формой океанического дна являются глубоководные желоба, ширина которых не превышает нескольких десятков километров, а длина достигает сотен километров. Эти желоба располагаются в основном на периферии океанов и как бы отделяют от него островные дуги. Примерами в данном случае могут служить Курило — Камчатский и Алеутский глубоководные желоба.

Земные континенты окаймляются мелководной зоной с глубинами до 200 метров — это так называемые шельфы или материковые отмели, занимающие всего лишь 8 % площади Мирового океана.

Верхний слой каменной оболочки Земли или, по — другому, ЛИТОСФЕРЫ, отделенный от нижележащих слоев (мантии) так называемой «поверхностью Мароховича», именуется земной корой.

Различают два основных типа земной коры: континентальную, из которой состоят материки, и океаническую, образующую дно океанов. Первая гораздо старше: некоторые ее участки датируются в 3,8 миллиарда лет, тогда как у океанической коры возраст составляет немногим более 150 миллионов лет.

Средняя мощность континентальной коры равна 25–75 километрам, а океанической намного меньше.

Верхнюю часть континентальной коры слагают осадочные породы мощностью около трех километров и средней плотностью 2,5 г/см3. Ниже залегает гранитно — метаморфический слой средней мощностью около 17 километров. Плотность его составляет 2,6–2,8 г/см3. Еще ниже находится базальтовый слой со средней толщиной 15 километров и плотностью 3,3 г/см3.

Совершенно по — иному выглядит разрез океанической коры. Под слоем рыхлых осадков средней мощностью всего 0,7 километра находятся два слоя. Первый из них, мощностью около 1,7 километра, слагается преимущественно базальтами, а второй, мощностью около 5 километров, состоит из преобразованных путем гидратации (реакции с водой) горячих глубокозалегающих ультраосновных пород — серпентинитов.

И, наконец, на Земле нужно выделить еще одну оболочку, которая очень часто называется БИОСФЕРОЙ. Эта глобальная система, обладающая свойствами саморегулирования, имеет свой «вход» (поток солнечной энергии, поступающий из космоса) и «выход» (образования, возникающие в результате жизнедеятельности земных организмов).

Верхней границей биосферы служит озоновый слой атмосферы, в то время как ее нижняя граница довольно расплывчатая. Дело в том, что даже в Марианской впадине были обнаружены живые организмы. Оказывается, что не только бактерии, но и самые различные микроорганизмы по существующим трещинам и порам проникают в осадочный слой и толщу рыхлых пород дна Мирового океана вплоть до его базальтового слоя и соответственно до гранитно — метаморфического слоя на континентах. А в современной биосфере по подсчетам ученых существует около двух миллионов видов живых организмов, каждый из которых в свою очередь включает в себя миллионы и миллионы особей.

В этом плане можно согласиться с академиком В. И. Вернадским, который, изучая проблему роли органического мира в жизни нашей планеты, пришел к выводу, что живое вещество принимает самое активное участие во всех геологических процессах на поверхности Земли и в образовании ее атмосферы.

Внутреннее строение Земли

Человеку давно хотелось узнать, что находится в глубине Земли. Но узнать это не так‑то легко и просто. Наука еще не изобрела такой аппарат, в котором человек мог бы проникнуть в глубокие недра планеты и исследовать их. Пока что людям удалось проникнуть внутрь Земли на столь незначительное расстояние, которое подобно укусу жалом комара «внутренностей» человека.

В связи с этим нашим ученым приходится судить о строении земных недр по косвенным признакам, так как, для того чтобы пробурить скважину или шахту глубиной всего лишь в несколько километров, нужно затратить многие месяцы, а то и годы дорогостоящего труда. Вот и приходится специалистам исследовать внутренность Земли с помощью геофизических методов: сейсмического, гравиметрического и магнитометрического.

Первый из них наиболее важен и является основным. Суть его заключается в том, что на поверхности Земли искусственно (например, путем взрыва) создают упругие колебания — сейсмические волны, которые имеют определенные особенности при прохождении земных недр: в плотной среде скорость этих волн возрастает, в рыхлой — резко снижается, а в жидкостях— некоторые из них вообще не распространяются.

Сейсмические волны делятся на объемные и поверхностные. Объемные волны — продольные и поперечные — представляют собой упругие волны сжатия и упругие волны сдвига. Отметим, что объемные волны в упругой Земле распространяются так же, как световые лучи в оптических средах. Объемные волны, в отличие от поверхностных, пронизывают все тело нашей планеты, то есть они в буквальном смысле слова «просвечивают» Землю и, подобно рентгеновскому анализу, выявляют внутреннее ее строение.

Поверхностные волны, как и объемные, бывают двух типов. Различаются они по виду деформации. В первом случае она чисто сдвиговая, а во втором — как сдвиговая, так и объемная. Скорости поверхностных волн обнаруживают зависимость от длины или частоты волны. Это свойство поверхностных волн используют для изучения структуры наружных слоев Земли.

Эти рисунки демонстрируют основные современные представления о строении Земли и глобальных процессах, происходящих в ее недрах.

На этой схеме Земля «разрезана», как арбуз, из нее вырезан ломтик. Вверху — слой атмосферы, далее — земная кора, внизу она ограничена так называемой границей Мохоровичича. Затем — мантия (верхняя и нижняя); внешняя (жидкая) часть земного ядра и, наконец, твердая, внутренняя, часть ядра. Земная кора вместе с верхней частью мантии образует так называемую литосферу, глубже лежит пластичная астеносфера.

Сейсмические колебания, проходя земной шар насквозь или частично отражаясь от разделов сред с различной плотностью, возвращаются на поверхность Земли, где они регистрируются и изучаются. По полученным данным можно судить о глубинах залегания тех или иных разделов, получать сведения о физических свойствах тех сред, сквозь которые прошли сейсмические волны, и т. д. С этой же целью сейсмологи изучают и землетрясения, которые вызывают упругие колебания естественным путем.

Как оказалось, земной шар внутри, подобно луковице, состоит из нескольких концентрических оболочек, вложенных одна в другую. Наиболее отчетливо выделяются три оболочки (или геосферы), о которых уже упоминалось выше: наружная земная кора (литосфера), мантия, составляющая 83 % объема Земли и 67 % массы нашей планеты, и ядро в середине.