Kush e ngroh thelbin e tokës? Nga se përbëhet bërthama e tokës?

Në shekullin e njëzetë, përmes studimeve të shumta, njerëzimi zbuloi sekretin e strukturës së tokës në prerje tërthore për çdo nxënës shkolle. Për ata që nuk e dinë ende se nga është krijuar toka, cilat janë shtresat kryesore të saj, përbërja e tyre, si quhet pjesa më e hollë e planetit, do të rendisim një sërë faktesh domethënëse.

Forma dhe madhësia e planetit Tokë

Në kundërshtim me keqkuptimin e përgjithshëm planeti ynë nuk është i rrumbullakët. Forma e tij quhet gjeoid dhe është një top paksa i rrafshuar. Vendet ku globi është i ngjeshur quhen pole. Boshti i rrotullimit të tokës kalon nëpër pole planeti ynë bën një rrotullim rreth tij në 24 orë - një ditë tokësore.

Planeti është i rrethuar në mes - një rreth imagjinar që ndan gjeoidin në hemisferat veriore dhe jugore.

Përveç ekuatorit, ka meridiane - rrathë, pingul me ekuatorin dhe kalon nëpër të dy polet. Njëri prej tyre, duke kaluar nëpër Observatorin e Greenwich, quhet zero - shërben si pikë referimi për gjatësinë gjeografike dhe zonat kohore.

Karakteristikat kryesore të globit përfshijnë:

diametri (km): ekuatorial – 12.756, polare (në pole) – 12.713;
gjatësia (km) e ekuatorit – 40.057, meridiani – 40.008.

Pra, planeti ynë është një lloj elipsi - një gjeoid, që rrotullohet rreth boshtit të tij duke kaluar nëpër dy pole - Veri dhe Jug.

Pjesa qendrore e gjeoidit është e rrethuar nga ekuatori - një rreth që ndan planetin tonë në dy hemisfera. Për të përcaktuar se cila është rrezja e tokës, përdoret gjysma e vlerave të diametrit të saj në pole dhe në ekuator.

Dhe tani për këtë nga është e përbërë toka, me çfarë guaska është e mbuluar dhe çfarë është struktura seksionale e tokës.

Predhat e tokës

Predhat bazë të tokës ndahen në varësi të përmbajtjes së tyre. Meqenëse planeti ynë është në formë sferike, guaskat e tij, të mbajtura nga graviteti, quhen sfera. Nëse shikoni atëherë trefishimi i tokës në prerje tërthore mund të shihen tre sfera:

Në rregull(duke filluar nga sipërfaqja e planetit) ato janë të vendosura si më poshtë:

Litosfera - guaska e fortë e planetit, duke përfshirë mineralet shtresat e tokës.
Hidrosfera - përmban burime ujore - lumenj, liqene, dete dhe oqeane.
Atmosfera - është një guaskë ajri që rrethon planetin.

Përveç kësaj, dallohet edhe biosfera, e cila përfshin të gjithë organizmat e gjallë që banojnë predha të tjera.

E rëndësishme! Shumë shkencëtarë e klasifikojnë popullsinë e planetit si pjesë e një guaskë të veçantë të madhe të quajtur antroposferë.

Predhat e tokës - litosfera, hidrosfera dhe atmosfera - identifikohen sipas parimit të kombinimit të një përbërësi homogjen. Në litosferë është shkëmbinj të fortë, toka, përmbajtja e brendshme e planetit, në hidrosferë - e gjitha, në atmosferë - i gjithë ajri dhe gazrat e tjerë.

Atmosfera

Atmosfera është një guaskë e gaztë, në Përbërja e tij përfshin: azot, dioksid karboni, gaz, pluhur.

Troposfera është shtresa e sipërme e tokës, që përmban pjesën më të madhe të ajrit të tokës dhe shtrihet nga sipërfaqja në një lartësi prej 8-10 (në pole) deri në 16-18 km (në ekuator). Në troposferë formohen retë dhe masa të ndryshme ajrore.
Stratosfera është një shtresë në të cilën përmbajtja e ajrit është shumë më e ulët se në troposferë. E tij trashësi mesatareështë 39-40 km. Kjo shtresë fillon nga kufiri i sipërm i troposferës dhe përfundon në një lartësi prej rreth 50 km.
Mesosfera është një shtresë e atmosferës që shtrihet nga 50-60 në 80-90 km mbi sipërfaqen e tokës. Karakterizohet nga një rënie e vazhdueshme e temperaturës.
Termosfera - ndodhet 200-300 km nga sipërfaqja e planetit, ndryshon nga mezosfera nga rritja e temperaturës me rritjen e lartësisë.
Ekzosfera - fillon nga kufiri i sipërm, i shtrirë nën termosferë dhe gradualisht kalon në hapësirë e hapur, karakterizohet nga përmbajtja e ulët e ajrit dhe rrezatimi i lartë diellor.

Kujdes! Në stratosferë, në një lartësi prej rreth 20-25 km, ekziston një shtresë e hollë ozoni që mbron të gjithë jetën në planet nga gazrat e dëmshëm. rrezet ultraviolet. Pa të, të gjitha gjallesat do të vdisnin shumë shpejt.

Atmosfera është guaska e tokës, pa të cilën jeta në planet do të ishte e pamundur.

Ai përmban ajrin e nevojshëm që organizmat e gjallë të marrin frymë, përcakton kushtet e përshtatshme të motit dhe mbron planetin nga ndikim negativ rrezatimi diellor.

Atmosfera përbëhet nga ajri, nga ana tjetër, ajri përbëhet nga afërsisht 70% nitrogjen, 21% oksigjen, 0.4% dioksid karboni dhe gazra të tjerë të rrallë.

Përveç kësaj, ekziston një shtresë e rëndësishme e ozonit në atmosferë, në një lartësi prej rreth 50 km.

Hidrosfera

Hidrosfera janë të gjitha lëngjet në planet.

Kjo guaskë sipas vendndodhjes burimet ujore dhe shkalla e kripës së tyre përfshin:

oqeani botëror - një hapësirë e madhe e zënë nga uji i kripur dhe që përfshin katër dhe 63 dete;
Ujërat sipërfaqësore të kontinenteve janë ujëra të ëmbla, si dhe ujëra të njelmëta herë pas here. Ato ndahen sipas shkallës së rrjedhshmërisë në trupa ujorë me rrjedhje - lumenj dhe rezervuarë me ujë të qëndrueshëm - liqene, pellgje, këneta;
ujërat nëntokësore janë ujëra të freskëta të vendosura nën sipërfaqen e tokës. Thellësia shfaqja e tyre varion nga 1-2 deri në 100-200 ose më shumë metra.

E rëndësishme! Numër i madh ujë të freskët aktualisht në formë akulli – aktualisht në zona permafrost Në formën e akullnajave, ajsbergëve të mëdhenj dhe borës së përhershme që nuk shkrihet, ka rreth 34 milionë km3 rezerva të ujit të ëmbël.

Hidrosfera është, para së gjithash,, burim i freskët ujë të pijshëm, një nga faktorët kryesorë të klimës. Burimet ujore përdoren si rrugë komunikimi dhe objekte turistike e rekreative (të kohës së lirë).

Litosferë

Litosfera është e ngurtë ( mineral) shtresat e tokës. Trashësia e kësaj predhe varion nga 100 (nën dete) deri në 200 km (nën kontinente). Litosfera përfshin koren e tokës dhe pjesa e sipërme mantel.

Ajo që ndodhet poshtë litosferës është struktura e brendshme e menjëhershme e planetit tonë.

Pllakat e litosferës përbëhen kryesisht nga bazalt, rërë dhe argjilë, gurë dhe një shtresë dheu.

Diagrami i strukturës së tokës së bashku me litosferën, ajo përfaqësohet nga shtresat e mëposhtme:

korja e tokës - sipërme, që përbëhet nga shkëmbinj sedimentarë, bazaltikë, metamorfikë dhe tokë pjellore. Në varësi të vendndodhjes, dallohen korja kontinentale dhe oqeanike;
mantel - ndodhet nën kores së tokës. Peshon rreth 67% të masë totale planetët. Trashësia e kësaj shtrese është rreth 3000 km. Shtresa e sipërme Manteli është viskoz, shtrihet në një thellësi prej 50-80 km (nën oqeane) dhe 200-300 km (nën kontinente). Shtresat e poshtme janë më të forta dhe më të dendura. Manteli përmban materiale të rënda hekuri dhe nikel. Proceset që ndodhin në mantel janë përgjegjës për shumë fenomene në sipërfaqen e planetit (proceset sizmike, shpërthimet vullkanike, formimi i depozitave);
Pjesa qendrore e tokës është e zënë bërthama e përbërë nga një pjesë e brendshme e ngurtë dhe një pjesë e jashtme e lëngshme. Trashësia e pjesës së jashtme është rreth 2200 km, pjesa e brendshme është 1300 km. Largësia nga sipërfaqja d rreth bërthamës së tokësështë rreth 3000-6000 km. Temperatura në qendër të planetit është rreth 5000 Cº. Sipas shumë shkencëtarëve, bërthama tokë nga Përbërja është një shkrirje e rëndë hekur-nikel me një përzierje elementësh të tjerë të ngjashëm në veti me hekurin.

E rëndësishme! Ndër rreth i ngushtë Shkencëtarët, përveç modelit klasik me një bërthamë të rëndë gjysmë të shkrirë, ekziston edhe një teori që në qendër të planetit ndodhet një yll i brendshëm, i rrethuar nga të gjitha anët nga një shtresë mbresëlënëse uji. Kjo teori, përveç një rrethi të vogël ndjekësish në komunitetin shkencor, ka gjetur përdorim të gjerë në literaturën fantastiko-shkencore. Një shembull është romani i V.A. "Plutonia" e Obruçevit, e cila tregon për ekspeditën e shkencëtarëve rusë në zgavrën brenda planetit me yllin e vet të vogël dhe një botë kafshësh dhe bimësh të zhdukura në sipërfaqe.

Një i tillë i pranuar përgjithësisht diagrami i strukturës së tokës, duke përfshirë koren e tokës, mantelin dhe bërthamën, po përmirësohet dhe rafinohet gjithnjë e më shumë çdo vit.

Shumë parametra të modelit do të përditësohen më shumë se një herë me përmirësimin e metodave të kërkimit dhe ardhjen e pajisjeve të reja.

Kështu, për shembull, për të zbuluar saktësisht sa kilometra në pjesa e jashtme e bërthamës do të nevojiten më shumë vite kërkimi shkencor.

Aktiv për momentin Miniera më e thellë në koren e tokës e gërmuar nga njeriu është rreth 8 kilometra, kështu që studimi i mantelit, dhe aq më tepër bërthamës së planetit, është i mundur vetëm në një kontekst teorik.

Struktura shtresë pas shtrese e Tokës

Ne studiojmë se nga cilat shtresa përbëhet Toka brenda

konkluzioni

Duke konsideruar struktura seksionale e tokës, ne kemi parë se sa interesant dhe kompleks është planeti ynë. Studimi i strukturës së saj në të ardhmen do ta ndihmojë njerëzimin të kuptojë misteret dukuritë natyrore, do të bëjë të mundur parashikimin më të saktë të fatkeqësive natyrore shkatërruese dhe zbulimin e depozitave të reja minerale ende të pazhvilluara.

Planeti ynë Tokë ka një strukturë shtresore dhe përbëhet nga tre pjesë kryesore: korja e tokës, manteli dhe bërthama. Cila është qendra e Tokës? Bërthama. Thellësia e bërthamës është 2900 km, dhe diametri është afërsisht 3.5 mijë km. Brenda ka një presion monstruoz prej 3 milionë atmosferash dhe një temperaturë tepër të lartë - 5000°C. Shkencëtarëve iu deshën disa shekuj për të zbuluar se çfarë ndodhej në qendër të Tokës. Edhe teknologjia moderne nuk mund të depërtonte më thellë se dymbëdhjetë mijë kilometra. Shpimi më i thellë, i vendosur në Gadishullin Kola, ka një thellësi prej 12,262 metrash. Është shumë larg qendrës së Tokës.

Historia e zbulimit të bërthamës së tokës

Një nga të parët që mori me mend për praninë e një bërthame në qendër të planetit ishte fizikani dhe kimisti anglez Henry Cavendish në fund të shekullit të 18-të. Duke përdorur eksperimente fizike, ai llogariti masën e Tokës dhe, bazuar në madhësinë e saj, përcaktoi dendësinë mesatare të substancës së planetit tonë - 5.5 g/cm3. Dendësia e shkëmbinjve dhe mineraleve të njohura në koren e tokës doli të ishte afërsisht gjysma e më shumë. Kjo çoi në supozimin logjik se në qendër të Tokës ekziston një rajon me lëndë më të dendur - bërthama.

Në 1897, sizmologu gjerman E. Wichert, duke studiuar kalimin e valëve sizmike nëpër brendësi të Tokës, ishte në gjendje të konfirmonte supozimin e pranisë së një bërthame. Dhe në vitin 1910, gjeofizikani amerikan B. Gutenberg përcaktoi thellësinë e vendndodhjes së saj. Më pas, lindën hipotezat për procesin e formimit të bërthamës. Supozohet se është formuar për shkak të vendosjes së elementeve më të rënda drejt qendrës, dhe fillimisht substanca e planetit ishte homogjene (e gaztë).

Nga se përbëhet thelbi?

Është mjaft e vështirë të studiohet një substancë nga e cila nuk mund të merret një mostër për të studiuar parametrat e saj fizikë dhe kimikë. Shkencëtarët duhet vetëm të supozojnë praninë e vetive të caktuara, si dhe strukturën dhe përbërjen e bërthamës bazuar në prova indirekte. Studimi i përhapjes së valëve sizmike ishte veçanërisht i dobishëm në studimin e strukturës së brendshme të Tokës. Sizmografët e vendosur në shumë pika në sipërfaqen e planetit regjistrojnë shpejtësinë dhe llojet e valëve sizmike që kalojnë që vijnë nga lëkundjet e kores së tokës. Të gjitha këto të dhëna bëjnë të mundur gjykimin strukturën e brendshme Toka, duke përfshirë thelbin.

Për momentin, shkencëtarët supozojnë se pjesa qendrore e planetit është heterogjene. Çfarë është në qendër të Tokës? Pjesa ngjitur me mantelin është bërthama e lëngshme, e përbërë nga lëndë e shkrirë. Me sa duket ai përmban një përzierje hekuri dhe nikel. Shkencëtarët u çuan në këtë ide nga një studim i meteoritëve të hekurit, të cilët janë pjesë të bërthamave të asteroideve. Nga ana tjetër, lidhjet hekur-nikel që rezultojnë kanë më shumë dendësi të lartë se dendësia e pritur e bërthamës. Prandaj, shumë shkencëtarë janë të prirur të supozojnë se në qendër të Tokës, bërthama, ka më të lehta elementet kimike.

Gjeofizikanët shpjegojnë ekzistencën e planetit me praninë e një bërthame të lëngshme dhe rrotullimin e planetit rreth boshtit të tij. fushë magnetike. Dihet se një fushë elektromagnetike rreth një përcjellësi lind kur rrjedh rrymë. Shtresa e shkrirë ngjitur me mantelin shërben si një përcjellës i tillë gjigant që mbart rrymë.

Brendshme Bërthama, pavarësisht nga temperatura prej disa mijëra gradësh, është një substancë e ngurtë. Kjo për shkak se presioni në qendër të planetit është aq i lartë sa metalet e nxehta bëhen të ngurta. Disa shkencëtarë sugjerojnë se bërthama e ngurtë përbëhet nga hidrogjen, i cili, nën ndikimin e presionit të jashtëzakonshëm dhe temperaturës së madhe, bëhet si metal. Kështu, edhe gjeofizikanët ende nuk e dinë me siguri se cila është qendra e Tokës. Por nëse e konsiderojmë çështjen nga pikëpamja matematikore, mund të themi se qendra e Tokës është afërsisht 6378 km larg. nga sipërfaqja e planetit.

Kur i hidhni çelësat tuaj në një rrjedhë llave të shkrirë, thuaju lamtumirë sepse, mirë, mik, ata janë gjithçka.
- Jack Handy

Duke parë planetin tonë të lindjes, do të vini re se 70% e sipërfaqes së tij është e mbuluar me ujë.

Të gjithë e dimë pse është kështu: sepse oqeanet e Tokës notojnë mbi shkëmbinjtë dhe papastërtitë që përbëjnë tokën. Koncepti i lundrimit, në të cilin objektet më pak të dendura notojnë mbi ato më të dendura që zhyten poshtë, shpjegon shumë më tepër sesa thjesht oqeanet.

I njëjti parim që shpjegon pse akulli noton në ujë, një tullumbace me helium ngrihet në atmosferë dhe shkëmbinjtë fundosen në një liqen, shpjegon pse shtresat e planetit Tokë janë të rregulluara ashtu siç janë.

Pjesa më pak e dendur e Tokës, atmosfera, noton mbi oqeanet e ujit, të cilët notojnë mbi koren e Tokës, e cila qëndron mbi mantelin më të dendur, i cili nuk zhytet në pjesën më të dendur të Tokës: bërthamën.

Në mënyrë ideale, gjendja më e qëndrueshme e Tokës do të ishte ajo që do të shpërndahej në mënyrë ideale në shtresa, si një qepë, me elementët më të dendur në qendër, dhe ndërsa lëvizni nga jashtë, çdo shtresë pasuese do të përbëhet nga elementë më pak të dendur. Dhe çdo tërmet, në fakt, e shtyn planetin drejt kësaj gjendje.

Dhe kjo shpjegon strukturën jo vetëm të Tokës, por edhe të të gjithë planetëve, nëse mbani mend se nga kanë ardhur këta elementë.

Kur Universi ishte i ri - vetëm pak minuta - ekzistonin vetëm hidrogjeni dhe helium. Elemente gjithnjë e më të rënda u krijuan në yje, dhe vetëm kur këta yje vdiqën, elementët më të rëndë u larguan në Univers, duke lejuar që gjeneratat e reja të yjeve të formoheshin.

Por këtë herë, një përzierje e të gjithë këtyre elementeve - jo vetëm hidrogjeni dhe heliumi, por edhe karboni, azoti, oksigjeni, silikoni, magnezi, squfuri, hekuri dhe të tjerët - formojnë jo vetëm një yll, por edhe një disk protoplanetar rreth këtij ylli.

Presioni nga brenda jashtë në një yll në formim i shtyn elementët më të lehtë jashtë dhe graviteti bën që parregullsitë në disk të shemben dhe të formojnë planetë.

Në rast sistemi diellor katër bota e brendshme janë më të dendurit nga të gjithë planetët në sistem. Mërkuri përbëhet nga elementët më të dendur që nuk mund të mbahen numër i madh hidrogjen dhe helium.

Planetët e tjerë, më masivë dhe më larg nga Dielli (dhe për këtë arsye marrin më pak nga rrezatimi i tij), ishin në gjendje të mbanin më shumë nga këta elementë ultra të lehtë - kështu u formuan gjigantët e gazit.

Në të gjitha botët, si në Tokë, mesatarisht, elementët më të dendur janë të përqendruar në bërthamë, dhe ato të lehta formojnë shtresa gjithnjë e më pak të dendura rreth tij.

Nuk është për t'u habitur që hekuri, elementi më i qëndrueshëm dhe elementi më i rëndë i krijuar në sasi të mëdha në kufirin e supernovës dhe është elementi më i zakonshëm i bërthamës së tokës. Por ajo që mund të jetë befasuese është se mes bërthama e fortë dhe manteli i ngurtë është një shtresë e lëngshme më shumë se 2000 km e trashë: bërthama e jashtme e Tokës.

Toka ka një shtresë të trashë të lëngshme që përmban 30% të masës së planetit! Dhe ne mësuam për ekzistencën e tij duke përdorur një metodë mjaft të zgjuar - falë valëve sizmike që vijnë nga tërmetet!

Në tërmetet lindin valë sizmike të dy llojeve: vala kryesore e kompresimit, e njohur si vala P, e cila udhëton përgjatë një rruge gjatësore.

Dhe një valë e dytë prerëse, e njohur si një valë S, e ngjashme me valët në sipërfaqen e detit.

Stacionet sizmike në mbarë botën janë të afta të kapin valët P dhe S, por valët S nuk udhëtojnë nëpër lëng, dhe valët P jo vetëm që udhëtojnë nëpër lëng, por edhe përthyhen!

Si rezultat, ne mund të kuptojmë se Toka ka një bërthamë të jashtme të lëngshme, jashtë së cilës ka një mantel të ngurtë, dhe brenda ka një bërthamë të brendshme të ngurtë! Kjo është arsyeja pse bërthama e Tokës përmban elementët më të rëndë dhe më të dendur, dhe kështu e dimë se bërthama e jashtme është një shtresë e lëngshme.

Por pse bërthama e jashtme është e lëngshme? Ashtu si të gjithë elementët, gjendja e hekurit, qoftë e ngurtë, e lëngët, e gaztë ose e tjera, varet nga presioni dhe temperatura e hekurit.

Hekuri është një element më kompleks se shumë të tjerë me të cilët jeni mësuar. Sigurisht, mund të ketë faza të ndryshme të ngurta kristalore, siç tregohet në grafik, por ne nuk jemi të interesuar presionet normale. Ne po zbresim në thelbin e tokës, ku presionet janë një milion herë më të larta se niveli i detit. Si duket diagrami fazor për presione kaq të larta?

E bukura e shkencës është se edhe nëse nuk e keni përgjigjen e një pyetjeje menjëherë, shanset janë që dikush tashmë ta ketë. hulumtimet e nevojshme, ku mund të gjeni përgjigjen! Në këtë rast, Ahrens, Collins dhe Chen në 2001 gjetën përgjigjen e pyetjes sonë.

Dhe megjithëse diagrami tregon presione gjigante deri në 120 GPa, është e rëndësishme të mbani mend se presioni atmosferik është vetëm 0.0001 GPa, ndërsa në bërthamën e brendshme presionet arrijnë 330-360 GPa. Vija e sipërme solide tregon kufirin midis hekurit të shkrirë (lart) dhe hekurit të ngurtë (poshtë). A e keni vënë re se si vija e fortë në fund bën një kthesë të mprehtë lart?

Në mënyrë që hekuri të shkrihet në një presion prej 330 GPa, kërkohet një temperaturë enorme, e krahasueshme me atë që mbizotëron në sipërfaqen e Diellit. Të njëjtat temperatura në presione më të ulëta do ta mbajnë lehtësisht hekurin brenda gjendje e lëngët, dhe në nivele më të larta - në të ngurta. Çfarë do të thotë kjo për sa i përket bërthamës së Tokës?

Kjo do të thotë se ndërsa Toka ftohet, temperatura e saj e brendshme bie, por presioni mbetet i pandryshuar. Kjo do të thotë, gjatë formimit të Tokës, ka shumë të ngjarë, e gjithë bërthama ishte e lëngshme, dhe ndërsa ftohet, thelbi i brendshëm rritet! Dhe në këtë proces, meqenëse hekuri i ngurtë ka një densitet më të lartë se hekuri i lëngshëm, Toka tkurret ngadalë, gjë që çon në tërmete!

Pra, bërthama e Tokës është e lëngshme sepse është mjaft e nxehtë për të shkrirë hekurin, por vetëm në rajone me presion mjaft të ulët. Ndërsa Toka plaket dhe ftohet, gjithnjë e më shumë bërthama bëhet e fortë, dhe kështu Toka tkurret pak!

Nëse duam të shikojmë larg në të ardhmen, mund të presim që të shfaqen të njëjtat veti si ato të vëzhguara në Mërkur.

Mërkuri për shkak të madhësisë së tij të vogël tashmë është ftohur dhe tkurrur ndjeshëm dhe ka thyerje qindra kilometra të gjata që janë shfaqur për shkak të nevojës për ngjeshje për shkak të ftohjes.

Pra, pse Toka ka një bërthamë të lëngshme? Sepse nuk është ftohur akoma. Dhe çdo tërmet është një afrim i vogël i Tokës në gjendjen e saj përfundimtare, të ftohur dhe plotësisht të ngurtë. Por mos u shqetësoni, shumë kohë përpara atij momenti, Dielli do të shpërthejë dhe kushdo që njihni do të jetë i vdekur për një kohë shumë të gjatë.

Kur i hidhni çelësat tuaj në një rrjedhë llave të shkrirë, thuaju lamtumirë sepse, mirë, mik, ata janë gjithçka.
- Jack Handy

Duke parë planetin tonë të lindjes, do të vini re se 70% e sipërfaqes së tij është e mbuluar me ujë.

Dhe kjo shpjegon strukturën jo vetëm të Tokës, por edhe të të gjithë planetëve, nëse mbani mend se nga kanë ardhur këta elementë.

Presioni nga brenda jashtë në një yll në formim i shtyn elementët më të lehtë jashtë dhe graviteti bën që parregullsitë në disk të shemben dhe të formojnë planetë.

Në rastin e Sistemit Diellor, katër botët e brendshme janë më të dendurit nga të gjithë planetët në sistem. Mërkuri përbëhet nga elementët më të dendur, të cilët nuk mund të mbajnë sasi të mëdha hidrogjeni dhe heliumi.

Në të gjitha botët, si në Tokë, mesatarisht, elementët më të dendur janë të përqendruar në bërthamë, dhe ato të lehta formojnë shtresa gjithnjë e më pak të dendura rreth tij.

Nuk është për t'u habitur që hekuri, elementi më i qëndrueshëm dhe elementi më i rëndë i krijuar në sasi të mëdha në skajin e supernovave, është elementi më i bollshëm në bërthamën e tokës. Por ndoshta çuditërisht, midis bërthamës së ngurtë dhe mantelit të ngurtë shtrihet një shtresë e lëngshme më shumë se 2000 km e trashë: bërthama e jashtme e Tokës.

Në tërmetet lindin valë sizmike të dy llojeve: vala kryesore e kompresimit, e njohur si vala P, e cila udhëton përgjatë një rruge gjatësore.

Dhe një valë e dytë prerëse, e njohur si një valë S, e ngjashme me valët në sipërfaqen e detit.

Stacionet sizmike në mbarë botën janë të afta të kapin valët P dhe S, por valët S nuk udhëtojnë nëpër lëng, dhe valët P jo vetëm që udhëtojnë nëpër lëng, por edhe përthyhen!

Por pse bërthama e jashtme është e lëngshme? Ashtu si të gjithë elementët, gjendja e hekurit, qoftë e ngurtë, e lëngët, e gaztë ose e tjera, varet nga presioni dhe temperatura e hekurit.

Hekuri është një element më kompleks se shumë të tjerë me të cilët jeni mësuar. Sigurisht, mund të ketë faza të ndryshme të ngurta kristalore, siç tregohet në grafik, por ne nuk jemi të interesuar për presionet e zakonshme. Ne po zbresim në thelbin e tokës, ku presionet janë një milion herë më të larta se niveli i detit. Si duket diagrami fazor për presione kaq të larta?

E bukura e shkencës është se edhe nëse nuk e keni përgjigjen e një pyetjeje menjëherë, shanset janë që dikush të ketë bërë tashmë kërkimin e duhur që mund të zbulojë përgjigjen! Në këtë rast, Ahrens, Collins dhe Chen në 2001 gjetën përgjigjen e pyetjes sonë.

Në mënyrë që hekuri të shkrihet në një presion prej 330 GPa, kërkohet një temperaturë enorme, e krahasueshme me atë që mbizotëron në sipërfaqen e Diellit. Të njëjtat temperatura në presione më të ulëta do ta mbajnë lehtësisht hekurin në gjendje të lëngshme, dhe në presione më të larta - në një gjendje të ngurtë. Çfarë do të thotë kjo për sa i përket bërthamës së Tokës?

Nëse duam të shikojmë larg në të ardhmen, mund të presim që të shfaqen të njëjtat veti si ato të vëzhguara në Mërkur.

Në cilën kohë të lashtë ndodhi kjo? Të gjitha këto pyetje e kanë shqetësuar njerëzimin për një kohë të gjatë. Dhe shumë shkencëtarë donin të zbulonin shpejt se çfarë ishte atje në thellësi? Por doli që të mësosh të gjitha këto nuk është aq e lehtë. Në fund të fundit, edhe sot, duke pasur të gjitha pajisjet moderne për kryerjen e të gjitha llojeve të kërkimeve, njerëzimi është në gjendje të shpojë puse në thellësi vetëm rreth pesëmbëdhjetë kilometra - jo më shumë. Dhe për eksperimente të plota dhe gjithëpërfshirëse, thellësia e kërkuar duhet të jetë një rend i madhësisë më i madh. Prandaj, shkencëtarët duhet të llogarisin se si u formua bërthama e Tokës duke përdorur një sërë instrumentesh me precizion të lartë.

Eksplorimi i Tokës

Që nga kohërat e lashta, njerëzit kanë studiuar shkëmbinj, i ekspozuar natyrshëm. Shkëmbinj dhe shpate malesh, brigje të thepisura lumenjsh dhe detesh... Këtu mund të shihni me sytë tuaj atë që ka ekzistuar ndoshta miliona vjet më parë. Dhe në disa vende të përshtatshme po shpohen puse. Njëra prej tyre është në thellësinë e saj - pesëmbëdhjetë mijë metra. Minierat që njerëzit gërmojnë për të ndihmuar gjithashtu në studimin e Bërthamës së brendshme, natyrisht, ata nuk mund ta "marrin" atë. Por nga këto miniera dhe puse, shkencëtarët mund të nxjerrin mostra shkëmbi, duke mësuar në këtë mënyrë për ndryshimet dhe origjinën, strukturën dhe përbërjen e tyre. Disavantazhi i këtyre metodave është se ato janë në gjendje të studiojnë vetëm tokën dhe vetëm pjesën e sipërme të kores së Tokës.

Rikrijimi i kushteve në thelbin e Tokës

Por gjeofizika dhe sizmologjia - shkencat e tërmeteve dhe përbërja gjeologjike e planetit - i ndihmojnë shkencëtarët të depërtojnë thellë e më thellë pa kontakt. Duke studiuar valët sizmike dhe përhapjen e tyre, përcaktohet se nga çfarë përbëhet si manteli ashtu edhe bërthama (përcaktohet në mënyrë të ngjashme, për shembull, me përbërjen e meteoritëve të rënë). Një njohuri e tillë bazohet në të dhënat e marra - indirekte - rreth vetitë fizike substancave. Gjithashtu sot, të dhënat moderne të marra nga satelitët artificialë, i vendosur në orbitë.

Struktura e planetit

Shkencëtarët ishin në gjendje të kuptonin, duke përmbledhur të dhënat e marra, se struktura e Tokës është komplekse. Ai përbëhet nga të paktën tre pjesë të pabarabarta. Në qendër ka një bërthamë të vogël, e cila është e rrethuar nga një mantel i madh. Manteli zë afërsisht pesë të gjashtat e vëllimit të përgjithshëm Globi. Dhe në krye gjithçka është e mbuluar nga një kore mjaft e hollë e jashtme e Tokës.

Struktura kryesore

Bërthama është pjesa qendrore, e mesme. Ndahet në disa shtresa: të brendshme dhe të jashtme. Sipas shumicës së shkencëtarëve modernë, bërthama e brendshme është e ngurtë, dhe bërthama e jashtme është e lëngshme (në gjendje të shkrirë). Dhe thelbi është shumë i rëndë: peshon më shumë se një e treta e masës së të gjithë planetit me një vëllim pak më shumë se 15. Temperatura e bërthamës është mjaft e lartë dhe varion nga 2000 deri në 6000 gradë Celsius. Sipas supozimeve shkencore, qendra e Tokës përbëhet kryesisht nga hekuri dhe nikeli. Rrezja e këtij segmenti të rëndë është 3470 kilometra. Dhe sipërfaqja e saj është rreth 150 milion kilometra katrorë, që është afërsisht e barabartë me sipërfaqen e të gjitha kontinenteve në sipërfaqen e Tokës.

Si u formua bërthama e Tokës

Ka shumë pak informacion në lidhje me bërthamën e planetit tonë, dhe mund të merret vetëm në mënyrë indirekte (nuk ka mostra guri bërthamor). Prandaj, teoritë mund të shprehen vetëm hipotetikisht se si u formua bërthama e Tokës. Historia e Tokës shkon para miliarda vjetësh. Shumica e shkencëtarëve i përmbahen teorisë se në fillim planeti u formua si një planet mjaft homogjen. Procesi i izolimit të bërthamës filloi më vonë. Dhe përbërja e tij është nikel dhe hekur. Si u formua bërthama e Tokës? Shkrirja e këtyre metaleve u fundos gradualisht në qendër të planetit, duke formuar bërthamën. Kjo erdhi në kurriz të më shumë graviteti specifik shkrihet.

Teoritë alternative

Ka edhe kundërshtarë të kësaj teorie, të cilët paraqesin argumentet e tyre, mjaft të arsyeshme. Së pari, këta shkencëtarë vënë në pikëpyetje faktin që një aliazh hekuri dhe nikeli kaloi në qendër të bërthamës (që është më shumë se 100 kilometra). Së dyti, nëse supozojmë çlirimin e nikelit dhe hekurit nga silikate të ngjashme me meteoritët, atëherë duhet të kishte ndodhur një reagim përkatës reduktues. Kjo, nga ana tjetër, duhet të shoqërohej me lëshimin e një sasie të madhe oksigjeni, duke u formuar presioni atmosferik disa qindra mijëra atmosfera. Por nuk ka asnjë provë për ekzistencën e një atmosfere të tillë në të kaluarën e Tokës. Kjo është arsyeja pse u parashtruan teori për formimin fillestar të bërthamës gjatë formimit të të gjithë planetit.

Në vitin 2015, shkencëtarët e Oksfordit madje propozuan një teori sipas së cilës bërthama e planetit Tokë përbëhet nga uraniumi dhe ka radioaktivitet. Kjo vërteton në mënyrë indirekte ekzistencën e gjatë të fushës magnetike të Tokës dhe faktin që në kohët moderne planeti ynë lëshon shumë më tepër nxehtësi sesa pritej nga hipotezat e mëparshme shkencore.