Natura świata. Tom 2 - Nasza planeta.pdf

(54716 KB) Pobierz
NASZA PLANETA
·
I
na,
w
jednym z
jej
punktów
materia
uległa
za-
gęszczeniu
do
I
(fI7
kg/m
J ,
osiągając
temperatu-
rę
lOB
kelwinów.
Stan ten
trwał
\
0-44 sekundy
i
zako
ń
czył
sil,(
Wielkim Wybuchem.
Substan-
cja
wyrzucona
w
p
rzestrzeń
na
sk
utek
tego
wy-
buchu
po
upływie
milionów lat
ob
ni
żyła swoją
temperaturę
do
oko
ło
3000
kclwinów,
co
po-
zwo
liło
na
powstani e
atomów
wodoru
i
helu.
Tworzyły
się
gigantyczne
obłoki
gazowe,
które
zapadały się
pod
działaniem
grawitacji.
W ten
sposób
powstał układ
jednej gwiazdy (nazywa-
nej
Słońcem
,
która
stanowi
99,9 proc.
masy
te-
go
układu)
i
ośmiu krążących wokół
niej
planet.
Obecnie
do
Układu Sło
n
eczn ego
nal
eży
9 pla-
net.
Najodleglejsza z nich
-
Pluton,
była
praw-
dopodobnie pierwotnie naturalnym
satel
i
tą
Neptuna,
który
został
wyrzucony
z
orbity oko-
łopianetamej
na
okołosłoneczną
przez
jakieś
zaburzenie
i
awan sował
tym
samym
do
ro li
pla-
nety.
Płaszczyzna
o
rbity
Plutona
pozostała
jed-
nak
nachylona
pod
kątcm
do
p
łaszczyzny
orbit
pozos tałych
planet.
Przestrzeń
m
it;:dzyplanctar-
ną
wypełnia
materia
gazowa (wodór
z
domiesz-
ką
helu i
pierwiastków
ciężkich )
o
średn
i
ej
kon-
centracji
10.
21
kg/m
3 •
Słowo
"
planeta"
pochodzi od greckiego
pla-
neles
-
"wędruj ąca".
Ziemianie obserwowali
niebo od
pradawnych
czasów. Gwiazdy z
powo-
du
dużej
od
l
egłośc
i
są
widziane z
Ziemi
(z
po-
zycji geocentrycznej; gr.
,.ziemia")
jako
ni
eruchome. Natomiast planety
Układu S
ło­
necznego
sprawiają
wrażcn
i
e poruszających
s
ię
bardzo
chaotyczn
ie,
dlatego
starożytni
Grecy
(wiele wieków
przed
zaproponowaniem przez
Kopernika
teorii
heliocentrycznej
;
gr.
helios
~
"słońce")
nazwali je
błądzącymi
.
W
ś
ród
p
lanet
Układu S
łonecznego
Ziemia
właściwie
niczym
si
ę
nie
wyróżnia
.
Jest
ona
pla-
netą
o
masie
5,975-
)()24
kilograma. Obiega
Słoń-
H
istoria
Ziemi
rozpoczęła się
4,6 miliar-
da
lat temu.
Wówczas na
skutek fl
uktua-
cji
.
w
które
obfituje
przcsłJ7.eń
kosmicz-
Planeta Ziemia
Ziemia jest
trzecią planetą Układu Słonecznego.
Jej powierzchnia, w
większości
pokryta wodami mórz i oceanów,
otoczona
atmosferą,
stanowi
jedyną znaną
nam
dotychczas
enklawę
życia. Specyficzność
Ziemi przejawia
się
również
w
tym,
że
powstale na niej organizmy
rozwinęły
się
w ewolucji
aż
do
życia
inteligentnego.
ce w
ciągu
jednego roku i obraca
siC(
wokół
swo-
jej osi
365,2564
razy
na jeden
obieg
S
łońca
(na
l rok),
co
jest
zauważalne
jako
zjawisko
no-
cy
i
dnia. Kula
ziemska
składa
siC(
z czterech
współśrodkowych
warstw.
Zewnętrzną warstwę
stanowi skorupa
ziemska o
grubości
6-80
kilo-
metrów i
to
w
niej
zachodzą
przemiany
geologicllle, takie
jak powstawa-
nie
łańcuchów
górskich.
Górne
części
skorupy
s
kładają
s
ię
głównie
ze
s
kał
osado-
wych
i
granitowych,
pod
którymi znajdu-
je
s
ię
warstwa ba-
zaltowa. Skorupa
zawiera
49,5
pro-
cent
tlenu,
25,7
-
krzemu,
7,5
-
g
li-
nu,
4,7
-
że
l
aza,
3,4
-
wapnia,
2,6
-
sodu,
2,4
-
potasu,
1,9
-
magnezu
i
tyl-
ko
2,3
procent in-
nych
p
ierwiastków.
Pod
skorupą
rozciąga
s
i
ę
płaszcz
Ziemi.
Ma
on gru-
bość
do
około
2900
kilome-
trów. Stanowi blisko 70
procent
masy
całej
planety
i
tworzą
go
głównie
krzemiany.
Płaszcz
zachowuje stan
stały,
nato-
miast
położone
pod
nim
jądro
wykazuje
właści­
wości
cieczy w
swojej
zewnętrznej
warstwie oraz
właściwości
ciała
stałego
w
warstwie
wewnętrz­
nej
.
Jądro
zew
nętrzn
e
to
głównie że
­
lazo
w
stanie
ciekłym.
Ciekle
wnę­
trze Z
iemi
powstało
w wyniku
jej
ogrzewan
ia
s
ię
spowodowanego kur-
czeniem grawitacyjnym, bombardowa-
niem
przez fragmenty materii kosmicz-
nej
pozostałe
po
fonnowaniu
się
planet
oraz wyzwalaniem
s
i
ę ciepła
w czasie
rozpadów promieniotwórczych. Ogrza-
nie
sit(
Ziemi
spowodowało
opadanie
c
i
ężkich
kropli stopionego
żelaza
i
zwią­
zanych z
nim pierwiastków
ku
central-
nej
części
globu i
utworzenie
ciekłego
jądra
,
którego
zewnętrzna
warstwa
po-
zostaje
do
dziś ciekła.
Jedn)1Tl
z
efektów
ogrzania
wnętrza
Ziemi
było
i
góro-
twórczej.
Procesy
te
wpłynęły
na
ukształtowanie
zarówno
powier.tehni naszej planety,
jak
i jej
a~
sfery.
Gorąca
materia
jądra
W10sila
s
i
ę
w
stronę
skorupy,
Pozostawiając
miejsce
materii
chłodniej-
szej
i
gęstszej.
Napierając
na
skorupę,
po-
wooowała
jej
wypiętrzanie, pęka­
nie
i
przesuwanie
.
Ksztaho-
wały
się
lądy
i
masywy
zapoczątkowanie dzi ałalności
wułkanicmej
górskie.
Przez
powstałe
szczeliny
wydobywała
się
na
zewnątrz
lawa
i
znac7l1e
ilości
ga-
row,
które
tworzyły
atmosferę
piCTWot-
ną.
Przed
ponad
200
milionami lat
istniał
pojedynczy
supe
rk
o
nt
y
n
ent
Pangea
otoczony
wszechoceanem
Panthalassą
.
Około
ge
-
)90
milionów
lat
temu
z
kosmosu
ukazujJt
zarówno
skorupę
ziemską,
jak
i
jej
atmosfe rę
<:J
Zdjęcia
Pangea
zaczęła się
rozdzielać
na
dwa
mniejsze
kontynenty, które
podlegały
dalszym
podziałom.
W
wyniku
zderzeń
dryfujących
kontynentów
masy
skalne skorupy ziemskiej
fałdowały
siC(
i
wypiC(-
trzJłIy,
lWoaąc
lailcuchy
gó"kie.
Atmosfera
Ziemi
przez miliardy lat
uległa głę­
bokim
przeobrażeniom.
Pierwotna
zawierała
naj-
prawdoIXX1obniej
głównie
dwutlenek
węgla,
a
tak-
że
metan,
związki
siarki oraz
występującą
w du-
żych
i
lościach
parę
wodną.
Para
skraplała
się,
two-
rząc
opady.
Powstawały
rzeki,
jeziora i
morza.
Za-
częło się
rozwijać
życie. Było
to
3500
milionów lat
temu.
Przed
2800
milionami lat
zaczęły się
rozwi-
jać
na
wi ększą skalę
organizmy
roś
l
irme
zdolne
do
przyswajania atmosferycznego dwutlenku
węgla
i
wydzielania
tlenu.
Atmosfera
przekształcała
siC(
stopniowo
w
tlenową.
Obecnie zawiera tylko oko-
ło
0,033
procent
dwutlenku
węgla,
a
od
po-
wierzchni
Ziemi
do
wysokości
80-90
kilometrów
ił
Ziemia
ma dwa
księży­
ce. Tylko
jeden
z
nich
wi-
dać
z
powierzchni planety,
drugi to
księżyc
pylowy
-
niewidoczny
q
W
ś
ród
9
planet
Ukła·
du
Słonecznego
Ziemia nie
jest
planetą największą
ani
najważni
ejszą
-
jak
często
myś lą
ludzie
NASZA PLANETA
-
2
(:I
Obecny
kształt
kontynentów ustalal
się
przez miliony lat, a
zapoczątkowal
go
podział
Pangei
kich
kombinacji,
nie wszystkie bowiem
mają
od-
powiednie
właściwości, są
po prostu
nieprzydat-
ne,
a zatem organizmy ich nie
W)1Warzają.
Do
powstania fenomenu
życia
w znaC7J1ym
stopniu
przyczyniły
się
enzymy. To one odpowia-
dają
za
większość
mechanizmów naprawczych,
kontrolnych,
jak
również
za przyspieszanie
reak-
cji, a zatem zmian.
Właśnie
enzymy w
dużej
mie-
rze
przyspieszyły ewolucję.
Drugim
czyrnikiem
była dwupłciowość (jednopłciowość występuje
w jej
skład
wchodzi
głównie
azot (ok. 78 proc.),
tlen
(ok. 21 proc.)
i
argon (ok.
0,9
proc.),
a
także
para wodna, której
iloŚĆ
jest
bardzo
zmienna
(0,1- 2,8 proc.).
Para
tworzy
różnego
rodzaju
obł.,.
ki
złożone
z kropelek wody,
płatków
śniegu
lub
kuleczek lodowych.
Na
wysokości
100-1000
kil.,.
metrów
przeważają
gazy zjonizowane (obdarzone
ładunkiem
elektrycznym), dominuje
tlen
w posta-
ci pojedynczych atomów.
Powyżej
1000
kilome·
trów wystq)Uje
głównie
hel,
który
w
odległości
2000-2500 kilometrów od powierzchni Ziemi
ustępuje
miejsca
wodorowi.
W
naturalnych
warunkach na Ziemi ismieje
99
pierwiastków.
Sztucmie
udało się stworzyć
je-
szeze kilka
innych,
jak polon (po,
liczba
atomowa
84), radon
(Rn
-
86), rad
(Ra
-
88), aktyn (Ac
-
89),
protaktyn
(pa - 91), ale w postaci wolnej
można
znaleźć
tylko kilka:
tlen,
azo~ siarl<ę, wę­
giel,
rtęć, platynę,
złoto
oraz
gazy
szlachetne. Naj-
częściej tworzą
one
związki
(ok. 100 tys. nieOl]a-
nicznych
i
ponad
4 mln
organicznych).
Związki
organiczne
stanowią
podsta-
wę życia.
tennicmą,
Charakteryzują
się
łańcuchy
połączonych
aminokwasów.
Wyizolo-
wano
tysiące roślinnych
i
zwierzęcych
białek
,
lecz
wszystkie
składają się
tylko
z
około
20
aminokwasów.
Czą­
steczka aminokwasu zawiera
dwie bardzo reaktywne grupy:
zasadową
-
aminową,
oraz kwa-
sową
-
kaIboksylową.
Podsta-
wową cechą
grupy -COOH jest
tendencja
do
odczepiania jonu
H+,
a grupy
-
NH,
tendencja do
przyłą­
czania tego jonu.
Stąd
łatwoŚĆ
tworzenia
wiązań
peptydowych,
które
łączą
ami-
nokwasy
w
łańcuchy białkowe.
Po-
nieważ
zdolność
ta
pozwala
wiązać
rzadko,
przeważnie
u
organizmów
prymityw-
nych).
Dwupłciowość
pozwala
na
wymianę
mate-
riału
genetycznego z pokolenia
na
pokolenie,
co
prowadzi do
nieporównywalnie
szybszych zmian
niż
te, które
dokonały
się
przez
mutację
w organi-
zmach
jednopłciowych
.
Wydaje
się,
że
w
dużym
stopniu
dzięki dwupłciowości występuje
na Ziemi
takie bogactwo form,
rodzajów
i gatunków orga-
nizmów
żywych,
które
powstały
w
odległej
prze-
szłości,
a
następnie
powoli
rozwijały się
i prze-
kształcały, aż osiągnęły obecną postać.
Pierwsze
bakterie i prymitywne glony
zaistniały około
1400
tnilionów lat
temu. Znac7J1ie
później,
530 mi-
lionów
lat
temu.
rozpoczął
s
ię
burzliwy
rozwój
organi-
zmów
zapoczątkowany
po-
wstaniem
kręgowców
zmie-
niających
środowisko
lądowe.
życ
ia
z wodnego
na
organizmów
dała możliwość
wymiany kodu
genetycznego
zapisanego
w
ni-
ciach
DNA
~
Dwupłcłowość
Człowiek
istnieje zaledwie
od 2,5 miliona
lat,
a mimo
to
wciąż
ma cechy charaktery-
styczne dla
organizmów
ży­
jących
w
ś
rodowisku
wod-
nym.
Na
przykład
odbiera fa-
le elektromagnetyczne w
zakre-
sie
40()-7oo
nanometrów
(tzw.
światło
widzialne), w
dodatku
z
nie-
jednakową
intensywnością.
Gdy wo-
kół
jest jasno, naj
lepiej
widzi
one
bardzo
małą
odpornością
niskimi
temperatu-
rami topnienia
i
wrzenia,
pal-
nością.
ale
ponieważ są
to
związki węgla,
a
węgiel
dużą
zdolność
ma
tworzenia
trwałych wiązań, są bazą ży­
cia. Zycie
więc
to kombinacja
i
wzajemne
oddziaływanie
atomów
węgla,
wodoru,
tle-
nu,
azotu
i
niewielkiej
ilości
c>
Łańcuchy
piętrzają
się
górskie
wy-
m.In. wsku-
tek
pękania
skorupy
ziem-
skiej spowodowanego wy-
porem
gorącej
materII
z
wnętrza
Ziemi
innych
pierwiastków.
Węgiel, łącząc się
w
łańcu­
chy
lub
pierścienie,
stwarza
ogromną
liczbę moż­
liwości
dołączania się
grup bocznych i ta
włas­
ność
jest
główną
przyczyną
istnienia wielkiej ilo-
ści związków
organicznych, jak na
przykład
biał­
ka.
Białka
-
budulec
żywych
organizmów
-
to
p<>-
zwijane w a-helisy,
Jl-kartki
i
splątane
w
kłębki
z
20
aminokwasów z innym,
liczba
kombi-
nacji
(połączen)
jest ogromna.
Dla
pięciu
różnych
aminokwasów wynosi 51, czyli
120,
dla
dziesięciu
różnych aż
3 628 800.
Przy
łaócuchu
200 amin.,.
kwasów (co jest
standardem)
liczba kombinacji
(połączeó)
i permutacji (przestawieó)
jest
olbrzy-
mia
Przyroda
ziemska
nie wykorzystuje wszyst-
każdy
550
nanometrów,
czyli
światło
zielono-żółte,
natomiast
gdy jest ciemno
-
fale
o
długości
500
nanometrów, czyli
światło
niebie-
sko-zielone. Dzieje
się
tak dlatego,
że
życie
po-
wstało
w wodzie, a
właśnie
ten zakres fal woda
absorbuje
najsłabiej. są
zatem najlepiej widocz-
ne
i
dostarczają najwięcej
infonnacji.
fale
o
długości
NASZA PLANETA
· 3
225 mln lat temu
Budową
Budowa
Ziemi
Ziemi tak
naprawdę
zainteresowano
się
dopiero pod koniec ubie-
głego
stulecia. Niestety,
z powodu braku odpowiednich metod badawczych
powstające
wtedy teorie
opierały się
na nie sprawdzonych hipotezach i spe-
kulacjach.
Pojawiały się
bardzo oryginalne
pomysły, według
których pod
twardą skorupą
Ziemia
kryła ciekłe powłoki
i gazowe
jądro
albo, jak chcie-
li inni,
jądro
z czystego
żelaza
otoczone litym kamiennym
płaszczem.
becnie
dzięki
bogatemu
materiałowi
,
którego
dostarczają
stacje sejsmiczne,
wiemy
dość
dużo
o
wnętrzu
naszej
plane-
ty.
Składa się
ono z kilku
odrębnych powłok.
Zewnętrzną pokrywę
Ziemi stanowi skorupa.
która ma
średnią grubość
33
kilometrów
i zbudo-
wana jest
głównie
z dwóch rodzajów
skał
,
granitu
i
bazaltu.
Cięższego
bazaltu jest o wiele
więcej
,
tak
że
granit
właściwie "pływa"
po jego powierzchni,
formując
kontynenty. Szczególnie
duże
skupiska
granitu
wynurzają
s
ię
z bazaltowego morza cza-
sem
na
znaczną wysokość, tworząc łańcuchy
gór-
skie. Skorupa ziemska
pod
nimi
jest barrlw gruba:
dochodzi
nawet
do
5()-70
kilometrów.
Odwrotnie
dzieje
się
w podmorskich
głębi­
nach. Budowa
dna oceanicznego
kształtuje
się
zupełnie
inaczej
niż
powierzchni kontynentów.
Przede
wszystkim w
dnie
oceanicznym
prawie
nie ma
granitu, a
grubość
warstwy bazaltu
wy-
nosi
zaledwie
6-7
kilometrów.
Tak
cienka
sko-
rupa
ziemska od
dawna
nęciła
badaczy, którzy
chcieli
dotrzeć
do
głębiej położonego płaszcza
Ziemi
za
pomocą
bardzo
długiego
św
idra
.
Nie-
stety, dokonanie wiercenia w miejscu, w
któ-
rym
sama
głębokość
oceanu wynosi kilka kilo-
metrów,
przedstawia
ogromną trudność,
co
200
mln lat temu
O
, 36
mln lat temu
85 mln let temu
obecna
ere
geologiczna
dryfu kontynentaInego.
"Wszechzie-
mis"
Pangea rozpada
się
stopniowo na mniejsze
części.
Po mniej
więcej
140
milionach lat zostaje
uformowany dzisiejszy
układ
kontynentów
$>
Teoria
dotyCZl!ce
struktury
wnętrza
Ziemi
ar,.
.....,.
Iw
33
413
984
2898
IWf
ułamek
obję-
toki
Ziemi
1dIa.1tndI1
0,0155
0,1667
0,2131
0,4428
0,1516
0,0028
0,0076
zakres
ciś
nie ń
zakres
Iw Gpa l
gęstości
Iw tonach/m' )
do
ok.
I
do ok.
13,5
do
ok.
38
do
135
do
305
do
328
do
363,9
4982
5121
6371
2,6-3,3
3,3- 3,7
do
4,5
do
5,0
do
12
do
12,2
do
l3,
1
parametry wantw naszej planety
wantwa
skorupa
płaszcz
grubość
średnia
gęltośt
procent masy
Ziemi
jądro
33
2865
3473
2,8
4,5
10,7
0,7
67,8
31,5
sprawia,
że
nigdy
nie
przystąpiono
do
realizacji
tych projektów.
WSJX)mniane
wcześniej
unoszenie
się
granitu
w
"bazaltowym
morzu"
leży
u
podstaw
ogłoszonej
w
1912
roku
(opublikowanej w
formie
książki
w
1915)
przez Alfreda
Wegenera
teorii
dryfu
kon·
tynentalnego. Wegener
doszedł
do
wniosku,
że
w
zamierzchłych
czasach wszystkie
kontynenty
tworzyły
jeden wielki
ląd,
który
nazwał Pangeą,
to
znaczy
"wszechziemią".
Około
200
milionów
lat
temu
zaczął się
rozpad
Pangei,
którd
początkowo
podzieliła się
na
trzy
części: północną zwaną
Lau-
razją
(w
jej
skład wchodziły
obecna Europa, Azja
i Ameryka
Północna)
,
południową zwaną
Gon·
dwaną
(Afryka, Ameryka
Południowa
i Indie)
oraz
trzecią część,
na
którą składały
s
ię
Antarktyda
i
Australia. Ocean
rozdzielający
te prakontynenty
nazwano
Tetydą.
W
późniejszych
czasach
nastąpi·
ło
dalsze
rozczłonkowanie lądów. Początkowo
od
Gondwany
oddzieliły się
Indie, a
potem
Ameryka
Południowa.
W
ciągu
ostatnich
65
milionów lat
uformował
się
obecny
układ
kontynentów. Dodaj-
my,
że
i dzisiaj ulega on
ciągłym
zmianom.
Niestety, nie
istnieją żadne bezpośrednie
me-
tody
badania
wnętrza
naszej
planety.
Nie
można
wykopać
szybu tak
głębokiego, żeby
dotrzeć
do
płaszcza
Ziemi
i
przeprowadzić
odpowiednie
ba-
dania. Z tego powodu
naukowcy
posługują się
w swoich
dociekaniach
różnymi
metodami
po-
średnimi
-
wśród
nich niezwykle
ważną rolę
od-
grywają
pomiary sejsmiczne.
Za
pomocą
bardzo
czułych urządzeń
zwanych
sejsmografami
jesteśmy
w
stanie
badać
nawet
najdrobniejsze
drgania Ziemi.
Często
zdarza
się,
że
znamy
ich
przyczynę,
na
przykład
podziemny
\V)'buch atomowy,
trzę:sienie
ziemi albo wysadze-
nie
nie
używanych
szybów
kopalnianych.
Po-
wstające
przy
tym
wstrząsy rozchodzą się
do
wnętrza
Ziemi, a
następnie,
załamywane
pod
róż·
nymi
kątami,
osiągają
jej
powierzchnię
po
dru-
giej stronie.
Tam
stacje sejsmiczne
notują
poja-
wiające
s
ię
sygnały.
Na ich podstawie naukowcy
odtwarzają
obraz tego,
co
ukryte pod
skorupą
planety.
Metoda ta
przypomina
nieco zachowanie
nietoperza,
który
orientuje
s
ię
w
przestrzeni
za
pomocą
echolokacji.
Na podstawie podobnych
badat'! ustalono,
że
Ziemia ma
budowę
warstwową.
Pod
skorupą,
która jest
bardzo
cienka
i
zajmuje
zaledwie
1,55
procent
objętości
,
znajduje
się
największa,
bo sta-
nowiąca
aż
82 procent
objętości
Ziemi. warstwa
zwana
płaszczem.
Ma
ona
grubość
2865
kilome-
trów i
składa się głównie
z
krzemianów
i
glino-
NASZA PLANETA
-
4
krzemianów pierwiastków, takich jak
żelazo,
magnez
i
wapń. Gęstość materiału
skalnego
waha
się
od 3,3
tlm'
w górnych partiach do
5
t/m]
w
głębi
Ziemi, gdzie
ciśnienie osiąga
135 Gpa (gigapaskali).
W
płaszczu
na-
stępuje
stopniowe
przejście
od stanu
stałego
krystalicznych warstw skal-
nych
skorupy
do tak
zwanego sta-
nu
stałego
stopionego, czyli
flu-
idalnego. Jego
istotną
cechą
jest
to,
że
wobec
krótkotrwa-
łyc h naprężeń
zachowuje
się
jak
sprężyste
ciało
sta-
łe
,
a
wobec
sił
długotrwa­
łych
jest
plastyczny.
Płaszcz
nie ma
jed-
norodnej
struktury.
Składa się
z
trzech
warstw (zob.
tabela).
Górny
płaszcz mieści
się
tuż
pod
sko
rupą
ziemską,
pod
nim
jest
warstwa
prz ejściowa
,
a jeszcze
głębiej,
zaj-
mujący około
44 pro-
cent
objętości
planety,
płaszcz
dolny,
który jest
największą
ze wszystkich
powłok
Ziemi.
Niżej,
na
głębokości
oko-
ło
2898
kilometrów,
znajduje
się jądro
Ziemi, które, podobnie
jak
poprzednia
warstwa, nie
jest
jednorodne.
Jądro
zewnętrzne
sta-
nowi
około
15
procent
objętości
Zie-
_.skonlpa Ziemi
plaszcz
_,,·ar',"".
przejściowa
zewnętrzne
warstwa
przejściowa
jądro
wewnętrzne
PIuzcz
Ziemi
-
największa.
82
procent
objętości
wtIIIIWa
wewnęłlZna
Ziemi,
sldad'liąca się głównie
z
lazemianów
i
gIiDoIazemianów;
jej
średnia gęstość
wyn0-
si 3,4
t1m',
J~
Ziemi
-
WewnęłIZna
wantwa
naszej
planety,
staDowiąca
16
procent
jej
objętości,
składa się głównie
z
żelaza; j~
ZCWDęIrZIIe
jest
ciekłe, wewnętrzne zaś
staJe,
Sejsmograf -
czuły przynąd służticy
do
rejestnK:ji
dIpń
skorupy ziemskiej,
BozaIt
-
często występująca
w
przyrodzie
skala
IIJtI8IDOwa,
składająca się głównie
z
mi-
nerałów,
takich
jak
p1agioldaz, piroksen
i
oli·
win;
stanowi budulec dna oceanicznego.
mi.
Składa
s
ię
głównie
z
że
laza
(okolo 90
pro-
cent) i jest
ciekłe!
Jeszcze
głębiej
,
prawie
5000
kilometrów
pod
powierzchnią,
jest ok.
140-ki-
lometrowy
obszar
przejściowy,
osłaniający
sta-
le
że
lazne jądro
planety.
Infonnacji
o
rozkładzie
temperatur w
środku
naszej
planety
dostarczają
pośrednio także
bada-
nia
sejsmiczne.
Dzięki
nim dowiadujemy
się,
że
płaszcz
Ziemi
jest
stały,
a
więc
jego
temperatura
nie
przekracza
tempemtury topnienia
materiału
skalnego, z
którego jest
zbudowany.
Podobnie
ciekłe
jądro
zewnętrzne
musi
być
przynajmniej
tak
gorące, żeby
mógł
roztopić
się
stop
metalicz-
ny, z
którego to
jądro
jest zbudowane.
Jeżeli
we-
żmiemy
pod
uwagę
fakt,
że
temperatura topnie-
nia
zwiększa się
wraz
z
panującym
ciśnieniem
,
to
nie
zdziw
i nas,
iż
warstwa graniczna
pomiędzy
płynnym
jądrem zewnętrznym
a
stałym
jądrem
wewnętrznym
musi
być
równa
temperaturze
top-
nienia tego
stopu.
Ponie-
waż jądro składa
w 90
procentach
z
żelaza,
można badać
jego
to
znaczy
badając
tem-
peraturę
topnienia
żelaza
pod wielkimi
ciśnie­
niami. Eksperymenty,
które
się
w
tym celu
przeprowadza,
są
zwykle
bardzo trudne
i
mają
wiele
poważnych
ograniczeń.
temperaturę
pośrednio
,
się
1:t
Badania sejsmiczne
sze
źródlo
stanowią
najważniej.
informacji o budowie planety
Jedna
z
metod
po-
lega na
strzela-
niu
specjalnym
po-
ciskiem
w
próbkę
ma-
teriału
skalnego.
W
trak-
cie
uderzenia, w bardzo
krótkim
czasie
(około
l mikrose-
kundy)
uzyskiwane jest
ciśnienie
do
300
Gpa i temperatura
pozwalająca
na
stopienie
materiału.
Inny
sposób polega
na umieszczeniu
mikroskopijnych ronniarów próbki
między
dwo-
ma
diamentami. Diamenty
są
na
tyle
twarde,
że
pozwalają utrzymać
ciśnienie
kilkuset gigapaska-
li nawet przez
kilka
dni.
Odpowiednio wysokie
temperatury
uzyskuje
się, skupiając
na próbce
wiązkę
laserową.
W ten
sposób stwierdzono,
że
pod
ciśnieniem
250 Gpa
żelazo
topi
się
w
tempe-
raturze
około
6000
stopni.
Ponieważjądro
zawie-
ra
10
procent domieszek
w
postaci siarki,
tlenu
i niklu,
jego
temperatura musi
być niższa.
Podej-
rzewa
się, że
wynosi
około
4500
stopni
w
części
zewnętrznej
i
niemalże
6000
stopni
w
wewnętrz­
nej.
Podobnie
na
podstawie
badań materiału
skal-
nego,
z
którego
składa się
płaszcz
Ziemi, szacuje
się
jego
temperaturę
na
3200
stopni.
Jedna
ze
współczesnych
teorii mówi,
że
krze-
mianowy
płaszcz
i
żelazne jądro są pozostało­
ściami
po wczesnym,
bardzo
gorącym
i
ciekłym,
etapie w historii
naszej planety. Dwie pierwotne,
nie
mieszające
się
ze
sobą
ciecze
uległy
pod
wpływem
grawitacji
rozwarstwieniu.
Ciecz
krze-
mianowa
jako
lżejsza utworzyła
zewnętrzną
J»
wlokę
i
ostygła.
Wewnątrz
zaś
ciecz
żelazna,
J»
zbawiona
możliwości
oddania
ciepła, pozostała
do
dziś
częściowo
w stanie
ciekłym.
Na
szczęście,
nie musimy
obawiać się
dalsze-
go
stygnięcia
Ziemi.
Ciepło
zjej
wnętrza
uchodzi
bardzo
powoli i z
pewnością
nie grozi naszej
pla-
necie
rychła śmierć
tenniczna.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin