כדור הארץ הוא חלק ממערכת השמש יחד עם שאר כוכבי הלכת והשמש. הוא שייך למחלקת כוכבי הלכת המוצקים מאבן, הנבדלים בצפיפות גבוהה ומורכבים מסלעים, בניגוד לענקי הגז, שהם גדולים וצפיפותם נמוכה יחסית. יחד עם זאת, הרכב כוכב הלכת קובע את המבנה הפנימי של כדור הארץ.
פרמטרים עיקריים של כדור הארץ
לפני שנגלה אילו שכבות בולטות במבנה הגלובוס, בואו נדבר על הפרמטרים העיקריים של הפלנטה שלנו. כדור הארץ ממוקם במרחק מהשמש, שווה בערך ל-150 מיליון ק"מ. הגוף השמימי הקרוב ביותר הוא הלוויין הטבעי של כוכב הלכת - הירח, שנמצא במרחק של 384 אלף ק"מ. מערכת כדור הארץ-ירח נחשבת לייחודית, מכיוון שהיא היחידה שבה יש לכוכב הלכת לוויין כל כך גדול.
מסת כדור הארץ היא 5.98 x 1027 kg, נפח משוער הוא 1.083 x 1027 קוב. ראה כוכב הלכת מסתובב סביב השמש, כמו גם סביב הציר שלו, ויש לו נטייה ביחס למישור, מה שגורם לחילופי עונות. פרק זמןסיבוב סביב הציר הוא כ-24 שעות, סביב השמש - קצת יותר מ-365 ימים.
תעלומות המבנה הפנימי
לפני שהומצאה השיטה של חקר המעמקים באמצעות גלים סיסמיים, מדענים יכלו להניח רק הנחות לגבי איך כדור הארץ פועל בפנים. עם הזמן, הם פיתחו מספר שיטות גיאופיזיות שאפשרו ללמוד על כמה תכונות של מבנה הפלנטה. בפרט, גלים סיסמיים, אשר מתועדים כתוצאה מרעידות אדמה ותזוזות של קרום כדור הארץ, מצאו שימוש נרחב. במקרים מסוימים, גלים כאלה נוצרים באופן מלאכותי על מנת להכיר את המצב לעומק על פי אופי ההשתקפויות שלהם.
כדאי לציין ששיטה זו מאפשרת לקבל נתונים בעקיפין, שכן אין דרך להיכנס ישירות למעמקי המעיים. כתוצאה מכך, נמצא שכוכב הלכת מורכב מכמה שכבות הנבדלות בטמפרטורה, בהרכב ובלחץ. אז מה המבנה הפנימי של הגלובוס?
קרום כדור הארץ
הקליפה המוצקה העליונה של כוכב הלכת נקראת קרום כדור הארץ. עוביו נע בין 5 ל-90 ק"מ, תלוי בסוג, מהם יש 4. הצפיפות הממוצעת של שכבה זו היא 2.7 גרם/סמ"ק. לקרום מהסוג היבשתי יש את העובי הגדול ביותר, שעוביו מגיע ל-90 ק"מ מתחת לכמה מערכות הרים. הם גם מבחינים בין קרום אוקיינוס הממוקם מתחת לאוקיינוס, שעוביו מגיע ל-10 ק"מ, מעברי וריפטוגני. מָעֳבָרשונה בכך שהוא ממוקם על גבול הקרום היבשתי והאוקיאני. קרום השבר מתרחש במקום בו יש רכסים באמצע האוקיינוס והוא דק, בעובי של 2 ק"מ בלבד.
הקרום מכל סוג מורכב מסלעים מ-3 סוגים - משקע, גרניט ובזלת, הנבדלים בצפיפות, בהרכב הכימי ובטבע המקור.
הגבול התחתון של הקרום נקרא גבול מוהו, על שם מגלהו בשם מוהורוביץ'. הוא מפריד את הקרום מהשכבה הבסיסית ומאופיין בשינוי חד במצב הפאזה של החומר.
Robe
שכבה זו עוקבת אחר הקרום המוצק והיא הגדולה ביותר - נפחה הוא כ-83% מהנפח הכולל של כוכב הלכת. המעטפת מתחילה ממש אחרי גבול מוהו ומתפרשת לעומק של 2900 ק"מ. שכבה זו מחולקת עוד יותר למעטפת העליונה, האמצעית והתחתונה. תכונה של השכבה העליונה היא נוכחות האסתנוספירה - שכבה מיוחדת שבה החומר נמצא במצב של קשיות נמוכה. הנוכחות של שכבה צמיגה זו מסבירה את תנועת היבשות. בנוסף, במהלך התפרצויות געשיות, החומר המותך הנוזלי שנשפך על ידם מגיע מהאזור המסוים הזה. המעטפת העליונה מסתיימת בעומק של כ-900 ק"מ, שם מתחילה המעטפת האמצעית.
המאפיינים הבולטים של שכבה זו הם טמפרטורות גבוהות ולחץ, שגדלים עם הגדלת העומק. זה קובע את המצב המיוחד של חומר המעטפת. למרות העובדה כי במעמקי הסלעים יש גבוהטמפרטורה, הם במצב מוצק עקב לחץ גבוה.
תהליכים המתרחשים במעטפת
בפנים כוכב הלכת יש טמפרטורה גבוהה מאוד, בשל העובדה שתהליך התגובה התרמו-גרעינית מתרחש ללא הרף בליבה. עם זאת, תנאי מחיה נוחים נשארים על פני השטח. זה אפשרי בשל נוכחות של מעטפת, אשר יש תכונות בידוד חום. כך, החום שמשחרר הליבה נכנס אליו. החומר המחומם עולה, מתקרר בהדרגה, בעוד שחומר קר יותר שוקע מהשכבות העליונות של המעטפת. מחזור זה נקרא הסעה, היא מתרחשת ללא הפסקה.
מבנה הגלובוס: ליבה (חיצונית)
החלק המרכזי של כוכב הלכת הוא הליבה, שמתחילה בעומק של כ-2900 ק"מ, ממש אחרי המעטפת. יחד עם זאת, הוא מחולק בבירור ל-2 שכבות - חיצוניות ופנימיות. עובי השכבה החיצונית הוא 2200 ק"מ.
המאפיינים האופייניים של השכבה החיצונית של הליבה הם דומיננטיות של ברזל וניקל בהרכב, בניגוד לתרכובות של ברזל וסיליקון, שמהם מורכבת המעטפת בעיקר. החומר בליבה החיצונית נמצא במצב צבירה נוזלי. סיבוב כוכב הלכת גורם לתנועת החומר הנוזלי של הליבה, עקב כך נוצר שדה מגנטי רב עוצמה. לכן, הליבה החיצונית של כוכב הלכת יכולה להיקרא מחולל השדה המגנטי של כוכב הלכת, המסיט סוגים מסוכנים של קרינה קוסמית, שבזכותה חיים יכולים להיווצר על פני כדור הארץ.
ליבה פנימית
בתוך מעטפת המתכת הנוזלית נמצאת ליבה פנימית מוצקה, שקוטרה מגיע ל-2.5 אלף ק מ. נכון לעכשיו, הוא עדיין לא נחקר בוודאות, ויש מחלוקות בין מדענים לגבי התהליכים המתרחשים בו. זאת בשל הקושי להשיג נתונים והאפשרות להשתמש רק בשיטות מחקר עקיפות.
ידוע בוודאות שהטמפרטורה של החומר בליבה הפנימית היא לפחות 6,000 מעלות, אולם למרות זאת, הוא במצב מוצק. זה נובע מהלחץ המאוד גבוה שמונע מהחומר לעבור למצב נוזלי - בליבה הפנימית הוא שווה ככל הנראה ל-3 מיליון אטמוס. בתנאים כאלה עלול להיווצר מצב מיוחד של חומר - מתכת, כאשר אפילו יסודות כגון גזים יכולים לרכוש תכונות של מתכות ולהיות מוצקים וצפופים.
באשר להרכב הכימי, עדיין יש ויכוח בקהילת המחקר לגבי היסודות המרכיבים את הליבה הפנימית. כמה מדענים מציעים שהרכיבים העיקריים הם ברזל וניקל, אחרים שגופרית, סיליקון וחמצן עשויים להיות גם בין הרכיבים.
היחס בין אלמנטים בשכבות שונות
הרכב כדור הארץ מגוון מאוד - הוא מכיל כמעט את כל היסודות של המערכת המחזורית, אך תוכנם בשכבות שונות אינו אחיד. אז, לקרום כדור הארץ יש את הצפיפות הנמוכה ביותר, ולכן הוא מורכב מהיסודות הקלים ביותר. אותו הדבר ממשיסודות כבדים נמצאים בליבה במרכז כדור הארץ, בטמפרטורה ובלחץ גבוהים, ומספקים תהליך של ריקבון גרעיני. יחס זה נוצר עם הזמן - מיד לאחר היווצרות כוכב הלכת, יש להניח שההרכב שלו היה הומוגני יותר.
בשיעורי גיאוגרפיה, תלמידים עשויים להתבקש לצייר את מבנה הגלובוס. כדי להתמודד עם משימה זו, אתה צריך לדבוק ברצף מסוים של שכבות (זה מתואר במאמר). אם הרצף נשבר, או שאחת מהשכבות הוחמצה, העבודה תתבצע בצורה לא נכונה. אתה יכול גם לראות את רצף השכבות בתמונה המוצגת לתשומת לבך במאמר.
