1

BUDOWA ZIEMI

Budowa globu

Promie

ń

równikowy 6378,24 km

Promie

ń

biegunowy 6356,86 km

Ró

ż

nica 21,38 km

Bezpo

ś

rednie dane o budowie Ziemi pochodz

ą

tylko z przypowierzchniowej

warstwy. Najgł

ę

bsze na

ś

wiecie kopalnie to kopalnie złota w RPA:

- Savuka – 3777 m

-

Tau Tona - 3585 (docelowa gł

ę

boko

ść

3902 m)

Najgł

ę

bsze wiercenie ponad 12 km na Półwyspie Kola:

Kolskaja Swierchgłubokaja

12 262 m

W stosunku do promienia ziemskiego jest to tylko ułamek procenta.

Budow

ę

gł

ę

bszych partii Ziemi rozpoznano głównie za pomoc

ą

fal sejsmicznych,

obserwuj

ą

c ich zachowanie podczas przechodzenia przez ró

ż

ne o

ś

rodki.

Fale sejsmiczne powstaj

ą

wskutek zaburzenia równowagi w ciele spr

ęż

ystym jakim

jest skorupa ziemska i gł

ę

bsze partie Ziemi.

W chwili zaburzenia równowagi powstaj

ą

:

•

fale podłu

ż

ne P (primary)– drgania rozchodz

ą

si

ę

w tym samym kierunku, w

którym porusza si

ę

fala

2

•

fale poprzeczne S (secondary) – drgania s

ą

prostopadłe do kierunku

rozchodzenia si

ę

fal. Rozchodz

ą

si

ę

wył

ą

cznie w ciałach stałych

•

gdy

fale

sejsmiczne

dotr

ą

do

powierzchni

Ziemi

powstaj

ą

fale

powierzchniowe

Pr

ę

dko

ść

fal sejsmicznych zale

ż

y od wła

ś

ciwo

ś

ci spr

ęż

ystych i g

ę

sto

ś

ci o

ś

rodka,

w którym si

ę

rozchodz

ą

. Znaj

ą

c pr

ę

dko

ść

fal mo

ż

na okre

ś

li

ć

g

ę

sto

ść

o

ś

rodka. Im

wi

ę

ksza g

ę

sto

ść

skały tym wi

ę

ksza pr

ę

dko

ść

fal sejsmicznych. Z pr

ę

dko

ś

ci

rozchodzenia si

ę

fal sejsmicznych mo

ż

na wnioskowa

ć

o g

ę

sto

ś

ci skały. Poprzeczne i

podłu

ż

ne fale sejsmiczne rozchodz

ą

si

ę

z ró

ż

n

ą

pr

ę

dko

ś

ci

ą

, od kilkuset m/s w

lu

ź

nych skałach osadowych do 8 km/s w skrajnie zasadowych perydotytach. Fale

podłu

ż

ne s

ą

dwukrotnie szybsze od fal poprzecznych

.

Pr

ę

dko

ść

fal km/s

Rodzaj skał

podłu

ż

nych

poprzecznych

łupki krystaliczne

5,5-7

2,8-3,3

bazalty

6-6,2

3,5

granitoidy

5-5,5

3

wapienie

3,8-5,7

2,4-3,4

piaski

0,5-2

0,3-1,5

3

Fale sejsmiczne i podłu

ż

ne rozchodz

ą

si

ę

z ró

ż

n

ą

pr

ę

dko

ś

ci

ą

, a na pewnych

gł

ę

boko

ś

ciach skokowo zmieniaj

ą

pr

ę

dko

ść

, ulegaj

ą

odbiciu lub załamaniu.

Wykazuj

ą

istnienie powierzchni nieci

ą

gło

ś

ci.

•

Pierwsza i najbardziej znana jest powierzchnia Mohorowicica

(chorwacki

geofizyk

1857-1936).

Moho znajduje si

ę

pod kontynentami na gł

ę

boko

ś

ci 50-60 km. Powierzchnia ta

uznana jest za granic

ę

mi

ę

dzy skorup

ą

ziemsk

ą

a płaszczem Ziemi. Według

najnowszych bada

ń

powierzchnia ta ma charakter strefy o grubo

ś

ci kilku kilometrów i

nale

ż

y j

ą

nazywa

ć

warstw

ą

Moho.

4

•

Najbardziej wyra

ź

na jest strefa nieci

ą

gło

ś

ci

rozdzielaj

ą

ca stał

ą

materi

ę

płaszcza

i ciekłe j

ą

dro zewn

ę

trzne -

NIECI

Ą

GŁO

ŚĆ

GUTENBERGA

B.Gutenberg

(1889 – 1960

)

Granica mi

ę

dzy płynnym j

ą

drem zewn

ę

trznym

i stałym j

ą

drem wewn

ę

trznym

NIECI

Ą

GŁO

ŚĆ

INGE LEHMAN

Inge Lehman

( 1888 – 1993 )

Powierzchnie nieci

ą

gło

ś

ci pozwalaj

ą

wydzieli

ć

w globie kilka stref:

1. Skorupa ziemska – jest zróznicowana, inn

ą

budow

ę

ma pod kontynentami i

inn

ą

pod oceanami.

Jest trójwarstwowa: warstwa osadowa, granitowa i

bazaltowa.

- Skorupa kontynentalna (bloki kontynentów) jest trój warstwowa. Składa si

ę

z warstwy osadowej o grubo

ś

ci do kilkunastu kilometrów,

ś

rednio kilka.

Warstwy granitowej o grubo

ś

ci od kilku do 30 km.

Ś

rednio kilkana

ś

cie.

Warstwy bazaltowej o grubo

ś

ci od kilku do 40 km,

ś

rednio 20 km. Cała

skorupa kontynentalna osi

ą

ga grubo

ść

około 80km,

ś

rednio 40 i najbardziej

mi

ąż

sza jest pod wysokimi górami.

- Skorupa oceaniczna – wyst

ę

puje pod otwartymi oceanami. Składa si

ę

z

-

warstwy osadowej o grubo

ś

ci od kilkuset metrów do kilku km, zło

ż

onej

z naprzemianległych skał osadowych i law bazaltowych

-

warstwy bazaltowej – zło

ż

onej z bazaltu i gabra o mi

ąż

szo

ś

ci 5-6 km.

Cała skorupa oceaniczna osi

ą

ga grubo

ść

około 12 km jest wi

ę

c

kilkakrotnie cie

ń

sza od skorupy kontynentalnej.

5

Płaszcz Ziemi (mezosfera) wyst

ę

puje pod skorup

ą

ziemsk

ą

i jest oddzielony od niej

powierzchni

ą

Moho. Rozci

ą

ga si

ę

do gł

ę

boko

ś

ci 2900 km. Górna cz

ęść

zbudowana

jest z perydotytów i pod wzgl

ę

dem wła

ś

ciwo

ś

ci fizycznych (twarda) przypomina

skorup

ę

i z ni

ą

wła

ś

nie tworzy litosfer

ę

.

Litosfera si

ę

ga do gł

ę

boko

ś

ci 75-125 km i jest podzielona na bloki zwane płytami

litosfery. Poni

ż

ej tej gł

ę

boko

ś

ci znajduje si

ę

astenosfera. W astenosferze zmianie

ulegaj

ą

wła

ś

ciwo

ś

ci skał na przestrzeni zaledwie kilku km. W rezultacie wzrostu

temperatury znajduj

ą

si

ę

one w stanie ciekłym, przypominaj

ą

podgrzan

ą

smoł

ę

.

Astenosfera si

ę

ga do gł

ę

boko

ś

ci 350 km. W jej sp

ą

gu wzrasta ci

ś

nienie i płaszcz

staje si

ę

twardy. Poni

ż

ej 660 km rozci

ą

ga si

ę

płaszcz dolny. Cz

ęść

górna płaszcza

ma g

ę

sto

ść

około 5,0 g/cm

3

(perydotyt z domieszk

ą

chromu) a dolna zawiera wi

ę

cej

niklu, 6,0 g/cm

3

.

J

ą

dro Ziemi (barysfera) oddzielone jest od płaszcza wyra

ź

n

ą

powierzchni

ą

nieci

ą

gło

ś

ci.

Ś

rednica wynosi 3470 km. Do głeboko

ś

ci 5150 km. 2250 to j

ą

dro

zewn

ę

trzne zbudowane z

ż

elaza i niklu w stanie ciekłym a poni

ż

ej j

ą

dro

wewn

ę

trzne w stanie stałym.

LITOSFERA najbardziej zewn

ę

trzna warstwa kuli ziemskiej. Obejmuje skorup

ę

ziemsk

ą

i warstw

ę

perydotytow

ą

górnego płaszcza. Si

ę

ga gł

ę

boko

ś

ci 75–125 km.

Podzielona na bloki zwane płytami litosfery. Jest sztywna.

6

ASTENOSFERA – półplastyczna warstwa wyst

ę

puj

ą

ca bezpo

ś

rednio pod litosfer

ą

.

Jest podatna na deformacje plastyczne z powodu wysokiej temperatury,

bliskiej temperaturze topnienia skał.

Jej grubo

ść

wynosi ok. 100 km. Nale

ż

y do górnego płaszcza.

Na astenosferze unosz

ą

si

ę

płyty litosfery.

MEZOSFERA –

rozci

ą

ga si

ę

poni

ż

ej astenosfery i si

ę

ga a

ż

do j

ą

dra ziemi (czyli

do barysfery).

Wskutek wysokiego ci

ś

nienia materiał skalny jest w stanie stałym.

Warstwa perydotytowa, astenosfera i mezosfera to cz

ęś

ci składowe PŁASZCZA.

J

ą

dro (BARYSFERA) oddzielone jest od płaszcza nieci

ą

gło

ś

ci

ą

Gutenberga.

Ś

rednica j

ą

dra wynosi 3470 km. Zbudowane jest głównie z

ż

elaza i niklu.

J

ą

dro zewn

ę

trzne (do gł

ę

boko

ś

ci 5100 km) - jest w stanie ciekłym. J

ą

dro wewn

ę

trzne

- w stanie stałym. G

ę

sto

ść

j

ą

dra wewn

ę

trznego: 12 – 17 g/cm3.