Temat: Powstanie i budowa Ziemi.

Dzięki genialnemu odkryciu naszego wielkiego rodaka Mikołaja Kopernika (1473 do 1543) wiemy, że Ziemia jest jedną, z pla­net układu słonecznego, krążących wokół Słońca będącego środ­kiem tego układu. Powstanie Ziemi jest ściśle związane z powstaniem całego układu słonecznego. Na ten temat istnieją jedynie naukowe hipotezy, tj. przypuszczenia, które nie są udowodnione. Najbardziej znaną jest hipoteza ogłoszona przez filo­zofa niemieckiego Kanta ( 1754 r.) oraz - niezależnie od niego 40 1at później - przez uczonego francuskiego Laplace'a. Według tej hipotezy układ słoneczny powstał z mgławicy, tj. zagęszczenia materii w stanie gazowym. Sięgała ona poza orbitę najdalszej planety tego układu. Mgławica ulegała stopniowemu ochładzaniu. Cząsteczki gazów ulegały dalszemu zagęszczaniu. Wywoływało to ruch wirowy mgławicy wokół własnej osi. Wskutek wzrastającej prędkości ruchu wirowego od masy mgławicy oddzielały się w różnych okresach pierścienie materii, które później skupiały się tworząc poszczególne planety. W podobny sposób od poszcze­gólnych planet odrywały się części materii tworząc księżyce które krążą naokoło planet.

Obecnie Ziemia ma kształt kuli spłaszczonej na biegunach, którą nazy­wamy geoidą. Większy promień geoidy ma długość 6378,4 km, a mniejszy 6357,9 km. W przybliżeniu możemy ją sobie wyobrazić w postaci kuli o promieniu 6370 km, objętości 1 083miliarda km.³ i powierzchni 510 milionów kilometrów², długość równika - 40076,6 km, długość południka 40009,1 km.

Ziemia rozpocząwszy swój samoistny byt i krążąc wokół słoń­ca ulegała dalszemu ostyganiu, przechodząc stopniowo ze stanu gazowego w stan ciekły. Następnie na jej powierzchni zaczęła się tworzyć stała skorupa, czyli litosfera. Na powierzchni litosfery skropliła się para, tworząc zbiorniki wodne wypełniające wszel­kie zagłębienia, czyli hydrosferę. Pozostałe gazy utworzyły atmo­sferę. Atmosfera otacza Ziemię powłoką grubości kilkuset kilo­metrów. Jej gęstość w miarę oddalania się od powierzchni Ziemi maleje.

W okresie, gdy kula ziemska była jeszcze w stanie ciekłym, składniki jej rozdzielały się według gęstości. Cięższe opadały w dół, lżejsze zaś wypływały na powierzchnię. W ten sposób powstał podział na strefy, czyli warstwy współśrodkowe, różniące się swym składem i gęstością (rys. 13).

Strefa zewnętrzna, tj. skorupa, o grubości zmiennej od 4 do 120 km jest zbudowana w przeważającej części z dwóch pier­wiastków, a mianowicie krzemu - Si i glinu - Al. Z tego powo­du strefie tej nadana została skrócona nazwa sial. Gęstość jej wynosi 2,6 do 3,4.

Następną z kolei strefą, której grubość wynosi około 1500 km, jest tzw. płaszcz. Głównymi pierwiastkami tej strefie są krzem - Si i magnez - Mg. Nosi ona skróconą nazwę sima.

Poza tym w skład jej wchodzi również żelazo i wapń. Gęstość tej strefy wynosi 3,4 do 5. Trzecią strefą jest strefa przejściowa grubości około 1400 km. Jest ona zbudowana w górnej części ze związków krzemu, w dolnej zaś ze z związków metali ciężkich, głównie niklu i żelaza. Gęstość jej wynosi około 6. Środkowa część kuli ziemskiej, czyli jądro, o promieniu 3500 km jest zbudowana z metali, głównie niklu - Ni i żelaza - Fe, dlatego otrzymała ona nazwę nife . Gęstość jej wynosi 9 do 11. Średnia gęstość całkowitej kuli ziemskiej, łącznie z hydrosferą i litosferą wynosi około 5,6.

O budowie wnętrza Ziemi nie mamy dokładnych danych. Na podstawie obserwacji wiemy, że jej dzienne zmiany temperatury zachodzące na powierzchni sięgają tylko do głębokości 1,3 m, zmiany zaś roczne zależne od pory roku do głębokości 26 m. Na tej głębokości panuje już temperatura stała odpowiadająca średniej ciepłocie rocznej. W naszym klimacie wynosi około + 8^o C.

Ze wzrostem głębokości wzrasta temperatura skał. Głębokość w metrach, przy której temperatura wzrasta o 1^o C, nazywamy stopniem geotermicznym. Stopień geotermiczny nie ma wartości stałej. Jego wielkość zależy nie tylko od temperatury wnętrza Ziemi, lecz również od innych czynników ubocznych, jak składu i ułożenia warstw, zawodnienia, rozpadu pierwiastków promieniotwórczych itp. Dla Europy wartość jego wynosi średnio około 33 m. Wielkość stopnia geotermicznego ma duże znaczenie dla gór­nictwa ze względu na trudności prowadzenia robót górniczych w wysokiej temperaturze.

Na podstawie wielkości stopnia geotermicznego nie można jednak wnioskować o wysokości temperatury w głębszych war­stwach Ziemi, gdyż otrzymałoby się zbyt wysokie wartości. Tem­peratura ta, obliczona w przybliżeniu różnymi metodami, wynosi na głębokości 20 km około 600^°C, a w środku Ziemi około ^­5000^°C. .

---