Zem je súčasťou slnečnej sústavy spolu so zvyškom planét a Slnka. Patrí do triedy kamenných pevných planét, ktoré sa vyznačujú vysokou hustotou a pozostávajú z hornín, na rozdiel od plynných obrov, ktoré sú veľké a majú relatívne nízku hustotu. Zloženie planéty zároveň určuje vnútornú štruktúru zemegule.
Hlavné parametre planéty
Skôr ako zistíme, ktoré vrstvy vynikajú v štruktúre zemegule, povedzme si niečo o hlavných parametroch našej planéty. Zem sa nachádza vo vzdialenosti od Slnka, približne 150 miliónov km. Najbližším nebeským telesom je prirodzený satelit planéty - Mesiac, ktorý sa nachádza vo vzdialenosti 384 tisíc km. Systém Zem-Mesiac sa považuje za jedinečný, pretože je jediným, kde má planéta taký veľký satelit.
Hmotnosť Zeme je 5,98 x 1027 kg, približný objem je 1,083 x 1027 kubický. Planéta sa točí okolo Slnka, ako aj okolo svojej vlastnej osi a má voči rovine sklon, čo spôsobuje striedanie ročných období. Obdobierotácia okolo osi je približne 24 hodín, okolo Slnka - o niečo viac ako 365 dní.
Tajomstvá vnútornej štruktúry
Skôr ako bola vynájdená metóda skúmania hĺbok pomocou seizmických vĺn, mohli vedci len predpokladať, ako Zem vo vnútri funguje. Postupom času vyvinuli množstvo geofyzikálnych metód, ktoré umožnili spoznať niektoré znaky štruktúry planéty. Široké uplatnenie našli najmä seizmické vlny, ktoré sú zaznamenané v dôsledku zemetrasení a pohybov zemskej kôry. V niektorých prípadoch sú takéto vlny generované umelo, aby sa podľa povahy ich odrazov oboznámili so situáciou v hĺbke.
Za zmienku stojí, že táto metóda vám umožňuje získať údaje nepriamo, pretože neexistuje spôsob, ako sa priamo dostať do hlbín čriev. V dôsledku toho sa zistilo, že planéta pozostáva z niekoľkých vrstiev, ktoré sa líšia teplotou, zložením a tlakom. Aká je teda vnútorná štruktúra zemegule?
Zemská kôra
Horná pevná škrupina planéty sa nazýva zemská kôra. Jej hrúbka sa v závislosti od typu pohybuje od 5 do 90 km, ktorých sú 4. Priemerná hustota tejto vrstvy je 2,7 g/cm3. Najväčšiu hrúbku má kôra kontinentálneho typu, ktorej hrúbka v niektorých horských systémoch dosahuje 90 km. Rozlišujú tiež oceánsku kôru nachádzajúcu sa pod oceánom, ktorej hrúbka dosahuje 10 km, prechodnú a riftogénnu. Prechodnýsa líši tým, že sa nachádza na hranici kontinentálnej a oceánskej kôry. Trhlinová kôra sa vyskytuje tam, kde sú stredooceánske hrebene a je tenká, hrubá len 2 km.
Kôru akéhokoľvek typu tvoria horniny 3 typov – sedimentárne, žula a čadič, ktoré sa líšia hustotou, chemickým zložením a povahou pôvodu.
Spodná hranica zemskej kôry sa nazýva Moho hranica, podľa jej objaviteľa menom Mohorovicic. Oddeľuje kôru od spodnej vrstvy a vyznačuje sa prudkou zmenou fázového stavu hmoty.
Robe
Táto vrstva sleduje pevnú kôru a je najväčšia – jej objem predstavuje približne 83 % celkového objemu planéty. Plášť začína tesne za hranicou Moho a siaha do hĺbky 2900 km. Táto vrstva sa ďalej delí na horný, stredný a spodný plášť. Charakteristickým znakom hornej vrstvy je prítomnosť astenosféry - špeciálnej vrstvy, kde je látka v stave nízkej tvrdosti. Prítomnosť tejto viskóznej vrstvy vysvetľuje pohyb kontinentov. Okrem toho, počas sopečných erupcií, tekutá roztavená látka, ktorú vyliali, pochádza z tejto konkrétnej oblasti. Horný plášť končí v hĺbke asi 900 km, kde začína stredný plášť.
Výraznými znakmi tejto vrstvy sú vysoké teploty a tlak, ktoré sa zvyšujú s rastúcou hĺbkou. To určuje špeciálny stav látky plášťa. Napriek tomu, že v hĺbke skál majú vysteplotou, sú v pevnom stave v dôsledku vysokého tlaku.
Procesy prebiehajúce v plášti
Vnútro planéty má veľmi vysokú teplotu, pretože v jadre nepretržite prebieha proces termonukleárnej reakcie. Pohodlné životné podmienky však zostávajú na povrchu. To je možné vďaka prítomnosti plášťa, ktorý má tepelne izolačné vlastnosti. Tak sa do nej dostane teplo uvoľnené jadrom. Zahriata hmota stúpa nahor, postupne sa ochladzuje, zatiaľ čo chladnejšia hmota klesá z horných vrstiev plášťa. Táto cirkulácia sa nazýva konvekcia, prebieha nepretržite.
Štruktúra zemegule: jadro (vonkajšie)
Centrálna časť planéty je jadro, ktoré začína v hĺbke asi 2900 km, hneď za plášťom. Zároveň je prehľadne rozdelená na 2 vrstvy – vonkajšiu a vnútornú. Hrúbka vonkajšej vrstvy je 2200 km.
Charakteristickými znakmi vonkajšej vrstvy jadra je prevaha železa a niklu v zložení, na rozdiel od zlúčenín železa a kremíka, z ktorých pozostáva prevažne plášť. Látka vo vonkajšom jadre je v kvapalnom stave agregácie. Rotácia planéty spôsobuje pohyb kvapalnej látky jadra, vďaka čomu sa vytvára silné magnetické pole. Vonkajšie jadro planéty preto možno nazvať generátorom magnetického poľa planéty, ktoré odchyľuje nebezpečné druhy kozmického žiarenia, vďaka ktorému by na povrchu Zeme mohol vzniknúť život.
Vnútorné jadro
Vo vnútri obalu z tekutého kovu je pevné vnútorné jadro, ktorého priemer dosahuje 2,5 tisíc km. V súčasnosti stále nie je s určitosťou preskúmaný a medzi vedcami existujú spory o procesoch, ktoré v ňom prebiehajú. Je to spôsobené náročnosťou získavania údajov a možnosťou použitia iba nepriamych výskumných metód.
Je s určitosťou známe, že teplota látky vo vnútornom jadre je najmenej 6 tisíc stupňov, no napriek tomu je v pevnom stave. Je to spôsobené veľmi vysokým tlakom, ktorý bráni prechodu látky do kvapalného stavu - vo vnútornom jadre sa pravdepodobne rovná 3 miliónom atm. Za takýchto podmienok môže vzniknúť zvláštny stav hmoty - metalizácia, kedy aj prvky ako plyny môžu nadobudnúť vlastnosti kovov a stať sa pevnými a hustými.
Pokiaľ ide o chemické zloženie, vo výskumnej komunite stále prebieha diskusia o tom, ktoré prvky tvoria vnútorné jadro. Niektorí vedci tvrdia, že hlavnými zložkami sú železo a nikel, iní, že medzi zložkami môže byť aj síra, kremík a kyslík.
Pomer prvkov v rôznych vrstvách
Zloženie Zeme je veľmi rôznorodé – obsahuje takmer všetky prvky periodickej sústavy, no ich obsah v rôznych vrstvách nie je jednotný. Zemská kôra má teda najnižšiu hustotu, takže pozostáva z najľahších prvkov. To istéťažké prvky sú v jadre v strede planéty, pri vysokej teplote a tlaku, čím zabezpečujú proces jadrového rozpadu. Tento pomer sa sformoval v priebehu času – hneď po sformovaní planéty bolo jej zloženie pravdepodobne homogénnejšie.
Na hodinách geografie môžu byť študenti požiadaní, aby nakreslili štruktúru zemegule. Aby ste sa s touto úlohou vyrovnali, musíte dodržiavať určitú postupnosť vrstiev (je popísaná v článku). Ak je sekvencia prerušená alebo jedna z vrstiev chýba, práca sa vykoná nesprávne. Môžete tiež vidieť postupnosť vrstiev na fotografii, ktorú máte v článku do pozornosti.
