Тайны подземного мира

Ученым давно стало известно, что из земных глубин постоянно исходит тепло. О существовании внутри Земли крупного источника тепла свидетельствуют извержения вулканов, когда на поверхность планеты изливаются многочисленные лавовые потоки с температурой более 1500 °C. Выполненные измерения показывают, что с глубиной температура увеличивается с вполне определенной интенсивностью: при «опускании» на каждый 1 километр глубины температура возрастает на 30 °C.

Геотермический поток, «истекающий» из земных недр дает близкие значения по интенсивности как для суши, так и для океанического дна, а именно: (1,2–1,6) х 10—6 Дж/(см²х с). Следует, правда, отметить, что минимальные значения геотермического потока тепла наблюдаются в центральных частях континентов, где находятся наиболее древние горные породы, а максимальные — в областях интенсивной вулканической деятельности и вдоль осевой части срединно — океанических хребтов, то есть протяженных горных систем, имеющихся на дне Мирового океана.

Исследования, осуществленные космическими аппаратами, свидетельствуют, что магнитное поле Земли простирается от нее на расстояние более 50 тысяч километров. Оно захватывает мириады элементарных электрически заряженных частиц, летящих к Земле из мирового космического пространства, и не пропускает их к поверхности Земли.

Задержанные магнитным полем, указанные выше частицы образуют вокруг Земли кольцеобразный радиационный пояс, начинающийся примерно в 450 километрах от поверхности Земли и простирающийся от нее там же, где оканчивается земное магнитное поле. Поскольку радиационный пояс Земли представляет для космических экипажей землян определенную опасность (появление у космонавтов лучевой болезни), орбиты пилотируемых космических кораблей стараются устанавливать такими, чтобы они обходили районы наибольшей концентрации в нем элементарных частиц.

Совокупность земных оболочек

Современная Земля состоит из нескольких неоднородных оболочек — атмосферы, гидросферы, биосферы и литосферы, под которой в глубоких недрах находится мантия и ядро. Атмосфера — внешняя газовая оболочка, ограниченная снизу твердой и жидкой поверхностью Земли. Земная атмосфера содержит 5,3х 10¹⁵ триллионов тонн воздуха, что составляет 1/1 ООО ООО часть массы всей планеты. Давление воздуха на уровне моря в среднем равно 1,01 Зх 10⁵Па, а плотность — 1,3х 10~³ г/см.

Атмосфера Земли состоит из азота (78,09 %), кислорода (20,94 %), аргона (0,93 %), углекислого газа (0,033 %), а также неона, гелия, метана, ксенона, криптона, водорода и других газов, процентное содержание которых незначительно. Помимо этого в воздухе имеются некоторые активные примеси, такие, например, как водяной пар, озон и различные аэрозоли (мельчайшие взвешенные частицы).

Геосферы "твердой" Земли: А — земная кора, Б — верхняя мантия, Д — внешнее ядро, Е — переходная зона, Ж — внутреннее ядро (субъядро)

Средняя температура воздуха у земной поверхности составляет +14,3 °C. По характеру распределения температуры в атмосфере различают несколько слоев:

а) нижний слой — ТРОПОСФЕРА, ограниченная в зависимости от широты высотами 8—17 километров. Воздух в этом слое нагревается от поверхности Земли, и поэтому с высотой он становится все холоднее (на каждый километр высоты температура в среднем понижается на 6–6,5 °C. Здесь сосредоточен почти весь водяной пар, образуются облака, формируются и развиваются мощные атмосферные вихри (циклоны и антициклоны);

б) СТРАТОСФЕРА, расположенная на высотах от 8—17 до 50–55 километров. Здесь находится озоновый экран, роль которого в поглощении ультрафиолетовой радиации, губительной для живых организмов, трудно переоценить. Наибольшая концентрация озона наблюдается на высотах 18–24 километра. Особенностью стратосферы является то, что с увеличением высоты на один километр температура в ней повышается на 1–2°, поэтому на верхней границе этого слоя температура может оказаться не только нулевой, но даже и положительной;

в) МЕЗОСФЕРА располагается на высотах от 50–55 до 80 километров. В этом слое вновь происходит понижение температуры с увеличением высоты, что проводит к значениям минус 60 — минус 100 °C на его верхней границе;

г) в следующем слое — ТЕРМОСФЕРЕ, температура снова начинает увеличиваться таким образом, что на высоте 100 километров она переходит нулевую отметку, а на высоте около 800 километров достигает максимума в плюс 2000”С. Здесь происходит интенсивное поглощение ультрафиолетового излучения Солнца, нагрев и ионизация атмосферы. В мезосфере и нижней части термосферы образуются электрически заряженные ионы, в связи с чем слой, расположенный в интервале высот 60—400 километров, зачастую называют ИОНОСФЕРОЙ.

Перейдем к следующей оболочке Земли — ГИДРОСФЕРЕ. Ее масса равна 1,46х 10⁶ триллионам тонн, что в 275 раз больше массы атмосферы, но, в то же самое время составляет всего — навсего только 1/4000 часть от массы всей Земли. Воды Мирового океана «отхватывают» 94 % от общей массы гидросферы, 4 % приходится на подземные воды, почти 1,8 % — на ледники Антарктиды и Гренландии, менее 0,2 % — на горные ледники, поверхностные реки и озера.

Впрочем, могут ли «сухие» проценты выразить все величие Мирового океана с его безграничными просторами и бездонными глубинами. Приведем ниже только один довольно наглядный пример, чтобы оттенить грандиозность и громадность водного массива Земли.

Если все океанские воды условно представить в виде уходящей в небо гигантской колонны диаметром в один километр, то ее длина почти в двенадцать раз превысит расстояние от нашей планеты до Солнца. Понимая всю условность такой гипотетической колонны, мы все же рискнем предложить ее нашим читателям, чтобы показать поистине астрономические масштабы Мирового океана, скромно называемого нами «водной оболочкой Земли».

Мировой океан покрывает 70,8 % земной поверхности, а его средняя глубина составляет около четырех километров. Это ничтожно малая величина по сравнению с общей длиной земного радиуса, но она вполне достаточна, чтобы сделать дно Мирового океана почти недосягаемым для непосредственных исследований. Наибольшая глубина зафиксирована в тихоокеанской Марианской впадине — 11 023 метра. Ложе Мирового океана с глубиной более трех километров охватывает 77 % всей его площади.

Океаническая вода — это сложный раствор солей, заполняющий океанические впадины. Вода океанов и морей обладает массой 1,4 миллиарда тонн, объемом немногим более 1,3 миллиарда кубических километров, что составляет почти 5 % всего объема гидросферы.

В пределах земных океанов выделяются отдельные крупные поднятия, подводные горы и так называемые срединно — океанические хребты, в осевой части которых располагаются рифтовые долины, представляющие собой протяженные провалы с крутыми боковыми стенками. Указанные хребты, образуют непрерывную глобальную цепь длиной свыше 60 ООО километров. Они возвышаются на 3–4 километра и, естественно, нарушают глубинную циркуляцию океанических вод.

Еще одной специфической формой океанического дна являются глубоководные желоба, ширина которых не превышает нескольких десятков километров, а длина достигает сотен километров. Эти желоба располагаются в основном на периферии океанов и как бы отделяют от него островные дуги. Примерами в данном случае могут служить Курило — Камчатский и Алеутский глубоководные желоба.

Земные континенты окаймляются мелководной зоной с глубинами до 200 метров — это так называемые шельфы или материковые отмели, занимающие всего лишь 8 % площади Мирового океана.