Země je součástí sluneční soustavy spolu se zbytkem planet a Sluncem. Patří do třídy kamenných pevných planet, které se vyznačují vysokou hustotou a skládají se z hornin, na rozdíl od plynných obrů, které jsou velké a mají relativně nízkou hustotu. Složení planety zároveň určuje vnitřní strukturu zeměkoule.
Hlavní parametry planety
Než zjistíme, které vrstvy vynikají ve struktuře zeměkoule, promluvme si o hlavních parametrech naší planety. Země se nachází ve vzdálenosti od Slunce, přibližně 150 milionů km. Nejbližším nebeským tělesem je přirozený satelit planety - Měsíc, který se nachází ve vzdálenosti 384 tisíc km. Systém Země-Měsíc je považován za jedinečný, protože je jediným, kde má planeta tak velký satelit.
Hmotnost Země je 5,98 x 1027 kg, přibližný objem je 1,083 x 1027 kubický. planeta se otáčí kolem Slunce a také kolem své vlastní osy a má vůči rovině sklon, což způsobuje změnu ročních období. Dobarotace kolem osy je přibližně 24 hodin, kolem Slunce - o něco více než 365 dní.
Záhady vnitřní struktury
Než byla vynalezena metoda zkoumání hlubin pomocí seismických vln, mohli vědci o tom, jak Země uvnitř funguje, pouze předpokládat. Postupem času vyvinuli řadu geofyzikálních metod, které umožnily poznat některé rysy struktury planety. Široké uplatnění našly zejména seismické vlny, které jsou zaznamenávány v důsledku zemětřesení a pohybů zemské kůry. V některých případech jsou takové vlny generovány uměle, aby se podle povahy jejich odrazů seznámily se situací v hloubce.
Za zmínku stojí, že tato metoda umožňuje získat data nepřímo, protože neexistuje způsob, jak se přímo dostat do hlubin útrob. V důsledku toho bylo zjištěno, že planeta se skládá z několika vrstev, které se liší teplotou, složením a tlakem. Jaká je tedy vnitřní struktura zeměkoule?
Zemská kůra
Horní pevná skořápka planety se nazývá zemská kůra. Její tloušťka se podle typu pohybuje od 5 do 90 km, kterých jsou 4. Průměrná hustota této vrstvy je 2,7 g/cm3. Největší mocnost má kůra kontinentálního typu, jejíž mocnost dosahuje pod některými horskými systémy 90 km. Rozlišují také oceánskou kůru umístěnou pod oceánem, jejíž tloušťka dosahuje 10 km, přechodnou a riftogenní. Přechodnése liší tím, že se nachází na hranici kontinentální a oceánské kůry. Trhlinová kůra se vyskytuje tam, kde jsou středooceánské hřbety a je tenká, pouze 2 km tlustá.
Kůra jakéhokoli typu se skládá z hornin 3 typů - sedimentární, žula a čedič, které se liší hustotou, chemickým složením a povahou původu.
Spodní hranice kůry se nazývá Moho hranice, po jejím objeviteli jménem Mohorovicic. Odděluje kůru od spodní vrstvy a vyznačuje se prudkou změnou fázového stavu hmoty.
Robe
Tato vrstva sleduje pevnou kůru a je největší – její objem je přibližně 83 % celkového objemu planety. Plášť začíná těsně za hranicí Moho a sahá do hloubky 2900 km. Tato vrstva se dále dělí na svrchní, střední a spodní plášť. Charakteristickým rysem horní vrstvy je přítomnost astenosféry - speciální vrstvy, kde je látka ve stavu nízké tvrdosti. Přítomnost této viskózní vrstvy vysvětluje pohyb kontinentů. Navíc při sopečných erupcích pochází jimi vylévaná tekutá roztavená látka právě z této oblasti. Horní plášť končí v hloubce asi 900 km, kde začíná střední plášť.
Význačnými rysy této vrstvy jsou vysoké teploty a tlak, které se zvyšují s rostoucí hloubkou. To určuje zvláštní stav látky pláště. Nehledě na to, že v hlubinách skály mají vysteplotě, jsou v pevném stavu kvůli vysokému tlaku.
Procesy probíhající v plášti
Vnitřek planety má velmi vysokou teplotu díky skutečnosti, že v jádře nepřetržitě probíhá proces termonukleární reakce. Pohodlné životní podmínky však zůstávají na povrchu. To je možné díky přítomnosti pláště, který má tepelně izolační vlastnosti. Tím se do ní dostává teplo uvolněné jádrem. Zahřátá hmota stoupá vzhůru, postupně se ochlazuje, zatímco chladnější hmota klesá dolů z horních vrstev pláště. Tato cirkulace se nazývá konvekce, probíhá nepřetržitě.
Struktura zeměkoule: jádro (vnější)
Centrální částí planety je jádro, které začíná v hloubce asi 2900 km, hned za pláštěm. Zároveň je přehledně rozdělena na 2 vrstvy – vnější a vnitřní. Tloušťka vnější vrstvy je 2200 km.
Charakteristickými znaky vnější vrstvy jádra je převaha železa a niklu ve složení, na rozdíl od sloučenin železa a křemíku, ze kterých se plášť převážně skládá. Látka ve vnějším jádru je v kapalném stavu agregace. Rotace planety způsobuje pohyb kapalné hmoty jádra, díky čemuž se vytváří silné magnetické pole. Vnější jádro planety lze proto nazvat generátorem magnetického pole planety, které odklání nebezpečné druhy kosmického záření, díky kterému by na povrchu Země mohl vzniknout život.
Vnitřní jádro
Uvnitř pláště z tekutého kovu je pevné vnitřní jádro, jehož průměr dosahuje 2,5 tisíce km. V současnosti stále není s jistotou prozkoumána a mezi vědci se vedou spory ohledně procesů, které v ní probíhají. To je způsobeno obtížností získávání dat a možností použití pouze nepřímých výzkumných metod.
Je s jistotou známo, že teplota látky ve vnitřním jádru je minimálně 6 tisíc stupňů, ale i přes to je v pevném stavu. To je způsobeno velmi vysokým tlakem, který brání látce v přechodu do kapalného stavu - ve vnitřním jádru se pravděpodobně rovná 3 milionům atm. Za takových podmínek může vzniknout zvláštní stav hmoty - metalizace, kdy i prvky jako plyny mohou získat vlastnosti kovů a stát se pevnými a hustými.
Pokud jde o chemické složení, ve výzkumné komunitě stále probíhá diskuse o tom, které prvky tvoří vnitřní jádro. Někteří vědci naznačují, že hlavními složkami jsou železo a nikl, jiní, že mezi složkami mohou být také síra, křemík a kyslík.
Poměr prvků v různých vrstvách
Složení Země je velmi rozmanité – obsahuje téměř všechny prvky periodického systému, ale jejich obsah v různých vrstvách není jednotný. Zemská kůra má tedy nejnižší hustotu, takže se skládá z nejlehčích prvků. To samétěžké prvky jsou v jádru ve středu planety, při vysoké teplotě a tlaku, zajišťující proces jaderného rozpadu. Tento poměr se utvářel v průběhu času – bezprostředně po vzniku planety bylo její složení pravděpodobně homogennější.
V hodinách zeměpisu mohou být studenti požádáni, aby nakreslili strukturu zeměkoule. Abyste se s tímto úkolem vyrovnali, musíte dodržet určitou sekvenci vrstev (je popsáno v článku). Pokud je sekvence přerušena nebo jedna z vrstev chybí, bude práce provedena nesprávně. Posloupnost vrstev můžete také vidět na fotografii, která vám bude představena v článku.
