Строение Земли

НФ и фэнтези

Приключения, детективы, боевики, научная фантастика — в каких только сюжетах не встретишь путешествия "сквозь Землю", глубокие шахты, тоннели, пещеры... и даже бурение скважин до центра нашей планеты! Ошибок при этом делается просто немыслимое количество...

Строение Земли

Наша любимая планета Земля — да, большинство Историй происходит на ее поверхности. Но ведь так интересно бывает забраться вглубь... А давайте попробуем разобраться, из чего состоит Земля и какие сюжеты предлагают ее глубины...

Итак. Земля состоит из 5 основных частей (каждую, впрочем, можно разделить еще на множество разных слоев!).

В самой сердцевине нашей планеты находится раскаленное твердое ядро, вокруг которого плавает жидкое ядро. Затем идет слой мантии, прикрывающей нас от жара ядра. И уже тонким-тонким слоем на поверхности расположились океаны, моря и суша — пустыни, пашни, горы...

Ядро

В самом-самом центре нашей планеты находится твердое внутреннее ядро.

О нем достоверно мы не знаем совсем-совсем ничего. По косвенным данным (мнениям авторитетных ученых, подтвержденных сейсмическими выкладками), это ядро очень приблизительно:

  • составляет ~17% всего радиуса Земли (~1230 км, то есть это шар диаметром 2,5 тыс. км — примерно равно 2/3 размера Луны),
  • от поверхности Земли до него ~больше 5 тыс.км,
  • имеет плотность ~12,5 тонн на 1 куб.метр,
  • температуру ~от 5,4 до 6 тыс. градусов С,
  • состоит из сплавов железа и никеля с вкраплениями легких элементов,
  • называется твердым, потому что спрессовано чудовищным давлением (до 3,7 млн атмосфер),
  • возможно имеет аморфную структуру (т.е. их кристаллическая решетка нарушена).

Вокруг него плавает жидкое (внешнее) ядро, которое:

  • составляет ~32% радиуса Земли (~2266 км, то есть вместе с внутренним ядром диаметр составляет 4,4 тыс. км, что по размеру чуть меньше Меркурия),
  • от поверхности Земли до его внешнего края расстояние ~3 тыс.км,
  • имеет температуру от 4,4 до 6 тыс. градусов С,
  • состоит из сплавов железа и никеля с добавлением серы и кислорода и некоторых других элементов,
  • имеет (по некоторым теориям, и создает) магнитное поле, которое в 50 сильнее того, что мы можем измерить на поверхности Земли,
  • остается жидким, так как плотность намного меньше, чем во внутреннем ядре.

Мантия

Мантию (в отличие от ядра) ученые знают немного лучше — ибо расположена она все же поближе к нам:

  • мантия составляет примерно 41% от радиуса Земли,
  • общий объем мантии составляет 80% всего объема Земли,
  • залегает под поверхностью земли на глубине от 30 до 3000 км,
  • состоит из 2 частей: верхней и нижней, разделенных слоем Голицина на глубине ~400-700 км от поверхности земли (что важно преимущественно при изучении природы сейсмоактивности),
  • состоит из сложных соединений многих элементов (~40% кислорода, по ~20% кремния и магния, 6% железа и множества других в малых количествах), которые определяют ее магматическую природу различных разновидностей,
  • именно благодаря движению мантии осуществляется движение континентов, образование гор, вулканов и, как следствие, землетрясений, цунами и т.д.

Астеносфера

Ох! Слово это почти никто не слышал. А, между тем, оно очень важно для фантастов и тех, кто пишет о всяких исторических приключениях!

Астеносфера — это такой особый пластичный слой, который

  • соединяет (или разъединяет, если хотите) мантию и кору, отчасти «плавая» в мантии и погружаясь в нее, поэтому часто говорят, что это просто верхний слой верхней мантии,
  • лежит на глубине от 60 (под морями) до 120 (под сушей) км,
  • не только «движет материки», но и смягчает любые сильные удары (от падения метеоров, извержения вулканов, землетрясений и прочих катастроф), не позволяя Земле развалиться на кусочки.

Кора

Аааа! Вот это нам уже ближе и понятней! Да и большинство произведений (не только фантастических!) происходят именно в рамках или на поверхности этой самой коры!

  • кора занимает всего 0,5% от радиуса Земли и ее массы, достигая глубины от 5 до 70 км;
  • она состоит из океанической коры (21%) и континентальной (79%);
  • океаническая кора тонкая, 5-10 км, от поверхности океана до верхних слоев мантии — не больше 12 км, она практически не изменяется со временем;
  • континентальная кора более разнообразна и по своему составу, и по толщине — снизу, в притирку с мантией идет слой гранулитовых пород (образованных при температуре свыше 700 градусов С и высоком давлении), на них покоится слой легких пород (гранита, кварца, шпата и т.д.) — это корка, на которой держится и наслаивается самый тонкий верхний слой осадочных пород (смесь выветривания и размола горных пород с органическими остатками и некоторыми другими осадками, например, вулканического пепла);
  • как это ни удивительно, но почти наполовину (49%) земная кора состоит из кислорода (сравните с воздухом, в котором его всего лишь 23%), а также кремния (26%), алюминия (7,5%), железа (4%) и других элементов.

Еще очень интересно писать о сверхглубоких скважинах. Или, если вы пишите о том, как буравят земную кору на большую глубину, то все равно постарайтесь найти побольше материалов об этих скважинах — там очень много интересного можно найти:

  • в глубины коры были пробурены несколько сверхглубоких скважин: Уральская (6 км), Тюменская (7,5 км), Саатлинская (Азербайджан, 8,3 км), самая глубокая в мире Кольская (12,2 км) и другие,
  • скважина Maersk (Катар, 12,2 км), пробуренная в 2008 году хоть и длиннее Кольской на 30 метров, но она идет не вертикально вниз, а под углом к поверхности, поэтому она является самой длинной, а не самой глубокой скважиной в мире.

Другие важные термины

Геосфера — множество различных сферических оболочек, наслаивающихся и взаимопроникающих в друг друга. Ученые часто сосредотачиваются на исследованиях одной из геосфер (хотя, конечно, есть и универсалы), например:

  • литосфера — «твердая» часть земного шара («силикатная оболочка») включая кору и до самого низа астеносферы.
  • гидросфера —  водная оболочка планеты (океаны, наземные и подземные моря и т.д.), здесь важно понимать, что 96,4% всей воды на Земле содержатся в соленых океанах, самые большие запасы пресной воды — в ледниках (1,86%), а подземных вод (1, 65%) намного больше, чем вод, которые покрывают сушу (0,02%), то есть озер, болот и рек,
  • педосфера — вся почва, что покрывает Землю на суше и дне водоемов,
  • атмосфера — газовая оболочка «толщиной» около 500 км, вращающаяся вместе с Землей и составляющая с ней единое целое, она определяет климат и погодные явления на планете, самолеты могут летать в ней не выше 100 км, она разделяется на тропосферу (до 20 км от поверхности Земли, почти все самолеты летают именно тут), стратосферу (20- 50 км, сюда поднимаются метеозонды, которые рассказывают нам о погоде), мезосфера (50-85 км, здесь как раз и сверкает, сгорая в атмосфере, большая часть метеоров), термосфера (85-630 км, здесь полыхает Северное сияние, вызываемое столкновениями магнитосферы и солнечного ветра, а на высоте до 500 км крутятся искусственные спутники Земли, космические аппараты и станции — выше запускать гораздо энергозатратнее, да еще и начинается радиационный пояс, вредный для здоровья и приборов), экзосфера (630-10 тыс.км, туда лучше не соваться или быстренько пролетать, минуя этот некомфортный слой), геокорона охватывает все эти слои и поднимается на немыслимую высоту до 190 тыс. км от поверхности Земли (половина расстояния до Луны) — именно там давление солнечного излучения на атомы водорода начинает превышать земное притяжение и магнитная защита планеты полностью перестает действовать.

  • биосфера и экосфера — оболочка Земли, в которой живут и которую преобразуют живые организмы, в том числе и человек, то есть от 7 км вглубь и до 20 км выше поверхности земли, хотя подавляющее большинство живых организмов обитает в пределах от 7м вниз, где живут бактерии и черви (хотя некоторые их виды способны жить на глубине до 3 км), и до 10 км в атмосфере, куда порой залетают журавли, аисты, грифы, кондоры,
  • магнитосфера — то самое магнитное поле Земли, благодаря защите которого существуют все вышеперечисленные «сферы» и даже сама жизнь.

Существует еще куча других «сфер» — в зависимости от того, что вам интересно, можете встретить ноосферу, техносферу, фитосферу и т.д.

Писателю на заметку

Для писателей (и не только фантастов) важно понимать, что происходящее на поверхности планеты определяется в первую очередь именно процессами, происходящими в мантии и астеносфере!

  • Например, если вы хотите, чтобы ваш герой наткнулся на залежи руды, алмазов или урана, то вначале изучите хотя бы по верхам геологические основы и природу возникновения гор и месторождений полезных ископаемых!
  • Если хотите, чтобы вашего героя тряхнуло землетрясением, то вам тоже сюда — именно в результате сдвига литосферных плит, происходящих в результате деятельности астеносферы (вызванной как естественными причинами, так и, например, деятельностью человека — опустошением глубоких нефтяных месторождений).
  • Описывая приключения на вулканах, желательно тоже изучить механизмы их образования, накопления энергии и извержения — далеко не в любом месте нашей планеты он может появиться!
  • Путешествия по пещерам, шахтам, гротам — вначале найдите местность, где они в принципе могут быть, а если сами никогда в них не были, то обязательно потратьте хотя бы час-другой (или вообще пару дней) на то, чтобы почитать отзывы очевидцев, объяснения ученых... да и фото будет совсем не лишним посмотреть, чтобы "картинка стояла перед глазами" в момент, когда вы пишите!
  • Бурение сверхглубоких скважин "до самого ядра" невозможно в принципе. По крайней мере, на современной технической и технологической базе. Разве что лет через сто-двести... Впрочем, зачем это вам? Нагнетание атмосферы вашего произведения можно устроить и без столь радикальных задачек!

Это, конечно, общие рекомендации, для любого жанра. Не пытайтесь придумать все "из головы"! Кое-когда нужно и в интернете порыться.... Ай! С теми, кто поленился, случиться конфуз — читатель у нас нынче образованный и обожает подлавливать авторов на фактологических ошибках.

Ошибки, которые не стоит допускать, если вы пишите недрах Земли и, тем более, о его глубинных слоях:

  • Ядро нельзя «пробуравить» — в самом лучшем случае получишь в морду порцию лавы из внешнего ядра. А уж до твердого ядра добраться вообще невозможно, по крайней мере, при нынешнем развитии технологий — температура и давление слишком высоки!
  • Да, во внутреннем ядре  много железа. Но! Это НЕ является причиной наличия у Земли магнитного поля! При температурах выше точки Кюри (+770 градусов С) магнитные свойства железа теряются! Эту дурацкую ошибку совершает 19 авторов из 20, пытающихся рассуждать на эти темы на страницах своих романов.
  • Есть версия, что магнитное поле Земли образуется во внешнем ядре — за счет эффекта геодинамо (в жидком ядре происходит движение электропроводящей жидкости). Если ваши герои заговорили на такие темы, то вооружитесь энциклопедиями или интернетом и хорошенько разберитесь в вопросе (если вы "гуманитарий", то хотя бы на уровне Википедии).
  • Благодаря магнитному полю (а не гравитации и прочим чудесам фантастов), создающему защитный барьер, солнечный ветер не может смести (испарить, выдуть) с поверхности Земли воду, без чего жизнь была бы невозможна, по крайней мере в той форме, что мы имеем сейчас. Пожалуйста, не делайте идиотских ошибок, вкладывая в уста ученых, исследователей и специалистов явный бред!

Рекомендуем также почитать:

Автор статьи: © Лолита Волкова
0 508

0 Комментариев

Добавить комментарий