地球の内部構造（核、マントル、地殻）

地球の進化の特徴は物質の分化であり、その表現は私たちの惑星の殻構造です。リソスフェア、水圏、大気圏、生物圏は地球の主な殻を形成しており、化学組成、厚さ、物質の状態が異なります。

地球の内部構造

地球の化学組成(図 1) は、金星や火星などの他の地球型惑星の構成と似ています。

一般に、鉄、酸素、ケイ素、マグネシウム、ニッケルなどの元素が優勢です。軽元素の含有量は低いです。地球の物質の平均密度は 5.5 g/cm 3 です。

地球の内部構造に関する信頼できるデータはほとんどありません。図を見てみましょう。 2. 地球の内部構造を表しています。地球は地殻、マントル、核から構成されています。

米。 1. 地球の化学組成

米。 2. 地球の内部構造

芯

芯（図3）は地球の中心に位置し、半径は約3.5千kmです。核の温度は 10,000 K に達します。つまり、太陽の外層の温度よりも高く、その密度は 13 g/cm 3 (比較: 水 - 1 g/cm 3) です。コアは鉄とニッケルの合金で構成されていると考えられています。

地球の外核は内核（半径2200km）よりも厚く、液体（溶融）状態にあります。内核には大きな圧力がかかります。それを構成する物質は固体状態です。

マントル

マントル- 地球の地圏。核を取り囲み、地球の体積の 83% を占めます (図 3 を参照)。その下限は深さ 2900 km にあります。マントルは密度の低いプラスチックの上部（800〜900km）に分かれており、そこからマントルが形成されます。 マグマ（ギリシャ語からの翻訳は「厚い軟膏」を意味します。これは地球内部の溶融物質です。特別な半液体状態にある、ガスを含む化合物と元素の混合物です）。そして下部の結晶質のものは厚さ約2000kmです。

米。 3. 地球の構造: 核、マントル、地殻

地球の地殻

地球の地殻 -リソスフェアの外殻（図3を参照）。その密度は地球の平均密度である 3 g/cm 3 の約 2 分の 1 です。

地球の地殻をマントルから分離します モホロヴィチッチ国境(モホ境界と呼ばれることが多い)、地震波速度の急激な増加が特徴です。 1909 年にクロアチアの科学者によって設置されました。 アンドレイ・モホロヴィチッチ (1857- 1936).

マントルの最上部で起こるプロセスは地殻内の物質の動きに影響を与えるため、これらを総称して「マントル」と呼びます。 リソスフェア（石の貝殻）。リソスフェアの厚さは50kmから200kmの範囲にあります。

リソスフェアの下には、 アセノスフィア- 硬さは低く、粘性も低いですが、温度が 1200 °C のプラスチックシェルが多くなります。モホ境界を越えて地殻に侵入する可能性があります。アセノスフェアは火山活動の源です。そこには溶けたマグマのポケットがあり、地殻に浸透したり、地表に流れ出たりします。

地殻の組成と構造

マントルや核と比較すると、地球の地殻は非常に薄く、硬くて脆い層です。それはより軽い物質で構成されており、現在約90の天然化学元素が含まれています。これらの元素は地殻に均等に存在しているわけではありません。酸素、アルミニウム、鉄、カルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウムの 7 つの元素が地殻の質量の 98% を占めます (図 5 を参照)。

化学元素の独特な組み合わせによって、さまざまな岩石や鉱物が形成されます。その中で最古のものは少なくとも45億年前のものです。

米。 4. 地殻の構造

米。 5. 地殻の構成

ミネラルリソスフェアの深部と表面の両方で形成される、その組成と特性において比較的均質な自然物体です。鉱物の例としては、ダイヤモンド、石英、石膏、タルクなどが挙げられます (さまざまな鉱物の物理的特性の特徴については、付録 2 を参照してください)。地球の鉱物の組成を図に示します。 6.

米。 6. 地球の一般的な鉱物組成

岩ミネラルから構成されています。それらは 1 つまたは複数の鉱物で構成されます。

堆積岩 -粘土、石灰岩、チョーク、砂岩など - 水生環境および陸上の物質の沈殿によって形成されました。それらは層になって横たわっています。地質学者はそれらを地球の歴史のページと呼んでいます。太古の地球上に存在した自然条件について学ぶことができるからです。

堆積岩の中では、有機岩と無機岩（砕屑岩と化学岩石）が区別されます。

有機質岩石は動物や植物の死骸が堆積して形成されます。

砕屑岩風化、以前に形成された岩石の破壊生成物の水、氷、または風による破壊の結果として形成されます（表1）。

表 1. 破片のサイズに応じた砕屑岩

品種名	バンパーコン（粒子）のサイズ
	50cm以上


	5mm～1cm
	1mm～5mm
砂と砂岩	0.005mm～1mm
	0.005mm未満

化学原性岩石は、海や湖の水から岩石に溶けている物質が沈殿して形成されます。

地殻の厚さの中でマグマが形成されます 火成岩(図 7)、たとえば花崗岩や玄武岩などです。

堆積岩と火成岩は、圧力と高温の影響下で深く沈むと、重大な変化を受けて、 変成岩。たとえば、石灰岩は大理石に、珪砂岩は珪岩に変わります。

地球の地殻の構造は、堆積物、花崗岩、玄武岩の 3 つの層に分かれています。

堆積層（図8参照）は主に堆積岩で形成されています。ここでは粘土と頁岩が優勢で、砂質岩、炭酸塩岩、火山岩が広く分布しています。堆積層にはこのような堆積物が存在します。 ミネラル、石炭、ガス、石油など。それらはすべてオーガニック由来です。たとえば、石炭は太古の植物が変化してできたものです。堆積層の厚さは、陸地によっては完全に存在しないところから、深い窪地では 20 ～ 25 km まで、幅が広いです。

米。 7. 起源による岩石の分類

「花崗岩」層変成岩と火成岩で構成されており、花崗岩と性質が似ています。ここで最も一般的なのは、片麻岩、花崗岩、結晶片岩などです。花崗岩の層はどこにでもあるわけではありませんが、よく表現されている大陸では、その厚さは最大で数十キロメートルに達することがあります。

「玄武岩」層玄武岩に近い岩石で形成されています。これらは変成された火成岩で、「花崗岩」層の岩石よりも密度が高くなります。

地殻の厚さと垂直構造は異なります。地球の地殻にはいくつかの種類があります（図8）。最も単純な分類によれば、海洋地殻と大陸地殻が区別されます。

大陸と海洋の地殻は厚さが異なります。したがって、地殻の最大の厚さは山岳系の下で観察されます。約70kmです。平野の下では地殻の厚さは30〜40 kmですが、海洋の下では最も薄く、わずか5〜10 kmです。

米。 8. 地殻の種類: 1 - 水。 2-堆積層。 3 - 堆積岩と玄武岩の層間形成。 4 - 玄武岩と結晶質の超塩基性岩。 5 – 花崗岩変成層。 6 – グラニュライト-苦鉄質層。 7 - 通常のマントル。 8 - 減圧されたマントル

岩石の組成における大陸地殻と海洋地殻の違いは、海洋地殻には花崗岩層が存在しないという事実に現れています。そして、海洋地殻の玄武岩層は非常にユニークです。岩石の組成という点では、同様の大陸地殻の層とは異なります。

陸地と海洋の境界（ゼロマーク）は、大陸地殻から海洋地殻への移行を記録していません。大陸地殻の海洋地殻への置き換えは、深さ約 2450 m の海洋で起こります。

米。 9. 大陸地殻と海洋地殻の構造

地球の地殻には、亜海洋性と亜大陸性の移行型もあります。

亜海洋地殻大陸の斜面や丘陵地帯に沿って位置し、辺縁海や地中海でも見られます。それは最大15〜20 kmの厚さの大陸地殻を表します。

亜大陸地殻たとえば、火山島の弧に位置します。

資料に基づいて 地震探査 -地震波の通過速度 - 地殻の深部構造に関するデータが得られます。このように、初めて深さ 12 km 以上の岩石サンプルを見ることを可能にしたコラ超深井戸は、多くの予期せぬものをもたらしました。深さ7kmで「玄武岩」層が始まると考えられていました。実際には発見されておらず、岩石の中では片麻岩が優勢でした。

深さによる地殻の温度の変化。地殻の表層の温度は太陽熱によって決まります。これ 太陽測定層（ギリシャ語のヘリオ（太陽）から）、季節による気温の変動を経験します。平均の厚さは約30μmです。

その下にはさらに薄い層があり、その特徴は観測地の年間平均気温に相当する一定の温度であることです。この層の深さは大陸性気候では増加します。

地殻のさらに深いところには地熱層があり、その温度は地球の内部熱によって決まり、深さとともに上昇します。

温度の上昇は主に、岩石を構成する放射性元素、主にラジウムとウランの崩壊によって起こります。

深さが増すにつれて岩石の温度が上昇する量を次のようにいいます。 地熱勾配。それは 0.1 ～ 0.01 °C/m というかなり広い範囲で変化し、岩石の組成、その発生条件、その他の多くの要因によって異なります。海洋では、大陸よりも深さとともに温度が速く上昇します。平均して、深さが 100 m ごとに 3 °C ずつ暖かくなります。

地熱勾配の逆数は次のように呼ばれます。 地熱ステージ。 m/℃で測定されます。

地殻の熱は重要なエネルギー源です。

地質学的研究が可能な深さにまで広がる地殻の部分 地球の腸。地球の内部には特別な保護と賢明な利用が必要です。

私たちの故郷の惑星の内部には何が存在するでしょうか? 簡単に言えば、地球は何で構成されており、その内部構造はどうなっているのでしょうか? これらの疑問は長い間科学者を悩ませてきました。しかし、この問題を明確にするのはそれほど簡単ではないことが判明しました。超近代的なテクノロジーの助けを借りても、人間が内部に入ることができるのは 15 キロメートルの距離だけであり、もちろん、これだけではすべてを理解して実証するには十分ではありません。そのため、現在でも「地球は何でできているのか」というテーマに関する研究は、主に間接的なデータや仮定、仮説を用いて行われています。しかし、これに関しても、科学者たちはすでに一定の成果を上げています。

惑星を研究する方法

古代においてさえ、人類の代表者たちは地球が何でできているかを知ろうとしました。人々はまた、自然そのものによって露出し、観察できる岩石の部分も研究しました。これらは、まず第一に、崖、山の斜面、海や川の急な海岸です。これらは何百万年も前にここにあった岩石で構成されているため、これらの自然のセクションから多くのことを理解することができます。そして今日、科学者たちは陸上のいくつかの場所で井戸を掘削しています。このうち、最も深いところは15kmで、また、この研究は、石炭や鉱石などの鉱物を採掘するために掘られた鉱山の助けを借りて行われています。地球が何でできているかを人々に伝えることができる岩石サンプルもそこから抽出されます。

間接データ

しかし、これは地球の構造に関する経験的かつ視覚的な知識に関係するものです。しかし、科学者たちは地震学（地震の研究）と地球物理学の助けを借りて、非接触で深部に侵入し、地震波とその伝播を分析します。このデータからは、地下深部にある物質の性質がわかります。惑星の構造は、軌道上にある人工衛星の助けを借りて研究されています。

地球は何でできていますか?

惑星の内部構造は不均一です。今日、研究科学者たちは、内部がいくつかの部分で構成されていると証明しました。真ん中が核心部です。次にマントルです。これは巨大で、外殻全体の約 6 分の 5 を占め、球体を覆う薄い層で表されます。これら 3 つのコンポーネントも完全に均質ではなく、構造的特徴を持っています。

芯

地球の核は何で構成されていますか? 科学者たちは、惑星の中心部の構成と起源についていくつかのバージョンを提唱しています。最も一般的なものは、コアは鉄とニッケルの融液です。コアはいくつかの部分に分かれており、内側は固体、外側は液体です。それは非常に重く、地球の総質量の 3 分の 1 以上を占めます (ちなみに、その体積はわずか 15% です)。科学者によると、時間の経過とともに徐々に形成され、ケイ酸塩から鉄とニッケルが放出されたとのことです。現在（2015年）、オックスフォードの科学者らは、核が放射性ウランで構成されるバージョンを提案している。ちなみに、これは、惑星の熱伝達の増加と今日までの磁場の存在の両方を説明しています。いずれにせよ、現代科学ではプロトタイプが利用できないため、地球の核が何で構成されているかに関する情報は仮説でしか得られません。

マントル

それが構成されているものコアの場合と同様に、科学者はまだそれに到達する機会がないことにすぐに注意する必要があります。したがって、研究も理論と仮説の助けを借りて実行されます。しかし近年、日本の研究者たちはマントルまで「わずか」3,000kmの海底で掘削を行っている。しかし、結果はまだ発表されていません。そして科学者によると、マントルはケイ酸塩、つまり鉄とマグネシウムが飽和した岩石で構成されています。それらは溶けた液体の状態です（温度は2500度に達します）。そして奇妙なことに、マントルにも水が含まれています。そこにはそれがたくさんあります（内部の水がすべて地表に放出された場合、世界の海の水位は800メートル上昇します）。

地球の地殻

体積では地球の 1 パーセント強、質量ではそれよりわずかに少ないだけです。しかし、その軽さにもかかわらず、地殻は地球上のすべての生命が生息しているため、人類にとって非常に重要です。

地球の球体

私たちの惑星の年齢は約 45 億年であることが知られています (科学者は放射測定データを使用してこれを発見しました)。地球を研究すると、地圏と呼ばれるいくつかの固有の殻が特定されました。それらは化学組成と物理的特性の両方が異なります。水圏には、地球上でさまざまな状態 (液体、固体、気体) で利用できるすべての水が含まれます。リソスフェアは、地球をしっかりと取り囲む岩石の殻です（厚さは 50 ～ 200 km）。生物圏とは、細菌、植物、人間を含む地球上のすべての生き物です。大気（蒸気を意味する古代ギリシャ語の「アトモス」に由来）は風通しがよく、それなしでは生命の存在は不可能です。

地球の大気は何で構成されていますか?

この殻の内側は生命にとって不可欠なものであり、気体物質に隣接しています。そして、外部のものは地球に近い空間に接しています。それは地球上の天気を決定しますが、その構成も均一ではありません。地球の大気は何で構成されていますか? 現代の科学者はその成分を正確に決定できます。窒素の割合 - 75% 以上。酸素 - 23%。アルゴン - 1% 強。かなりの量: 二酸化炭素、ネオン、ヘリウム、メタン、水素、キセノン、その他の物質。水分含有量は気候帯に応じて0.2%から2.5%の範囲です。二酸化炭素含有量も変動します。地球の現代大気のいくつかの特徴は、人間の産業活動に直接依存しています。

実際、もちろん、地球の構造について少しでも知っていれば、これはかなり単純な質問です。一般に、地理をスキップした人のために、私は答えるだけでなく、地球がどのように機能するかについても簡単に話します。 :)

地球の内層の厚さ

私たちの惑星は、他のほとんどの惑星と同様、均質とは程遠いですが、層が重なった「パイ」の形で表されています。惑星の内部構造の研究から得られたデータによると、科学者はそれぞれのおおよそのパワーを計算することができました。

コア - 液体部分と固体部分の合計半径は 3500 km。
マントル - 層の厚さは2900 km以下。
地殻 - 10〜120kmの間で変化します。

したがって、最も強力なのはマントルであり、地球の総質量の最大85％であることがわかります。

地球の構造

したがって、その中心部分にはコアがあります。ほとんどの科学者によれば、それは外部と内部の 2 つの部分で表されます。同時に、内側の部分はしっかりしていますが、これは外側の層については言えません。ただし、これは長期にわたる調査と詳細な分析に基づいた仮説にすぎません。しかし、核の主物質、あるいはむしろその内部部分が最大38％の鉄で表されていることは疑いの余地がありません。外層は鉄とニッケルの流れをゆっくりと回転させることで形成されます。ちなみに、惑星の磁場の現象はこの特徴に関連しています。

さらに、地表に向かって、地球の総体積の最大85％を占めるマントルがあり、実際、この部分が最大になります。その圧倒的大部分は固形物で表されますが、上部-100キロメートルまでは粘性があり、樹皮-外側の強力な殻で覆われています。これには次のレイヤーが含まれています。

玄武岩質。
花崗岩;
堆積性の。

さらに、水で覆われた海洋地殻と、大陸の基礎となった大陸地殻とが区別されます。それぞれのタイプには特定の特徴がありますが、主な違いは海洋タイプには花崗岩層が存在しないことです。

地球の核は、地球の中心で最も深い地圏です。その平均半径は約 100 メートルです。 3.5千キロ。外核と亜核（内核）に分かれます。地球の核の中心の温度は明らかに5000℃に達し、密度は約5000℃です。 12.5 t/m 3、最大圧力 361 (ギガ) GPa (3.5 * 10 6 atm)。おそらくコアは金属（鉄ニッケル）です。外核は液体、副核は固体です。これは地球の近くに磁場の存在があるためです。マントルは、地球の地殻と地球の核の間に位置する「固体」地球の殻です。地球の体積の 83%、質量の 67% を占めます。上部境界線はモホロヴィチッチの地表に沿って深さ 5 ～ 10 ～ 70 km のところにあります。下部は地球の核との境界に沿った深さ 2900 km にあります。地球のマントルは主にかんらん石で構成されており、厚さ約1.5メートルの上部マントルに分かれていると考えられています。 900km以下は約900km。 2000km。 1 GPa から 136 GPa の高圧のため、地球のマントルの物質は明らかに固体の結晶状態にあります (アセノスフェアを除く)。マントル内の温度は2000～2500℃を超えないようです。地殻変動、火成活動、火山活動などは、地球のマントル内のプロセスに関連しています。

上部マントルには、リソスフェアの下にある、硬度、強度、粘度が低下した層、つまりアセノスフェアがあります。上限は深さ約10mmです。大陸の地下約100km。海底下50km。下部は深さ250〜350kmにあります。アセノスフェアは、地球の地殻で起こる内因性プロセス（火成作用、変成作用など）の起源において重要な役割を果たしています。アセノスフェアはその可塑性により、リソスフェアプレートがそれに沿って移動できる基板として機能します。アセノスフェア内の物質はおそらく非晶質である。

地球の上部の固体の殻は地殻と呼ばれます。その下はモホロヴィチッチの表面によって囲まれています。その厚さは5〜75kmの範囲です。その構造に基づいて、それらは大陸（大陸）地殻と海洋地殻に分けられます。

大陸地殻平野の下ではその厚さは25〜30 km、山の下では最大75 kmです。平均すると33〜35kmです。山の下には地殻の肥厚、つまり深部への突起、つまり「山の根」があります。地殻はパミール高原とヒンドゥークシュの下で特に厚い厚さに達し、60km以上に達します。ヒマラヤ山脈（約75km）とアンデス山脈（75km）。したがって、最も高い山は、地球の奥深くに最も深い「根」を持っています。

大陸地殻の地震探査では、次の 3 つの主要な層が区別されます。

一番上のものはと呼ばれます 堆積層。これは最も密度の低い層で、厚さはプラットフォームでは 2 ～ 3 km、移動エリアでは 20 ～ 30 km です。この層は堆積岩、つまり粘土、砂、砂岩、石灰岩、泥灰土で表されます。その上に覆土が置かれています。
大陸地殻の 2 番目の最も厚い層は、と呼ばれます。 花崗岩層。密度が高く、結晶質の岩石、つまり花崗岩と片麻岩で構成されています。この層が所々表面に出てきます。たとえば、コラ半島では。コーカサス山脈、天山山脈、アルタイ山脈、アルプス山脈、カルパティア山脈などの山脈の中央部にあります。ほとんどの場合、花崗岩層は堆積岩で覆われており、その厚さは10〜20kmに達します。
大陸地殻の第3層はと呼ばれます 玄武岩層。玄武岩、斑れい岩などの最も重い岩石で構成されており、その厚さは15〜25 kmです。

海洋地殻大陸のものよりも薄く、堆積物と玄武岩の2つの層で構成されています。堆積層の厚さはさまざまで、中央海嶺の数メートルから海底の残りの部分の 3 km までさまざまです。この層の大部分は、生物の死骸によって形成された石灰岩のシルトで構成されています。

玄武岩層の厚さは 3 km から 12 km まで変化します。これら 2 つの主要な層の間には玄武岩よりも密度の低い層があり、その厚さは 1 ～ 2 km です。溶岩と火山凝灰岩で構成されていると考えられています。

したがって、海洋地殻の厚さの合計は5〜15 kmですが、大陸付近、海洋島および海底海嶺の下では20 kmに増加します。太平洋の中央部では、地殻の厚さは約5〜8kmです。

地球の内部構造の研究における主な役割は、自然地震や地震の結果として生じる地震現象中に発生する弾性波（縦方向と横方向の両方）の厚さの伝播の研究に基づいた地震法によって演じられます。爆発。