Kirilas Degtyarevas, tyrėjas, Maskva Valstijos universitetas juos. M. V. Lomonosovas.

Mūsų šalyje, kurioje gausu angliavandenilių, geoterminė energija yra savotiškas egzotiškas išteklius, kuris, atsižvelgiant į dabartinę padėtį, vargu ar konkuruos su nafta ir dujomis. Tačiau šis alternatyvus vaizdas energijos galima naudoti beveik visur ir gana efektyviai.

Igorio Konstantinovo nuotrauka.

Dirvožemio temperatūros pokyčiai didėjant gyliui.

Terminių vandenų ir sausų juose esančių uolienų temperatūros padidėjimas gyliu.

Temperatūra kinta priklausomai nuo gylio skirtinguose regionuose.

Islandijos ugnikalnio Eyjafjallajokull išsiveržimas yra smarkių vulkaninių procesų, vykstančių aktyviose tektoninėse ir vulkaninėse zonose su galingu šilumos srautu iš žemės gelmių, iliustracija.

Geoterminių elektrinių instaliuotos galios pagal šalis, MW.

Geoterminių išteklių paskirstymas visoje Rusijoje. Geoterminės energijos atsargos, anot specialistų, kelis kartus didesnės už organinio iškastinio kuro energijos atsargas. Pasak Geoterminės energijos draugijos.

Geoterminė energija yra žemės vidaus šiluma. Jis gaminamas gelmėse ir pasiekia Žemės paviršių skirtingos formos ir su skirtingu intensyvumu.

Viršutinių dirvožemio sluoksnių temperatūra daugiausia priklauso nuo išorinių (egzogeninių) veiksnių – saulės apšvietimo ir oro temperatūros. Vasarą ir dieną dirva įšyla iki tam tikro gylio, o žiemą ir naktį atšąla pasikeitus oro temperatūrai ir su tam tikru vėlavimu, kuris didėja didėjant gyliui. Kasdienių oro temperatūros svyravimų įtaka baigiasi gylyje nuo kelių iki kelių dešimčių centimetrų. Sezoniniai svyravimai paveikia gilesnius dirvožemio sluoksnius – iki dešimčių metrų.

Tam tikrame gylyje – nuo ​​dešimčių iki šimtų metrų – dirvožemio temperatūra išlieka pastovi, lygi vidutinei metinei oro temperatūrai Žemės paviršiuje. Tai galite lengvai patikrinti nusileisdami į gana gilų urvą.

Kai vidutinė metinė oro temperatūra tam tikroje vietovėje yra žemiau nulio, tai pasireiškia amžinuoju įšalu (tiksliau – amžinuoju įšalu). IN Rytų Sibiras Ištisus metus įšalusių dirvų storis, tai yra storis, kai kur siekia 200-300 m.

Nuo tam tikro gylio (kiekvienam žemėlapio taškui skirtingu) Saulės ir atmosferos veikimas susilpnėja tiek, kad pirmoje vietoje atsiranda endogeniniai (vidiniai) veiksniai ir žemės vidus įšyla iš vidaus, todėl temperatūra pradeda kilti. su gyliu.

Giliųjų Žemės sluoksnių įkaitimas daugiausia siejamas su ten esančių radioaktyviųjų elementų irimu, nors kiti šilumos šaltiniai taip pat vadinami, pavyzdžiui, fizikiniais ir cheminiais, tektoniniais procesais. gilūs sluoksniaižemės pluta ir mantija. Bet kad ir kokia būtų priežastis, uolienų ir susijusių skystųjų bei dujinių medžiagų temperatūra didėja didėjant gyliui. Kalnakasiai susiduria su šiuo reiškiniu – giliose kasyklose visada karšta. 1 km gylyje trisdešimties laipsnių karštis yra normalus, o giliau temperatūra dar aukštesnė.

Žemės vidinės dalies šilumos srautas, pasiekiantis Žemės paviršių, yra nedidelis – vidutinė jo galia 0,03-0,05 W/m2,
arba maždaug 350 Wh/m2 per metus. Saulės šilumos srauto ir jos šildomo oro fone tai nepastebima vertybė: Saulė suteikia kiekvienam kvadratinis metras žemės paviršiaus apie 4000 kWh per metus, tai yra 10 000 kartų daugiau (žinoma, tai yra vidutiniškai, esant didžiuliam pasiskirstymui tarp poliarinių ir pusiaujo platumų ir priklausomai nuo kitų klimato ir oro veiksnių).

Šilumos srauto iš vidaus į paviršių nereikšmingumas didžiojoje planetos dalyje yra susijęs su mažu uolienų šilumos laidumu ir jų savybėmis. geologinė struktūra. Tačiau yra išimčių – vietos, kur šilumos srautas didelis. Tai visų pirma padidintos tektoninių lūžių zonos seisminis aktyvumas ir vulkanizmas, kur žemės vidaus energija randa išėjimą. Tokioms zonoms būdingos litosferos šiluminės anomalijos, čia šilumos srautas, pasiekiantis Žemės paviršių, gali būti kelis kartus ir net eilėmis galingesnis nei „įprastas“. Vulkanų išsiveržimai ir karštosios versmės šiose zonose į paviršių išneša milžinišką šilumos kiekį.

Tai yra palankiausios geoterminės energetikos plėtrai sritys. Rusijos teritorijoje tai visų pirma Kamčiatka, Kurilų salos ir Kaukazo.

Tuo pačiu metu geoterminės energijos plėtra yra įmanoma beveik visur, nes temperatūros padidėjimas gyliui yra universalus reiškinys, o užduotis yra „ištraukti“ šilumą iš gelmių, kaip iš ten išgaunamos mineralinės žaliavos.

Vidutiniškai kas 100 m temperatūra didėja didėjant gyliui 2,5-3 o C. Temperatūros skirtumo tarp dviejų skirtinguose gyliuose esančių taškų ir gylių skirtumo tarp jų santykis vadinamas geoterminiu gradientu.

Abipusė vertė yra geoterminė stadija arba gylio intervalas, kuriame temperatūra pakyla 1 o C.

Kuo didesnis gradientas ir atitinkamai žemesnė pakopa, tuo Žemės gelmių šiluma artėja prie paviršiaus ir ši sritis yra perspektyvesnė geoterminės energijos plėtrai.

Įvairiose vietovėse, atsižvelgiant į geologinę struktūrą ir kitas regionines bei vietines sąlygas, temperatūros kilimo greitis didėjant gyliui gali labai skirtis. Žemės mastu geoterminių gradientų ir žingsnių dydžių svyravimai siekia 25 kartus. Pavyzdžiui, Oregono valstijoje (JAV) nuolydis yra 150 o C 1 km, o pietų Afrika- 6 o C 1 km.

Kyla klausimas, kokia temperatūra dideliame gylyje – 5, 10 km ar daugiau? Jei tendencija tęsis, temperatūra 10 km gylyje turėtų būti vidutiniškai 250–300 o C. Tai daugiau ar mažiau patvirtina tiesioginiai stebėjimai itin giliuose šuliniuose, nors vaizdas yra daug sudėtingesnis nei tiesinis temperatūros padidėjimas. .

Pavyzdžiui, Kolos supergiluminiame gręžinyje, išgręžtame Baltijos kristaliniame skyde, temperatūra iki 3 km gylio kinta 10 o C/1 km greičiu, tada geoterminis gradientas tampa 2-2,5 karto didesnis. 7 km gylyje jau buvo užfiksuota 120 o C temperatūra, 10 km - 180 o C, o 12 km - 220 o C.

Kitas pavyzdys – gręžinys, išgręžtas Šiaurės Kaspijos regione, kur 500 m gylyje užfiksuota 42 o C temperatūra, 1,5 km - 70 o C, 2 km - 80 o C, 3 km - 108 o C. .

Daroma prielaida, kad geoterminis gradientas mažėja pradedant nuo 20-30 km gylio: 100 km gylyje numatoma temperatūra apie 1300-1500 o C, 400 km gylyje - 1600 o C, Žemės gelmėse. šerdis (gylis daugiau nei 6000 km) - 4000-5000 o SU.

Gylyje iki 10-12 km temperatūra matuojama per išgręžtus gręžinius; kur jų nėra, netiesioginiais ženklais nustatoma taip pat, kaip ir didesniame gylyje. Tokie netiesioginiai ženklai gali būti seisminių bangų praėjimo pobūdis arba išsiveržiančios lavos temperatūra.

Tačiau geoterminės energijos tikslais duomenys apie temperatūrą didesniame nei 10 km gylyje dar nėra praktiški.

Kelių kilometrų gylyje yra daug šilumos, bet kaip ją pakelti? Kartais pati gamta mums šią problemą išsprendžia pasitelkdama natūralų aušinimo skystį – šildomus terminius vandenis, kurie iškyla į paviršių arba glūdi mums prieinamame gylyje. Kai kuriais atvejais vanduo gelmėse pašildomas iki garo būsenos.

Nėra griežto termino „terminių vandenų“ sąvokos apibrėžimo. Paprastai jie reiškia karštus požeminius vandenis skysto pavidalo arba garų pavidalu, įskaitant tuos, kurie patenka į Žemės paviršių, kurių temperatūra aukštesnė nei 20 o C, tai yra, paprastai aukštesnė už oro temperatūrą. .

Šiltas požeminis vanduo, garai, garo-vandens mišiniai – tai hidroterminė energija. Atitinkamai, energija, pagrįsta jos panaudojimu, vadinama hidrotermine.

Padėtis yra sudėtingesnė, kai šiluma išgaunama tiesiai iš sausų uolienų - naftos šiluminės energijos, ypač todėl, kad gana aukšta temperatūra, kaip taisyklė, prasideda nuo kelių kilometrų gylio.

Rusijos teritorijoje naftos šiluminės energijos potencialas yra šimtą kartų didesnis nei hidroterminės energijos – atitinkamai 3500 ir 35 trilijonai tonų standartinio kuro. Tai gana natūralu – Žemės gelmių šiluma pasiekiama visur, o terminiai vandenys randami vietoje. Tačiau dėl akivaizdžių techninių sunkumų šiuo metu terminiai vandenys dažniausiai naudojami šilumai ir elektrai gaminti.

Vanduo, kurio temperatūra nuo 20-30 iki 100 o C, tinka šildymui, kurio temperatūra nuo 150 o C ir aukštesnė - ir elektros gamybai geoterminėse elektrinėse.

Apskritai, geoterminiai ištekliai Rusijoje, skaičiuojant tonomis ekvivalentinio kuro ar bet kokiu kitu energijos matavimo vienetu, yra maždaug 10 kartų didesni nei iškastinio kuro atsargos.

Teoriškai tik geoterminė energija galėtų visiškai patenkinti šalies energijos poreikius. Beveik įjungta Šis momentas didžiojoje jos teritorijos dalyje tai neįmanoma dėl techninių ir ekonominių priežasčių.

Pasaulyje geoterminės energijos naudojimas dažniausiai siejamas su Islandija – šalimi, esančia šiauriniame Vidurio Atlanto kalnagūbrio gale, itin aktyvioje tektoninėje ir vulkaninėje zonoje. Turbūt visi prisimena galingas išsiveržimas Eyjafjallajökull ugnikalnis 2010 m.

Būtent dėl ​​šios geologinės specifikos Islandija turi didžiulius geoterminės energijos rezervus, įskaitant karštąsias versmes, kurios išnyra Žemės paviršiuje ir net trykšta geizerių pavidalu.

Islandijoje daugiau nei 60 % visos šiuo metu suvartojamos energijos gaunama iš Žemės. Geoterminiai šaltiniai suteikia 90 % šildymo ir 30 % elektros energijos. Pridurkime, kad likusi šalies elektros dalis gaminama hidroelektrinėse, tai yra, taip pat naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius, todėl Islandija atrodo kaip savotiškas pasaulinis aplinkosaugos standartas.

Geoterminės energijos prijaukinimas XX amžiuje labai padėjo Islandijai ekonomiškai. Iki praėjusio šimtmečio vidurio tai buvo labai skurdi šalis, dabar ji užima pirmąją vietą pasaulyje pagal įrengtus pajėgumus ir geoterminės energijos gamybą, tenkančią vienam gyventojui, o pagal pajėgumą patenka į dešimtuką. absoliučioji vertė geoterminių elektrinių instaliuota galia. Tačiau jos gyventojų skaičius yra tik 300 tūkstančių žmonių, o tai supaprastina užduotį pereiti prie aplinkai nekenksmingų energijos šaltinių: jos poreikis paprastai yra mažas.

Be Islandijos, didelę geoterminės energijos dalį bendrame elektros energijos gamybos balanse sudaro Naujoji Zelandija ir salų valstybės Pietryčių Azija(Filipinai ir Indonezija), šalys Centrinė Amerika ir Rytų Afrika, kurios teritorijai taip pat būdingas didelis seisminis ir vulkaninis aktyvumas. Šioms šalims, esant dabartiniam išsivystymo lygiui ir poreikiams, geoterminė energija labai prisideda prie socialinio ir ekonominio vystymosi.

(Pabaiga seka.)

Temperatūra žemės viduje dažniausiai yra gana subjektyvus rodiklis, nes tiksli temperatūra galima tik įvardinti prieinamos vietos, pavyzdžiui, in Kola gerai(gylis 12 km). Tačiau ši vieta priklauso išorinei žemės plutos daliai.

Įvairių Žemės gylių temperatūros

Kaip nustatė mokslininkai, temperatūra kas 100 metrų gilyn į Žemę pakyla 3 laipsniais. Šis skaičius yra pastovus visuose žemynuose ir dalyse gaublys. Šis temperatūros padidėjimas vyksta viršutinėje žemės plutos dalyje, maždaug pirmuosius 20 kilometrų, tada temperatūros kilimas sulėtėja.

Didžiausias padidėjimas užfiksuotas JAV, kur temperatūra pakilo 150 laipsnių 1000 metrų gilyn į žemę. Lėčiausias augimas užfiksuotas Pietų Afrikoje – termometro stulpelis pakilo vos 6 laipsniais šilumos.

Maždaug 35-40 kilometrų gylyje temperatūra svyruoja apie 1400 laipsnių. Riba tarp mantijos ir išorinės šerdies 25–3000 km gylyje įšyla nuo 2000 iki 3000 laipsnių. Vidinė šerdis įkaista iki 4000 laipsnių. Temperatūra pačiame Žemės centre, remiantis naujausia informacija, gauta atlikus sudėtingus eksperimentus, yra apie 6000 laipsnių. Saulė gali pasigirti tokia pačia temperatūra savo paviršiuje.

Minimali ir maksimali Žemės gelmių temperatūra

Skaičiuojant minimalią ir maksimalią temperatūrą Žemės viduje, į pastovios temperatūros juostos duomenis neatsižvelgiama. Šioje zonoje temperatūra yra pastovi ištisus metus. Juosta yra 5 metrų gylyje (tropikai) ir iki 30 metrų (aukštose platumose).

Maksimali temperatūra buvo išmatuotas ir užfiksuotas maždaug 6000 metrų gylyje ir siekė 274 laipsnius Celsijaus. Minimali temperatūra žemės viduje daugiausia fiksuojama šiauriniuose mūsų planetos regionuose, kur net daugiau nei 100 metrų gylyje termometras rodo minusinę temperatūrą.

Iš kur atsiranda šiluma ir kaip ji pasiskirsto planetos viduje?

Šiluma žemės viduje yra iš kelių šaltinių:

1) Radioaktyviųjų elementų skilimas;

2) Žemės šerdyje įkaitintos medžiagos gravitacinė diferenciacija;

3) Potvynių trintis (Mėnulio poveikis Žemei, lydimas pastarojo sulėtėjimo).

Tai yra keletas šilumos atsiradimo žemės žarnyne variantų, tačiau klausimas visas sąrašas o to, kas jau egzistuoja, teisingumas vis dar atviras.

Šilumos srautas, sklindantis iš mūsų planetos vidaus, skiriasi priklausomai nuo struktūrinių zonų. Todėl šilumos pasiskirstymas ten, kur yra vandenynas, kalnai ar lygumos, turi visiškai skirtingus rodiklius.

Žemė yra pakankamai arti Saulės, kad gaunamos energijos pakaktų šilumai palaikyti ir skysto vandens egzistavimui. Daugiausia dėl to mūsų planeta yra tinkama gyvybei.

Kaip prisimename iš geografijos pamokų, Žemė susideda iš skirtingų sluoksnių. Kuo toliau į planetos centrą, tuo situacija tampa įtemptesnė. Mūsų laimei, plutos, aukščiausio geologinio sluoksnio, temperatūra yra gana stabili ir patogi. Tačiau jo reikšmės gali labai skirtis priklausomai nuo vietos ir laiko.

Žemės struktūra

Kaip ir kitos antžeminės planetos, mūsų planeta sudaryta iš silikatinių uolienų ir metalų, kurie skiria kietą metalinę šerdį, išlydytą išorinę šerdį, silikatinę mantiją ir plutą. Vidinės šerdies spindulys yra maždaug 1220 km, o išorinės - apie 3400 km.

Tada ateina mantija ir žemės pluta. Mantijos storis 2890 km. Tai storiausias Žemės sluoksnis. Jį sudaro silikatinės uolienos, kuriose gausu geležies ir magnio. Aukšta temperatūra mantijos viduje daro kietą silikatinę medžiagą gana plastišką.

Viršutinis mantijos sluoksnis yra padalintas į litosferą ir astenosferą. Pirmąją sudaro pluta ir šalta, standi viršutinė mantijos dalis, o astenosfera turi tam tikrą plastiškumą, todėl ją dengianti litosfera tampa nestabili ir judri.

Žemės pluta

Pluta yra išorinis Žemės apvalkalas ir sudaro tik 1% visos jos masės. Žievės storis skiriasi priklausomai nuo vietos. Žemynuose jis gali siekti 30 km, bet po vandenynais gali būti tik 5 km.

Apvalkalą sudaro daug magminių, metamorfinių ir nuosėdinių uolienų, o jį vaizduoja tektoninių plokščių sistema. Šios plokštės plūduriuoja virš Žemės mantijos ir tikriausiai dėl konvekcijos mantijoje jos nuolat juda.

Kartais tektoninės plokštės susiduria, atsiskiria arba slysta viena prieš kitą. Visi trys tektoninio aktyvumo tipai yra žemės plutos formavimosi pagrindas ir periodiškai atnaujina jos paviršių per milijonus metų.

Temperatūros diapazonas

Išoriniame plutos sluoksnyje, kur ji liečiasi su atmosfera, jos temperatūra sutampa su oro temperatūra. Taigi dykumoje jis gali pasiekti iki 35°C temperatūrą, o Antarktidoje – žemiau nulio. Vidutinė žievės paviršiaus temperatūra yra apie 14 °C.

Kaip matote, verčių diapazonas yra gana platus. Tačiau verta atsižvelgti į tai, kad didžioji dalis žemės plutos yra po vandenynais. Toli nuo saulės, kur ji susitinka su vandeniu, temperatūra gali būti tik 0...+3 °C.

Jei pradėsite kasti duobę žemyninėje plutoje, temperatūra pastebimai padidės. Pavyzdžiui, giliausios pasaulyje kasyklos Tau Tona (3,9 km) dugne Pietų Afrikoje ji siekia 55 °C. Visą dieną ten dirbantys kalnakasiai neapsieina be oro kondicionavimo.

Taigi, Vidutinė temperatūra Priklausomai nuo vietos (sausumoje ar po vandeniu), sezonų ir paros laiko, paviršiai gali būti nuo svilinančio karščio iki labai šalto.

Ir vis dėlto žemės pluta išlieka vienintelė vieta V saulės sistema, kur temperatūra yra pakankamai stabili, kad gyvybė toliau klestėtų. Pridėkite mūsų gyvybingą atmosferą ir apsauginę magnetosferą, ir mums tikrai pasisekė!

Būdingas Žemės evoliucijos bruožas – materijos diferenciacija, kurios išraiška – mūsų planetos apvalkalo sandara. Litosfera, hidrosfera, atmosfera, biosfera sudaro pagrindinius Žemės apvalkalus, kurie skiriasi chemine sudėtimi, storiu ir medžiagos būkle.

Vidinė Žemės sandara

Cheminė sudėtisŽemė(1 pav.) yra panaši į kitų antžeminių planetų, tokių kaip Venera ar Marsas, sudėtį.

Apskritai vyrauja tokie elementai kaip geležis, deguonis, silicis, magnis ir nikelis. Šviesių elementų kiekis yra mažas. Vidutinis Žemės medžiagos tankis yra 5,5 g/cm 3 .

Patikimų duomenų apie vidinę Žemės sandarą yra labai mažai. Pažiūrėkime į pav. 2. Jame pavaizduota vidinė Žemės sandara. Žemė susideda iš plutos, mantijos ir šerdies.

Ryžiai. 1. Žemės cheminė sudėtis

Ryžiai. 2. Vidinė struktūraŽemė

Šerdis

Šerdis(3 pav.) yra Žemės centre, jo spindulys yra apie 3,5 tūkst. Šerdies temperatūra siekia 10 000 K, t.y. yra aukštesnė už išorinių Saulės sluoksnių temperatūrą, o jos tankis – 13 g/cm 3 (palyginkite: vanduo – 1 g/cm 3). Manoma, kad šerdį sudaro geležies ir nikelio lydiniai.

Išorinis Žemės šerdis yra storesnis nei vidinis (spindulys 2200 km) ir yra skystos (išlydytos) būsenos. Vidinė šerdis patiria didžiulį spaudimą. Jį sudarančios medžiagos yra kietos būsenos.

Mantija

Mantija- Žemės geosfera, kuri supa branduolį ir sudaro 83% mūsų planetos tūrio (žr. 3 pav.). Jo apatinė riba yra 2900 km gylyje. Mantija yra padalinta į mažiau tankią ir plastikinę viršutinė dalis(800-900 km), iš kurios susidaro magma(išvertus iš graikų kalbos reiškia „tirštas tepalas“; tai yra išlydyta žemės vidaus medžiaga - mišinys cheminiai junginiai ir elementai, įskaitant dujas, specialioje pusiau skystoje būsenoje); ir kristalinis apatinis, apie 2000 km storio.

Ryžiai. 3. Žemės sandara: šerdis, mantija ir pluta

Žemės pluta

Žemės pluta - išorinis litosferos apvalkalas (žr. 3 pav.). Jo tankis yra maždaug du kartus mažesnis nei vidutinis tankisŽemė, - 3 g/cm 3.

Atskiria žemės plutą nuo mantijos Mohorovičių siena(dažnai vadinama Moho riba), kuriai būdingas staigus seisminių bangų greičių padidėjimas. Jį 1909 metais įrengė kroatų mokslininkas Andrejus Mohorovičius (1857- 1936).

Kadangi procesai, vykstantys viršutinėje mantijos dalyje, turi įtakos medžiagos judėjimui žemės plutoje, jie yra sujungti Dažnas vardaslitosfera(akmens apvalkalas). Litosferos storis svyruoja nuo 50 iki 200 km.

Žemiau yra litosfera astenosfera- mažiau kietas ir mažiau klampus, bet daugiau plastikinis apvalkalas, kurio temperatūra yra 1200 ° C. Jis gali kirsti Moho ribą, prasiskverbdamas į žemės plutą. Astenosfera yra vulkanizmo šaltinis. Jame yra išlydytos magmos kišenės, kuri prasiskverbia į žemės plutą arba išsilieja ant žemės paviršiaus.

Žemės plutos sudėtis ir struktūra

Palyginti su mantija ir šerdimi, žemės pluta yra labai plonas, kietas ir trapus sluoksnis. Jį sudaro lengvesnė medžiaga, kurioje apie 90 natūralių cheminiai elementai. Šie elementai nėra vienodai atstovaujami žemės plutoje. Septyni elementai – deguonis, aliuminis, geležis, kalcis, natris, kalis ir magnis – sudaro 98% žemės plutos masės (žr. 5 pav.).

Savotiški cheminių elementų deriniai sudaro įvairias uolienas ir mineralus. Seniausi iš jų yra mažiausiai 4,5 milijardo metų amžiaus.

Ryžiai. 4. Žemės plutos sandara

Ryžiai. 5. Žemės plutos sudėtis

Mineralinis yra gana vienalytis savo sudėtimi ir savybėmis natūralus kūnas, susidaręs tiek litosferos gelmėse, tiek paviršiuje. Mineralų pavyzdžiai yra deimantas, kvarcas, gipsas, talkas ir kt. (Savybės fizines savybesįvairių mineralų galima rasti 2 priede.) Žemės mineralų sudėtis parodyta pav. 6.

Ryžiai. 6. Bendra mineralinė Žemės sudėtis

Akmenys susideda iš mineralų. Jie gali būti sudaryti iš vieno ar kelių mineralų.

Nuosėdinės uolienos - molis, kalkakmenis, kreida, smiltainis ir kt. – susidaro nusėdus medžiagoms vandens aplinka ir sausumoje. Jie guli sluoksniais. Geologai juos vadina Žemės istorijos puslapiais, nes gali apie tai sužinoti gamtinės sąlygos kurie egzistavo mūsų planetoje senovėje.

Tarp nuosėdinių uolienų išskiriamos organogeninės ir neorganogeninės (klastinės ir chemogeninės).

Organogeninis Uolos susidaro dėl gyvūnų ir augalų liekanų kaupimosi.

Klasikinės uolienos susidaro dėl oro sąlygų, vandens, ledo ar vėjo sunaikinimo anksčiau susidariusių uolienų sunaikinimo produktų (1 lentelė).

1 lentelė. Klastinės uolienos priklausomai nuo fragmentų dydžio

Veislės pavadinimas	Bummer con dydis (dalelės)
	Daugiau nei 50 cm
	5 mm - 1 cm
	1 mm - 5 mm
Smėlis ir smiltainiai	0,005 mm - 1 mm
	Mažiau nei 0,005 mm

Chemogeninis Uolos susidaro dėl jose ištirpusių medžiagų nusodinimo iš jūrų ir ežerų vandenų.

Žemės plutos storyje susidaro magma magminės uolienos(7 pav.), pavyzdžiui, granitas ir bazaltas.

Nuosėdinės ir magminės uolienos panardintos į didelį gylį, veikiamos slėgio ir aukšta temperatūra patiria reikšmingų pokyčių, tampa metamorfinės uolienos. Pavyzdžiui, kalkakmenis virsta marmuru, kvarcinis smiltainis – kvarcitu.

Žemės plutos struktūra suskirstyta į tris sluoksnius: nuosėdinį, granitinį ir bazaltinį.

Nuosėdinis sluoksnis(žr. 8 pav.) susidaro daugiausia dėl nuosėdinių uolienų. Čia vyrauja molis ir skalūnai, plačiai atstovaujamos smėlio, karbonatinės ir vulkaninės uolienos. Nuosėdiniame sluoksnyje yra tokių nuosėdų mineralinis, Kaip anglis, dujos, nafta. Visi jie yra organinės kilmės. Pavyzdžiui, anglys yra senovės augalų transformacijos produktas. Nuosėdų sluoksnio storis labai įvairus – nuo ​​visiško nebuvimo kai kuriose sausumos vietose iki 20-25 km giliose įdubose.

Ryžiai. 7. Uolienų klasifikavimas pagal kilmę

"Granito" sluoksnis susideda iš metamorfinių ir magminių uolienų, savo savybėmis panašių į granitą. Čia labiausiai paplitę gneisai, granitai, kristalinės skaldos ir kt.. Granito sluoksnis randamas ne visur, tačiau žemynuose, kur jis gerai išreikštas, jo didžiausias storis gali siekti kelias dešimtis kilometrų.

"Bazalto" sluoksnis susidarė uolienos, artimos bazaltams. Tai metamorfinės magminės uolienos, tankesnės už „granito“ sluoksnio uolienas.

Skiriasi žemės plutos storis ir vertikali struktūra. Yra keletas žemės plutos tipų (8 pav.). Pagal paprasčiausią klasifikaciją išskiriama vandenyninė ir žemyninė pluta.

Žemyninės ir vandenyninės plutos storis skiriasi. Taigi, maksimalus storisžemės pluta stebima po kalnų sistemos. Tai apie 70 km. Po lygumose žemės plutos storis siekia 30-40 km, o po vandenynais ji ploniausia – tik 5-10 km.

Ryžiai. 8. Žemės plutos rūšys: 1 - vanduo; 2- nuosėdinis sluoksnis; 3-nuosėdinių uolienų ir bazaltų tarpsluoksnis; 4 - bazaltai ir kristalinės ultrabazinės uolienos; 5 – granitinis-metamorfinis sluoksnis; 6 – granulitinis-mafinis sluoksnis; 7 - įprasta mantija; 8 - išspausta mantija

Uolienų sudėties skirtumas tarp žemyninės ir vandenyninės plutos pasireiškia tuo, kad vandenyno plutoje nėra granito sluoksnio. O okeaninės plutos bazaltinis sluoksnis labai savitas. Uolienų sudėtimi jis skiriasi nuo panašaus žemyninės plutos sluoksnio.

Riba tarp sausumos ir vandenyno (nulio žyma) nefiksuoja žemyninės plutos perėjimo į vandenyninę. Žemyninės plutos pakeitimas vandenynine pluta vyksta vandenyne maždaug 2450 m gylyje.

Ryžiai. 9. Žemyninės ir vandenyninės plutos sandara

Taip pat yra pereinamieji žemės plutos tipai – povandeninis ir subkontinentinis.

Subokeaninė pluta išsidėsčiusios palei žemynų šlaitus ir papėdės, galima rasti kraštinėse ir Viduržemio jūros. Jis atstovauja žemyninei plutai, kurios storis iki 15-20 km.

Subkontinentinė pluta esančios, pavyzdžiui, ugnikalnių salų lankuose.

Remiantis medžiagomis seisminis zondavimas - seisminių bangų praėjimo greitis - gauname duomenis apie giluminę žemės plutos struktūrą. Taigi Kolos supergilus šulinys, pirmą kartą davęs galimybę pamatyti uolienų pavyzdžius iš daugiau nei 12 km gylio, atnešė daug netikėtų dalykų. Buvo manoma, kad 7 km gylyje turėtų prasidėti „bazalto“ sluoksnis. Realiai jis nebuvo atrastas, o tarp uolienų vyravo gneisai.

Žemės plutos temperatūros pokytis atsižvelgiant į gylį. Paviršinis žemės plutos sluoksnis turi temperatūrą, kurią lemia saulės šilumos. Tai heliometrinis sluoksnis(iš graikų helio – Saulė), patiria sezoninius temperatūros svyravimus. Vidutinis jo storis apie 30 m.

Žemiau yra dar plonesnis sluoksnis, būdingas bruožas kuris yra pastovi temperatūra, atitinkanti vidutinę metinę stebėjimo vietos temperatūrą. Šio sluoksnio gylis didėja esant žemyniniam klimatui.

Dar giliau žemės plutoje yra geoterminis sluoksnis, kurio temperatūrą lemia vidinė Žemės šiluma ir didėja didėjant gyliui.

Temperatūra kyla daugiausia dėl radioaktyvių elementų, sudarančių uolienas, pirmiausia radžio ir urano, skilimo.

Uolienų temperatūros padidėjimo gyliui dydis vadinamas geoterminis gradientas. Jis kinta gana plačiame diapazone – nuo ​​0,1 iki 0,01 °C/m – ir priklauso nuo uolienų sudėties, jų atsiradimo sąlygų ir daugelio kitų veiksnių. Po vandenynais temperatūra didėja greičiau nei žemynuose. Vidutiniškai kas 100 m gylio pasidaro 3 °C šilčiau.

Geoterminio gradiento atvirkštinė vertė vadinama geoterminė stadija. Jis matuojamas m/°C.

Žemės plutos šiluma yra svarbus energijos šaltinis.

Žemės plutos dalis, besitęsianti iki geologiniams tyrinėjimams prieinamų gelmių žemės viduriai.Žemės vidus reikalauja ypatingos apsaugos ir protingo naudojimo.

Žemės plutos tipai ir jos sandara

Pagrindiniai žemės reljefo elementai yra žemynai(žemynai) ir vandenynai . Atitinkamai išskiriami žemyniniai, okeaniniai ir pereinamieji (subkontinentinė ir subokeaninė) žemės plutos sandaros tipai.

Seisminių bangų sklidimo greičių tyrimas leidžia žemės plutos pjūvyje išskirti tris sluoksnius, kurie sutartinai vadinami nuosėdiniais, granitiniais-metamorfiniais ir granulitiniais-mafiniais (bazaltu). Šiuose sluoksniuose išilginių bangų greitis atitinka nuosėdinėse uolienose (1,8-5,0 km/s), granituose (5,0-6,2 km/s) ir bazaltuose (6,0-7,6 ​​km/s).

Nuosėdinis sluoksnis užima viršutinę žemės plutos pjūvio dalį. Jį sudaro įvairios nuosėdinės ir nedideliais kiekiais vulkaninės kilmės uolienos, kurių tankis nuo 2,2 iki 2,5 g/cm 3 . Šio sluoksnio storis žemynuose svyruoja nuo 0 iki 25 km, vandenynuose vidutiniškai 300-400 m, pasirinktos vietos 1 km.

Granito-metamorfinis sluoksnis susidarė rūgštinės magminės uolienos, gneisai ir kristalinės skaldos. Šį sluoksnį sudarančios uolienos iš pradžių gali būti nuosėdinės, vulkanogeninės ir įsiskverbiančios, vėliau labai išslinkusios ir metamorfozuotos. Sluoksnio tankis 2,6-2,7 g/cm3. Žemynuose jis yra po nuosėdiniu sluoksniu, o vietomis (ant skydų ir kalnų sulenktose vietose) iškyla į paviršių. Granito sluoksnio storis paprastai neviršija 25 km. Žemutinėje žemyno šlaito dalyje granito sluoksnis susispaudžia ir jo nėra vandenynų baseinuose.

Granulitinis-mafinis (bazalto) sluoksnis yra apatinėje žemės plutos dalies dalyje ir yra atskirta nuo apatinės mantijos Moho paviršiaus. Jį sudaro magminės ir metamorfinės pagrindinės sudėties uolienos ir granulitai (gneisai, kurių sudėtyje yra granato), kurių tankis yra 2,2–2,9 g/cm 3 .

Žemyninė pluta sukurta žemyninėje žemėje ir šelfe ir apima visus tris įvardintus sluoksnius.

Okeaninė pluta charakterizuoja vandenyno griovius. Čia nėra granito-metamorfinio sluoksnio, o nuosėdinis sluoksnis (iki 1 km storio, retai daugiau) guli tiesiai ant bazalto sluoksnio.

Subkontinentinė pluta išsivysčiusi pereinamojoje zonoje tarp žemynų ir vandenynų ir dažniausiai užima vandenynų salų lankų vystymosi regioną. Ji skiriasi nuo žemyninės plutos bendru mažesniu storiu, ypač plonas granito metamorfinis sluoksnis.

Subokeaninė pluta išsivystė po vidaus jūrų įdubomis (Juodoji jūra, Pietų Kaspijos baseinas, Viduržemio jūra). Jam būdingas granito-metamorfinio sluoksnio nebuvimas ir Aukšta įtampa nuosėdinis sluoksnis.