Строение и состав Земли

Строение и состав Земли [c.337]

Если сравнить химический состав Земли с составом Вселенной, то, казалось бы, между ними не должно быть существенных различий, за исключением, пожалуй, водорода, который легко уходит из атмосферы в межпланетное пространство. К сожалению, судить о составе Земли можно лишь по составам атмосферы, гидросферы и земной коры, изученной в глубину не более чем на 20 км. Главная химическая особенность этих трех сфер — необычайно высокое содержание кислорода, что объясняется уже не строением ядер его атомов, а его химическими свойствами. Атомы кислорода способны образовывать прочные химические связи с атомами многих элементов, в том числе кремния и алюминия. В процессе образования земной коры эти элементы накапливались в ней благодаря легкоплавкости их соединений со щелочами. В итоге на поверхности нашей планеты выкристаллизовалась твердая кремнекислородная оболочка. Кислород, не считая воды, входит в состав 1364 минералов. В атмосфере кислород появился около 1,8 млрд. лет назад в результате действия на минералы микроорганизмов. В настоящее время выделение кислорода растениями за счет фотосинтеза возмещает его убыль в атмосфере в ходе процессов окисления, горения, гниения, дыхания. По числу известных природных соединении (432) второе место занимает кремний. Далее по распространенности атомов в земной коре следуют алюминий, натрий, железо, кальций, магний и калий [c.201]

СТРОЕНИЕ И СОСТАВ ЗЕМЛИ [c.5]

Большая разница между высокой плотностью Земли (среднее 5,52 г/см ) и малой плотностью ее верхних слоев (2,7— 3 г/см ) указывает на наличие в центральных областях нашей планеты плотных масс, слагающих ядро. Однако границы ядра были установлены лишь в начале XX в. благодаря успехам сейсмологии. Еще в XIX столетии были предложены первые модели строения и состава Земли. Обнаруженную высокую плотность ядра Земли нельзя было первоначально объяснить действием лишь одного давления вышележащих масс с соответствую-ющим сжатием вещества. Для того чтобы судить о составе глубинных частей Земли, привлекались данные о составе метеоритов, которые считались обломками планет земного типа. Допускалось (и сейчас допускается многими исследователями), что средний химический состав Земли соответствует химическому составу метеоритов. Последняя модель Земли рассмотрена в табл. 1. [c.5]

Хотя распределение элементов в толще земного шара на глубине большей 20 /сж недоступно пока непосредственному изучению, однако внутреннее строение и состав Земли могут быть приблизительно намечены на основе сопоставления ряда данных из различных областей. Например, при средней плотности внешнего слоя земной коры около 2,7, плотность Земли в целом составляет 5,5. Отсюда следует, что в глубинах Земли должны преобладать более тяжелые вещества, чем у ее поверхности. [c.469]

В данной главе были рассмотрены строение и состав нашей планеты. Земной шар можно представить себе состоящим из четырех слоев коры, мантии, наружного ядра и внутреннего ядра. Мы указали, что человеку пока доступна лишь небольшая часть его планеты, преимущественно ее поверхность. Доступный человеку твердый слой Земли носит название литосфера. Твердые соединения, встречающиеся в литосфере в естественном виде, называют минералами. Горные породы представляют собой твердые смеси минералов. [c.365]

Все вещества, которые нас окружают и которые мы используем в своей деятельности, условно можно разделить на две большие совокупности возникшие естественным путем в ходе эволюции Земли и полученные искусственно, синтетически. К первым можно отнести кислород воздуха, воду, глину (глинозем), различные соли, нефть, уголь, т. е. вещества минерального, растительного и животного происхождения. С ними вы познакомились в курсе природоведения и в начальном курсе химии. Одни из этих веществ играют очень важную и заметную роль в тех постоянно и непрерывно идущих процессах круговорота веществ, которые создают устойчивый баланс их в атмосфере и гидросфере. Так, достаточно устойчивым, постоянным оказывается и поддерживается отношение (баланс) углекислого газа и кислорода воздуха. Химическое изучение и описание этих веществ показывает, что они имеют разнообразные состав, строение и свойства. Так, в атмосфере находятся атомы инертных газов (Не, Ме, Аг, Кг, Хе), молекулы кислорода Оа, азота N2, диоксида углерода (углекислого газа) СОг, пары воды Н2О, озон Оз, некоторое количество газообразных и твердых веществ (пыль), являющихся как результатом естественных процессов, так и отходами (выбросами, побочными продуктами) химических производств, транспорта, переработки сырья и т. п. [c.5]

Атмосфера, так же как и Земля, имеет оболочковое строение. В первой оболочке (гомосфере) шириной примерно 85 км, которая соприкасается с литосферой и с гидросферой сосредоточено 99,999 % массы всей атмосферы. Для гомосферы характерна однородность газового состава, которая достигается интенсивным перемешиванием воздушных масс. Гомосфера (состав ее приводится в табл. 16) оказывает прямое воздействие на все природные процессы, происходящие на земной поверхности, в том числе и на формирование состава скоплений углеводородных газов. Основными компонентами гомосферы являются азот, составляющий 78,084% на сухой воздух, и кислород, содержание которого равно 20,946 %. Кроме указанных в табл. 16 газов и паров воды в атмосферном воздухе присутствуют и некоторые другие примеси, например органические фитонциды, аэрозоли, частицы пыли и др. С наступлением промышленной эры развития цивилизации в атмосферу поступают вещества промышленного происхождения углекислый газ, оксид углерода, метан, оксиды азота, сернистый газ. [c.254]

Рис. 59. Состав земной коры и вероятное строение Земли (поданным, получепным главным образом при изучении записей воли, распространяющихся при землетрясениях). а — состав земной поры б — предполагаемое строение Земли в — земная кора толщиной 30 км, г — плотные силикатные породы иа глубине до 2900 т,д1 в — центральная часть, состоящая из железа и никеля, по всей вероятности расплавленная во внешних слоях и твердая в центре е — расстояние до центра равно 6350 кл1.

В последние годы начала интенсивно развиваться новая отрасль химии — космохимия. Она изучает космические объекты их химический состав и строение. Космос всегда поставлял на Землю метеориты и таким образом давал о себе вещественную информацию. С появлением космических кораблей и автоматических станций человеку стали доступны для исследования ближайшие планеты. Лунный грунт, доставленный на Землю советскими автоматическими станциями и американскими астронавтами, хорошо изучен во многих лабораториях мира. Оказалось, что лунные породы по составу близки к некоторым хорошо известным земным породам. Автоматические станции позволили получить пер- [c.515]

Характеризуя в своих лекциях различное действие света, Н. Н. Бекетов говорит Освещен ли предмет или находится в тени, скользит ли луч по поверхности или проникает вглубь, материального изменения в предмете мы не замечаем форма, объем, строение и состав его остаются такими же самыми во время этой разнообразной игры света между куском горного хрусталя, пропускавшего целые годы свет через свою прозрачную среду, и тем, который еще скрыт в глубине земли, где до него никогда не доходит солнечный луч, мы не замечаем никакой разницы. Меловые горы и мраморные скалы могли бы отражать целые тысячелетия свой ослепительный свет без всякого изменения, если бы не вода и воздух, которые медленно разрушают их и притом одинаково как в темноте, так и на свету. Но рядом и как будто бы в противоположность этим явлениям есть другие, хотя бы не столько обыкновенные, при которых мы замечаем уже не одну игру света и тени, прозрачности и тусклости нет, тут мы находим изменение в свойствах самих тел, изменение, которое остается и по прекращении действия света . [c.66]

Свойства данного вещества зависят от состава и строения его молекул. Так как все молекулы углекислого газа совершенно одинаковы, то понятно, что свойства этого вещества не зависят от того или иного способа получения, а также от места нахождения исследуемого образца. Хлорид натрия широко распространен на земле, он образует ряд минералов — самосадочную соль, каменную соль и др. Этот минерал, будучи очищен от посторонних примесей, всегда имеет тот же состав, что и полученный искусственно. [c.49]

Приведем несколько примеров. Доказано, что у всех населяющих Землю форм живых существ в создании белковой молекулы участвуют 20 аминокислот. Свойственная же отдельным органическим формам белковая специфичность определяется количественным отношением входящих в их состав аминокислот, а также порядком расположения последних в белковой молекуле. Те же закономерности установлены и в отношении нуклеиновых кислот, разнообразие и специфика которых также обусловлены в основном характером чередования нуклеотидов, причем число последних в 5 раз меньше, чем число протеиногенных аминокислот. Установлено, что организмы, принадлежащие к различным семействам, родам и видам животных, растений и микробов, используют в процессе жизнедеятельности один и тот же вид энергии — свободную, или химическую, энергию. Энергию эту они получают от общего для всех живых существ биологического горючего , роль которого выполняют особые соединения, содержащие богатые энергией фосфатные или тиоловые связи (подробнее этот вопрос освещен в главе Дыхание ). Лишь зеленые растения и небольшая группа бактерий способны наряду с этим использовать энергию кванта света, которую они запасают в форме тех же специфических макроэргических соединений. Выявлена близость, но не идентичность строения биологических мембран, ограничивающих поверхность протоплазмы и каждого из содержащихся в ней органоидов у всех представителей живого мира. Доказано, что многие органеллы протоплазмы имеют строго упорядоченную, ламеллярную (пластинчатую) структуру. [c.12]

Разделение биосферы на геосферы. Тропосфера. Строение биосферы и проявление в ней диссимметрии ( 145). Тропосфера, деление ее на геосферы, постоянство ее химического состава ( 146). Электрическое поле Земли и ионизация тропосферы ( 147). Кислородная поверхность. Подземная и подводная тропосферы ( 148—152). Химический состав тропосферы ( 153). Таблица 19 химического состава тропосферы ( 154). Биогенное происхождение тропосферы [c.190]

Из постановки физической задачи следует, что общее развитие Земли должно описьшаться уравнениями математической физики, решения которых можно искать только задавшись начальными и краевыми условиями задачи. В качестве начального условия здесь выступает строение и состав первичной Земли, а в качестве краевого (граничного) условия - строение и послойный состав со- [c.242]

Рис. 24. Относительное содержание различных. элементов в атмосфере Солнца (1) и на Земле (2). сями магния и железа, чем земная кора, но зато содержат меньше кремнезема—5102. Неоднократно делались попытки подсчитать общий средний химический состав Земли. По данным акад. А. Е. Ферсмана, который исходил из гипотезы о зона.льном строении Земли, наиболее распространенным элементом в Земле является железо. Его содержание равно 37%. На втором месте по распространенности стоит кислород, на третьем — кремний. Для Земли в целом сохраняются те же самые закономерности в распространенности элементов, что и для земной коры. Основная масса также приходится на долю относртельно легких элементов. На долю элементов тяжелее железа остается всего лишь около 0,5% веса Земли.

На ранних этапах планетарной эволюции Земли ее строение, состав, тепловое состояние и приливная тектоника настолько резко отличались от всех последующих периодов геологического развития Земли, что эту уникальную эпоху, продолжавшуюся около 600 млн лет от момента оож-дения нашей планеты приблизительно 4,6-10 лет назад до начала архея, следует выделять в качестве самостоятельной эпохи в истории нашей планеты, Эту эпоху было предложено именовать термином катархей (ниже архея) [122]. [c.249]

Суждение о строении земной коры в ее глубинной части можно составить также и но тем сведениям, которые получены при изучении ее слоев, расположенных б шзко к поверхности Земли. Геологи обнаружили, что определенные сочетания минералов и горных пород в земной коре то углубляются в недра Земли, то выходят на ее поверхность. Таким образом, в земной коре существует нечто вроде складок. Глубину складки можно рассчитать, зная наклон пластов. Тогда можно предсказать, какие по составу горные породы залегают на интересующей нас глубине (тот же состав, что и у выхода складки на поверхность земной коры). Правильность такого метода предсказания состава горных пород на различных глубинах была подтверждена результатами, полученными при бурении большого числа нефтяных скважин. Этот способ (экстраполяция поверхностных данных на глубины) позволяет получить сведения о строении земного шара на довольно большой глубине—15—20 км. [c.233]

В настоящее время в связи с большими успехами в изучении различных космических тел межпланетными автоматическими станциями с установленными на них приборами, возникла реальная возможность для сравнения Земли с ближайшими родственными планетами в целях лучшего и более глубокого понимания природы нашей планеты, ее строения, состава и происхождения. Исходя из данных по сЬставу метеоритов и данных космохимии, можно считать с достаточно большой долей вероятности, что средний состав планет земной группы определяется главным образом следующими химическими элементами О, 51, Mg, Fe,rNi, 5. Эти элементы образуют главные фазы метеоритного и планетного вещества силикатную с плотностью 3,3 г/см и железо-никелевую со средней плотностью 7,3 г/см . Металлический материал, сосредоточенный в центральных областях планет, образует их ядра. Силикатный материал обволакивает эти ядра в виде мощных оболочек—мантий. Основные данные по внутренним планетам по сравнению с Землей приведены в табл. 9, 10. [c.22]

Химический состав и строение растений формировались в ходе ллительной эволюции. Считают, что до появления жизни на Земле а ее поверхности преобладали простые соединения углерода, такие, как метан, диоксид углерода, а также имелось много воды [c.9]

Геосферы - - оболочки земной коры, более или менее однородные но своему составу и образовавшиеся в сравнительно одинаковой физико-химической обстановке. Поэтому все явления, происходящие в геосферах, рассматривавя ся на основе учения о термодинамич. равновесии, правила фаз и других законов физич. химии с тем или иным приближением — в зависимости от сложности явлений, происходящих в той или иной геосфере, как, наир., в биосфере. Основными параметрами этих природных равновесий в геосферах являются давление, томп-ра, число фаз, их химич. состав и др. В пределах внешних геосфер между геосферами с разной интенсивностью непрерывно идет обмен веществ, миграция химических э л е м е н т о в. Расиредоление химич. элементов по оболочкам Земли имеет закономерный характер и зависит от физико-химич. свойств самих элементов и образуе 1ых ими соединений, в первую очередь,— от строения внешних электронных оболочек атомов и ионов, т. е. от полоягения элемента в периодической системе Менделеева. Геохимически я классификация элементов может быть иллюстрирована кривой атомных объемов — рис. 2. [c.423]

Большая группа, состоящая из пятнадцати элементов, называемая редкими землями , все еще продолжает оставаться для физиков и Х1ШИК0В белым пятном среди большинства других элементов. К этой группе элементов в последнее время наблюдается возросший интерес исследователей. До сих пор, однако, остаются нерешенными фундаментальные вопросы, связанные со строением электронных оболочек этой группы элементов и с их валентностью, недостаточно разработаны методы разделения, не изучен состав многих соединений и не выяснены другие проблемы, имеющие не только большое теоретическое, но и важное практическое значение. [c.5]

Теория Опарина предполагает, что жизнь возникла в несколько стадий. Первая стадия — это процесс образования простейших углеводородов. Вторая стадия — освобождение углеводородов в атмосферу Земли, где они реагировали с парами воды, аммиаком и другими газами. Коротковолновое УФ-излучение и электрические разряды в атмосфере инициировали протекание этих реакций. УФ-излучение разлагало воду (фотоокисление) на водород и кислород. Водород уходил в космическое пространство, тогда как кислород окислял аммиак до молекулярного азота, а углеводороды — до спиртов, альдегидов, кетонов и органических кислот. Затем эти соединения с дождями выпадали из влажной, холодной атмосферы в моря и океаны, где они накапливались, а потом благодаря процессам полимеризации и конденсации становились близкими по строению к тем химическим соединениям, которые входят в состав живых организмов. Так возникли первые биологически активные химические полимерг-ные соединения, подобные белкам и нуклеиновым кислотам. На третьей стадии образовывались так называемые коацерватные (от лат. асегиаШз — скрученный) капли, которые, достигая определенной величины, становились способными к обмену с окружающей средой. Затем в ходе эволюции эти коацерватные капли приобрели способность к самостоятельному существованию, т. е. они обособились от среды, и в них стали протекать элементарные химические превращения. На четвертой стадии у коа-церватов совершенствовался химический обмен (первоначальный метаболизм), синтезировались и упорядочивались мембраны, происходила самосборка первичных носителей информации — нуклеопротеинов. [c.531]

В гл. XIII обсуждаются сведения, которые можно получить, изучая состав и строение осадочных пород. К раннему и среднему докембрию строго приурочены некоторые особые типы осадков, и это можно связать с существованием в то время бескислородной примитивной атмосферы. Начиная с позднего докембрия появляются другие осадки, видимо образовавшиеся только при наличии кислородной атмосферы. По предварительным данным, бескислородная атмосфера существовала на Земле более 1,8 млрд. лет назад, [c.15]

Масштабы обмена веществ в живой природе колоссальны. Биомасса Земли, составляющая, по подсчетам ученых, от 1,8 10 до 2,4 10 т (в пересчете на сухое вещество), непрерывно обновляет свой состав, поглощая и вьвделяя огромные количества химических веществ. По подсчетам А. А. Ничипорови-ча, растения Земли за год усваивают из атмосферы около 650 млрд. т СОг и выделяют в атмосферу около 350 млрд. т Ог- За этот же срок растения извлекают из почвы около 5 млрд. т N, около 1 млрд. т Р и 10—15 млрд. т других минеральных элементов, образуя около 380 млрд. т биомассы (в расчете на сухое вещество). Только свободно живущие в почве азотфиксиру-ющие микроорганизмы и клубеньковые бактерии ежегодно связывают около 100 млн. т молекулярного N из воздуха. За 2000 лет весь Ог атмосферы Земли проходит через живое вещество. Выделение кислорода в результате фотосинтеза, протекающего в растениях, водорослях и фотосинтезирующих бактериях, составляет от 2 тыс. до 5 тыс. т в одну секунду. Ежедневно на Земле разрушается до СОг и НгО около 1 млрд. т органических соединений. По данным В. А. Ковды, полное обновление биомассы суши происходит в течение 200 лет. По мнению В. И. Вернадского, все вещество биосферы в течение краткого в геологических масштабах пертода может пройти через живые организмы. Таким образом, ...жизнь—живое вещество—поистине является одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты, а вызываемая ею биогенная миграция атомов представляет форму организованности первостепенного значения в строении биосферы . [c.180]

Этот эффект открып в 1958 г. молодой физик из ФРГ Р. Мессбауэр, удостоенный спустя три года Нобелевской премии. Чтобы скомпенсировать изменение резонансной частоты атомов изучаемого образца по сравнению с такими же атомами, заключенными в источнике у-излученчя, он использовал эффект Доплера — сдвиг частоты, возникающий при движении объектов друг относительно друга. Кстати, с помощью этого эффекта — по сдвигу характерных линий оптического спектра — измеряют скорости удаления от Земли звезд и галактик. В случае ядерного гамма-резонанса (ЯГР, еще одно название эффекта Мессбауэра) оказывается достаточно сдвигать или раздвигать источник и изучаемый объект со скоростью несколько см/с. Точное значение скорости, при которой возникает резонанс (поглощение у-квантов), позволяет сделать немаловажные выводы о строении вещества, в состав которого входит данное ядро определить валентное состояние атомов, устройство окружающей их кристаллической решетки. Химический сдвиг поэтому измеряют в необычных единицах мм/е. [c.192]

Ниже приводятся некоторые статьи расходов на установку (любезно предоставленные автору Floridin ompany Warren Pa.) типичная установка для фильтрования через слой, в состав которой входит фильтр емкостью 400 /и земли, полностью, с кирпичными строениями, стоит 150 000 долларов. В эту сумму входит стоимость от 16 до 25 т фильтрующего материала, печи Никольс-Герресгофа от 2 до 10 полок, имеющей в диаметре 4,8 м, конвейеры, элеваторы, насосы и все необходимое оборудование. [c.782]

Кристаллическая оболочка Земли состоит из трех главных слоев, наиболее четко различающихся по физическим свойствам и условно называемых гранитный слой, в состав которого входят осадочные и метаморфические породы базальтовый слой и подкоровый или перидо-титовый слой, который, по нашему мнению, более правильно называть пшербазитовым слоем. Разделение кристаллической оболочки на три слоя является упрощенным, однако при современном уровне знаний вполне приемлемым представлением для выявления главных закономерностей ее строения. [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология