Тепловое поле Земли

Температура поверхностной части земной коры почти полностью зависит от солнечного излучения, но суточные и сезонные колебания температуры не проникают глубже первых десятков - сотен метров. Вся история геологического развития Земли связана с выделением или поглощением тепла. Земля это огромная тепловая машина, работа которой продолжается более 4 млрд. лет, но теплопроводность Земли крайне мала. Поэтому тепло, передаваемое от ядра через мантию и кору может еще даже не достигнуть земной поверхности. Каждый год планета выделяет в космическое пространство примерно 1021 Дж.тепла, а за 1 сек. Солнце излучает во много раз больше - примерно 5,5⋅ 1024 Дж/год или 340 Вт/м2. Не вся солнечная энергия достигает поверхности Земли и треть ее рассеивается за счет отражения атмосферой. Среднепланетарное значение кондуктивного теплопотока, т.е. потока тепла возникающего за счет соударения молекул вещества, поступающего из недр Земли, в среднем равно 59 мВт/м2 или 1,41 ЕТП, где ЕТП «единица теплового потока» = 1⋅ 10-4 кал/см2⋅ с, а полный вынос глубинного тепла равен 3,1⋅ 1013 Вт или 1⋅ 1028 эрг/год по данным Д.Чапмена и Х.Поллака, полученным в 1976 г.

Глубинные источники тепла.

Наиболее важными процессами, генерирующими тепло в недрах нашей планеты являются: 1) процесс гравитационнной (плотностной) дифференциации, благодаря которому Земля оказалась разделенной на несколько оболочек. 2) Распад радиоактивных элементов. 3) Приливное взаимодействие Земли и Луны. Значение остальных источников настолько мало, что ими можно пренебречь. Еще один источник тепла, который вносит свой вклад в общий тепловой поток - это твердые приливы, связанные, главным образом с влиянием на Землю ее спутника - Луны. Притяжение Луны вызывает на Земле приливные вздутия, перемещающиеся по поверхности Земли и при этом кинетическая энергия переходит в тепловую. Хотя вклад твердых приливов в общий тепловой баланс сейчас не превышает первых процентов, в прошлом, когда расстояние между Луной и Землей было гораздо меньшим, он мог быть значительным. Важное значение в энергетическом балансе Земли придается теплу, выделяющемуся при распаде радиоактивных элементов

Глубинное тепловое поле.

Не глубоко под земной поверхностью находится слой среднегодовых постоянных температур. Глубже температура начинает увеличиваться, однако скорость возрастания температуры с глубиной в разных местах земного шара неодинакова. Увеличение температуры при погружении на 1 м характеризует величину геотермического градиента. Ввиду того. что увеличение температуры на таком расстоянии обычно не превышает тысячных долей градуса, геотермический градиент измеряют в градусах на 100 м. Величиной, обратной геотермическому градиенту является геотермическая ступень, т.е. глубина, при погружении на которую температура увеличивается на 1°С. Температура увеличивается с глубиной неравномерно и в разных районах может различаться более чем в 20 раз. Это связано как с различной теплопроводностью пород, так и с количеством тепла, которое поступает из недр Земли. Тепловой поток оценивается количеством тепла, которое поступает снизу на площадь в 1 м2 за 1 секунду. Величина теплового потока выражается формулой:

Q= k ⋅ G

Где k – теплопроводность, а G – геотермический градиент, и измеряется в мВт/м2. Температуры в буровых скважинах на континентах измеряются уже более 100 лет, но тепловой поток начали измерять лишь 50 лет назад. Чувствительность измерительной аппаратуры сейчас достигла 0,01°С.

30 – пришлю рисунок со строением двух разных корок.

31.

Модель внутреннего строения Луны та же, что и Земли: ядро – мантия – кора.

Условно лунные недра разделяют на четыре зоны.

Самая верхняя зона, мощностью 60 км на видимой стороне и более 100 км на обратной, отождествляется с лунной корой, образованной породами, схожими с земными.

Вторая зона – верхняя мантия – имеет мощность около 750 км.

Третья зона – нижняя мантия, вещество которой может находиться в расплавленном состоянии. Таким образом, на глубине около 800 км кончается твердая оболочка – литосфера Луны. Температура в нижней части этого слоя может доходить до 1500°С. На глубине 1400–1500 км была обнаружена граница четвёртой зоны – лунного ядра. По современным данным, у Луны имеется железное ядро радиусом 300–400 км.

Кора Луны была сформирована около 4,6 млрд. лет назад. Возраст лунных морей (тёмных низин) поменьше, около 3,2–3,9 миллиардов лет. Вероятно, именно тогда Луна была подвергнута интенсивной метеоритной бомбардировке, вызвавшей излияния лавы и активизацию вулканической активности. Большие, тёмные лунные моря – это гигантские кратеры, заполненные потоками лавы. Лунный вулканизм – это, в основном, горизонтальные переливы лавы. На Луне выделяют области двух типов: светлые – материковые, занимающие 83% поверхности, и тёмные области, названные морями ещё в середине семнадцатого века, когда предполагалось, что там имеется вода. Поскольку названия морей в течение нескольких столетий использовались на картах Луны, их не стали менять. Причём, в этих названиях, предложенных итальянским астрономом Риччиоли в 1651г., отразилось существовавшее в то время мнение, что фазы Луны влияют на погоду на Земле. Поэтому в восточной части видимого полушария (когда Луна в фазе первой четверти) моря носят названия: Спокойствия, Нектара, Ясности, Изобилия, а в западной части (фаза последней четверти): Океан Бурь, Море Дождей и т.д.

3 гипотезы:1-отделилась от Земли,2-была захвачена уже «готовой» силами притяжения Земли,3-(разработана в 60-е годы ученой Рускол: луна образовалась вместе с Землей из роя планетезималей.