Газовая оболочка, окружающая нашу планету Земля, известная как атмосфера, состоит из пяти основных слоев. Эти слои берут начало на поверхности планеты, от уровня моря (иногда ниже) и поднимаются до космического пространства в следующей последовательности:

• Тропосфера;
• Стратосфера;
• Мезосфера;
• Термосфера;
• Экзосфера.

Схема основных слоев атмосферы Земли

В промежутке между каждым из этих основных пяти слоев находятся переходные зоны, называемые «паузами», где происходят изменения температуры, состава и плотности воздуха. Вместе с паузами, атмосфера Земли в общей сложности включает 9 слоев.

Тропосфера: где происходит погода

Из всех слоев атмосферы тропосфера является тем, с которым мы больше всего знакомы (осознаете ли вы это или нет), так как мы живем на ее дне - поверхности планеты. Она окутывает поверхность Земли и простирается вверх на несколько километров. Слово тропосфера означает «изменение шара». Очень подходящее название, так как этот слой, где происходит наша повседневная погода.

Начиная с поверхности планеты, тропосфера поднимается на высоту от 6 до 20 км. Нижняя треть слоя, ближайшая к нам, содержит 50% всех атмосферных газов. Это единственная часть всего состава атмосферы, которая дышит. Благодаря тому, что воздух нагревается снизу земной поверхностью, поглощающей тепловую энергию Солнца, с увеличением высоты температура и давление тропосферы понижаются.

На вершине находится тонкий слой, называемый тропопаузой, который является всего лишь буфером между тропосферой и стратосферой.

Стратосфера: дом озона

Стратосфера - следующий слой атмосферы. Он простирается от 6-20 км до 50 км над земной поверхностью Земли. Это слой, в котором летают большинство коммерческих авиалайнеров и путешествуют воздушные шары.

Здесь воздух не течет вверх и вниз, а движется параллельно поверхности в очень быстрых воздушных потоках. По мере того, как вы поднимаетесь, температура увеличивается, благодаря обилию природного озона (O 3) - побочного продукта солнечной радиации и кислорода, который обладает способностью поглощать вредные ультрафиолетовые лучи солнца (любое повышение температуры с высотой в метеорологии, известно как "инверсия").

Поскольку стратосфера имеет более теплые температуры внизу и более прохладные наверху, конвекция (вертикальные перемещения воздушных масс) встречается редко в этой части атмосферы. Фактически, вы можете рассматривать из стратосферы бушующую в тропосфере бурю, поскольку слой действует как «колпачок» для конвекции, через который не проникают штормовые облака.

После стратосферы снова следует буферный слой, на этот раз называемый стратопаузой.

Мезосфера: средняя атмосфера

Мезосфера находится примерно на расстоянии 50-80 км от поверхности Земли. Верхняя область мезосферы является самым холодным естественным местом на Земле, где температура может опускаться ниже -143° C.

Термосфера: верхняя атмосфера

После мезосферы и мезопаузы следует термосфера, расположенная между 80 и 700 км над поверхностью планеты, и содержит менее 0,01% всего воздуха в атмосферной оболочке. Температуры здесь достигают до +2000° C, но из-за сильной разреженности воздуха и нехватки молекул газа для переноса тепла, эти высокие температуры воспринимаются, как очень холодные.

Экзосфера: граница атмосферы и космоса

На высоте около 700-10000 км над земной поверхностью находится экзосфера - внешний край атмосферы, граничащий с космосом. Здесь метеорологические спутники вращаются вокруг Земли.

Как насчет ионосферы?

Ионосфера не является отдельным слоем, а на самом деле этот термин используется для обозначения атмосферы на высоте от 60 до 1000 км. Она включает в себя самые верхние части мезосферы, всю термосферу и часть экзосферы. Ионосфера получила свое название, потому что в этой части атмосферы излучение Солнца ионизируется, когда проходит магнитные поля Земли на и . Это явления наблюдается с земли как северное сияние.

Существует пять основных слоев Земли: кора, верхняя мантия, нижняя мантия, жидкое внешнее ядро и твердое внутреннее ядро. Кора - это самый тонкий внешний слой Земли, на котором располагаются континенты. За ним следует мантия - самый толстый слой нашей планеты, который делится на два слоя. Ядро также разделяется на два слоя - жидкое внешнее ядро и твердое сферическое внутреннее ядро. Существует несколько способов создать модель слоев Земли. Самые простые и распространенные варианты - трехмерная модель из ваяльной глины, пластилина либо теста для лепки или плоское изображение на бумаге.

Что вам понадобится

Модель из теста для лепки

• 2 стакана муки
• 1 стакан крупной морской соли
• 4 чайные ложки виннокислого калия
• 2 столовые ложки растительного масла
• 2 стакана воды
• Кастрюля
• Деревянная ложка
• Пищевые красители: желтый, оранжевый, красный, коричневый, зеленый и голубой (если у вас нет какого-либо цвета, используйте те, что есть)
• Леска или зубная нить

Бумажная модель

• 5 листов плотной бумаги или тонкого картона (коричневый, оранжевый, красный, голубой и белый)
• Циркуль или трафарет с кругами 5 различных диаметров
• Клей-карандаш
• Ножницы
• Большой лист картона

Модель из пенопласта

• Большой пенопластовый шар (диаметром 13–18 см)
• Карандаш
• Линейка
• Длинный зазубренный нож
• Акриловые краски (зеленая, голубая, желтая, красная, оранжевая и коричневая)
• Кисточка
• 4 зубочистки
• Скотч
• Маленькие полоски бумаги

Шаги

Модель из теста

Для изготовления трехмерной модели потребуется купить ваяльную глину или пластилин либо приготовить тесто для лепки. В любом случае нужно семь цветов: два оттенка желтого, оранжевый, красный, коричневый, зеленый и голубой. Готовить тесто своими руками рекомендуется под присмотром родителей.

Приготовьте тесто для лепки. Если вы купили ваяльную глину или пластилин, пропустите этот шаг. Смешайте все ингредиенты (мука, соль, виннокислый калий, масло и вода) до однородной массы, без комков. Затем переложите смесь в кастрюлю и нагревайте на слабом огне, постоянно помешивая. В процессе нагрева тесто загустеет. Когда тесто начнет отставать от стенок кастрюли, снимите кастрюлю с конфорки и дайте остыть до комнатной температуры.

• Остывшее тесто необходимо замесить в течение 1–2 минут.
• Данный шаг рекомендуется выполнять под присмотром родителей.
• Крупные кристаллы соли будут по-прежнему заметны в тесте - это нормально.

1. Разделите тесто на семь шариков разного размера и добавьте красители. Сначала сделайте два небольших шарика размером с мячик для гольфа. Далее сделайте два шарика среднего размера и три крупных шарика. Используйте несколько капель пищевого красителя для каждого шарика в соответствии со следующим списком. Вымесите каждый кусок теста для равномерного распределения цвета.

   • два маленьких шарика: зеленый и красный;
   • два средних шарика: оранжевый и коричневый;
   • три крупных шарика: два оттенка желтого и голубой.

2. Заверните красный шарик в оранжевое тесто. Вы будете создавать модель Земли от внутреннего слоя к внешним слоям. Красный шарик будет представлять внутреннее ядро. Оранжевое тесто - это внешнее ядро. Слегка сплющите оранжевый шарик, чтобы получилось обернуть тестом красный шарик.

   • Вся модель должна быть сферической, чтобы походить на форму Земли.

3. Заверните получившуюся сферу в два желтых слоя. Следующий слой - это мантия, которой соответствует желтое тесто. Мантия является наиболее широким слоем планеты Земля, поэтому заверните внутреннее ядро в два толстых слоя желтого теста разных оттенков.

   • Раскатайте тесто необходимой толщины и оберните вокруг шарика, аккуратно соединив со всех сторон, чтобы получить единый слой.

4. Далее раскатайте и оберните вокруг модели коричневый слой. Коричневое тесто будет изображать земную кору, самый тонкий слой планеты. Раскатайте коричневое тесто, чтобы получить тонкий слой, а затем оберните вокруг шарика аналогично предшествующим слоям.

5. Добавьте мировой океан и континенты. Заверните земной шар в тонкий слой голубого теста. Это последний слой нашей модели. Океан и континенты являются частью коры, поэтому их не следует рассматривать как отдельные слои.

   • Наконец, придайте зеленому тесту примерную форму континентов. Прижмите их к океану, расположив так, как на глобусе.

6. Разрежьте шар пополам зубной нитью. Поместите шар на стол и натяните нить над центральной частью сферы. Представьте на модели воображаемый экватор и держите нить над этим местом. Разрежьте шар нитью пополам.

   • На двух половинках будет виден четкий поперечный разрез слоев Земли.

7. Обозначьте каждый слой. Сделайте небольшие флажки для каждого слоя. Оберните полоску бумаги вокруг зубочистки и зафиксируйте скотчем. Сделайте пять флажков: кора, верхняя мантия, нижняя мантия, внешнее ядро и внутреннее ядро. Вставьте каждый флажок в соответствующий слой.

   • Теперь у вас есть две половинки Земли, поэтому можно использовать половинку с флажками для демонстрации слоев планеты, а вторую с океаном и континентами - как вид сверху.

8. Соберите интересные факты для каждого слоя. Найдите сведения о составе и толщине каждого слоя. Укажите информацию о плотности и присутствующих температурах. Сделайте краткий отчет или инфографику, чтобы дополнить трехмерную модель необходимыми пояснениями.

   Бумажная модель

   Модель из пенопласта

   1. Подготовьте необходимые материалы. В данной модели используется сфера из пенопласта в виде Земли, четвертая часть которой вырезана, чтобы можно было рассмотреть внутреннее устройство планеты. Разрез следует выполнять под присмотром родителей.

      • Все материалы и принадлежности можно найти дома или в магазине товаров для творчества.

   2. Прочертите круги вдоль горизонтального и вертикального центра шара из пенопласта. Нужно вырезать примерно четверть пенопластового шара. В этом вам помогут круги, разделяющие шар на горизонтальную и вертикальную половины. Идеальная точность не обязательна, но старайтесь придерживаться центра.

      • Удерживайте линейку в центральной части.
      • Удерживайте карандаш на месте над линейкой.
      • Попросите друга поворачивать шар по горизонтали, пока вы будете держать карандаш и следить за тем, чтобы линия проходила по центру.
      • Прочертив полный круг, повторите процедуру по вертикали.
      • В результате вы получите две линии, которые делят шар на четыре равные части.

   3. Вырежьте четверть шара. Две пересекающиеся линии будут разделять шар на четыре части. Вам необходимо вырезать одну четверть с помощью ножа. Настоятельно рекомендуем выполнять это действие под присмотром родителей.

      • Расположите шар таким образом, чтобы одна из линий была направлена точно вверх.
      • Поместите нож поверх линии и аккуратно разрезайте возвратно-поступательными движениями, пока не достигнете центра шара (горизонтальная линия).
      • Переверните шар так, чтобы теперь вверх была направлена горизонтальная линия.
      • Аккуратно разрезайте, пока не достигнете центра шара.
      • Осторожно пошевелите вырезанную четверть, чтобы она отделилась от пенопластового шара.

Астрономы изучают космос, получают инфор-мацию о планетах и звездах несмотря на их огром-ную удалённость. При этом на самой Земле не меньше тайн, чем во Вселенной. И сегодня учёные не знают, что внутри нашей планеты. Наблюдая, как выливается лава при извержении вулкана, можно подумать, что внутри Земля тоже расплав-ленная. Но это не так.

Ядро. Центральная часть земного шара называ-ется ядром (рис. 83). Его радиус составляет около 3 500 км. Учёные полагают, что внешняя часть ядра находится в расплавленно-жидком состоя-нии, а внутренняя — в твёрдом. Температура в нём достигает +5 000 °С. От ядра к поверхности Земли температура и давление постепенно снижаются.

Мантия. Ядро Земли покрыто мантией. Её толща составляет приблизительно 2 900 км. Мантию, как и ядро, никто никогда не видел. Но предполага-ют, что чем ближе к центру Земли, тем давление в ней выше, а температура — от нескольких сотен до -2 500 °С. Считают, что мантия твёрдая, но одно-временно раскалённая.

Земная кора. Поверх мантии наша планета покрыта корой. Это верхний твёрдый слой Зем-ли. По сравнению с ядром и мантией земная кора очень тонкая. Её толща составляет лишь 10-70 км. Но это та земная твердь, по которой мы ходим, те-кут реки, на ней построены города.

Земная кора образована различными вещества-ми. Она состоит из минералов и горных пород. Не-которые из них вам уже известны (гранит, песок, глина, торф и др.). Минералы и горные породы раз-личаются по цвету, твёрдости, строению, темпе-ратуре плавления, растворимости в воде и другим свойствам. Многие из них человек широко исполь-зует, например как топливо, в строительстве, для получения металлов. Материал с сайта

Гранит

Песок

Торф

Верхний слой земной коры видно в отложениях на склонах гор, крутых берегах рек, карьерах (рис. 84). А заглянуть в глубь коры помогают шахты и буровые скважины, которые используют для добычи полез-ных ископаемых, например, нефти и газа.

Есть внутренние и внешние оболочки, взаимодействующие между собой.

Внутреннее строение Земли

Для изучения внутреннего строения Земли используют бурение сверхглубоких скважин (самая глубокая Кольская – 11 000 м. прошла менее 1/400 земного радиуса). Но большая часть сведений о строении Земли получена с помощью сейсмического метода. На основании данных, полученных этими методами, создана общая модель строения Земли.

В центре планеты расположено земное ядро — (R=3500 км) состоит предположительно из железа с примесью более легких элементов. Существует гипотеза, что ядро состоит из водорода, который под высоким может перейти в металлическое состояние. Внешний слой ядра – жидкое, расплавленное состояние; внутреннее ядро радиусом 1250 км твердое. Температура в центре ядра, видимо, до 5 – 6 тыс. градусов.

Ядро окружено оболочкой – мантией. Мантия имеет толщину до 2900 км, объём – 83 % объема планеты. Она состоит из тяжёлых минералов, богатых магнием и железом. Несмотря на высокую температуру (выше 2000?), большая часть вещества мантии вследствие огромного давления находится в твердом кристаллическом состоянии. Верхняя мантия на глубине от 50 до 200 км имеет подвижный слой, называемый астеносфера (слабая сфера). Она отличается высокой пластичностью, обусловленной мягкостью образующего её вещества. Именно с этим слоем связано и другие важные процессы на Земле. Его толщина – 200 – 250 км. Вещество астеносферы, проникающее в земную кору и изливающееся на поверхность, называется магмой.

Земная кора – твердая слоистая внешняя оболочка Земли мощностью от 5 км под океанами до 70 км под горными сооружениями материков.

• Континентальную (материковую)
• Океаническую

Континентальная кора более мощная и более сложная. Она имеет 3 слоя:

• Осадочный (10-15 км, породы в основном осадочные)
• Гранитный (5-15 км., породы этого слоя в основном метаморфические, по своим свойствам близки к граниту)
• Бальзатовый (10-35 км., породы этого слоя – магматические)

Океаническая кора более тяжелая, гранитный слой в ней отсутствует, осадочный сравнительно тонкий, в основном она бальзатовая.

В областях перехода от материка к океану кора имеет переходный характер.

Земная кора и верхняя часть мантии образуют оболочку, которая называется (от греч. litos – камень). Литосфера – твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхний слой мантии, лежащий на горячей астеносфере. Мощность литосферы в среднем 70 – 250 км, из которых 5 – 70 км приходится на земную кору. Литосфера не сплошная оболочка, она разделена гигантскими разломами на . Большинство плит включают в себя как материковую, так и океаническую кору. Выделяют 13 литосферных плит. Но наиболее крупными являются: Американская, Африканская, Индо-Австралийская, Тихоокеанская.

Под воздействием процессов, происходящих в земных недрах, литосфера совершает движения. Литосферные плиты медленно движутся друг относительно друга со скоростью 1 – 6 см в год. Кроме того, постоянно происходят их вертикальные движения. Совокупность горизонтальных и вертикальных движений литосферы, сопровождающихся возникновением разломов и складок земной коры, называются . Они бывают медленными и быстрыми.

Силы, вызывающие расхождение литосферных плит возникают при перемещении вещества мантии. Мощные восходящие потоки этого вещества расталкивают плиты, разрывают земную кору, образуя в ней глубинные разломы. Там, где это вещество поднимается наружу, возникают в литосфере разломы, и плиты начинают раздвигаться. Внедряющаяся по разломам магма, застывая, наращивает края плит. В результате по обе стороны разлома возникают валы, и . Они обнаружены во всех океанах и образуют единую систему, общей протяженностью 60 000 тыс км. Высота хребтов до 3000 м. Наибольшей ширины такой хребет достигает в юго-восточной части , где скорость раздвижения плит 12 – 13 см/год. Он не занимает срединного положения и называется тихоокеанским поднятием. На месте разлома, в осевой части срединно-океанических хребтов, обычно находятся ущелья – рифты. Их ширина от нескольких десятков километров в верхней части до нескольких километров у дна. На дне рифтов располагаются небольшие вулканы и горячие источники. В рифтах из поднимающейся магмы рождается новая океаническая кора. Чем дальше от рифта, тем кора старше.

Вдоль других границ плит наблюдается столкновение литосферных плит. Оно происходит по-разному. При столкновении плиты с океанической корой и плиты с материковой корой первая погружается под вторую. При этом возникают глубоководные желоба, островные дуги, а на суше горы. Если сталкиваются две плиты с материковой корой, то происходит смятие в , вулканизм и образование горных областей (например, – это сложные процессы, возникающие при движении магмы, которая образуется в отдельных очагах и на разных глубинах астеносферы. Очень редко она образуется в земной коре. Различают два основных типа магм – базальтовая (основная) и гранитная (кислая).

Извергаясь на поверхность Земли, магма образует вулканы. Такой магматизм называется эффузивным. Но чаще магма внедряется в земную кору по трещинам. Такой магматизм называется интрузивным.

Определение 2

Гидросфера – водная оболочка поверхности планеты, состоящая из всех водоемов, которые существуют на Земле.

Толщина этой водной оболочки на разных участках различна. Средняя глубина составляет $3,8$ км, а максимальная – $11$ км. Гидросфера является мощной геологической силой, которая осуществляет круговорот, как воды, так и других веществ.

Еще одна новая оболочка возникает с появлением жизни на Земле – это биосфера . Термин был введен Э. Зюссом ($1875$).

Определение 3

Биосфера – это та часть оболочек Земли, в которых живут различные организмы.

Границы этой оболочки связаны с наличием условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности, поэтому её верхняя часть ограничивается интенсивностью ультрафиолетового излучения, а нижняя – температурой до $100$ градусов.

Замечание 3

Биосфера считается высшей экосистемой Земли, потому что представляет собой совокупность всех биогеоценозов.

Появление человека на Земле привело к возникновению антропогенных факторов, которые с развитием цивилизации усиливались и привели к возникновению специфической оболочки – ноосферы . Впервые этот термин был введен Э. Леруа ($1870-1954$) и Т.Я. де Шарденом ($1881-1955$).

Ноосфера является высшей стадией эволюции биосферы, и тесно связана с развитием человеческого общества. Это сфера взаимодействия общества и природы. В границах этого взаимодействия определяющим фактором становится разумная человеческая деятельность.

Замечание 4

Ноосфера представляет собой часть биосферы , развитие которой направляется разумом человека.