מבנה כדור הארץ

 


 

 

 

היחידה המרכזית השניה עוסקת בתהליכים גיאולוגיים גלובליים המתרחשים בכדור הארץ .

טרם נבהיר את התהליכים ,לפניכם מבוא קצר על מהות הגיאולוגיה, תיאוריות התהוות כדור הארץ  ומבנה כדור הארץ .

 

 הגיאולוגיה- תורת האדמה, עוסקת במבנה כדור הארץ והרכבו, בבדיקת תהליכי ההתפתחות

                    שהתחוללו בעבר ומתחוללים בהווה.

 

 היקום- מערכת השמש

 

מערכת השמש ,גלקסיה שבמרכזה השמש המוקפת בכוכבי לכת, כוכבי שביט, אסטרואידים, וירחים. כדור הארץ הוא אחד מכוכבי הלכת הנעים במסלולו אליפטי סביב לשמש. לכוכב לכת ארץ שתי תנועות סביב השמש וסביב עצמו. הכוכבים נעים במהירות שונה בהתאם לגודלם וקרבתם אל השמש. לכל כוכב שנת שמש שונה לכוכב הארץ שנת השמש מהווה 3651./4 ימים. ישנם כוכבים שיש להם לוויינים טבעיים הנקראים ירחים לכוכב ארץ יש ירח אחד .כדור הארץ היינו הכוכב השלישי מן השמש..

ביקום קיימות מערכות שמש רבות ומליוני כוכבים. מערכת השמש שלנו היא חלק קטן מן היקום

ומכילה כ- 100 מיליון כוכבים.

 

     כ יצד התהווה כדור הארץ תאוריות התהוותו

 

ההשערות על התהוות כדור הארץ רבות. הן נקבעו ע"י תצפיות ,תופעות קיימות, בדיקות חומרים ותהליכים תוך קביעת השערה- הנחה ,בדיקת השערה , תצפיות , בדיקת נתונים ניתוחם והסקת מסקנות.

 קימות  4 תיאוריות מרכזיות להתהוות כדור  ארץ-

1 .    דה בופון- קבע לפני  כ- 200 שנה ,כי השמש התנגשה בכוכב שביט גדול. כתוצאה מכך נזרקו חומרים שונים בגדלים שונים אל המרחב . חלק משברי ההתנגשות אבד במרחב הבין כוכבי,אך כמה מהם נלכדו בכוחות המשיכה של השמש ונאלצו להסתובב סביב השמש ככוכבי הלכת שלו.

 

2.    דה לפלס- הציע את השערתו ב-1796 ,לדעתו כוכבי הלכת מוצאם מן השמש ,חומר שנפלט מן השמש ללא סיוע חיצוני ,כתוצאה שינויי במהירות הסיבוב של השמש ,שינויי הנוצר בגלל התכווצותה של השמש.

 

 3.    מכסוול- ביטל את השערתו של דה לפלס בעזרת שיטות מתמטיות וחיזק את השערתו של דה בופון .לדעתו לא חלה התנגשות אלא התקרבות של גוף גדול אל השמש . ההתקרבות יצרה גאות של חומר מן השמש ,חומר שנפרד ממנה ,התפרק והיה לכוכבי הלכת הנעים סביבה.

 

4.    וויצקר- לפני כ- 5 מיליארד שנה אזור בו מצויה מערכת השמש הכיל ענן גז ואב. כוח הכובד גרם לענן להצטופף ולהצטמצם, תוך כדי כך התפתחה בו תנועה סיבובית כמערבולת. מרכז הענן הפך לשמש, חלקיו החיצוניים התפרקו לעננים אחדים . ליבת הענן נדחסה ,גדל בה הלחץ, עלתה הטמפרטורה החל תהליך גרעיני של הפיכת המימן להליום, זוהי האנרגיה המהווה את מקור הקרינה של השמש.

 

מבנה כדור הארץ

מעטפת  

 

 
 

 


כדור הארץ נחלק לשלושה חלקים:

  

                           

א. גלעין.

ב.     מעטפת .

ג.      קרום.

 

טרם נסביר בקצרה מהו המבנה של כל חלק , תחילה הוכחות למבנה כדור הארץ.

 הוכחות למבנה כדור הארץ

 

.        באמצעות קידוחים, מכרות, הרי געש, קימוטים .ניתן לשער מהם החומרים הקיימים בעומקו של כדור הארץ.        

 סיסמוגרף- מכשיר אשר בעזרתו מודדים את תנועות הקרקע .      

   בעזרת הנתונים המתקבלים חוקרים את מבנה כדור הארץ.לפניכם תמונה המתארת כיצד נראה סיסמוגרף

 

 

 

 

2 .     איסוף מידע סייסמי ,בעזרת סיסמוגרף דרך  תחנות תצפית. הסיסמוגרף בודק שלושה סוג  גלים הנבדלים זה מזה במהירותם ובתדירותם.

 

   

 

      רישום טיפוסי של מעבר גלים בחומר ורישומם באמצעות סייסמוגרף באזור הנתון לרעשי אדמה-

 

 

 3.  בדיקת המפל הגיאותרמי, כלומר מהו מקור החום בכדור הארץ ,מהי ההשתנות שלו כלפי העומק.קיימת עלייה בטמפרטורה עם העומק.

 4. בכדור הארץ יש שדה מגנטי שמקורו מזרמים חשמליים שנוצרו בגלעין המותך הברזלי.

 5.משקל סגולי של כדור הארץ 5.5 גר' לסמ"ק ,משקל הקרום 2.7 גר' לסמ"ק מכאן ההנחה שבתוך כדור הארץ ישנם חומרים בעלי צפיפות גדולה יותר.

קיימות תיאוריות רבות הנשענות על חוקים פיזיקליים וכימיים ,בחרנו לספר על חלק קטן.

   בתהליכי שבירה וקימוט           ופעילות געשית חומרים נפלטים ויוצרים אפשרויות לבדיקה איזה חומר מצויי במעמקי האדמה?

                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

מבנה כדור הארץ

 


 

   החתך שלפניכם מתאר את מבנה כדור הארץ על כל חלקיו ,כמו כן קיימת הגדלה של חלק   מזערי מקרום כדור הארץ  . מהאוסטנוספרה המהווה את השכבה העליונה של המעטפת ,זוהי המגמה הבזלתית מתוכה נפלטים חומרי מגמה בתהליך התפרצות געשית או בתהליכי חדירה מגמתית. מעל לאוסטנוספרה מצויה שכבת המגמה הגרניטית והבזלתית - הליתוספרה ומעליה סלעי המשקע יבשתיים ,וסלעי משקע ימים בתחום האוקינוס.עיין בחתך וצפה מהו עומקו של כל חלק.    

 

 

 

 

  

 גלעין

 

 

הגלעין מתחלק לשני חלקים : גלעין חיצוני -נוזלי, גלעין פנימי-מוצק.

מניחים כי הגלעין הן חיצוני והן הפנימי בנויים מתכות כבדות: בעיקר ברזל וניקל ומכאן שמו : ניפה .

 

הגלעין החיצוני נוזלי ומכיל מתכות כבדות צפיפותו בין 10-13 גר' לסמ"ק ,טמפרטורה גבוהה מאוד ,

לחץ גבוה, מצב צבירה נוזלי. 

הגלעין הפנימי מוצק מכיל ניקל ,ברזל, קובלט . עומק הגלעין כ-3400 ק"מ

 מעטפת

החומר הבונה את המעטפת הוא כאמור במצב צבירה מוצק -צמיגי ככל שמעמיקים במעטפת החומר נעשה צפוף יותר ומשקלו הסגולי- גבוה יותר.

עדיות מן החומר הבונה את המעטפת מצויי בהרי הגעש בהוואי- הפולטים סוג מיוחד הקרויי-דוניט שמקורו מהשכבות העליונות של המעטפת.

 

המעטפת במצב צביר מוצק עד צמיגי, מכילה צורן ומגנזיום, צפיפות 5-3.5 גר' לסמ"ק, 2900 ק"מ עומק. טמפרטורות גבוהות ,לחץ גבוה.

 

 

בחתך שלפניכם ניתן להבחין בגלי p, s, מהי מהירותם ומידת חדירותם ,אם כך מהו מצב צבירה של החומרים הבונים את המעטפת והגלעין החיצוני והפנימי??(רמז, הביטו בחתך השמאלי!)

     

  הקרום

אף שקרום זה לבדו מקיים עליו את כל המתרחש עפ"נ כדוה"א, אין הוא מהווה מבחינת הנפח אלא 1% מכדוה"א.

קרום כדוה"א -הוא מעטה דק שעוביו כ-17 ק"מ בממוצע, לעומת 6300 ק"מ של כל השכבות האחרות לכן קוראים לו קרום , והשכבה משולה לקרום דק ושביר הנתון לפעולות לחץ.

עומקו של קרום כדוה"א אינו שווה: כ- 5 ק"מ מתחת לאוקינוסים וכ-35 ק"מ מתחת ליבשות.

הקרום מתחלק ל-3 שכבות משנה.

1. סימה.   

2. סיאל.

3. סלעי משקע.

הסימה -שכבה תחתונה מכילה צורן ומגנזיום, החומר המצויי בה קרוי מגמה בגלל צמיגותו.

הסיאל - עוטף את המגמה אך במידה ונמצא בקרום נקודת חולשה כלשהיא: סדק או שבר הרי שהמגמה תתפרץ אל פני כדור הארץ דרך קווי החולשה שבקרום והחומר הנשפך נקרא: לבה. כשהחומר תתקרר הוא הופך לסלע הבזלת.

הסימה מהווה את תשתית האוקינוסים ועומקה כ-5 ק"מ .מתחת ליבשות עומק הסימה 20-50 ק"מ.

 

 לסיכום תאר בקצרה את מבנה כדור הארץ -חלקיו, תכונותיהם (טמפרטורה ומצב צבירה), תכולת החומרים.

 

  

        

את התוצרים שלח לקבוצת דיון בנושא-מבנה כדור הארץ