Maa on osa päikesesüsteemist koos ülejäänud planeetide ja Päikesega. See kuulub kivist tahkete planeetide klassi, mis eristuvad suure tihedusega ja koosnevad kivimitest, erinev alt gaasihiiglastest, mis on suured ja suhteliselt väikese tihedusega. Samal ajal määrab planeedi koostis maakera sisemise struktuuri.
Planeedi peamised parameetrid
Enne kui saame teada, millised kihid maakera struktuuris silma paistavad, räägime meie planeedi põhiparameetritest. Maa asub Päikesest umbes 150 miljoni km kaugusel. Lähim taevakeha on planeedi looduslik satelliit - Kuu, mis asub 384 tuhande km kaugusel. Maa-Kuu süsteemi peetakse ainulaadseks, kuna see on ainus, kus planeedil on nii suur satelliit.
Maa mass on 5,98 x 1027 kg, ligikaudne maht on 1,083 x 1027 kuup. vt Planeet tiirleb ümber Päikese, aga ka ümber oma telje ning sellel on tasapinna suhtes kalle, mis põhjustab aastaaegade vaheldumise. Perioodpöörlemine ümber telje on ligikaudu 24 tundi, ümber Päikese – veidi rohkem kui 365 päeva.
Sisestruktuuri saladused
Enne seismiliste lainete abil sügavuste uurimise meetodi leiutamist suutsid teadlased teha vaid oletusi selle kohta, kuidas Maa sees töötab. Aja jooksul töötasid nad välja mitmeid geofüüsikalisi meetodeid, mis võimaldasid õppida tundma planeedi struktuuri mõningaid tunnuseid. Eelkõige on laialdast rakendust leidnud seismilised lained, mis registreeritakse maavärinate ja maakoore liikumise tagajärjel. Mõnel juhul tekitatakse sellised lained kunstlikult, et nende peegelduste olemuse järgi olukorraga sügavuti tutvuda.
Väärib märkimist, et see meetod võimaldab teil saada andmeid kaudselt, kuna puudub võimalus otse soolestiku sügavustesse sattuda. Selle tulemusena leiti, et planeet koosneb mitmest kihist, mis erinevad temperatuuri, koostise ja rõhu poolest. Niisiis, milline on maakera sisemine struktuur?
Maakoor
Planeedi ülemist tahket kesta nimetatakse maakooreks. Selle paksus varieerub olenev alt tüübist 5-90 km, mida on 4. Selle kihi keskmine tihedus on 2,7 g/cm3. Suurima paksusega on mandritüüpi maakoor, mille paksus ulatub mõne mäesüsteemi all 90 km-ni. Samuti eristavad nad ookeani all paiknevat ookeanilist maakoort, mille paksus ulatub 10 km-ni, ülemineku- ja riftogeenset. Üleminekerineb selle poolest, et asub mandri- ja ookeanilise maakoore piiril. Mõrane maakoor tekib seal, kus on ookeani keskahelikud ja on õhuke, vaid 2 km paksune.
Iga tüüpi maakoor koosneb kolme tüüpi kivimitest – settekividest, graniidist ja bas altkivimitest, mis erinevad tiheduse, keemilise koostise ja päritolu poolest.
Maokoore alumist piiri nimetatakse selle avastaja nimega Mohorovici järgi Moho piiriks. See eraldab maakoore selle all olevast kihist ja seda iseloomustab aine faasioleku järsk muutus.
Rüü
See kiht järgib tahket maakoort ja on suurim – selle maht on ligikaudu 83% planeedi kogumahust. Vahevöö algab vahetult pärast Moho piiri ja ulatub 2900 km sügavusele. See kiht jaguneb veel ülemiseks, keskmiseks ja alumiseks vahevööks. Ülemise kihi tunnuseks on astenosfääri olemasolu - spetsiaalne kiht, kus aine on madala kõvadusega. Selle viskoosse kihi olemasolu seletab mandrite liikumist. Lisaks pärineb vulkaanipursete ajal sellest konkreetsest piirkonnast nende poolt välja valatud vedel sulaaine. Ülemine vahevöö lõpeb umbes 900 km sügavusel, kus algab keskmine vahevöö.
Selle kihi eripäraks on kõrge temperatuur ja rõhk, mis suurenevad sügavuse kasvades. See määrab vahevöö aine erilise oleku. Hoolimata asjaolust, et kivide sügavuses on kõrgetemperatuuril, on need kõrge rõhu tõttu tahkes olekus.
Mantlis toimuvad protsessid
Planeedi sisemuses on väga kõrge temperatuur, mis on tingitud asjaolust, et tuumas toimub pidev alt termotuumareaktsiooni protsess. Mugavad elamistingimused jäävad aga pinnale. See on võimalik tänu mantli olemasolule, millel on soojusisolatsiooni omadused. Seega siseneb südamiku poolt vabanev soojus sellesse. Kuumutatud aine tõuseb järk-järgult jahtudes, külmem aga vajub vahevöö ülemistest kihtidest alla. Seda tsirkulatsiooni nimetatakse konvektsiooniks, see toimub lakkamatult.
Maakera struktuur: tuum (välimine)
Planeedi keskosa on tuum, mis saab alguse umbes 2900 km sügavuselt vahetult pärast vahevööd. Samal ajal on see selgelt jagatud kaheks kihiks - väliseks ja sisemiseks. Väliskihi paksus on 2200 km.
Südamiku väliskihi iseloomulikud tunnused on raua ja nikli ülekaal koostises, erinev alt raua ja räni ühenditest, millest mantel põhiliselt koosneb. Välissüdamikus olev aine on agregeerunud vedelas olekus. Planeedi pöörlemine põhjustab tuuma vedela aine liikumise, mille tõttu tekib võimas magnetväli. Seetõttu võib planeedi välistuuma nimetada planeedi magnetvälja generaatoriks, mis suunab kõrvale ohtlikud kosmilise kiirguse liigid, tänu millele võib Maa pinnal tekkida elu.
Sisemine tuum
Vedela metallkesta sees on tahke sisesüdamik, mille läbimõõt ulatub 2,5 tuhande km-ni. Praegu seda veel kindl alt ei uurita ja teadlaste vahel on vaidlusi selles toimuvate protsesside üle. Selle põhjuseks on andmete hankimise raskus ja võimalus kasutada ainult kaudseid uurimismeetodeid.
Kindlasti on teada, et aine temperatuur sisemises südamikus on vähem alt 6 tuhat kraadi, kuid vaatamata sellele on see tahkes olekus. Selle põhjuseks on väga kõrge rõhk, mis ei lase ainel vedelasse olekusse minna – sisemises südamikus võrdub see eeldatav alt 3 miljoni atm-ga. Sellistes tingimustes võib tekkida aine eriline olek – metallistumine, kui isegi sellised elemendid nagu gaasid võivad omandada metallide omadused ning muutuda tahkeks ja tihedaks.
Mis puudutab keemilist koostist, siis teadlaskonnas vaieldakse endiselt selle üle, millised elemendid moodustavad sisemise tuuma. Mõned teadlased väidavad, et põhikomponendid on raud ja nikkel, teised aga, et väävel, räni ja hapnik võivad samuti olla komponentide hulgas.
Erinevate kihtide elementide suhe
Maa koostis on väga mitmekesine – see sisaldab peaaegu kõiki perioodilisuse süsteemi elemente, kuid nende sisaldus erinevates kihtides ei ole ühtlane. Niisiis on maakoor väikseima tihedusega, seega koosneb see kõige kergematest elementidest. Täpselt samarasked elemendid asuvad tuumas planeedi keskel kõrgel temperatuuril ja rõhul, tagades tuuma lagunemise protsessi. See suhe kujunes aja jooksul – vahetult pärast planeedi teket oli selle koostis arvatavasti homogeensem.
Geograafiatundides võidakse õpilastel paluda joonistada maakera struktuur. Selle ülesandega toimetulemiseks peate järgima teatud kihtide jada (seda kirjeldatakse artiklis). Kui järjestus on katki või mõni kiht jääb vahele, tehakse tööd valesti. Kihtide järjestust näete ka teie artiklis esitatud fotol.
