Tananyag választó:
A Föld szerkezete és felépítése
Jegyzet szerkesztése:
A Föld szerkezetének jellemzői és fizikai tulajdonságok változásai
Eszköztár:

A Föld szerkezete

A fiatal Föld anyagai a forgás, a nehézségi erő és a sűrűségkülönbségek miatt gömbhéjakba rendeződtek. A forgásnak nagy szerepe volt a gömbalak létrehozásában is.
A geofizikai kutatások már a XX. század közepére megmutatták, hogy a Föld négy nagyobb gömbhéjra tagolódik. Ezek belülről kifelé haladva a következők: mag (vagy belső mag), maghéj (vagy külső mag), köpeny, kéreg.
További vi zsgálatokkal megállapították, hogy a köpeny két részre osztható: alsó köpenyre (mezoszféra) és felső köpenyre.
A Föld közepes sugara 6371 km. A legmélyebb geológiai fúrások mintegy 10 km-rel hatoltak a felszín alá. Ilyen mélységekben a fúrófejek elgörbülnek, eltörnek és megolvadnak. Ha elképzeljük, milyen lehet felhőkarcoló tetejéről lyukat ütni a járdába vékony sárgarézdrót segítségével, képet alkothatunk az ilyen mélységű fúrások nehézségeiről. Nagyszerű történet Jules Verne regénye, az Utazás a Föld középpontja felé, de a földmagban még soha senki nem járt. Honnét tudhatjuk tehát, hogy milyen a Föld szerkezete?
A kutatók fő vizsgálódási eszközei a földrengéshullámok. A hullámok iránya, visszaverődése és terjedési sebessége a különböző halmazállapotú, sűrűségű és nyomású anyagokban más és más. A földrengéshullámok úgy „világítják át” a Földet, ahogyan a röntgensugarak az emberi testet. Változásaik alapján következtethetünk a Föld belső szerkezetére.

A Föld fizikai tulajdonságai

Az anyagok sűrűsége, nyomása és hőmérséklete a Föld középpontja felé haladva nő. A nyomás és a sűrűség növekedése nem folyamatos, hanem egyes szférák határain – különösen a köpeny és a maghéj határán – ugrásszerű.

A Föld belső hőmérséklete

A hőmérséklet változásának mérése
Az ember eddig 3578 méteres mélységig jutott le a földfelszín alá, a legmélyebb művelésű dél-afrikai aranybányában. Tovább menni nagyon nehéz lenne, s ennek fő oka az egyre elviselhetetlenebb hőség. A hőmérséklet ugyanis 3 °C-kal növekszik 100 méterenként, azaz kb. 33 méterenként 1 °C-kal (ezt az értéket geotermikus gradiensnek nevezzük). Ez természetesen átlagos érték; Magyarország alföldi területein például 22 méteres leereszkedés is elégséges az 1 °C-os emelkedéshez.
Nagyobb mélységekből már nincsenek ilyen pontos adataink, az eredmények közvetett módszerek alkalmazásából adódnak.

A lágyköpeny hőmérséklete és halmazállapota
A felső köpenyben egy lágy réteg húzódik, az asztenoszféra. Átlaghőmérséklete 1340 °C körül mozog. A hőeloszlás azonban nem egyenletes: az óceáni hátságok alatt magasabb értékek jellemzők: itt több száz °C többlet is lehet. Az asztenoszférában a szomszédos köpenyrészekhez képest alacsony nyomás uralkodik. A magas hőmérséklet és a viszonylag alacsony nyomás miatt az asztenoszféra anyaga nem szilárd, hanem a szilárdhoz közeli, enyhén képlékeny állapotban van. Az asztenoszféra képlékenysége a lemeztektonikai folyamatok szempontjából döntő fontosságú.

Az asztenoszféra anyagáramlásai
Az asztenoszféra anyagáramlásai