Jordlag. Hva vil skje hvis jorden avkjøles? Whychek Club. Jordens fysiske og kjemiske sammensetning

"! I dagens episode av klubben vil jeg svare på spørsmålet fra mor Anya og hennes sønn Dani (7 år): "Hvis det ikke fantes magma, ville jorden avkjølt seg?"

For at jeg skal kunne svare på dette spørsmålet, må vi forstå jordens struktur. Og et vanlig egg vil hjelpe oss med dette. Toppen av egget er dekket med et tynt lag hardt, men skjørt skall. Hvis vi fjerner det, vil det være et lag med hvit substans under - protein. Og i midten vil vi se en gul ball - eggeplommen.

Jorden vår er bygget opp på omtrent samme måte. Tynt lag på toppen jordskorpen. Så kommer et lag som kalles mantelen, og helt i midten er kjernen.

La oss gjøre et tankeeksperiment og ta en tur dypt inn i jorden. Babyen din har sannsynligvis allerede prøvd å grave et dypt, dypt hull i en sandkasse eller på stranden? Men uansett hvor mye han gravde, kunne han ikke grave dypere enn det øverste laget av jordskorpen - jorda (husk at vi allerede har undersøkt jordstrukturen i en av de tidligere utgavene av klubben). Hvis folk hvis spesialitet var å bore dype, dype brønner – borere – kom til unnsetning, kunne de hjelpe ham med å komme til en dybde på 4-5 km. Der kan du finne eldgamle bergarter som ble dannet i tiden da jorden var ung, samt det som kalles mineraler - olje, gass, ulike malmer. Men alt som folk trekker ut fra dypet av jorden er fortsatt i det øverste laget, i det "skallet" som omgir eggplaneten.

Selv den dypeste brønnen som folk klarte å bore i jordskorpen nådde aldri det neste laget av jordens indre - mantelen. Denne brønnen ligger i Russland, på Kolahalvøya, og går 12 km dypt inn i jordoverflaten. Dette er så dypt! Men sammenlignet med jorden, er en slik brønn det samme som et nålestikk for et stort eple, som ikke en gang stakk gjennom huden!

Derfor kan ikke forskere si sikkert hva som skjer inne i jorden. Vi kan få informasjon om alt som er dypere bare indirekte (det vil si at vi lærer ikke av erfaring, men ved slutning). For eksempel å studere vulkanutbrudd og bølger som reiser over hele kloden etter jordskjelv eller kraftige eksplosjoner.

I dag holder de fleste forskere seg til denne modellen av jordens struktur:

Inne i jorden er det en solid indre kjerne med en radius på 1300 km, hovedsakelig bestående av en jern-nikkel-legering med en blanding av andre tunge grunnstoffer. Temperaturen i midten av jorden er enorm - ifølge noen estimater når den 5500 grader Celsius! Dette er nesten det samme som på overflaten av solen!

Rundt den til en dybde på 2900 km er det et lag av den ytre kjernen. Den består av det samme stoffet, bare i en smeltet, tyktflytende tilstand.

Videre, til en dybde på 1000 km, er det et lag med mantel - et varmt fast stoff (temperaturen varierer fra 500 til 4000 grader Celsius). Den inneholder nesten hele volumet av planetens materie (85%) og utgjør 2/3 av massen til hele jorden. Mantelen er delt inn i nedre og øvre.

I det øvre laget av mantelen er det et eget lag med tyktflytende plaststoff som kalles astenosfæren. Det er dette de "flyter" på. litosfæriske plater- områder av det øverste, faste laget av jorden, som utgjør jordskorpen. Tykkelsen er liten: 5 km under havet og 30-40 km under kontinentene. På grunn av bevegelsen av litosfæriske plater (sakte eller katastrofale - i form av jordskjelv), oppstår en formendring jordens overflate: nye fjell, hav og andre avlastningselementer dannes.

Det er her, i de øverste lagene av jorden - skorpen og asthenosfæren, på dybder fra 15 til 250 km, at det dannes magmaer (flytende silikatsmelte), som strømmer ut i form av lava gjennom vulkaner, størkner, danner magmatiske bergarter (granitter, basalter, etc.) .

Inviter barnet ditt til å lage alles favorittbrus-eddikvulkan og se den bryte ut. For å gjøre dette kan du dekke en flaske av blandingen med plasticine, ha en spiseskje brus i den og forsiktig tilsett litt eddik.

Hva vil skje hvis all jordens magma avkjøles?

Prosessen med avkjøling av jorden har pågått helt siden begynnelsen av dens eksistens. En gang var jorden en varm ball. Men gradvis ble overflaten avkjølt, og en solid skorpe dukket opp. Skorpen beveger seg konstant, driver og endrer struktur på grunn av at det er et lag med flytende mantelmateriale under den. Hvis dette laget stivner, vil vulkaner slutte å bryte ut og all tektonisk aktivitet vil stoppe, noe som betyr at litosfæriske plater ikke lenger vil bevege seg og prosessen med fjellbygging vil stoppe. Men dette vil neppe ha noen innvirkning på livet på planeten. Men når jorden avkjøles helt (hva vil skje, ifølge ulike estimater, om 1-3 milliarder år), vil jordboere møte mye større problemer.

Først vil jorden bli kald. Tross alt er solenergi nok til å varme opp overflaten av planeten vår til en dybde på bare omtrent 30 m. Jorden mottar sin hovedvarme fra dypet. Og hvis denne varmen ikke er der, vil forskjellen mellom dag- og natttemperaturer på planeten bli veldig betydelig, selv et "teppe" av atmosfæren og hydrosfæren vil ikke redde.

For det andre vil jorden miste magnetfeltet sitt. I følge moderne konsepter genereres magnetfeltet under rotasjonen av planetens flytende kjerne. Hvis kjernen fryser og "geodynamoen" stopper, vil jorden forbli forsvarsløs mot strømmen av strålingspartikler som flyr til planeten vår fra solen. Og dette vil mest sannsynlig føre til døden til alle høyt organiserte livsformer (inkludert mennesker).

Men nedkjølingen av jorden er ikke skremmende for oss. Når alt kommer til alt, når jorden avkjøles, vil det fortsatt være umulig å leve på den på grunn av det faktum at solen vil øke i størrelse og dens stråling vil tørke opp alle havene på planeten. Derfor vil menneskeheten måtte passe seg på forhånd for å finne et nytt romhjem og forlate hjemmeplaneten. Så oppgaven til fremtidige generasjoner (inkludert våre barn) er å rette deres styrke og ferdigheter til å forberede seg på fremtidig kolonisering av andre planeter av jordboere. Og det første skrittet i denne retningen vil være den bemannede flyturen til Mars som er planlagt i de kommende tiårene.

Jeg håper, Danya, jeg svarte på spørsmålet ditt?

Og slik at jeg kan svare på spørsmålene dine, send dem til meg på e-post tavika2000 @ yandex.ua(fjern mellomrom) med lappen "Whychek Club". Alle spørsmål som sendes til Klubben, uansett om svaret ble publisert eller ikke, vil bli med i trekningen av premiene, som finner sted første fredag ​​i høst, 6. september. Jeg vil gi detaljer om det senere.

Det tok naturen flere milliarder år for jordens jord å skaffe seg egenskapene som gjorde at vegetasjon kunne dukke opp på planeten vår. Til å begynne med, i stedet for jord, var det bare steiner, som på grunn av påvirkning av regn, vind og sollys på dem gradvis begynte å bli knust.

Ødeleggelsen av jorda skjedde på forskjellige måter: under påvirkning av solen, vind og frost, sprakk steiner, ble polert med sand, og havbølger brøt sakte men sikkert enorme blokker til små steiner. Til slutt ga dyr, planter og mikroorganismer sitt bidrag til dannelsen av jord, og tilførte organiske elementer (humus), og beriket øverste laget land med avfallsprodukter og deres rester. Nedbrytningen av organiske grunnstoffer ved interaksjon med oksygen førte til ulike kjemiske prosesser som resulterte i dannelsen av aske og nitrogen, som gjorde bergarter til jord.

Jord er det modifiserte løse øvre laget av jordskorpen som det vokser vegetasjon på. Det ble dannet som et resultat av transformasjonen av bergarter under påvirkning av døde og levende organismer, sollys, nedbør og andre prosesser som skyldes jorderosjon.

På grunn av denne transformasjonen av enorme, harde bergarter til en løs masse, fikk det øverste jordlaget en absorberende overflate: jordstrukturen ble porøs og pustende. Hovedbetydningen av jord er at den, når den penetreres av plantenes røtter, overfører til dem alle næringsstoffene som er nødvendige for vekst, og kombinerer to funksjoner som er nødvendige for eksistensen av planter - mineraler og vann.

Derfor er en av de viktigste egenskapene til jorda et fruktbart lag med jord, som muliggjør vekst og utvikling av planteorganismer.

For at det skal dannes et fruktbart jordlag, må jorda inneholde en tilstrekkelig mengde næringsstoffer og ha den nødvendige tilførselen av vann, som ikke vil tillate planter å dø. Verdien av jord avhenger i stor grad av dens evne til å levere næringsstoffer til plantenes røtter og gi dem tilgang til luft og fuktighet (vann i jorda er ekstremt viktig: ingenting vil vokse hvis det ikke er væske i jorda som vil løse opp disse stoffer).

Jorden består av flere lag:

1. Åkerlaget er det øverste jordlaget, det mest fruktbare jordlaget, som inneholder mest humus;
2. Undergrunn - består hovedsakelig av steinrester;
3. Det laveste jordlaget kalles "berggrunn".

Jordsurhet

En veldig alvorlig faktor som påvirker jords fruktbarhet er jordsurhet - tilstedeværelsen av hydrogenioner i jordløsningen. Surheten i jorda økes hvis pH er under syv, hvis den er høyere er den alkalisk, og hvis den er lik syv er den nøytral (konsentrasjonen av hydrogenioner (H+) og hydroksyder (OH-) er den samme ).

Et høyt surhetsnivå i det øverste jordlaget påvirker planteveksten negativt, siden det påvirker dens egenskaper (størrelse og styrke på jordpartikler), påført gjødsel, mikroflora og planteutvikling. Økt surhet forstyrrer for eksempel jordstrukturen, siden nyttige bakterier ikke kan utvikle seg normalt, og mange næringsstoffer (for eksempel fosfor) blir vanskelig å fordøye.

For mye høy level surhet gjør det mulig for giftige løsninger av jern, aluminium, mangan å samle seg i jorda, mens inntaket av kalium, nitrogen, magnesium og kalsium i plantekroppen avtar. Hovedtrekket høy level surhet er tilstedeværelsen under det øvre mørke jordlaget av et lett lag, hvis farge ligner aske, og jo nærmere dette laget er overflaten, jo surere er jorda og jo mindre kalsium inneholder det.

Typer jord

Siden absolutt alle typer jord er dannet av bergarter, er det ikke overraskende at egenskapene til jorda i stor grad avhenger av den kjemiske sammensetningen og fysiske egenskapene til moderbergarten (mineraler, tetthet, porøsitet, termisk ledningsevne).

Også egenskapene til jorda påvirkes av de nøyaktige forholdene som jorda ble dannet under: nedbør, jordsurhet, vind, vindhastighet, jord og miljøtemperatur. Klimaet har også en indirekte effekt på jorda, siden livet til flora og fauna direkte avhenger av temperaturen i jorda og miljøet.

Jordtyper avhenger i stor grad av størrelsen og antallet partikler som er tilstede i dem. For eksempel er fuktig og kald leirjord dannet av sandpartikler tett ved siden av hverandre, leirjord er en krysning mellom leire og sand, og steinete jord inneholder mye småstein.

Men torvjord inkluderer rester av døde planter og inneholder svært få faste partikler. Enhver jord som planteorganismer vokser på har en veldig kompleks struktur, siden den i tillegg til bergarter inneholder salter, levende organismer (planter) og organiske stoffer som ble dannet som et resultat av forfall.

Etter at jordanalyse ble gjort i forskjellige regioner på planeten vår, ble det opprettet en jordklassifisering - et sett med lignende områder som hadde lignende jordformasjonsforhold. Jordklassifisering har flere retninger: økologisk-geografisk, evolusjonær-genetisk.

I Russland, for eksempel, brukes hovedsakelig den økologisk-geografiske klassifiseringen av jordsmonn, ifølge hvilken hovedtypene av jord er torv, skog, podzol, chernozem, tundra, leirholdig, sand og steppejord.

Chernozem

Chernozem, som har en klumpete eller granulær struktur, regnes som den mest fruktbare jorda (humusinnhold er omtrent 15%), karakteristisk for et temperert kontinentalt klima, der tørre og våte perioder veksler, og temperaturer over null dominerer. Jordanalyse viste at chernozem er rik på nitrogen, jern, svovel, fosfor, kalsium og andre elementer som er nødvendige for plantens gunstige funksjon. Chernozem-jord er preget av høye vann-luft-egenskaper.

sandete land

Sandjord er karakteristisk for ørkener og halvørkener. Det er en smuldrende, granulær, blottet for kohesjonsjord, der forholdet mellom leire og sand er 1:30 eller 1:50. Den holder dårlig på næring og fuktighet, og på grunn av dårlig vegetasjonsdekke er den lett utsatt for vind- og vannerosjon. Sandjord har også sine fordeler: den blir ikke vannfylt, siden vann i jorda lett passerer gjennom den grovkornede strukturen, luft når røttene i tilstrekkelige mengder, og forråtnende bakterier overlever ikke i den.

Skogmarker

Skogjord er karakteristisk for tempererte skoger nordlige halvkule og deres egenskaper avhenger direkte av skogene som vokser i den og har en direkte innvirkning på sammensetningen av jorda, dens luftpermeabilitet, vann og termiske regimer. For eksempel har løvtrær en positiv effekt på skogsjord: de beriker jorda med humus, aske, nitrogen, nøytraliserer surhet, og skaper gunstige forhold for dannelsen av gunstig mikroflora. Men bartrearter har en negativ innvirkning på skogsjord, og danner podzolisk jord.

Skogjord, uansett hvilke trær som vokser på dem, er fruktbare, siden nitrogen og aske, som finnes i falne blader og nåler, går tilbake til jorden (dette er deres forskjell fra åkerjord, hvor plantestrø ofte fjernes sammen med innhøsting).

Leirjord

Leirejord inneholder omtrent 40 % leire og er fuktig, tyktflytende, kald, klissete, tung, men rik på mineraler. Leirejord har evnen til å holde på vann i lang tid, sakte bli mettet med det og veldig sakte la det passere inn i de nedre lagene.

Fuktighet fordamper også sakte, slik at planter som vokser her lider mindre av tørke.

Egenskapene til leirjord lar ikke plantens rotsystem utvikle seg normalt, og derfor mest av næringsstoffer forblir uavhentede. For å endre sammensetningen av det øverste jordlaget, er det nødvendig å bruke organisk gjødsel over flere år.

Podzolisk jord

Podzolisk jord inneholder fra 1 til 4% humus, og det er derfor de er preget av en grå farge. Podzolisk jord er preget av et svært lavt innhold av næringsstoffer, høy surhet, og derfor er den ufruktbar. Podzoljord dannes vanligvis nær bartrær og blandede skoger i den tempererte sonen, og dannelsen deres er sterkt påvirket av overvekt av nedbør over fordampning, lave temperaturer, redusert mikrobiell aktivitet, dårlig vegetasjon, som er grunnen til at podzoljord er preget av lavt innhold av nitrogen og aske (for eksempel taigajord, Sibir, Fjernøsten).

For å bruke podzoljord i landbruksarbeid, må bøndene gjøre mye innsats: påfør store doser mineralgjødsel og organisk gjødsel, reguler konstant vannregimet og pløy jorda.

Torvjord

Soddy jord er fruktbar og preget av et lavt eller nøytralt nivå av surhet, en høy mengde humus (fra 4 til 6%), og de har også jordegenskaper som vann- og luftpermeabilitet.

Soddy jord dannes under utviklet gressdekke, hovedsakelig i enger. Jordanalyse viste at torvjorden inneholder store mengder magnesium, kalsium, aske og humus inneholder mye humussyrer, som ved reaksjon danner humater - uløselige salter som er direkte involvert i dannelsen av den klumpete kornstrukturen av jorda.

Tundra land

Tundrajord er fattig på mineraler og næringsstoffer, veldig frisk og inneholder lite salt. På grunn av svak fordampning og frossen jord, er tundrajord preget av høy luftfuktighet, og på grunn av den utilstrekkelige mengden vegetasjon og dens langsomme fuktighet, lavt humusinnhold. Derfor inneholder tundrajord et tynt torvlag i det øvre laget.

Jordens rolle

Betydningen av jord i livet til planeten vår er vanskelig å overvurdere, siden det er et uunnværlig element i jordskorpen, som sikrer eksistensen av plante- og dyreorganismer.

Siden et stort antall forskjellige prosesser (blant dem organiske stoffer) strømmer gjennom det øvre laget av jorden, er det en forbindelse mellom atmosfæren, litosfæren og hydrosfæren: det er i det øvre laget av jorden at kjemiske forbindelser behandles, dekomponert og transformert. For eksempel blir planter som vokser i jorda, som brytes ned sammen med andre organiske stoffer, omdannet til mineraler som kull, gass, torv og olje.

Jordens beskyttende funksjoner er også viktige: Jorden nøytraliserer stoffer som finnes i den som er farlige for liv (dette er spesielt viktig, siden jordforurensning nylig har blitt katastrofal). For det første er dette giftige kjemiske forbindelser, radioaktive stoffer, farlige bakterier og virus. Sikkerhetsmarginen til det øverste laget av jorden har en grense, derfor, hvis jordforurensning fortsetter å øke, vil den ikke lenger takle sine beskyttende funksjoner.