Совершите мысленное путешествие к центру земли: Совершите мысленное Путешествие к центру Земли. Расскажите о том как меняется вещественный

Содержание

Путешествие к центру Земли

Многие фантасты рассказывали о забытых цивилизациях или новых мирах, находящихся внутри земного шара. Об этом снимались фильмы и писались рассказы. На самом деле другого мира там нет, но, несмотря на это, совершить путешествие к центру Земли не менее увлекательно, чем посмотреть на другой мир или на диковинных зверюшек. Ведь стоит раздвинуть верхний слой травы и корней, как нам откроется первый слой твёрдой оболочки Земли — земная кора.

Толщина этого слоя может быть очень и очень разной, но самое важное заключается в том, что в этом слое могут обитать всякие организмы. Будь то черви и бактерии, кроты и насекомые. Всякие могут обитать.
Представим, что наше путешествие происходит в специальной машине, оснащённой не только мощным буром, прокладывающим наш путь вперёд, но и специальными иллюминаторами, позволяющими видеть, что происходит снаружи. Тогда мы легко сможем увидеть, как машина погружается сквозь осадочные слои почвы, с натугой прогрызается через гранитный слой земной коры и почти вязнет в слое базальтовом. Двигаться вглубь земной коры стоит очень аккуратно и с оглядкой. Ведь она состоит из нескольких плит, которые постоянно двигаются, и в точках их соприкосновения то и дело происходят извержения вулканов и землетрясения. Даже нашему вымышленному «землеходу» придётся нелегко.

На самом деле строение земной коры значительно отличается под океанами и на суше. Во-первых, оно отличается по толщине. Если бы наш землеход мог плавать и нырять, то вместо бурения более чем семидесяти километров породы мы могли ограничиться всего тремя километрами. Да и состав встретился бы нам совсем другой, позволяющий проще проникнуть вглубь.

Но вот пройдена земная кора, и мы переходим во второй слой земного покрытия — мантии Пар уже валит от корпуса нашего чудо-автомобиля Мантия еще твердая, но уже достаточно горячая среда. В ней-то уже не выжить ни одному кроту или червяку Больше ничего занимательного в этой горячей среде нам найти, видимо, не удастся, а потому можно откинуться на спинку кресла, перекусить и подождать, пока три тысячи километров этой среды останутся позади.

Хотя нет! Стоп! Полный назад! За всеми этими красотами я совсем забыл, что после мантии идет ядро земли, состоящее из расплавленного железа. Думаю, наш бур не поможет нам в таком сложном «плавании» сквозь тысячи километров кипящего металла. Да и к тому же с той стороны Земли Тихий океан, а придумать нашей машинке плавники мы как-то не подумали. Так что будем возвращаться назад, а заодно все-таки перекусим.

На самом деле достоверно не известно, что ядро земли — это расплавленный металл, но большинство ученых склоняется именно к этой точке зрения. Основаны эти предположения на расчетах массы земли и оценки плотности ядра. По таким оценкам ядро по своему составу напоминает состав метеоритов, обильно падающих на Землю.

Изучение строения Земли важно с разных точек зрения, но на данном этапе развития важнейшим является поиск и разработка месторождений полезных ископаемых, которые залегают в земной коре. Их делят на твердые, жидкие и газообразные и добывают различными способами, используя во всех сферах жизни человека. Даже наш вымышленный землеход, существуй он на самом деле, был бы изготовлен из добытых в земной коре материалов.

Совершите мысленное путешествие к центру Земли. Расскажите о том, как меняется вещественный состав и температура недр

нашей планеты.

  • Следить
  • Отметить нарушение!

Ответы и объяснения

Алгебра

+ − × &bullet; ÷ ± = ≡ ≠ ~ ≈ &simeq; < ≤ ≤ > ≥ ∝ ∑ ∞ √ { } &langle; &rangle; ¼ ½ ¾ ƒ ′ ″ ∂ ∫ &Int; Δ &Del;

Геометрия

° ∠ &angmsd; &angrt; &vangrt; &lrtri; &cir; &xutri; &squ; &fltns; ◊ &spar; &npar; ⊥ ≅

Логика

¬ ∧ ∨ ∀ ∃ &EmptySmallSquare; ◊ &vdash; &vDash; ∴

Множества

∅ ∈ ∉ ⊆ &nsube; ⊂ ⊄ ⊇ &nsupe; ⊃ &nsup; ∩ ∪ &ssetmn; &ominus; ⊕ ⊗ &odot;

Верхние и нижние индексы

Нижние индексы

₁ ₂ ₃ ₄ ₅ ₆ ₇ ₈ ₉ ₀ ₊ ₋ ₍ ₎ ₐ ₓ

Верхние индексы

¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ⁰ ⁺ ⁻ ⁽ ⁾ ᵃ ᵇ ⁿ ˣ °

Греческий алфавит

Строчные

α β γ δ ε ζ η θ ι κ λ μ ν ξ ο π ρ σ τ υ φ χ ψ ω

Прописные

Α Β Γ Δ Ε Ζ Η Θ Ι Κ Λ Μ Ν Ξ Ο Π Ρ Σ Τ Υ Φ Χ Ψ Ω

Стрелки

&uparrow; &downarrow; &updownarrow; → ← ↔ &Uparrow; &Downarrow; &Updownarrow; ⇒ ⇐ ⇔

Европейские символы

À Â Ç É È Î Ï Ô Û Ÿ Œ Æ ß Ä Ö Ü à â ç é è ê î ï ô û ù ÿ œ æ ä ö ü

Другие символы

&top; &dashv; ⊥ &vdash; € £ ¥ ¢ ® ™ ‰

Совершите мысленное путешествие и получите быстрый заряд энергии

Совершить мысленное путешествие - это прекрасный способ получить быстрый и ободряющий заряд энергии, испытав воображаемые приключения. Ваше сознание, как киноэкран, может перенести вас, куда вы захотите.

Или вы можете считать эти впечатления небольшим отдыхом для вашего ума, который вы можете использовать в различных целях. Например, используйте его, чтобы испытать быстро промелькнувшую перед вашими глазами картину вашего мира фантазии, или вы можете заменить ими попадание в реальные ситуации, в которые вы бы иначе побоялись попадать, например, различные виды спорта, связанные с риском, и захватывающие приключения в экзотических странах.

Вы можете совершить путешествие в прошлое в исторические периоды, которыми вы увлекаетесь, в космос, или представить себя в воображаемом будущем. В отличие от фантазирования вы не просто даете волю своему воображению при совершении этого путешествия. Вместо этого вы имеете общий план или сценарий, которым вы будете руководствоваться.

Затем во время путешествия по этому сценарию вы будете все замечать и внимательно наблюдать, и ваши впечатления будут особенно жизненными. После этого вернитесь к повседневной жизни, чувствуя прилив сил и бодрости.

Свободно создавайте свой собственный мысленный маршрут. Следующие четыре сценария созданы, чтобы помочь вам начать тренировку и чтобы дать вам модель для придумывания своих собственных приключений. Эти сюжеты могут быть использованы тремя способами.

  • · Прочитайте южет путешествия и используйте его, как гибкое руководство для ваших собственных упражнений.
  • Запишите путешествие на магнитофон, затем прослушивайте его и руководствуйтесь им.
  • Cоберитесь с другом или с группой. Пусть один человек читает его путешествие, в то время как другие представляют его.

Во всех этих путешествиях основной подход один и тот же. Вы принимаете удобное положение, расслабляетесь и ваше сознание превращается в большой белый киноэкран. Затем 15-30 минут вы вызываете мысленные образы. Эти четыре образца путешествий перенесут вас в космос, в прошлое или в будущее, вы будете участвовать в подводных приключениях и спускаться с парашютом. После ниже перечислены другие возможные варианты.

Вы можете совершать неограниченное число путешествий.

Отправляйтесь в космическое путешествие
Время: 15-30 минут Вы - пассажир космического корабля, который летит в далекое от нашей галактики межгалактическое космическое сообщество на далекой планете. Сейчас 3000 год. Теперь войдите в космический корабль.

Направляйтесь прямо к своей капсуле жизнеобеспечения. В ней очень удобно, и вы можете полностью расслабиться, пока вы быстро переноситесь из одного конца Вселенной в другой. Теперь ощутите, как космический корабль слегка покачивается, уносясь с Земли.

При этом посмотрите в маленькое окошко возле вашей капсулы, и вы увидите, как Земля под вами уходит вниз. Скоро она начинает казаться маленьким шариком с зелеными и синими пятнами континентов и океанов. Посмотрите по сторонам, и вы увидите перед собой огромную черную пустоту космоса. То здесь, то там ярко сверкают скопления звезд.

Вы испытываете благоговейный трепет от этой ни с чем не сравнимой красоты, и безмолвие космоса поражает вас и внушает покой. Вы слышите только шум вашего космического корабля, а помимо этого везде царит тишина.

Теперь, чтобы почувствовать невесомость в космосе, одевайте свой скафандр и на несколько минут покиньте свою капсулу жизнеобеспечения. Пристегните свой провод жизнеобеспечения и откройте люк.

Шагнув в космос, ощутите, что вы плывете. Вы ощущаете полную невесомость, когда вы висите в огромном черном океане, заполненном белыми вспыхивающими точками. Теперь пора возвращаться в ваш космический корабль.

Цель назначения быстро приближается, и пока вы плавали в невесомости, ваш космический корабль быстро преодолел сотни и тысячи миль так быстро и мягко, что вы даже не заметили. Так что возвращайтесь в свою капсулу жизнеобеспечения, пока ваш космический корабль подлетает к конечной цели вашего путешествия.

А теперь обратите внимание на большую планету перед вами. Она покрыта серыми гранитными скалами и землей, и вы видите зубчатые скалы и обширное плато, возвышающиеся над поверхностью. Ваш космический корабль направляется туда.

Подлетая ближе к планете, корабль замедляет ход до тех пор, пока мягко не приземляется на взлетно-посадочную площадку. Подойдите к люку, откройте его и выходите из корабля. После вас выйдет капитан корабля, которого вы раньше не видели.

Он высокий, крепкий и одет в белый скафандр, как и вы. Он подходит к вам и говорит, что здесь безопасно и можно осматривать все, что вы захотите. Вы бродите по планете и ощущаете себя в безопасности, чувствуете уверенность и тягу к исследованиям. Вначале вы приближаетесь к необычному горному образованию, которое заинтересовывает вас.

Оно высокое и похоже на вспышку молнии. Вы обходите вокруг него. Идя дальше, вы проходите маленькие, похожие на лишайники растения, которые приросли к скалам. Вырвите одно из них.

Оно мягкое, мшистое и хрупкое. Потом вы проходите мимо нескольких валунов странной формы. Они круглые, но с множеством гребней и выступов Как ни странно, но они оказываются легкими, когда вы их- поднимаете.

Когда вы бросаете их, они несколько раз немного подскакивают. Через некоторое время вы подходите к окраине цивилизованного поселения. Здесь несколько домов, зданий и от дельно стоящие стены. Однако, они отличаются от любых сооружений, которые вы видели на Земле, так как у них множество выступов на каждой стороне.

Вы чувствуете любопытство и подходите к ним, чтобы рассмотреть их ближе. На стенах растет мох. Вы также замечаете какие-то зеленовато-желтые растения с большими листьями, похожими на уши слона. Затем вдалеке вы замечаете несколько существ, которые едут к вам в открытой машине, похожей на джип.

В машине их трое, и они сильно отличаются от людей на Земле. У них большие круглые головы, маленькие глаза, длинные узловатые руки. Они одеты в серебристые металлические костюмы. Но они выглядят дружелюбно. Когда они останавливаются возле вас, они подзывают вас и предлагают вам проехать и посмотреть город. Вы садитесь в машину, и когда вы едете, они рассказывают вам о некоторых своих обычаях - о семейной жизни, о своем правительстве, как они зарабатывают на жизнь.

Слушайте, как они рассказывают вам о своем образе жизни. o Вот вы въезжаете в центр города. Он застроен большими куполообразными зданиями из странных белых камней с длинными выступами.

Маленькие здания - это частные дома, здания больших размеров - многоквартирные дома, и самые большие - правительственные здания и сооружения бытового назначения. Уделите некоторое время их осмотру. Если хотите, вы можете зайти в гости к некоторым людям и посмотреть, как они живут.

Вы вдруг слышите громкий сигнал вашей машины. Люди, которые привезли вас, зовут вас обратно. Пора возвращаться на ваш космический корабль. Вы возвращаетесь в свою машину, и они отвозят вас назад.

Здесь вы прощаетесь, жмете им руку и возвращаетесь на космический корабль. В нем вы возвращаетесь в свою капсулу жизнеобеспечения, снимаете свой скафандр и засыпаете. Теперь к вам приходят множество видений и образов о планете, которую вы видели. Когда вы проснетесь, ваш космический корабль вновь приземляется на землю.

Вы просыпаетесь с ощущением свежести и выходите. Вы снова дома. В следующем путешествии придумайте свои планеты и обитателей космоса.

Источник: http://psylive.ru

ВУЛКАНЫ.ЗАГАДКА ПРИРОДЫ.» — презентация на Slide-Share.ru 🎓

1

Первый слайд презентации: ВУЛКАНЫ.ЗАГАДКА ПРИРОДЫ.»

Изображение слайда

2

Слайд 2: Совершите мысленное путешествие к центру земли. Раскажите о том, как меняется вещественный состав и температура недр нашей планеты?

Изображение слайда

3

Слайд 3: ВУЛКАНЫ ЗЕМЛИ

Изображение слайда

4

Слайд 4

Изображение слайда

5

Слайд 5

В земной коре образуются трещины. По трещинам вверх с силой устремляется магма, достигая поверхности земли. Извержение начинается с выбросов газов, вулканического пепла и вулканических бомб. Во время извержения вулкана на земную поверхность изливается лава - магма, из которой выделилась большая часть газов. В результате нескольких извержений высота вулкана увеличивается, он приобретает специфическое строение В строении вулкана слои вулканического пепла чередуются со слоями застывшей лавы После многократных извержений многие вулканы имеют форму конуса и многослойное строение.

Изображение слайда

6

Слайд 6

Форма вулкана Отличительная черта Местоположение Конусная Лава густая, вязкая, быстро остывает вместе с пеплом, образует высокую гору Эльбрус, Везувий, Этна Щитовидная Лава жидкая растекается по склону, медленно остывает - пологие склоны Исландия, Гавайские острова

Изображение слайда

7

Слайд 7

Изображение слайда

8

Слайд 8: Гейзер – «хлынуть»

Изображение слайда

9

Последний слайд презентации: ВУЛКАНЫ.ЗАГАДКА ПРИРОДЫ.»: Заключение:

1. Огненно-жидкий расплав вещества мантии, поднимающийся по трещинам в земной коре называют … а) жерлом; б) лавой; в ) магмой. 2. Возвышение, образованное продуктами извержения вещества мантии на земную поверхность, называют …. а) вулканом; б) гейзером; в) кратером. 3. На полуострове Камчатка расположен самый высокий из действующих вулканов в России – …. а) Ключевская Сопка; б) Котопахи; в) Шаста; г) Эребус. 4. Гейзером называют источник, периодически выбрасывающий из земных недр …. а) газы; б) горячую воду; в) грязевые потоки 5. Районы, где распространены вулканы и гейзеры, находятся: а) на равнине; б) в низине; в)вблизи границ плит; г) на дне водоемов

Изображение слайда

Итоговая контрольная работа по географии 5 класс

Контрольно-измерительные материалы для оценки достижения предметных

результатов учащимися по географии в 5 классе

Учебник: «География 5 класс» А.А. Летягин изд. Вентана-Граф 2015 г.

Условные обозначения:

Уровень сложности:

Б – базовая сложность,

П – повышенная сложность;

Тип задания

ВО – выбор ответа,

НП - найти соответствие

КО- краткий ответ

РО – развернутый ответ.

Учебная тема

Проверяемое умение/знание

задания

Уровень сложности задания

Тип

задания

1

География – одна из наук о планете Земля.

Получить представление о географической науке (значение слов «география», рождение географии в древности, географические процессы и объекты).

1

Б

ВО

2

Земля среди других планет Солнечной системы.

Устанавливать взаимосвязи между высотой Солнца, положения Земли на околосолнечной орбите. Приводить примеры планет земной группы.

2

3

Б

Б

ВО

ВО

3

Строение земной коры. Землетрясения. Извержение вулкана.

Знать строение земной коры, о материковой и океанической земной коре. Представление о землетрясении и его причинах.

4

Б

КО

4

Из чего состоит земная кора.

Получить представление о земной коре как о верхней части литосферы и о строении земной коры. Представление о горных породах (магматических, осадочных, метаморфических) и условиях их образования

5

6

Б

П

ВО

РО

6

Воздушная оболочка Земли – атмосфера.

Получить представление об атмосфере и истории её развития.

7

Б

ВО

7

Мировой океан – главная часть гидросферы.

Знать и понимать географические особенности природы материков и океанов

8

Б

НП

8

Погода и метеорологические наблюдения.

Знать и понимать географические явления и процессы в геосферах Умение описывать погоду.

9

Б

ВО

9

Биосфера

Уметь анализировать информацию, необходимую для изучения разных территорий Земли. Уметь находить показывать географические объекты на карте (глобусе)

10

11

Б

П

ВО

КО

Итоговый тест по географии за курс 5 класса

ВАРИАНТ 1.

Инструкция для учащихся

На выполнение работы отводится 45 минут.

В работе тебе встретятся разные задания. Внимательно читай задания! В них тебе нужно будет выбрать ответ из нескольких предложенных и обвести цифру верного ответа. В некоторых заданиях тебе нужно будет записать только ответ, а также будут задания, где нужно записать ответ. Встретятся задания, где нужно найти соответствия.

Одни задания покажутся тебе более лёгкими, это задания базового уровня. Другие – более трудные, задания повышенного уровня. Если ты не знаешь, как выполнить задание, пропусти его и переходи к следующему. Если останется время, ты можешь вернуться к ним.

Желаем успеха!

1. Выберите верное утверждение о географической оболочке

1) географическая оболочка однородна в вертикальном направлении;

2) в географической оболочке нет границ;

3) различия в географической оболочке обусловлены главным образом влиянием

океана;

4) географическая оболочка – область активного взаимодействия земных оболочек.

2. Солнечная система – это

1) Солнце, 8 планет со спутниками, астероиды, кометы, метеоритные частицы;

2) звездная система;

3) звезда и планеты;

4) скопление звездных систем.

3. Земля в течение года получает разное количество тепла и света из-за

1) нахождение третьей по счёту от Солнца

2) сжатия Земли у полюсов

3) большого расстояния от Солнца

4) наклона земной оси

4. Определите, о каком природном явлении идёт речь: «вначале слышен гул в земной коре, потом идет выброс газов и пепла, огненно-жидкий расплав веществ глубинных слоёв Земли».

5. Метаморфические горные породы обычно образуются за счет

1) жизнедеятельности организмов

2) затвердения магмы

3) изменения горных пород под действием высоких температур и давления

4) обломков других горных пород

6. В школе учащимся дали задание совершить мысленное путешествие к центру Земли. Для этого им надо построить маршрут. Помогите учащимся. Зарисуйте схему внутреннего строения Земли и подпишите его части, используя приведённый ниже текст. Внутренне строение Земли сложное. В её центре расположено раскалённое до 2000 С ядро. Затем следует мантия, занимающая большую часть объёма Земли, и тонкий слой Земной коры.

7. Выберите верное утверждение:

1) озоновый слой является защитой от ультрафиолетового излучения

2) у экватора самый тонкий слой тропосферы

3) в стратосфере находится большая часть всей массы воздуха

4) атмосфера имеет четко выраженные границы

8. Установите соответствие «море-океан, к которому оно относится»

1)Море

2) Океан

А) Красное

Б) Тихий

В) Карибское

Г) Северный Ледовитый

Д) Баренцево

Е) Индийский

Ж) Японское

З) Атлантический

9. Прибор для измерения температуры воздуха называется

1) барометр

2) гигрометр

3) термометр

4) осадкомер

10. Определите природную зону по её описанию.

«Типичные растения – черника, брусника, карликовая береза, а из животных –

северный олень, песец, лемминг. Лето прохладное и короткое, а зима ветреная.

Полностью отсутствуют пресмыкающиеся, но богат мир насекомых».

1) тайга

2) тундра

3) арктические пустыни

4) смешанные леса

11. Используя карту атласа, совершите мысленное плавание вокруг Африки (по часовой стрелке). Запишите, по каким океанам, морям, проливам, заливам, каналам может проходить путь вашего путешествия

Итоговый тест по географии за курс 5 класса

ВАРИАНТ 2.

Инструкция для учащихся

На выполнение работы отводится 45 минут.

В работе тебе встретятся разные задания. Внимательно читай задания! В них тебе нужно будет выбрать ответ из нескольких предложенных и обвести цифру верного ответа. В некоторых заданиях тебе нужно будет записать только ответ, а также будут задания, где нужно записать ответ. Встретятся задания, где нужно найти соответствия.

Одни задания покажутся тебе более лёгкими, это задания базового уровня. Другие – более трудные, задания повышенного уровня. Если ты не знаешь, как выполнить задание, пропусти его и переходи к следующему. Если останется время, ты можешь вернуться к ним.

Желаем успеха!

1. География - это наука о

1) странах и народах 3) Земле как месте обитания человека

2) природе Земли 4) земной поверхности, населении и его хозяйственной деятельности

2. Какая по счёту Земля от Солнца?

1) первая 2) третья

2) вторая 4) четвертая

3. Самое высокое положение Солнца над горизонтом называется

1) зенит

2) экватор

3) тропик

4) полюс

4. Определите, о каком природном явлении идёт речь: «подземные удары могут возникнуть в любой момент. Колебания земной коры порой достигают 12 баллов и приводят к катастрофическим последствиям».

5. Осадочные горные породы обычно образуются за счет

1) жизнедеятельности организмов

2) затвердения магмы

3) изменения горных пород под действием высоких температур и давления

4) изливания магмы на поверхность

6. В школе учащимся дали задание совершить мысленное путешествие вглубь вулкана. Для этого им надо построить маршрут. Помогите учащимся. Зарисуйте схему вулкана и подпишите его части, используя приведённый ниже текст. Вулкан — это грозное и опасное для людей природное явление. Вулкан представляет собой гору, в верхней части которой имеется углубление — кратер, к которому подходит жерло из очага магмы. Очаг магмы - особая камера, которая находится под вулканом.

7. В атмосфере больше всего содержится

1) водорода и кислорода

2) азота и кислорода

3) углекислого газа и кислорода

4) азота и углекислого газа

8. Установите соответствие «море-океан, к которому оно относится»

1)Пролив

2) Океан

А) Большой Австралийский

Б) Тихий

В) Мексиканский

Г) Северный Ледовитый

Д) Гудзонов

Е) Атлантический

Ж) Аляска

З) Индийский

9. Погода формируется

1) в стратосфере

3) в тропосфере

2) в озоновом слое

4) во всех слоях

10. Определите природную зону по её описанию.

Природная зона, отличающаяся самым большим разнообразием растений и

животных

1) тайга

3) саванны

2) экваториальные леса

4) смешанные и широколиственные леса

11. Используя карту атласа, совершите мысленное плавание вокруг Северной Америки (по часовой стрелке). Запишите, по каким океанам, морям, проливам, заливам, каналам может проходить путь вашего путешествия.

Методические рекомендации по проверке и оценке выполнения заданий работы

задания

1 вариант

2 вариант

Критерии оценки

1

4

4

Правильно указан ответ-1б.

Максимальное количество баллов: 1 баллов

2

1

2

Правильно указан ответ-1б.

Максимальное количество баллов: 1 баллов

3

4

1

Правильно указан ответ-1б.

Максимальное количество баллов: 1 баллов

4

вулканизм

землетрясение

Правильно указан ответ-1б.

Максимальное количество баллов: 1 баллов

5

3

1

Правильно указан ответ-1б.

Максимальное количество баллов: 1 баллов

6

Ядро-мантия-земная кора

Очаг магмы – жерло- кратер

Схема и соответствие названий-1б.

Максимальное количество баллов: 1 баллов

7

1

2

Правильно указан ответ-1б.

Максимальное количество баллов: 1 баллов

8

1-авдж

2 - бгиз

1-авдж

2 - бгиз

Правильно указан ответ-2б. 1-2 ошибки -1 б.

Максимальное количество баллов: 2 баллов

9

3

3

Правильно указан ответ-1б.

Максимальное количество баллов: 1 баллов

10

2

1

Правильно указан ответ-1б.

Максимальное количество баллов: 1 баллов

11

1. Средиземное море, 2. Суэцкий канал, 3. Красное море, 4. Баб-эль-Мандебский пролив, 5. Аравийское море, 6. Индийский океан, 7. Мозамбикский пролив, 8. Атлантический океан, 9. Гвинейский залив. *начало может быть другим, но перечислить важно все объекты по порядку.

1) Северный Ледовитый океан, 2) Гудзонов залив, 3) Атлантический океан, 4) Мексиканский залив, 5) Карибское море, 6) Панамский канал, 7) Тихий океан, 8) Берингово море, 9) Берингов пролив. *начало может быть другим, но перечислить важно все объекты по порядку

За каждый правильный ответ 0,5 баллов

Максимальное количество баллов – 4,5 б.

Максимальное количество баллов – 15,5 б.

Примерная шкала оценивания результатов

Количество набранных баллов

Отметка

Уровень освоения

0-6,5

«2»

Ниже базового

7-9,5

«3»

Базовый

10-12,5

«4»

Повышенный

13-15,5

«5»

Высокий

ГДЗ География 5 класс. Тетрадь для контрольных и проверочных работ Летягина А.А. 2016 » Страница 7 » Shkola.Center

Раздел 2

§ 6. Слои «твёрдой» Земли Вопросы перед параграфом.

1. Как, по современным представлениям, возникла Земля?

По современным представлениям наша планета образовалась 4,6 млрд лет назад в результате столкновения каменных тел (планетоидов), возникших из пыли и газа. Из недр Земли вырывались раскалённая магма и газы в том числе водяной пар. Эти газы составит первичную разреженную атмосферу. Когда земная атмосфера охладилась, стали образовываться облака и выпадать ливни. Дождевая вода пополняла воды первичного океана, образовавшегося в понижениях земной поверхности. Объём океана постепенно увеличивался, в настоящее время этот процесс продолжается.

В древнем океане, как считают современные учёные, около 3,5 млрд лет назад зародилась жизнь. Морская вода защищала простейшие сине-зелёные водоросли от губительного действия ультрафиолетовых лучей. В результате их жизнедеятельности атмосфера стала пополняться кислородом. В атмосфере образовался тонкий слой озона, который поглощал ультрафиолетовые лучи. Тогда жизнь смогла выйти на сушу.

Развитие Земли продолжается и в наше время.

2. Какие планеты относят к земной группе? В какой части Солнечной системы они расположены?

Планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля, Марс. Они расположены во внутренней области Солнечной системы, в отличие от планет-гигантов, расположенных во внешней области.

3. Каковы форма и размеры Земли?

Земля шарообразной формы.

Масса 5,976 • 1024 кг

Средний радиус 6371 км

Длина экватора 40 076 км

Расстояние от Солнца 149,6млн км

Школа географа-следопыта

Задание является проектной деятельностью, требует самостоятельной работы.

Вопросы и задания после параграфа.

1. Каково внутреннее строение Земли?

Внутреннее строение Земли состоит из трех основных оболочек: земная кора, мантия и ядро. Большую часть объёма Земли (83 %) составляет мантия. Над ней располагается земная кора. В центре Земли находится ядро.

2. Назовите, из каких внутренних оболочек состоят планеты земной группы. У всех ли планет земной группы есть воздушная оболочка — атмосфера?

Планеты земной группы имеют сходное внутреннее строение: плотное ядро, мантию и кору. У всех планет земной группы имеется газовая оболочка, атмосфера.

3. Совершите мысленное путешествие к центру Земли. Расскажите о том, как меняется вещественный состав и температура недр нашей планеты.

Ядро имеет радиус около 3470 км. О существовании ядра Земли стало известно в конце XIX в., а в начале XX в. было определено, что ядро находится на глубине 2900 км. Предполагают, что ядро состоит из железа с примесью никеля. Учёные выделяют внешнее ядро, находящееся в жидком состоянии, и внутреннюю твёрдую часть ядра. Радиус внутреннего ядра — около 1300 км. Температура в центре ядра Земли достигает 5000 °С. По предположению учёных, перемещение расплавленного вещества верхнего слоя ядра создаёт магнитное поле Земли.

Оболочку Земли, расположенную между ядром и земной корой, назвали мантией (греч. — «покрывало», «плащ»). В мантии выделяют верхнюю и нижнюю части. Температура в мантии, видимо, не превышает 2000-2500 °С. С процессами, происходящими в мантии Земли, связаны извержения вулканов и движения земной коры.

Земная кора — каменная оболочка Земли, тонким слоем покрывающая глубинные слои планеты. Мощность (толщина) земной коры неодинакова — от 5 км под океанами до 75 км под материками.

4. Сравните мощность внутренних слоёв Земли.

ядро — суммарный радиус жидкой и твердой частей составляет 3500 км.;

мантия — толщина слоя не более 2900 км.;

земная кора — варьируется в пределах 10-120 км.

5. Какие методы используют учёные для изучения внутреннего строения Земли?

Изучением строения и развития Земли занимаются учёные-геологи. Геология изучает состав и строение земной коры, а также находящиеся в ней полезные ископаемые. Непосредственно изучать геологическое строение Земли можно при строительстве шахт и бурении скважин. Сейсмический метод - Этот метод основан на том факте, что при землетрясениях и мощных взрывах в земной коре и более глубоких слоях распространяются сейсмические волны, причём скорость их распространения зависит от плотности пород, сквозь которые проходят волны.

Составьте фотоколлаж о внутреннем строении планет Солнечной системы, используя Интернет-ресурсы. - Задание не выполнено т. к является проектной деятельностью, требует самостоятельной работы.



1 ... 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 25ГДЗ География 5 класс Рабочая тетрадь Тетрадь Летягин Вентана-Граф Тетрадь для контрольных 2016 УчебникЕсли заметили в тексте ошибку, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Каково строение земли: Внутреннее строение Земли. Мир удивительных тайн в одной статье — ЭкоДом: Дом своими руками

Каково строение Земли? — Школьные Знания.com

почему нельзя сжигать пустые пластиковые бутылки в огне или в доме!​

Зачетная работа:Задание 1. Ответьте на вопросы:1. Какие растения и животные заносятся в Красную книгу?2. Эта птица не летала, а гнезда сооружала на зе

мле. Ее называли «глупой» за то, что не могла убежать от человека. Селилась она на островах Индийского океана неподалеку от Мадагаскара. Последняя птица погибла в 1681 году.а) Странствующий голубь;б) Дронт;в) Коричнеголовый попугай3. Этот красивый и мощный зверь был истреблен к 1627 году. Он населял Европу, Малую Азию, Северную Африку.а) Степная куропатка;б) Зубр;в) Тур.4. Их погубило вкусное мясо. Последняя птица погибла в зоопарке города Цинциннати в США в 1914 году.а) Странствующий голубь;б) Новокаледонский попугай;в) Попугай Ара.5. Какие цветы носят «человеческие» имена?Задание 2. Определить автора высказываний1. “Чтобы жить, нужны солнце, свобода и маленький цветок”2. “Птице — воздух, рыбе — вода, а человеку нужна Родина и охранять природу — значит любить Родину”. Задание 3. Закончи фразу:1.Проснулся, умылся … 2.Все хорошее на Земле от Солнца, а все прекрасное от … Задание 4. Ответить на вопросы.1. Вы пессимист. Что произойдет на планете Земля через 100 лет? Ваш прогноз.2. Вы оптимист. Что произойдет на планете Земля через 100 лет? Ваш прогноз. срочно помогите пожалуйста​

почему Мирский замок, Беловежская пуща и Дворцово- парковый комплекс Радзивиллов в Несвиже занесены в Список всемирного наследия?​

Что значит когда много муравьев на улице?Обычные муравьи бегают повсюду ​

Висота гори складає 2200 м. Якщо біля підніжжя гори тиск повітря дорівнює тиску на рівні моря, то на її вершині він буде рівним:
660 мм рт ст
760 мм

рт ст
680 мм рт ст
860 мм рт ст

Многие птицы проводят часть года – теплое время –в северных районах, а когда наступают холода, они улетают на юг (это называется миграция или сезонный

перелет). Птицы улетают к югу, в теплые края прежде всего в поисках мест, где они смогут находить достаточно пищи. Птицы очень быстро расходуют энергию, получаемую с пищей, а это означает, что им нужно есть часто.найдите фактор и под фактор пж срочно у меня соч​

Что значит когда много муравьев на улице?​

Куда помещают приготовленный черенок?​

Какой формой энергии обладают следующие тела: зажжённый фонарь, океанская волна, включенный телевизор, кипяток.

2 задание сделайте пожалуйста ​

Строение Земли

У земного шара есть несколько оболочек: атмосфера — воздушная оболочка, гидросфера — водная оболочка, литосфера — твердая оболочка.

Третья за отдаленностью от Солнца планета— Земля имеет радиус 6370 км, среднюю плотность— 5,5 г/см2. Во внутреннем строении Земли принято различать следующие слои:

земная кора — верхний слой Земли, в котором могут существовать живые организмы. Толщина земной коры может быть от 5 до 75 км.

мантия — твердый слой, который находится ниже земной коры. Его температура достаточно высока, однако вещество находится в твердом состоянии. Толщина мантии порядка 3 000 км.

ядро — центральная часть земного шара. Его радиус приблизительно 3 500 км. Температура внутри ядра очень высока. Считается, что ядро состоит в основном из расплавленного металла,
предположительно — железа.

Земная кора

Выделяют два основных типа земной коры — континентальный и океанический, плюс промежуточный, субконтинентальный.

Земная кора тоньше под океанами (около 5 км) и толще — под материками (до 75 км.). Она неоднородна, различают три слоя: базальтовый (залегает ниже всего), гранитный и осадочный (верхний). Континентальная кора состоит из трех слоев, тогда как в океанической гранитный слой отсутствует. Земная кора формировалась постепенно: сначала был сформирован базальтовый слой, затем — гранитный, осадочный слой продолжает формироваться и в настоящее время.

Горные породы — вещество, из которого состоит земная кора. Горные породы подразделяются на следующие группы:

1. Магматические горные породы. Они образуются при затвердевании магмы в толще земной коры или на поверхности.

2. Осадочные горные породы. Они образуются на поверхности, формируются из продуктов разрушения или изменения других пород, биологических организмов.

3. Метаморфические горные породы. Они образуются в толще земной коры из других горных пород под действием определенных факторов: температуры, давления.

Каково внутреннее строение Земли? — Other

Каждый раз, рассуждая о том, как всё устроено в нашем мире, удивляюсь балансу и, я бы даже сказала, красоте задумки. Если, конечно, внутреннее строение Земли было чьей-то задумкой.

Кто и когда начал изучать структуру Земли

Изучая любой вопрос, мне всегда интересно, какими были первые версии. В данном случае, с чего началось изучение «внутренностей» Земли? Оказывается, сначала ученые придерживались мнения, что внутренняя часть планеты заполнена водой. Получался такой огромный шарик с водой, на поверхности которого живут люди. Был учёный Эдмунд Галлей, прожил он долго, почти восемьдесят пять лет, с середины семнадцатого до почти середины восемнадцатого века. Вот он считал, что Земля внутри полая. Внутреннюю сферу он представлял светящейся, а, возможно, и заселённой. При этом явление северного сияния Галлей объяснял тем, что внутренний «свет» выходит наружу.

Что известно о внутренней структуре Земли сейчас

В наше время ученые ушли далеко вперед от работ Галлея и придерживаются следующей схемы внутреннего строения Земли.

  1. Земная кора.
  2. Внешняя мантия.
  3. Внутренняя мантия.
  4. Внешнее ядро.
  5. Внутреннее ядро.

Земная кора самый тонкий элемент. По отношению ко всей планете — тоньше, чем кожура у персика. Под корой располагается мантия. Само слово «мантия» переводится с греческого как «покрывало». Хотя предполагается, что верхняя часть такого покрывала жесткая, и только та, что ближе к ядру — пластичная, называется магмой. Дальше следует ядро. Внутреннее ядро самое горячее и самое плотное, что есть у нашей планеты. Внешнее яро находится в жидком состоянии.

Земля-матрёшка

Исходя из такого строения, получается, что Земля — это как матрёшка, такой близкий России образ. Здорово, да? Может быть, создатели матрёшек уже знали, как устроена планета? В отличие от матрёшек у Земли всё вкривь и вкось, только на картинках идеальные круги.

Пока человек добрался только до коры и чуть-чуть до мантии, которая сама выплескивается наружу. Всё остальное настолько глубоко расположено, что эти «матрёшки» изучаются только в теории.

Внутреннее строение Земли

  • Что вы знаете о внутреннем строении Земли?
  • Какие горные породы вам известны? По каким свойствам они различаются?

Что у Земли внутри?

Внутреннее строение Земли сложное. В её центре расположено ядро. Затем следуют мантия, занимающая большую часть объёма Земли, и земная кора. Ядро состоит из двух слоёв: внутреннего ядра и внешнего. Внутреннее ядро твёрдое, внешнее — жидкое, оно находится в расплавленном состоянии. Температура ядра достигает 6000 °С. Учёные предполагают, что оно состоит в основном из железа и никеля.

Мантия (от греческого слова «мантион» — покрывало) составляет 83% от объёма Земли. Несмотря на высокую температуру (до 2000 °С), вещество мантии из-за большого давления находится в твёрдом состоянии. Правда, в верхней части мантии имеется слой, который частично размягчён и пластичен. Но над ним мантия снова становится твёрдой.

Верхнюю твёрдую оболочку Земли называют литосферой, а самую верхнюю часть литосферы — земной корой.

Толщина земной коры от 5 до 75 км, причём под материками она значительно толще, чем под океанами.

Поверхность земной коры неровная: мы видим на ней горы, равнины, холмы, овраги.

Все неровности земной поверхности называют рельефом.

Горные породы и минералы

Земная кора состоит из горных пород. Гранит, известняк, каменный уголь, глина, песок — всё это горные породы. Они очень разнообразны по своему цвету, блеску, температуре плавления и многим другим свойствам.

Хотя за горными породами и закрепилось такое название, они находятся и на равнинах под слоем почвы.

Горные породы бывают плотными и рыхлыми. Плотные — достаточно прочные камни, например гранит, известняк. Рыхлые — породы, которые рассыпаются или легко разламываются руками. Это глина, песок, торф.

Горные породы состоят из минералов. Например, гранит состоит из трёх минералов — кварца, слюды и полевого шпата. Это хорошо заметно, если рассмотреть образец гранита под
лупой. Встречаются в природе горные породы, состоящие и из одного минерала. Так, известняк состоит из кальцита.

Горные породы и минералы, которые использует человек, называют полезными ископаемыми.

Земная кора — источник разнообразных полезных ископаемых, со многими из которых вы уже познакомились в младших классах.

Движение земной коры

Сравнительно недавно учёные установили, что земная кора и расположенный под ней самый верхний твёрдый слой мантии — не сплошные, а как бы составлены из отдельных частей — плит.

Плиты очень медленно (со скоростью несколько сантиметров в год) движутся — скользят по размягчённому, пластичному слою мантии. В результате материки перемещаются по поверхности Земли. Конечно, мы этого не замечаем, но на протяжении многих миллионов лет расположение материков значительно изменилось. В тех местах, где плиты смыкаются, часто возникают землетрясения и извержения вулканов.

Маленькая экскурсия в мир камней Земная кора сложена горными породами магматического, осадочного и метаморфического происхождения.

Магматические горные породы — гранит, базальт и другие — составляют до 60% объёма земной коры. Они образовались из магмы — расплавленного вещества недр Земли, которое в процессе извержения вулкана выходит на поверхность и застывает (или поднимается по трещинам в земной коре и застывает на некоторой глубине, не достигая земной поверхности).

Осадочные горные породы формируются при накоплении обломков других горных пород или остатков организмов на поверхности суши или на дне океана. По сравнению с другими горными породами осадочные породы более мягкие и легче поддаются разрушению. К ним относят природный газ, нефть, уголь, щебень, поваренную соль, песок, глину, мел, известняк.

Метаморфические горные породы образуются из магматических и осадочных горных пород, подвергшихся воздействию высоких температур и давления (мрамор, кварцит, гнейс
и др.).

Метаморфические породы по своим свойствам совершенно не похожи на те породы, из которых они образовались. В мраморе трудно узнать известняк, в кварците — песчаник, в гнейсе — гранит.

  • Каково внутреннее строение Земли?
  • Что представляет собой ядро Земли?
  • Какими свойствами обладает вещество мантии?
  • Что такое горные породы и минералы?
  • Что называют полезными ископаемыми?
  • Почему одни участки суши медленно поднимаются, а другие — опускаются?
  • Как учёные изучают состав земной коры?

Земля состоит из ядра, мантии и земной коры. Верхнюю твёрдую оболочку Земли называют литосферой, а самую верхнюю часть литосферы — земной корой. Под материками земная кора значительно толще, чем под океанами. Земная кора образована горными породами. Горные породы различают по цвету, блеску, температуре плавления и другим свойствам. Различают магматические, осадочные и метаморфические горные породы. Горные породы состоят из минералов. Горные породы и минералы, которые использует человек, называют полезными ископаемыми. Земная кора и расположенный под ней самый верхний твёрдый слой мантии состоит из отдельных частей — плит. Плиты очень медленно движутся по размягчённому, пластичному слою мантии. В результате материки перемещаются по поверхности Земли.

Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях:

Поиск по сайту:

Понятие о литосфере. Внутреннее строение Земли: ядро, мантия, земная кора

Строение Земли

Литосфера – это твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. Литосфера играет большую роль в жизни человека, ведь это территория, на которой обитают люди, они строят дома и различные сооружения, используют недра Земли, добывая различные полезные ископаемые, которые используются во многих отраслях народного хозяйства и повышения благосостояния человека

Земля имеет слоистое строение.

Выделяют три крупных слоя:

1.     Земная кора.

2.     Мантия.

3.     Ядро.

По мере продвижения вглубь Земли увеличиваются температура и давление. В центре Земли находится ядро, его радиус около 3500 км, а температура более 4500 градусов. Ядро окружено мантией, ее толщина около 2900 км. Над мантией расположена земная кора, толщина ее колеблется от 5 км (под океанами) до 70 км (под горными системами). Земная кора – самая твердая оболочка. Вещество мантии находится в особом пластическом состоянии, это вещество под давлением может медленно течь.

 

Рис. 1. Внутреннее строение Земли 

 

Земная кора

 

Земная кора – верхняя часть литосферы, внешняя твердая оболочка Земли.

Земная кора состоит из горных пород и минералов.

 

Рис. 2. Строение Земли и земной коры 

 

Выделяют два типа земной коры: 

1. Континентальная (она состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев).

2. Океаническая (она состоит из осадочного и базальтового слоев).

 

Рис. 3. Строение земной коры 

Мантия

 

На мантию приходится 67% всей массы Земли и 87% ее объема. Выделяют верхнюю и нижнюю мантию. Вещество мантии может перемещаться под давлением. Внутреннее тепло от мантии передается к земной коре.

 

Ядро

 

Ядро – самая глубокая часть Земли. Выделяют внешнее жидкое ядро и внутреннее твердое ядро.

 

Свойства земной коры

 

Большая часть земной коры покрыта водами океанов и морей. Континентальная земная кора гораздо больше океанической и имеет три слоя. Верхняя часть земной коры нагревается солнечными лучами. На глубине более 20 метров температура практически не меняется, а потом возрастает.

 

Изучение внутреннего строения Земли

 

Доступнее всего для изучения человеком – верхняя часть земной коры. Иногда делают глубокие скважины для изучения внутреннего строения земной коры. Самая глубокая скважина – глубиной более 12 км. Помогают изучать земную кору и шахты. Кроме того, внутреннее строение Земли изучают с помощью специальных приборов, методов, снимков из космоса и наук: геофизики, геологии, сейсмологии.

 

Список литературы

Основная

1.     Начальный курс географии: Учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. – 10-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 176 с.

2.     География. 6 кл.: атлас. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, ДИК, 2011. – 32 с.

3.     География. 6 кл.: атлас. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, ДИК, 2013. – 32 с.

4.     География. 6 кл.: конт. карты. – М.: ДИК, Дрофа, 2012. – 16 с.

Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники

1.     География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. – М.: Росмэн-Пресс, 2006. – 624 с.

Материалы в сети Интернет

1.   Федеральный институт педагогических измерений (Источник).

2.  Русское Географическое Общество (Источник). 

3.  Geografia.ru (Источник). 

4.  900 детских презентаций и 20 000 презентаций для школьников (Источник).

 

GISMETEO: Какова температура земной коры? — События

Земля расположена достаточно близко к Солнцу, чтобы получаемой энергии хватало на поддержание тепла и существования воды в жидком виде. В основном благодаря этому наша планета пригодна для жизни.

Как мы помним из уроков географии, Земля состоит из различных слоев. Чем дальше к центру планеты, тем обстановка все больше накаляется. К счастью для нас, на коре, самом верхнем геологическом слое, температура относительно стабильная и комфортная. Однако ее значения могут сильно меняться в зависимости от места и времени.

© Johan Swanepoel | shutterstock.com

Структура Земли

Как и другие планеты земной группы, наша планета состоит из силикатных пород и металлов, которые дифференцируются между твердым металлическим ядром, расплавленным внешним ядром, силикатной мантией и корой. Внутреннее ядро имеет примерный радиус 1220 км, а внешнее — около 3400 км.

Затем следуют мантия и земная кора. Толщина мантии составляет 2890 км. Это самый толстый слой Земли. Она состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием. Высокие температуры внутри мантии делают твердый силикатный материал достаточно пластичным.

Верхний слой мантии разделен на литосферу и астеносферу. Первая состоит из коры и холодной жесткой верхней части мантии, в то время как астеносфера обладает некоторой пластичностью, из-за чего покрывающая ее литосфера неустойчива и подвижна.

Земная кора

Кора является внешней оболочкой Земли и составляет лишь 1 % от ее общей массы. Толщина коры меняется в зависимости от места. На континентах она может достигать 30 км, а под океанами — всего 5 км.

Оболочка состоит из множества магматических, метаморфических и осадочных пород и представлена системой тектонических плит. Эти плиты плавают над мантией Земли, и, предположительно, конвекция в мантии приводит к тому, что они находятся в постоянном движении.

Иногда тектонические плиты сталкиваются, расходятся или скользят друг о друга. Все три типа тектонической активности лежат в основе формирования земной коры и приводят к периодическому обновлению ее поверхности в течение миллионов лет.

Диапазон температуры

На внешнем слое коры, где она соприкасается с атмосферой, ее температура совпадает с температурой воздуха. Таким образом, она может нагреваться до 35 °C в пустыне и быть ниже нуля в Антарктиде. В среднем температура поверхности коры составляет около 14 °C.

Как видно, диапазон значений довольно широк. Но стоит учесть тот факт, что большая часть земной коры лежит под океанами. Вдали от солнца, где она встречается с водой, температура может составлять лишь 0…+3 °C.

Если же начать копать яму в континентальной коре, то температура будет заметно возрастать. Например, внизу самой глубокой в мире шахты «Тау-Тона» (3,9 км) в Южной Африке она достигает 55 °C. Шахтерам, работающим там весь день, не обойтись без кондиционера.

Таким образом, средняя температура поверхности может варьироваться от изнуряющей знойной до люто морозной в зависимости от местоположения (на суше или под водой), времен года и времени суток.

И все же земная кора остается единственным местом в Солнечной системе, где температура достаточно стабильна, чтобы жизнь на ней продолжала процветать. Добавьте к этому нашу жизнеспособную атмосферу и защитную магнитосферу, и вы поймете, что нам действительно крупно повезло!

Исследование опубликовано в издании Universe Today.

ГДЗ География 5 класс. Тетрадь для контрольных и проверочных работ Летягина А.А. 2016 » Страница 7 » Shkola.Center

Раздел 2

§ 6. Слои «твёрдой» Земли Вопросы перед параграфом.

1. Как, по современным представлениям, возникла Земля?

По современным представлениям наша планета образовалась 4,6 млрд лет назад в результате столкновения каменных тел (планетоидов), возникших из пыли и газа. Из недр Земли вырывались раскалённая магма и газы в том числе водяной пар. Эти газы составит первичную разреженную атмосферу. Когда земная атмосфера охладилась, стали образовываться облака и выпадать ливни. Дождевая вода пополняла воды первичного океана, образовавшегося в понижениях земной поверхности. Объём океана постепенно увеличивался, в настоящее время этот процесс продолжается.

В древнем океане, как считают современные учёные, около 3,5 млрд лет назад зародилась жизнь. Морская вода защищала простейшие сине-зелёные водоросли от губительного действия ультрафиолетовых лучей. В результате их жизнедеятельности атмосфера стала пополняться кислородом. В атмосфере образовался тонкий слой озона, который поглощал ультрафиолетовые лучи. Тогда жизнь смогла выйти на сушу.

Развитие Земли продолжается и в наше время.

2. Какие планеты относят к земной группе? В какой части Солнечной системы они расположены?

Планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля, Марс. Они расположены во внутренней области Солнечной системы, в отличие от планет-гигантов, расположенных во внешней области.

3. Каковы форма и размеры Земли?

Земля шарообразной формы.

Масса 5,976 • 1024 кг

Средний радиус 6371 км

Длина экватора 40 076 км

Расстояние от Солнца 149,6млн км

Школа географа-следопыта

Задание является проектной деятельностью, требует самостоятельной работы.

Вопросы и задания после параграфа.

1. Каково внутреннее строение Земли?

Внутреннее строение Земли состоит из трех основных оболочек: земная кора, мантия и ядро. Большую часть объёма Земли (83 %) составляет мантия. Над ней располагается земная кора. В центре Земли находится ядро.

2. Назовите, из каких внутренних оболочек состоят планеты земной группы. У всех ли планет земной группы есть воздушная оболочка — атмосфера?

Планеты земной группы имеют сходное внутреннее строение: плотное ядро, мантию и кору. У всех планет земной группы имеется газовая оболочка, атмосфера.

3. Совершите мысленное путешествие к центру Земли. Расскажите о том, как меняется вещественный состав и температура недр нашей планеты.

Ядро имеет радиус около 3470 км. О существовании ядра Земли стало известно в конце XIX в., а в начале XX в. было определено, что ядро находится на глубине 2900 км. Предполагают, что ядро состоит из железа с примесью никеля. Учёные выделяют внешнее ядро, находящееся в жидком состоянии, и внутреннюю твёрдую часть ядра. Радиус внутреннего ядра — около 1300 км. Температура в центре ядра Земли достигает 5000 °С. По предположению учёных, перемещение расплавленного вещества верхнего слоя ядра создаёт магнитное поле Земли.

Оболочку Земли, расположенную между ядром и земной корой, назвали мантией (греч. — «покрывало», «плащ»). В мантии выделяют верхнюю и нижнюю части. Температура в мантии, видимо, не превышает 2000-2500 °С. С процессами, происходящими в мантии Земли, связаны извержения вулканов и движения земной коры.

Земная кора — каменная оболочка Земли, тонким слоем покрывающая глубинные слои планеты. Мощность (толщина) земной коры неодинакова — от 5 км под океанами до 75 км под материками.

4. Сравните мощность внутренних слоёв Земли.

ядро — суммарный радиус жидкой и твердой частей составляет 3500 км.;

мантия — толщина слоя не более 2900 км.;

земная кора — варьируется в пределах 10-120 км.

5. Какие методы используют учёные для изучения внутреннего строения Земли?

Изучением строения и развития Земли занимаются учёные-геологи. Геология изучает состав и строение земной коры, а также находящиеся в ней полезные ископаемые. Непосредственно изучать геологическое строение Земли можно при строительстве шахт и бурении скважин. Сейсмический метод — Этот метод основан на том факте, что при землетрясениях и мощных взрывах в земной коре и более глубоких слоях распространяются сейсмические волны, причём скорость их распространения зависит от плотности пород, сквозь которые проходят волны.

Составьте фотоколлаж о внутреннем строении планет Солнечной системы, используя Интернет-ресурсы. — Задание не выполнено т. к является проектной деятельностью, требует самостоятельной работы.



1 … 3 4 5 6 7 8 9 10 11 … 25ГДЗ География 5 класс Рабочая тетрадь Тетрадь Летягин Вентана-Граф Тетрадь для контрольных 2016 УчебникЕсли заметили в тексте ошибку, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Что такое слои Земли?

На Земле есть нечто большее, чем то, что мы можем видеть на поверхности. Фактически, если бы вы могли держать Землю в руке и разрезать ее пополам, вы бы увидели, что она состоит из нескольких слоев. Но, конечно, внутренняя часть нашего мира продолжает хранить для нас некоторые загадки. Даже когда мы отважно исследуем другие миры и выводим на орбиту спутники, внутренние уголки нашей планеты остаются для нас недоступными.

Однако достижения в сейсмологии позволили нам многое узнать о Земле и о многих слоях, которые ее составляют.Каждый слой имеет свои свойства, состав и характеристики, влияющие на многие ключевые процессы нашей планеты. Они идут от внешнего к внутреннему — кора, мантия, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро. Давайте посмотрим на них и посмотрим, что у них происходит.

Как и все планеты земной группы, внутренняя часть Земли дифференцирована. Это означает, что его внутренняя структура состоит из слоев, расположенных как кожица лука. Отогните одну, и вы найдете другую, отличающуюся от последней своими химическими и геологическими свойствами, а также огромной разницей в температуре и давлении.

Наше современное научное понимание внутренней структуры Земли основано на выводах, сделанных с помощью сейсмического мониторинга. По сути, это включает в себя измерение звуковых волн, генерируемых землетрясениями, и изучение того, как прохождение через различные слои Земли заставляет их замедляться. Изменения скорости сейсмических волн вызывают рефракцию, которая рассчитывается (в соответствии с законом Снеллиуса) для определения разницы в плотности.

Они используются, наряду с измерениями гравитационного и магнитного полей Земли и экспериментами с кристаллическими твердыми телами при давлениях и температурах, характерных для глубоких недр Земли, для определения того, как выглядят слои Земли. Кроме того, понятно, что различия в температуре и давлении связаны с остаточным теплом от первоначального образования планеты, распадом радиоактивных элементов и замерзанием внутреннего ядра из-за сильного давления.

История обучения:

С древних времен люди стремились понять формирование и состав Земли. Самые ранние известные случаи были ненаучными по своей природе — принимали форму мифов о творении или религиозных басен с участием богов.Однако между классической античностью и средневековьем появилось несколько теорий о происхождении Земли и ее правильном строении.

Большинство древних теорий о Земле склонялись к представлению о физической форме нашей планеты как о плоской Земле. Так считалось в месопотамской культуре, где мир изображался как плоский диск, плывущий в океане. Для майя мир был плоским, и в его углах четыре ягуара (известные как бакабы) держали небо. Древние персы предполагали, что Земля представляет собой семислойный зиккурат (или космическую гору), в то время как китайцы рассматривали ее как четырехгранный куб.

К VI веку до нашей эры греческие философы начали размышлять о том, что Земля на самом деле круглая, а к III веку до нашей эры идея сферической Земли стала артикулироваться как научный вопрос. В тот же период начало формироваться геологическое представление о Земле, и философы поняли, что она состоит из минералов, металлов и подвержена очень медленному процессу изменений.

Однако только в 16-17 веках научное понимание планеты Земля и ее структуры по-настоящему начало развиваться. В 1692 году Эдмонд Галлей (первооткрыватель кометы Галлея) предложил то, что сейчас известно как теория «полой Земли». В статье, представленной в Philosophical Transactions Лондонского королевского общества, он выдвинул идею Земли, состоящей из полой оболочки толщиной около 800 км (~ 500 миль).

Между этой сферой и внутренней сферой, по его мнению, есть воздушный зазор на таком же расстоянии.Чтобы избежать столкновения, он утверждал, что внутренняя сфера удерживается на месте силой тяжести. Модель включала две внутренние концентрические оболочки вокруг самого внутреннего ядра, соответствующие диаметрам планет Меркурий, Венеру и Марс соответственно.

Конструкция Галлея представляла собой метод учета значений относительной плотности Земли и Луны, который был дан сэром Исааком Ньютоном в его Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687), который, как позже было показано, был неточным.Однако его работа сыграла важную роль в развитии географии и теорий о недрах Земли в 17-18 веках.

Еще одним важным фактором были споры 17-18 веков о подлинности Библии и мифа о Всемирном потопе. Это подтолкнуло ученых и богословов к спорам об истинном возрасте Земли и вынудило искать доказательства того, что Великий потоп действительно произошел. В сочетании с ископаемыми останками, которые были обнаружены в слоях Земли, начала появляться систематическая основа для определения и датировки слоев Земли.

Развитие современных методов добычи и растущее внимание к важности полезных ископаемых и их естественному распределению также помогли стимулировать развитие современной геологии. В 1774 году немецкий геолог Авраам Готтлоб Вернер опубликовал «Von den äusserlichen Kennzeichen der Fossilien» («О внешних характеристиках минералов»), в котором была представлена ​​подробная система идентификации конкретных минералов на основе внешних характеристик.

В 1741 году Национальный музей естественной истории во Франции создал первую преподавательскую должность, специально предназначенную для геологии.Это был важный шаг в дальнейшем продвижении знаний о геологии как науке и признании ценности широкого распространения таких знаний. А к 1751 году, когда Дени Дидро опубликовал «Энциклопедию», термин «геология» стал общепринятым.

К 1770-м годам химия начала играть ключевую роль в теоретической основе геологии, и начали появляться теории о том, как формировались слои Земли. Одна популярная идея заключалась в том, что жидкое наводнение, подобное библейскому потопу, привело к созданию всех геологических пластов. Те, кто принял эту теорию, стали известны как дилувианцы или нептунисты.

Другой тезис постепенно стал популярным с 1780-х годов, в котором говорилось, что вместо воды пласты образовывались за счет тепла (или огня). Те, кто следовал этой теории в начале 19 века, называли эту точку зрения плутонизмом, согласно которому Земля формировалась постепенно путем медленного затвердевания расплавленных масс. Эти теории вместе привели к выводу, что Земля была неизмеримо старше, чем предполагалось в Библии.

В начале 19 века горнодобывающая промышленность и промышленная революция стимулировали быстрое развитие концепции стратиграфической колонки, согласно которой горные образования располагались в соответствии с порядком их формирования во времени. Одновременно геологи и естествоиспытатели начали понимать, что возраст окаменелостей может быть определен геологически (то есть, чем глубже слой, в котором они были обнаружены, был от поверхности, тем они были старше).

Компьютерное моделирование поля Земли в период нормальной полярности между инверсиями. Кредит: science.nasa.gov

В имперский период XIX века европейские ученые также имели возможность проводить исследования в далеких странах. Одним из таких людей был Чарльз Дарвин, который был нанят капитаном Фицроем с корабля «Бигл» для изучения прибрежных территорий Южной Америки и получения советов по геологии.

Открытие Дарвином гигантских окаменелостей во время путешествия помогло установить его репутацию геолога, а его теоретические рассуждения о причинах их исчезновения привели к его теории эволюции путем естественного отбора, опубликованной в «Происхождении видов» в 1859 году.

В 19 веке правительства нескольких стран, включая Канаду, Австралию, Великобританию и США, финансировали геологические изыскания, которые позволили составить геологические карты обширных территорий стран. К этому времени научный консенсус установил возраст Земли в миллионах лет, а увеличение финансирования и разработка усовершенствованных методов и технологий помогли геологии отойти дальше от догматических представлений о возрасте и структуре Земли.

К началу 20-го века развитие радиометрического датирования (которое используется для определения возраста минералов и горных пород) предоставило необходимые данные, чтобы начать получать представление об истинном возрасте Земли. На рубеже веков геологи полагали, что Земле 2 миллиарда лет, что открыло двери для теорий движения континентов в течение этого огромного промежутка времени.

В 1912 году Альфред Вегенер предложил теорию континентального дрейфа, которая предполагала, что континенты были соединены вместе в определенное время в прошлом и образовали единый массив суши, известный как Пангея.В соответствии с этой теорией формы континентов и соответствующая геология береговой линии некоторых континентов указывают на то, что когда-то они были соединены вместе.

Исследования дна океана также привели непосредственно к теории тектоники плит, которая обеспечила механизм дрейфа континентов. Геофизические данные свидетельствуют о боковом движении континентов и о том, что океаническая кора моложе континентальной коры. Эти геофизические данные также подтолкнули к гипотезе палеомагнетизма, записи ориентации магнитного поля Земли, зафиксированной в магнитных минералах.

Модель плоской Земли с континентами, смоделированными в форме диска, и Антарктидой в виде ледяной стены. Предоставлено: Wikipedia Commons.

Затем в начале 20 века было развитие сейсмологии, изучения землетрясений и распространения упругих волн через Землю или через другие подобные планетам тела. Измеряя время прохождения преломленных и отраженных сейсмических волн, ученые смогли постепенно сделать вывод о том, как Земля была слоистой и что лежало глубже в ее ядре.

Например, в 1910 году Гарри Филдинг Рид выдвинул «теорию упругого отскока», основанную на его исследованиях землетрясения в Сан-Франциско 1906 года. Эта теория, которая утверждала, что землетрясения происходят, когда накопленная энергия выделяется вдоль линии разлома, была первым научным объяснением того, почему происходят землетрясения, и остается основой современных тектонических исследований.

Затем, в 1926 году, английский ученый Гарольд Джеффрис заявил, что под корой ядро ​​Земли жидкое, на основе своего исследования волн землетрясений.А затем в 1937 году датский сейсмолог Инге Леманн пошла еще дальше и определила, что внутри жидкого внешнего ядра Земли есть твердое внутреннее ядро.

Ко второй половине 20 века ученые разработали исчерпывающую теорию структуры и динамики Земли. По прошествии века перспективы сместились в сторону более комплексного подхода, когда геология и науки о Земле начали включать изучение внутренней структуры Земли, атмосферы, биосферы и гидросферы в одно целое.

Этому способствовало развитие космических полетов, которые позволили детально изучить атмосферу Земли, а также сделать фотографии Земли из космоса. В 1972 году программа Landsat, серия спутниковых миссий, совместно управляемых НАСА и Геологической службой США, начала предоставлять спутниковые изображения, которые обеспечивали геологически подробные карты и использовались для прогнозирования стихийных бедствий и сдвигов плит.

Слои:

Землю можно разделить двумя способами — механически или химически.Механически — или реологически, имея в виду изучение жидких состояний — его можно разделить на литосферу, астеносферу, мезосферную мантию, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро. Но химически, что является наиболее популярным из двух, его можно разделить на кору, мантию (которую можно подразделить на верхнюю и нижнюю мантию) и ядро, которое также можно подразделить на внешнее ядро, и Внутреннее ядро.

Внутреннее ядро ​​твердое, внешнее жидкое, а мантия твердая / пластичная.Это связано с относительными температурами плавления различных слоев (никелево-железное ядро, силикатная кора и мантия) и повышением температуры и давления с увеличением глубины. На поверхности никель-железные сплавы и силикаты достаточно холодные, чтобы стать твердыми. В верхней мантии силикаты обычно твердые, но существуют локализованные области расплава, что приводит к ограниченной вязкости.

Напротив, нижняя мантия находится под огромным давлением и поэтому имеет более низкую вязкость, чем верхняя мантия. Металлическое внешнее ядро ​​никель-железо жидкое из-за высокой температуры. Однако сильное давление, которое увеличивается по направлению к внутреннему ядру, резко изменяет температуру плавления никель-железо, делая его твердым.

Тектонические плиты Земли. Кредит: msnucleus.org

Различие между этими слоями связано с процессами, происходившими на ранних этапах формирования Земли (около 4,5 миллиарда лет назад). В это время плавление привело бы к опусканию более плотных веществ к центру, в то время как менее плотные материалы мигрировали бы в кору.Таким образом, считается, что ядро ​​в основном состоит из железа, а также из никеля и некоторых более легких элементов, тогда как менее плотные элементы мигрировали на поверхность вместе с силикатной породой.

Слои (слои) Земли показаны в масштабе. Кредит: pubs.usgs.gov.

Корка:

Кора — это самый внешний слой планеты, охлажденная и затвердевшая часть Земли, глубина которой составляет примерно 5-70 км (~ 3-44 мили). Этот слой составляет всего 1% от всего объема Земли, хотя он составляет всю поверхность (континенты и дно океана).

Более тонкие части — это океаническая кора, которая лежит в основе океанических бассейнов на глубине 5-10 км (~ 3-6 миль), а более толстая кора — это континентальная кора. В то время как океаническая кора состоит из плотного материала, такого как магматические породы силиката железа и магния (например, базальт), континентальная кора менее плотная и состоит из пород силиката натрия, калия, алюминия, таких как гранит.

Самая верхняя часть мантии (см. Ниже) вместе с корой составляет литосферу — неравномерный слой с максимальной толщиной, возможно, 200 км (120 миль).Многие горные породы, которые сейчас составляют земную кору, образовались менее 100 миллионов (1 × 10 8 ) лет назад. Однако возраст самых старых известных минеральных зерен составляет 4,4 миллиарда (4,4 × 10 9 ) лет, что указывает на то, что Земля имела твердую корку, по крайней мере, так долго.

Верхняя мантия:

Мантия, составляющая около 84% объема Земли, в основном твердая, но в геологическое время ведет себя как очень вязкая жидкость. Верхняя мантия, которая начинается у «разрыва Мохоровича» (он же.«Мохо» — основание земной коры) простирается с глубины от 7 до 35 км (от 4,3 до 21,7 миль) вниз до глубины 410 км (250 миль). Самая верхняя мантия и вышележащая кора образуют литосферу, которая относительно жесткая вверху, но становится заметно более пластичной внизу.

По сравнению с другими пластами, о верхней мантии известно многое благодаря сейсмическим исследованиям и прямым исследованиям с использованием минералогических и геологических исследований. Движение в мантии (т.е. конвекция) выражается на поверхности через движения тектонических плит.Под воздействием тепла из более глубоких недр этот процесс ответственен за континентальный дрейф, землетрясения, образование горных цепей и ряд других геологических процессов.

Мантия также отличается от коры химически, помимо того, что она отличается по типу горных пород и сейсмическим характеристикам. Это в значительной степени связано с тем, что кора состоит из отвердевших продуктов, полученных из мантии, где материал мантии частично расплавлен и является вязким.Это заставляет несовместимые элементы отделяться от мантии, а менее плотный материал поднимается вверх и затвердевает на поверхности.

Иллюстрация Эдмонда Галлея модели «Святой Земли», состоящей из концентрических сфер. Предоставлено: Wikipedia Commons / Рик Мэннинг.

Известно, что кристаллизованные продукты расплава у поверхности, на которой мы живем, обычно имеют более низкое отношение магния к железу и более высокую долю кремния и алюминия.Эти изменения в минералогии могут влиять на мантийную конвекцию, поскольку они приводят к изменениям плотности, а также могут поглощать или выделять скрытое тепло.

В верхней мантии температура колеблется от 500 до 900 ° C (от 932 до 1652 ° F). Между верхней и нижней мантией есть также так называемая переходная зона, глубина которой составляет 410-660 км (250-410 миль).

Нижняя мантия:

Нижняя мантия находится на глубине 660–2891 км (410–1796 миль).Температура в этом регионе планеты может достигать 4000 ° C (7230 ° F) на границе с ядром, что значительно превышает точки плавления мантийных пород. Однако из-за огромного давления, оказываемого на мантию, вязкость и плавление очень ограничены по сравнению с верхней мантией. О нижней мантии известно очень мало, кроме того, что она кажется относительно сейсмически однородной.

Внутреннее устройство Земли. Предоставлено: Wikipedia Commons / Kelvinsong.

Наружное ядро:

Внешнее ядро, которое было подтверждено как жидкое (на основе сейсмических исследований), имеет толщину 2300 км и простирается до радиуса ~ 3400 км.В этом регионе плотность, по оценкам, намного выше, чем у мантии или коры, в диапазоне от 9 900 до 12 200 кг / м 3 . Считается, что внешнее ядро ​​на 80% состоит из железа, а также из никеля и некоторых других более легких элементов.

Более плотные элементы, такие как свинец и уран, либо слишком редки, чтобы быть значимыми, либо имеют тенденцию связываться с более легкими элементами и, таким образом, оставаться в коре. Внешнее ядро ​​не находится под давлением, достаточным для того, чтобы быть твердым, поэтому оно жидкое, хотя его состав аналогичен составу внутреннего ядра.Температура внешнего ядра колеблется от 4300 K (4030 ° C; 7280 ° F) во внешних областях до 6000 K (5730 ° C; 10340 ° F), ближайших к внутреннему ядру.

Из-за высокой температуры внешнее ядро ​​находится в жидком состоянии с низкой вязкостью, которое подвергается турбулентной конвекции и вращается быстрее, чем остальная часть планеты. Это вызывает образование вихревых токов в жидком ядре, что, в свою очередь, создает эффект динамо, который, как считается, влияет на магнитное поле Земли. Средняя напряженность магнитного поля во внешнем ядре Земли оценивается в 25 Гаусс (2.5 мТл), что в 50 раз превышает напряженность магнитного поля, измеренного на поверхности Земли.

Внутреннее ядро:

Растущее значение добычи полезных ископаемых в 17-18 веках, особенно драгоценных металлов, привело к дальнейшему развитию геологии и наук о Земле. Кредит: Minerals.usgs.gov.

Как и внешнее ядро, внутреннее ядро ​​состоит в основном из железа и никеля и имеет радиус ~ 1220 км. Плотность сердцевины колеблется от 12 600 до 13 000 кг / м 3 , что говорит о том, что там также должно быть много тяжелых элементов, таких как золото, платина, палладий, серебро и вольфрам.

Температура внутреннего ядра оценивается примерно в 5700 К (~ 5400 ° C; 9800 ° F). Единственная причина, по которой железо и другие тяжелые металлы могут быть твердыми при таких высоких температурах, заключается в том, что их температуры плавления резко повышаются при имеющихся там давлениях, которые колеблются от 330 до 360 гигапаскалей.

Поскольку внутреннее ядро ​​не связано жестко с твердой мантией Земли, возможность того, что оно вращается немного быстрее или медленнее, чем остальная часть Земли, давно рассматривалась. Наблюдая за изменениями сейсмических волн, проходящих через ядро ​​в течение многих десятилетий, ученые подсчитали, что внутреннее ядро ​​вращается со скоростью на один градус быстрее, чем поверхность. По более поздним геофизическим оценкам, скорость вращения относительно поверхности составляет от 0,3 до 0,5 градуса в год.

Недавние открытия также предполагают, что само твердое внутреннее ядро ​​состоит из слоев, разделенных переходной зоной толщиной от 250 до 400 км. Этот новый вид внутреннего ядра, который содержит внутреннее внутреннее ядро, утверждает, что самый внутренний слой ядра имеет диаметр 1180 км (733 мили), что делает его меньше половины размера внутреннего ядра.Также было высказано предположение, что, хотя ядро ​​состоит из железа, оно может иметь другую кристаллическую структуру, чем остальная часть внутреннего ядра.

Более того, недавние исследования привели геологов к предположению, что динамика глубинных недр заставляет внутреннее ядро ​​Земли расширяться со скоростью примерно 1 миллиметр в год. Это происходит главным образом потому, что внутреннее ядро ​​не может растворять такое же количество легких элементов, как внешнее ядро.

Художественная иллюстрация ядра, внутреннего и внутреннего ядра Земли.Предоставлено: Huff Post Science.

При замораживании жидкого железа в кристаллическую форму на внутренней границе ядра образуется остаточная жидкость, которая содержит больше легких элементов, чем вышележащая жидкость. Это, в свою очередь, вызывает всплытие жидких элементов, что способствует конвекции во внешнем ядре.

Следовательно, этот рост, вероятно, будет играть важную роль в генерации магнитного поля Земли под действием динамо в жидком внешнем ядре. Это также означает, что внутреннее ядро ​​Земли и процессы, которые им управляют, намного сложнее, чем считалось ранее!

Да, действительно, Земля — ​​странное и загадочное место, титаническое по масштабу, а также по количеству тепла и энергии, которые пошли на его создание много миллиардов лет назад. И, как и все тела в нашей Вселенной, Земля — ​​это не законченный продукт, а динамическое существо, которое подвержено постоянным изменениям. И то, что мы знаем о нашем мире, все еще остается предметом теории и предположений, учитывая, что мы не можем исследовать его внутренности вблизи.

Поскольку тектонические плиты Земли продолжают дрейфовать и сталкиваться, ее внутренняя часть продолжает подвергаться конвекции, а ее ядро ​​продолжает расти. Кто знает, как оно будет выглядеть в эпоху отныне? В конце концов, Земля была здесь задолго до того, как были мы, и, вероятно, будет существовать еще долгое время после того, как мы уйдем.


Новое исследование показывает, что внутреннее ядро ​​Земли было сформировано 1–1,5 миллиарда лет назад.


Ссылка :
Что такое слои Земли? (2015, 7 декабря)
получено 22 мая 2021 г.
с https: // физ.org / news / 2015-12-earth-Layers.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Строение Земли | Давайте поговорим о науке

Строение Земли

Слои Земли: ядро ​​

Ядро находится в центре Земли.Сердечник имеет два слоя — внутренний стержень и внешний стержень .

Внутреннее ядро ​​имеет толщину 1 216 км, имеет температуру до 4 000 ° C и сделано из твердого железа с небольшим количеством никеля. Внешнее ядро ​​имеет толщину 2 270 км, имеет температуру до 3 600 ° C и состоит из жидкого железа с небольшим количеством никеля. Между этими двумя слоями проходит граница жидкость-твердое тело . Внешнее ядро ​​является жидким, потому что на него действует меньшее давление , чем на внутреннее ядро.Твердый внутренний сердечник вращается на внутри жидкого внешнего сердечника. Этот гигантский шар из вращающегося твердого железа и никеля создает магнитное поле Земли . Ядро также является источником внутреннего тепла Земли, потому что оно содержит радиоактивных материалов , которые выделяют тепло при распаде на более стабильные вещества.

Слои Земли (давайте поговорим о науке с использованием изображения, сделанного НАСА [общественное достояние] через Wikimedia Commons).

Слои Земли: мантия

Вокруг ядра находится мантия.Мантия также имеет две основные части — нижнюю мантию и верхнюю мантию , которая включает в себя астеносферу . Мантия состоит из горячих, плотных, полутвердых пород.

Мощность нижней мантии 2 885 км. Объем этой области составляет около 84% от общего объема Земли! Температура мантии ниже, чем у ядра, и достигает только 3 000 ° C. Нижняя мантия плотнее верхней. Между нижней и верхней мантией находится переходная зона (400–660 км ниже поверхности Земли).Выше переходной зоны находится верхняя мантия. Эта область простирается от слоя земной коры примерно до 400 км.

Знаете ли вы?

Самая верхняя часть верхней мантии называется астеносферой. Астеносфера (от греческих слов «а» + «стенос», что означает без силы и «спайра», что означает мяч, ) состоит из мягкого плавного камня.

Слои Земли: кора

Поверх астеносферы плавает твердая, жесткая часть нашей планеты — кора .Кора представляет собой холодный слой твердой породы, имеющий толщину от 5 до 80 км в глубину. Вместе верхняя часть астеносферы и земная кора составляют литосферу (от греческого слова «lithos», означающее скалистый, ), которая простирается до глубины около 100 км.

Самые тонкие части коры находятся на дне океана и образуют корку океана , толщина которой может быть менее 5 км. Самые толстые части земной коры находятся под нашими континентами и образуют континентальную кору , толщина которой может достигать 80 км.Температура коры, ближайшей к мантии, составляет около 500 ° C, тогда как температура поверхности коры приближается к температуре снаружи.

Исследования земной коры человеком

Люди знают о краях Вселенной больше, чем о том, что находится под земной корой. Многое из того, что мы знаем о мире под нашими ногами, получено в результате сейсмических исследований . Сейсмические исследования дают нам косвенных свидетельств о составе слоев Земли, изучая, как волн с энергией , производимых землетрясениями, проходят через Землю.Эти энергетические волны называются сейсмическими волнами .

Прямое свидетельство о составе слоев Земли может быть получено только при раскопках самой Земли. В классическом фантастическом романе Жюля Верна 1864 года «Путешествие к центру Земли» ученые обнаружили динозавров и другие доисторические существа, живущие в центре Земли. Теперь мы знаем, что это неправда. Однако состав слоев Земли доподлинно неизвестен, потому что путешествовать в глубины Земли очень сложно — даже труднее, чем путешествие на Луну!

Иллюстрация из романа Эдуарда Риу «Путешествие к центру Земли» Жюля Верна (1864 г.) (Источник: Эдуард Риу [общественное достояние] через Wikimedia Commons).

Это не значит, что люди не пытались исследовать этот загадочный мир у нас под ногами. В начале 1960-х годов, одновременно с американо-советской гонкой на Луну, был проект по раскопкам земной коры. Этот проект, Проект Мохол , был назван в честь границы между корой и мантией, называемой разрывом Мохоровичича (или сокращенно Мохо), в честь его первооткрывателя, геолога Андрия Мохоровича . Этот проект был самым глубоким морским бурением, которое когда-либо предпринималось до того времени.В первой экспериментальной части проекта на дне океана на глубине 3 600 м было пробурено пять скважин, при этом самая глубокая скважина составляла 183 метра. Хотя проект не перешел на следующую фазу (на которой планировались более глубокие скважины), ученые многое узнали о том, как проводить глубоководное бурение.

Геологи на суше шли гораздо глубже. В 1970 году советские геологи начали бурение на Кольском полуострове , недалеко от Финляндии, надеясь пробурить глубже Земли, чем кто-либо пробовал раньше.Их проект, Кольская сверхглубокая скважина , предполагал выкапывание глубокой вертикальной трубы или скважины в земле. Их самая глубокая скважина, глубина которой составляла 12 262 м, была завершена в 1989 году. Она считается самой глубокой скважиной arti на Земле . На этой глубине корка оказалась горячее, чем они ожидали (180 ° C вместо ожидаемых 100 ° C). Камень становился липким, поэтому проект пришлось остановить.

Памятная марка Кольской сверхглубокой скважины, 1987, СССР (Союз Советских Социалистических Республик) (Источник: сканировано и обработано Mariluna [общественное достояние] через Wikimedia Commons).

Совсем недавно, в 2017 году, в рамках нефтегазового проекта у российского острова Сахалин была пробурена самая длинная в мире скважина с увеличенным отходом от вертикали (длинная скважина с диагональным наклоном). Длина скважины с горизонтальным окончанием составляет 15 000 м, что по состоянию на 2019 год является мировым рекордом.

Имея достаточно денег и преданных своему делу ученых, есть уверенность, что люди смогут пробурить мантию Земли к началу 2020-х годов. Это могут быть японские исследователи на борту Integrated Ocean Drilling Program (IODP) исследовательское судно Chikyu , крупнейшее исследовательское судно из когда-либо построенных, которое установило новый рекорд по бурению самой глубокой исследовательской дыры в океане (2 466 метров). ) в 2012.

Почему важно исследовать земную кору и за ее пределами с помощью бурения? Основная причина в том, что предположения, которые мы делаем на основе сейсмических данных, могут быть неточными. Возможно, что косвенные свидетельства сейсмических данных могут быть такими же неточными, как предположения о других планетах, когда наземные телескопы были нашим единственным источником наблюдений. Мы живем на динамичной и непредсказуемой планете. Лучшее понимание внутренней деятельности Земли позволит ученым более точно предсказывать геологические события, такие как землетрясения и цунами.

Строение земли

СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ
, ее происхождение и судьба

Чтобы понять теорию тектоники плит, нам нужно кое-что знать о структуре Земли. Чтобы понять эту структуру, нам нужно кое-что знать о вулканических породах. Если вы не знакомы с магматическими породами, есть краткий учебник, который за две минуты расскажет вам все, что вам нужно знать, чтобы начать работу.

Земля имеет диаметр примерно 12740 километров и разделена на слои, как показано на рисунке справа.Свойства каждого из них:

Литосфера — внешняя жесткая оболочка земной структуры, простирающаяся от поверхности до глубины около 1000 км (внешняя синяя линия на чертеже). Он состоит из коры и верхней мантии. Обратите внимание, насколько тонка литосфера, сравнительно тоньше яичной скорлупы. Он делится на кору (самый внешний слой) и самую верхнюю часть мантии (исследуемую под структурой литосферы).

Астеносфера — слой или оболочка под литосферой, толщиной около 2000 км.Он состоит в основном из ультраосновных пород (или см. Вулканическую грунтовку), таких как перидотит и дунит, которые являются слабыми и пластичными и медленно текут под воздействием напряжения.

Мантия — слой или оболочка земли под литосферой и над ядром; его мощность составляет около 2800 км, хотя он подразделяется на множество подслоев, включая астеносферу и нижнюю мантию, а также другие. Он состоит в основном из ультраосновных пород (или см. Магматический грунт), таких как перидотит и дунит и их метаморфические эквиваленты (например,грамм. экологит).

Ядро — центральная часть Земли диаметром около 7000 км. Он состоит из сплава железа и никеля. Внешнее ядро ​​расплавлено, а внутреннее ядро, хотя и такое же горячее, остается твердым из-за повышенного давления.

На следующей странице будет сосредоточено внимание на структуре литосферы, самого внешнего твердого слоя Земли, где происходит тектоника плит.
Однако, если вы заинтересованы в изучении происхождения и истории Земли, происхождения концентрических слоев и тепла, которое движет Землей, вы можете сначала совершить побочный тур (тепловая история Земли).


Перейти к:
Тепловая история Земли
Структура литосферы
Тектонические плиты и процессы
Введение в цикл Вильсона

Структура Земли

Эта основная идея исследуется через:

Противоположные взгляды студентов и ученых

Ежедневный опыт студентов

Студентам особенно трудно понять, что находится под поверхностью Земли, потому что это выходит за рамки их непосредственного опыта наблюдений.В то время как студенты будут видеть изображения извергающихся вулканов и знать о землетрясениях, идея о том, что скалы и континенты постоянно перемещаются как часть огромных, но относительно тонких
тектонические плиты очень сложны, поскольку создают существенное несоответствие с тем, что мы можем видеть. Это несоответствие становится еще более серьезным с проблемой времени, учитывая, что периоды времени, связанные с движением тектонических плит, огромны; намного больше всего, с чем студенты сталкивались раньше. Это полностью контрастирует с чрезвычайно коротким (с геологической точки зрения) временем, которое у них было на их представления о землетрясениях и извержениях вулканов.

Эти идеи также связаны с идеей фокуса.
Геологическое время.

Студенты видят:

  • почва может простираться на несколько километров под поверхностью Земли
  • лава в вулканах исходит из центра Земли, она выталкивается на поверхность
  • формы рельефа, такие как горы, моря и континенты не меняй. Они всегда были там, где сейчас
  • под Землей есть центральные огни, магниты и подземные моря
  • кора плавает в море жидких горных пород, т.е.е. Земля содержит только расплавленную породу, за исключением твердой коры.

Исследования: Блейк (2005), Даль (2006), Филипс (1991)

Студенты часто считают, что землетрясения происходят, когда солнце нагревает поверхность Земли, заставляя ее расширяться и трескаться, в то время как другие полагают, что землетрясения возникают.

Помимо веры в то, что лава исходит из центра Земли, другие представления о вулканах включают:

  • вулканы не встречаются в холодном климате, только в теплых областях; на них нет снега
  • вулкана становятся активными и извергаются, когда они становятся слишком заполненными лавой.

Исследования: Dove (1998), Bezzi & Happs (1994)

Когда учеников просят нарисовать эскиз того, что лежит у них под ногами, они часто рисуют схему, аналогичную показанному ниже примеру, на которой изображены земля, кости и т. Д. корни и скалы под поверхностью с возможностью некоторых слоев, включая лаву.

Исследования: Skamp (2004)

Научная точка зрения

Это примерно 6400 км от поверхности Земли до ее центра.Для удобства расстояния ниже выражены в процентах от этого числа, а также даны напрямую. Свидетельства землетрясений, вулканов и вулканических пород (которые иногда содержат фрагменты того, что считается материалом верхней мантии) предполагают, что Земля состоит из четырех основных слоев.

кора , которая твердая, может иметь толщину до 6 км в некоторых океанических областях и обычно около 35 км (около 0,5%) в континентальных областях. Почва там, где она есть, образует очень тонкий слой толщиной не более метров.Мощность коры редко превышает 50 км.

мантия состоит из горного материала, который более плотен, чем кора, имеет толщину около 2900 км (0,5–46%) и преимущественно твердый, хотя локальное плавление может происходить из-за высокого давления. Он может показать пластическое течение так же, как лед «течет» в ледниках. Последствиями этого потока являются движения тектонических плит и, как следствие, землетрясения и извержения вулканов.

внешнее ядро ​​ простирается от 2900 до 5150 км (46% — 81%) ниже поверхности.Он жидкий и состоит преимущественно из железа, материала, намного более плотного, чем горные породы в мантии и коре, с небольшим количеством других элементов. Магнитное поле Земли является результатом конвекционных токов в этом внешнем железном ядре.

Плотный
внутреннее ядро ​​ простирается от 5150 до 6370 км (оставшиеся 19%) ниже поверхности Земли. Он прочный и сделан из почти чистого железа.

Расплавленная порода, являющаяся частью вулканических извержений, вытекает из нижней коры и верхней части мантии.Обычно он возникает на глубине не более 100 км (1,5%) от поверхности Земли. Материал сердцевины никогда не достигает поверхности.

Кора и верхний слой мантии до глубины около 100 км (1,5%) называются литосферой. Литосфера литосфера твердая и жесткая. Этот слой состоит из 14 основных и ряда второстепенных тектонических плит. Эти твердые плиты несут на себе континенты и океаны и движутся по верхней части мантии. Высокая температура и очень высокое давление означают, что породы в этой верхней части мантии могут течь медленно, но, как и лед в ледниках, было бы неправильно говорить, что они жидкие.

См. Веб-сайты, перечисленные в
Дополнительные ресурсы для расширения вашего понимания.

Критические идеи преподавания

  • Тектоника плит — очень хороший пример «большой» научной идеи, которая полезна, потому что она объясняет так много связанных с Землей явлений.
  • Поверхность Земли состоит из ряда огромных плит толщиной до 100 км, которые движутся со скоростью от 2 до 15 см в год.
  • Вулканы и землетрясения в значительной степени являются следствием движения плит и часто происходят на краях этих плит.
  • Земные ученые предположили, что Земля состоит из слоев. Эта модель основана на данных о землетрясениях, вулканах, типах горных пород и магнитном поле Земли.

Изучите взаимосвязь между представлениями о строении Земли в
Карты развития концепции — изменения поверхности Земли и тектоники плит.

Понимание многослойной природы Земли играет центральную роль в понимании тектоники плит и науки о Земле.Геологические процессы, такие как движение континентов, образование гор, распространение землетрясений и вулканов по всему миру, а также аспекты эволюции (включая создание уникальной флоры и фауны Австралии и распространение окаменелостей) — все это зависит от понимания тектоники плит — очень медленное движение твердых континентальных плит по пластиковому нижнему слою.

Эта тема также позволяет студентам изучить, как ученые строят понимание и объяснения вещей, которые они не могут непосредственно наблюдать. «Как они могут знать?» Может быть важной темой для изучения в этом контексте.

Хотя информация на следующем веб-сайте не подходит для учащихся этого уровня, она включена сюда как ресурс для учителей, поскольку дает хорошее объяснение того, как ученые Земли используют ударные волны от землетрясений для получения информации о размерах и размерах землетрясений. свойства основных слоев Земли.

Исследование: Flick & Lederman (2006)

Учебная деятельность

Поскольку учащиеся обычно наблюдают только небольшие изменения на поверхности Земли, просмотр видео и анимированных веб-сайтов, показывающих драматические преобразования земли, вряд ли изменит существующие взгляды учащихся.Студенты должны познакомиться с идеей, что небольшие геологические изменения в масштабе времени человека приведут к очень значительным изменениям в масштабе геологического времени.

Предварительные взгляды студентов должны быть определены, а затем их понимание должно быть направлено и развито посредством обсуждения и практических занятий. Должна быть предоставлена ​​возможность создавать модели, рисовать диаграммы и манипулировать моделями, чтобы помочь студентам объяснить свои идеи. Построение диаграмм и моделей также помогает учащимся рассматривать невидимые внутренние части Земли как часть всей земной системы, в отличие от их обычной точки зрения, как наблюдателя, находящегося на очень небольшом участке поверхности Земли.

Расскажите о существующих идеях учащихся

После предварительного обсуждения размеров Земли и того, что может быть внутри, попросите учащихся в небольших группах нарисовать на больших листах бумаги круг, чтобы изобразить поперечное сечение Земли. Попросите их представить себе туннель, идущий к центру Земли из-под их ног, и попросите их описать все, с чем им придется столкнуться на пути к центру. Приведенные ниже вопросы следует обсудить, но не получить на них ответов до того, как ученики завершат свои плакаты с объектами, с которыми, по их мнению, они могут столкнуться.

Можно задать следующие вопросы:

  • Насколько глубока почва?
  • Где первые камни?
  • Где бы вы нашли лаву?
  • Откуда берется лава?
  • Каково это в центре?
Содействовать осмыслению и разъяснению существующих идей

Затем учащиеся могут показать классу свои плакаты и обсудить их общие аспекты. Возможно, некоторые студенты слышали такие термины, как кора, мантия и ядро.Плакаты можно сохранить для дальнейшего размышления о том, как идеи учащихся могут измениться после изучения этой темы.

Испытайте некоторые существующие идеи

Учитель может нарисовать круг радиусом 1 м, чтобы представить Землю (масштаб 1 м = 64000 км), и попросить учеников предсказать и нарисовать, используя этот масштаб, следующее:

  • Самая глубокая скважина Земли дыра на Кольском полуострове, Россия, 1994 (около 2 мм)
  • источник вулканической лавы (около 16 мм)
  • средняя глубина почвы (намного тоньше волоса)

После этого можно обсудить предсказания ученика и сделать правильный выбор. глубины показаны и противопоставлены прогнозам.Позже студенты, которые исследовали слои Земли, могут отметить следующие особенности, используя ту же шкалу:

  • кора (около 5 мм от поверхности)
  • мантия (между 5 мм и 450 мм от поверхности)
  • внешнее ядро (между 450 мм и 810 мм от поверхности)
  • внутреннее ядро ​​(внутренний круг с радиусом около 190 мм)
Учащиеся сами решают часть ответов

Учащиеся могут исследовать, насколько хорошо звуковые волны проходят через металлическую ограду. по сравнению с рельсами из других материалов.Они могли экспериментировать со звуковыми волнами, создаваемыми постукиванием карандашом по столешницам из разных материалов. Подобно тому, как движение звуковых волн в каждом из этих объектов может многое рассказать нам о материалах, из которых они построены, волны землетрясений, проходящие через Землю, также предоставляют доказательства существования геологических структур, которые невозможно увидеть. Поощряйте студентов исследовать, как ученые развивают идеи о недрах Земли, учитывая, что их нельзя рассматривать напрямую.Учащиеся также могут исследовать причины землетрясений и извержений вулканов и то, что они говорят нам о внутренней структуре Земли, и представлять свои выводы с помощью графических органайзеров, таких как диаграммы Венна или концептуальные карты (см.
Графические организаторы).

Свидетельства геологических структур см. На следующих веб-сайтах:

Практика использования и построения предполагаемой полезности научных моделей

Еще в 1912 году Альфред Вегенер предложил спорную теорию движения континентов в своей книге «Происхождение континентов». и океаны ».Он был убежден, что идентичные ископаемые остатки с разных континентов подтверждают, что многие континенты когда-то были соединены вместе и с тех пор разделились, чтобы медленно дрейфовать по поверхности Земли. Его первоначальное предложение высмеивалось большей частью научного сообщества Земли более 50 лет; Эта теория получила широкое признание только в 1960-х годах, когда причина этого континентального движения была установлена.

Студенты могли исследовать предложение Вегенера о дрейфе континентов и исследовать типы свидетельств, которые Вегенер использовал в поддержку своего первоначального предложения.Они могут создать плакат или презентацию в формате PowerPoint, в которой кратко рассказывается история первоначального осмеяния теории Вегенера и ее окончательного принятия научным сообществом. Студенты могут составить список множества различных наблюдаемых явлений, которые объясняются движением континентов.

Информацию о жизни Вегенера и его теории дрейфа континентов можно найти на следующих сайтах:

Исследование: Хельман (1998)

Содействовать размышлению и прояснению существующих идей

Студенты могут изучить популярную историю, такую ​​как «Жюль Верн». Путешествие к центру Земли »или одна из многих адаптаций к фильму, вдохновленных книгой.Студентов можно попросить определить научные неточности в рассказе. Затем учащиеся могут описать собственное воображаемое путешествие внутрь Земли, используя свои знания точных наук. Небольшие группы студентов могут стать экспертами в разных зонах и выступать в качестве гидов во время тура, который может быть построен в масштабе вдоль коридора, например. если 1 мм = 1 км, длина пути составляет 6,4 метра. Другой полезный рассказ может быть «Волшебный школьный автобус внутри Земли», Коул (1987).

Подобное мероприятие, а также другие мероприятия, которые могут быть адаптированы для этого уровня, описаны на веб-сайте Департамента наук о Земле и атмосфере Университета Пердью:

Уточнение и обобщение идей для / путем общения с другими

Студенты могут быть поддержаны разработать аналогии для структуры Земли, а затем обсудить сильные стороны и (что важно) ограничения каждого из них.Всем классом ученики могли обсудить примеры, подобные приведенным ниже. Возможные сходства и различия включены, но студентов следует поощрять развивать свои собственные и обсуждать их.

Аналогия Сходства Различия

Земля похожа на персик.

Земля круглая.

По сравнению с общим диаметром Земли горы и моря подобны пушистой кожуре персика.

Гладкая кожица персика на
отличается от реального верхнего слоя Земли, который разорван на части.

Мякоть персика не обладает текучестью (пластичностью) мантии.

Твердый камень в центре персика отличается от жидкого внешнего ядра Земли и ее твердого внутреннего ядра.

Земля

похожа на сваренное вкрутую яйцо, у которого вся скорлупа разбита.

Земля имеет слои.Между этими слоями есть четкие границы.

Тонкая скорлупа, белок и желток яйца напоминают основные слои земной коры, мантии и ядра почти в масштабе.

Кусочки яичной скорлупы не двигаются, тогда как континентальные плиты продолжают медленно перемещаться по поверхности.

Яйцо имеет одну внутреннюю часть (желток), тогда как Земля имеет твердое внутреннее ядро ​​и жидкое внешнее ядро.

Земля похожа на лук.

Земля состоит из нескольких слоев.

У лука много слоев, а у Земли их всего четыре.

Слои Земли состоят из разных материалов, а все слои лука — из одного материала.

Слои Земли относительно намного толще, чем кольца лука.

Практика использования и построения воспринимаемой полезности научных моделей

Учащиеся могут использовать стену в классе для создания коллажа, чтобы развить свои идеи о тектонике плит.По мере того, как учащиеся находят различные явления, которые можно объяснить движением тарелок, они добавляют в коллаж фотографии, диаграммы, изображения и текст (интерактивная доска может быть здесь очень полезна).

Поощрять размышления о том, как изменились идеи студентов

Студентов можно попросить еще раз взглянуть на свои оригинальные рисунки структуры Земли и подумать о том, как изменились их взгляды. Попросите их перерисовать свои диаграммы в свете того, что они теперь знают. Каждая группа может повторно выступить перед классом и попросить разъяснений у других учеников.

Дополнительные ресурсы

Интерактивные обучающие объекты, связанные с наукой, можно найти на
Страница ресурсов для учителей FUSE.

Чтобы получить доступ к интерактивному объекту обучения ниже, учителя должны войти в FUSE и выполнить поиск по идентификатору учебного ресурса:

  • Tectonics Investigator — этот учебный объект иллюстрирует и объясняет внутреннюю структуру Земли с помощью анимации и научных данных.
    Идентификатор учебного ресурса: 98CFY7
  • Тектонические границы — этот учебный объект позволяет студентам применять различные тектонические силы к границам плит и сравнивать эффекты, когда плиты сталкиваются, разделяются или скользят мимо друг друга.
    Идентификатор учебного ресурса: SM9XAT
  • Телешоу «Чудеса света: Землетрясение» — Учащиеся могут написать сценарий о землетрясениях для телешоу. Они помогают исследователю сортировать факты и изображения и использовать модельную структуру, образец текста и изображения для построения объяснения.
    Идентификатор учебного ресурса: LDHMS4

Веб-сайты

Для получения информации о слоях Земли и соответствующих свидетельствах, подтверждающих их существование, посетите следующие сайты:

5.3: Состав и структура Земли

Ядро, мантия и кора — подразделения в зависимости от состава. Кора составляет менее 1 процента Земли по массе и состоит из океанической коры, а континентальная кора часто является более кислой породой. Мантия горячая и составляет около 68 процентов массы Земли. Наконец, сердечник в основном состоит из металлического железа. Ядро составляет около 31% Земли. Литосфера и астеносфера — подразделения, основанные на механических свойствах. Литосфера состоит как из коры, так и из части верхней мантии, которая ведет себя как хрупкое твердое тело.Астеносфера представляет собой частично расплавленный материал верхней мантии, который ведет себя пластично и может течь. Эта анимация от Earthquide показывает слои по составу и механическим свойствам.

Кора и литосфера

Внешняя поверхность Земли — это ее кора; холодная, тонкая, хрупкая внешняя оболочка из камня. Кора очень тонкая по сравнению с радиусом планеты. Есть два очень разных типа корки, каждый со своими отличительными физическими и химическими свойствами. Океаническая кора состоит из магмы, которая извергается на морское дно, создавая потоки базальтовой лавы, или остывает глубже, чтобы создать интрузивную магматическую породу габбро. Морское дно покрывают отложения, в основном грязь и раковины крошечных морских существ. Осадки наиболее толсты у берега, там, где они смываются с континентов реками и ветровыми течениями. Континентальная кора состоит из множества различных типов магматических, метаморфических и осадочных пород. Средний состав — гранит, гораздо менее плотный, чем основные магматические породы океанической коры.Поскольку континентальная кора толстая и имеет относительно низкую плотность, она поднимается выше над мантией, чем океаническая кора, которая опускается в мантию, образуя бассейны. Заполненные водой, эти бассейны образуют океаны планеты. Литосфера — это внешний механический слой, который ведет себя как хрупкое твердое тело. Толщина литосферы составляет около 100 километров. Определение литосферы основано на том, как ведут себя земные материалы, поэтому она включает кору и самую верхнюю мантию, которые обе являются хрупкими.Поскольку он жесткий и хрупкий, при воздействии на литосферу напряжений он ломается. Это то, что мы переживаем как землетрясение.

Мантия

Две самые важные особенности мантии: (1) она сделана из твердой породы и (2) она горячая. Ученые знают, что мантия состоит из горных пород, основываясь на данных сейсмических волн, теплового потока и метеоритов. Свойства соответствуют перидотиту ультраосновной породы, который состоит из силикатных минералов, богатых железом и магнием.Перидотит редко встречается на поверхности Земли. Ученые знают, что мантия очень горячая из-за истекающего от нее тепла и из-за ее физических свойств. Тепло течет внутри Земли двумя разными способами: теплопроводностью и конвекцией. Проводимость определяется как теплопередача, которая происходит за счет быстрых столкновений атомов, которые могут происходить только в том случае, если материал твердый. Тепло перетекает из более теплых мест в более прохладные, пока все не достигнут одинаковой температуры. Мантия горячая в основном из-за тепла, отводимого от ядра.Конвекция — это процесс, в котором материал может двигаться, и поток может создавать конвекционные потоки. Конвекция в мантии — это то же самое, что конвекция в горшке с водой на плите. Конвекционные токи в мантии Земли образуются при нагревании материала вблизи ядра. Когда ядро ​​нагревает нижний слой мантийного материала, частицы движутся быстрее, уменьшая его плотность и заставляя подниматься. Поднимающийся материал запускает конвекционный поток. Когда теплый материал достигает поверхности, он распространяется по горизонтали.Материал остывает, потому что его больше нет рядом с сердцевиной. Со временем он становится достаточно холодным и плотным, чтобы снова погрузиться в мантию. Внизу мантии материал движется горизонтально и нагревается ядром. Он достигает места, где поднимается теплый мантийный материал, и мантийная конвективная ячейка завершается.

Конвекция в мантии — это то же самое, что конвекция в горшочке с водой на плите. Конвекционные токи в мантии Земли образуются при нагревании материала вблизи ядра.Когда ядро ​​нагревает нижний слой мантийного материала, частицы движутся быстрее, уменьшая его плотность и заставляя подниматься. Поднимающийся материал запускает конвекционный поток. Когда теплый материал достигает поверхности, он распространяется по горизонтали. Материал остывает, потому что его больше нет рядом с сердцевиной. Со временем он становится достаточно холодным и плотным, чтобы снова погрузиться в мантию. Внизу мантии материал движется горизонтально и нагревается ядром. Он достигает места, где поднимается теплый мантийный материал, и мантийная конвективная ячейка завершается.

Элемент YouTube был исключен из этой версии текста. Вы можете просмотреть его онлайн здесь: http://pb.libretexts.org/pg/?p=86

Ядро

В центре планеты находится плотное металлическое ядро. Ученые знают, что ядро ​​металлическое по нескольким причинам. Плотность поверхностных слоев Земли намного меньше общей плотности планеты, рассчитанной на основе вращения планеты. Если поверхностные слои менее плотные, чем в среднем, то внутренняя часть должна быть плотнее средней.Расчеты показывают, что ядро ​​на 85 процентов состоит из металлического железа, а металлический никель составляет большую часть из оставшихся 15 процентов. Также считается, что металлические метеориты представляют собой ядро. Если бы ядро ​​Земли не было металлическим, на планете не было бы магнитного поля. Металлы, такие как железо, являются магнитными, а горные породы, составляющие мантию и кору, — нет. Ученые знают, что внешнее ядро ​​жидкое, а внутреннее твердое, потому что S-волны останавливаются на внутреннем ядре. Сильное магнитное поле вызвано конвекцией в жидком внешнем ядре.Конвекционные токи во внешнем сердечнике возникают из-за тепла от еще более горячего внутреннего сердечника. Тепло, которое не дает затвердеть внешнему ядру, создается за счет разрушения радиоактивных элементов во внутреннем ядре.

Структура Земли — Интернет-география

При изучении тектоники плит лучшей отправной точкой является изучение структуры Земли. Земля по своему строению очень похожа на персик. В центре твердое ядро. Ядро окружает внутреннее ядро, затем литосфера, жесткий внешний слой, состоящий из коры и верхней мантии.

Рисунок 1. Поперечное сечение Земли (источник: Википедия)

Внутреннее ядро ​​- это центр Земли и самая горячая часть Земли. Это сплошная масса железа и никеля. Температура ядра около 5500 ° C.

Внешнее ядро ​​- это слой вокруг внутреннего ядра. Он также состоит из железа и никеля, хотя находится в жидкой форме.

Следующий слой — мантия. Мантия, окружающая ядро, сделана из твердого материала, который может течь очень медленно.Верхняя часть мантии представляет собой слабый слой, называемый астеносферой, который может деформироваться, как пластик.

Последний слой — это земная кора, которая очень тонкая по сравнению с толщиной мантии и ядра. Этот слой в среднем составляет от 15 км (9 миль) до 20 км (12 миль). Жесткая оболочка, образующая кору, называется литосферой. Литосфера разбита на большие части, называемые тектоническими плитами. Эти большие части медленно перемещаются по верхней мантии.

Тектонические плиты можно охарактеризовать как океанические, континентальные, а некоторые состоят как из океанической, так и из континентальной частей.Океаническая кора в среднем имеет толщину около 5 км, тогда как континентальная кора более толстая и достигает 60 км в глубину. Континентальная кора более легкая (менее плотная), чем океаническая. Океаническая кора намного моложе по геологическому возрасту, чем континентальная кора. Континентальная кора в среднем толще океанической.

Разрез Земли с изображением океанической и континентальной коры.

Характеристики океанической коры:

  • Тонкие, толщиной 5-10 км
  • плотный
  • Образовано из базальтовой породы
  • Тонет при встрече с континентальной плитой
  • Переработано с разрушительной границей
  • Молодые, обычно моложе 200 миллионов лет

Характеристика континентальной коры:

  • Толстая, 20-60 км
  • Менее плотный
  • Состоит в основном из гранита
  • Не уничтожен
  • Старый, до 3.8 миллиардов лет

3. Внутренняя структура — полет на Марс в VSSEC

MARS

Используя информацию о массе Марса, размере и структуре его гравитационного поля, ученые определили различные плотности внутренней структуры Марса.

  • Ядро Марса имеет в два раза большую концентрацию более легких элементов, чем Земля, и, вероятно, состоит из железа, никеля и серы (более легкий элемент) и частично является жидкостью.
  • Мантия и кора состоят из богатых кремнеземом горных пород.
  • Марс кора намного толще Земли, ее глубина составляет от 50 до 125 км (по сравнению со средним значением Земли 40 км — см. Диаграмму ниже).

Марс остыл быстрее, чем Земля

, потому что он был намного меньше. Нет

свидетельств недавней активности вулкана

на Марсе. Ядро Марса больше не активно.

ЗЕМЛЯ

Как мы узнали ранее,

тепловая энергия

в ядре Земли — это

, оставшиеся от образования планеты и продолжающегося радиоактивного распада

.Эта тепловая энергия излучается вверх через слои Земли.

Прежде чем мы взглянем на внутреннюю структуру Земли, имейте в виду, что названия и определения слоев меняются в зависимости от того, о чем вы говорите.

Химический состав делит Землю на три слоя

      • Кора — самый верхний, самый тонкий слой твердых пород, богатых кремнеземом (SiO 2 ).
      • Мантия — самый большой слой расплавленной породы (богатой кремнеземом).Породы твердые в самом верхнем слое и жидкие в нижнем.
      • Ядро — в основном железо (Fe) с небольшим количеством никеля (Ni).

Физические свойства разделены на пять уровней.

  • Литосфера — кора и жесткая часть верхней мантии (твердая порода)
  • Афеносфера — пластичная часть мантии (расплавленная порода)
  • Мезосфера — в более глубоких частях мантии находятся расплавленные породы. под таким огромным давлением они превращаются в более плотную и жесткую структуру (твердая расплавленная порода).
  • Наружная сердцевина — в основном состоит из жидкого железа .
  • Внутренний стержень — внутренний стержень настолько горячий и находится под таким сильным давлением, что остается твердым .
КОРА

Прежде чем мы узнаем, откуда мы знаем о глубинных структурах Земли, давайте посмотрим на кору. Кора также является частью литосферы, которая находится на пластичной горячей астеносфере (или, проще говоря, кора находится на верхней мантии).

На Земле существует два основных типа коры:

  • Континентальная кора в основном состоит из гранита и на легче и толще , чем:
  • Океаническая кора , которая в основном состоит из базальт и на тоньше и тяжелее на континентальной коры.

ЗАДАЧА 7: Используйте следующие ресурсы (и / или другие), чтобы создать аннотированную диаграмму (с метками), которая идентифицирует и объясняет различные слои Земли.

Навигация по записям

Как добраться: путешествие к центру Земли

Как добраться до центра Земли
Мы шокирующе мало знаем о том, что происходит у нас под ногами. Конечно, геологи и сейсмологи кое-что зарыли, но если Земля - ​​это вечеринка с коктейлями, их работа эквивалентна нервной светской беседе перед мартини. Остались довольно серьезные вопросы. Например, из чего состоит центр Земли - очевидно, есть некоторая путаница в том, что это за урановая ядерная печь или медленно остывающий шар из железа и никеля.Как и вы, мы хотели ответов. А в 2003 году планетолог из Калифорнийского технологического института Дэвид Стивенсон предложил нам способ их получения. Опубликованный в журнале Nature документ «Скромное предложение: миссия к ядру Земли» излагает пошаговый план межземного путешествия - он был блестящим, теоретически возможным и лишь ненадолго ошибочно принят за первоапрельскую шутку. .

ИНГРЕДИЕНТЫ
10 миллиардов долларов
1 термоядерное устройство, малое
1 зонд для тяжелых условий эксплуатации
Расплавленное железо по вкусу (от 100000 до нескольких миллионов тонн)
Плотность

НАПРАВЛЕНИЯ
1) Получите 10 миллиардов долларов.Удивительно, но это не самое сложное.
2) Найдите страну, желающую взять одного в команду, позволив вам прорвать яму глубиной 984 фута в их стране. Вот где пригодится ядерная бомба.
3) Залейте достаточно расплавленного железа, чтобы заполнить новую трещину. Будем надеяться, что теперь сработает гравитация, притягивая тяжелый металл к центру Земли со скоростью около 16,5 футов в секунду. С такой скоростью ваша железная река должна достичь ядра Земли за неделю. И скептики, не бойтесь.Согласно расчетам доктора Стивенсона, высокое давление под землей закроет землю после того, как железо пройдет мимо, предотвращая любые неудобные неразрешимые пропасти к черту.
4) Прежде чем поток начнет двигаться слишком быстро, подбросьте зонд. Для максимальной эффективности указанный зонд должен выдерживать температуры до 4000 градусов по Фаренгейту и давления, в 1000 раз превышающие дно самого глубокого океана, достаточно долго, чтобы он мог достичь центра Земли и передать некоторые данные обратно вам.Учитывая эти производственные стандарты, возможно, пришло время объединиться. Помните, вы получаете то, за что платите. И, на всякий случай, если Детройт потерял свое преимущество, давайте займемся беспилотным зондом. Береженого Бог бережет.

Десятилетия квеста по исследованию мантии Земли, которая скоро может стать платной | Наука

Ранней весной 1961 года группа геологов начала бурение дыры в морском дне у тихоокеанского побережья Нижней Калифорнии.Экспедиция, первая в своем роде, была начальной фазой проекта, направленного на то, чтобы пробить земную кору и достичь нижележащей мантии. Мало ли они знали, что их усилия скоро будут омрачены, когда в мае того же года Джон Ф. Кеннеди начал гонку на Луну.

К концу 1972 года, после затрат миллиардов долларов и коллективных усилий тысяч ученых и инженеров, шесть миссий Аполлона приземлились на орбитальном спутнике Земли и принесли домой более 841 фунта лунных камней и почвы.

Тем временем земные геологи, мечтавшие взглянуть на внутреннее устройство Земли, остались с пустыми руками из-за урезания бюджета с остатками различных программ.

С 1960-х годов исследователи пытались пробурить мантию Земли, но пока безуспешно. Некоторые попытки потерпели неудачу из-за технических проблем; другие стали жертвами различного рода неудач, включая, как выяснилось позже, выбор неподходящих мест для бурения.Тем не менее, эти усилия показали, что технология и опыт для бурения до мантии существуют. И теперь первая фаза последней попытки достичь этой важной части нашей планеты - это просверливание тонкого среза океанической коры в юго-западной части Индийского океана.

Не волнуйтесь: когда бурильщики в конце концов пробьют мантию, горячая расплавленная порода не выйдет из дыры и не выльется на морское дно при извержении вулкана. «Хотя мантийные породы действительно текут, они движутся со скоростью, сравнимой со скоростью роста ногтя», - говорит Холли Гивен, геофизик из Океанографического института Скриппса в Сан-Диего.

Мантия - самая большая часть нашей планеты, которую мы называем своим домом, но ученые относительно мало знают о ней посредством прямого анализа. Тонкий слой коры, на которой мы живем, составляет около одного процента объема Земли. Внутреннее и внешнее ядро ​​- твердые и жидкие массы, которые в основном состоят из железа, никеля и других плотных элементов - занимают лишь 15 процентов объема планеты. Мантия, которая находится между внешним ядром и корой, составляет, по оценкам, 68 процентов массы планеты и колоссальные 85 процентов ее объема.

Думайте о мантии как о лавовой лампе размером с планету, где материал собирает тепло на границе ядра и мантии, становится менее плотным и поднимается плавучими струями к нижнему краю земной коры, а затем течет вдоль этого потолка, пока не остынет и опускается обратно к сердцевине. Циркуляция в мантии исключительно вялая: по одной оценке, полный путь от коры до ядра и обратно может занять до 2 миллиардов лет.

Получение нетронутого куска мантии важно, потому что это поможет ученым-планетологам лучше определить сырье, из которого Земля образовалась, когда наша Солнечная система была молодой.«Это было бы признаком того, из чего сделан мир», - говорит Гивен. По ее словам, его состав также даст подсказки о том, как изначально образовалась Земля и как она превратилась в многослойный шар, который мы живем сегодня.

Ученые могут многое сделать о мантии даже без образца. Скорость и траектория сейсмических волн, генерируемых землетрясениями, проходящих через планету, дают представление о плотности, вязкости и общих характеристиках мантии, а также о том, как эти свойства меняются от места к месту.То же самое и со скоростью, с которой земная кора поднимается вверх после того, как ее отягощают массивные ледяные щиты, которые недавно (с геологической точки зрения) таяли.

Измерения магнитных и гравитационных полей нашей планеты дают еще больше информации, сужая типы минералов, которые могут быть найдены в глубине, - говорит Уолтер Мунк, физический океанограф из Скриппса. Ученый, которому сейчас 98 лет, входил в небольшую группу исследователей, которые впервые выдвинули идею бурения мантии в 1957 году.Но эти косвенные методы могут сказать ученому не так много, отмечает он. «Нет ничего лучше, чем держать в руках кусок того, что вы хотите проанализировать».

Исследователи и имеют в руках образцы мантии, но они не являются первозданными. Некоторые из них представляют собой глыбы горной породы, доставленные на поверхность Земли в результате извержения вулканов. Другие были подняты вверх из-за столкновений между тектоническими плитами. По словам геологов Генри Дика и Криса Маклауда, другие поднялись на морское дно вдоль медленно расширяющихся срединно-океанических хребтов.Дик из Океанографического института Вудс-Хоул в Массачусетсе и МакЛауд из Кардиффского университета в Уэльсе являются соруководителями экспедиции по глубокому бурению, которая только что завершилась в юго-западной части Индийского океана.

Все нынешние образцы мантии были изменены в результате процессов, которые привели их к поверхности Земли, подверглись воздействию атмосферы или погружены в морскую воду на длительные периоды времени - возможно, все вышеперечисленное. Те образцы мантии, которые подвергались воздействию воздуха и воды, вероятно, потеряли некоторые из своих более легко растворяемых исходных химических элементов.

Отсюда огромное желание получить незапятнанный кусок мантии, - говорит Дик. Когда они будут доступны, ученые смогут проанализировать общий химический состав образца, а также его минералогию, оценить плотность породы и определить, насколько легко она проводит тепло и сейсмические волны. Результаты можно сравнивать со значениями, полученными из косвенных измерений, подтверждая или оспаривая эти методы.

Бурение вплоть до мантии также дало бы геологам возможность взглянуть на то, что они называют разрывом Мохоровича, или сокращенно Мохо.Над этой загадочной зоной, названной в честь хорватского сейсмолога, открывшего ее в 1909 году, сейсмические волны распространяются со скоростью около 4,3 мили в секунду, что соответствует скорости волн, проходящих через базальт или остывшую лаву. Ниже Мохо волны распространяются со скоростью около 5 миль в секунду, примерно так же, как они проходят через бедный кремнеземом тип вулканической породы, называемой перидотитом. Мохо обычно находится на глубине от 3 до 6 миль под дном океана и где-то от 12 до 56 миль под континентами.

Эта зона долгое время считалась границей кора-мантия, где материал постепенно остывает и прилипает к вышележащей коре. Но некоторые лабораторные исследования предполагают, что, возможно, Мохо представляет собой зону, где вода, просачивающаяся из вышележащей коры, вступает в реакцию с мантийными перидотитами с образованием типа минерала, называемого серпентином. Дик и МакЛауд полагают, что такая возможность является захватывающей. Геохимические реакции, в результате которых образуется серпентин, также производят водород, который затем может реагировать с морской водой с образованием метана, источника энергии для некоторых типов бактерий.Или, как отмечают исследователи, Мохо может быть чем-то еще, совершенно неизвестным науке.

Ключ к разгадке секретов мантии - найти правильное место для бурения. Материал мантии поднимается на дно океана на срединно-океанических хребтах, где тектонические плиты медленно раздвигаются. Но эти образцы просто не годятся. Работа через несколько миль коры под дном океана значительно изменяет материал, делая образец мантии нерепрезентативным для того, что находится глубоко под землей.По словам Дика, бурение более глубоких участков на одном из этих гребней также проблематично. «На океанском хребте или на его непосредственных склонах кора слишком горячая, чтобы пробурить более одного или двух километров».

Итак, он и его коллеги проводят бурение в месте на юго-западе Индийского океана, которое называется «Банк Атлантис», что находится примерно в 808 милях к юго-востоку от Мадагаскара. По словам Дика, многие факторы делают это место отличным местом для экспедиции.

Структурный геолог Карлотта Феррандо исследует некоторые керны на предмет трещин и прожилок, которые могут сказать ей, были ли породы деформированы.(Билл Кроуфорд, IODP JRSO) Крошечные деформированные минеральные зерна в этом образце нижней коры, тонко нарезанные и зажатые между материалами, чтобы пропускать поляризованный свет, показывают, как частично расплавленная порода сжималась и растягивалась, когда она поднималась к морскому дну на берегу Атлантиды.(Билл Кроуфорд, Международная программа открытия океана) Геолог Джеймс Натланд (слева) и один из руководителей экспедиции Генри Дик (в центре) и Крис МакЛауд (справа) исследуют то, что, по мнению группы, является самым широким керном, когда-либо обнаруженным в рамках программы бурения в океане.(Бенуа Ильдефонс, IODP)

Например, этот участок морского дна размером с Денвер находится на поверхности океанской коры, возраст которой составляет около 11 миллионов лет, что делает ее достаточно холодной, чтобы ее можно было просверлить.С другой стороны, вершина берега представляет собой плато площадью 9,7 квадратных миль, которое находится в пределах 2300 футов от поверхности океана. Это делает прикосновение к дну океана там, в отличие от морского дна глубиной 3,7 мили поблизости, несложной задачей. Сильные океанские течения в этом районе не позволяют наносам накапливаться на морском дне, в результате чего корка остается открытой. Он также относительно тонкий - предыдущая сейсмическая разведка этого района показала, что толщина земной коры составляет всего 1,6 мили.

Более того, океаническая кора под Банком Атлантис сформировалась на участке срединно-океанического хребта, где верхние слои зарождающейся коры распространялись в одном направлении от рифта, а нижние слои двигались в другом.Ученые пока не знают, как и почему это произошло. Но из-за так называемого асимметричного распространения, которое, вероятно, происходит на значительной части срединно-океанических хребтов мира, Банк Атлантиды не покрыт хрупкими слоями верхней коры, которые могут разрушиться и упасть в яму во время бурения. - говорит Дик. Такой мусор может повредить сверло или вызвать его заедание, а также затруднить вымывание более мелких кусков породы и грязи из скважины.

Несмотря на преимущества бурения на банке Атлантис, экспедиция терпела неудачи, типичные для многих проектов морского бурения.Проблемы с загрузкой корабля задержали отъезд команды из Коломбо, Шри-Ланка, на день. Оказавшись на месте, группа сломала буровую коронку, но, прежде чем они смогли выудить куски из ямы, им пришлось собраться и отвезти больного члена экипажа на север, в сторону Маврикия, чтобы встретить береговый вертолет для медицинской эвакуации. Корабль, названный JOIDES Resolution, вернулся почти через неделю, и затем ему пришлось провести пару дней, используя сильный магнит, чтобы попытаться восстановить части их сломанного бурового долота.

Они так и не нашли те недостающие части. Но во время последней попытки с использованием сильного вакуума, чтобы попытаться проглотить их, экспедиция вернула, возможно, кусок океанской коры самого большого диаметра из когда-либо обнаруженных. Цилиндр из темной крупнозернистой породы, называемый габбро, имеет 7 дюймов в поперечнике - в три раза больше обычного размера - и 20 дюймов в длину.

Целевая глубина этой экспедиции составляла 4265 футов в земную кору, едва на полпути к мантии. К сожалению, по состоянию на 22 января бурение достигло глубины 2330 футов под морским дном.

К моменту публикации этой статьи буровые работы в банке Atlantis Bank будут завершены - для этого этапа проекта. Второй, уже одобренный этап миссии, мы надеемся, завершит задачу и войдет в мантию. Но это может произойти через два-пять лет. По словам Дика, конкуренция за время отгрузки со стороны других команд, желающих бурить в другом месте мира, очень высока.

Однако научная группа не уйдет с первого этапа этого проекта с пустыми руками, говорит МакЛауд.Также важно извлекать образцы из всей земной коры. «Мы понятия не имеем, каков основной состав океанской коры в любой точке земного шара», - говорит Дик. По его словам, породы нижней коры, ранее извлеченные из других мест глубокого бурения, оказались совсем не такими, как ожидалось исследователями.

Проект Atlantis Bank позволит взглянуть на химический состав нижней коры. А полный профиль всего слоя поможет ученым понять, как магмы там химически и физически трансформируются, включая то, как мантийные породы кристаллизуются и прикрепляются к нижней поверхности коры.

Как только исследователи в конце концов получат образец мантии, другие команды смогут дополнить проект собственными экспериментами, говорит Маклауд. «Будущие экспедиции могут сбрасывать инструменты в яму на долгие годы». Например, сейсмологи могут отправить датчики в яму глубиной в несколько миль и затем напрямую измерить скорости сейсмических волн, пульсирующих через земную кору, а не делать выводы с помощью лабораторных тестов на небольших образцах горных пород. Исследователи также могут опустить в отверстие ряд датчиков температуры, чтобы измерить тепловой поток из недр нашей планеты.

Несомненно, образцы океанской коры и мантии, извлеченные в конечном итоге из банка Атлантис, а также данные, собранные из оставленной дыры, будут держать геологов и геофизиков занятыми на десятилетия вперед. Но терпение - это добродетель, и выжидать своего часа - вот что Дик, МакЛауд и их геофизические братья делали на протяжении десятилетий.

Примечание редактора: Эта статья была обновлена, чтобы исправить атрибуцию сейсморазведки Atlantis Bank.

Как космические путешествия влияют на психическое здоровье астронавтов / 2019

Коллаж из изображений, созданный Дэвидом Дезеллом Тернером.

Шел 1982 год. Космонавт Валентин Лебедев, примерно через пять месяцев своей 211-дневной миссии на космической станции «Салют-7», начал замечать, что по мере увеличения времени нахождения на станции состояние его психического здоровья ухудшалось. В своем дневнике он описал, как считал дни до завершения миссии, становясь все более раздражительным на своих товарищей по команде и из центра управления полетом - даже когда они просто спрашивали: «Как вы себя чувствуете?» - и даже потерял желание смотреть в окно.Борьба Лебедева с депрессией привлекла внимание к необходимости дополнительных исследований того, как опыт космических путешествий влияет на психологию астронавтов (Potter, 2008). Хотя после миссии Лебедева в освоении космоса произошли значительные успехи, нашему пониманию космической психологии еще предстоит пройти долгий путь. Доктор Тайлер Мур, психиатр, работавший с НАСА, объяснил в электронном письме автору [1]: «Главное, что нужно исследовать, - это все поведенческие аспекты.Мы довольно хорошо подготовлены, когда дело доходит до инженерной мысли ... но самым большим неизвестным, способным привести к сбою миссии, является человеческий фактор »(Мур, 2018). Астронавт, борющийся с проблемой поведенческого здоровья, может совершить ошибку, которая поставит под угрозу успех миссии или даже жизни членов экипажа (Caddy, 2018).

Плохой цикл сна может быть контрпродуктивным для космонавтов, чьи задачи могут включать в себя все, от проведения экспериментов до ремонта спутников, а также потенциально может нанести вред психическому здоровью космонавта.

Одним из основных способов воздействия космических путешествий на психическое здоровье астронавтов является нарушение режима сна. Ученый из Массачусетского технологического института доктор Эндрю Лю активно изучал этот феномен. По словам Лю: «Как только вы отправитесь в космос, не обязательно будут те же 24-часовые часы, что и здесь, на Земле ...». Так что без этого вам придется либо [установить график сна] искусственно, либо придумать какой-то способ поддерживать и обеспечивать, чтобы люди высыпались »(Liu, 2018).Из-за своей орбиты вокруг Земли за каждые 24 часа земных суток астронавты на Международной космической станции (МКС) видят 16 восходов и закатов (НАСА, 2018b). Однако резкое изменение циклов темного и светлого - не единственная причина нарушения режима сна космонавтов; Другой серьезной причиной является искусственное освещение станции. По словам Лю, искусственное освещение на станции в основном состоит из синего света определенной длины волны. К несчастью для космонавтов, «когда вы поздно ночью подвергаетесь воздействию синего света, ваше тело начинает думать:« О, ты хочешь поспать попозже », поэтому оно пытается не дать вам уснуть, поэтому вы не можете уснуть. получить высвобождение мелатонина, который поможет вам заснуть….(Телевизионные экраны и компьютеры также излучают синий свет, поэтому просмотр этих экранов поздно ночью может нарушить ваш сон.) Лю также объясняет, что у людей, которые постоянно теряют сон, как правило, снижена исполнительная функция или набор умственных процессов, связанных с концентрацией. и принятие решений. Когда люди постоянно спят меньше часов, чем необходимо, их результаты на ментальных тестах имеют тенденцию к снижению, даже если через некоторое время они обычно чувствуют, что приспособились к недостатку сна (Liu, 2018).Плохой цикл сна может быть контрпродуктивным для космонавтов, чьи задачи могут включать в себя все, от проведения экспериментов до ремонта спутников, а также потенциально может нанести вред психическому здоровью космонавта. Например, когда Валентин Лебедев проявлял признаки депрессии, у него также был беспорядочный режим сна (Potter 2008). Астронавт, страдающий от плохого сна, также может быть потенциально опасным для остальной части экипажа; например, космонавт, пилотирующий корабль, лишенный сна, может в конечном итоге подвергнуть опасности своих товарищей по команде.

Однако, когда его спросили, какой аспект космических путешествий потенциально наиболее вреден для психического здоровья космонавта, доктор Мур возражает, что это, вероятно, воздействие радиации. Атмосфера Земли защищает нас от наиболее вредной радиации, падающей из космоса. Однако в космосе у астронавтов больше шансов подвергнуться воздействию этого излучения, которое может вызвать лучевую болезнь или повреждение нервной системы и даже может увеличить их шансы заболеть раком (NASA, 2018a). Мур ссылается на сообщения об астронавтах, которые «видят« вспышки »во время сна», что, по его словам, вероятно, связано с частицами, «прорывающими» их глаза и мозг (Мур, 2018).Лю также объясняет, что последствия повышенного радиационного облучения - одна из наименее понятых опасностей длительных миссий: «Вероятно, единственный фактор дикой карты - это радиация. Например, если бы не было никакого радиационного повреждения, вы, вероятно, могли бы хорошо понять, как люди отреагируют на выполнение этой миссии и контроль своего [синего] света [для сна] ». (Лю, 2018). Поскольку полеты на Марс и за его пределы будут значительно дольше, чем текущие космические миссии, влияние радиации на астронавтов требует дополнительных исследований для адекватного понимания.

Работа астронавта Джона Грюнсфилда над космическим телескопом Хаббл - лишь один из примеров многих напряженных задач, которые должны выполнять астронавты. (НАСА, 2009)

Кроме того, космическое пространство - это не только физически требовательная среда, но также требовательная к умственным и эмоциональным нагрузкам. Члены экипажа вынуждены жить в замкнутом пространстве, вдали от своих семей в течение длительных периодов времени, и выполнять сложные задачи, такие как ремонт спутников, их работа постоянно проверяется экспертами на Земле.Иногда на них оказывается давление; в 1980-х годах китайский специалист по полезной нагрузке Тейлор Ван пригрозил не возвращаться на Землю после того, как его эксперимент потерпел неудачу (NASA, 2016b; Morris, 2017). В других случаях страх перед космическими опасностями может поставить под угрозу член экипажа; Астронавт Гарри Хартсфилд сказал о своем члене экипажа: «У нас был один специалист по полезной нагрузке, который был одержим люком. «Вы имеете в виду, что все, что мне нужно сделать, это повернуть эту ручку, и люк открывается, и весь воздух выходит?» Это было немного страшно… поэтому мы начали запирать люк »(Моррис, 2017).Сообщалось даже о случае, когда вся команда миссии могла разделять одно и то же заблуждение; В 1976 году полет советского корабля «Союз-21» пришлось прекратить после того, как экипаж пожаловался на ужасный запах. Однако причина запаха так и не была обнаружена, и в недавнем отчете НАСА предполагалось, что команда просто представила запах (NASA, 2016b).

Каким бы негостеприимным ни был космос с точки зрения физиологического здоровья, само по себе космос не может быть опасен для психического здоровья (за исключением, возможно, радиационного облучения).Психиатр НАСА доктор Гэри Бевен утверждает: «Одно заблуждение - это озабоченность или теория о том, что среда космического полета может быть изначально вредной или опасной с психологической точки зрения…. Оказалось, что любые ранее сообщенные проблемы с поведенческим здоровьем возникают из-за общих проблем с землей »(Inglis-Arkell, 2012). Фактически, менее двух процентов медицинских проблем, о которых сообщалось во время 89 миссий шаттла в период с 1981 по 1998 год, были связаны с поведенческим здоровьем, в то время как более 40 процентов были связаны с проблемами с приспособлением к отсутствию гравитации (Morris, 2017).Бевен также указывает, что эти «проблемы с землей» - например, наличие членов экипажа с конфликтующими типами личности в замкнутом пространстве - могли быть причиной многих психологических проблем миссий «Мир» и «Салют» (Inglis-Arkell, 2012). Например, по сообщениям, между космонавтами космического корабля "Союз-21" и станцией "Салют-5" возникла напряженность - та же миссия, которая была прекращена после того, как экипаж сообщил об ужасном запахе (НАСА, 2016b). Также, по словам Бевена, некоторые астронавты НАСА на борту космической станции «Мир» боролись с депрессией и чувством одиночества (Inglis-Arkell, 2012).

Удивительно, но некоторые исследования показывают, что космические путешествия действительно могут быть полезны для психического благополучия космонавта.

Удивительно, но некоторые исследования показывают, что космические путешествия действительно могут быть полезны для психического благополучия космонавта. В исследовании 2007 года исследователи-психиатры д-р Дженнифер Ритшер, д-р Ник Канас, д-р Ева Илье и Стефани Сэйлор пришли к выводу, основываясь на группе ранее проведенных исследований, что космические миссии являются примером салютогенеза , процесса на которых положительно влияет необходимость адаптации к суровой и стрессовой среде.То же самое явление происходит с некоторыми людьми в такой же почти непригодной для жизни окружающей среде, например, с исследователями на полярных станциях или людьми, путешествующими на подводных лодках. Исследователи измерили уровни стресса у испытуемых до и после того, как они адаптировались к своей суровой окружающей среде, и опыт адаптации, похоже, действительно снизил их уровень стресса. Опросы показывают, что многие астронавты проходят такую ​​же адаптацию (Ritsher, Kanas, Ihle, & Saylor, 2007). В одном исследовании Ритшер, Иле и Канас разослали анонимные опросы 175 астронавтам; из 39, вернувших опрос, все положительно отреагировали на космический полет, что привело исследователей к выводу, что «пребывание в космосе - это значимый опыт, который производит неизгладимое положительное впечатление на астронавтов и космонавтов» (Ihle, Ritsher & Kanas, 2006 г.).Авторы, однако, предупреждают, что эти выводы «следует рассматривать как предварительные, учитывая небольшой размер выборки и возможность систематической ошибки самоотбора» (Ihle, Ritsher and Kanas, 2006).

Другой опрос 54 астронавтов показал, что «общий опыт и воодушевление от космического полета» помогли улучшить их общение как с центром управления полетом, так и со своими товарищами по экипажу (Ritsher, Kanas, Ihle, & Saylor, 2007). Другая группа исследователей проанализировала мемуары американских астронавтов Джона Гленна, Гордона Купера, Базза Олдрина и Майкла Коллинза; команда заметила, что все четыре астронавта сообщили, что их опыт в космосе повысил их духовность (Suedfeld & Weiszbeck, 2004; Ritsher, Kanas, Ihle, & Saylor, 2007).

Удивительно, но одним из факторов, который, вероятно, способствует этому салютогенному эффекту, является признание астронавтами и принятие потенциальной опасности. Отставной астронавт Марша Айвинс объясняет: «Мы понимаем опасность, связанную с полетом человека в космос, и принимаем на себя этот риск, потому что считаем, что вознаграждение за освоение человеком космоса стоит того, чтобы пойти на такой риск». Далее она объясняет, что, несмотря на то, что тренировки и космические полеты заставляют астронавтов годами находиться под сильным давлением, «общий опыт - один из психических» (Ivins, 2019).К сожалению, упор на успех под давлением может удержать некоторых астронавтов от обращения за психиатрической помощью, когда они в ней нуждаются; эти астронавты могут чувствовать, что могут справиться с проблемами самостоятельно, и считают, что обращение за психиатрической помощью указывает на их слабость (Hylton, 2007). Тем не менее, по словам психиатра НАСА Гэри Бевена, астронавты на борту МКС обычно адаптируются к окружающей среде примерно через шесть недель, а многие хотят оставаться в космосе еще дольше. Бевен утверждает, что «с шестью правильно подобранными и хорошо обученными членами экипажа в относительно большом жилом и рабочем пространстве астронавты и космонавты действительно процветают в такой среде космического полета» (Inglis-Arkell, 2012).

Лебедев боролся с депрессией всего через семь месяцев; полет туда и обратно на Марс займет около 18 месяцев (Liu, 2018).

Несмотря на некоторые свидетельства космических путешествий, способствующих салютогенезу, отсутствие данных о поведенческой стороне космической психологии означает, что положительные и отрицательные эффекты космических путешествий на поведенческое здоровье все еще недостаточно изучены. Многие исследования психического здоровья космонавтов имеют относительно небольшие размеры выборки, поскольку исследования ограничены количеством людей, побывавших в космосе (Ritsher, Kanas, Ihle, & Saylor, 2007).Отсутствие информации в области космической психологии становится еще более насущной проблемой, если учесть тот факт, что мы еще меньше знаем о том, как астронавты будут реагировать на более длительные миссии. Лебедев боролся с депрессией всего через семь месяцев; полет туда и обратно на Марс займет около 18 месяцев (Liu, 2018). Даже Ритшер, Канас, Иле и Сэйлор признают: «Ожидается, что уровень стресса будет еще выше во время запланированных экспедиционных миссий на Марс. Следовательно, риск негативных последствий для психического здоровья… не является незначительным и представляет серьезную угрозу для успеха миссии »(Ritsher, Kanas, Ihle, & Saylor, 2007).Понимание природы и причин этих потенциальных поведенческих проблем и разработка мер по их смягчению имеет первостепенное значение, если мы хотим отправить астронавтов на Марс и за его пределы.

К счастью, НАСА прилагает усилия для снижения рисков для психического здоровья астронавтов. Большая часть этих усилий включает создание реалистичных симуляторов космических миссий здесь, на Земле. В 2014 году НАСА представило аналог исследований с участием человека (HERA), среду обитания в Космическом центре Джонсона, предназначенную для моделирования различных миссий, включая путешествие к астероиду.HERA воспроизводит изоляцию и ограничение космических миссий, а также другие аспекты жизни в космосе. Как и в реальной миссии, «астронавты» HERA придерживаются строгого режима сна и в основном потребляют сублимированные продукты. Экипаж также поддерживает постоянный контакт с центром управления миссией, но, как и в реальной миссии такого масштаба, связь страдает 10-минутной задержкой (NASA, 2019; Mallonee, 2017). Миссии могут длиться до 45 дней (НАСА, 2019). Хотя HERA не является идеальной симуляцией - поскольку HERA не может, например, воспроизвести микрогравитацию, - в среде обитания есть шлемы виртуальной реальности на борту, позволяющие астронавтам моделировать такие задачи, как пилотирование корабля и прогулки в космосе.Девять видеокамер на борту и биометрические трекеры, которые носят участники, позволяют НАСА постоянно контролировать экипаж (Mallonee, 2017). HERA - лишь одна из многих аналоговых миссий, помогающих НАСА лучше понять, как ограничение и изоляция космических путешествий влияет на психологию астронавтов (NASA, 2016a).

Потенциальные космонавты проходят обучение, чтобы укрепить навыки, необходимые для успеха миссии, такие как разрешение конфликтов, лидерство и управление стрессом (Clay, 2016).

Кроме того, потенциальные астронавты НАСА должны пройти обширную психологическую оценку и подготовку, чтобы их можно было даже рассмотреть для участия в программе астронавтов (Lewis 2014; Clay 2016). Процесс оценки начинается с предварительного набора интервью, за которым следует набор психиатрических интервью. Психиатр изучает кандидатов на предмет факторов, которые потенциально могут их дисквалифицировать, например, психическое заболевание или даже семейные проблемы (Lewis, 2014). Кандидаты с наибольшими шансами на поведенческую катастрофу в космосе дисквалифицируются.Кандидаты в астронавты также оцениваются на основе «личности, эмоциональной стабильности, собеседований, оценки результатов полевых упражнений и требований семьи», чтобы определить их пригодность для космических путешествий (NASA, 2016). В дополнение к этим оценкам кандидаты должны выполнить серию полевых учений в Космическом центре Джонсона, призванных воспроизвести условия реальной миссии (Lewis, 2014). Потенциальные космонавты проходят обучение, чтобы укрепить навыки, необходимые для успеха миссии, такие как разрешение конфликтов, лидерство и управление стрессом (Clay, 2016).Поскольку люди со временем могут меняться, процесс психиатрической оценки и обучения несовершенен и может становиться менее точным с течением времени (NASA, 2016b). Тем не менее, тщательная психологическая оценка необходима для успеха будущих миссий и минимизации рисков для психического здоровья в космосе.

У экипажей миссии также есть медицинские контрмеры в случае возникновения поведенческой чрезвычайной ситуации. На космическом шаттле в комплекте были лекарства от депрессии, психоза, беспокойства, бессонницы, усталости, боли и космической болезни движения.Текущая аптечка на МКС включает два антидепрессанта, два нейролептика и два анксиолитика (для лечения тревожности). (К сожалению, не так много данных о том, как эти препараты повлияют на человеческое тело в условиях микрогравитации.) Кроме того, медицинские работники экипажа и летные хирурги имеют доступ к седативным средствам и средствам физического сдерживания в случае, если нарушение поведения члена экипажа угрожает безопасности. остальная часть экипажа (НАСА, 2016b).

Экипаж Международной космической станции вместе встречает Новый год.(НАСА, 2017)

Еще один способ снизить риски для психического здоровья - повысить шансы экипажа получить салютогенный опыт (Ritsher, Kanas, Ihle, & Saylor, 2007), именно поэтому в НАСА есть группа по поведенческому здоровью. Группа по поведенческому здоровью пытается сделать все возможное, чтобы эти космические астронавты чувствовали себя заземленными, включая удаленную проверку поведенческого здоровья членов экипажа, консультации по созданию безопасных графиков рабочего отдыха для предотвращения переутомления и работу с клиническими психиатрами для оказания помощи в случае возникновения каких-либо проблем. возникают проблемы с психическим здоровьем.Они также поощряют семьи членов экипажа делать посылки для ухода (или делают их сами) и отправляют их на Международную космическую станцию. Команда координаторов психологической поддержки также помогает космонавтам проводить видеоконференции с их семьями. По словам Бевена, астронавтам на МКС предоставляется «достаточный сон, здоровая и вкусная еда, упражнения, значимая работа, свободное время, доступность социальных и развлекательных мероприятий - музыка, фильмы, общение с семьей и друзьями - уединение, достаточное пространство». и поддерживающая наземная команда »(Inglis-Arkell, 2012).Ученые даже изучают различные виды освещения, которые, как мы надеемся, будут менее вредными для режима сна космонавтов (Brainard, 2018). Хотя неопределенность в отношении психологических последствий более длительных миссий все еще сохраняется, подобные разработки дают надежду на сохранение психического здоровья космонавтов в будущих космических путешествиях.

Представьте себе 2032 год. Команда астронавтов НАСА примерно через пять месяцев выполняет свою 18-месячную миссию на Марс. Путешествие не идеальное, но все в этой команде знают, что у них есть обширные ресурсы для эмоциональной поддержки, если что-то пойдет не так.Космос - это невероятный стресс, но они все вместе преодолевают его. Они приспособятся. Они будут катиться от ударов. И благодаря кропотливому труду космических психологов всем от этого будет лучше.

Список литературы

Брейнард, Дж. К. и Локли, С. У. (8 ноября 2018 г.). Тестирование контрмер твердотельного освещения для улучшения циркадной адаптации, сна и производительности во время высокоточных аналоговых и летных исследований для Международной космической станции. Получено 22 июля 2019 г. с сайта https: // www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=2013

Кэдди, Б. (9 июля 2018 г.). Технология, которая может сделать астронавтов счастливыми в их полетах к звездам. TechRadar. Получено 22 июля 2019 г. с сайта https://www.techradar.com/news/the-tech-that-could-keep-astronauts-happy-on-their-missions-to-the-stars

.

Клэй Р. (2016, сентябрь). 4 вопроса Келли Слэк, PhD. Монитор по психологии, 47 (8). Получено 21 июля 2019 г. с сайта https: // www.apa.org/monitor/2016/09/people-slack

Хилтон, Х. (2007, 8 февраля). Почему астронавты не любят психиатров. Время. Получено 22 июля 2019 г. с сайта http://content.time.com/time/health/article/0,8599,1587495,00.html

.

Иле, Э. К., Ритшер, Дж. Б. и Канас, Н. (2006). Положительные психологические результаты космического полета: эмпирическое исследование. Авиация, космос и медицина окружающей среды , 77 (2), 93–101.

Ивинс, М. (29 марта 2017 г.). Что Голливуд ошибается в отношении женщин-космонавтов и реальности космоса. Время. Получено 21 июля 2019 г. с сайта https://time.com/4716473/hollywood-misconceptions-about-female-astronauts-space/

.

Инглис-Аркелл, Э. (2012, 11 декабря). Что делает космическое путешествие с вашим разумом? Постоянный психиатр НАСА раскрывает все. Gizmodo. Получено 22 июля 2019 г. с https://io9.gizmodo.com/5967408/what-does-space-travel-do-to-your-mind-nasas-resident-psychiatrist-reveals-all

.

Льюис, Р. (23 февраля 2015 г.). Психического здоровья. Получено 22 июля 2019 г. с http://www.http: //www.nasa.gov/content/behavioral-health

Льюис, Т. (12 августа 2014 г.). Правильный (умственный) материал: раскрыта психология астронавта НАСА. Space.com . Получено 21 июля 2019 г. с сайта https://www.space.com/26799-nasa-astronauts-psychological-evaluation.html

.

Лю, А. (4 декабря 2018 г.). Личное интервью.

Мэллони, Л. (7 ноября 2017 г.). Проведение 45 дней внутри фальшивого космического корабля во имя науки. Проводной. Получено 21 июля 2019 г. с https: // www.wired.com/story/nasa-hera-space-simulator-mission/

Мур, Т. (1 декабря 2018 г.). Электронное письмо.

Моррис, Н. П. (14 марта 2017 г.). Психическое здоровье в космическом пространстве. Получено 1 декабря 2018 г. с https://blogs.scientificamerican.com/guest-blog/mental-health-in-outer-space/

.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. (2016а, 17 февраля). Об аналоговых миссиях. Получено 21 июля 2019 г. с сайта https://www.nasa.gov/analogs/what-are-analog-missions

.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.(2016b, 11 апреля). Доказательства: Риск неблагоприятных когнитивных или поведенческих состояний и психических расстройств (Поведенческие и психиатрические неотложные состояния). Получено 22 июля 2019 г. с сайта https://humanresearchroadmap.nasa.gov/Evidence/reports/BMed.pdf

.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. (2018a, 13 апреля). Почему космическое излучение имеет значение. Получено 22 июля 2019 г. с сайта https://www.nasa.gov/analogs/nsrl/why-space-radiation-matters

.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.(2018b, 27 апреля). Факты и цифры о Международной космической станции. Получено 22 июля 2019 г. с https://www.nasa.gov/feature/facts-and-figures

.

НАСА. (2019, июль). Программа человеческих исследований Аналоговые данные об объектах и ​​возможностях исследований человека (HERA). Получено 21 июля 2019 г. с https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/2019_hera_facility_capabilities_information.pdf

.

Поттер, Н. (18 августа 2008 г.). Чувствуя себя низко вверх высоко: одинокий космонавт.Получено 2 декабря 2018 г. с https://abcnews.go.com/Technology/story? Id = 5588291 & page = 1

.

Ритшер, Дж. Б., Канас, Н. А., Иле, Э. К., и Сэйлор, С. А. (2007). Психологическая адаптация и салютогенез в космосе: уроки из серии исследований. Acta Astronautica , 60 (4), 336–340. Https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2006.09.002

Серрано, А. (6 февраля 2007 г.). Астронавт пойман по делу о причудливом похищении. CBS News. Получено 22 июля 2019 г. с https: // www.cbsnews.com/news/astronaut-nabbed-in-bizarre-kidnap-plot/

Suedfeld, P., & Weiszbeck, T. (2004). Воздействие космического пространства на внутреннее пространство [Аннотация]. Aviat Space Environ Med, 75 (7). Получено 22 июля 2019 г. с сайта https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15267069.

Цитирование изображений

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. (2009). Неделя работы над телескопом Хаббл [фотография]. Получено с https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_Feature_1355.html

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. (2017). Космонавты празднуют Новый год [Фотография]. Получено с https://www.space.com/35195-space-station-rings-in-2017.html

.

[1] В исследовании для данной статьи использовались как первичные, так и вторичные источники. Автор провел интервью по электронной почте с психиатром доктором Тайлером Муром и личное интервью с исследователем из Массачусетского технологического института доктором Эндрю Лю.

Вернуться к содержанию

Миссия на Марс

Даже на самом близком расстоянии, когда Земля и Марс приближаются друг к другу по своим продолговатым орбитам, расстояние между нашей синей сферой и красной планетой составляет 35 миллионов миль.Но это расстояние не помешало НАСА и другим космическим агентствам нацелиться на полет человека на Марс, для которого астронавтам потребуется прожить в космосе не менее двух с половиной лет. НАСА работает над тем, чтобы доставить астронавтов на Марс к началу 2030-х годов, говорит Томас Уильямс, доктор философии, психолог и главный научный сотрудник космического центра имени Джонсона НАСА в Хьюстоне, штат Техас, по человеческим факторам и поведенческим характеристикам. В декабре президент Дональд Трамп подписал директиву о космической политике, предписывающую космическому агентству возвращать астронавтов на Луну.Прошло почти 46 лет с тех пор, как астронавты в последний раз выходили за пределы земной орбиты, и миссия на свежую луну послужит рябой ступенькой к следующей миссии человека на Марс.

Чтобы добраться туда, нужны не только ракетостроение, но и наука о человеке, которая может быть даже более сложной, чем совершенствование силовых установок и шасси.

НАСА нелегко относится к этим вызовам, говорит Уильямс. Ученые тщательно оценивают физиологические, психологические и социальные факторы, связанные с путешествием на Марс, при этом НАСА проводит исследования независимо, а также в партнерстве с экспертами за пределами агентства.«Мы обеспокоены рисками, которые поведенческое здоровье и производительность могут представлять для миссии на Марс в рамках нашего текущего понимания, но у нас есть передовые исследователи, которые помогут нам ответить на эти вопросы», - говорит он. «Все это мы не считаем непреодолимым».

Вдали от дома

Ученые десятилетиями изучали последствия жизни в космосе. С 1971 года астронавты (и их российские коллеги, космонавты) провели недели или месяцы, обитая на ряде космических станций, вращающихся вокруг Земли.Текущая версия, Международная космическая станция (МКС), приняла свой первый экипаж в 2000 году и с тех пор находится в эксплуатации.

Исследования с космической станции предоставили полезную информацию о том, как астронавты реагируют на проблемы космоса, такие как микрогравитация, заключение и изоляция, говорит Ник Канас, доктор медицины, заслуженный профессор психиатрии Калифорнийского университета в Сан-Франциско, который давно изучал космическую психологию. Но межпланетные путешествия - это совсем другое дело, - говорит он.«Марс находится очень далеко, и такое расстояние имеет психологические последствия».

В настоящее время астронавты проводят на МКС около шести месяцев подряд. На данный момент самый продолжительный период, проведенный в космосе, составляет 437 дней - это рекорд, установленный космонавтом Валерием Поляковым на борту российской станции «Мир». Многолетнее путешествие - это неизведанная территория, и долгое время можно провести в тесноте с тремя или четырьмя другими людьми. «Будет сложно получить такую ​​социальную новизну, которую мы так жаждем», - говорит Канас.А поскольку экспедиция на Марс, вероятно, станет совместным усилием стран, этим астронавтам придется преодолеть культурные различия, чтобы жить и работать вместе.

Более того, связь между Землей и кораблем, направляющимся к Марсу, будет задержана до 20 минут в каждую сторону. Если космонавт задает вопрос, может пройти 40 минут, прежде чем он или она получит ответ. «Мы знаем, что возможность разговаривать в режиме реального времени с семьей и людьми, находящимися в центре управления полетом, очень важна для астронавтов», - говорит Канас.«Когда вы убираете это, это создает настоящий конфликт».

Сложность разговора с членами семьи на земле может способствовать одиночеству и психологическим проблемам, таким как тревога или депрессия. Астронавтам также придется быть гораздо более автономными и подготовленными к самостоятельным действиям в чрезвычайных ситуациях, поскольку они не смогут полагаться на советы центра управления полетами в режиме реального времени. «Задержка связи приведет к тому, что экипажам придется решать свои собственные проблемы, включая неотложные медицинские или психологические проблемы», - говорит Канас.

Другая проблема заключается в том, как астронавты могут отреагировать на то, что они находятся так далеко от Земли. Многие астронавты МКС сообщают, что созерцание и фотографирование Земли сверху - любимое занятие, которое может уменьшить стресс и даже вызвать духовные или трансцендентные переживания, как описал Канас в обзоре психосоциальных проблем, связанных с дальними космическими путешествиями ( Acta Astronautica , том 103, №1, 2014 г.). Но этот перк будет недоступен за 35 миллионов миль.«Никто не знает, как выглядит Земля как точка в небе», - говорит он. «Может быть, это не подействует, но может быть».

Плавающие вопросы

Физические проблемы жизни в космосе также могут иметь последствия для психологического благополучия. Одной из главных проблем является то, как космическое излучение повлияет на тело. За пределами защитного пузыря атмосферы Земли космическое излучение представляет серьезную угрозу для ДНК, клеток и тканей человека. «Это может повлиять на центральную нервную систему и изменить структуру и функции мозга», - говорит Уильямс.

В исследованиях на животных ученые НАСА изучают, как хроническое облучение может повлиять на работу мозга. Недавно Чарльз Лимоли, доктор философии из Калифорнийского университета в Ирвине, и его коллеги подвергли мышей воздействию заряженных частиц, имитирующих космическое излучение. Они обнаружили структурные изменения в мозге мышей, такие как уменьшение сложности дендритов, расширений, ответвляющихся от нейронов. Более того, у мышей также наблюдались изменения в поведении, включая дефицит памяти, повышенную тревожность и дефицит управляющих функций ( Science Reports , Vol.6, No 1, 2016).

Исследователи также изучают факторы, которые могут усугублять или минимизировать эти эффекты, говорит Уильямс. Например, ученые изучают концепцию когнитивного резерва, согласно которой образование и опыт могут помочь защитить мозг от физических повреждений (таких как патологические изменения, связанные с болезнью Альцгеймера). Ученые НАСА изучают, может ли когнитивный резерв защитить от радиации в космосе.

Эффект измененной гравитации - еще одна активная область для космических ученых.Плавание в невесомости может показаться забавным, но оно может привести к физическим проблемам, включая укачивание, мышечное истощение и изменение зрительного восприятия. Эти изменения могут иметь негативные последствия для психологического благополучия, отмечает Уильямс. Например, выполнять регулярные упражнения намного сложнее, если ваши ноги не касаются земли, а физическая активность, как известно, способствует положительному психическому здоровью.

Невесомость может также удивительным образом способствовать возникновению психологических проблем. Например, камни в почках чаще встречаются в условиях измененной гравитации, а камни могут повышать риск инфекций мочевыводящих путей, говорит Уильямс.В некоторых случаях недиагностированные ИМП могут вызвать спутанность сознания или делирий, которые можно принять за психическое расстройство. Работа исследователей по выявлению точек между этими возможными рисками имеет важное значение для подготовки космонавтов к жизни в космосе. «Важно осознавать, какие заболевания могут возникнуть в результате этих изменений окружающей среды», - говорит Уильямс. «Если у кого-то есть заболевание, мы не хотим рассматривать это как психологическую проблему».

Психическое здоровье на Марсе

Длительную невесомость трудно изучать на Земле, где невозможно нейтрализовать влияние гравитации нашей планеты.Но многие другие особенности расширенной космической миссии могут быть воссозданы в так называемых космических аналоговых исследованиях, проводимых в замкнутых и изолированных средах.

На сегодняшний день крупнейшим таким исследованием стал проект Mars500, проводившийся Институтом биомедицинских проблем Российской академии наук в 2010–2011 годах. В течение 520 дней шесть здоровых участников-мужчин из нескольких стран жили в закрытом модуле в России, который имитировал ощущение и функционирование шаттла на Марс. Члены экипажа имели военное и инженерное образование, аналогичное традиционному опыту космонавтов и космонавтов.Во время моделирования члены экипажа выполняли плановое техническое обслуживание и научные эксперименты, были изолированы от земных циклов свет-темнота и испытывали задержки связи, как и во время полета на Марс.

Этот эксперимент вызвал некоторые опасения, говорит Дэвид Дингес, доктор философии, психолог из Университета Пенсильвании, который занимается хронобиологией и изучал астронавтов на МКС и в космических аналоговых средах. Он и его коллеги зафиксировали психологические и поведенческие изменения среди участников Mars500.Они обнаружили, что один член экипажа испытывал симптомы депрессии от легкой до умеренной в течение большей части своего заключения. Двое других испытали аномальные циклы сна и бодрствования, а другой сообщил о бессоннице и физическом истощении ( PLOS One , Vol. 9, No. 3, 2014).

В том же исследовании он и его коллеги также обнаружили, что два члена экипажа, у которых был самый высокий уровень стресса и истощения, были вовлечены в 85 процентов предполагаемых конфликтов с другими членами экипажа и руководителями миссии.Другими словами, единственный находящийся в стрессе космонавт может вызвать проблемы, которые повлияют на всю миссию.

В другом исследовании Динджес и его коллеги более внимательно изучили особенности сна и активности членов экипажа Mars500. Они обнаружили, что по прошествии нескольких месяцев члены экипажа стали вести малоподвижный образ жизни в бодрствующем состоянии. Они также проводили больше времени во сне и отдыхе, что исследователи охарактеризовали как своего рода поведенческое «оцепенение» для сохранения энергии. Четверо из шести членов экипажа испытали проблемы со сном в течение 520 дней в псевдопространстве, включая нарушение графика сна и бодрствования, снижение качества сна, переход на дневной сон и снижение работоспособности, связанное с хронической потерей сна ( PNAS , Vol.110, № 7, 2013).

Некоторые из этих проблем могут быть решены путем оптимизации освещения, чтобы более точно имитировать 24-часовой цикл и УФ-спектр солнечного света на Земле, говорит Дингес. «Мы - циркадный вид, и если у вас нет надлежащего освещения для поддержания этой хронобиологии, это может создать серьезные проблемы для членов экипажа», - объясняет он. По его словам, в этом могут быть виноваты и другие элементы, такие как стресс или операционные факторы, связанные с графиком работы бригады. Но необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью понять эти факторы.

Навыки совладания

Динджес входит в большую группу ученых, работающих над пониманием и предотвращением психосоциальных проблем, которые могут возникнуть в космосе. В новом проекте, поддерживаемом НАСА, он и его коллеги из учреждений по всей стране ищут биологические индикаторы, которые дают ключ к разгадке эмоциональной, социальной и когнитивной устойчивости человека. «Мы знаем, что существуют существенные индивидуальные различия в том, как люди справляются с различными стрессовыми факторами, но мы не понимаем, почему это так, и, что более важно, как заранее определить, как люди могут справиться, или как помочь им в этом. ," он говорит.

НАСА уже применяет комплексный процесс физического и психологического обследования для выявления астронавтов, которые могут выжить в стрессовых условиях космического полета. Биомаркеры устойчивости могут добавить новое измерение к этой оценке. Однако отбор астронавтов с улучшенными биологическими качествами не обязательно является целью, говорит Дингес. Вместо этого он предполагает, что такие биомаркеры будут использоваться в исследованиях для выявления и тестирования лекарств или поведенческих стратегий, которые могут повысить устойчивость.

«Биомаркеры можно использовать для определения того, как максимизировать эти контрмеры», - говорит он.«Поведенческие проблемы серьезны, и задача состоит не только в том, чтобы выяснить, кто может оптимально справиться, но и в том, как оказать помощь тем, кто в ней нуждается».

Еще слишком рано говорить, удастся ли ученым найти анализ крови для измерения устойчивости. Но с таким тестом или без него для полета на Марс требуется стратегия, которая поможет астронавтам справиться со стрессом и поддерживать эмоциональное благополучие.

Рафаэль Роуз, доктор философии, психолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе - один из ученых, внесших свой вклад в эту работу.Он изучал программу управления стрессом среди участников Гавайского проекта по исследованию космического пространства и моделирования (HI-SEAS), исследования, проведенного Гавайским университетом в Маноа. Во время пятой части проекта в 2017 году шесть мужчин и женщин провели восемь месяцев, живя и работая в изолированном комплексе на скалистом потустороннем ландшафте Мауна-Лоа.

В ходе этого проекта участники использовали программу Роуза «Тренинг по управлению стрессом и устойчивости для оптимальной работы» (SMART-OP).Программа включает в себя множество самостоятельных модулей, таких как видео-демонстрации стратегий разрешения конфликтов и игра с биологической обратной связью, которая помогает пользователю практиковать регулирование своего дыхания и частоты сердечных сокращений. Роуз говорит, что НАСА изучает результаты, которые еще не были обнародованы. Но он оптимистично настроен, программа многообещающая. «Участники сочли программу действительно полезной и полезной, что является хорошим признаком того, что люди действительно будут ею пользоваться, и что-то, что можно интегрировать в будущие тренинги или миссии.”

«Эти бригады состоят из замечательных людей, которые уже достаточно устойчивы для начала», - говорит Роуз. «Но мы можем снизить риск любых проблем с поведенческим здоровьем, решив проблемы заранее, путем обучения и предоставив людям возможность решать любые возникающие проблемы».

Такие исследования, как Mars500 и HI-SEAS, важны, но не могут ответить на все вопросы о жизни в космосе. Размеры выборки крошечные. И участники знают, что на самом деле они не мчатся сквозь пустоту космоса.Конечно, есть такая неприятная вещь, как гравитация.

Тем не менее, хотя настоящая поездка на Марс может иметь уникальные факторы стресса, она также может быть наполнена волнением и удивлением. Для людей, которые давно мечтают исследовать новые рубежи, эти преимущества, вероятно, перевешивают потенциальные риски. «Реальность такова, что для астронавтов было бы очень интересно побывать первыми на Марсе», - говорит Уильямс.

5 научно доказанных преимуществ для здоровья от путешествий за границу

Когда вы в последний раз ездили за границу? Поездка по делам - это одно, но я говорю о том, чтобы собрать чемоданы, выйти из учетной записи электронной почты и отключиться от своей обычной рутины на неделю или больше.

Путешествовать по миру - это не только весело и увлекательно; есть обширные исследования, подтверждающие, что он очень полезен для вашего физического, психического и эмоционального здоровья.

Ознакомьтесь с пятью доказанными преимуществами

Американцы могут сказать, что им нравится путешествовать, но большинство из них не отправляются за границу очень часто. Согласно исследованию, опубликованному в отчете Hostelworld Global Traveler Report, американцы в два раза реже европейцев выезжают за границу и посещают более одной страны.

Средний житель Великобритании посетил 10 стран, немцы - восемь, а французы в среднем побывали в пяти странах.Но американцы? Их обычно посещают сразу трое. Фактически, 29 процентов взрослых американцев никогда не были за границей!

Когда граждане США пересекают границу, большинство из них посещают Канаду или Мексику. Доступность, очевидно, является важным фактором - около 71 процента американцев говорят, что уезжать из страны слишком дорого, - но это еще не все.

Учитывая то, что сегодня предлагают все сайты путешествий и сделок, вы можете путешествовать за границу, не обыскивая свою копилку. Возможно, многие американцы не осознают преимуществ поездки за границу - а таких много!

Путешествовать по миру - это не только весело и увлекательно; есть обширные исследования, подтверждающие, что он очень полезен для вашего физического, психического и эмоционального здоровья.

Давайте углубимся и рассмотрим некоторые преимущества для здоровья, которые исследователи изучили и подтвердили с научной точки зрения.

1. Путешествие делает вас здоровее

Согласно совместному исследованию Глобальной комиссии по старению и Центру пенсионных исследований Transamerica в партнерстве с Туристической ассоциацией США, путешествия фактически укрепляют ваше здоровье. Исследование показало, что женщины, которые отдыхают не менее двух раз в год, демонстрируют значительно меньший риск сердечного приступа, чем те, кто путешествует только каждые шесть лет или около того.

То же самое и с мужчинами. У мужчин, которые не берут ежегодный отпуск, риск смерти на 20 процентов выше, а риск сердечных заболеваний - на 30 процентов.

2. Путешествие снимает стресс

Хотя отсутствие стыковочного рейса или потеря багажа в иностранном аэропорту обязательно усилит ваше беспокойство, научно доказано, что путешествие снижает уровень стресса, причем довольно значительно.

СВЯЗАННЫЙ: Попробуйте эти простые одноминутные медитации, чтобы успокоить свой разум

Согласно одному исследованию, через три дня после отпуска путешественники сообщают, что чувствуют себя менее тревожными, более отдохнувшими и в хорошем настроении.Интересно, что эти преимущества, как правило, сохраняются в течение нескольких недель после завершения поездки.

3. Путешествие повышает вашу креативность

«Зарубежный опыт увеличивает когнитивную гибкость, глубину и интегративность мышления, способность устанавливать глубокие связи между разрозненными формами», - объясняет Адам Галински, профессор Колумбийской школы бизнеса, автор ряда книг. исследования, изучающие конкретные связи между творчеством и международными путешествиями.

Однако одного путешествия недостаточно.Галински обнаружил, что иностранные путешественники должны быть целеустремленными в привлечении внимания.

СВЯЗАННЫЕ С: 7 Creative Pep Talks, чтобы помочь вам в течение рабочей недели

«Ключевым, критическим процессом является мультикультурное взаимодействие, погружение и адаптация, - продолжает он. «Тот, кто живет за границей и не связан с местной культурой, скорее всего, получит меньше творческих способностей, чем тот, кто путешествует за границу и действительно участвует в местной среде».

4. Путешествие повышает счастье и удовлетворение

Большинство людей, как правило, чувствуют себя счастливее, путешествуя, и им, конечно же, не нужно беспокоиться о работе.Однако один из наиболее интересных выводов исследования Корнельского университета заключается в том, что люди также испытывают непосредственное увеличение счастья от простого планирования поездки.

Через три дня после отпуска путешественники сообщают, что чувствуют себя менее тревожными, более отдохнувшими и в хорошем настроении.

Исследование показало, что ожидание отпуска намного превышает ожидание приобретения физического владения. Таким образом, выгода от поездки за границу начинается задолго до самой поездки.

5. Путешествие снижает риск депрессии

Хотя в нашем обществе люди склонны избегать этой темы, депрессия, к сожалению, является серьезной проблемой. Миллионы американцев регулярно борются с депрессией, и врачи нередко прописывают слишком много лекарств от депрессии.

К счастью, существуют более здоровые альтернативы, позволяющие избежать безнадежности депрессивного состояния. Согласно исследованиям, путешествия могут быть одним из них.

Исследование, проведенное в клинике Маршфилд в Висконсине, показало, что женщины, которые отдыхают не менее двух раз в год, с меньшей вероятностью страдают от депрессии и хронического стресса, чем женщины, которые отдыхают менее одного раза в два года.

Куда вы поедете в этом году?

Итак, путешествие по миру приносит очевидные, научно обоснованные преимущества для здоровья. Морально, физически и эмоционально вы можете многого добиться, собирая чемоданы и посещая места, в которых вы никогда не были.

Если вы новичок в международных поездках и хотите немного помочить ноги, вероятно, нет лучшего направления, чем Лондон. Сильвен Сонет / Getty Images

Но куда вы пойдете? Стоит посетить тысячи мест по всему миру.Вот некоторые из них, которые должны быть на вашем радаре:

  • Лондон, Англия. Лондон - город, который нужно обязательно посетить. Если вы новичок в международных поездках и хотите замочить ноги, вероятно, лучшего места нет. В Лондоне не только есть чем заняться, но и дешево и легко добраться из большинства крупных городов США. Также отсутствует языковой барьер, что является бонусом для людей, которые нервничают по этому поводу.
  • Кейптаун, Южная Африка. Красота Кейптауна поражает воображение.Уникален не только ландшафт, но и изобилие дикой природы, в том числе Большая пятерка (лев, слон, мыс, буйвол, леопард и носорог). Здесь есть на что посмотреть; Независимо от того, предпочитаете ли вы быстрый темп или медленный и легкий, для вас найдется маршрут.
  • Люцерн, Швейцария. Если вы никогда не были в Швейцарии, Люцерн - фантастический первый город, который стоит посетить. Компактный, но оживленный город удобно расположен недалеко от аэропорта Цюриха. В городе не только много достопримечательностей, но и вы можете насладиться множеством пешеходных маршрутов недалеко от города.
  • Окленд, Новая Зеландия. Если вы хотите покататься на каяке к вулкану, спуститься по водопаду, поплавать с акулами или преодолеть сложные маршруты на горном велосипеде, в Окленде есть все, что может пожелать любитель приключений. О, и еще это город, который изобилует хорошей едой и развлечениями.

Для многих идея международных путешествий уже не так таинственна и волнует, как раньше. В мире, доступном через YouTube, Google Планета Земля и виртуальную реальность, многие думают, что они уже увидели все, что может предложить мир, хотя на самом деле они смотрели только на экран в нескольких дюймах от своего лица.

Если вы хотите ощутить научно доказанную пользу для здоровья от поездки за границу, вам следует начать планировать поездку. Собираетесь ли вы в Лондон, Кейптаун, Люцерн, Окленд или в другое место, посадка на самолет и полет в другое место, где вы в равной степени взволнованы и напуганы, - это здорово для вашего роста и развития.

Куда ты пойдешь?

Наука о мысленных путешествиях во времени и почему наша способность представлять будущее так важна для нашего человечества - Brain Pickings

Льюис Кэрролл Алиса в стране чудес остается одной из моих самых любимых книг, во многом потому, что Кэрролл использует свое логическое образование, чтобы наполнить причудливую историю аллегорическим измерением, сочетающим поэтическое с философским.А именно: Красная Королева помнит будущее, а не прошлое - абсурдное утверждение, пока мы думаем о времени как о линейном, а память как о принадлежащей прошлому, и все же пророческом, учитывая, как квантовая физика (по совпадению, идеальное аллегорическое исследование of Wonderland) понимает время и то, что современная когнитивная наука говорит нам о том, насколько эластично наше восприятие времени. Оказывается, Красная Королева гораздо лучше отражает то, как на самом деле работает человеческая память, чем мы осмеливаемся верить.

Иллюстрация из «Алисы в стране чудес» Лизбет Цвергер.(Щелкните изображение, чтобы узнать подробности)

«Быть ​​человеком», пишет Дэн Фальк в В поисках времени: история, физика и философия времени ( публичная библиотека, ), «означает осознавать течение времени; никакая концепция не лежит ближе к сердцевине нашего сознания » - о чем свидетельствует наш тысячелетний поиск по нанесению на карту этого невидимого измерения. Один из самых замечательных и эволюционно важных элементов переживания времени через человеческое сознание - это то, что психологи и когнитивные ученые называют ментальным путешествием во времени - мощной двунаправленной проекцией, сочетающей эпизодическую память, которая позволяет нам использовать наш автобиографический опыт и призывать вверх события, переживания и эмоции, которые произошли в прошлом, с возможностью вообразить и предвидеть будущие события.Фальк однозначно говорит об этом:

.

Без этого не было бы ни планирования, ни строительства, ни культуры; без воображаемой картины будущего нашей цивилизации не существовало бы.

Как оказалось, эпизодическая память - термин, введенный в начале 1970-х годов канадским нейробиологом Энделем Тулвингом, автором основополагающей книги Elements of Episodic Memory , - играет центральную роль в нашей способности к мысленным путешествиям во времени и, по мнению многих ученых, довольно уникальный для людей.В отличие от других аспектов памяти, таких как приобретение новых навыков, которые уходят корнями в «здесь и сейчас», Фальк указывает, что эпизодическая память позволяет нам «заглядывать назад во времени, используя наше воображение для повторного посещения практически любого события, которое произошло. мы выбираем." Это мысленное переживание прошлого может быть корнем некоторых явных человеческих недугов - возьмем, к примеру, тоскливое воспоминание о потерянной любви, - но оно также является центральным для нашего эволюционного выживания, позволяя нам предвидеть будущие результаты на основе прошлых и, таким образом, лучше планировать и быть более подготовленными к завтрашнему дню.(Темная сторона этой эволюционно полезной способности состоит в том, что излишнее планирование часто приводит к тому, что мы лишаемся счастья.)

И все же преимущества перевешивают затраты с точки зрения эволюции. Фальк объясняет:

Способность мысленно путешествовать во времени давала нашим предкам неоценимое преимущество в борьбе за выживание. Они считают, что существует глубокая связь между воспоминанием о прошлом и представлением о будущем. Они утверждают, что сам акт запоминания дает человеку «сырье», необходимое для построения вероятных сценариев будущих событий и соответствующих действий.Мысленное путешествие во времени «обеспечивает повышенную поведенческую гибкость, позволяющую действовать в настоящем, чтобы увеличить шансы на выживание в будущем». Если этот аргумент верен, то мысленное путешествие во времени в прошлое - вспоминание - «второстепенно по отношению к нашей способности вообразить сценарии будущего». Тулвинг соглашается: «Какая польза от знания того, что произошло в прошлом? Какое тебе дело? Важно то, что вы усвоили урок », - говорит он. «Возможно, эволюционное преимущество связано с будущим, а не с прошлым.”

Современная нейробиология, похоже, подтверждает эту линию рассуждений: что касается вашего мозга, процесс запоминания действительно очень похож на акт воображения будущего.

Discus chronologicus, изображение времени немецким гравером Кристофом Вайгелем, опубликованное в начале 1720-х годов; из Картографии времени. (Щелкните изображение, чтобы узнать подробности)

Хотя мы, возможно, не в состоянии «вспомнить» будущее, как это делает Красная Королева, мы видим его способами, поразительно похожими на то, как мы представляем события из прошлого - Фальк отмечает, что исследования фМРТ показывают, что мы используйте аналогичные области в лобных и височных долях мозга, думая о событиях в любом направлении времени.Более того, психологи обнаружили, что как нам труднее вспомнить событие из далекого прошлого, чем недавнее, так и нам сложнее представить событие в далеком будущем, чем то, которое ожидается в ближайшее время. Это намекает на то, что мы думаем и оцениваем память, которую мы ошибочно изображаем как записывающее устройство, в значительной степени ошибочно, по сравнению с предвидением. Фальк пишет:

Когда мы представляем себе будущее, мы знаем, что то, что мы представляем, на самом деле является всего лишь обоснованным предположением; мы можем быть правы в общих чертах, но почти наверняка ошибаемся в деталях.Мы держим память на более высоком уровне. Большую часть времени мы чувствуем, что наши воспоминания - это больше, чем догадки, что они отражают то, что произошло на самом деле. Столкнувшись с противоречивым отчетом о том, как разворачивалась вечеринка на прошлой неделе, мы цепляемся за свои убеждения: Он, должно быть, ошибается; Я знаю, что видел.

Фальк цитирует гарвардского психолога Дэниела Шактера:

[Мозг] в основе своей является перспективным органом, который предназначен для использования информации из прошлого и настоящего для создания предсказаний о будущем.Память можно рассматривать как инструмент, используемый предполагаемым мозгом для создания симуляций возможных будущих событий ... Мы склонны думать о памяти как о имеющей отношение в первую очередь к прошлому ... И, возможно, одна из причин, по которой у нас она есть, заключается в том, что мы можем иметь теплое чувство, когда мы вспоминаем, и так далее. Но я думаю, что упускается из виду его роль, позволяющая нам предсказывать и моделировать будущее.

Работа Энди Голдсуорси из его проекта «Время». (Щелкните изображение, чтобы узнать подробности)

Чтобы мысленно путешествовать во времени в будущее, мозг должен выполнить сразу несколько вещей - мы активируем нашу «семантическую память», которая охватывает наши базовые знания фактов о мире и, таким образом, помогает нарисовать фон для воображаемой сцены, и мы обращаемся к нашей эпизодической памяти, которая использует нашу автобиографическую библиотеку запомненных переживаний, чтобы заполнить конкретные детали этой общей сцены.Любопытно, что эпизодическая память имеет тенденцию быть довольно несовершенной, но, по словам двух ученых, цитируемых Фальком, это нормально, поскольку ее основная цель - предоставить «более общий набор инструментов, который позволил бы нам уйти от настоящего и развить предвидение и, возможно, создать ощущение личность. "

Безусловно, как и везде в когнитивной науке, человеческая исключительность может быть здесь неуместна - ученые обнаружили, что другие виды также способны к разным степеням мысленных путешествий во времени.Фальк цитирует один из самых интригующих экспериментов с участием кустовых соек. Он пишет:

Психолог Никола Клейтон и ее коллеги поместили птиц поочередно в два разных отсека: в одном сойки всегда «завтракали», а в другом - нет. Затем птицы неожиданно получили вечером дополнительную пищу в таком месте, где они могли получить доступ к любому отсеку. Сойки быстро кэшировали свои излишки - и они предпочтительно кэшировали их в отсеке «без завтрака».Поскольку во время кэширования птицы не были голодны, исследователи утверждают, что птицы действительно предвкушали голод, который они испытают на следующее утро.

Тем не менее, тот факт, что люди способны к удивительно продуманным и подробным мысленным путешествиям во времени, раскрывает нечто уникальное в нашей эволюции и развитии таких отличительных черт человечества, как язык и теория разума. Фальк пишет:

По всей вероятности, способность к мысленным путешествиям во времени развивалась не изолированно, а вместе с другими важными когнитивными способностями.«Чтобы развлечь грядущее событие, нужно какое-то воображение, - пишут [известные психологи Томас] Саддендорф и [Майкл] Корбаллис, - своего рода репрезентативное пространство в нашем сознании для воображаемого представления». Язык также может сыграть важную роль. Наши языковые навыки охватывают мысленные путешествия во времени с помощью времен и рекурсивного мышления; когда мы говорим: «Через год он выйдет на пенсию», мы представляем себе будущее время, в котором какое-то событие - которое еще не произошло - будет в прошлом… Мысленное путешествие во времени могло быть «предпосылкой. к эволюции самого языка.«Если мысленные путешествия во времени действительно уникальны для людей, это может помочь нам понять, почему сложный язык также, по-видимому, уникален.

Фактически, развитие мысленных путешествий во времени могло даже стать причиной возникновения самой концепции времени - согласно Суддендорфу и Корбаллису, наш вид победил в «экстраординарной эволюционной гонке вооружений» во многом благодаря нашей растущей способности к предвидению и сложный язык, который не только дал нам культуру и «скоординированную агрессию», но также впервые в истории эволюции позволил нам понять концепции «прошлого» и «будущего».Они утверждают, что мысленная реконструкция того, что было, и воображение того, что могло бы быть, создали концепцию времени и позволили нам понять непрерывность между прошлым и будущим. Фальк, опять же, лаконично выражается:

Мысленное путешествие во времени действительно может быть когнитивным рулем, который позволяет нашему мозгу перемещаться по реке времени.

В поисках времени - это фантастическое чтение в целом, охватывающее такие аспекты самого сложного измерения жизни, как то, как родился календарь, почему иллюзия и реальность не всегда так различимы друг от друга и что в конечном итоге судьба вселенной может быть.Вовремя дополните его этими семью отличными книгами и увлекательным чтением о том, как работает наша память.

Информация о психических заболеваниях и головном мозге - Серия дополнений к учебной программе NIH

накопленные дефициты

Задержки или отсутствие развития эмоциональных, социальных, академических или поведенческих навыков, которые возникают у ребенка или подростка из-за нелеченного психического заболевания. Психическое заболевание не дает человеку развить эти жизненные навыки на обычном этапе жизни.Человек никогда не сможет полностью восполнить эти недостатки.

острый

Относится к заболеванию или состоянию, которое имеет быстрое начало, выраженную интенсивность и непродолжительность.

антидепрессант

Лекарство, используемое для лечения депрессии.

тревога

Аномальное чувство страха, нервозности и опасений по поводу того, что может случиться в будущем.

тревожное расстройство

Любая из группы болезней, которые наполняют жизнь людей непреодолимой тревогой и страхами, которые являются хроническими и неослабевающими.Тревожные расстройства включают паническое расстройство, обсессивно-компульсивное расстройство, посттравматическое стрессовое расстройство, фобии и генерализованное тревожное расстройство.

синдром дефицита внимания (ADD)

См. Синдром дефицита внимания с гиперактивностью.

Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ)

Психическое заболевание, характеризующееся нарушением способности регулировать уровень активности (гиперактивность), уделять внимание задачам (невнимательность) и подавлять поведение (импульсивность).Для постановки диагноза СДВГ поведение должно проявляться до того, как человеку исполнится семь лет, продолжаться не менее шести месяцев, быть более частым, чем у других детей того же возраста, и вызывать нарушения как минимум в двух сферах жизни (школа, дом , работа или социальная функция).

аутизм

Психическое заболевание, которое обычно влияет на способность человека общаться, формировать отношения с другими и надлежащим образом реагировать на окружающую среду. У некоторых людей с аутизмом мало проблем с речью и интеллектом, и они могут относительно хорошо функционировать в обществе.Другие являются умственно отсталыми, немыми или имеют серьезную задержку речевого развития. Аутизм заставляет некоторых людей казаться закрытыми и закрытыми; другие кажутся привязанными к повторяющемуся поведению и жестким образцам мышления.

аксон

Длинная, похожая на волокна часть нейрона, с помощью которой клетка передает информацию клеткам-мишеням.

биполярное расстройство

Депрессивное расстройство, при котором у человека чередуются эпизоды большой депрессии и мании (периоды аномально и постоянно повышенного настроения).Также называется маниакально-депрессивным расстройством.

головной мозг

Верхняя часть головного мозга, состоящая из левого и правого полушарий.

хроническое

Относится к заболеванию или состоянию, которое сохраняется в течение длительного периода времени.

познание

Осознанная умственная деятельность, которая информирует человека о его или ее окружении. Познавательные действия включают восприятие, мышление, рассуждение, суждение, решение проблем и запоминание.

расстройство поведения

Расстройство личности детей и подростков, сопровождающееся стойким антиобщественным поведением. Люди с расстройством поведения часто участвуют в таких действиях, как воровство, ложь, прогулы, вандализм и злоупотребление психоактивными веществами.

заблуждение

Ложное убеждение, которое сохраняется даже тогда, когда у человека есть доказательства того, что это убеждение не соответствует действительности.

дендрит

Специализированные волокна, которые отходят от тела клетки нейрона и принимают сообщения от других нейронов.

депрессия (депрессивные расстройства)

Группа заболеваний, включающая большое депрессивное расстройство (обычно называемое депрессией), дистимию и биполярное расстройство (маниакально-депрессивное состояние). См. Биполярное расстройство, дистимию и большое депрессивное расстройство.

Диагностическое и статистическое руководство по психическим расстройствам, 4-е издание (DSM-IV)

Книга, опубликованная Американской психиатрической ассоциацией, которая дает общие описания и характерные симптомы различных психических заболеваний.Врачи и другие специалисты в области психического здоровья используют DSM-IV для подтверждения диагнозов психических заболеваний.

болезнь

Синоним болезни. Увидеть болезнь.

расстройство

Нарушение психического или физического здоровья. В этом модуле расстройство используется как синоним болезни.

дистимия

Депрессивное расстройство, менее тяжелое, чем большое депрессивное расстройство, но более стойкое. У детей и подростков дистимия длится в среднем четыре года.

электросудорожная терапия (ЭСТ)

Лечение тяжелой депрессии, которое обычно применяется только тогда, когда люди не реагируют на лекарства и психотерапию. ЭСТ включает пропускание через мозг электрического тока низкого напряжения. Во время лечения человек находится под наркозом. ЭСТ обычно не применяется у детей и подростков.

электроэнцефалография (ЭЭГ)

Метод регистрации электрической активности головного мозга с помощью электродов, прикрепленных к коже черепа.

электрошоковая терапия

См. Электросудорожную терапию.

лобная доля

Одно из четырех отделов каждого полушария головного мозга. Лобная доля важна для управления движением и связывания функций других областей коры головного мозга.

серое вещество

Часть ткани головного мозга темного цвета. Серое вещество состоит в основном из тел нервных клеток, дендритов и окончаний аксонов.

галлюцинация

Восприятие чего-либо, например, звука или визуального образа, чего на самом деле нет, кроме как в уме.

гипоталамус

Часть мозга, которая контролирует несколько функций организма, включая питание, дыхание, питье, температуру и выработку многих гормонов.

болезнь

Проблема, при которой какая-то часть или части тела не функционируют нормально, что мешает жизни человека. Для целей этого модуля другие термины, которые считаются синонимами болезни, включают болезнь, расстройство, состояние и синдром.

магнитно-резонансная томография (МРТ)

Метод визуализации, использующий магнитные поля для получения изображений структуры мозга.

большое депрессивное расстройство

Депрессивное расстройство, обычно называемое депрессией. Депрессия - это больше, чем просто грусть; Чтобы диагностировать депрессию, человек должен иметь пять или более характерных симптомов почти каждый день в течение двухнедельного периода.

мания

Чувство сильной психической и физической гиперактивности, приподнятого настроения и возбуждения.

маниакально-депрессивный синдром

См. Биполярное расстройство.

психическое заболевание

Состояние здоровья, которое изменяет мышление, чувства или поведение человека (или все три) и вызывает у него страдания и трудности в функционировании.

умственная отсталость

Состояние, при котором человек имеет IQ ниже среднего и которое влияет на обучение, поведение и развитие человека. Это состояние присутствует с рождения.

миелин

Жировой материал, который окружает и изолирует аксоны некоторых нейронов.

нейрон (нервная клетка)

Уникальный тип клеток мозга и тела, которые обрабатывают и передают информацию.

невроз

Термин, который больше не используется в медицине в качестве диагноза относительно легкого психического или эмоционального расстройства, которое может включать тревогу или фобии, но не связано с потерей связи с реальностью.

нейротрансмиссия

Процесс, который происходит, когда нейрон высвобождает нейротрансмиттеры, которые передают сигнал другому нейрону через синапс.

нейромедиатор

Химическое вещество, вырабатываемое нейронами, которое передает сообщения другим нейронам.

обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР)

Тревожное расстройство, при котором человек испытывает повторяющиеся нежелательные мысли или ритуалы, которые человек не может контролировать.Человека, страдающего ОКР, могут беспокоить постоянные нежелательные мысли или образы или острая необходимость участвовать в определенных ритуалах, таких как мытье рук или проверка.

оппозиционно-вызывающее расстройство

Деструктивная модель поведения детей и подростков, характеризующаяся вызывающим, непослушным и враждебным поведением по отношению к взрослым, занимающим руководящие должности. Образец поведения должен сохраняться не менее шести месяцев.

паническое расстройство

Тревожное расстройство, при котором люди испытывают чувство ужаса, учащенное сердцебиение и учащенное дыхание, которые возникают внезапно и многократно без предупреждения.Человек, страдающий паническим расстройством, не может предсказать, когда произойдет приступ, и может испытывать сильную тревогу между эпизодами, беспокоясь о том, когда и где произойдет следующий приступ.

фобия

Сильный страх чего-то, что представляет небольшую опасность или не представляет ее вовсе. Примеры фобий включают страх закрытых мест, высоты, эскалаторов, туннелей, движения по шоссе, воды, полета, собак и травм, связанных с кровью.

гипофиз

Эндокринный орган, тесно связанный с гипоталамусом.Гипофиз выделяет ряд гормонов, регулирующих деятельность других эндокринных органов в организме человека.

позитрон

Положительно заряженная частица, имеющая ту же массу и спин, что и электрон, но с противоположным зарядом.

позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)

Метод визуализации для измерения функции мозга живых субъектов путем определения местоположения и концентрации небольших количеств радиоактивных химикатов.

постсинаптический нейрон

Нейрон, который получает сообщения от других нейронов.

пресинаптический нейрон

Нейрон, который отправляет сообщения другим нейронам, высвобождая нейротрансмиттеры в синапс.

психиатр

Врач, специализирующийся на лечении психических заболеваний. Психиатр оценивает психическое здоровье человека вместе с его или ее физическим здоровьем и может назначить лекарства.

психиатрия

Раздел медицины, который занимается выявлением, изучением и лечением психических, эмоциональных и поведенческих расстройств.

психолог

Специалист в области психического здоровья, прошедший специальную подготовку по изучению психики и эмоций. Психолог обычно имеет ученую степень, например докторскую степень.

психоз

Серьезное психическое расстройство, при котором человек теряет контакт с реальностью и испытывает галлюцинации или бред.

психотерапия

Метод лечения психического заболевания, при котором специалист в области психического здоровья (психиатр, психолог, консультант) и пациент обсуждают проблемы и чувства, чтобы найти решения. Психотерапия может помочь людям изменить свои мысли или модели поведения или понять, как прошлый опыт влияет на текущее поведение.

рецептор

Молекула, которая распознает определенные химические вещества, включая нейротрансмиттеры и гормоны, и передает сообщение в клетку, в которой находится рецептор.

рецидив

Рецидив симптомов заболевания.

насос обратного захвата

Большая молекула, которая переносит молекулы нейротрансмиттеров обратно в пресинаптический нейрон, из которого они были выпущены. Также называется транспортером.

риск

Вероятность или возможность причинения вреда или убытков.

Фактор риска

То, что увеличивает риск или подверженность человека причинению вреда.

шизофрения

Хроническое тяжелое заболевание головного мозга, приводящее к инвалидности. Люди с шизофренией часто страдают ужасными симптомами, такими как слышание внутренних голосов или верование, что другие люди читают их мысли, контролируют их мысли или замышляют причинить им вред. Эти симптомы могут вызывать у них страх и замкнутость. Их речь и поведение могут быть настолько неорганизованными, что могут казаться непонятными или пугающими для окружающих.

селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС)

Группа препаратов, используемых для лечения депрессии.Эти лекарства вызывают увеличение количества нейромедиатора серотонина в головном мозге.

серотонин

Нейромедиатор, регулирующий многие функции, включая настроение, аппетит и сенсорное восприятие.

однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ)

Процесс визуализации мозга, который измеряет излучение одиночных фотонов заданной энергии от радиоактивных индикаторов в теле человека.

стигма

Негативный стереотип о группе людей.

Зверобой

Трава, которую иногда используют для лечения легких форм депрессии. Хотя популярные СМИ сообщают об успехах при использовании зверобоя, это лечение не рекомендуется. Научные доказательства его эффективности и безопасности неубедительны.

симптом

То, что указывает на наличие болезни.

синапс

Место, где пресинаптические и постсинаптические нейроны взаимодействуют друг с другом.

синаптическое пространство

Межклеточное пространство между пресинаптическим и постсинаптическим нейроном. Также называется синаптической щелью.

синдром

Группа симптомов или признаков, характерных для заболевания. В этом модуле слово синдром используется как синоним болезни.

транспортер

Большой белок на клеточной мембране окончаний аксонов. Он удаляет молекулы нейротрансмиттеров из синаптического пространства, перенося их обратно в терминал аксона, который их выпустил.Также называется насосом обратного всасывания.

желудочек

Одна из полостей или пространств в головном мозге, заполненных спинномозговой жидкостью.

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*