גיאולוגיה – ב המבנה הפנימי של כדור הארץ

1. גיאולוגיה – בהמבנה הפנימי של כדור הארץ סדרת מצגות בנושא גיאולוגייה ע"י אריאל פרוינדליך

2. המבנה הפנימי של כדור הארץ האיור מתוך: פלכסר, ע. ילין-דרור-ע. (1997): כדור הארץ: חומרים, מבנה, תהליכים אריאל פרוינדליך

3. האיור מתוך: אידלמן, ע. ואחרים (1986): נדידת היבשות אריאל פרוינדליך

4. חלוקת השכבות עפ"י הרכבם הכימי • הקרום – מורכב משכבה דקה יחסית של סלעי משקע ומתחתם סלעי גרניט - ביבשות, וסלעי בזלת בקרקעית הימים; הקרום עשיר ביסוד צורן Si • המעטפת – עניה בצורן אך עשירה ביסודות מתכתיים כגון ברזל ומגנזיום – ולכן משקלה הסגולי גבוה יותר משל הקרום • הגלעין – עני ביותר בצורן אך עשיר מאוד ביסודות מתכתיים כבדים כגון ברזל וניקל (לכן מכונה NiFe), הגלעין הפנימי מוצק, הגלעין החיצוני בעל תכונות של נוזל; שניהם בעלי משקל סגולי גבוה מאוד אריאל פרוינדליך

5. כיצד אנחנו יודעים אודות הרכבו הפנימי של כדור הארץ • הרי געש(פולטים חומר חם 1200 מעלות – לבה, ממנה ניתן ללמוד אודות סוג החומר בעומק, מצב הצבירה, הטמפ') • רעידות אדמה(גורמות לזעזועים סייסמיים; מחקירת הגלים ניתן ללמוד על ההרכב הפנימי: צפיפות, האם מוצק, או נוזל וכו') • מטאוריטים (מורכבים מהחומר הבונה את מערכת השמש; ניתן להניח שהוא דומה גם לחומר המרכיב את כדוה"א; היות ויש הרבה ברזל במטאוריטים – אך רק מעט בקרום כדוה"א ניתן להניח שבעומק – בגלעין - יש הרבה ברזל) • חישובי צפיפות ומאסה(דורשים קיומו של חומר כבד מאוד במרכז כדוה"א) • קיום שדה מגנטי לכדוה"א (מוביל להשערה שיש שם בגלעין הרבה ברזל, ושהוא במצב צבירה נוזלי) אריאל פרוינדליך

6. רעידות האדמה – כיצד מאתרים את מוקד הרעידה? • בד"כ רעידת אדמה היא תוצאה של זעזוע בעומק האדמה • ממקום הזעזוע מתפשטים גלי רעידה – לכל עבר • המקום בו החל הזעזוע – מכונה בשם "מוקד הרעידה" • המקום – על פני האדמה – הנמצא מעל מוקד הרעידה, מכונה "מוקד על" • כאשר מתחוללת רעידת אדמה, הזעזועים יורגשו במקומות שונים – בהפרשי זמן מסוימים • כל תחנה יכולה לחשב את המרחק ממוקד הרעידה, לפי הזמן שחלף, ולפי מהירות הגלים הממוצעת • אם יש לנו שלוש תחנות מדידה לפחות, אשר מודדות את אותה רעידת האדמה – ניתן לחשב בדיוק את מוקד העל של רעידת האדמה אריאל פרוינדליך

7. התפשטות של גלי רעידת האדמה אריאל פרוינדליך האיור מתוך: פלכסר, ע. ילין-דרור-ע (1997): כדור הארץ: חומרים, מבנה, תהליכים

8. האיור מתוך: פלכסר, ע. ילין-דרור-ע (1997): כדור הארץ: חומרים, מבנה, תהליכים כיצד קובעים את המוקד של רעידת האדמה אריאל פרוינדליך

9. כיצד מודדים את גלי רעידות האדמה - סייסמוגרף האיור מתוך: פלכסר, ע. ילין-דרור-ע (1997): כדור הארץ: חומרים, מבנה, תהליכים אריאל פרוינדליך

10. תוצאות ניתוחי גלי רעידות אדמה • גלי P (גלים ראשוניים Primary) – גלים מהירים (6-9 ק"מ לשניה), נקלטים ראשונים בסייסמוגרף; גלי לחיצה - לאורך (כתנודת קפיץ). עוברים במוצק, נוזל, וגז. נקלטים בתחום קשת בת 103 מעלות ממוקד הרעש, אולם חוזרים ומופיעים גם מעברו השני של כדור הארץ ב-142 מעלות ואילך • גלי S (גלים שניוניים Secondary) – איטיים יותר (3-4 ק"מ לשניה), גלי גזירה – לרוחב (כתנודת חבל). לא עוברים בנוזל. נקלטים רק בתחומה של קשת בת 103 מעלות ממוקד הרעש • גלי R (גלי שטח) – הכי איטיים, מגיעים אחרונים. נעים רק בקרום כדור הארץ ולא חודרים לעומק. נקלטים בכל מקום על פני כדוה"א – בקרום. מעלים ומורידים את פני האדמה: גורמים לנזקים הקשים ביותר לאדם הערה: בד"כ ככל שצפיפות החומר עולה – עולה גם מהירות התפשטות הגלים אריאל פרוינדליך

11. תנועת גלי P (הגלים הראשוניים) - בעומק האיור מתוך: שובאל, ש. (2006): צפונות כדור הארץ אריאל פרוינדליך

12. תנועת גלי S (הגלים השניוניים) - בעומק אריאל פרוינדליך האיור מתוך: שובאל, ש. (2006): צפונות כדור הארץ

13. מסקנות מניתוחי גלי רעידות האדמה, חישובי צפיפות ומאסה, וניתוח הרכבם של המטאוריטים • קיים גלעין מרכזי בכדור הארץ המתנהג כנוזל (שהרי גלי S אינם עוברים במרכז כדוה"א אלא רק בתחום קשת בת 103 מעלות; מכאן גם ניתן לחשב את קוטר הגלעין = קצת יותר ממחצית קוטר כדוה"א) • הגלעיןמורכב בעיקר מברזל וניקל (מכונה NiFe = ברזל וניקל, יסודות כבדים מאוד) • ישנם אזורי אי רציפות בעומקים שונים (שמהם ניתן ללמוד על שינוי במצב הצבירה של אזורים שונים בכדוה"א) • הצפיפות של כדוה"א גדלה כלפי פנים (המשקל הסגולי של הקרום=2.7 גר'/סמ"ק בממוצע, של המעטפה=3.5-4.7 גר'/סמ"ק, של הגלעין=10-13 גר'/סמ"ק) • הקרום מורכב משני טיפוסים (הקרום שמתחת ליבשות, קל יותר ועבה יותר – עד 70 ק"מ, עשוי בעיקר מסלעי גרניט, מכונה SiAl = צורן ואלומינים; הקרום שמתחת לימים, כבד יותר אך דק יותר- 5-15 ק"מ, בנוי מסלעי בזלת, מכונה SiMa = צורן ומגנזיום) אריאל פרוינדליך

14. האיור מתוך: שגב, מ., סביר, ב. (2004): מסע במרחבי כדור הארץ (הוצאת מט"ח) אריאל פרוינדליך

15. חלוקה של המעטפת העליונה – בהתאם לתכונות המכניות (ליתוספירה ואסתנוספירה; ליתוס=אבן, ספירה=כדור; אסתנו=חלש, רפה) האיור מתוך: שגב, מ., סביר, ב. (2004): מסע במרחבי כדור הארץ (הוצאת מט"ח) אריאל פרוינדליך

16. שאלות לחזרה והבנה • הסבירו את הרמזים שהובילו מדענים להשערה כי חלקו הפנימי של כדור הארץ (הגלעין) מורכב בעיקר מברזל (רשמו לפחות 2 רמזים) • הגלעין מצוי בעומק של כ-2900 ק"מ, ודומה בגודלו לכוכב הלכת מאדים (כמחצית מקוטרו של כדור הארץ). כיצד המדענים יודעים כל זאת למרות שאין שום דרך להגיע לעומקים כאלה? • האיורים בשקופיות 3, ו-14, מראים לנו כי היבשות, לא זו בלבד שהן מתנשאות לגובה, אלא גם הבסיס שלהן – שקוע עמוק יותר במעטפת (למעשה, ככל שהר גבוה יותר – כך צפוי שבסיסו יהיה שקוע יותר לעומק). הסבירו מדוע! אריאל פרוינדליך

17. ביבליוגרפיה • אידלמן, ע., אלנבלום, ר., שפרן, נ. (1986): נדידת היבשות. החברה להגנת הטבע • פלכסר, ע., ילין-דרור, ע. (1997): כדור הארץ: חומרים, מבנה ותהליכים. כתר, ירושלים. • שגב, מ., סביר, ב. (2004): מסע במרחבי כדור בארץ: פרקים נבחרים בגיאוגרפיה פיזית. מט"ח, תל אביב • שובאל, ש. (2006): צפונות כדור הארץ. האוניברסיטה הפתוחה, רעננה.