מבוא למדע כדור הארץ – גאולוגיה בפטיש ישראלי – סיכום

2.כדור הארץ במבט כללי

רדיוס כדור-הארץ: 6,370 ק"מ

צפיפות ממוצעת של כדור הארץ: 5.5 (כלומר משקל כדה"א הוא פי 5.5 ממשקל מים בנפח זהה).

אך צפיפות הסלעים על פני השטח היא רק 2.7. לחץ השכבות החיצוניות על החומר במעמקי האדמה יכול להסביר עלייה בשיעור צפיפות של 10% בלבד, לכן ניתן להסיק כי ליבת כדה"א שונה בהרכבה. (8)

גלים סיסמיים: (9)

כל רעידה בכדור הארץ מתפשטת בכדור כולו. ישנם מספר סוגים של גלים:

גלי לחץ P- (pressure waves) – מועברים על ידי דחיסה והתפשטות בתוך החומר, בדומה לגלי קול באוויר. עוברים גם במוצק וגם בנוזל. (כמו קפיץ)

גלי גזירה S- (shear waves) – מועברים ע"י גזירה של המדיום, בדומה לגלי אור. עוברים במוצק אך נבלעים בנוזל. (כמו חבל שמטלטלים אותו)

גלי שטח (L) – נעים רק על פני שטח כדה"א.

ככל שהחומר צפוף יותר גוברת מהירות הגלים.

אי-רציפות – עומק בו מהירות הגלים הסיסמיים משתנה באופן פתאומי. אי הרציפות הראשונה (M- מוהו) נמצאת בעומק 20-60 ק"מ מתחת ליבשה ו6-12 ק"מ מתחת לקרקעית האוקיאנוסים והיא מפרידה בין הקרום (מעל) למעטפת (מתחת). בעומק 2,900 ישנה האטה פתאומית במהירות הגלים וגלי הגזירה מפסיקים לעבור הלאה, מכאן מסיקים שפנים כדה"א מתנהג כנוזל. במרכז הגלעין גוברת מהירות גלי הלחץ ולכן מסיקים כי מצוי שם חומר מוצק.

חום כדור הארץ (13)

המפל הגיאותרמי – הטמפרטורה עולה בכ-30 מעלות על כל ק"מ שיורדים לתוך האדמה. הטמפ' בגלעין היא כ-4,300 מעלות.

פעילות דלק גרעיני (אורניום, תוריום, אשלגן 40) היא מקור החום של הגלעין שרק חלק ממנו מועבר לפני השטח. יתרת החום מחזיקה את הגלעין במצב מותך ויוצרת את המערבולות בו ואילו על פני השטח היא מתבטאת בתופעה של רעידות אדמה ונדידת יבשות. גייזרים ובארות קיטור נוצרים מעל נקודות עומק בהם שוררת טמפ' גבוהה ביחס למפל הגיאותרמי.

השדה המגנטי (14): עדיין רב הנסתר על הגלוי אך ככל הנראה החומר הברזלי בגלעין (שמותך ולפיכך חייב להיות מיונן ובעל מטען חשמלי) מתפקד כדינמו ענק היוצר את השדה המגנטי.

החומר הברזלי בגלעין (14)

התיאוריה מסתמכת על ארבע תצפיות:

1. חישובי הצפיפות המראים שפנים כדה"א מורכב מחומר כבד.
2. השדה המגנטי שמחייב הנחת קיום של חומר מתכתי בגלעין.
3. בסלעי הקרום יש מחסור בברזל ביחס לצורן בהשוואה לנפיצות היסודות האלו במערכת השמש, לכן מעריכים כי יתרת הברזל נמצאת בגלעין. (מניחים כי כל מערכת השמש נוצרה מעננת חומר אחת)
4. במטאוריטים שכיחים כאלו העשויים ברזל עם מעט ניקל וניתן לראות בכך דוגמא להתהוות אפשרית של ריכוזי ברזל.

המבנה הקליפתי של כדה"א (15)

כדה"א בנוי שכבות בהן החומר הולך ונעשה קל מן הגלעין החוצה.

סביב הגלעין מצויה המעטפת המורכבת כנראה מסיליקטים (תרכובות צורן וחמצן) של ברזל בצירוף מגנזיום. הקרום סביב המעטפת עשוי סיליקטים של צורן בצירוף מתכות אחרות. אח"כ באה ההידרוספירה ולאחר מכן האטמוספרה.

הקרום בלתי אחיד בהרכבו.

3.

8-שעונים גיאולוגים

ורוות (196) – אספקה עונתית של חומר שחק יוצרת ריבוד מדורג (גרגרים גדולים למטה וקטנים למטה) וכך ניתן לחשב שנים לפי המחזוריות של ההשקעה.

טבעות עצים – עובי טבעות העצים משתנה לפי מזג האוויר.

כלי אבן בשימוש האדם הקדמון (196)

שעון המאובנים (203) – הימצאות סוגים שונים של יצורים מעידה על מועד היווצרות הסלע.

חסרונות: מאובנים נמצאים רק בחלק מהסלעים ורק בסלעי משקע וגם בהם לא תמיד. תנאי הסביבה השפיעו על סוג היצורים והתפתחותם.

איזוטופים– באטום מספר קבוע של פרוטונים אך מספר הניטרונים משתנה באיזוטופים של אותו אטום. איזוטופים לא יציבים נוטים להתפרק (התפרקות רדיואקטיבית) בקצב קבוע (זמן מחצית חיים- הזמן שלאחריו יוותרו מחצית האיזוטופים).

חישוב גיל איזוטופי – פירוק של איזוטופ אב יוצר איזוטופ בת, מדידת הריכוזים של אלו יחד עם ערך ידוע של זמן מחצית החיים מאפשר קביעת גילו של החומר.

הנחות מוצא: א. מערכת סגורה (אין כניסה או יציאה של איזוטופים)

ב. המערכת לא החילה בתחילה איזוטופי-בת (או הכילה כמות ידועה)

ג. זמן מחצית החיים הוא קבוע (הוכח מדעית, לא מושפע משום גורם חיצוני)

ד. איזוטופ הבת נוצר מאיזוטופ האב בלבד (הוכח מדעית)

אורניום, רובדיום, תוריום, אשלגן – משמשים בעיקר לקביעת גיל סלעים מגמטיים. כך ניתן לקבוע גיל גיבוש ממגמה (הפרדה של יסודות), גיל התמרה (בהתכה הארגון עוזב, ולכן פער בין שיטות האורניום והרובידיום לבין שיטת אשלגן-ארגון מעיד על התמרה), גיל היווצרות הרים (אורוגנות), גיל כדה"א, הירח ומטאוריטים. השיטות משמשות בעיקר בטווחים ארוכים (זמן מחצית חיים ארוך)

פחמן 14 – משמש לבדיקת גיל של חומרים אורגניים. איזוטופ הבת של פחמן 14 (חנקן 14) נפוץ ולא ניתן למדידה. פחמן 14 מתערבב בפד"ח באוויר ולכן כל צמח ובע"ח צמחוני מכיל אותו בריכוז קבוע שמתחיל להתפרק עם מות האורגניזם. משמש בטווחים קצרים (זמן מחצית חיים של 5,730).

טריטיום – טריטיום הוא איזוטופ של מימן המתחמצן למים ונוכח במי תהום (זמן מחצית חיים – 12.3)

בעיות: מאז העידן התעשייתי והפיצוצים הגרעיניים השתנה הערך הקבוע של טריטיום ופחמן 14 באטמוספרה.

9- טקטוניקה

נדידת היבשות

עדויות: – התאמה בין צורות היבשות השונות.

– שכיחות מאובנים דומים ביבשות שונות.

– עדויות לקרחונים קדומים באפריקה (משמע היא הייתה דרומית יותר).

– שינויים בכיוונים פליאומגנטיים של סלעים (משמע הם הסתובבו)

– רכסים מרכז אוקיאניים (התרחקות של לוחות)

06101