Takaisin

MAAPALLON RAKENNE  

Maan ja aurinkokunnan synty

Maapallon synnyn historia on aina kiinnostanut ihmismieltä. Pythagoras päätteli maapallon vuorten joskus nousseen merestä. Kreikkalainen Eratosthenes  määritti noin 250 eKr. maapallon ympärysmitan niin tarkasti, että tulos poikkeaa vain 15 % täysin oikeasta. Taiteiden ja tieteiden  taitaja  Leonardo da Vinci tajusi, että eliökivettymät eli fossiilit ovat muinaisia meren pohjaan hautautuneita eläimiä.

Nykyisen käsityksen mukaan aurinkokunnan oletetaan syntyneen  tähtien välisen pölyn pilvestä. Jokin ulkoinen voima saa hyvin harvan aineen kasaantumaan. Tällaisena ulkoisena voimana voidaan pitää läheltä omaa Linnunrataamme kulkenutta galaksia. Myös lähistöllä tapahtunut tähden räjähdys ( supernova ) synnyttää eräänlaisen aallon, joka pusertaa harvaa ainesta kokoon.

Kun avaruudessa  tapahtui tähden räjähdys, sen aikaansaama "räjähdysaalto" sai avaruuden pölypilven tihentymään. Tämä tomupilvi alkaa vetäytyä kokoon oman painovoimansa ansiosta. Se joutuu hitaaseen pyörivään liikkeeseen.

Kun alunperin syntynyt kasauma alkaa vetää painovoimallaan  uutta ainetta itseensä ja kasvaa. Se alkaa myös kutistua. Kasauma alkaa myös pyöriä hitaasti. Pyöriminen aiheuttaa pölykiekon litistymisen. Ainetta alkaa kulkeutua hitaasti kohti pyörivän kiekon keskustaa. Keskiosa painuu yhä kokoon, se alkaa kutistumisensa seurauksena lämmetä. Kun lämpötila nousee tarpeeksi korkeaksi,  keskustassa käynnistyvät ydinreaktiot ja uusi Auringon kaltainen tähti on syntynyt.

Kiekon keskiosaan kertyy pyörimisen vuoksi yhä enemmän ainetta. Keskustaa syntyy lopulta Auringon kaltainen valaiseva tähti. Kun tähti "syttyy" sen synnyttämä lämpö ja valo puhaltaa tähden ulommat osat pois. Tästä ylijääneestä materiaalista ja ympärillä olevasta aineesta  syntyvät  planeetat.

Tähden ympärille syntyy planeettoja, kiviplaneetat lähelle Aurinkoa, suuret kaasumaiset kauas Auringosta.

Maapallon synnyn katsotaan tapahtuneen seuraavan kaltaisesti:

Tiivistyneestä kaasukiekosta syntynyt maapallo oli aluksi kylmä kivestä ja pölystä muodostunut pallo. Tuolloin maapallossa ei ollut havaittavissa  kerroksellista sisärakennetta. Lämpenemisen aiheutti kokoon puristuminen. Oleellinen kuumentava tekijä oli voimakas meteoriittipommitus, kun kaikkialla risteilevät meteoriitit törmäsivät alkumaahan. Tuolloin putoilevien meteoriittien liikkeen energia muuttui lämmöksi törmäyksessä maapalloon.

Alkumaapallon aikoihin lähiavaruudessa kierteli paljon meteoriitteja. Alkumaapallon vetovoima veti näitä puoleensa. Törmätessään maahan meteoriittien liike-energia muuttui lämmöksi mikä lopulta sulatti maapallon pinnan.

Lopulta maapallon pinta alkoi sulaa. Sulamisen seurauksena raskaammat aineet, kuten sula rauta painuivat kohti maan keskipistettä. Alaspäin valuva rauta sulatti lopulta koko planeetan. Tätä ilmiötä kutsutaan maapallon historiassa rautakatastrofiksi. Rautakatastrofi aikaansai maapallolle sen nykyisen  kerroksellisen rakenteen. Pinnalle jäivät kevyimmät ainekset, mistä jähmettyi nykyinen kivikehä.

Sula rauta painui maan vetovoiman ansiosta kohti maan sydäntä. Tämä tapahtuma sulatti koko maapallon. Tapahtumaa sanotaan rautakatastrofiksi.

Rautakatastrofin jälkeen syntyi uusi maa. Uuden maan syntyminen tapahtui  noin 3,5 - 4,0  tuhatta miljoonaa vuotta sitten. Vanhimmat kalliot maapallolla ovat näin vanhoja. Maapallon sisäosiin syntyi yhä lämpöä radioaktiivisten aineiden hajotessa. Lämpö synnytti maan sisälle konvektiovirtaukset, jotka vieläkin liikuttavat pinnan mannerlaattoja.

Maan pinnalle jääneet  kevyimmät ainekset muodostivat mannerlaattoja. Maapallon sisällä on vieläkin sulaa kiviainesta maapallon vaipassa. Maapallon jäähtyessä vaipassa tapahtuvat hitaat kiviaineksen virtailut liikuttavat mannerlaattoja. Tulivuorista purkautuu sulaa kiviainesta maan pinnalle.

MAAPALLON KERROKSELLINEN RAKENNE

Maapallon kiinteä kuori suhteessa maapallon  kokoon on ohuempi kuin omenan kuori. Matka   maapallon keskipisteeseen on maan pinnalta  6370 kilometriä. Kuoren paksuus on vain 7 - 11  km valtamerien  ja 40-60 km mannerten kohdalla.  Samassa suhteessa halkaisijaltaan 36 cm pallolla olisi   vain keskimäärin millimetrin paksuinen kuori.

KUORI

Kuori on ohuimmillaan valtamerien kohdalla, missä kuoren paksuus on keskimäärin noin 7 km. Mannerten alueella kuoren paksuus on suurempi, siellä keskipaksuus on noin 40 km.

Kuoressa on suhteellisen keveitä kivilajeja, jotka ikään kuin kelluvat painavamman kiviaineksen päällä.  Raskaamman aineen päällä kelluvat kuoren osat muodostavat mannerlaattoja. Valtamerten pohjan kuoressa pääkivilajina on basaltti ja mannerten kohdalla kuoressa on paljon graniitin sukuisia kivilajeja. Kuoren lämpötila nousee syvemmälle mentäessä  noin  20 o C jokaista kilometriä kohden.

VAIPPA

Kuoren alapuolella olevaa kerrosta kutsutaan vaipaksi. Se on 2900 km paksu. Vaipan yläosa juuri kuoren alapuolella on osittain sula. Tämä sula kiviaines eli magma voi joskus purkautua maan pinnalle. Tulivuoret purkautuvat silloin. Näissä tilanteissa myös  vaipan ainesta  voi  virtailla laavana maan pinnalla. Muualta vaippa on pääosin kiinteä, mutta sulaa kiviainesta on joukossa. Vaipan kiviaines on hitaassa liikkeessä. Lämpötila vaipassa kasvaa maan keskipistettä kohti mentäessä ja on keskimäärin 2600 o C.

YDIN ( SYDÄN )

Maapallon ydin koostuu kahdesta kerroksesta. Ulompi ytimen kerros on sula ja 2200 km paksu, Sisempi ydin ulottuu maapallon keskipisteestä 1 200 km pintaa kohti. Sisempi ydin on kiinteä kovan paineen ja korkean lämpötilan johdosta.

Ytimen lämpötila on noin 6800 o C, Tämä on noin  1 000 astetta enemmän kuin Auringon pintalämpötila. Tietoja maapallon sisäosista saadaan seuraamalla maanjäristysaaltojen etenemistä maapallon sisällä.

Mieti, mitä yhteistä ja mitä  eroja on maalla ja Kuulla.

Tehtäviä: 

1) Piirrä kuva maapallon rakenteesta. Nimeä kerrokset ja kerro niistä.

2 ) Nimeä tärkeimpiä mannerlaattoja karttakirjaa käyttäen.  

3 ) Etsi karttakirjasta kartta mannerlaatoista Anna esimerkkejä kohdista missä kaksi mannerlaattaa törmää toisiinsa. Mitä törmäyksestä seuraa?

4 ) Etsi alueita, missä kaksi laattaa erkanevat toisistaan. 

5 ) Missä päin maapalloa mannerlaattojen erkanemiskohdat ovat?

Kuva: Maapallolla, kuten muillakin aurinkokunnan planeetoilla on kerroksellinen "sipulirakenne".