Дослідження земних глибин. Планета Земля складається із земної кори, мантії та ядра. Як же вдалося людям скласти уявлення про внутрішню будову Землі? Цінну інформацію про неї людство одержує внаслідок буріння надглибоких свердловин, а також за допомогою сейсмічних методів дослідження (від грец. seismos — землетрус). Унікальну інформацію про надра Землі вчені-сейсмологи одержують зі спостережень за виверженнями вулканів.

Земна кора — верхня тверда оболонка Землі. Вона має не однакову товщину . Під океанами її нижня границя опускається на глибину 5-10 км, під рівнинами — на 35-45 км, а під гірськими масивами — до 70 км. Земна кора складається з гірських порід осадового, магматичного або метаморфічного походження. Осадові породи утворилися шляхом відкладання речовини на суші або осадження її у водному середовищі. Вони лежать шарами, що змінюють один одного. Поділяються на уламкові (валуни, щебінь, галька, пісок, глина), хімічні (кам'яна сіль, вапняк) та органічні (вугілля, крейда, черепашник).

Під осадовими породами знаходиться шар граніту. Він утворився внаслідок виверження і застигання магми у товщі земної кори в умовах високих температур і тиску. Це — магматична порода. У перекладі з грецької «магма» означає «густа мазь» і являє собою розплавлену речовину земних надр, що заповнює тріщини в земній корі. Якщо провести хімічний аналіз граніту, то з'ясується, що в ньому міститься велика кількість кремнезему, алюмінію, кальцію, калію, натрію.

Наступний за гранітом шар земної кори — базальтовий. Базальт також магматичного походження. Він важчий за граніт і містить більше заліза, магнію і кальцію.

Метаморфічні породи формуються внаслідок перетворення осадових і магматичних порід під дією високих температур і тиску на великих глибинах. Так, із вапняку утворюється мармур, з вугілля — графіт, із граніту — гнейс.

Багато гірських порід і мінералів людина використовує як корисні копалини. Їх поділяють на горючі (кам'яне і буре вугілля, нафта, природний газ, торф, горючі сланці), рудні (залізні, марганцеві, мідні, алюмінієві, свинцево-цинкові та ін. руди, золото, срібло тощо), нерудні (кухонна сіль, калійна сіль, сірка, фосфорити, будівельні матеріали — пісок, глина, пісковик, граніт, базальт, мармур та ін.).

Шари гірських порід часто бувають переплутані, зім'яті у складки, розірвані. Це відбулося в результаті зсувів земної кори, тому далеко не скрізь можна спостерігати строгу послідовність, при якій за молодшим шаром розташовується більш давній.

Мантія Землі. Під земною корою, до глибини майже 3000 км, лежить мантія. Ніхто ніколи не бачив її. Учені припускають, що вона складається переважно з магнію, заліза та свинцю і має дуже високу температуру — від 1000 °С на поверхні до 3500 °С у нижній частині. Речовина мантії знаходиться в розжареному, але твердому стані.

Встановлено, що температура гірських порід із глибиною зростає. В середньому на кожні 33 метри вглиб Землі стає тепліше на 1 °С. Збільшення температури відбувається, головним чином, за рахунок розпаду радіоактивних елементів, що входять до складу ядра.

Ядро Землі — поки що загадка для науки. З певною ймовірністю можна говорити про його радіус — 3500 км, температуру — 4000-5000 °С, хімічний склад — переважно залізо й нікель.

Земна кора разом із верхньою частиною мантії називається літосферою (від грец. litos — камінь). Її товщина сягає 50-70 км під океанами, 100-200 км під материками. Під літосферою знаходиться розм'якшений пластичний шар мантії — астеносфера (від грец. astenes — слабкий). Учені вважають, що літосфера розділена глибинними розломами на блоки або літосферні плити різного розміру. Ці плити повільно переміщуються по астеносфері одна щодо іншої. Всі великі плити, крім Тихоокеанської, несуть на собі і материки, і ложа океанів. У місцях, де плити сходяться, відбувається їхнє зіткнення, одна плита насувається на іншу, при цьому утворюються гірські пояси, глибоководні жолоби, острівні дуги. Яскраві приклади таких утворень — острови і жолоби на сході Азії, де відбувається зіткнення Євразійської і Тихоокеанської літосферних плит.

Переміщення плит учені пов'язують із рухом речовини в мантії. Які ж сили пересувають літосферні плити? Це — внутрішні сили Землі, джерелом яких є енергія розпаду радіоактивних елементів, що входять до складу ядра Землі.

Границі літосферних плит знаходяться як у місцях їхнього розриву, так і в місцях зіткнення. Це — рухомі ділянки земної кори, де знаходиться більшість діючих вулканів і часто відбуваються землетруси. Ці ділянки утворюють сейсмічні пояси Землі. До них належать райони Тихоокеанського узбережжя, Середземномор'я, середньої частини Атлантичного океану. Найбільшим сейсмічним поясом Землі є Тихоокеанський вулканічний пояс, або, як його часто називають. Тихоокеанське «вогняне кільце».

Чим більша відстань від границь рухомих ділянок до центру плити, тим стійкішими стають ділянки земної кори. Київ, наприклад, знаходиться досить далеко від границь Євразійської плити, тому ця територія вважається цілком сейсмостійкою.

Землетруси — це поштовхи і коливання земної поверхні, спричинені розривами і зміщеннями пластів у літосфері. Землетруси на нашій планеті відбуваються постійно — по декілька сотень тисяч щорічно, з них 15--20 належать до сильних (руйнівних). Коливання земної кори фіксуються високочутливими приладами — сейсмографами — на спеціальних станціях. Сила землетрусу оцінюється в балах за ступенем руйнувань на поверхні землі (від 1 до 12 балів т. зв. міжнародної сейсмічної шкали). В Україні землетруси силою до 6-7 балів можливі лише у Карпатах і Кримських горах.

Вулканізм — сукупність процесів і явищ, пов'язаних з виливом магми на земну поверхню. Магму, що вилилася, називають лавою. Разом з лавою при виверженні виділяються різні гази, викидаються тверді продукти. З лави та інших продуктів виверження часто утворюються конусоподібні гори — вулкани. На нашій планеті нараховується приблизно 1000 діючих вулканів; значно більше є згаслих вулканів, про виверження яких не існує історичних відомостей. В Україні згаслі вулкани формують Вулканічний хребет у Карпатах.

Поштовхи земної кори під дном океанів (моретруси) спричиняють появу водних хвиль гігантських розмірів — цунамі (в перекладі з японської — «хвиля в бухті»). Ці хвилі у відкритому океані майже непомітні для кораблів. Але коли шлях цунамі перепиняє узбережжя материка або острови, хвилі обрушуються на сушу з висоти, що досягає ЗО метрів і більше; це призводить до катастрофічних наслідків.

Гарячі джерела і гейзери пов'язані з вулканізмом. Гейзери — джерела, що періодично викидають фонтани гарячої води і пари (до 20 м і більше). Найбільше їх на півострові Камчатка (Долина гейзерів), на о. Ісландія, у США (Єлоустонський національний парк).