У дома · мрежи · Структурата на земната кора е от континентален тип. Строеж на земната кора

Структурата на земната кора е от континентален тип. Строеж на земната кора

Изучаване вътрешна структурапланети, включително нашата Земя, е изключително трудна задача. Ние не можем физически да „пробиваме“ земната кора чак до ядрото на планетата, така че цялото знание, което сме придобили в момента, е знание, получено „чрез допир“ и по най-буквалния начин.

Как работи сеизмичното проучване на примера за проучване на нефтени находища. „Обаждаме се“ на земята и „слушаме“ какво ще ни донесе отразеният сигнал

Факт е, че най-простият и най-надежден начин да разберете какво има под повърхността на планетата и е част от кората й е да изследвате скоростта на разпространение сеизмични вълнив дълбините на планетата.

Известно е, че скоростта на надлъжните сеизмични вълни се увеличава в по-плътни среди и, напротив, намалява в рохкави почви. Съответно, знаейки параметрите различни видовескали и като изчислите данни за налягането и т.н., „слушайки“ получения отговор, можете да разберете през кои слоеве земната корапреминалият сеизмичен сигнал и колко дълбоко са под повърхността.

Изследване на структурата на земната кора с помощта на сеизмични вълни

Сеизмичните вибрации могат да бъдат причинени от два вида източници: естественоИ изкуствени. Естествени източници на вибрации са земетресенията, чиито вълни носят необходимата информация за плътността на скалите, през които проникват.

Арсеналът от изкуствени източници на вибрации е по-обширен, но на първо място, изкуствените вибрации се причиняват от обикновена експлозия, но има и по-„фини“ начини на работа - генератори на насочени импулси, сеизмични вибратори и др.

Провеждане на взривни работи и изследване на скоростите на сеизмичните вълни сеизмично проучване- един от най-важните клонове на съвременната геофизика.

Какво даде изследването на сеизмичните вълни вътре в Земята? Анализът на тяхното разпределение разкрива няколко скока в промяната на скоростта при преминаване през недрата на планетата.

земната кора

Регистриран е първият скок, при който скоростите се увеличават от 6,7 на 8,1 км/с според геолозите основата на земната кора. Тази повърхност се намира в различни местапланети на различни нива, от 5 до 75 км. Границата между земната кора и подлежащата обвивка, мантията, се нарича "Повърхности на Мохоровичич", кръстен на югославския учен А. Мохоровичич, който го е установил пръв.

Мантия

Мантиялежи на дълбочина до 2900 km и е разделена на две части: горна и долна. Границата между горната и долната мантия също се регистрира чрез скок в скоростта на разпространение на надлъжни сеизмични вълни (11,5 km/s) и се намира на дълбочини от 400 до 900 km.

Горната мантия има сложна структура. В горната му част има слой, разположен на дълбочина 100-200 km, където напречните сеизмични вълни затихват с 0,2-0,3 km/s, а скоростите на надлъжните вълни по същество не се променят. Този слой е наименуван вълновод. Дебелината му обикновено е 200-300 km.

Частта от горната мантия и кора, която се намира над вълновода, се нарича литосфераи самият слой с намалени скорости - астеносфера.

По този начин литосферата е твърда, твърда обвивка, покрита от пластична астеносфера. Предполага се, че в астеносферата протичат процеси, които предизвикват движение на литосферата.

Вътрешната структура на нашата планета

земното ядро

В основата на мантията има рязко намаляване на скоростта на разпространение на надлъжните вълни от 13,9 до 7,6 km/s. На това ниво е границата между мантията и земното ядро, по-дълбоко от което напречните сеизмични вълни вече не се разпространяват.

Радиусът на ядрото достига 3500 км, обемът му: 16% от обема на планетата, а масата: 31% от масата на Земята.

Много учени смятат, че ядрото е в разтопено състояние. Неговата външна частсе характеризира с рязко намалени стойности на скоростите на надлъжните вълни; във вътрешната част (с радиус 1200 km) скоростите на сеизмичните вълни отново се увеличават до 11 km / s. Плътността на ядрените скали е 11 g/cm 3 и се определя от наличието на тежки елементи. Такъв тежък елемент може да бъде желязото. Най-вероятно желязото е интегрална частсърцевини, тъй като сърцевината от чисто желязо или желязо-никел трябва да има плътност, която е с 8-15% по-висока от съществуващата плътност на сърцевината. Следователно кислородът, сярата, въглеродът и водородът изглежда са прикрепени към желязото в ядрото.

Геохимичен метод за изследване на структурата на планетите

Има и друг начин за изследване на дълбоката структура на планетите - геохимичен метод. Идентифицирането на различни обвивки на Земята и други земни планети според физическите параметри намира доста ясно геохимично потвърждение въз основа на теорията за хетерогенната акреция, според която съставът на ядрата на планетите и техните външни обвивки е в по-голямата си част първоначално различен и зависи от най-ранния етап на тяхното развитие.

В резултат на този процес най-тежките бяха концентрирани в ядрото ( желязо-никел) компоненти, а във външните обвивки - по-лек силикат ( хондритни), обогатени в горната мантия с летливи вещества и вода.

Най-важната особеност на планетите от земен тип (Земята) е, че тяхната външна обвивка, т.нар. кора, се състои от два вида вещества: " континентална част" - фелдшпатова и " океански" - базалт.

Континентална кора на Земята

Континенталната (континентална) кора на Земята е изградена от гранити или подобни на тях по състав скали, т.е. скали с голяма сумафелдшпати. Образуването на „гранитния“ слой на Земята се дължи на трансформацията на по-стари седименти в процеса на гранитизация.

Гранитният слой трябва да се разглежда като специфиченобвивката на земната кора - единствената планета, на която са широко развити процесите на диференциация на материята с участието на вода и имаща хидросфера, кислородна атмосфера и биосфера. На Луната и вероятно на земните планети континенталната кора е изградена от габро-анортозити - скали, състоящи се от голямо количествофелдшпатът обаче има малко по-различен състав от гранитите.

Най-старите (4,0-4,5 милиарда години) повърхности на планетите са съставени от тези скали.

Океанска (базалтова) кора на Земята

Океанска (базалтова) кораЗемята се е образувала в резултат на разтягане и е свързана със зони на дълбоки разломи, които са довели до проникването на базалтовите центрове на горната мантия. Базалтовият вулканизъм се наслагва върху предварително образувана континентална кора и е сравнително по-млада геоложка формация.

Проявите на базалтов вулканизъм на всички земни планети очевидно са сходни. Широкото развитие на базалтови „морета“ на Луната, Марс и Меркурий очевидно е свързано с разтягане и образуването в резултат на този процес на пропускливи зони, по които базалтовите стопилки на мантията се втурват към повърхността. Този механизъм на проявление на базалтовия вулканизъм е повече или по-малко сходен за всички планети от земната група.

Спътникът на Земята, Луната, също има структура на черупката, която като цяло възпроизвежда тази на Земята, въпреки че има поразителна разлика в състава.

Топлинният поток на Земята. Най-горещо е в зоните на разломи в земната кора, а най-студено в области на древни континентални плочи

Метод за измерване на топлинния поток за изследване на структурата на планетите

Друг начин за изследване на дълбоката структура на Земята е изследването на нейния топлинен поток. Известно е, че Земята, гореща отвътре, отдава топлината си. Нагряването на дълбоките хоризонти се доказва от вулканични изригвания, гейзери и горещи извори. Топлината е основният енергиен източник на Земята.

Повишаването на температурата с дълбочина от земната повърхност е средно около 15°C на 1 km. Това означава, че на границата на литосферата и астеносферата, разположена на дълбочина приблизително 100 km, температурата трябва да бъде близо до 1500 ° C. Установено е, че при тази температура се случва топенето на базалти. Това означава, че астеносферната обвивка може да служи като източник на магма с базалтов състав.

С дълбочината температурата се променя по по-сложен закон и зависи от изменението на налягането. Според изчислените данни на дълбочина 400 km температурата не надвишава 1600 ° C, а на границата на ядрото и мантията се оценява на 2500-5000 ° C.

Установено е, че отделянето на топлина става постоянно по цялата повърхност на планетата. Топлината е най-важният физически параметър. От степента на нагряване скалинякои от техните свойства зависят: вискозитет, електропроводимост, магнетизъм, фазово състояние. Следователно термичното състояние може да се използва за преценка на дълбоката структура на Земята.

Измерването на температурата на нашата планета на големи дълбочини е технически трудна задача, тъй като само първите километри от земната кора са достъпни за измервания. въпреки това вътрешна температураЗемята може да се изследва индиректно чрез измерване на топлинния поток.

Въпреки факта, че основният източник на топлина на Земята е Слънцето, общата мощност на топлинния поток на нашата планета е 30 пъти по-голяма от мощността на всички електроцентрали на Земята.

Измерванията показват, че средният топлинен поток на континентите и океаните е еднакъв. Този резултат се обяснява с факта, че в океаните по-голямата част от топлината (до 90%) идва от мантията, където процесът на пренос на материя чрез движещи се потоци е по-интензивен - конвекция.

Конвекцията е процес, при който нагрят флуид се разширява, става по-лек и се издига, докато по-хладните слоеве потъват. Тъй като материята на мантията е по-близка по своето състояние до твърдо тяло, конвекцията в нея възниква при специални условия, при ниски скорости на потока на материала.

Каква е топлинната история на нашата планета? Първоначалното му нагряване вероятно е свързано с топлината, генерирана от сблъсъка на частици и тяхното уплътняване в собственото им гравитационно поле. След това топлината е резултат от радиоактивен разпад. Под въздействието на топлината възниква слоеста структура на Земята и планетите от земната група.

В Земята все още се отделя радиоактивна топлина. Съществува хипотеза, според която на границата на разтопеното ядро ​​на Земята процесите на разцепване на материята продължават и до днес с отделяне на огромно количество топлинна енергия, нагряваща мантията.

Земната кора - горна частлитосфера. В мащаб на всичко глобусможе да се сравни с най-тънкия филм- силата му е толкова незначителна. Но ние не познаваме много добре дори тази най-горна обвивка на планетата. Как може да се научи за структурата на земната кора, ако дори най-дълбоките кладенци, пробити в кората, не надхвърлят първите десет километра? На помощ на учените идва сеизмичната локация. Чрез дешифриране на скоростта на сеизмичните вълни, преминаващи през различни среди, е възможно да се получат данни за плътността на земните слоеве и да се направят изводи за техния състав. Под континентите и океанските басейни структурата на земната кора е различна.

ОКЕАНСКА КОРА

Океанската кора е по-тънка (5-7 km) от континенталната и се състои от два слоя - долен базалтов и горен седиментен. Под базалтовия слой е повърхността на Мохо и горната мантия. Релефът на океанското дъно е много сложен. Сред различните форми на релефа се открояват огромните средноокеански хребети. На тези места се случва раждането на млада базалтова океанска кора от мантийния материал. Чрез дълбок разлом, минаващ по върховете в центъра на билото - разлом - магмата излиза на повърхността, разпространявайки се в различни посоки под формата на подводни потоци лава, непрекъснато бутайки стените на пролома на разлома в различни посоки. Този процес се нарича разпространение.

Средноокеанските хребети се издигат на няколко километра над океанското дъно, а дължината им достига 80 хиляди км. Хребетите са нарязани от успоредни напречни разломи. Те се наричат ​​трансформиращи. Рифтовите зони са най-бурните сеизмични зони на Земята. Базалтовият слой е покрит от слоеве от морски седиментни отлагания - тини и глини с различен състав.

КОНТИНЕНТАЛНА КОРА

Континенталната кора заема по-малка площ (около 40% от повърхността на Земята - прибл.), но има по-сложна структура и много по-голяма дебелина. Под високи планинидебелината му се измерва 60-70 километра. Структурата на континенталната кора е тричленна - базалт, гранит и седиментни слоеве. Гранитният слой излиза на повърхността в области, наречени щитове. Например Балтийският щит, част от който е зает от Колския полуостров, е изграден от гранитни скали. Именно тук бяха извършени дълбоки сондажи, а свръхдълбокият кладенец Кола достигна 12 км. Но опитите да се пробие целият гранитен слой бяха неуспешни.

Шелфът - подводната граница на континента - също има континентална кора. Същото се отнася и за големите острови – Нова Зеландия, островите Калимантан, Сулавеси, Нова Гвинея, Гренландия, Сахалин, Мадагаскар и др. Крайните морета и вътрешните морета, като Средиземно, Черно и Азовско, са разположени върху кора от континентален тип.

За базалтови и гранитни слоеве на континенталната кора може да се говори само условно. Това означава, че скоростта на преминаване на сеизмичните вълни в тези слоеве е подобна на скоростта на преминаването им в скали от базалтов и гранитен състав. Границата между гранитния и базалтовия слой не е много ясно очертана и варира в дълбочина. Базалтовият слой граничи с повърхността на Мохо. Горният седиментен слой променя дебелината си в зависимост от релефа на повърхността. И така, в планинските райони той е тънък или изобщо липсва, тъй като външните сили на Земята преместват рохкав материал надолу по склоновете - приблизително. Но в подножието, на равнините, в котловини и падини достига значителни дебелини. Например в Каспийската низина, която е в процес на потъване, седиментният слой достига 22 km.

ИЗ ИСТОРИЯТА НА КОЛЬСКИЯ СУПЕРДЪЛБОК КЛАДЕНЕЦ

От началото на пробиването на този кладенец през 1970 г. учените са си поставили чисто научна цел за този експеримент: да определят границата между гранитните и базалтовите слоеве. Местоположението е избрано, като се вземе предвид фактът, че именно в зоните на щитовете гранитният слой, непокрит от седиментния, може да бъде прокаран „през нас”, което би позволило да се докоснат скалите на базалта. слой и вижте разликата. По-рано се предполагаше, че такава граница на Балтийския щит, където древните магмени скали излизат на повърхността, трябва да се намира на дълбочина приблизително 7 км.

В продължение на няколко години сондиране кладенецът многократно се отклонява от зададената вертикална посока, пресичайки пластове с различна якост. Понякога свредлата се чупеха и тогава трябваше да започнем да пробиваме отново, използвайки байпасни шахти. Материалът, който беше доставен на повърхността, беше изследван от различни учени и постоянно изнасян невероятни открития. Така на дълбочина около 2 км бяха открити медно-никелови руди, а от дълбочина 7 км беше доставена ядка (това е името на скална проба от сондаж под формата на дълъг цилиндър - прибл. .от мястото), в който са открити вкаменени останки от древни организми.

Но след като измина повече от 12 км до 1990 г., кладенецът никога не надхвърли гранитния слой. През 1994 г. сондирането е спряно. Свръхдълбокият кладенец на Кола не е единственият кладенец в света, който е положен за дълбоко сондиране. Подобни експерименти бяха проведени на различни места от няколко страни. Но само Кола достигна такива марки, за които беше включена в Книгата на рекордите на Гинес.

ЗЕМНА КОРА, горната твърда обвивка на Земята, ограничена отдолу от границата на Мохоровичич. Терминът "земна кора" се появява през 18 век в произведенията на М. В. Ломоносов и през 19 век в произведенията на Чарлз Лайъл; с развитието на хипотезата за свиване през 19 век тя получава определено значение в съответствие с идеята за охлаждане на Земята до образуването на кората (J. Dana). Основата на идеите за състава, структурата и физични свойстваЗемната кора съдържа геофизични данни за скоростите на разпространение на сеизмичните вълни (главно надлъжни, V p), които на границата на Мохоровичич, при преминаване към скалите на земната мантия, рязко нарастват от 7,5-7,8 km/s до 8,1- 8,2 км/сек Характерът на долната граница на земната кора очевидно се дължи на промени в химичния състав на скалите (основни скали - ултраосновни) или фазови преходи (в системата габро - еклогит).

Земната кора се характеризира с хоризонтална нееднородност (анизотропия), която се изразява в различия в състава, структурата, дебелината и други характеристики на кората в рамките на отделните й структурни елементи: континенти и океани, платформи и нагънати пояси, понижения и издигания и др. Съществуват два основни типа земна кора – континентална и океанска.

Континенталната кора, разпределена в рамките на континентите и микроконтинентите в океаните, има средна дебелина от 35-40 km, която намалява до 25-30 km на континенталните граници (на шелфа) и в зоните на рифтинг и се увеличава до 45-75 km в райони на планинско строителство. В континенталната кора се разграничават седиментни (V p до 4,5 km/s), „гранитни” (V p 5,1-6,4 km/s) и „базалтови” (V p 6,1-7,5 km/s). в) слоеве . Седиментният слой отсъства върху щитовете и по-малките издигания на основата на древните платформи, както и в аксиалните зони на сгънатите структури. В депресиите на млади и древни платформи, предни и междупланински котловини на сгънати структури, дебелината на седиментния слой достига 10 km (рядко 20-25 km). Състои се главно от континентални и плитководни седиментни скали, които са на възраст под 1,7 милиарда години, както и платови базалти (трапове), прагове от основни магмени скали и туфи. Имената на слоевете „гранит“ и „базалт“ са произволни и са исторически свързани с идентифицирането на границата на Конрад (V p 6,2 km/s), разделяща слоевете, в които скоростите на надлъжните сеизмични вълни съответстват на скоростите в гранита. и базалт. Последващите проучвания (включително свръхдълбоко сондиране) поставят под съмнение съществуването на ясна сеизмична граница, така че и двата слоя са комбинирани в консолидирана кора. „Гранитният” слой излиза на повърхността в щитове и масиви от платформи и в аксиалните зони на сгънати структури; той също беше проникнат от свръхдълбоки сондажни кладенци (включително ултрадълбокия кладенец Кола на дълбочина над 12 km). Дебелината му на платформи е 15-20 km, в нагънати структури 25-30 km. В щитовете на древни платформи този слой включва гнайси, различни кристални шисти, амфиболити, мрамори, кварцити и гранитоиди, поради което често се нарича гранит-гнейс (V p 6-6,4 km/s). В основите на млади платформи и в млади нагънати структури горен слойконсолидираната кора е съставена от по-слабо метаморфозирани скали и съдържа по-малко гранити, поради което се нарича още гранитна метаморфна (V p 5,1-6 km/s). Директното изследване на "базалтовия" слой на континенталната кора е невъзможно. Стойностите на скоростите на сеизмичните вълни, по които се отличава, могат да бъдат удовлетворени както от магмени скали с основен състав (мафични скали), така и от скали, които са претърпели висока степен на метаморфизъм (гранулити), следователно долният слой на консолидираната кора е понякога наричан гранулитно-мафичен. Отнасянето на скали със скорост на надлъжни сеизмични вълни над 7 km/s към земната кора или горната мантия е спорно. Възрастта на най-старите скали на консолидираната кора достига 4 милиарда години.

Основните разлики между океанската кора и континенталната са липсата на "гранитен" слой, значително по-малка дебелина (средно 5-7 km), по-млада възраст (юра, креда, кайнозой; по-малко от 170 милиона години), по-голяма странична хомогенност. Океанската кора, чиято структура е изследвана чрез дълбоководни сондажи, драгиране и наблюдение с подводни превозни средствав стените на разломите, се състои от три слоя. Първият слой, или седиментен, се състои от пелагични силикатни, карбонатни и глинести седименти (V p 1,6-5,4 km/s). В посока към континенталните предпланини дебелината му нараства до 10-15 km. Седиментният слой може да отсъства в аксиалните зони на средноокеанските хребети. В дълбоководните басейни на дъговите басейни, някои от които са подложени от океанска кора, дебелината на седиментния слой, обикновено включващ турбидити, може да достигне 15-20 km. Вторият слой (V p 4,5-5,5 km/s) в горната част е изграден от базалти (често с възглавничкова обособеност - pillow basalts) с редки междинни слоеве от пелагични седименти; в долната част на пласта има комплекс от успоредни долеритни дайки ( обща власт 1,2-2 км). Третият слой (V p 6-7,5 km/s) в горната част се състои от масивни габри, в долната част - от слоест комплекс, в който габрите се редуват с ултраосновни скали (обща дебелина 2-5 km). В рамките на вътрешните издигания на океаните земната кора се удебелява до 25-30 km поради увеличаване на дебелината на втория и третия слой. Древният аналог на океанската кора на континентите са офиолитите.

Океанската кора се образува на разминаващите се граници на литосферните плочи (простиращи се по аксиалните части на средноокеанските хребети), върху които базалтовата магма се издига на повърхността и се втвърдява. Континенталната кора се образува по време на преработката на океанската кора на активните континентални граници.

В допълнение към двата основни типа на земната кора се разграничават преходни типове. Субокеанската кора е континентална кора, изтънена в резултат на рифтинг до 15-20 km, пробита от диги и прагове от основни магмени скали; развит по протежение на континенталните склонове и подножията, а също така лежи под дълбоководните депресии на някои басейни на задната дъга. Субконтинентална кора (слабо консолидирана, с дебелина под 25 km) се наблюдава във вулканичните островни дъги, където океанската кора преминава в континентална.

Земната кора изпитва хоризонтални и вертикални тектонични движения. В него се намират огнища на земетресения, образуват се магмени камери, а скалите локално или на големи площи претърпяват метаморфизъм. Тектонските движения на земната кора и ендогенните процеси, протичащи в нея, са причинени от съществуването на частично разтопена астеносфера в недрата на Земята. Под въздействието на тектонски движения и деформации, магматична дейност, метаморфизъм, екзогенни процеси (ледникови движения, свлачища, карст, речна ерозия и др.), Скалите на земната кора се включват в нагънати и разломни тектонски дислокации. Въздействието на атмосферата, хидро- и биосферата върху скалите на земната кора води до тяхното изветряне.

За еволюцията на земната кора навсякъде геоложка историявижте статията Земята.

Лит.: Khain V.E., Lomise M.G. Геотектоника с основите на геодинамиката. 2-ро изд. М., 2005; Хаин В. Е., Короновски Н. В. Планетата Земя от ядрото до йоносферата. М., 2007.

Състои се от много слоеве, натрупани един върху друг. Но това, което познаваме най-добре, е земната кора и литосферата. Това не е изненадващо - в края на краищата ние не само живеем от тях, но и черпим от дълбините повечето от наличните ни ресурси. природни ресурси. Но горните черупки на Земята все още съхраняват милиони години от историята на нашата планета и цялата слънчева система.

Тези две понятия се появяват толкова често в пресата и литературата, че са навлезли в ежедневния речник модерен човек. И двете думи се използват за обозначаване на повърхността на Земята или друга планета - обаче има разлика между понятията, основана на два основни подхода: химичен и механичен.

Химичен аспект - земна кора

Ако разделите Земята на слоеве въз основа на разликите в химическия състав, горният слой на планетата ще бъде земната кора. Това е сравнително тънка черупка, завършваща на дълбочина от 5 до 130 километра под морското равнище - океанската кора е по-тънка, а континенталната кора в планинските райони е най-дебела. Въпреки че 75% от масата на земната кора е съставена само от силиций и кислород (не чисти, свързани в различни вещества), тя има най-голямото химическо разнообразие от всички слоеве на Земята.

Богатството от минерали също играе роля - различни вещества и смеси, създадени през милиарди години от историята на планетата. Земната кора съдържа не само „местни“ минерали, създадени от геоложки процеси, но и масивно органично наследство, като нефт и въглища, както и извънземни включвания.

Физически аспект - литосфера

Разчитайки на физически характеристикиЗемята, като твърдост или еластичност, ще получим малко по-различна картина - вътрешността на планетата ще бъде обвита в литосфера (от другия гръцки lithos, „скалисто, твърдо“ и сфера „sphaira“). Тя е много по-дебела от земната кора: литосферата се простира до 280 километра дълбочина и дори покрива горната твърда част на мантията!

Характеристиките на тази черупка напълно съответстват на името - тя е единствената с изключение вътрешно ядро, твърд слойЗемята. Силата обаче е относителна - литосферата на Земята е една от най-подвижните в света слънчева система, заради което планетата вече е променила своята външен вид. Но значителната компресия, кривина и други еластични промени изискват хиляди години, ако не и повече.

  • Интересен факт е, че планетата може да няма повърхностна кора. И така, повърхността е неговата втвърдена мантия; Най-близката до Слънцето планета отдавна загуби кората си в резултат на многобройни сблъсъци.

За да обобщим, земната кора е горната, химически разнообразна част от литосферата, твърдата обвивка на Земята. Първоначално те имаха почти същия състав. Но когато дълбините бяха засегнати само от подлежащата астеносфера и високи температури, хидросферата, атмосферата, останките от метеорити и живите организми са участвали активно в образуването на минерали на повърхността.

Литосферни плочи

Друга особеност, която отличава Земята от другите планети, е разнообразието от различни видове ландшафти върху нея. Разбира се, водата също играе невероятно важна роля, за която ще говорим малко по-късно. Но дори основните форми на планетарния пейзаж на нашата планета се различават от същата Луна. Моретата и планините на нашия спътник са ями от бомбардировка от метеорити. А на Земята те са се образували в резултат на стотици и хиляди милиони години движение на литосферните плочи.

Вероятно вече сте чували за плочите - това са огромни стабилни фрагменти от литосферата, които се носят по течната астеносфера, като натрошен лед на река. Има обаче две основни разлики между литосферата и леда:

  • Пролуките между плочите са малки и бързо се затварят поради изригването на разтопеното вещество от тях, а самите плочи не се разрушават от сблъсъци.
  • За разлика от водата, в мантията няма постоянен поток, който да задава постоянна посока на движение на континентите.

Така, движеща силаДрейфът на литосферните плочи е конвекцията на астеносферата, основната част на мантията - по-горещите потоци от земното ядро ​​се издигат към повърхността, когато студените падат обратно надолу. Като се има предвид, че континентите се различават по размер и релеф долната странаотразява неравностите на върха; те също се движат неравномерно и непоследователно.

Основни плочи

В продължение на милиарди години движение на литосферните плочи те многократно се сливат в суперконтиненти, след което отново се разделят. В близко бъдеще, след 200-300 милиона години, се очаква и образуването на суперконтинент, наречен Pangea Ultima. Препоръчваме да гледате видеоклипа в края на статията - той ясно показва как литосферните плочи са мигрирали през последните няколкостотин милиона години. Освен това силата и активността на движението на континентите се определя от вътрешното нагряване на Земята – колкото по-високо е то, толкова повече се разширява планетата и толкова по-бързо и по-свободно се движат литосферните плочи. Въпреки това, от началото на историята на Земята, нейната температура и радиус постепенно намаляват.

  • Интересен факт е, че дрейфът на плочите и геоложката активност не е задължително да се захранват от вътрешното самонагряване на планетата. Например спътникът на Юпитер има много активни вулкани. Но енергията за това не се осигурява от ядрото на спътника, а от гравитационното триене c, поради което вътрешността на Йо се нагрява.

Границите на литосферните плочи са много произволни - някои части от литосферата потъват под други, а някои, като Тихоокеанската плоча, са напълно скрити под водата. Днес геолозите преброяват 8 основни плочи, които покриват 90 процента от цялата площ на Земята:

  • австралийски
  • Антарктика
  • африкански
  • евразийски
  • Хиндустан
  • тихоокеански
  • Северна Америка
  • южно-американец

Това разделение се появи наскоро - например Евразийската плоча преди 350 милиона години се състои от отделни части, по време на сливането на които са се образували Уралските планини, едни от най-древните на Земята. Учените и до днес продължават да изучават разломите и океанското дъно, откривайки нови плочи и изяснявайки границите на старите.

Геоложка дейност

Литосферните плочи се движат много бавно – пълзят една върху друга със скорост 1–6 cm/година и се отдалечават най-много с 10–18 cm/година. Но именно взаимодействието между континентите създава геоложката активност на Земята, забележима на повърхността - вулканични изригвания, земетресения и формирането на планини винаги се случват в контактните зони на литосферните плочи.

Има обаче изключения - така наречените горещи точки, които могат да съществуват и дълбоко в литосферните плочи. В тях разтопените потоци от астеносферна материя се разбиват нагоре, разтапяйки литосферата, което води до повишена вулканична активност и редовни земетресения. Най-често това се случва близо до онези места, където една литосферна плоча пълзи върху друга - долната, вдлъбната част на плочата потъва в мантията на Земята, като по този начин увеличава налягането на магмата върху горната плоча. Сега обаче учените са склонни да вярват, че „удавените“ части от литосферата се топят, увеличавайки налягането в дълбините на мантията и по този начин създавайки възходящи потоци. Това може да обясни аномалното разстояние на някои горещи точки от тектоничните разломи.

  • Интересен факт е, че щитови вулкани, характеризиращи се с плоската си форма, често се образуват в горещи точки. Те изригват много пъти, нараствайки поради течаща лава. Това също е типичен формат на извънземен вулкан. Най-известният от тях е на Марс, най-високата точка на планетата - височината му достига 27 километра!

Океанска и континентална кора на Земята

Взаимодействието на плочите също води до образуването на две различни видовеземна кора – океанска и континентална. Тъй като океаните, като правило, са кръстовища на различни литосферни плочи, тяхната кора непрекъснато се променя - разрушава се или се абсорбира от други плочи. На мястото на разломите възниква директен контакт с мантията, откъдето се издига гореща магма. Охлаждане под въздействието на вода, създава тънък слойот базалти - основната вулканична скала. По този начин океанската кора се обновява напълно на всеки 100 милиона години - най-старите области, които се намират в Тихия океан, достигат максимална възраст от 156–160 милиона години.

важно! Океанската кора не е цялата земна кора, която е под вода, а само нейните млади участъци на кръстовището на континентите. Част от континенталната кора е под вода, в зоната на стабилни литосферни плочи.

Възраст на океанската кора (червеното съответства на млада кора, синьото на стара кора).


При изучаване на земната кора е установено, че структурата й е различна в различните области. Обобщаването на голямо количество фактически материали позволи да се разграничат два вида структура на земната кора - континентална и океанска.

Континентален тип

Континенталният тип се характеризира с много значителна дебелина на кората и наличието на гранитен слой. Границата на горната мантия тук се намира на дълбочина 40-50 km или повече. Дебелината на седиментните скални слоеве на места достига 10-15 km, на други дебелината може да отсъства напълно. Средната дебелина на седиментните скали на континенталната кора е 5,0 km, гранитният слой е около 17 km (от 10-40 km), базалтовият слой е около 22 km (до 30 km).

Както бе споменато по-горе, петрографският състав на базалтовия слой на континенталната кора е разнообразен и най-вероятно е доминиран не от базалти, а от метаморфни скали с основен състав (гранулити, еклогити и др.). Поради тази причина някои изследователи предлагат този слой да се нарича гранулит.

Дебелината на континенталната кора се увеличава над площта на сгънатите планински структури. Например в Източноевропейската равнина дебелината на земната кора е около 40 km (15 km - гранитен слой и повече от 20 km - базалт), а в Памир - един път и половина повече (общо около 30 km са дебелината на седиментните скали и гранитния слой и същото количество базалтов слой). Континенталната кора достига особено голяма дебелина през планински райониразположени по краищата на континентите. Например в Скалистите планини ( Северна Америка) дебелината на кората значително надвишава 50 km. Земната кора, която образува дъното на океаните, има съвсем различна структура. Тук дебелината на кората рязко намалява и материалът на мантията се доближава до повърхността.

Липсва гранитен слой, а дебелината на седиментните слоеве е сравнително малка. Има горен слой от неконсолидирани седименти с плътност 1,5-2 g/cm 3 и дебелина около 0,5 km, вулканично-седиментен слой (прослойки от рохкави седименти с базалти) с дебелина 1-2 km и базалтов слой, чиято средна дебелина се оценява на 5 -6 km. На дъното Тихи океанземната кора е с обща дебелина 5-6 km; на дъното Атлантически океанПод седиментната дебелина от 0,5-1,0 km има базалтов слой с дебелина 3-4 km. Имайте предвид, че с увеличаване на дълбочината на океана дебелината на кората не намалява.

В момента се разграничават и преходни субконтинентални и субокеански типове кора, съответстващи на подводния ръб на континентите. В рамките на кората от субконтинентален тип гранитният слой е силно редуциран, който се заменя с дебелина от седименти, а след това към дъното на океана дебелината на базалтовия слой започва да намалява. Дебелината на тази преходна зона на земната кора обикновено е 15-20 km. Границата между океанската и субконтиненталната кора минава по континенталния склон в диапазона на дълбочина 1-3,5 km.

Тип океан

Въпреки че океанската кора заема по-голяма площ от континенталната и субконтиненталната кора, поради малката си дебелина в нея е концентриран само 21% от обема на земната кора. Информация за обема и масата на различните видове земна кора е показана на фиг. 1.

Фиг. 1. Обем, дебелина и маса на хоризонтите на различните видове земна кора

Земната кора лежи върху подкоровия мантиен субстрат и съставлява само 0,7% от масата на мантията. Кога ниска мощносткора (например на океанското дъно), най-горната част на мантията също ще бъде в твърдо състояние, обичайно за скалите на земната кора. Следователно, както беше отбелязано по-горе, наред с концепцията за земната кора като обвивка с определени показатели за плътност и еластични свойства, съществува концепцията за литосферата - каменна обвивка, по-дебела от твърдата материя, покриваща повърхността на Земята.

Структури на видовете кора

Видовете земна кора също се различават по своите структури. Океанската кора се характеризира с разнообразие от структури. По централната част на дъното на океана се простират мощни планински системи - средноокеански хребети. В аксиалната част тези хребети са разчленени от дълбоки и тесни рифтови долини със стръмни страни. Тези образувания представляват зони на активна тектонска дейност. Дълбоководните ровове са разположени по протежение на островни дъги и планински структури по краищата на континентите. Наред с тези образувания има дълбоководни равнини, които заемат обширни площи.

Континенталната кора е също толкова разнородна. В неговите граници могат да се разграничат млади планински гънкови структури, където дебелината на кората като цяло и всеки от нейните хоризонти значително се увеличава. Идентифицирани са също области, където кристалните скали на гранитния слой представляват древни нагънати области, изравнени в продължение на дълго геоложко време. Тук дебелината на кората е много по-малка. Тези големи площи от континенталната кора се наричат ​​платформи. Вътре в платформите се прави разлика между щитове - области, където кристалната основа излиза директно на повърхността, и плочи, чиято кристална основа е покрита с дебелина от хоризонтално разположени седименти. Пример за щит е територията на Финландия и Карелия (Балтийски щит), докато в Източноевропейската равнина нагънатият фундамент е дълбоко вдлъбнат и покрит със седиментни отлагания. Средна мощноствалежите на платформите са около 1,5 км. Планинско-гънките структури се характеризират със значително по-голяма дебелина на седиментните скали, средна стойносткоято се оценява на 10 км. Натрупването на такива дебели отлагания се постига чрез дългосрочно постепенно потъване, потъване на отделни участъци от континенталната кора, последвано от тяхното повдигане и нагъване. Такива области се наричат ​​геосинклинали. Това са най-активните зони на континенталната кора. Около 72% от общата маса на седиментните скали е ограничена до тях, докато около 28% са концентрирани върху платформите.

Проявите на магматизъм на платформи и геосинклинали рязко варират. По време на периоди на потъване на геосинклинали магма с основен и ултраосновен състав навлиза по дълбоки разломи. В процеса на трансформиране на геосинклинала в нагъната област се образуват и проникват огромни маси от гранитна магма. По-късните етапи се характеризират с вулканични изливания на лави със среден и кисел състав. На платформите магматичните процеси са много по-слабо изразени и са представени главно от изливания на базалти или лави с алкално-основен състав. Сред седиментните скали на континентите преобладават глини и шисти. На дъното на океаните се увеличава съдържанието на варовити седименти. И така, земната кора се състои от три слоя. Горният му слой е съставен от седиментни скали и продукти от изветряне. Обемът на този слой е около 10% от общия обем на земната кора. Повечето отВеществото се намира на континентите и преходната зона; в рамките на океанската кора, не повече от 22% от обема на слоя.

В така наречения гранитен пласт най-често срещаните скали са гранитоиди, гнайси и шисти. По-основните скали представляват около 10% от този хоризонт. Това обстоятелство е добре отразено в средния химичен състав на гранитния слой. При сравняване на средните стойности на състава се обръща внимание на ясната разлика между този слой и седиментната последователност (фиг. 2).


Фиг.2. Химичен съставземна кора (в тегловни проценти)

Съставът на базалтовия слой в двата основни типа земна кора е различен. На континентите тази последователност се характеризира с разнообразие от скали. Има дълбоко метаморфозирани и магмени скали с основен и дори кисел състав. Основните скали съставляват около 70% от общия обем на този слой. Базалтовият слой на океанската кора е много по-хомогенен. Преобладаващият тип скали са така наречените толеитови базалти, които се различават от континенталните базалти по ниското съдържание на калий, рубидий, стронций, барий, уран, торий, цирконий и високото съотношение Na/K. Това се дължи на по-ниската интензивност на процесите на диференциация при тяхното топене от мантията. Ултраосновните скали на горната мантия се появяват в дълбоки фрактури на рифа. Преобладаването на скалите в земната кора, групирани за определяне на съотношението на техния обем и маса, е показано на фиг. 3.


Фиг.3. Поява на скали в земната кора

Образуване на земната кора

Континенталната кора се състои от кристални скали от базалтови и гранитни геофизични слоеве (съответно 59,2% и 29,8% от общия обем на земната кора), покрити със седиментна обвивка (стратисфера). Площта на континентите и островите е 149 милиона km 2. Седиментната обвивка обхваща 119 милиона km 2, т.е. 80% от общата площ на земята, изпъкнал към древните платформени щитове. Състои се предимно от къснопротерозойски и фанерозойски седиментни и вулканогенни скали, въпреки че съдържа в малки количества по-стари средно- и раннопротерозойски слабо метаморфозирани седименти от протоплатформи. Площите на разкритията на седиментните скали намаляват с нарастване на възрастта, докато тези на кристалните скали се увеличават.

Седиментната обвивка на земната кора на океаните, заемаща 58% от общата площ на Земята, лежи върху базалтов слой. Възрастта на неговите находища, според данните от дълбоководните сондажи, обхваща интервала от време от горната юра до кватернера включително. Средната дебелина на седиментната обвивка на Земята се оценява на 2,2 km, което съответства на 1/3000 от радиуса на планетата. Общият обем на съставните му образувания е приблизително 1100 милиона km 3, което е 10,9% от общия обем на земната кора и 0,1% от общия обем на Земята. Общият обем на океанските седименти се оценява на 280 милиона km3. Средната дебелина на земната кора се оценява на 37,9 km, което е 0,94% от общия обем на Земята. Вулканичните скали представляват 4,4% на платформи и 19,4% в нагънати области от общия обем на седиментната обвивка. В платформените райони и особено в океаните базалтовите покрития са широко разпространени, заемайки повече от две трети от повърхността на Земята.

Земната кора, атмосферата и хидросферата на Земята са се образували в резултат на геохимичната диференциация на нашата планета, придружена от топенето и дегазирането на дълбоката материя. Образуването на земната кора се дължи на взаимодействието на ендогенни (магматични, флуидно-енергийни) и екзогенни (физическо и химическо изветряне, разрушаване, разлагане на скали, интензивна теригенна седиментация) фактори. Голямо значениев същото време изотопната систематика на магматичните скали има, тъй като магматизмът е този, който носи информация за геоложкото време и материалната специфика на повърхностните тектонични и дълбокомантийните процеси, отговорни за образуването на океани и континенти и отразява най-важните характеристикипроцеси на превръщане на дълбокото вещество на Земята в земната кора. За най-разумно се счита последователното образуване на океанската кора поради обеднената мантия, която в зоните на конвергентно взаимодействие на плочите образува преходната кора на островните дъги, а последната след поредица от структурни и материални трансформации се превръща в в континенталната кора.