Die Struktur der Erdkruste ist kontinentaler Art. Struktur der Erdkruste

Studieren Interne Struktur Planeten, einschließlich unserer Erde, ist eine äußerst schwierige Aufgabe. Wir können die Erdkruste nicht bis zum Kern des Planeten physisch „bohren“, daher ist das gesamte Wissen, das wir uns im Moment angeeignet haben, Wissen, das wir „durch Berührung“ und im wahrsten Sinne des Wortes erworben haben.

Wie seismische Exploration funktioniert am Beispiel der Ölfeldexploration. Wir „rufen“ die Erde und „lauschen“, was uns das reflektierte Signal bringen wird

Tatsache ist, dass der einfachste und zuverlässigste Weg, herauszufinden, was sich unter der Oberfläche des Planeten befindet und Teil seiner Kruste ist, darin besteht, die Ausbreitungsgeschwindigkeit zu untersuchen Seismische Wellen in den Tiefen des Planeten.

Es ist bekannt, dass die Geschwindigkeit longitudinaler seismischer Wellen in dichteren Medien zunimmt und im Gegenteil in lockeren Böden abnimmt. Dementsprechend sind die Parameter bekannt verschiedene Typen Steine ​​und nachdem Sie Daten über Druck usw. berechnet haben, können Sie durch „Abhören“ der empfangenen Antwort verstehen, durch welche Schichten Erdkruste das durchgelassene seismische Signal und wie tief sie sich unter der Oberfläche befinden.

Untersuchung der Struktur der Erdkruste mithilfe seismischer Wellen

Seismische Vibrationen können durch zwei Arten von Quellen verursacht werden: natürlich Und künstlich. Natürliche Schwingungsquellen sind Erdbeben, deren Wellen die notwendigen Informationen über die Dichte der Gesteine, durch die sie dringen, enthalten.

Das Arsenal an künstlichen Schwingungsquellen ist umfangreicher, aber vor allem werden künstliche Schwingungen durch eine gewöhnliche Explosion verursacht, aber es gibt auch „subtilere“ Arbeitsweisen – Generatoren gerichteter Impulse, seismische Vibratoren usw.

Durchführung von Sprengarbeiten und Untersuchung seismischer Wellengeschwindigkeiten seismische Untersuchung- einer der wichtigsten Zweige der modernen Geophysik.

Was hat die Untersuchung seismischer Wellen im Erdinneren ergeben? Eine Analyse ihrer Verteilung ergab mehrere Sprünge in der Geschwindigkeitsänderung beim Durchgang durch das Innere des Planeten.

Erdkruste

Der erste Sprung, bei dem die Geschwindigkeit laut Geologen von 6,7 auf 8,1 km/s ansteigt, ist aufgezeichnet Basis der Erdkruste. Diese Oberfläche befindet sich in verschiedene Orte Planeten auf verschiedenen Ebenen, von 5 bis 75 km. Als Erdmantel wird die Grenze zwischen der Erdkruste und der darunter liegenden Hülle bezeichnet „Mohorovicic-Oberflächen“, benannt nach dem jugoslawischen Wissenschaftler A. Mohorovicic, der es als Erster etablierte.

Mantel

Mantel liegt in Tiefen von bis zu 2.900 km und ist in zwei Teile geteilt: einen oberen und einen unteren. Die Grenze zwischen oberem und unterem Erdmantel wird auch durch einen Sprung in der Ausbreitungsgeschwindigkeit longitudinaler seismischer Wellen (11,5 km/s) erfasst und liegt in Tiefen von 400 bis 900 km.

Der obere Mantel hat eine komplexe Struktur. In seinem oberen Teil befindet sich in Tiefen von 100–200 km eine Schicht, in der transversale seismische Wellen um 0,2–0,3 km/s abgeschwächt werden und sich die Geschwindigkeiten der longitudinalen Wellen im Wesentlichen nicht ändern. Diese Ebene wird benannt Wellenleiter. Seine Mächtigkeit beträgt normalerweise 200–300 km.

Der Teil des oberen Mantels und der Erdkruste, der über dem Wellenleiter liegt, wird genannt Lithosphäre und die Schicht der reduzierten Geschwindigkeiten selbst - Asthenosphäre.

Somit ist die Lithosphäre eine starre, feste Hülle, unter der sich eine plastische Asthenosphäre befindet. Es wird angenommen, dass in der Asthenosphäre Prozesse ablaufen, die eine Bewegung der Lithosphäre bewirken.

Die innere Struktur unseres Planeten

Der Kern der Erde

An der Basis des Erdmantels kommt es zu einem starken Rückgang der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Longitudinalwellen von 13,9 auf 7,6 km/s. Auf dieser Ebene liegt die Grenze zwischen Mantel und Der Kern der Erde, tiefer, als die transversalen seismischen Wellen sich nicht mehr ausbreiten.

Der Radius des Kerns beträgt 3500 km, sein Volumen beträgt 16 % des Planetenvolumens und seine Masse beträgt 31 % der Erdmasse.

Viele Wissenschaftler glauben, dass sich der Kern in einem geschmolzenen Zustand befindet. Sein äußerer Teil gekennzeichnet durch stark verringerte Werte der Geschwindigkeiten der Longitudinalwellen; im inneren Teil (mit einem Radius von 1200 km) steigen die Geschwindigkeiten der seismischen Wellen wieder auf 11 km/s an. Die Dichte des Kerngesteins beträgt 11 g/cm 3 und wird durch das Vorhandensein schwerer Elemente bestimmt. Ein solch schweres Element könnte Eisen sein. Am wahrscheinlichsten ist Eisen Bestandteil Kerne, da ein Kern aus reinem Eisen oder einer Eisen-Nickel-Zusammensetzung eine Dichte haben sollte, die 8-15 % höher ist als die vorhandene Kerndichte. Daher scheinen Sauerstoff, Schwefel, Kohlenstoff und Wasserstoff im Kern an das Eisen gebunden zu sein.

Geochemische Methode zur Untersuchung der Struktur von Planeten

Es gibt eine andere Möglichkeit, die Tiefenstruktur von Planeten zu untersuchen – geochemische Methode. Die Identifizierung verschiedener Hüllen der Erde und anderer terrestrischer Planeten anhand physikalischer Parameter findet eine recht klare geochemische Bestätigung auf der Grundlage der Theorie der heterogenen Akkretion, nach der die Zusammensetzung der Planetenkerne und ihrer Außenhüllen größtenteils zunächst unterschiedlich und hängt vom frühesten Entwicklungsstadium ab.

Als Ergebnis dieses Prozesses konzentrierten sich die schwersten im Kern ( Eisen-Nickel) Komponenten und in den Außenschalen - leichteres Silikat ( chondritisch), im oberen Erdmantel mit flüchtigen Stoffen und Wasser angereichert.

Das wichtigste Merkmal der terrestrischen Planeten (Erde) ist, dass ihre äußere Hülle, die sogenannte bellen, besteht aus zwei Arten von Stoffen: „ Festland" - Feldspat und " ozeanisch" - Basalt.

Kontinentale Erdkruste

Die kontinentale (kontinentale) Erdkruste besteht aus Graniten oder ihnen in ihrer Zusammensetzung ähnlichen Gesteinen, d.h. Gesteinen mit Große anzahl Feldspäte. Die Bildung der „Granit“-Schicht der Erde ist auf die Umwandlung älterer Sedimente im Granitisierungsprozess zurückzuführen.

Die Granitschicht sollte als berücksichtigt werden Spezifisch die Hülle der Erdkruste – der einzige Planet, auf dem die Prozesse der Materiedifferenzierung unter Beteiligung von Wasser und mit einer Hydrosphäre, einer Sauerstoffatmosphäre und einer Biosphäre weit verbreitet sind. Auf dem Mond und wahrscheinlich auch auf den terrestrischen Planeten besteht die Kontinentalkruste aus Gabbro-Anorthositen – Gesteinen, die aus bestehen große Menge Feldspat hat jedoch eine etwas andere Zusammensetzung als Granite.

Die ältesten (4,0–4,5 Milliarden Jahre) Oberflächen der Planeten bestehen aus diesen Gesteinen.

Ozeanische (Basalt-)Kruste der Erde

Ozeanische (basaltische) Kruste Die Erde entstand durch Dehnung und ist mit Zonen tiefer Verwerfungen verbunden, die zum Eindringen der Basaltzentren des oberen Erdmantels führten. Basaltischer Vulkanismus überlagert die zuvor gebildete kontinentale Kruste und ist eine relativ jüngere geologische Formation.

Die Erscheinungsformen des Basaltvulkanismus sind auf allen erdähnlichen Planeten offenbar ähnlich. Die weit verbreitete Entwicklung von Basaltmeeren auf Mond, Mars und Merkur ist offensichtlich mit der Dehnung und der Bildung von Durchlässigkeitszonen als Ergebnis dieses Prozesses verbunden, entlang derer basaltische Schmelzen des Erdmantels an die Oberfläche strömten. Dieser Manifestationsmechanismus des Basaltvulkanismus ist für alle terrestrischen Planeten mehr oder weniger ähnlich.

Der Erdtrabant, der Mond, hat ebenfalls eine Schalenstruktur, die im Allgemeinen der der Erde nachempfunden ist, obwohl sie einen bemerkenswerten Unterschied in der Zusammensetzung aufweist.

Wärmefluss der Erde. In den Bereichen mit Verwerfungen in der Erdkruste ist es am heißesten und in Gebieten mit alten Kontinentalplatten am kältesten

Methode zur Messung des Wärmeflusses zur Untersuchung der Struktur von Planeten

Eine andere Möglichkeit, die Tiefenstruktur der Erde zu untersuchen, besteht darin, ihren Wärmefluss zu untersuchen. Es ist bekannt, dass die von innen heiße Erde ihre Wärme abgibt. Die Erwärmung tiefer Horizonte wird durch Vulkanausbrüche, Geysire und heiße Quellen belegt. Wärme ist die Hauptenergiequelle der Erde.

Der Temperaturanstieg mit der Tiefe von der Erdoberfläche beträgt durchschnittlich etwa 15° C pro 1 km. Dies bedeutet, dass an der Grenze zwischen Lithosphäre und Asthenosphäre, die sich etwa in einer Tiefe von 100 km befindet, die Temperatur nahe bei 1500 °C liegen sollte. Es wurde festgestellt, dass bei dieser Temperatur das Schmelzen von Basalten stattfindet. Dies bedeutet, dass die asthenosphärische Hülle als Quelle für Magma basaltischer Zusammensetzung dienen kann.

Mit der Tiefe ändert sich die Temperatur nach einem komplexeren Gesetz und hängt von der Druckänderung ab. Berechneten Daten zufolge übersteigt die Temperatur in einer Tiefe von 400 km nicht 1600 °C und an der Grenze zwischen Kern und Mantel wird auf 2500–5000 °C geschätzt.

Es wurde festgestellt, dass auf der gesamten Erdoberfläche ständig Wärme freigesetzt wird. Wärme ist der wichtigste physikalische Parameter. Vom Grad der Erwärmung Felsen Einige ihrer Eigenschaften hängen davon ab: Viskosität, elektrische Leitfähigkeit, Magnetismus, Phasenzustand. Daher kann der thermische Zustand zur Beurteilung der Tiefenstruktur der Erde herangezogen werden.

Die Messung der Temperatur unseres Planeten in großer Tiefe ist eine technisch schwierige Aufgabe, da nur die ersten Kilometer der Erdkruste für Messungen zur Verfügung stehen. Jedoch Innentemperatur Die Erde kann indirekt durch die Messung des Wärmeflusses untersucht werden.

Obwohl die Sonne die Hauptwärmequelle auf der Erde ist, ist die Gesamtleistung des Wärmestroms unseres Planeten 30-mal größer als die Leistung aller Kraftwerke auf der Erde.

Messungen haben gezeigt, dass der durchschnittliche Wärmefluss auf Kontinenten und Ozeanen gleich ist. Dieses Ergebnis erklärt sich aus der Tatsache, dass in den Ozeanen der größte Teil der Wärme (bis zu 90 %) aus dem Erdmantel stammt, wo der Prozess der Stoffübertragung durch sich bewegende Strömungen intensiver ist – Konvektion.

Konvektion ist ein Prozess, bei dem sich erhitzte Flüssigkeiten ausdehnen, leichter werden und aufsteigen, während kühlere Schichten absinken. Da Mantelmaterie in ihrem Zustand näher an einem Festkörper liegt, kommt es in ihr unter besonderen Bedingungen, bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten des Materials, zu Konvektion.

Wie ist die thermische Geschichte unseres Planeten? Seine anfängliche Erwärmung hängt wahrscheinlich mit der Wärme zusammen, die durch die Kollision von Partikeln und deren Verdichtung in ihrem eigenen Schwerkraftfeld entsteht. Die Hitze entstand dann durch radioaktiven Zerfall. Unter dem Einfluss von Hitze entstand ein geschichteter Aufbau der Erde und der terrestrischen Planeten.

Auf der Erde wird immer noch radioaktive Wärme freigesetzt. Es gibt eine Hypothese, nach der an der Grenze des geschmolzenen Erdkerns die Prozesse der Materiespaltung bis heute andauern, wobei eine große Menge thermischer Energie freigesetzt wird und der Erdmantel erhitzt wird.

Erdkruste - Oberer Teil Lithosphäre. Auf einer Skala von allem Globus es kann mit verglichen werden der dünnste Film- seine Macht ist so unbedeutend. Aber wir kennen nicht einmal diese oberste Hülle des Planeten sehr gut. Wie kann man etwas über die Struktur der Erdkruste erfahren, wenn selbst die tiefsten in die Erdkruste gebohrten Bohrungen nicht über die ersten zehn Kilometer hinausgehen? Die seismische Ortung hilft Wissenschaftlern. Durch die Entschlüsselung der Geschwindigkeit seismischer Wellen, die verschiedene Medien durchqueren, ist es möglich, Daten über die Dichte der Erdschichten zu erhalten und Rückschlüsse auf deren Zusammensetzung zu ziehen. Unter Kontinenten und Ozeanbecken ist die Struktur der Erdkruste unterschiedlich.

OZEANISCHE KRUSTE

Die ozeanische Kruste ist dünner (5–7 km) als die kontinentale Kruste und besteht aus zwei Schichten – der unteren Basaltschicht und der oberen Sedimentschicht. Unterhalb der Basaltschicht befindet sich die Moho-Oberfläche und der obere Erdmantel. Die Topographie des Meeresbodens ist sehr komplex. Unter den verschiedenen Landformen stechen die riesigen mittelozeanischen Rücken hervor. An diesen Orten kommt es zur Entstehung junger basaltischer ozeanischer Kruste aus Mantelmaterial. Durch eine tiefe Verwerfung entlang der Gipfel in der Mitte des Bergrückens – einen Grabenbruch – gelangt Magma an die Oberfläche, breitet sich in Form von Unterwasserlavaströmen in verschiedene Richtungen aus und drückt die Wände der Grabenschlucht ständig in verschiedene Richtungen. Dieser Vorgang wird Ausbreitung genannt.

Mittelozeanische Rücken ragen mehrere Kilometer über den Meeresboden und ihre Länge erreicht 80.000 km. Die Grate werden durch parallele Querstörungen geschnitten. Sie werden transformativ genannt. Riftzonen sind die turbulentesten seismischen Zonen auf der Erde. Die Basaltschicht wird von Schichten mariner Sedimentablagerungen – Schluff und Ton unterschiedlicher Zusammensetzung – überlagert.

KONTINENTALE KRUSTE

Die kontinentale Kruste nimmt eine kleinere Fläche ein (ca. 40 % der Erdoberfläche), weist jedoch eine komplexere Struktur und eine viel größere Dicke auf. Unter hohe Berge seine Mächtigkeit beträgt 60-70 Kilometer. Die Struktur der kontinentalen Kruste ist dreigliedrig – Basalt-, Granit- und Sedimentschichten. Die Granitschicht tritt in sogenannten Schilden an die Oberfläche. Beispielsweise besteht der Baltische Schild, der teilweise von der Kola-Halbinsel eingenommen wird, aus Granitfelsen. Hier wurden Tiefbohrungen durchgeführt und die Kola-Supertiefbohrung erreichte eine Tiefe von 12 km. Doch Versuche, die gesamte Granitschicht zu durchbohren, blieben erfolglos.

Der Schelf – der Unterwasserrand des Kontinents – weist ebenfalls kontinentale Kruste auf. Gleiches gilt für die großen Inseln Neuseeland, die Inseln Kalimantan, Sulawesi, Neuguinea, Grönland, Sachalin, Madagaskar und andere. Randmeere und Binnenmeere wie das Mittelmeer, das Schwarze Meer und das Asowsche Meer liegen auf einer kontinentalen Kruste.

Von Basalt- und Granitschichten der Kontinentalkruste kann nur bedingt gesprochen werden. Dies bedeutet, dass die Durchgangsgeschwindigkeit seismischer Wellen in diesen Schichten der Geschwindigkeit ihres Durchgangs in Gesteinen aus Basalt- und Granitzusammensetzung ähnelt. Die Grenze zwischen den Granit- und Basaltschichten ist nicht sehr klar definiert und variiert in der Tiefe. Die Basaltschicht begrenzt die Moho-Oberfläche. Die obere Sedimentschicht verändert ihre Dicke je nach Oberflächentopographie. In Gebirgsregionen ist es also dünn oder fehlt ganz, da die äußeren Kräfte der Erde loses Material die Hänge hinabbewegen – ca. 100 %. Aber in den Ausläufern, auf den Ebenen, in Becken und Senken erreicht es erhebliche Mächtigkeiten. Im kaspischen Tiefland beispielsweise, das einer Senkung unterliegt, erreicht die Sedimentschicht 22 km.

AUS DER GESCHICHTE DES KOLA SUPERDEEP BRUNNEN

Seit Beginn der Bohrung dieser Bohrung im Jahr 1970 haben sich Wissenschaftler für dieses Experiment ein rein wissenschaftliches Ziel gesetzt: die Grenze zwischen den Granit- und Basaltschichten zu bestimmen. Der Standort wurde unter Berücksichtigung der Tatsache gewählt, dass in den Bereichen der Schilde die Granitschicht, die nicht von der Sedimentschicht bedeckt ist, „durch und durch“ durchquert werden kann, was es ermöglichen würde, die Basaltgesteine ​​zu berühren Schicht und sehen Sie den Unterschied. Bisher ging man davon aus, dass eine solche Grenze auf dem Baltischen Schild, wo altes magmatisches Gestein an die Oberfläche tritt, in einer Tiefe von etwa 7 km liegen sollte.

Im Laufe der mehrjährigen Bohrung weicht die Bohrung immer wieder von der vorgegebenen vertikalen Richtung ab und durchschneidet Schichten unterschiedlicher Stärke. Manchmal gingen die Bohrer kaputt, und dann mussten wir wieder mit dem Bohren beginnen, indem wir Bypass-Schächte verwendeten. Das Material, das an die Oberfläche gelangte, wurde von verschiedenen Wissenschaftlern untersucht und ständig transportiert erstaunliche Entdeckungen. So wurden in einer Tiefe von etwa 2 km Kupfer-Nickel-Erze gefunden und aus einer Tiefe von 7 km ein Kern geliefert (so heißt eine Gesteinsprobe aus einem Bohrer in Form eines langen Zylinders – ca . von der Stätte), in der die versteinerten Überreste antiker Organismen entdeckt wurden.

Doch nachdem der Brunnen bis 1990 mehr als 12 km zurückgelegt hatte, kam er nie über die Granitschicht hinaus. 1994 wurden die Bohrungen eingestellt. Der Kola-Supertiefbrunnen ist nicht der einzige Brunnen auf der Welt, der für Tiefbohrungen angelegt wurde. Ähnliche Experimente wurden an verschiedenen Orten in mehreren Ländern durchgeführt. Aber nur Kola erreichte solche Werte und wurde dafür ins Guinness-Buch der Rekorde aufgenommen.

ERDKRUSTE, die obere feste Hülle der Erde, unten begrenzt durch die Mohorovicic-Grenze. Der Begriff „Erdkruste“ tauchte im 18. Jahrhundert in den Werken von M. V. Lomonosov und im 19. Jahrhundert in den Werken von Charles Lyell auf; Mit der Entwicklung der Kontraktionshypothese im 19. Jahrhundert erhielt sie eine gewisse Bedeutung entsprechend der Idee, die Erde bis zur Krustenbildung abzukühlen (J. Dana). Die Grundlage für Ideen zur Zusammensetzung, Struktur und physikalische Eigenschaften Die Erdkruste enthält geophysikalische Daten über die Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen (hauptsächlich longitudinal, V p), die an der Mohorovicic-Grenze, wenn sie sich zu den Gesteinen des Erdmantels bewegen, schlagartig von 7,5-7,8 km/s auf 8,1-7,8 km/s ansteigen. 8,2 km/s Die Beschaffenheit der unteren Grenze der Erdkruste ist offenbar auf Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung von Gesteinen (Grundgesteine ​​– ultrabasisch) oder Phasenübergänge (im Gabbro-Eklogit-System) zurückzuführen.

Die Erdkruste zeichnet sich durch horizontale Heterogenität (Anisotropie) aus, die sich in Unterschieden in der Zusammensetzung, Struktur, Dicke und anderen Eigenschaften der Kruste innerhalb ihres Individuums äußert Strukturelemente: Kontinente und Ozeane, Plattformen und gefaltete Gürtel, Vertiefungen und Erhebungen usw. Es gibt zwei Haupttypen der Erdkruste – kontinentale und ozeanische.

Die kontinentale Kruste, die über Kontinente und Mikrokontinente in den Ozeanen verteilt ist, hat eine durchschnittliche Dicke von 35–40 km, die an Kontinentalrändern (auf dem Schelf) und in Riftgebieten auf 25–30 km abnimmt und auf 45–75 km zunimmt in Gebieten mit Gebirgsbau. In der kontinentalen Kruste werden sedimentäre (V p bis 4,5 km/s), „Granit“ (V p 5,1–6,4 km/s) und „basaltische“ (V p 6,1–7,5 km/s) Schichten unterschieden. c) Schichten . Auf den Schilden und kleineren Erhebungen der Fundamente antiker Plattformen sowie in den axialen Zonen gefalteter Strukturen fehlt die Sedimentschicht. In den Senken junger und alter Plattformen, Vor- und Zwischengebirgsmulden gefalteter Strukturen erreicht die Dicke der Sedimentschicht 10 km (selten 20-25 km). Es besteht hauptsächlich aus kontinentalen und flachen Sedimentgesteinen, die weniger als 1,7 Milliarden Jahre alt sind, sowie aus Plateau-Basalten (Fallen), Schwellen aus magmatischem Grundgestein und Tuffen. Die Namen der „Granit“- und „Basalt“-Schichten sind willkürlich und werden historisch mit der Identifizierung der Conrad-Grenze (V p 6,2 km/s) in Verbindung gebracht, die die Schichten trennt, in denen die Geschwindigkeiten der longitudinalen seismischen Wellen den Geschwindigkeiten im Granit entsprechen und Basalt. Nachfolgende Studien (einschließlich ultratiefer Bohrungen) ließen Zweifel an der Existenz einer klaren seismischen Grenze aufkommen, sodass beide Schichten zu einer konsolidierten Kruste kombiniert werden. Die „Granit“-Schicht ragt innerhalb von Schilden und Plattformanordnungen sowie in den axialen Zonen gefalteter Strukturen an die Oberfläche; es wurde auch von ultratiefen Bohrungen durchdrungen (einschließlich der ultratiefen Bohrung Kola bis zu einer Tiefe von über 12 km). Seine Mächtigkeit beträgt auf Plattformen 15–20 km, in gefalteten Strukturen 25–30 km. Innerhalb der Schilde antiker Plattformen umfasst diese Schicht Gneise, verschiedene kristalline Schiefer, Amphibolite, Marmore, Quarzite und Granitoide, daher wird sie oft Granit-Gneis genannt (V p 6-6,4 km/s). In den Fundamenten junger Plattformen und innerhalb junger gefalteter Strukturen obere Schicht Die konsolidierte Kruste besteht aus weniger metamorphisierten Gesteinen und enthält weniger Granite und wird daher auch als granitische Metamorphose bezeichnet (V p 5,1–6 km/s). Eine direkte Untersuchung der „Basalt“-Schicht der Kontinentalkruste ist unmöglich. Die Werte der seismischen Wellengeschwindigkeiten, durch die es unterschieden wird, können sowohl von magmatischen Gesteinen mit Grundzusammensetzung (mafische Gesteine) als auch von Gesteinen erfüllt werden, die einen hohen Grad an Metamorphose erfahren haben (Granulite), also die untere Schicht der konsolidierten Kruste manchmal auch Granulit-Mafic genannt. Die Zuordnung von Gesteinen mit longitudinalen seismischen Wellengeschwindigkeiten von mehr als 7 km/s zur Erdkruste bzw. zum oberen Erdmantel ist umstritten. Das Alter der ältesten Gesteine ​​der konsolidierten Kruste beträgt 4 Milliarden Jahre.

Die Hauptunterschiede zwischen der ozeanischen und der kontinentalen Kruste sind das Fehlen einer „Granit“-Schicht, eine deutlich geringere Dicke (im Durchschnitt 5-7 km), ein jüngeres Alter (Jura, Kreidezeit, Känozoikum; weniger als 170 Millionen Jahre) und ein höheres Alter laterale Homogenität. Ozeanische Kruste, deren Struktur durch Tiefseebohrungen, Baggerarbeiten und Beobachtungen untersucht wurde Unterwasserfahrzeuge in den Verwerfungswänden besteht aus drei Schichten. Die erste Schicht oder Sedimentschicht besteht aus pelagischen Kiesel-, Karbonat- und Tonsedimenten (V p 1,6–5,4 km/s). In Richtung des Kontinentalvorlandes nimmt seine Mächtigkeit auf 10-15 km zu. In den axialen Zonen mittelozeanischer Rücken kann eine Sedimentschicht fehlen. In Tiefseebecken von Back-Arc-Becken, von denen einige von ozeanischer Kruste unterlagert sind, kann die Mächtigkeit der Sedimentschicht, meist einschließlich Turbiditen, 15–20 km erreichen. Die zweite Schicht (V p 4,5–5,5 km/s) im oberen Teil besteht aus Basalten (oft mit Kissentrennung – Kissenbasalte) mit seltenen Zwischenschichten aus pelagischen Sedimenten; Im unteren Teil der Schicht befindet sich ein Komplex paralleler Doleritgänge ( allgemeine Macht 1,2-2 km). Die dritte Schicht (V p 6–7,5 km/s) besteht im oberen Teil aus massiven Gabbros, im unteren Teil aus einem Schichtkomplex, in dem sich Gabbros mit ultrabasischen Gesteinen abwechseln (Gesamtdicke 2–5 km). Innerhalb der inneren Erhebungen der Ozeane verdickt sich die Erdkruste aufgrund einer Zunahme der Dicke der zweiten und dritten Schicht auf 25 bis 30 km. Das alte Analogon der ozeanischen Kruste auf Kontinenten sind Ophiolithe.

An den divergierenden Grenzen lithosphärischer Platten (die sich entlang der axialen Teile mittelozeanischer Rücken erstrecken) entsteht ozeanische Kruste, auf der basaltisches Magma an die Oberfläche steigt und erstarrt. Kontinentale Kruste entsteht bei der Überarbeitung ozeanischer Kruste an aktiven Kontinentalrändern.

Neben den beiden Haupttypen der Erdkruste werden Übergangstypen unterschieden. Die subozeanische Kruste ist eine kontinentale Kruste, die durch Rifting bis zu 15–20 km dünner wird und von Gängen und Schwellen aus magmatischem Grundgestein durchdrungen wird; entwickelte sich entlang der Kontinentalhänge und Ausläufer und liegt auch unter den Tiefseesenken einiger Back-Arc-Becken. Subkontinentale Kruste (schlecht konsolidiert, weniger als 25 km dick) wird in vulkanischen Inselbögen beobachtet, wo ozeanische Kruste in kontinentale Kruste übergeht.

Die Erdkruste erfährt horizontale und vertikale tektonische Bewegungen. Es enthält Erdbebenherde, es bilden sich Magmakammern und Gesteine ​​unterliegen lokal oder großflächig einer Metamorphose. Tektonische Bewegungen der Erdkruste und darin ablaufende endogene Prozesse werden durch die Existenz einer teilweise geschmolzenen Asthenosphäre im Erdinneren verursacht. Unter dem Einfluss tektonischer Bewegungen und Verformungen, magmatischer Aktivität, Metamorphose, exogener Prozesse (Gletscherbewegung, Erdrutsche, Karst, Flusserosion etc.) sind Gesteine ​​der Erdkruste an gefalteten und verwerfungstektonischen Versetzungen beteiligt. Der Einfluss von Atmosphäre, Wasserkraft und Biosphäre auf die Gesteine ​​der Erdkruste führt zu deren Verwitterung.

Über die Entwicklung der Erdkruste im ganzen geologische Geschichte siehe den Artikel Erde.

Lit.: Khain V. E., Lomise M. G. Geotektonik mit den Grundlagen der Geodynamik. 2. Aufl. M., 2005; Khain V. E., Koronovsky N. V. Planet Erde vom Kern bis zur Ionosphäre. M., 2007.

Besteht aus vielen übereinander gestapelten Schichten. Was wir jedoch am besten kennen, ist die Erdkruste und die Lithosphäre. Das ist nicht verwunderlich – schließlich leben wir nicht nur von ihnen, sondern schöpfen aus der Tiefe auch die meisten uns zur Verfügung stehenden Ressourcen. natürliche Ressourcen. Aber die oberen Hüllen der Erde bewahren noch immer Millionen von Jahren der Geschichte unseres Planeten und des gesamten Sonnensystems.

Diese beiden Konzepte tauchen in der Presse und Literatur so oft auf, dass sie Eingang in den alltäglichen Wortschatz gefunden haben moderner Mann. Beide Wörter beziehen sich auf die Oberfläche der Erde oder eines anderen Planeten. Es gibt jedoch einen Unterschied zwischen den Konzepten, der auf zwei grundlegenden Ansätzen basiert: chemisch und mechanisch.

Chemischer Aspekt – Erdkruste

Wenn man die Erde aufgrund der Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung in Schichten einteilt, ist die oberste Schicht des Planeten die Erdkruste. Dabei handelt es sich um eine relativ dünne Schale, die in einer Tiefe von 5 bis 130 Kilometern unter dem Meeresspiegel endet – die ozeanische Kruste ist dünner und die kontinentale Kruste in Berggebieten am dicksten. Obwohl 75 % der Krustenmasse nur aus Silizium und Sauerstoff besteht (nicht rein, sondern in verschiedenen Stoffen gebunden), weist sie die größte chemische Vielfalt aller Erdschichten auf.

Auch der Reichtum an Mineralien spielt eine Rolle – verschiedene Stoffe und Gemische, die im Laufe der Milliarden Jahre der Erdgeschichte entstanden sind. Die Erdkruste enthält nicht nur „heimische“ Mineralien, die durch geologische Prozesse entstanden sind, sondern auch massives organisches Erbe wie Öl und Kohle sowie außerirdische Einschlüsse.

Physikalischer Aspekt – Lithosphäre

Verlassen auf physikalische Eigenschaften B. Härte oder Elastizität der Erde, erhalten wir ein etwas anderes Bild – das Innere des Planeten wird von einer Lithosphäre umhüllt sein (von den anderen griechischen Wörtern lithos, „felsig, hart“ und „sphaira“-Kugel). Sie ist viel dicker als die Erdkruste: Die Lithosphäre erstreckt sich bis zu 280 Kilometer tief und bedeckt sogar den oberen festen Teil des Erdmantels!

Die Eigenschaften dieser Muschel stimmen voll und ganz mit dem Namen überein – sie ist die einzige Ausnahme innerer Kern, harte Schicht Erde. Die Stärke ist jedoch relativ – die Lithosphäre der Erde ist eine der mobilsten überhaupt Sonnensystem, weshalb der Planet seine Eigenschaften bereits verändert hat Aussehen. Aber erhebliche Kompression, Krümmung und andere elastische Veränderungen erfordern Tausende von Jahren, wenn nicht sogar mehr.

• Eine interessante Tatsache ist, dass der Planet möglicherweise keine Oberflächenkruste hat. Die Oberfläche ist also sein gehärteter Mantel; Der sonnennächste Planet hat durch zahlreiche Kollisionen schon vor langer Zeit seine Kruste verloren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Erdkruste der obere, chemisch vielfältige Teil der Lithosphäre, der harten Hülle der Erde, ist. Anfangs hatten sie fast die gleiche Zusammensetzung. Aber als die Tiefen nur von der darunter liegenden Asthenosphäre beeinflusst wurden und hohe Temperaturen, Hydrosphäre, Atmosphäre, Meteoritenreste und lebende Organismen beteiligten sich aktiv an der Bildung von Mineralien auf der Oberfläche.

Lithosphärenplatten

Ein weiteres Merkmal, das die Erde von anderen Planeten unterscheidet, ist die Vielfalt der unterschiedlichen Landschaftstypen auf ihr. Natürlich spielte auch Wasser eine unglaublich wichtige Rolle, worüber wir etwas später sprechen werden. Aber auch die Grundformen der Planetenlandschaft unseres Planeten unterscheiden sich vom selben Mond. Die Meere und Berge unseres Satelliten sind durch den Meteoritenbeschuss zerstört. Und auf der Erde entstanden sie als Ergebnis der Bewegung von Lithosphärenplatten über Hunderte und Tausende von Millionen Jahren.

Sie haben wahrscheinlich schon von Platten gehört – das sind riesige stabile Fragmente der Lithosphäre, die entlang der flüssigen Asthenosphäre treiben, wie gebrochenes Eis auf einem Fluss. Es gibt jedoch zwei Hauptunterschiede zwischen der Lithosphäre und dem Eis:

• Die Lücken zwischen den Platten sind klein und werden durch die aus ihnen austretende geschmolzene Substanz schnell geschlossen, und die Platten selbst werden nicht durch Kollisionen zerstört.
• Im Gegensatz zum Wasser gibt es im Erdmantel keine konstante Strömung, die der Bewegung der Kontinente eine konstante Richtung vorgeben könnte.

Also, treibende Kraft Die Drift lithosphärischer Platten ist die Konvektion der Asthenosphäre, dem Hauptteil des Erdmantels – heißere Ströme aus dem Erdkern steigen an die Oberfläche, während kalte wieder nach unten fallen. In Anbetracht der Tatsache, dass sich die Kontinente in ihrer Größe und ihrem Relief unterscheiden Unterseite spiegelt die Unregelmäßigkeiten der Oberseite wider; sie bewegen sich auch ungleichmäßig und inkonsistent.

Hauptplatten

Im Laufe der milliardenjährigen Bewegung der Lithosphärenplatten verschmolzen sie immer wieder zu Superkontinenten und trennten sich danach wieder. In naher Zukunft, in 200–300 Millionen Jahren, wird auch die Bildung eines Superkontinents namens Pangaea Ultima erwartet. Wir empfehlen, sich das Video am Ende des Artikels anzusehen – es zeigt deutlich, wie lithosphärische Platten in den letzten mehreren hundert Millionen Jahren gewandert sind. Darüber hinaus wird die Stärke und Aktivität der Kontinentalbewegung durch die innere Erwärmung der Erde bestimmt – je höher sie ist, desto stärker dehnt sich der Planet aus und desto schneller und freier bewegen sich die Lithosphärenplatten. Seit Beginn der Erdgeschichte nehmen ihre Temperatur und ihr Radius jedoch allmählich ab.

• Eine interessante Tatsache ist, dass Plattendrift und geologische Aktivität nicht unbedingt durch die innere Selbsterwärmung des Planeten verursacht werden müssen. Beispielsweise gibt es auf dem Jupitertrabanten viele aktive Vulkane. Die Energie hierfür liefert jedoch nicht der Kern des Satelliten, sondern die Gravitationsreibung c, wodurch sich das Innere von Io erwärmt.

Die Grenzen der Lithosphärenplatten sind sehr willkürlich – einige Teile der Lithosphäre sinken unter andere, andere, wie die Pazifische Platte, sind vollständig unter Wasser verborgen. Geologen zählen heute 8 Hauptplatten, die 90 Prozent der gesamten Erdfläche bedecken:

• australisch
• Antarktis
• afrikanisch
• Eurasisch
• Hindustan
• Pazifik
• nordamerikanisch
• südamerikanisch

Diese Unterteilung ist erst vor kurzem aufgetaucht – beispielsweise bestand die Eurasische Platte vor 350 Millionen Jahren aus Einzelteile, bei dessen Zusammenschluss das Uralgebirge entstand, eines der ältesten der Erde. Bis heute untersuchen Wissenschaftler weiterhin Verwerfungen und den Meeresboden, entdecken neue Platten und klären die Grenzen alter.

Geologische Aktivität

Lithosphärenplatten bewegen sich sehr langsam – sie kriechen mit einer Geschwindigkeit von 1–6 cm/Jahr übereinander und entfernen sich maximal 10–18 cm/Jahr. Doch erst durch das Zusammenspiel der Kontinente entsteht die an der Oberfläche spürbare geologische Aktivität der Erde – Vulkanausbrüche, Erdbeben und Gebirgsbildung treten immer in den Kontaktzonen lithosphärischer Platten auf.

Es gibt jedoch Ausnahmen – sogenannte Hot Spots, die auch tief in Lithosphärenplatten existieren können. In ihnen brechen geschmolzene Ströme asthenosphärischer Materie nach oben und schmelzen die Lithosphäre, was zu erhöhter vulkanischer Aktivität und regelmäßigen Erdbeben führt. Am häufigsten geschieht dies in der Nähe der Stellen, an denen eine Lithosphärenplatte auf eine andere kriecht – der untere, abgesenkte Teil der Platte sinkt in den Erdmantel und erhöht dadurch den Magmadruck auf die obere Platte. Allerdings neigen Wissenschaftler mittlerweile zu der Annahme, dass die „versunkenen“ Teile der Lithosphäre schmelzen, wodurch der Druck in den Tiefen des Erdmantels zunimmt und dadurch Aufwärtsströmungen entstehen. Dies kann die ungewöhnliche Entfernung einiger Hotspots von tektonischen Verwerfungen erklären.

• Eine interessante Tatsache ist, dass Schildvulkane, die sich durch ihre flache Form auszeichnen, häufig an heißen Stellen entstehen. Sie brechen viele Male aus und wachsen aufgrund der fließenden Lava. Dies ist auch ein typisches Alien-Vulkan-Format. Der berühmteste von ihnen befindet sich auf dem Mars, dem höchsten Punkt der Erde – seine Höhe erreicht 27 Kilometer!

Ozeanische und kontinentale Erdkruste

Auch die Wechselwirkung von Platten führt zur Bildung von zwei verschiedene Arten Erdkruste - ozeanisch und kontinental. Da die Ozeane in der Regel die Verbindungsstellen verschiedener Lithosphärenplatten sind, verändert sich ihre Kruste ständig – sie wird gebrochen oder von anderen Platten absorbiert. An der Verwerfungsstelle kommt es zu direktem Kontakt mit dem Erdmantel, aus dem heißes Magma aufsteigt. Unter dem Einfluss von Wasser entsteht eine Abkühlung dünne Schicht aus Basalten - dem wichtigsten Vulkangestein. So erneuert sich die ozeanische Kruste alle 100 Millionen Jahre vollständig – die ältesten Gebiete, die im Pazifischen Ozean liegen, erreichen ein Höchstalter von 156–160 Millionen Jahren.

Wichtig! Unter der ozeanischen Kruste versteht man nicht die gesamte unter Wasser liegende Erdkruste, sondern nur deren junge Abschnitte am Übergang der Kontinente. Ein Teil der kontinentalen Kruste liegt unter Wasser, in der Zone stabiler Lithosphärenplatten.

Alter der ozeanischen Kruste (rot entspricht junger Kruste, blau alter Kruste).

Bei der Untersuchung der Erdkruste wurde festgestellt, dass ihre Struktur in verschiedenen Bereichen unterschiedlich ist. Die Verallgemeinerung einer großen Menge an Faktenmaterial hat es ermöglicht, zwei Arten der Struktur der Erdkruste zu unterscheiden – kontinentale und ozeanische.

Kontinentaler Typ

Der kontinentale Typ zeichnet sich durch eine sehr große Krustendicke und das Vorhandensein einer Granitschicht aus. Die Grenze des oberen Erdmantels liegt hier in einer Tiefe von 40-50 km oder mehr. Die Mächtigkeit der Sedimentgesteinsschichten erreicht an manchen Stellen 10-15 km, an anderen kann die Mächtigkeit völlig fehlen. Die durchschnittliche Dicke der Sedimentgesteine ​​der Kontinentalkruste beträgt 5,0 km, die Granitschicht etwa 17 km (von 10–40 km), die Basaltschicht etwa 22 km (bis zu 30 km).

Wie oben erwähnt, ist die petrographische Zusammensetzung der Basaltschicht der kontinentalen Kruste vielfältig und wird höchstwahrscheinlich nicht von Basalten, sondern von metamorphen Gesteinen grundlegender Zusammensetzung (Granulite, Eklogite usw.) dominiert. Aus diesem Grund schlugen einige Forscher vor, diese Schicht Granulit zu nennen.

Die Dicke der Kontinentalkruste nimmt im Bereich gefalteter Gebirgsstrukturen zu. In der osteuropäischen Tiefebene beträgt die Dicke der Kruste beispielsweise etwa 40 km (15 km - Granitschicht und mehr als 20 km - Basalt) und im Pamir eineinhalb Mal mehr (insgesamt etwa 30 km). die Dicke der Sedimentgesteine ​​und der Granitschicht und die gleiche Menge der Basaltschicht). Besonders große Dicke erreicht die kontinentale Kruste bergige Landschaften an den Rändern von Kontinenten gelegen. Zum Beispiel in den Rocky Mountains ( Nordamerika) Die Dicke der Kruste beträgt deutlich mehr als 50 km. Die Erdkruste, die den Boden der Ozeane bildet, weist eine völlig andere Struktur auf. Hier nimmt die Dicke der Kruste stark ab und das Mantelmaterial nähert sich der Oberfläche.

Es gibt keine Granitschicht und die Mächtigkeit der Sedimentschichten ist relativ gering. Es gibt eine obere Schicht aus Lockersedimenten mit einer Dichte von 1,5–2 g/cm 3 und einer Mächtigkeit von etwa 0,5 km, eine vulkanisch-sedimentäre Schicht (Einlagerung von lockeren Sedimenten mit Basalten) mit einer Mächtigkeit von 1–2 km und a Basaltschicht, deren durchschnittliche Dicke auf 5–6 km geschätzt wird. Ganz unten Pazifik See die Erdkruste hat eine Gesamtdicke von 5-6 km; ganz unten Atlantischer Ozean Unter der Sedimentdicke von 0,5–1,0 km befindet sich eine 3–4 km dicke Basaltschicht. Beachten Sie, dass mit zunehmender Meerestiefe die Dicke der Kruste nicht abnimmt.

Derzeit werden auch vorübergehende subkontinentale und subozeanische Krustentypen unterschieden, die dem Unterwasserrand von Kontinenten entsprechen. Innerhalb der Kruste des subkontinentalen Typs ist die Granitschicht stark reduziert, die durch eine Sedimentdicke ersetzt wird, und dann beginnt die Dicke der Basaltschicht zum Meeresboden hin abzunehmen. Die Dicke dieser Übergangszone der Erdkruste beträgt üblicherweise 15–20 km. Die Grenze zwischen ozeanischer und subkontinentaler Kruste verläuft innerhalb des Kontinentalhangs im Tiefenbereich von 1–3,5 km.

Ozeantyp

Obwohl die ozeanische Kruste eine größere Fläche einnimmt als die kontinentale und subkontinentale Kruste, sind aufgrund ihrer geringen Dicke nur 21 % des Volumens der Erdkruste in ihr konzentriert. Informationen über das Volumen und die Masse verschiedener Arten der Erdkruste sind in Abb. 1 dargestellt.

Abb.1. Volumen, Mächtigkeit und Masse von Horizonten verschiedener Arten der Erdkruste

Die Erdkruste liegt auf dem subkrustalen Mantelsubstrat und macht nur 0,7 % der Masse des Erdmantels aus. Im Fall von geringer Strom Kruste (z. B. auf dem Meeresboden) befindet sich auch der oberste Teil des Mantels in einem festen Zustand, wie er für Gesteine ​​der Erdkruste üblich ist. Daher gibt es, wie oben erwähnt, neben dem Konzept der Erdkruste als Hülle mit bestimmten Indikatoren für Dichte und elastische Eigenschaften das Konzept der Lithosphäre – einer Steinhülle, die dicker als feste Materie ist und die Erdoberfläche bedeckt.

Strukturen von Krustentypen

Die Arten der Erdkruste unterscheiden sich auch in ihrer Struktur. Die ozeanische Kruste zeichnet sich durch eine Vielzahl von Strukturen aus. Mächtige Gebirgssysteme – mittelozeanische Rücken – erstrecken sich entlang des zentralen Teils des Meeresbodens. Im axialen Teil werden diese Grate von tiefen und schmalen Rift-Tälern mit steilen Seiten durchzogen. Diese Formationen stellen Zonen aktiver tektonischer Aktivität dar. Tiefseegräben befinden sich entlang von Inselbögen und Gebirgsstrukturen an den Rändern von Kontinenten. Neben diesen Formationen gibt es Tiefseeebenen, die weite Gebiete einnehmen.

Die kontinentale Kruste ist ebenso heterogen. Innerhalb seiner Grenzen kann man junge Gebirgsfaltenstrukturen unterscheiden, bei denen die Dicke der Kruste als Ganzes und jedes ihrer Horizonte stark zunimmt. Es wurden auch Gebiete identifiziert, in denen das kristalline Gestein der Granitschicht alte gefaltete Gebiete darstellt, die im Laufe einer langen geologischen Zeit eingeebnet wurden. Hier ist die Dicke der Kruste deutlich geringer. Diese großen Bereiche kontinentaler Kruste werden Plattformen genannt. Im Inneren der Plattformen unterscheidet man zwischen Schilden – Bereichen, in denen das kristalline Fundament direkt an die Oberfläche tritt, und Platten, deren kristalline Basis mit einer Dicke horizontal auftretender Sedimente bedeckt ist. Ein Beispiel für einen Schild ist das Gebiet Finnlands und Kareliens (Ostseeschild), während in der osteuropäischen Tiefebene das gefaltete Grundgebirge tief eingesenkt und von Sedimentablagerungen bedeckt ist. Durchschnittliche Kraft Der Niederschlag auf den Plattformen beträgt etwa 1,5 km. Gebirgsfaltenstrukturen zeichnen sich durch eine deutlich größere Mächtigkeit von Sedimentgesteinen aus, Durchschnittswert die auf 10 km geschätzt wird. Die Ansammlung solch dicker Ablagerungen wird durch langfristiges allmähliches Absinken, Absinken einzelner Abschnitte der Kontinentalkruste, gefolgt von deren Anhebung und Faltung erreicht. Solche Gebiete werden Geosynklinalen genannt. Dies sind die aktivsten Zonen der Kontinentalkruste. Etwa 72 % der gesamten Sedimentgesteinsmasse sind auf sie beschränkt, während sich etwa 28 % auf die Plattformen konzentrieren.

Die Erscheinungsformen des Magmatismus auf Plattformen und Geosynklinalen variieren stark. Während der Absenkung von Geosynklinalen dringt Magma basischer und ultrabasischer Zusammensetzung entlang tiefer Verwerfungen ein. Bei der Umwandlung einer Geosynklinale in eine gefaltete Region kommt es zur Bildung und zum Eindringen riesiger Granitmagmamassen. Die späteren Stadien sind durch vulkanische Ausbrüche von Laven mittlerer und saurer Zusammensetzung gekennzeichnet. Auf Plattformen sind magmatische Prozesse viel weniger ausgeprägt und werden hauptsächlich durch Ausgüsse von Basalten oder Laven alkalisch-basischer Zusammensetzung dargestellt. Unter den Sedimentgesteinen der Kontinente überwiegen Tone und Schiefer. Am Meeresboden nimmt der Gehalt an kalkhaltigen Sedimenten zu. Die Erdkruste besteht also aus drei Schichten. Seine obere Schicht besteht aus Sedimentgesteinen und Verwitterungsprodukten. Das Volumen dieser Schicht beträgt etwa 10 % des Gesamtvolumens der Erdkruste. Großer Teil Die Substanz kommt auf den Kontinenten und in der Übergangszone vor; innerhalb der ozeanischen Kruste macht sie nicht mehr als 22 % des Schichtvolumens aus.

In der sogenannten Granitschicht sind Granitoide, Gneise und Schiefer die häufigsten Gesteine. Etwa 10 % dieses Horizonts sind basischere Gesteine. Dieser Umstand spiegelt sich gut in der durchschnittlichen chemischen Zusammensetzung der Granitschicht wider. Beim Vergleich der durchschnittlichen Zusammensetzungswerte fällt der deutliche Unterschied zwischen dieser Schicht und der Sedimentabfolge auf (Abb. 2).

Abb.2. Chemische Zusammensetzung Erdkruste (in Gewichtsprozent)

Die Zusammensetzung der Basaltschicht in den beiden Haupttypen der Erdkruste ist unterschiedlich. Auf Kontinenten ist diese Abfolge durch eine Vielfalt an Gesteinen gekennzeichnet. Es gibt tief metamorphisierte und magmatische Gesteine ​​mit basischer und sogar saurer Zusammensetzung. Basisgesteine ​​machen etwa 70 % des Gesamtvolumens dieser Schicht aus. Die Basaltschicht der ozeanischen Kruste ist deutlich homogener. Die vorherrschende Gesteinsart sind die sogenannten tholeiitischen Basalte, die sich von kontinentalen Basalten durch einen geringen Gehalt an Kalium, Rubidium, Strontium, Barium, Uran, Thorium, Zirkonium und ein hohes Na/K-Verhältnis unterscheiden. Dies ist auf die geringere Intensität der Differenzierungsprozesse beim Abschmelzen aus dem Erdmantel zurückzuführen. Ultrabasische Gesteine ​​des oberen Erdmantels entstehen in tiefen Riffbrüchen. Die Verbreitung von Gesteinen in der Erdkruste, gruppiert, um das Verhältnis ihres Volumens und ihrer Masse zu bestimmen, ist in Abb. 3 dargestellt.

Abb. 3. Vorkommen von Gesteinen in der Erdkruste

Bildung der Erdkruste

Die kontinentale Kruste besteht aus kristallinen Gesteinen aus geophysikalischen Basalt- und Granitschichten (59,2 % bzw. 29,8 % des Gesamtvolumens der Erdkruste), die von einer Sedimenthülle (Stratisphäre) bedeckt sind. Die Fläche der Kontinente und Inseln beträgt 149 Millionen km 2. Die Sedimenthülle umfasst 119 Millionen km 2, d.h. 80 % der gesamten Landfläche, verkeilt in Richtung der alten Plattformschilde. Es besteht überwiegend aus spätproterozoischen und phanerozoischen Sediment- und Vulkangesteinen, enthält jedoch in geringen Mengen auch ältere, schwach metamorphisierte Sedimente von Protoplattformen aus dem mittleren und frühen Proterozoikum. Die Aufschlussflächen von Sedimentgesteinen nehmen mit zunehmendem Alter ab, während die von kristallinen Gesteinen zunehmen.

Die Sedimenthülle der Erdkruste der Ozeane, die 58 % der Gesamtfläche der Erde einnimmt, ruht auf einer Basaltschicht. Das Alter seiner Ablagerungen umfasst laut Tiefseebohrdaten den Zeitraum vom Oberjura bis einschließlich des Quartärs. Die durchschnittliche Dicke der Sedimenthülle der Erde wird auf 2,2 km geschätzt, was 1/3000 des Planetenradius entspricht. Das Gesamtvolumen seiner konstituierenden Formationen beträgt etwa 1100 Millionen km 3, was 10,9 % des Gesamtvolumens der Erdkruste und 0,1 % des Gesamtvolumens der Erde entspricht. Das Gesamtvolumen der Meeressedimente wird auf 280 Millionen km3 geschätzt. Die durchschnittliche Dicke der Erdkruste wird auf 37,9 km geschätzt, was 0,94 % des Gesamtvolumens der Erde entspricht. Vulkangesteine ​​machen auf Plattformen 4,4 % und in gefalteten Bereichen 19,4 % des Gesamtvolumens der Sedimenthülle aus. In Plattformgebieten und insbesondere in den Ozeanen sind Basaltbedeckungen weit verbreitet und bedecken mehr als zwei Drittel der Erdoberfläche.

Die Erdkruste, die Atmosphäre und die Hydrosphäre der Erde entstanden als Ergebnis der geochemischen Differenzierung unseres Planeten, begleitet vom Schmelzen und Entgasen der Tiefenmaterie. Die Bildung der Erdkruste wird durch das Zusammenspiel endogener (magmatischer, flüssiger Energie) und exogener (physikalische und chemische Verwitterung, Zerstörung, Zersetzung von Gesteinen, intensive terrigene Sedimentation) Faktoren verursacht. Sehr wichtig Gleichzeitig hat sich die Isotopensystematik magmatischer Gesteine ​​geändert, da es sich um Magmatismus handelt, der Informationen über die geologische Zeit und die Materialspezifität von oberflächentektonischen und tiefen Mantelprozessen trägt, die für die Bildung von Ozeanen und Kontinenten verantwortlich sind, und reflektiert die wichtigsten Merkmale Prozesse der Umwandlung der Tiefensubstanz der Erde in die Erdkruste. Am sinnvollsten ist die sequentielle Bildung der ozeanischen Kruste aufgrund des erschöpften Mantels, der in Zonen konvergenter Plattenwechselwirkung die Übergangskruste von Inselbögen bildet und diese nach einer Reihe von Struktur- und Materialumwandlungen umdreht in die kontinentale Kruste.