Виды земной коры — География — справочник

ВИДЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Оболочка Земли включает земную кору и верхнюю часть мантии. Поверхность земной коры имеет большие неровности, главные из которых — выступы материков и их понижения — огромные океанические впадины. Существование и взаимное расположение материков и океанических впадин связано с различиями в строении земной коры.

Материковая земная кора. Она состоит из нескольких слоев. Верхний — слой осадочных горных пород. Мощность этого слоя до 10-15 км. Под ним залегает гранитный слой. Горные породы, которые его слагают, по своим физическим свойствам сходны с гранитом. Толщина этого слоя от 5 до 15 км. Под гранитным слоем располагается базальтовый слой, состоящий из базальта и горных пород, физические свойства которых напоминают базальт. Толщина этого слоя от 10 км до 35 км. Таким образом, общая толщина материковой земной коры достигает 30-70 км.

Океаническая земная кора. Она отличается от материковой коры тем, что не имеет гранитного слоя или он очень тонок, поэтому толщина океанической земной коры всего лишь 6-15 км.

Для определения химического состава земной коры доступны только ее верхние части — до глубины не более 15-20 км. 97,2% от всего состава земной коры приходится на: кислород — 49,13%, алюминий — 7,45%, кальций — 3,25%, кремний — 26%, железо — 4,2%, калий — 2,35%, магний — 2,35%, натрий — 2,24%.

Строение материковой и океанической земной коры.

На другие элементы таблицы Менделеева приходится от десятых до сотых долей процента.

Большинство ученых полагают, что сначала на нашей планете появилась кора океанического типа. Под влиянием процессов, происходивших внутри Земли, в земной коре образовались складки, то есть горные участки. Толщина коры увеличивалась. Так образовались выступы материков, то есть начала формироваться материковая земная кора.

В последние годы в связи с исследованиями земной коры океанического и материкового типа создана теория строения земной коры, которая основана на представлении о литосферных плитах. Теория в своем развитии опиралась на гипотезу дрейфа материков, созданную в начале XX века немецким ученым А. Вегенером.

Строение земной коры

Состав земной коры

Замечание 1

Верхняя твердая оболочка планеты – земная кора – ограничена поверхностью суши или дном Мирового океана. Имеет она и геофизическую границу, которой является раздел Мохо. Граница характеризуется тем, что здесь резко нарастают скорости сейсмических волн. Установил её в $1909$ г. хорватский ученый А. Мохоровичич ($1857$-$1936$).

Земную кору слагают осадочные, магматические и метаморфические горные породы, а по составу в ней выделяется три слоя.
Горные породы осадочного происхождения, разрушенный материал которых переотложился в нижние слои и образовал осадочный слой земной коры, покрывает всю поверхность планеты. В некоторых местах он очень тонкий и, возможно, прерывается. В других местах он достигает мощности нескольких километров. Осадочными являются глина, известняк, мел, песчаник и др. Образуются они путем осаждения веществ в воде и на суше, лежат обычно пластами. По осадочным породам можно узнать о существовавших на планете природных условиях, поэтому геологи их называют страницами истории Земли. Осадочные породы подразделяются на органогенные, которые образуются путем накопления останков животных и растений и неорганогенные, которые в свою очередь подразделяются на обломочные и хемогенные.

Обломочные породы являются продуктом выветривания, а хемогенные – результат осаждения веществ, растворенных в воде морей и озер.

Магматические породы слагают гранитный слой земной коры. Образовались эти породы в результате застывания расплавленной магмы. На континентах мощность этого слоя $15$-$20$ км, он совсем отсутствует или очень сильно сокращается под океанами.

Магматическое вещество, но бедное кремнеземом слагает базальтовый слой, имеющий большой удельный вес. Слой этот хорошо развит в основании земной коры всех областей планеты.

Вертикальная структура и мощность земной коры различны, поэтому выделяют несколько её типов. По простой классификации существует океаническая и материковая земная кора.

Материковая земная кора

Материковая или континентальная кора отличается от океанической коры толщиной и устройством. Континентальная кора расположена под материками, но её край не совпадает с береговой линией. С точки зрения геологии настоящим материком является вся площадь сплошной материковой коры. Тогда получается, что геологические материки больше географических материков. Прибрежные зоны материков, называемые шельфом – это есть временно залитые морем части материков. Такие моря как Белое, Восточно-Сибирское, Азовское – расположены на материковом шельфе.

В континентальной земной коре выделяются три слоя:

• Верхний слой – осадочный;
• Средний слой – гранитный;
• Нижний слой – базальтовый.

Под молодыми горами такой тип коры имеет толщину$ 75$ км, под равнинами – до $45$ км, а под островными дугами – до $25$ км.
Верхний осадочный слой материковой коры формируется глинистыми отложениями и карбонатами мелководных морских бассейнов и грубообломочными фациями в краевых прогибах, а также на пассивных окраинах континентов атлантического типа.

Вторгшаяся в трещины земной коры магма сформировала гранитный слой в составе которого есть кремнезем, алюминий и другие минералы. Толщина гранитного слоя может доходить до $25$ км. Слой этот очень древний и имеет солидный возраст – $3$ млрд. лет. Между гранитным и базальтовым слоем, на глубине до $20$ км, прослеживается граница Конрада. Она характеризуется тем, что скорость распространения продольных сейсмических волн здесь увеличивается, на $0,5$ км/сек.

Формирование базальтового слоя произошло в результате излияния на поверхность суши базальтовых лав в зонах внутриплитного магматизма. Базальты содержат больше железа, магния и кальция, поэтому они тяжелее гранита. В пределах этого слоя скорость распространения продольных сейсмических волн от $6,5$-$7,3$ км/сек. Там, где граница становится размытой, скорость продольных сейсмических волн растет постепенно.

Замечание 2

Общая масса земной коры от массы всей планеты составляет всего $0,473$ %.

Одну из первых задач, связанную с определением состава верхней континентальной коры, взялась решать молодая наука геохимия. Так как кора состоит из множества самых разнообразных пород, эта задача была весьма сложной. Даже в одном геологическом теле состав пород может сильно варьироваться, а в разных районах могут быть распространены разные типы пород. Исходя из этого, задача заключалась в определении общего, среднего состава той части земной коры, которая на континентах выходит на поверхность. Эту первую оценку состава верхней земной коры сделал Кларк. Он работал сотрудником геологической службы США и занимался химическим анализом горных пород. В ходе многолетних аналитических работ, ему удалось обобщить результаты и рассчитать средний состав пород, который был близок к граниту. Работа Кларка подверглась жесткой критике и имела противников.

Вторую попытку по определению среднего состава земной коры предпринял В. Гольдшмидт. Он предположил, что двигающийся по континентальной коре ледник, может соскребать и смешивать выходящие на поверхность породы, которые в ходе ледниковой эрозии будут отлагаться. Они то и будут отражать состав средней континентальной коры. Проанализировав состав ленточных глин, которые во время последнего оледенения отлагались в Балтийском море, он получил результат, близкий к результату Кларка. Разные методы дали одинаковые оценки. Геохимические методы подтверждались. Этими вопросами занимались, и широкое признание получили оценки Виноградова, Ярошевского, Ронова и др.

Океаническая земная кора

Океаническая кора расположена там, где глубина моря больше $ 4$ км, а это значит, что она занимает не все пространство океанов. Остальная площадь покрыта корой промежуточного типа. Кора океанического типа устроена не так, как континентальная кора, хотя тоже разделяется на слои. В ней практически совсем отсутствует гранитный слой, а осадочный очень тонкий и имеет мощность менее $1$ км. Второй слой пока еще неизвестен, поэтому его называют просто вторым слоем. Нижний, третий слой – базальтовый. Базальтовые слои континентальной и океанической коры похожи скоростями сейсмических волн. Базальтовый слой в океанической коре преобладает. Как говорит теория тектоники плит, океаническая кора постоянно формируется в срединно-океанических хребтах, потом она от них отходит и в областях субдукции поглощается в мантию. Это свидетельствует о том, что океаническая кора является относительно молодой. Наибольшее количество зон субдукции характерно для Тихого океана, где с ними связаны мощные моретрясения.

Определение 1

Субдукция – это опускание горной породы с края одной тектонической плиты в полурасплавленную астеносферу

В том случае, когда верхней плитой является континентальная плита, а нижней – океаническая – образуются океанические желоба.
Её толщина в разных географических зонах варьируется от $5$-$7$ км. С течением времени толщина океанической коры практически не изменяется. Связано это с количеством расплава, выделяющегося из мантии в срединно-океанических хребтах и толщиной осадочного слоя на дне океанов и морей.

Осадочный слой океанической коры небольшой и редко превышает толщину в $0,5$ км. Состоит он из песка, отложений останков животных и осажденных минералов. Карбонатные породы нижней части на большой глубине не обнаруживаются, а на глубине больше $4,5$ км карбонатные породы замещаются красными глубоководными глинами и кремнистыми илами.

Базальтовые лавы толеитового состава сформировали в верхней части базальтовый слой, а ниже лежит дайковый комплекс.

Определение 2

Дайки – это каналы, по которым базальтовая лава изливается на поверхность

Базальтовый слой в зонах субдукции превращается в экголиты, которые погружаются в глубину, потому что имеют большую плотность окружающих мантийных пород. Их масса составляет около $7$ % от массы всей мантии Земли. В пределах базальтового слоя скорость продольных сейсмических волн составляет $6,5$-$7$ км/сек.

Средний возраст океанической коры составляет $100$ млн. лет, в то время как самые старые её участки имеют возраст $156$ млн. лет и располагаются во впадине Пиджафета в Тихом океане. Сосредоточена океаническая кора не только в пределах ложа Мирового океана, она может быть и в закрытых бассейнах, например, северная впадина Каспийского моря.
Океаническая земная кора имеет общую площадь $306$ млн. км кв.

Элетронная энциклопедия для школьников

Внутреннее строение слоев Земли — кора, мантия, ядро

Внутренне строение Земли – одна из самых интересных и малоизученных тем современных ученых. На сегодняшний день, у нас есть в десятки раз больше информации о космосе, чем о том, что происходит в самом сердце нашей планеты.Проникновение человека вовнутрь земной коры настолько мизерно, насколько жало комара может пробыть кожу человека. Все дело в том, что верхний слой всего Земного шара – это довольно плотная по своему составу земная кора. И чтобы пробурить в ней скважину, имея самое современное оборудование, нужно потратить несколько месяцев, а глубина ее будет составлять всего несколько километров.

А что такое несколько километров в сравнении с несколькими тысячами? Основную роль в изучении внутренних слоев Земли отдают сейсмологии. В идеале – это наука, которая изучает землетрясения. Но именно благодаря сейсмическим методам (природные землетрясения либо же искусственные взрывы) удалось выяснить, что вся внутренняя часть планеты условно делится на три части – земная кора, вязкая мантия и ядро.

Земная кора

Земная кора представляет собой твердую оболочку Земли и является верхней частью литосферы. Большая ее часть находиться под Мировым океаном и отсюда происходит деление коры на океаническую ( занимает 21%) и континентальную (79%). Если взять общую массу планеты за 100%, то на кору приходится всего лишь 0,47 %. Для земной коры характерны постоянные горизонтальные и вертикальные движения, что приводит к образованию различных форм рельефа. Деление коры на материковую и океаническую обосновано ее отличаем в строении.

Материковая часть гораздо толще океанической, а ее граница не совпадает с береговой линией Мирового океана. С географической точки зрения считается, что прибрежные зоны, мелкие моря, заливы с глубиной до 200 метров являются продолжением континентальной части. Ведь, как показывают исследования, нахождения небольших водных объектов на той или иной территории – явление не постоянное. Океаническая часть коры начинается там, где глубина воды достигает 4 километров.

Материковую кору формируют три слоя:

• Осадочный – его толщина в некоторых местах достигает до 15 км. А свое название слой получил из-за того, что он состоит из осадков различного типа, которые в течении миллионов лет накапливались слой за слоем. Изучение этого слоя дает возможность ученым наблюдать за различными геологическими процессами, проследить этапы поднятия и опускания коры.
• Гранитный слой получил свое название в результате одинаковой скорости сейсмических волн в нем и в самом граните. Состоит он из пород кристаллического происхождения, которые образовались в результате поднятия магмы с глубин Земли.
• Базальтовый слой получил свое название так же благодаря скорости сейсмических волн в нем. Нижняя граница этого слоя может достигать 70 км в глубину и соответственно точный состав его никто не знает. По одним предположениям он состоит из базальтов, по другим – из метаморфических пород с высокой степенью метаморфизма.

Океаническая часть земной коры отличается по составу от материковой, хотя в своем строении она также имеет три слоя. Осадочный слой в океанической части в ширину достигает всего 1 км. Гранитный слой отсутствует, а на его месте находится малоизученная часть, которую чаще всего именуют как второй либо промежуточный слой. Ну и третий – это базальтовый слой, который по своему строению похож на материковый. Следует заметить, что толщина земной коры океанического типа всего 3-7 км, что гораздо меньше, чем материкового.

Мантия

Часть Земли, которая расположилась под земной корой, называется мантия. Это самая объемная часть, на ее массу приходиться 67%. Верхняя граница мантии находиться на глубине 30 км, а нижняя – 2900 км от поверхности. Промежуток между корой и мантией называют зоной Мохоровичича. В свой очередь сама мантия делится на несколько сфер: верхнюю (глубина до 900 км) и нижнюю мантии. Процессы, которые происходят в мантии, существенно влияют на поверхность Земли и на саму кору. Именно благодаря вязкому составу мантии, происходит движение литосферных плит, извержение вулканов, землетрясения и формирование различных рудных месторождений.

По одному из мнений ученых считается, что мантия состоит из элементов, которые во время образования планеты находились в твердом состоянии. Железо и магний объединились с диоксидом кремния и сформировали силикаты. Силикаты магния находятся в верхней части мантии, а с глубиной увеличивается количество силикатов железа. В нижней части мантии они разлагаются на оксиды. С увеличением глубины происходит значительное увеличение температуры и давления. Изучение мантии длительное время вызывает огромный интерес среди ученых всей планеты. Исследование пород, которые, по мнению ученых, входят в состав верхней и нижней мантии, привело их к выводу, что в нижней ее части находится значительно количество кремния. А для верхнего слоя характерны запасы воды, которые просачиваются туда через земную кору, а также способны подниматься обратно.

Ядро земного шара

В самом центре нашей планеты расположилось ядро, которое занимает 31,5% от всей массы Земли. Так же как и остальные внутренние составляющие планеты, ядро состоит из нескольких частей – внешнее и внутреннее ядро. По проведенным исследованиям было выяснено, что в составе ядра преобладает железно-никелевый сплав. Внешняя часть ядра имеет радиус около 2200 км, а по составу оно более жидкое. Внутренняя часть меньше по размеру, ее радиус 1300 км и она более плотная. Наша планета имеет магнитное поле, на создание которого непосредственное влияние оказывают внутренние структуры Земли.

Это говорит о том, что ядро должно быть электропроводником. Средняя плотность вещества, которое входит в состав ядра составляет 11 т/м3. Такая плотность может быть только у металла. Точный состав ядра не может выяснить ни один ученый, так как получить образцы из центра Земли просто нереально. А вся информация, которая есть в наличии, является лишь догадками и предположениями.

Анализируя все вышесказанное, можно сделать вывод, что внутреннее строение Земли очень сложное. С одной стороны все просто – кора, мантия, ядро. Но с другой – заглянуть вовнутрь мы не можем, чтобы быть 100% уверенными в том, что там происходит. Доказано, что планета образовалась из скопления различных кусков метеоритов, астероидов, комет, пыли и грязи. Все эти частички формировали Землю без определенного порядка. А говорит это о том, что первоначально во всех сферах были куски одного и того же состава. Для того, чтобы образовались географические оболочки, чтобы произошло выделение внутренних слоев Земного шара, должны были происходить гигантские процессы.

Анализирую динамику развития земной коры, мы в очередной раз убеждаемся, что эти процессы не угасают и сейчас. Миллиарды лет происходит движение литосферных плит, образование огромных впадин, излитие лавы, формирование гор. Потом это все разрушается и воздвигается заново. Все это возможно только при наличии огромной энергии и вещества, которые не перестают выделяться с недр Земли. Выяснить причины всех этих процессов и разгадать их взаимоотношение между собой – это главная задача ученых, на разгадку которой уйдет еще не одно десятилетие.

Смотрите также:

ГЛУБИННОЕ СТРОЕНИЕ ГЛУБОКОВОДНЫХ ВПАДИН ОХОТСКОГО МОРЯ | Семакин

1. Andreev A.A., Zlobin T.K., 1990. Deep structure and the gravitational field of the Kuril system “arc–trench”. Tikhookeanskaya geologiya (Russian Journal of Pacific Geology) (2), 16–22 (in Russian) [Андреев А.А., Злобин Т.К. Глубинное строение и гравитационное поле Курильской системы дуга–желоб // Тихоокеанская геология. 1990. № 2. С. 16–22].

2. Borets V.V., 1972. Magnetotelluric soundings on the Island of Sakhalin and the Iturup Island. In: Geophysical research of the Earth’s crust structure in the Transition Zone from the Asiatic Continent to the Pacific. Geophysical series No 3. Transactions SCSRI FESC AS USSR, Vol. 26, Yuzhno-Sakhalinsk, p. 203–210 (in Russian) [Борец В.В. Магнитотеллурические зондирования на Сахалине и Итурупе // Геофизические исследования строения земной коры в зоне перехода от Азиатского материка к Тихому океану. Геофизический сборник № 3. Труды СахКНИИ ДВНЦ АН СССР, вып. 26. Южно-Сахалинск, 1972. С. 203–210].

3. Chekunov A.V., 1988. Lithosphere of the Central and Eastern Europe. Naukova Dumka, Kiev, 172 p. (in Russian) [Чекунов А.В. Литосфера Центральной и Восточной Европы. Киев: Наукова думка, 1988. 172 с.].

4. Fedotov S.A., 1963. On the absorption of cross seismic waves in the upper mantle and energy classification of close earthquakes with intermediate focus depth. Izvestiya AN SSSR, Seriya Geofizicheskaya (3), 829–849 (in Russian) [Федотов С.А. О поглощении поперечных сейсмических волн в верхней мантии и энергетической классификации близких землетрясений с промежуточной глубиной очага // Известия АН СССР, серия геофизическая. 1963. № 3. С. 829–849].

5. Fedotov S.A., Boldyrev S.A., 1969. On the dependence of bodily waves absorption from the frequency in the crust and the upper mantle of the Kurile islands arc. Fizika Zemli (9), 17–23 (in Russian) [Федотов С.А., Болдырев С.А. О зависимости поглощения объемных волн от частоты в коре и верхней мантии Курильской островной дуги // Физика Земли. 1969. № 9. С. 17–23].

6. Fedotov S.A., Kuzin I.P., 1963. Velocity section of the upper mantle in the region of South Kuril Islands. Izvestiya AN SSSR, Seriya Geofizicheskaya (5), 670–686 (in Russian) [Федотов С.А., Кузин И.П. Скоростной разрез верхней мантии в области Южных Курильских островов // Известия АН СССР, серия геофизическая. 1963. № 5. С. 670–686].

7. Gordienko V.V., 1987. Geophysical Model of the Tectonosphere of Europe. Naukova Dumka, Kiev, 184 p. (in Russian) [Гордиенко В.В. Геофизическая модель тектоносферы Европы. Киев: Наукова думка, 1987. 184 с.].

8. Krasnyi M. L., 1992. Tectonosphere of the Asia of Pacific margin. FEB RAS Publishing House, Vladivostok, 238 p. (in Russian) [Красный М.Л. Тектоносфера Тихоокеанской окраины Азии. Владивосток: Изд-во ДВО РАН, 1992. 238 с.].

9. Kutsov A.M., Lyapishev A.M. 1997. Deep electric conductivity of the Pacific transacts and the nature of high conductivity zones. In: Geophysical fields and simulation of tectonosphere. Geodynamics of tectonosphere of the Pacific-Eurasia conjunction zone. Vol. III. IMGG FEB RAS, Yuzhno-Sakhalinsk, p. 52–77 (in Russian) [Куцов А.М., Ляпишев А.М. Глубинная электропроводность тихоокеанских трансектов и природа зон высокой проводимости // Геофизические поля и моделирование тектоносферы. Геодинамика тектоносферы зоны сочленения Тихого океана с Евразией. Т. III. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 1997. С. 52–77].

10. Piskarev A. L., Butsenko V.V., Poselov V.A., Savin V.A., 2012. Deep structure of the crust beneath the Sea of Okhotsk inferred from 3D seismic density modeling. Oceanology 52 (3), 411–421. https://doi.org/10.1134/S0001437012030095.

11. Rodnikov A.G. (Ed.), 1996. Structure and Dynamics of the Lithosphere and the Asthenosphere of the Okhotsk Sea Region. Moscow, 335 p. (in Russian) [Структура и динамика литосферы и астеносферы Охотоморского региона / Ред. А.Г. Родников. М., 1996. 335 c.].

12. Semakin V.P., Kochergin A.V., Pitina T.I., 2016. Neotectonics of the Sea of Okhotsk. Geodynamics & Tectonophysics 7 (2), 251–271 (in Russian) [Семакин В.П., Кочергин А.В., Питина Т.И. Неотектоника Охотского моря // Геодинамика и тектонофизика. 2016. Т. 7. № 2. С. 251–271]. https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-2-0205.

13. Sergeyev K.F., 2006. Tectonic Zoning and Hydrocarbon Potential of the Okhotsk Sea. Nauka, Moscow, 130 p. (in Russian) [Сергеев К.Ф. Тектоническое районирование и углеводородный потенциал Охотского моря. М.: Наука, 2006. 130 с.]

14. Sollogub V.B., 1978. The Structure of the Earth’s Crust and Upper Mantle of the Central and Eastern Europe. Naukova Dumka, Kiev, 272 p. (in Russian) [Соллогуб В.Б. Строение земной коры и верхней мантии Центральной и Восточной Европы. Киев: Наукова думка, 1978. 272 с.].

15. Starshinova E.A., 1980. Nonuniformity of the structure of the Sea of Okhotsk crust and mantle. Doklady AN SSSR 255 (6), 1339–1343 (in Russian) [Старшинова Е.А. Неоднородность строения коры и мантии Охотского моря // Доклады АН СССР. 1980. Т. 255. № 6. С. 1339–1343].

16. Suvorov A.A., 1975. Depth Structure of the Earth’s Crust South-Okhotsk Sector on Seismic Data. Nauka, Novosibirsk, 102 p. (in Russian) [Суворов А.А. Глубинное строение земной коры Южно-Охотского сектора по сейсмическим данным. Новосибирск: Наука, 1975. 102 с.].

17. Svetov B.S., Tuezov I.K., 1980. Depth Electromagnetic Sounding of the Far East. FESC AS USSR, Vladivostok, 132 p. (in Russian) [Светов Б.С., Туезов И.К. Глубинные электромагнитные зондирования Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1980. 132 c.].

18. Sychev P.M., 1985. Anomalous zones in the upper mantle, mechanism of formation and their role for the Earth’s crust structures development. Tikhookeanskaya Geologiya (Russian Journal of Pacific Geology) (6), 25–35 (in Russian) [Сычёв П.М. Аномальные зоны в верхней мантии, механизм их образования и роль в развитии структур земной коры // Тихоокеанская геология. 1985. № 6. С. 25–35].

19. Tarakanov R.Z., Levyi N.V., 1967. A polyasthenospheric model of the upper mantle of the Earth designed according to seismologic data. Doklady AN SSSR 176 (3), 571–574 (in Russian) [Тараканов Р.З., Левый Н.В. Полиастеносферная модель верхней мантии Земли по сейсмологическим данным // Доклады АН СССР. 1967. Т. 176. № 3. С. 571–574].

20. Tarakanov R.Z., Omelchenko O.K., Bobkov A.O., 2003. Velocity Models of Structure of the Asia Pacific Margin Tectonosphere from General Geotraverses. IMGIG FEB RAS, Yuzhno-Sakhalinsk, 95 p. (in Russian) [Тараканов Р.З., Омельченко О.К., Бобков А.О. Скоростные модели строения тектоносферы Тихоокеанской окраины Азии по генеральным геотраверсам. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2003. 95 с.].

21. Tarakanov R. Z., Veselov O.V., Andreeva M.Y., 2015. The possible boundary of phase transitions at a depth of 350 km in the transition zone between continents and oceans. Doklady Earth Sciences 460 (2), 159–162. https://doi.org/10.1134/S1028334X15020130.

22. Volgin P.F., Lyutaya L.M., Kochergin A.V., 2009. Density section of the Earth’s crust in the Deryugin Basin (Sea of Okhotsk): Gravity modeling results. Russian Journal of Pacific Geology 3 (3), 210–219. https://doi.org/10.1134/S1819714009030026.

Типы земной коры: отличия, строение, схема

Земная кора

Земная кора — верхняя часть литосферы. В масштабах всего земного шара её можно сравнить с тончайшей плёнкой — столь незначительна её мощность. Но даже эту самую верхнюю оболочку планеты мы знаем не очень хорошо. Как же можно узнать о строении земной коры, если даже самые глубокие скважины, пробуренные в коре, не выходят за первый десяток километров? На, помощь учёным приходит сейсмолокация. Расшифровывая скорость прохождения сейсмических волн через разные среды, можно получить данные о плотности земных слоёв, сделать вывод об их составе. Под континентами и океаническими впадинами строение земной коры различно.

Океаническая кора

Океаническая земная кора более тонкая (5—7 км), чем континентальная, и состоит из двух слоёв — нижнего базальтового и верхнего осадочного. Ниже базальтового слоя находится поверхность Мохо и верхняя мантия. Рельеф дна океанов очень сложен. Среди разнообразных форм рельефа особенно выделяются огромные срединно-океанические хребты. В этих местах происходит зарождение молодой базальтовой океанической коры из вещества мантии. Через глубинный разлом, проходящий вдоль вершин по центру хребта — рифт, магма выходит на поверхность, растекаясь в разные стороны в виде лавовых подводных потоков, постоянно раздвигая в разные стороны стенки рифтового ущелья. Этот процесс называется спредингом.

Срединно-океанические хребты возвышаются над дном океанов на несколько километров, а их протяженность достигает 80 тыс. км. Хребты рассекаются параллельными поперечными разломами. Их называют трансформными. Рифтовые зоны — самые неспокойные сейсмические зоны Земли. Базальтовый слой перекрывают толщи морских осадочных отложений — илов, глин разного состава.

Континентальная кора

Континентальная земная кора занимает меньшую площадь (около 40% поверхности Земли — прим. от geoglobus.ru), но имеет более сложное строение и гораздо большую мощность. Под высокими горами её толщина измеряется 60—70 километрами. Строение коры континентального типа трёхчленное — базальтовый, гранитный и осадочный слои. Гранитный слой выходит на поверхность на участках, именуемых щитами. Например, Балтийский щит, часть которого занимает Кольский полуостров, сложен породами гранитного состава. Именно здесь велось глубокое бурение, и Кольская сверхглубокая скважина достигла отметки 12 км. Но попытки пробурить весь гранитный слой насквозь оказались неудачными.

Шельф — подводная окраина материка — также имеет континентальную кору. То же относится и к крупным островам — Новой Зеландии, островам Калимантан, Сулавеси, Новая Гвинея, Гренландия, Сахалин, Мадагаскар и другим. Окраинные моря и внутренние моря, такие как Средиземное, Чёрное, Азовское, расположены на коре континентального типа.

Говорить о базальтовом и гранитном слоях континентальной коры можно лишь условно. Имеется в виду, что скорость прохождения сейсмических волн в этих слоях сходна со скоростью прохождения их в породах базальтового и гранитного состава. Граница гранитного и базальтового слоев выделяется не очень чётко и изменяется по глубине. Базальтовый слой граничит с поверхностью Мохо. Верхний осадочный слой меняет свою толщину в зависимости от рельефа поверхности. Так, в горных районах он тонкий или вообще отсутствует, так как внешние силы Земли перемещают рыхлый материал вниз по склонам — прим. от geoglobus.ru. Зато в предгорьях, на равнинах, в котловинах и впадинах он достигает значительных мощностей. Например, в Прикаспийской низменности, которая испытывает погружение, осадочный слой достигает 22 км.

ИЗ ИСТОРИИ КОЛЬСКОЙ СВЕРХГЛУБОКОЙ СКВАЖИНЫ

С момента начала бурения этой скважины в 1970 году ученые ставили сугубо научную задачу этого эксперимента: определить границу между гранитным и базальтовым слоями. Место было выбрано с учетом того, что именно в районах щитов гранитный слой, не перекрытый осадочным, может быть пройден «насквозь», что позволило бы прикоснуться к породам базальтового слоя, увидеть разницу. Ранее предполагалось, что такая граница на Балтийском щите, где на поверхность выходят древние магматические породы, должна находиться на глубине примерно 7 км.

За несколько лет бурения скважина неоднократно отклонялась от заданного вертикального направления, пересекая пласты с разной прочностью. Иногда буры ломались, и тогда приходилось начинать бурение заново, обходными стволами. Материал, который доставлялся на поверхность, исследовался разными учеными и постоянно приносил удивительные открытия. Так, на глубине около 2 км были найдены медно-никелевые руды, а с глубины 7 км был доставлен керн (так называется образец породы из бура в виде длинного цилиндра — прим. от geoglobus.ru), в котором были обнаружены окаменевшие остатки древних организмов.

Но, пройдя более 12 км к 1990 году, скважина так и не вышла за пределы гранитного слоя. В 1994 году бурение было остановлено. Кольская сверхглубокая — не единственная в мире скважина, которую закладывали для глубокого бурения. Подобные эксперименты велись в разных местах несколькими странами. Но только Кольская достигла таких отметок, за что была занесена в Книгу рекордов Гиннесса.

Наиболее существенными чертами земной коры в морях и океанах служат ее небольшая толщина и отсутствие в ее строении гранитного слоя.

По соотношению глубинного строения коры с крупными морфологическими чертами океанического дна можно различать следующие типы строения океанической коры.

Окраинно-материковый тип коры распространен на пространствах материковой отмели (шельфе), представляет прямое продолжение материковых структур в пределы шельфа.

Толщина ее от 25 до 35 км. В строении коры здесь выражены осадочный, гранитный и базальтовый слои. От материковых платформ в отдельных случаях она отличается более мощным осадочным покровом.

Морской геосинклинальный тип коры присущ морским геосинклинальным впадинам различных геосинклинальных морей (внутриматериковых, межматериковых, окраинно-материковых). Такого типа кора подстилает моря Средиземное, Карибское, Черное, Каспийское, Японское, Охотское, Берингово.

Она характеризуется большой толщей осадочного покрова и поверхностных рыхлых отложений, составляющих в совокупности осадочную толщу до 20 км и более. Эта толща залегает непосредственно на базальтовом слое. Указанное строение свойственно центральным частям глубоководных морских впадин. На склонах этих впадин породы, относящиеся к гранитному слою, постепенно выклиниваются, что сопровождается крутым падением слоев осадочных пород (мезозойского и кайнозойского возрастов), слагающих прилегающие пространства.

Субокеанический тип коры распространен в пределах материкового склона.

Мощность морских рыхлых осадков по мере увеличения глубины резко возрастает, достигая вблизи основания материкового склона 2—3 км. В других частях материкового склона, где фундамент резко расчленен, структурно обусловленные неровности его постепенно выравниваются толщей осадков.

По мере увеличения глубины на материковом склоне толщина гранитного слоя постепенно уменьшается и угол падения отложений на нем, нередко имеющих трансгрессивный характер залегания, увеличивается. С уменьшением гранитного слоя и покрывающих его отложений толщина коры в нижней части склона уменьшается до 10 км. Характер залегания фундамента и покрывающих его осадочных пород ближе всего отвечает структуре материковой флексуры. В этом случае наиболее прогнутая часть материкового склона (у его основания), заполненная мощными рыхлыми отложениями, представляет растущий геосинклинальный прогиб.

В большинстве случаев он компенсирован накоплением снесенных со склона рыхлых отложений. В других случаях вдоль материкового склона простираются линии глубинных разломов, выраженные в рельефе материкового склона. Они могут определять дальнейшее развитие геосинклинального прогиба между краем материка и дном океана.

Тип абиссальных океанических равнин структуры земной коры распространен на преобладающей части дна океанических бассейнов с глубинами более 4500—5000 м.

Для коры такого типа характерны отсутствие гранитного слоя и наименьшая ее общая мощность (от 2—3 до 10—12 км). Рыхлые океанические осадки, нередко содержащие в своем составе слои вулканических пород, непосредственно залегают на базальтовом слое. Среди абиссальных равнин по признаку мощности верхнего слоя осадков можно различать абиссальные вулканические равнины и абиссальные аккумулятивные равнины. Первым свойственна сравнительно небольшая мощность осадочных отложений (не более 400—500 м) и, что особенно важно, отдельные слои вулканических пород.

Абиссальные аккумулятивные равнины отличаются большой мощностью поверхностного рыхлого покрова, достигающего 2.5—3 км (как правило, более 1 км). Считается наиболее вероятным, что большая мощность рыхлых осадков в коре этого типа связана с мутьевыми потоками. В то же время очевидно, что таким путем столь значительные осадки могли отлагаться лишь в условиях устойчивого прогибания. Таким образом, различные условия накопления отложений осадочного покрова на дне океанов отражают их неотектоническое развитие.

Тип океанических хребтов и поднятий

Структуры этого типа имеют громадную протяженность и сложно расчлененный рельеф с большим участием в его формировании разломов и движений по ним (рифтовые долины).

К этому типу следует отнести срединные океанические хребты и океанические горные страны (например, в Тихом океане), а также отдельные значительные горы и возвышенности на океаническом дне, нередко служащие фундаментом океанических островов.

Данному типу структуры океанической коры свойственна значительная общая мощность, достигающая 20—30 км. В строении такой коры поверхностную часть разреза слагают осадочно-вулканические породы, на глубине их сменяют породы базальтового слоя, которые в сравнении с другими частями структуры коры дна океанов обладают существенно иными свойствами.

В основании океанических горных хребтов и гор эти породы отличаются большей плотностью, которую объясняют смешением базальтов с породами мантии. Поверхность раздела М под океаническими хребтами значительно понижается. Близкий к этому характер глубинного строения имеют и подводные хребты морских геосинклинальных впадин.

Они отличаются только большим сходством пород поверхностной части разреза с породами прилегающих материковых структур.

Тип абиссальных океанических желобов. Для структур коры данного типа характерна совсем небольшая мощность коры при резком погружении поверхности раздела М.

Приуроченность абиссальных желобов к линиям глубинных разломов, их современная сейсмичность, вулканизм, условия осадконакопления — все это свидетельствует об их принадлежности к современным значительным геосинклинальным прогибам, развитие которых продолжается.

В некоторых желобах известны осадочные породы большой мощности, например в желобе Пуэрто-Рико (8 км). В других желобах (Японском, Тонга) известны породы, относящиеся к гранитной оболочке коры. Осадочная толща залегает на базальтовом слое небольшой мощности. Наиболее обоснованным в данном случае является представление о растяжении земной коры под океаническими желобами, за счет которого уменьшается толщина базальтового слоя. Отрицательные аномалии силы тяжести здесь связаны с отложениями рыхлых осадков большой мощности.

Континентальный тип земной коры

Мощность континентальной земной коры изменяется от 35-40 (45) км в пределах платформ до 55-70 (75) км в молодых горных сооружениях.

Континентальная кора состоит из трех слоев.

1) Первый — самый верхний слой представлен осадочными горными породами, мощностью от 0 до 5 (10) км в пределах платформ, до 15-20 км в тектонических прогибах горных сооружений.

Скорость продольных сейсмических волн (Vp) меньше 5 км/с.

2) Второй — традиционно называемый «гранитный» слой на 50% сложен гранитами, на 40% — гнейсами и другими в разной степени метаморфизованными породами.

Исходя из этих данных, его часто называют гранитогнейсовым. Его средняя мощность составляет 15-20 км (иногда в горных сооружениях до 20- 25 км). Скорость сейсмических волн (Vp) — 5,5-6,0 (6,4) км/с.

3) Третий, нижний слой называется «базальтовым».

По среднему химическому составу и скорости сейсмических волн этот слой близок к базальтам. Правильнее называть этот слой гранулито-базитовым. Его мощность изменяется от 15-20 до 35 км. Скорость распространения волн (Vp) 6,5-6,7 (7,4) км/с.

Граница между гранитогнейсовым и гранулито-базитовым слоями получила название сейсмического раздела Конрада.

7 Континентальная и субконтинентальная земная кора.

Континентальный тип земной коры

Мощность континентальной земной коры изменяется от 35-40 (45) км в пределах платформ до 55-70 (75) км в молодых горных сооружениях.

Континентальная кора состоит из трех слоев.

1) Первый — самый верхний слой представлен осадочными горными породами, мощностью от 0 до 5 (10) км в пределах платформ, до 15-20 км в тектонических прогибах горных сооружений.

Скорость продольных сейсмических волн (Vp) меньше 5 км/с.

2) Второй — традиционно называемый «гранитный» слой на 50% сложен гранитами, на 40% — гнейсами и другими в разной степени метаморфизованными породами. Исходя из этих данных, его часто называют гранитогнейсовым.

Его средняя мощность составляет 15-20 км (иногда в горных сооружениях до 20- 25 км). Скорость сейсмических волн (Vp) — 5,5-6,0 (6,4) км/с.

3) Третий, нижний слой называется «базальтовым». По среднему химическому составу и скорости сейсмических волн этот слой близок к базальтам. Правильнее называть этот слой гранулито-базитовым. Его мощность изменяется от 15-20 до 35 км. Скорость распространения волн (Vp) 6,5-6,7 (7,4) км/с.

Граница между гранитогнейсовым и гранулито-базитовым слоями получила название сейсмического раздела Конрада.

Субконтинентальный тип земной коры-По строению аналогичен континентальному, но стал выделяться в связи с нечетко выраженной границей Конрада.

Океанический и субокеанический типы земной коры

Океанская кора — имеет трехслойное строение при мощности от 5 до 9(12) км, чаще 6-7 км.

Некоторое увеличение мощности наблюдается под океанскими островами.

1. Верхний, первый слой океанской коры — осадочный, состоит преимущественно из различных осадков, находящихся в рыхлом состоянии. Его мощность от нескольких сот метров до 1 км. Скорость распространения сейсмических волн (Vp) в нем 2,0-2,5 км/с.

Второй океанский слой, располагающийся ниже, по данным бурения, сложен преимущественно базальтами с прослоями карбонатных и кремнистых пород. Мощность его от 1,0-1,5 до 2,5-3,0 км. Скорость распространения сейсмических волн (Vp) 3,5-4,5 (5) км/с.

3. Третий, нижний высокоскоростной океанский слой бурением еще не вскрыт — сложен основными магматическими породами типа габбро с подчиненными ультраосновными породами (серпентинитами, пироксенитами).

Его мощность по сейсмическим данным от 3,5 до 5,0 км. Скорость сейсмических волн (Vp) от 6,3-6,5 км/с, а местами увеличивается до 7,0 (7,4) км/с

Субокеанский тип земной коры — приурочен к котловинным частям (с глубиной выше 2 км) окраинных и внутриконтинентальных морей (Охотское, Японское, Средиземное, Черное и др.).

По строению этот тип близок к океанскому, но отличается от него повышенной мощностью (4-10 и больше км) осадочного слоя, располагающегося на третьем океанском слое мощностью 5-10 км.

9 Относительная и абсолютная геохронология. Характеристика геохронологической и стратиграфической шкал.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЯ

стратиграфия — одна из ветвей геологической науки, в задачу которой входят расчленение толщ осадочных и вулканогенных пород на отдельные слои и их пачки; описание содержащихся в них остатков фауны и флоры; установление возраста слоев; сопоставление выделенных слоев данного района с другими; составление сводного разреза отложений региона и разработка стратиграфической шкалы не только для отдельных регионов — региональных стратиграфических шкал, но и единой или международной стратиграфической шкалы для всей Земли.

1) литологический метод – любой разрез отложений должен быть расчленен на отдельные слои или их пачки.

2) палеонтологический — основан на выделении слоев, содержащих различные комплексы органических остатков.

3) микропалеонтологический метод, объектом которого являются остатки известковых и кремнистых скелетов простейших организмов.

4) спорово-пыльцевой метод, основанный на изучении остатков спор и зерен пыльцы, которые чрезвычайно устойчивы и не разрушаются, разносясь ветром на большие расстояния в огромном количестве.

Рассмотренные палеонтологические методы применимы лишь к слоистым осадочным отложениям.

Однако большие пространства на земном шаре сложены магматическими и метаморфическими породами, лишенными органических остатков. Кним этот метод неприменим.

5) палеомагнитный метод, основанный на способности горных пород сохранять характер намагниченности той эпохи, в которую они образовались. Следует отметить, что палеомагнитный метод чрезвычайно широко используется для определения перемещений литосферных плит в геологическом прошлом.

Абсолютная геохронология

1) радиометрические методы, основанные на постоянстве скорости распада радиоактивных изотопов (см.таблицу).

Пока вещество находится в жидком состоянии (жидкая магма, например) его химический состав переменчив: происходит перемешивание, диффузия, многие компоненты могут улетучиваться и т.

д. Но когда минерал затвердевает, он начинает вести себя как относительно замкнутая система. Это значит, что присутствующие в нём радиоактивные изотопы не вымываются и не улетучиваются из него, и уменьшение их количества происходит только за счёт распада, который идёт с известной постоянной скоростью.

2) Люминесцентные методы абсолютной датировки основаны на способности некоторых широко распространённых минералов (например, кварца и полевого шпата) накапливать в себе энергию ионизирующего излучения, а затем, при определённых условиях, быстро отдавать её в виде света.

Ионизирующее излучение не только прилетает к нам из космоса, но и генерируется горными породами в ходе распада радиоактивных элементов.

3) Метод электронно-парамагнитного или электронно-спинового резонанса тоже основан на изменениях, постепенно накапливающихся в кристалле под воздействием радиации. Только в данном случае речь идёт не о количестве „возбуждённых“ электронов, способных „успокаиваться“ с излучением света, а о количестве электронов с изменившимся спином.

4) аминокислотный метод, основанный на том, что „левые“ аминокислоты, из которых построены белки всех живых организмов, после смерти постепенно рацемизируются, то есть превращаются в смесь „правых“ и „левых“ форм.

Метод применим только к образцам очень хорошей сохранности, в которых сохранилось достаточное количество первичного органического вещества.

5) Дендрохронологический метод, или датирование по древесным кольцам, в большой чести у археологов. Этот метод позволяет датировать только самые молодые отложения (возрастом до 5–8 тысяч лет), зато с очень высокой точностью, вплоть до одного года! Нужно лишь, чтобы в раскопе обнаружилось достаточное количество древесины.

В стволах большинства деревьев образуются годовые кольца, ширина которых колеблется в зависимости от погодных условий соответствующего года.

Этот метод позволяет датировать только самые молодые отложения (возрастом до 5–8 тысяч лет), зато с очень высокой точностью, вплоть до одного года! Нужно лишь, чтобы в раскопе обнаружилось достаточное количество древесины. В стволах большинства деревьев образуются годовые кольца, ширина которых колеблется в зависимости от погодных условий соответствующего года.

Тектонические движения земной коры

Колебательные движения.

Колебательные движения — важное звено в сложной цепи разнообразных геологических процессов. Они теснейшим образом связаны со складкообразующими и разрывообразующими движениями, ими в значительной степени обусловлен ход трансгрессии и регрессии моря, изменения в очертаниях материков, характер и интенсивность процессов осадконакопления и денудации и т.д.

Другими словами, колебательные движения — ключ к палеогеографическим построениям, они дают возможность понять физико-географическую обстановку прошедших времен и генетически увязать между собой ряд геологических событий.

Некоторые общие свойства колебательных движений:

1) Множественность периодов колебательных движений.

2) Широкое площадное распространение колебательных движений. Колебательные движения распространены всюду.

3) Обратимость колебательных движений.

Это явление смены знака движения: поднятие в одном и том же месте со временем сменяется опусканием и т.д. Но каждый цикл не является повторением предыдущего, он изменяется, усложняется.

4) Колебательные движения не сопровождаются развитием линейной складчатости и разрывов.

5) Колебательные движения и мощность осадочных толщ. При изучении колебательных движений важнейшее значение имеет анализ мощностей осадочных толщ. Мощность данной серии осадков в общих чертах суммарно соответствует глубине погружения участка коры, в пределах которого накопилась данная толща.

6) Колебательные движения и палеогеографические реконструкции.

Тектонические движения — движения земной коры, вызванные процессами проходящими в ее недрах.

Основной причиной тектонических движений считаются конвективные течения в мантии, возбуждаемые теплом распада радиоактивных элементов и гравитационной дифференциацией ее вещества в сочетании с действием силы тяжести и стремлением литосферы к гравитационному равновесию по отношению к поверхности астепосферы.

1.Вертикальные тектонические движения.

Любой участок земной поверхности с течением времени неоднократно испытывал восходящие и нисходящие тектонические движения.

Поднятия.

Морские отложения часто можно обнаружить высоко в горах. Они накапливались первоначально ниже уровня моря, но позже были подняты на большую высоту. Амплитуда подъема в ряде случаев может достигать 10 км.

2.Горизонтальные тектонические движения.

Проявляются в двух видах: сжатия и растяжения.

Сжатия. Собранные в складки осадочные слои указывают на уменьшение горизонтальных расстояний между отдельными точками, происходившие перпендикулярно осям складок.

Объяснение сжатия основывалось на наблюдающейся потере Землей тепла и возможным ее остыванием, что должно обусловливать сокращение ее объема.

Растяжение.

При растяжении возникают трещины, через которые на поверхность поступает огромное количество базальтовой магмы, образующей дайки и потоки.

13 Основные виды разрывных нарушений

Главнейшие виды разрывных нарушений — это сброс, надвиг и сдвиг.

Сброс — лежачее крыло поднято, висячее опущено. Сместитель падает в сторону опущенного крыла. Угол падения чаще всего составляет 40-60¦, но может быть любым. Сброс — деформация растяжения.

Крупные сбросы оконтуривают впадины Байкала, Телецкого озера, Красного моря и др.

Надвиг — лежачее крыло опущено, висячее поднято. Сместитель падает в сторону поднятого крыла. Угол падения чаще всего составляет 40-60¦. Надвиг — деформация скалывания в условиях сжатия. Гадвиги с очень крутым сместителем, более 60¦, называются взбросами.

Сдвиг — тектонический разрыв с перемещением крыльев в основном в горизонтальном направлении вдоль простирания сместителя.

Ориентирован, как правило, под углом к направлению тектонических сил и обладает крутым или вертикальным сместителем.

В природе возможны комбинации различных типов указанных разрывных нарушений (сбросо-сдвиговые, сдвиго-надвиговые и др.). По характеру взаимоотношения сместителя с простиранием пластов в складчатой структуре выделяют продольные, поперечные, косые, согласные и несогласные нарушения.

14 Магматизм и магматические горные породы

Магма — это вещество Земли в расплавленном жидком состоянии.

Она образуется в Земной коре и верхней мантии в интервалах глубин 30-400 км.

Характеристике магматических пород.

1. Минеральный состав — минералы подразделяют на породообразующие (главные и второстепенные) и акцессорные.

Породообразующие минералы — составляют>90% объема породы и представлены главным образом силикатами:

полевые шпаты, кварц, нефелин — светлоокрашенные,

пироксен, оливин, амфиболы, слюды — темноцветные.

В разных по химическому составу породах один и тот же минерал может быть главным или второстепенным.

Акцессорные минералы составляют, в среднем ~1% объема породы, и представляют: апатит, магнетит, циркон, рутил, хромит, золото, платину и др.

Классификация магматических пород

В основу классификации положены признаки — химический состав и генезис.

По химическому составу и в частности по содержанию кремнезема SiO 2 все породы делятся на :

ультраосновные SiO2 >45%

основные SiO2 до 45-52%

средние SiO2 до 52-65%

кислые SiO2 до 65-75%

В свою очередь среди этих групп каждая подразделяется по генезису на интрузивные и эффузивные.

15 ИНТРУЗИВНЫЙ МАГМАТИЗМ

I. Интрузивный магматизм — процесс внедрения магмы в вышележащие толщи и ее кристаллизация в земной коре не достигая поверхности на разных глубинах.

Для этого процесса характерно медленное снижение температуры и давления, кристаллизация в замкнутом пространстве. Магматические породы состоят из полностью раскристаллизованных зернистых агрегатов породообразующих минералов.

Такие магматические породы называются интрузивными .

В зависимости от глубины формирования интрузивные массивы подразделяются на приповерхностные, или субвулканические (последнее слово означает, что магма почти подошла к поверхности, но все-таки не вышла на нее, т.е.

образовался «почти вулкан» или субвулкан) — до первых сотен метров; среднеглубинные, или гипабиссальные,- до 1-1,5 км и глубинные, или абиссальные,- глубже 1-1,5 км.

К глубинным относятся секущие и пластовые жилы. а)секущие жилы пересекают слой горных пород под различными углами, называются дайками. Образуются в результате растяжения горных пород и заполнения пространства магмой.

Породы: порфириты, гранит – порфиры, диабазы, негматиты. б) пластовые жилы – силлы – залегают согласно с вмещающими породами, образуются в результате раздвигания магмой этих пород.

К глубинным также относятся:

лополит (чаша) S = 300 км2, m – 15 км.

в поперечнике, характерен для платформ.

факолит (чечевица) – образуется одновременно со складками; S ~ 300 км2, m ~ 10 км.

лакколит – грибообразный, верхние слои приподняты; S – 300 км2, m – 10 – 15 км.

Различают глубинные формы такие как:

батолиты – крупные гранитные интрузии, S – сотни и тысячи км2, в глубину – неопределено.

штоки – столбообразные тела, изометричные, S < 100 – 150 км2.

Типы строения земной коры

При изучении земной коры было обнаружено ее неодинаковое строение в разных районах.

Обобщение большого фактического материала позволило выделить два типа строения земной коры — континентальный и океанический.

Континентальный тип

Для континентального типа характерна весьма значительная мощность коры и присутствие гранитного слоя.

Граница верхней мантии здесь расположена на глубине 40—50 км и больше. Мощность толщи осадочных горных пород в одних местах достигает 10—15 км, в других — толща может полностью отсутствовать. Средняя мощность осадочных пород континентальной земной коры составляет 5,0 км, гранитного слоя — около 17 км (от 10—40 км), базальтового — около 22 км (до 30 км).

Как упоминалось выше, петрографический состав базальтового слоя континентальной коры пестрый и скорее всего в нем преобладают не базальты, а метаморфические породы основного состава (гранулиты, эклогиты и т.п.).

По этой причине некоторые исследователи предлагали этот слой называть гранулитовым.

Мощность континентальной земной коры увеличивается на площади горно-складчатых сооружений. Например, на Восточно-Европейской равнине мощность коры около 40 км (15 км — гранитный слой и более 20 км — базальтовый), а на Памире — в полтора раза больше (около 30 км в сумме составляют толща осадочных пород и гранитный слой и столько же базальтовый слой).

Особенно большой мощности достигает континентальная кора в горных областях, расположенных по краям материков. Например, в Скалистых горах (Северная Америка) мощность коры значительно превышает 50 км. Совершенно иным строением обладает земная кора, слагающая дно океанов. Здесь мощность коры резко сокращается и вещество мантии подходит близко к поверхности.

Гранитный слой отсутствует, мощность осадочной толщи сравнительно небольшая.

определение понятия, строение земной коры – Российский учебник

Глоссарий

Астеносфера — расположенный на глубине около 150-200 км частично расплавленный, находящийся в вязком состоянии слой.

Лава — лишенная газов, застывшая на поверхности Земли магма.

Магма — огненная масса в слое астеносферы, расплавленная, содержащая большое количество газов.

Литосферные плиты — гигантские участки земной коры, свободно перемещающиеся по вязкому слою мантии.

Области складчатости — участки земной коры между плитами литосферы, находящиеся в относительном движении, в рельефе им соответствуют горные системы суши и дна морей.

Определение литосферы

Литосферой (λίθος – «камень» и σφαίρα – «шар») называют твердую земную оболочку, которая полностью покрывает планету, защищая ее от достигающей 60000 °С температуры раскаленного ядра. Литосфера расположена между атмосферой и гидросферой сверху и астеносферой снизу. Толщина твердой оболочки Земли не однородна, и на различных участках составляет от десятков до нескольких сотен километров.  

Пангея

Несмотря на солидный возраст, формирование планеты не окончено до сих пор. И тонкая поверхность коры, что является домом для человека, растений и животных, и горячие недра находятся в постоянном движении. Меняются очертания материков, рельеф местности, климатические условия.

Глядя на современные космические снимки планеты с очертанием шести отдельных континентов, сложно поверить, что около 250 миллионов лет назад на планете существовал единый сверхконтинент, носящий название Пангея.

В результате активных процессов в недрах планеты единый материк раскололся на современные континенты, которые, благодаря медленному, от 2.5 см до 7 см в год (по данным различных источников), движению тектонических плит за миллионы лет удалились на максимальное расстояние. Доказательства этой теории подробно изложены на странице 178 учебника «География. Землеведение 5-6 классы» под редакцией Климановой О. А.

Поднимаясь на царапающие облака горы или спускаясь в недра океана, человек считает себя покорителем природы, но ни один рукотворный небоскреб не сравнился по высоте с горами, и ни один батискаф не спустился в самую глубокую Марианскую впадину.

Поверхность литосферы не сплошная, а представлена отдельными плитами, которые в некоторых местах находят друг друга, образуя горные хребты или расходятся, формируя морские впадины.

В строении литосферы ученые выделяют восемь крупных плит и значительное количество более мелких. Плиты не зафиксированы неподвижно, а медленно передвигаются по горячей и жидкой астеносфере, образуя в местах стыков пластин зоны сейсмической активности.

География. Землеведение. 5-6 классы. Учебник

Учебник адресован учащимся 5-6 классов и входит в линию учебников по географии под редакцией О.А. Климановой и А.И. Алексеева. Методический аппарат учебника хорошо проработан и отражает замысел развивающего и личностно-ориентированного обучения; возможность параллельной работы с электронным приложением к учебнику способствует эффективному усвоению учебного материала. Учебник особенно подходит для гимназий и классов с углублённым изучением гуманитарных предметов.

Купить

Крупнейшие тектонические плиты:

• Австралийская плита
• Антарктическая плита
• Африканская плита
• Евразийская плита
• Индостанская плита
• Тихоокеанская плита
• Северо-Американская плита
• Южно-Американская плита

Строение литосферы

Если смотреть на Землю в поперечном разрезе вдоль полюсов, то можно выделить: земную кору, пограничный слой, мантию, ядро.

К литосфере относятся: земная кора, переходный слой и самый верхний, вязкий слой мантии.

Литосфера, о которой мы ведем сейчас речь — это всего лишь около 1% от радиуса земли, но именно этот 1% позволяет существовать жизни на планете.

Земная кора — самый верхний слой литосферы. В неоднородности земной коры можно убедиться, стоя на берегу и глядя на обрыв скромной реки, где слои различных пород находятся друг над другом. Найденные при раскопках полезные ископаемые (нефть, газ, железная руда, алмазы) рассказывают ученым о процессах, происходящих на планете миллионы лет назад.

Земная кора — не только самый верхний слой литосферы, но и самый тонкий — ее размер составляет от 80 километров на горных участках планеты до 30 км на равнинных. По типу земная кора делится на океаническую и материковую. Такое деление характерно только для Земли, на остальных планетах такого разделения нет, если верить показаниям космических зондов и планетоходов.

В коре материкового типа выделяют три слоя пород:

• осадочный — сформирован породами осадочного и вулканического происхождения;
• гранитный — сформирован породами метаморфического горного происхождения, которые представлен кварцем и полевым шпатом;
• базальтовый — в формировании участвовали магматические породы.

Океаническая кора состоит из осадочного и базальтового слоев.

Под земной корой, в точности повторяя ее очертания, и отделяя ее от мантии, расположен пограничный слой или поверхность Мохоровичича. Граница Мохоровичича представляет собой тонкий слой из пепла, который образуется в результате электроразрядных молний, протекающих в верхнем слое мантии.

Огромное давление между мантией и земной корой привело к тому, что слой пепла спрессовался и при пропускании сейсмических волн ведет себя как плотное, практически монолитное вещество. Поверхность Мохоровичича выполняет гидро-, электро- и теплоизоляционную функции.

Мантия делится на два слоя:

• верхний, который относится к литосфере;
• нижний, окутывающий раскаленное ядро.

Ядро, жидкое снаружи и плотное внутри, состоит преимущественно из железа и никеля.

В верхнем слое мантии образуется раскаленная магма, ищущая свой выход через разломы в земной коре в местах соприкосновения тектонических плит. И именно в недрах обычный уголь под действием давления и температуры превращается в самый прочный (и к тому же драгоценный) камень — алмаз.

Способы изучения земной коры

Вы спросите, откуда ученым это известно? Ведь толщина земной коры составляет около 60-70 километров, а буровые установки, созданные человеком, достигли глубины чуть более 12 километров.

Про один из способов изучения земных недр рассказывается на странице 86 учебника «География. Землеведение. 5-6 классы» под редакцией Климановой О.А.

Вулканы — смертельно опасные, но в тоже время впечатляющие и завораживающие доказательства огненных процессов, происходящих в земных недрах. Преодолев сопротивление земной коры, на поверхность под давлением выбрасывается раскаленная магма, которая, остывая в атмосфере, превращается в реки лавы, несущие вулканические камни и газ, а с ними сведения для ученых о процессах, происходящих глубоко внутри Земли.

По линиям глубинных разломов земной коры расположены активные действующие вулканы. Тихоокеанское огненное кольцо, в которое входят вулканы Камчатки, Японии, Филиппинских островов, Индонезии, Мексики, Алеутских островов, Южной Америки и Огненной Земли дает ученым ответы на вопросы, а наблюдателям — незабываемое зрелище.

Но «дыхание» планеты и ее активную жизнь можно увидеть и на менее разрушительных примерах.

Среди древних городских развалин небольшого городка Поццуоли, расположенного на берегах Неаполитанского залива, в центре города есть остатки древнего храма и прилегающей к нему рыночной площади, построенных более двух тысяч лет назад, еще во времена Римской Империи. Даже невооруженным глазом заметно, что мраморные колонны изъедены морскими камнеточцами почти на 6 метров в высоту.

Из исторических хроник известно, что к XIII веку городская площадь опустилась ниже уровня моря. Однако произошло это не одномоментно, в результате землетрясения или другого катаклизма, а медленно, год за годом. В течение трех веков остатки зданий были затоплены,затем суша неспеша начала подниматься. К 1800 году руины вновь оказались выше уровня моря, и любознательные туристы могут своими глазами наблюдать уникальное явление брадисеймса, когда слой магмы настолько близко подходит к земной коре, что в результате подземных движений поверхность Земли поднимается и опускается.

География. Страноведение. 7 класс. Учебник

Учебник предназначен для учащихся 7 классов и входит в линию учебников под редакцией О. А. Климановой и А. И. Алексеева. В учеьнике увеличена доля страноведческой информации, причём все страны и территории рассматриваются с учётом взаимосвязей природы и хозяйства, материальной и духовной культуры населения. Первостепенное внимание уделено странам Евразии — «родного материка» россиян; в числе стран Евразии рассматривается и Россия.

Купить

Методические советы

С помощью наводящих вопросов и наглядного материала в виде таблиц и схем ребята узнают о движении литосферных плит, указывая на карте их границы.

1. 
   Ребята схематически зарисовывают строение материковой и океанической коры.

2. 
   Затем рассматривают образцы минералов различного происхождения, определяют отличия между представителями разных литосферных слоев.

3. 
   Заключительный этап — тестирование по теме.

Темы докладов

• От Пангеи до 6 континентов.Движение литосферных плит
• Сокровища недр Земли
• Три жизни углерода: от графита до алмаза
• Чем богаты, тем и рады. Полезные ископаемые родного края

ТЕСТ

1. Как называется твердая оболочка Земли?
   • литосфера +
   • наносфера
   • атмосфера

2. Пангея — это…
   • имя древнегреческой богини плодородия
   • название единого континента, когда-то существовавшего на планете Земля +
   • название планеты в Крабовидной Туманности

3. Что называют Тихоокеанским огненным кольцом?
   • пожары на нефтяных танкерах в Тихом океане
   • активные действующие вулканы,расположенные по линиям глубинных разломов земной коры +
   • рой светящегося планктона, видимый в Тихом океане ночью

4. Какое еще явление свидетельствует о «дыхании» планеты?
   • космонавтика
   • тектоника
   • брадисеймс +

5. Поверхность Мохоровичича расположена…
   • между земной корой и верхним слоем магмы +
   • между базальтовым и осадочными слоями земной коры
   • между нижним слоем магмы и земным ядром

#ADVERTISING_INSERT#

Чтение: Характеристики корки

Чем буханка хлеба похожа на Землю?

Буханка домашнего хлеба могла почти напоминать Землю. Поднятые части земной коры — это континенты, а пониженные — океаны. Внутренняя часть более липкая, чем хрупкая внешняя, но все же прочная. Чем буханка хлеба не похожа на Землю?

Внешняя поверхность Земли — это ее кора, холодная, тонкая, хрупкая внешняя оболочка, сделанная из камня. Кора очень тонкая относительно радиуса планеты.Существует два очень разных типа корки, каждый со своими отличительными физическими и химическими свойствами, которые приведены в Таблице 1.

Океаническая кора

Рисунок 1. Габбро из океанской коры

Океаническая кора состоит из основной магмы, которая извергается на морское дно, создавая потоки базальтовой лавы, или остывает глубже, создавая интрузивные магматические породы габбро (рис. 1).

Отложения, в основном грязь и раковины крошечных морских существ, покрывают морское дно. Осадки наиболее толстые у берега, там, где они смываются с континентов реками и ветровыми течениями.

Океаническая кора относительно тонкая и расположена выше мантии. Поперечное сечение океанической коры на Рисунке 2 показывает слои, которые переходят от верхних отложений к экструзивной базальтовой лаве, покрытым слоями дайкам, которые питают лаву на поверхности, к более глубоким интрузивным габбро и, наконец, к мантии.

Рис. 2. Разрез океанической коры.

Континентальная корка

Рис. 3. Этому граниту из Миссури более 1 миллиарда лет.

Континентальная кора состоит из множества различных типов магматических, метаморфических и осадочных пород.Средний состав — гранит, гораздо менее плотный, чем основные породы океанической коры (рис. 3). Поскольку континентальная кора толстая и имеет относительно низкую плотность, она поднимается выше над мантией, чем океаническая кора, которая опускается в мантию, образуя бассейны. Наполненные водой, эти бассейны образуют океаны планеты.

Сводка

• Океаническая кора тоньше и плотнее континентальной коры.
• Океаническая кора более мафическая, континентальная кора более кислая.
• Кора очень тонкая по сравнению с радиусом Земли.

Интерактивная практика

Посетите Annenberg Learner’s Dynamic Earth и нажмите на кору, чтобы ответить на следующие вопросы:

1. Опишите корочку.
2. Где корочка самая толстая?

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Кора, мантия и ядро ​​- Физическая геология, Первый университет Саскачевана, издание

Земля состоит из трех основных слоев: кора , мантия и ядро ​​ (рис.4). Ядро составляет почти половину радиуса Земли, но составляет всего 16,1% от объема Земли. Большую часть объема Земли (82,5%) составляет ее мантия, и лишь небольшая часть (1,4%) — ее кора.

Рис. 3.4. Недра Земли. Правая кора, мантия, внешнее и внутреннее ядро ​​в масштабе. Слева — разрез с изображением континентальной и океанской коры, а также слоев верхней мантии. Литосфера — это кора плюс самый верхний слой мантии. Источник: Карла Панчук (2018) CC BY 4.0. Фотография Земли, сделанная НАСА (н.г.) ​​Public Domain просмотреть исходный код

Самый внешний слой Земли, ее кора , каменистая и жесткая. Есть два вида коры: континентальная кора и океаническая кора . Континентальная кора более толстая и имеет преимущественно кислый состав , что означает, что она содержит минералы, более богатые кремнеземом. Состав важен, потому что он делает континентальную кору менее плотной, чем кора океана.

Кора океана более тонкая, по составу преимущественно мафическая .Основные породы содержат минералы с меньшим содержанием кремнезема, но с большим количеством железа и магния. Основные породы (и, следовательно, океаническая кора) более плотные, чем кислые породы континентальной коры.

Кора плавает на мантии. Континентальная кора плавает в мантии выше, чем кора океана, из-за более низкой плотности континентальной коры. Важным следствием разницы в плотности является то, что если тектонические плиты столкнутся с океанской корой и континентальной корой, плита с океанской корой будет вытеснена в мантию под плитой с континентальной корой.

Мантия почти полностью состоит из твердой породы, но она находится в постоянном движении и очень медленно течет. По составу он имеет ультраосновных , что означает, что в нем даже больше железа и магния, чем в основных породах, и даже меньше кремнезема. Хотя мантия имеет схожий химический состав, в ней есть слои с разным минеральным составом и разными физическими свойствами. Он может иметь различный минеральный состав и при этом оставаться одинаковым по химическому составу, потому что возрастающее давление глубже в мантии вызывает реконфигурацию минеральных структур.

Породы выше в мантии обычно состоят из перидотита , породы, в которой преобладают минералы оливин и пироксен. Скала Плато на Рисунке 3.2 — это разновидность перидотита. Ниже в мантии экстремальные давления преобразуют минералы и создают горные породы, такие как эклогит (рис. 3.5), которые содержат гранаты.

Рис. 3.5 Эклогит из Швейцарско-итальянских Альп. Красновато-коричневые пятна — это гранаты. Источник: Джеймс Сент-Джон (2014) CC BY 2.0 исходный код

Литосфера

Литосфера не может быть четко классифицирована как кора или мантия, потому что она состоит из того и другого.Он формируется из коры, а также из самого верхнего слоя мантии, который прилипает к нижней стороне коры. Тектонические плиты — это фрагменты литосферы.

Астеносфера

Под литосферой находится астеносфера . Крошечные количества расплавленной породы, рассредоточенные по твердой астеносфере, делают астеносферу слабой по сравнению с литосферой. Слабость астеносферы важна для тектоники плит, потому что она деформируется, когда фрагменты литосферы движутся вокруг нее и сквозь нее.Без слабой астеносферы плиты были бы заблокированы на месте и не могли бы двигаться, как сейчас.

D »

Слой D ” (двойной штрих) — загадочный слой, начинающийся примерно на 200 км выше границы между ядром и мантией. (Эта граница называется границей ядро-мантия ). Мы знаем, что она существует, потому что сейсмические волны меняют скорость при движении через нее, но неясно, почему она отличается от остальной части мантии. Одна идея состоит в том, что минералы претерпевают еще один переход в этой области из-за условий давления и температуры, аналогичный переходу между верхней и нижней мантией.Другие идеи заключаются в том, что присутствуют небольшие бассейны расплава или что различия в сейсмических свойствах обусловлены субдуцированными плитами литосферы, лежащими на границе ядро-мантия.

Ядро в основном состоит из железа с меньшим содержанием никеля. Также могут присутствовать более легкие элементы, такие как сера, кислород или кремний. Сердечник очень горячий (от ~ 3500 ° до более 6000 ° C). Но несмотря на то, что граница между внутренним и внешним ядром примерно такая же горячая, как поверхность Солнца, только внешнее ядро ​​является жидким.Внутреннее ядро ​​твердое, потому что давление на этой глубине настолько велико, что оно не дает ядру расплавиться.

Земная кора

слоев Земли — SEG Wiki

Вид в разрезе слоев Земли.

Ученые определяют и описывают недра Земли с помощью глубокого бурения и сейсмической томографии. Эти методы позволили исследователям узнать о внутренней химической и физической структуре Земли.

Слои по химическому составу

Во время раннего формирования Земли планета претерпела период дифференциации, который позволил самым тяжелым элементам опускаться к центру, а более легким — подниматься на поверхность. Внутренний слой Земли можно определить по полученному химическому составу. Три основных слоя Земли включают кору (1 процент от объема Земли), мантию (84 процента) и ядро ​​(внутренний и внешний вместе 15 процентов). ^[1]

Корка

Твердая кора — самый внешний и самый тонкий слой нашей планеты.Кора имеет толщину в среднем 25 миль (40 километров) и разделена на пятнадцать основных тектонических плит, которые жесткие в центре и имеют геологическую активность на границах, такую ​​как землетрясения и вулканизм.

Наиболее распространенные элементы в земной коре включают (указаны здесь в массовых процентах) кислород, кремний, алюминий, железо и кальций. Эти элементы вместе образуют самые распространенные минералы в земной коре, члены семейства силикатов — плагиоклаз и щелочные полевые шпаты, кварц, пироксены, амфиболы, слюды и глинистые минералы.

Все три типа горных пород (магматические, осадочные и метаморфические) можно найти в земной коре. Материал земной коры классифицируется как океаническая кора или континентальная кора. Океаническая кора лежит в основе наших океанических бассейнов, она тонкая, примерно 7 километров в толщину, и состоит из плотных горных пород, в первую очередь из вулканического базальта. Континентальная кора более толстая, от 6 до 47 миль (от 10 до 75 километров), и в ней много менее плотных магматических гранитов. Самые старые породы на нашей планете являются частью континентальной коры и имеют возраст примерно 4 миллиарда лет.Кора океана постоянно перерабатывается в системе тектоники плит нашей планеты, и возникла она только примерно 200 миллионов лет назад.

Интегрированная программа морского бурения (IODP) пробурила глубину коры океана (4 644 фута ниже морского дна), но еще не пробила следующий слой, мантию. ^[2] Граница между корой и подстилающей мантией называется разрывом Мохоровича, часто называемым Мохо.

Мантия

Материал мантии горячий (от 932 до 1652 градусов по Фаренгейту, от 500 до 900 градусов по Цельсию), плотный и движется как полутвердый камень.Мантия имеет толщину 1 802 мили (2 900 км) и состоит из силикатных минералов, похожих на те, что обнаружены в коре, за исключением того, что они содержат больше магния и железа и меньше кремния и алюминия.

Основание мантии на границе с внешним ядром называется разрывом Гутенберга. Именно на этой глубине (1 802 мили, 2 900 км) вторичные волны землетрясений или S-волны исчезают, поскольку S-волны не могут проходить через жидкость.

Ученые используют сейсмическую томографию для построения трехмерных изображений мантии, но все еще существуют ограничения в технологии полного картирования недр Земли. ^[3]

Наружное ядро ​​

Внешнее ядро ​​состоит в основном из железа и никеля, причем эти металлы находятся в жидкой форме. Внешнее ядро ​​имеет температуру от 7 200 до 9 000 градусов по Фаренгейту (от 4 000 до 5 000 градусов по Цельсию) и, по оценкам, имеет толщину 1430 миль (2300 км). Это движение жидкости во внешнем ядре, которое генерирует магнитное поле Земли.

Внутреннее ядро ​​

Внутреннее ядро ​​- самая горячая часть нашей планеты с температурой от 9000 до 13000 градусов по Фаренгейту (от 5000 до 7000 градусов по Цельсию).Этот твердый слой меньше нашей Луны и имеет толщину 750 миль (1200 км) и состоит в основном из железа. Железо находится под таким сильным давлением со стороны вышележащей планеты, что не может плавиться и остается в твердом состоянии.

Считается, что твердое внутреннее ядро ​​образовалось относительно недавно, около полмиллиарда лет назад. ^[4] В феврале 2015 года ученые сообщили в журнале Nature Geoscience о своем открытии, что внутреннее ядро ​​на самом деле может быть двумя отдельными ядрами со сложными структурными свойствами, где кристаллы железа во внешнем слое внутреннего ядра ориентированы с севера на юг. , а кристаллы железа во внутреннем ядре ориентированы с востока на запад. ^[5] Это новое открытие может помочь ученым больше узнать об истории и формировании планеты Земля.

Слои на основе физических свойств

Земля разделена на слои на основе механических свойств в дополнение к слоям состава, описанным выше.

Литосфера

Литосфера — это самый внешний слой Земли толщиной ~ 100 км, определяемый ее механическими свойствами. Этот жесткий слой включает хрупкую верхнюю часть мантии и кору.Литосфера разделена на 15 основных тектонических плит, и именно на границе этих плит происходят основные тектонические явления, такие как землетрясения и вулканы. Литосфера содержит океаническую и континентальную кору, возраст и мощность которой различаются в зависимости от местоположения и геологического времени. Литосфера — это самый холодный слой Земли с точки зрения температуры, а тепло из нижних слоев порождает движения плит. Термин «литосфера» не следует путать с использованием термина «геосфера», который используется для обозначения всех систем Земли, включая атмосферу, гидросферу и биосферу.

Астеносфера

Астеносфера включает верхнюю часть мантии, которая является очень вязкой и механически слабой. Граница литосферы и астеносферы (LAB) — это место, где геофизики отмечают разницу в пластичности (а измеряет способность твердого материала деформироваться или растягиваться под напряжением) между двумя слоями. Эта граница в верхней мантии отмечается на изотерме 1300 ^o C. Выше изотермы отмечается, где мантия ведет себя жестко, а ниже — пластично.Считается, что именно пластичные породы в верхней части астеносферы находятся в зоне движения огромных твердых и хрупких литосферных плит земной коры. Сейсмические волны относительно медленно проходят через астеносферу.

Мезосфера

Мезосфера относится к мантии в области под литосферой и астеносферой, но выше внешнего ядра. Верхняя граница определяется как резкое увеличение скорости и плотности сейсмических волн на глубине 660 километров (410 миль).Этот слой не следует путать с атмосферной мезосферой.

См. Также

Список литературы

1. ↑ Робертсон, Юджин К. (14 января 2011 г.). Внутреннее пространство Земли. [1] Геологическая служба США. По состоянию на 11 марта 2015 г.
2. ↑ Бритт, Роберт Рой. (7 апреля 2005 г.). Отверстие, пробуренное до дна земной коры, прорыв к мантийным ткацким станкам. [2] По состоянию на 11 марта 2015 г.
3. ↑ Foulger, G.R., и 11 дополнительных авторов. (25 августа 2015 г.). Что лежит в глубине мантии внизу? [3] По состоянию на 26 августа 2015 г.
4. ↑ Дэвис, Кристофер; Поццо, Моника; и Алфе, Дарио. (2015). Ограничения, обусловленные свойствами материала, на динамику и эволюцию ядра Земли. [4]. По состоянию на 30 августа 2015 г.
5. ↑ Ван, Дао; Сун, Сяодун; и Ся, Хан Х. (9 февраля 2015 г.). Экваториальная анизотропия во внутренней части внутреннего ядра Земли из-за автокорреляции кода землетрясения. [5]. По состоянию на 11 марта 2015 г.

Внешние ссылки

• Для учителей K-12, на сайте National Geographic Education: кора, мантия, ядро, литосфера,
• Эггер, А.2003. Visionlearning Vol. EAS (1), [6]

18.2 Геология океанической коры — физическая геология

Как мы обсуждали в главе 10, океаническая кора формируется на гребнях спрединга морского дна из магмы, образовавшейся в результате декомпрессионного плавления горячих движущихся вверх мантийных пород (рис. 10.18). Около 10% мантийных пород плавится в этих условиях, образуя мафическую магму. Эта магма просачивается на морское дно, образуя подушечные базальты (рис. 18.1), брекчии (фрагментированные базальтовые породы) и потоки, иногда с прослоями известняка или кремня.Под вулканическими породами расположены слои с дайками, покрытыми габброидами (которые иногда доходят до слоя подушки), штоками габброидов и, наконец, слоистыми перидотитами (ультраосновными породами) в основании. Под ним лежит ультраосновная порода мантии. Со временем магматическая порода океанической коры покрывается слоями отложений, которые в конечном итоге становятся осадочными породами, включая известняк, аргиллиты, кремни и турбидиты. Литология слоев океанической коры показана на рисунке 18.6.

Рис. 18.6 Схематическое изображение литологических слоев типичной океанической коры [SE]

Возраст океанической коры был определен путем систематического картирования вариаций силы магнитного поля Земли на морском дне и сравнения результатов с нашим пониманием хронологии обращения магнитного поля Земли за последние несколько сотен миллионов лет. Возраст различных частей земной коры показан на Рисунке 18.7. Самая старая океаническая кора имеет возраст около 280 млн лет в восточной части Средиземного моря, а самые старые части открытого океана — около 180 млн лет по обе стороны от Северной Атлантики.Это может быть удивительно, учитывая, что возраст некоторых частей континентальной коры составляет около 4000 млн лет, а возраст самого старого морского дна составляет менее 300 млн лет. Конечно, причина этого в том, что все морское дно более древнее, чем это, было либо субдуцировано, либо сдвинуто вверх, чтобы стать частью континентальной коры. Например, в Британской Колумбии есть фрагменты морского дна, датируемые примерно 380 и 220 млн лет назад, а на Канадском щите есть похожие скалы, возраст которых превышает 3 млрд лет.

Как и следовало ожидать, океаническая кора очень молодая около спрединговых хребтов (рис.18.7), и есть очевидные различия в скорости распространения морского дна по разным хребтам. Хребты в Тихом и юго-восточном Индийском океанах имеют широкие возрастные полосы, что указывает на быстрое распространение (приближение к 10 см / год с каждой стороны в некоторых областях), в то время как хребты в Атлантическом и западном Индийском океанах распространяются гораздо медленнее (менее 2 см. с / у по бокам в некоторых участках).

Рисунок 18.7 Возраст океанической коры [ЮВ после NOAA на http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/ocean_age/data/2008/image/age_oceanic_lith.jpg]

Упражнение 18.2 Возраст субдукционной коры

На этой карте показаны магнитные узоры на пластине Хуана де Фука. Цветные полосы представляют периоды нормального магнетизма, а белые полосы — обратный магнетизм. Также показана шкала времени перемагничивания.

1. Сколько лет самой старой части плиты Хуан-де-Фука, которая погружается вдоль границы субдукции Каскадия?

2. Сколько лет самой молодой части плиты Хуан-де-Фука, которая подвергается субдукции?

Магнитные узоры и хронология, показанные здесь, имеют цветовую кодировку, чтобы их было легко интерпретировать, но на большинстве таких карт магнитные узоры показаны только в виде черно-белых полос, что значительно затрудняет интерпретацию возраста морского дна. .Паттерны магнитного разворота, не имеющие контекста (например, возраст 0 вдоль спредингового гребня в данном случае), очень трудно интерпретировать. [Чертеж SE]

Как видно из рисунков 18.2 и 18.3, морское дно усеяно цепями подводных гор, изолированных подводных гор и океанских островов. Почти все эти объекты представляют собой вулканы, и большинство из них намного моложе океанической коры, на которой они образовались. Некоторые подводные горы и океанические острова образуются над мантийными шлейфами, лучший пример — Гавайи.Самая старая из подводных гор Гавайев / Императора датируется примерно 80 млн лет назад; он расположен на океанической коре возрастом от 90 до 100 млн лет. Самой молодой из гавайских лав — вулкана Килауэа на острове Гавайи — всего несколько часов (или меньше!), А остров окружен океанической корой, возраст которой составляет около 85 млн лет. На всех вулканических островах, образованных мантийным плюмом, преобладают основные породы.

Многие подводные горы связаны с субдукцией вдоль сходящихся границ океан-океан. К ним относятся Алеутские острова, простирающиеся от Аляски до России, и Малые Антильские острова в восточной части Карибского моря.

Некоторые линейные пояса вулканов в Тихом океане не показывают взаимосвязи между возрастом и расстоянием, как вулканы цепи Гавайи-Император или Галапагосские острова. Например, острова Лайн, которые простираются более чем на 1000 км к югу от гавайской цепи, были сформированы между 70 и 85 млн лет назад и интерпретируются как связанные с рифтингом.

С большинством тропических островов связаны карбонатные рифы, в некоторых случаях в виде полос вокруг острова, а в некоторых случаях в качестве барьеров на некотором расстоянии.Во многих случаях риф есть, но остров, который, как предполагается, привел к его образованию, исчез. Формирование окаймляющих рифов , барьерных рифов и атоллов показано на Рисунке 18.8.

Рис. 18.8 Формирование окаймляющего рифа, барьерного рифа и атолла вокруг погружающегося тропического вулканического острова. [SE]

Ключевым фактором в этом процессе является изменение уровня моря либо из-за постледникового повышения уровня моря, либо из-за опускания вулкана — когда он удаляется от спредингового хребта — либо и того, и другого.Если скорость изменения уровня моря достаточно медленная (например, менее 1 см / год), риф может не отставать и сохранять свое положение на уровне моря еще долгое время после того, как его родительский вулканический остров исчез под волнами.

Кора и морское дно океана

Состав и слои океанической коры

Кора — это самый внешний слой Земли над мантией. Как обсуждалось ранее, земную кору можно разделить на два типа: континентальную и океаническую. Континентальная кора имеет толщину от 25 до 70 км и составляет в общей сложности примерно 70 процентов от общего объема земной коры, хотя покрывает лишь около 40 процентов площади поверхности планеты.Океаническая кора намного тоньше, ее толщина составляет от 5 до 10 км.

Континентальная кора имеет среднюю плотность 2,7 г / см. ³ и состоит в основном из кислых пород. Фельзическая порода богата легкими элементами, такими как кремний, алюминий, кислород, натрий и калий. Присутствие этих более легких элементов является причиной того, что континентальная кора немного менее плотная, чем океаническая кора, средняя плотность которой составляет 2,9 г / см ³ .

Океаническая кора в основном состоит из более плотных пород, образующих отдельные слои. По состоянию на 2014 год геологам не удавалось успешно пробурить океаническую кору до мантии. Наибольшая глубина, которую удалось пробурить ученым, составляет примерно два километра. Многое из того, что сегодня ученые знают об океанической коре, было обнаружено путем наблюдений и выводов. Офиолиты , например, представляют собой части океанической коры, которые поднялись и обнажились над уровнем моря, часто над континентальной корой (рис.7.55). Наблюдая офиолиты и данные существующих буровых установок и сейсмическую информацию, ученые могут сделать выводы о характеристиках океанической коры, в частности о слоистости.

Жизненный цикл океанической коры

Все горные породы в земной коре постоянно перерабатываются в круговороте горных пород. Горный цикл — это переход горных пород между тремя различными типами горных пород в течение миллионов лет геологического времени (рис. 7.56). Магматическая порода образуется в результате охлаждения и кристаллизации расплавленной магмы на вулканах и срединно-океанических хребтах, где образуется новая кора.Примеры магматических пород — базальт, гранит и андезит (рис. 7.57 A). Со временем магматические породы могут подвергаться выветриванию и эрозии в результате воздействия воды и атмосферы с образованием отложений. Отложение и упрочнение этих отложений образует осадочных пород (рис. 7.57 B). И магматические, и осадочные породы могут физически и химически преобразоваться в породы третьего типа. Метаморфические породы образуются, когда изверженные или осадочные породы подвергаются воздействию высоких температур и давления.Примеры метаморфических пород включают мрамор, сланец, сланец и гнейс (рис. 7.57 C). Метаморфические породы также могут трансформироваться в осадочные породы в результате выветривания, эрозии и отложения отложений (рис. 7.56).

Все три типа горных пород в земной коре — магматические, осадочные и метаморфические — также могут быть возвращены в исходную форму расплавленной магмы. Этот процесс происходит, когда океаническая кора выталкивается обратно в мантию в зонах субдукции.По мере того, как старая океаническая кора погружается и плавится в магму, новая океаническая кора в виде вулканической породы образуется в срединно-океанических хребтах и ​​горячих точках вулканов. Эта переработка составляет переработку 60 процентов поверхности Земли каждые 200 миллионов лет, в результате чего самая старая из зарегистрированных океанических пород коры примерно того же возраста. Из-за этого повторного использования возраст океанической коры варьируется в зависимости от местоположения. Области образования новой коры в срединно-океанических хребтах намного моложе, чем зоны, расположенные дальше (рис.7.58). Напротив, континентальная кора редко перерабатывается и, как правило, намного старше. Все самые старые зарегистрированные породы на Земле расположены на континентальной коре в северной Канаде и западной Австралии, и возраст их составляет примерно от 3,8 до 4,4 миллиарда лет.

Деятельность

Смоделируйте цикл горных пород, используя цветные карандаши, чтобы понять процессы, которые происходят при образовании осадочных, метаморфических и вулканических пород.

Глубоководные отложения

Осадки — это материалы природного происхождения, которые были разбиты на более мелкие части.Одной из особенностей океанической коры, которую ученые смогли детально изучить, являются глубоководные отложения, часто путем исследования кернов глубоководных отложений (рис. 7.59).

Двумя наиболее распространенными типами отложений на дне океана являются литогенные отложения, образованные из горных пород, и биогенные отложения, полученные от живых организмов.

Литогенные осадки представляют собой небольшие породы и минералы, которые являются результатом эрозии и выветривания континентальной коры.Литогенные отложения могут переноситься в океан стоком, реками и ветром. Большие шлейфы литогенных отложений часто можно наблюдать у береговых линий после сильных дождей (рис. 7.60).

Литогенные отложения остаются во взвешенном состоянии и вызывают высокую мутность воды, поскольку находятся в постоянном движении из-за течений или прибрежного прибоя. Когда они достигают береговой линии и относительно более спокойной воды, они начинают оседать. Более крупные частицы, такие как камни и песок, оседают очень близко к берегу, а более мелкие частицы оседают дальше.Поскольку мелкие частицы опускаются медленно, океанские течения могут переносить литогенные осадки на большие расстояния. Мелкие частицы (<4 микрометров), известные как абиссальная глина , составляют большую часть отложений на дне океана. До появления теории тектоники плит ранние ученые предполагали, что, поскольку континентальная эрозия имеет место постоянно, литогенные отложения должны постоянно заполнять океанические бассейны, в результате чего образуется очень толстый слой отложений. Однако первые керны отложений выявили гораздо более тонкий слой отложений, чем ожидалось.Это стало дополнительным свидетельством того, что континентальная кора непрерывно перерабатывалась вместе со слоем наносов.

Биогенные осадки , также иногда называемые «илами», состоят в основном из остатков живых организмов — фитопланктона и зоопланктона. Когда растения и животные умирают, их останки медленно опускаются на морское дно. Бактерии потребляют большую часть органического вещества — углеродные части организмов, которые помогают возвращать углерод обратно в биологическую систему.Оставшиеся частицы состоят из более твердых структур, таких как раковины и скелеты. Они делятся на две категории: известняковые , если скелет был сделан из карбоната кальция, и кремнистые , если скелет был сделан из силикатов. По мере того, как мелкие частицы опускаются, они склонны собираться в комки, видимые невооруженным глазом. Глубоководные исследователи впервые заметили это явление на пилотируемых подводных аппаратах и ​​придумали термин морской снег для описания частиц, постоянно падающих вниз (рис.7,61).

Для получения более подробной информации об отложениях см. Пляжи и песок, а также Модуль 2, Раздел 7: Химия морского дна, Тема 7.1 Типы отложений.

Известковые и кремнистые соединения обладают уникальными свойствами в океанской воде. Оба вещества растворяются по мере опускания, но с разной скоростью в зависимости от температуры. Только примерно один процент биогенных остатков превращается в отложения. Карбонат кальция быстро растворяется в холодной воде, богатой углекислым газом, под высоким давлением, но в теплой воде он относительно часто встречается в твердом виде.Глубина, на которой кальций полностью растворяется, известна как глубина компенсации кальция ( CCD ). Следовательно, известковые отложения не часто встречаются в глубоководных отложениях ниже ПЗС. Глубина ПЗС-матрицы варьируется. В бассейне Тихого океана его глубина составляет примерно 4,2–4,5 км. Некоторые элементы морского дна, такие как срединно-океанические хребты, вулканы и подводные горы, могут возвышаться над CCD; это области, где могут откладываться известковые отложения. Кремнистые соединения отличаются от известковых, потому что они растворяются в теплой воде быстрее, чем в холодной, поэтому они могут быть обычными как в глубоководных отложениях, так и в более мелководных районах, где наблюдается сильный подъем холодной воды.

Деятельность

Смоделируйте отбор кернов отложений в океане, чтобы получить представление о слоистости отложений и отборе проб отложений.

Вулканы на морском дне и гидротермальные источники

Срединно-океанические хребты и зоны спрединга являются домом для гидротермальных источников. Гидротермальные источники в океане аналогичны гейзерам и горячим источникам на континентах, где грунтовые воды просачиваются на глубину до 2 км под поверхностью в очень горячие районы.Образующиеся кипяток и пар устремляются на поверхность. В гидротермальных жерлах прохладная морская вода просачивается вниз в трещинах и трещинах, образованных расширяющимся морским дном. По мере того, как вода движется вниз, она нагревается от геотермальных источников, достигая температуры до 400 ° C. Во время этого процесса в воде растворяются такие минералы, как медь, цинк, железо и сера. Хотя вода очень горячая, она не кипит из-за высокого гидростатического давления. Когда перегретая вода поднимается через вентиляционные отверстия, поскольку она является плавучей, она встречает относительно холодную и богатую кислородом океанскую воду, и многие из растворенных минералов осаждаются в виде частиц.Если большинство осадков представляют собой сульфиды и имеют черный цвет, вентиляционные отверстия известны как black smokers из-за их темного вздымающегося вида (рис. 7.63 A). Белые курильщики выделяют минералы более светлых оттенков (рис. 7.63 B). В некоторых случаях эти частицы объединяются, образуя дымовые трубы вокруг вентиляционных отверстий (рис. 7.64). В 2000 году ученые обнаружили поле дымовых труб в бассейне Атлантического океана, которое достигло 55 метров в высоту. Гидротермальные источники находятся в обширных регионах на морском дне.

Одним из самых удивительных открытий для ученых, впервые взглянувших на фотографии гидротермальных жерл, было окружающее их высокопродуктивное бентическое сообщество. Многие виды организмов приспособились жить в этих экстремальных средах обитания. К ним относятся крабы, моллюски и черви (рис. 7.65). Основу пищевой сети в этих сообществах составляют микроорганизмы или микробы, которые используют соединения, особенно сероводород и метан, из вентиляционных отверстий и превращают их в полезную энергию и пищу.Практически в любой другой экосистеме на Земле основным источником энергии является солнце. Некоторые черви через вентиляционную трубку адаптировались и полностью зависят от симбиотических микробов, которые превращают сероводород и метан в пищу (рис. 7.65). Червь обеспечивает подходящую среду и постоянное снабжение микроорганизмов питательными веществами, а микробы снабжают червя пищей.

Ученые обнаружили первые гидротермальные источники в 1976 году на Галапагосском рифте глубиной 2,5 км в бассейне восточной части Тихого океана.Эти отверстия были обнаружены, когда ученые наблюдали необычные горячие точки во время глубоководных исследований. Последующие погружения с использованием подводных аппаратов позволили ученым воочию увидеть гидротермальные источники.

Для получения дополнительной информации о глубоководных экосистемах см. Модуль 4, Блок 4: Водные экосистемы, Тема 4.4 Морские экосистемы на шельфе.

Терри Мэтьюз

Тектоника плит

Земля состоит из нескольких литосферных плит, которые плавают над астеносферой и находятся в постоянном движении.Тектоника плит — это, по сути, изучение движения литосферных плит и последствий этого движения.

Внутренняя часть Земли состоит из разных материалов. Геологи знают состав Земли благодаря изучению сейсмических волн. Состав и плотность материалов на Земле заставляют энергетические волны либо замедляться, либо ускоряться. Измеряя скорость сейсмических волн, ученые могут определить приблизительное местоположение и состав материала на Земле.

Уточнена традиционная модель Земли:

1. Литосфера: включает кору и верхнюю мантию. Состоит из твердого тела.
2. Астеносфера: нижняя мантия, состоящая из «пластичного тела», похожего на пластилин.
3. Наружная сердцевина: жидкость
4. Внутреннее ядро: твердое

Термин «литосфера» по-гречески означает «слой горной породы». Литосфера, состоящая из коры и самой верхней части мантии, состоит из холодных, твердых и хрупких материалов.Большинство землетрясений происходит в литосфере.

Поскольку он находится близко к поверхности, как температура, так и давление относительно низкие по сравнению с другими слоями.

В литосфере обнаружены два различных типа материала земной коры:

Мантия и астеносфера

Мантия находится ниже литосферы. Мантия составляет 80% материала Земли и состоит из верхней и нижней мантии. Верхняя мантия колеблется от глубины примерно 100 километров под поверхностью Земли до глубины примерно 670 километров.

Часть верхней мантии на глубине от 100 до 350 километров от поверхности известна как Астеносфера.Астеносфера состоит из полупластичных горных пород. Поскольку литосфера имеет более низкую плотность, она плавает на поверхности Астеносферы подобно тому, как айсберг или кусок дерева плавают по воде.

Нижняя мантия под Астеносферой более жесткая и менее пластичная.

Наружное и внутреннее ядро ​​

Под мантией находится внешнее ядро. Внешнее ядро ​​состоит из жидкости. Внутри жидкого внешнего ядра находится твердое внутреннее ядро.