Океаническая кора — тип земной коры, распространённый в океанах. От континентов кора океанов отличается меньшей мощностью и базальтовым составом. Она образуется

ⓘ Океаническая кора

Океаническая кора — тип земной коры, распространённый в океанах. От континентов кора океанов отличается меньшей мощностью и базальтовым составом. Она образуется в срединно-океанических хребтах и поглощается в зонах субдукции. Древние фрагменты океанической коры, сохранившиеся в складчатых сооружениях на континентах, называются офиолитами. В срединно-океанических хребтах происходит интенсивное гидротермальное изменение океанической коры, в результате которого из неё выносятся легкорастворимые элементы.

Ежегодно в срединно-океанических хребтах формируется 3.4 км² океанической коры объёмом 24 км³ и массой 7×10 тонн магматических пород. Средняя плотность океанической коры около 3.3 г/см³. Масса океанической коры оценивается в 5.9×10 18 тонн 0.1 % от общей массы Земли, или 21 % от общей массы коры. Таким образом, среднее время обновления океанической коры составляет менее 100 миллионов лет; самая древняя океаническая кора, находящаяся в ложе океана, сохранилась в котловине Пигафетта в Тихом океане и имеет юрский возраст 156 миллионов лет.

Океаническая кора состоит преимущественно из базальтов и, поглощаясь в зонах субдукции, превращается в высокометаморфизованные породы — эклогиты. Эклогиты имеют плотность больше, чем самые распространенные мантийные породы — перидотиты, и погружаются в глубину. Они задерживаются на границе между верхней и нижней мантией, на глубине порядка 660 километров, а затем проникают и в нижнюю мантию. Согласно некоторым оценкам, эклогиты, прежде слагавшие океаническую кору, ныне составляют около 7 % массы мантии.

Относительно небольшие фрагменты древней океанической коры могут исключаться из спрединго-субдукционного круговорота в закрытых бассейнах, замкнутых в результате коллизии континентов. Примером такого участка может быть северная часть впадины Каспийского моря, фундамент которой, по мнению некоторых исследователей, сложен океанической корой девонского возраста.

Океаническая кора может заползать поверх континентальной коры, в результате обдукции. Так формируются самые крупные офиолитовые комплексы типа офиолитового комплекса Семаил.

§ 4. Строение земной коры | Учебник «ГЕОГРАФИЯ МАТЕРИКОВ И ОКЕАНОВ» для 7 класса

Геохронологическая таблица разработана в течение длительной работы ученых по определению геологического возраста горных пород и времени развития растительного и животного мира.

Литосфера и литосферные плиты. Земная кора- верхняя часть литосферы. Если сравнить ее с другими слоями нашей планеты, то она намного тоньше. В среднем толщина земной коры составляет всего 0,6% от земного радиуса. Внешний облик нашей планеты определяют выступы материков и впадины океанов. Чтобы определить причины образования выступов материков и впадин океанов необходимо знать различия в строении земной коры (рис.  11). Многие ученые придерживаются гипотезы о первичном образовании земной коры океанического типа.

Рнс. 11. Различия в строении земной коры.

А. Вегенер

Под влиянием процессов, происходящих внутри Земли, на ее поверхности образовались складки, т.е. горные участки. Толщина коры увеличилась, образовались выступы материков. В последние годы создана теория строения земной коры, основанная на представлении о литосферных плитах и на гипотезе дрейфа материков, созданной в начале XX в. немецким ученым А. Вегенером.

Теория литосферных плит. Согласно данной теории, земная кора вместе с частью верхней мантии не является единой монолитной плитой планеты. Она разбита сложной сетью глубоких трещин, которые уходят на большую глубину, достигают мантии. Эти гигантские трещины делят литосферу на несколько очень больших блоков (плит). Выделяют 7 крупных плит и десятки плит поменьше (рис. 12). Большинство плит включает как материковую, так и океаническую кору. Плиты расположены на мягком, пластичном слое мантии, по которому и происходит их скольжение. Силы, вызывающие движение плит, возникают из-за перемещения вещества в верхней мантии. Мощные восходящие потоки этого вещества разрывают земную кору, образуя в ней глубинные разломы. Эти разломы есть на суше, но больше всего их в средин но-океанических хребтах на дне океанов, где земная кора тоньше. В этих местах расплавленное вещество поднимается из недр Земли и расталкивает плиты, увеличивая мощность земной коры.

Рис. 12. Литосферные плиты Земли.

Края разломов отодвигаются друг от друга. В результате сопоставления снимков, сделанных с искусственных спутников Земли было установлено, что плиты медленно перемещаются (от линии подводных хребтов к линиям желобов) со скоростью от 1 до б см в год. Соседние плиты сближаются, расходятся или скользят одна относительно другой. Если плиты, одна из которых имеет океаническую кору, а другая материковую, сближаются, то покрытая морем плита изгибается, уходя под континент. При этом возникают глубоководные желоба, островные дуги, горные хребты, например, Перуанский желоб, Японские острова, Анды. Если сближаются две плиты с материковой корой, то их края вместе со всеми накопленными на них осадочными породами сминаются в складки {рис. 13).

Например, на границе Евразийской и Индо-Австралийской плит образовались горы Гималаи.

Рис. 13. Столкновение материковых литосферных плит.

Рис. 14. Пангея.

Согласно теории литосферных плит на Земле когда-то был один материк Пангея, окруженный океаном.

Пангея (вся земля) — гигантский континент, существовавший в конце палеозоя и начале мезозоя, объединявший практически всю сушу Земли (рис. 14).

Со временем из-за движения плит образовались два континента — в Южном полушарии Гондвана, а в Северном — Лавразия (рис. 25).

Рис. 15. Лавразия, Гондвана

Впоследствии, по причине образования разломов на этих континен­тах образовались современные материки и новые океаны — Атлантический и Индий­ский. 15 км, мак­симальную- до 75 км (под горными массивами) (рис. 16).Мате­риковая кора состоит, в основном, из трех слоев:  осадочного, гранитного и базальтового. Осадочный слой состоит из наносов, образованных на поверхности Земли из продуктов разрушения кристаллических горных пород. Образованные наносы обычно залегают слоями. В одном и том же месте могут чередоваться слои разнообразного состава, например:   глины, пески, известняки, песчаники, сланцы и т.д.

 Мощность, осадочного слоя различна, так в некоторых местах толщина может быть минимальной, а в других достигать более 15 км. Изучение осадочного слоя дает возможность определить места опускания и поднятия земной коры. Подвижность земной коры не везде одинакова.

Рис. 16. Строение материков ой и океанической земной коры.

На земном шаре выделяются наиболее подвижные пояса, или области, названные геосинклиналями. Геосинклиналь обычно имеет вид очень длинной полосы, часто протяженностью более тысячи километров. Б развитии геосинклиналей выделяется два этапа. Первый этап наиболее длительный, при которой, геосинклиналь прогибалась и в ней накапливались отложения мощностью до 20 км. На втором этапе слои отложений сминаются в складки, поднимаются, образуются горные хребты. Впоследствии подвижность в геосинклиналях осла­бевает, горы разрушаются и геосинклиналь постепенно превращается в платформу. На платформах отлагались различные слои осадочных горных пород, обычно не смятых в складки. Общая мощность таких отложений редко бывает больше 2-3 км.

Платформы (рис. 17) характеризуются равнинным или платообразным рельефом. Платформы имеют двухъярусное строение: складчатое основание — фундамент и осадочный чехол. На платформах могут выделяться щиты. Щиты — лишенные осадочного чехла выступы складчатого (метаморфизованного) фундамента.

Рис. 17. Платформа.

Платформы разделяются на древние- с фундаментом докембрийского возраста, например:       Восточно-Европейская,

Сибирская и молодые — с фундаментом палеозойского и мезозойского возраста, например: Туранская, Западно-Сибирская.

Осадочный слой в геосинклиналях и на платформах сменяется гранитным. Слой состоит из пород кристаллического сложения, пре­имущественно гранитов и гнейсов. Гранитный слой сменяется базальтовым. Гранитный и базальтовый слои получили свои названия по скорости сейсмических волн, совпадающими со скоростью соответ­ственно в граните и базальте. Океаническая земная кора намного тоньше. Состоит преимущественно из осадочного и базальтового слоя. Гранитного слоя в ней нет.

Знания о строении и истории развития литосферы помогают находить месторождения полезных ископаемых, важны при составлении прогнозов стихийных бедствий, связанных с процессами, происходящими в литосфере. Например, на границах литосферных плит образуются рудные ископаемые, происхождение которых, связано с внедрением магматических пород в земную кору.

Географический словарь

Пангея (вся земля) — гигантский континент, существовавший в конце палеозоя и начале мезозоя, объединявший практически в сю сушу Земли.

Сейсмические пояса-это пограничные области между лит ос ферными плитами. В сейсмических поясах сосредоточено большинство действующих вулканов, происходит большинство всех землетрясений.

Геосинклиналь- крупная, чаще всего вытянутая, зона земной поверхности возникающая на дне морского бассейна, в течение длительного времени испытывавшая погружение, в которой образуется мощная толща осадочных и вулканических пород.

Платформа- структура земной корь; характеризующаяся малой интенсивностью тектонических движений, равнинным или плат о образным рельефом, двухъярусным строением выражающимся в наличии складчатого основания (фундамента) и осадочного чехла.

Щит — лишённые осадочного чехла выступы складчатого и метаморфизованного фундамента.

! Это интересно

3.      Ядро представляет собой слей, богатый железом и никелем, который состоит из двух слоев: внутреннего и внешнего ядра. Во внешнем ядре Земли напряженность магнитного поля в среднем составляет 25 Гаусс, что в 50 раз больше, чем на поверхности Материал ядра, особенно внутреннего, сильно уплотнен и по плотности равняется металлам, поэтому его и называют металлическим. Последние исследования доказали, что внутреннее ядро Земли вращается немного быстрее, чем вся остальная планета.

2.      В результате экваториальных вздутий, поверхностями в местах наиболее удаленных от центра Земли являются пики горы Чимборасо в Эквадоре и Уаскаран в Перу.

Найдите географические объекты, указанные в тексте параграфа на карте.

? Вопросы и задания

1.                    Каков возраст Земли по мнению ученых мира?

2.                    Что такое геохронологическая таблица? Какие сведения можно получить из таблицы?

3.                    Сколько выделяют эр в истории геологического развития? Какая эра была самой продолжительной?

4.                     На каких фактах основывается теория литосферных плит?

5.                    Что такое литосферная плита? Сколько крупных плит выделяют на Земле?

6.                    Всегда ли на Земле существовало и будет существовать шесть материков? Почему происходят изменения?

7.                    Что такое сейсмические пояса? Где они образуются?

8.                    Чем материковая земная кора отличается от океанической?

9.                    Объясните, что такое «платформа», «геосинклиналь», «щит».

Работа в тетради

Дополните предложения:

а)…………………………………………………………………….. Эрой древнейшей жизни называют    

б)Многие ученые придерживаются гипотезы о первичном образовании земной коры … типа.

в)…………………………………… ….. В состав эр входят      

г)……………………………………………………………………………………………………….. Силы, вызывающие движение плит, возникают из-за            

д)………………… Согласно теории литосферных плит на Земле когда-то был один материк     

е)…………………………………………….. На земном шаре выделяются наиболее подвижные пояса, или области, называемые 

ж) Участки платформ, лишенные осадочного чехла, называются……….

ф Попробуйте ответить Составьте вопросы, используя рисунок.

102. Строение океанической коры и ее типы, перходные зоны

В
строении земной коры под глубоководной
частью океана и на материках имеются
существенные различия. Толщина земной
коры на материках составляют около
30-40
км, под горными хребтами она увеличивается
до
80
км. Под глубоковод­ной частью океана
толщина земной коры
5-15
км. В среднем подошва земной коры залегает
под материками на глубине
35
км. а под оке­анами на глубине
7
км, т.е. океаническая земная кора примерно
в 5
раз тоньше материковой.

Помимо различия в
толщине имеются существенные различия
в строении земной коры материкового и
океанического типов.

Материковая
земная кора состоит из трех слоев:
верхнего осадочного, образованного из
продуктов разрушения кристаллических
горных пород и распространяющегося в
среднем до глубины
5
км; среднего гранитного (скорость
сейсмических волн как в граните),
состоящего из кристаллических и
метаморфических пород и имеющих толщину
10-15
км; нижнего базальтового, толщиной около
15
км.

Океаническая
земная кора состоит также из трех слоев:
верх­него осадочного, распространяющегося
до глубины
1
км; среднего с малоизвестным составом,
залегающего на глубинах
1-2,5
км; ниж­него базальтового, имеющего
среднюю толщину около
5
км.

Граница
между материковым и океаническим типами
земной коры проходит в среднем по изобате
2000
м. На этой глубине происходит выклинивание
и исчезновение гранитного слоя. Граница
между мате­риковым и океаническим
типами земной коры не всегда четко
выраже­на. Для отдельных районов
характерен постепенный переход от
зем­ной коры океанического типа к
материковому. Так, например, для
дальневосточных морей к краю материковой
платформы примыкает котловина окраинного
моря, земная кора которой по своему
строению близка к океанической, т.е.
гранитный слой отсутствует, но оса­дочный
слой настолько развит, что общая толщина
земной коры в котловинах дальневосточных
морей составляет
15-20
км (субокеани­ческий тип).

Границей
морей и океанов служат поднятия дна
—
островные дуги. Земная кора в районе
островных дуг близка по строению и
толщине к материковому типу и называется
субматериковой.

Термин
«переходная зона» употребляется
в двояком смысле: во-первых, констатируется
переходное положение некоторой зоны
между материком и океаном (в этом смысле
и материковый склон с подно­жием можно
считать переходной зоной), во-вторых,
подчеркивается ге­нетический и
исторический смысл этого понятия, той
зоны, где происходит переход, превращение
одного состояния земной коры в другое.

Комплексы
морская котловина
—
островная дуга
—
глубоковод­ный желоб образуют области
переходной зоны. Сопоставление этих
областей позволяет разделить их на
несколько типов, составляющих определенный
генетический ряд.

1. Витязевскии тип.
К этому типу принадлежит область,
вклю­чающая желоб Витязь. Для нее
характерны: отсутствие четко выраженной
островной дуги, относительно небольшая
глубина желоба, слабая сейсмичность.

2.
Марианский тип. Марианская переходная
область. Четко выраженная (преимущественно
в виде подводного хребта) островная
дуга, очень большая глубина желоба,
интенсивные сейсмичность и вулканизм,
малая мощность осадочного слоя в желобе
и в морской котловине, которая по существу
ничем не отличается от смежных океанических
котловин.

3.
Курильский тип. По многим чертам
переходная область сходна с предшествующим
типом, но отличается значительно большей
обособленностью морских котловин,
субокеаническим типом земной коры под
их дном, значительно большими размерами
островов. Наблюдаются участки с
субматериковой земной корой, островные
дуги нередко двойные. Напряженность
сейсмических и вулканических процессов
достигает максимума. Глубины желобов
весьма велики. Заметно возрастает
мощность осадочного слоя в желобах и
котловинах.

4.
Японский
тип. Разновозрастные островные дуги
сливаются
в единые крупные массивы островной или
полуостровной суши. Появляются крупные
по размерам участки типичной материковой
земной коры. Интенсивность вулканизма
сильно снижается, но напряженность
сейсмических
процессов еще очень велика. Днища морских
котловин сло­жены субокеанической
корой с мощным осадочным слоем.

К
рассматри­ваемому типу примыкают еще
две разновидности, которые можно назвать
Индонезийской и Восточно-Тихоокеанской.
Их объединяют весьма существенное
участие материковых элементов в строении
переходной области, меньшая (по сравнению
с предыдущим типом) глубина жело­бов,
нередко
—
спад вулканической активности.

5.
Средиземноморский тип. Характеризуется
дальнейшим нараста­нием роли материковой
коры. Субокеанические котловины остаются
в виде «окон», со всех сторон
окруженным материковой корой. Бывшие
островные дуги по существу представляют
собой молодые горные сооружения,
образующие край континента или его
полуострова. Глубоковод­ные желоба
или сохранились в виде реликтов (Эллинский
желоб в Средиземном море), или отсутствуют.

Мощность
субокеанической коры в котловинах очень
велика, в рыхлом чехле возможны современные
складчатые процессы или образование
диоритовых структур (например, Южный
Каспий, Балеарская котловина Средиземного
моря). В переходных зонах можно встретить
и типично океаническую кору (дно
Филиппинского моря), и типично материковую
(Японские острова). Переходные зоны
характеризуются высокой сейсмичностью
и большой контрастностью рельефа:
вершины островных дуг поднима­ются
до
3-4
км, а глубина моря в желобах может
достигать
11
км. Это свидетельствует об интенсивности
тектонических движений земной коры в
переходных зонах, характерных для
геосинклинальных областей, поэтому
этот тип земной коры называют еще
геосинклина­льным.

В
пределах океанической земной коры
выделяют еще один тип
—
рифтогенальный, характерный для зон
срединно-океанических хреб­тов.
Основная особенность строения океанической
коры в зонах сре­динно-океанических
хребтов заключается в том, что осадочный
пок­ров на дне осевых рифтовых долин
практически отсутствует, причем по мере
удаления от хребта толщина осадочного
слоя возрастает. О своеобразии строения
океанической земной коры рифтогенального
типа свидетельствует и высокая
сейсмичность, большие значения теплово­го
потока, аномалии геофизических
характеристик.

Таким образом, в
пределах Мирового океана земная кора
пред­ставлена материковым и океаническим
типами, переходным (геосинк­линальным)
и рифтогенальным.

§ 3. Строение земной коры и рельеф

§ 3. Строение земной коры и рельеф

1. Вспомните, что такое земная кора.

2. Чем материковая кора отличается от океанической?

3. Какие различают формы рельефа?

СТРОЕНИЕ Земной коры. Как известно, земная кора — Это верхний слой нашей планеты. Вместе с верхней частью мантии она образует литосферу — Твердую оболочку Земли. Различают два главных типа земной коры. Материковая земная корасостоит из трех слоев (осадочного, гранитного, базальтового). Океаническая земная кора образована лишь двумя слоями (осадочным и базальтовым) и очень тонкая. Такой тип коры является лишь под впадинами океанов.

Ученые считают, что сначала на нашей планете образовалась земная кора океанического типа. Под влиянием процессов, происходящих в недрах Земли, она потовщувалася и на ее поверхности образовались складки — горные участка. В течение миллиардов лет земная кора испытывала длительных изменений: разламывалась на гигантские пласты, прогибалась впадинами, изгибалась горами, пока не приобрела современный вид.

Рис. Строение земной коры

ДВИЖЕНИЯ литосферных плит. Согласно теории движения литосферных плит, основанная на гипотезе дрейфа материков, земная кора вместе с частью верхней мантии не полный покрытием нашей планеты. Она разбита глубокими разломами на огромные блоки — литосферные плиты. Большинство плит включают как материковую, так и океаническую земную кори. Их толщина 60 — 100 км.

Литосферные плиты способны медленно перемещаться по вязкой поверхности мантии (астеносфере), будто гигантские льдины водою. Скорость их движения кажется мизерной — несколько сантиметров в год. Однако это движение происходит в течение сотен миллионов лет, поэтому плиты за такое время перемещаются на тысячи километров. Итак, современное размещение материков и океанов — это результат длительного горизонтального движения литосферных плит. Эти движения также приводят к тому, что на стыках плит в одних местах происходит их столкновение, а в других — раздвижения.

Вследствие столкновениедвух литосферных плит с материковой корой их края вместе со всеми накопленными осадочными породами зминаються в складки, порождая горные хребты. Если же сближаются плиты, одна из океанической, а вторая с материковой корой, то первая прогибается и будто ныряет под материковую. При этом приподнятый край материковой коры сминается в складки, формируя горы, вдоль побережий возникают цепи островов и глубоководные желоба.

При раздвижении литосферных плит на их границах образуются трещины. Такое случается в основном на дне океанов с тонкой корой — в рифтовых долинах — Продольных ущельях (Шириной несколько десятков километров), разделяющих срединно-океанические хребты — Огромные подводные горные сооружения. Трещинами на поверхность дна поднимается расплавленная магма. При ее охлаждении с магматических пород возникает полоса молодой земной коры. Она постепенно расползается в обе стороны от глубинного разлома, что ее породил, наращивая края литосферных плит. Вследствие этого океаническое ложе расширяется. На дне океана работает будто гигантский конвейер, который передвигает участки с молодой корой от места их зарождения до материковых окраин океана. Скорость их движения маленькая, а путь долог. Поэтому эти участки достигают берегов через 15 — 20 млн лет. Пройдя этот путь, они опускаются в глубоководный желоб и, ныряя под материк, погружаются в мантию, с которой они образовалась в центральных частях срединно-океанических хребтов.

Стойкие И Движением участка земной коры. Движения литосферных плит указывают на то, что на земной поверхности является относительно устойчивые и подвижные участки.

Относительно устойчивые участки земной коры называют платформами. Это древнейшие по возрасту выровнены участки литосферных плит. Они лежат в основе материков и океанических впадин. Платформы имеют двухслойную строение. Нижний ярус — фундамент, образован кристаллический магматическими и метаморфическими породами. Верхний - осадочный чехол, сложенный осадочными породами, будто чехлом накрывают сверху фундамент. Кое твердые кристаллические породы фундамента выступают из-под рыхлых осадочных пород чехла на поверхность платформы. Такие участки называют щитами. Участки же перекрыты чехлом называют — плитами (Не путайте с литосферными плитами). За геологическом отношении гозризняють давние и молодые платформы. Древние платформы
образовавшихся в древнейшие геологические времена — в архейскую и протерозойские эры, то есть в докембрии. Возраст их фундамента 1,5 — 4 млрд лет. Фундамент молодых платформ образовался только 0,5 млрд лет назад.

Между относительно устойчивыми участками земной коры размещаются неустойчивые зоны — подвижные пояса.Они совпадают с местами глубинных разломов на суше и в океанах (в срединно-океанических хребтах и глубоководных желобах). В этих  узких, но вытянутых на тысячи километров зонах, скученные вулканы и часты землетрясения. Поэтому их называют сейсмическими поясами.

РАЗМЕЩЕНИЕ Форм рельефа. Рельеф тесно связан со строением земной коры. Современный ее внешний вид формируют крупнейшие формы рельефа - выступления материков и впадины океанов, горы и огромные равнины. Они образовались в результате движений литосферных плит. В размещении форм рельефа на поверхности Земли есть определенные закономерности.

Выступления материков соответствуют земной коре материкового типа, а океанические впадины — областям распространения океанической коры. Великие равнины размещаются на древних платформах. От того на каком участке платформы расположена равнина зависит ее высота: на щитах чаще всего лежат возвышенности и плоскогорья, на плитах — низменности.

Горы  суши и срединно-океанические хребты и глубоководные желоба на дне океанов располагаются в подвижных поясах на границах литосферных плит. На суше при столкновении литосферных плит породы на их краях зминаються в складки — образуется область складчатости. При этом возникают молодежи складчатые горы. Постепенно, в течение миллионов лет, они разрушаются. Следующие движения земной коры разломами разбивают их на отдельные глыбы. По этим разломам происходит вертикальное смещение: если один участок поднимается относительно соседних, то образуется горст, Если опускается — грабен. Так образуются складчато-глыбовые горы.

ИЗМЕНЕНИЕ РЕЛЬЕФА. Основной причиной разнообразия рельефа является взаимодействие внутренних и внешних сил, действующих одновременно.

Внутренние силы в основном создают большие формы рельефа. Внешние же силы (выветривание, работа текучих вод, ветра, подземных вод, ледников, морского прибоя) разрушают горные породы и переносят продукты разрушения из одних участков земной поверхности на другие, где происходит их отложения и накопления. Изменение рельефа Земли происходит непрерывно. Меняются очертания гор, их высота, выравниваются холмы, заполняются снижение. Даже, хотя и очень медленно, меняются очертания материков.

Рельеф нашей планеты формировался длительное время. При этом периоды горообразования чередовались с периодами менее активных движений земной коры, когда горные массивы разрушались внешними процессами и превращались в равнины.

КАК ЧИТАТЬ КАРТУ «СТРОЕНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ». На тематической карте «Строение земной коры »показано расположение литосферных плит и направления и скорость их движения. На плитах выделены цветом платформы и области складчатости. Они лучше изучены и более достоверно показаны на суше. Как видно из карты, ядра современных материков образуют части это докембрийские платформы. Их обрамляют молодежи платформы и области складчатости, образовавшихся в последующие эры. Часто на карте «Строение земной коры » приводится специальная шкала — Геохронологическая таблица, Отражающий отрезки геологического времени (геологические эры, периоды), которым соответствует определенный этап формирования земной коры (эпохи горообразования).

На карте на дне морей и океанов обозначены океанические платформы, серединноокеанични хребты, глубоководные желоба, зоны разломов. Штриховкой и значками отмечены зоны землетрясений и вулканов. На мисцезнаходження месторождений различных по происхождению (Осадочных, магматических, метаморфических полезных ископаемых указывают типичные значки.

Рис. Геохронологическая таблица

Работаем с картой

1.    
Назовите и покажите крупные литосферные плиты. Какими типами земной коры они образованные?

2.    
Определите, в каком направлении перемещаются Южноамериканская и Африканская, Евразийская и Индо-Австралийская плиты.

3.    
Определите, какие литосферные плиты и в каких местах перемещаются с наибольшей скоростью.

4.    
Где проходят границы литосферных плит? Какие процессы и явления возникают на их границах? Объясните, почему в пределах Тихоокеанского огненного кольца сосредоточено 80% всех современных вулканов.

5.    
Назовите острова Атлантического океана, лежащие на границах литосферных плит. Какие острова этого океана расположены за их пределами?

6.    
Приведите примеры соседства глубоководных желобов и островных дуг. Которые природные процессы и явления возникают вблизи них?

7.    
Какие формы рельефа возникают на границах литосферных плит на суше? Приведите конкретные примеры.

8.    
Назовите древние (докембрийские) платформы.

9.    
Области складчатости каких периодов является на Евразийской плите?

Вопросы и задачи

1. Чем земная кора материкового типа отличается от коры океанического типа?

2. Каковы последствия сближения и раздвижения литосферных плит?

3. Какое строение имеет платформа? Которые различают платформы по возрасту? Назовите, пользуясь картой «Строение земной коры «, самые древние и молодые платформы.

4. Определите по карте, где расположены серединноокеанични хребты, цепи островов и глубоководные желоба.

5.     Какие существуют закономерности в размещении форм рельефа? 

Строение земной коры

Актуальная информация помещения в аренду в тц на нашем сайте.

Земная кора — внешняя твердая оболочка Земли, верхняя часть литосферы. От мантии Земля отделена поверхностью Мохоровичича. Различают материковую кору толщиной от 35—45 км под равнинами до 70 км в области гор и океаническую — 5—10 км на дне морей и океанов. Возраст наиболее древних участков зем­ной коры установлен в 3,54 млрд. лет.

В строении земной коры океанического типа выделяют следую­щие слои: неуплотненных осадочных пород (до 1 км), вулкани­ческий океанический, который состоит из уплотненных осадков (1—2 км), базальтовый (4—8 км).

Земная материковая кора состоит из таких оболочек: коры вы­ветривания, осадочной, метаморфической, гранитной, базальтовой.

Кора выветривания — это верхняя часть земной коры. Акаде­мик О. Е. Ферсман определил, что ее толщина составляет около 800 м, температура не превышает 90 °С, давление — 150—250 ат­мосфер. В этой зоне непрерывно происходят процессы физическо­го и химического выветривания всех пород и минералов, вслед­ствие чего образуются разные осадочные породы, формирующие поверхностную зону.

Осадочная оболочка глубиной до 25 км состоит из разных по­род — обломочных, глинистых и органических. Средний удельный вес этих пород 2,5, температура — меньше 100°, а давление — до 100 атмосфер.

Метаморфическая оболочка залегает на гранитах и базальтах и размещена между изверженными и осадочными породами не­сплошным слоем. Она начинается на глубине 20—25 км и ближе от поверхности. Под влиянием высокой температуры и давления осадочные и изверженные породы видоизменяются до гнейсов, сланцев, мрамора и кварцитов.

Удельная масса пород метаморфической оболочки составляет 2,7. Из химических элементов преобладают кислород, водород, кремний, алюминий, углерод и др. В этой зоне происходят пере­кристаллизация и изменение химического состава горных пород.

Гранитная оболочка залегает неплотно, толщина в значитель­ной мере колеблется. Например, под северной частью Ледовитого океана она составляет около 8 км, под Атлантическим — около 16, под большей частью европейского материка — 26, под Кавказ­ским массивом — 50, под Тянь-Шанем — 84 км. Химический со­став ее различный. Наиболее распространенными элементами яв­ляются кислород, кремний, калий, натрий, железо, кальций, маг­ний, водород. Поскольку главное место в гранитной оболочке принадлежит кремнию и алюминию, ее еще называют сиал.

Базальтовая оболочка имеет толщину 70—85 км (под океаном толще, а под континентами тоньше). Удельная масса ее 2,1—3,3, давление в нижней границе — до 20000 атмосфер, температура — до 1000 °С. Эта оболочка состоит из плагиоклазов, авгита, оливи­на и магнитного железняка. Из химических элементов распростра­нены кислород, кремний, алюминий, магний и кальций.

Кора Земли под влиянием разных геологических процессов с начала ее возникновения непрерывно изменяется. В процессе из­менений образуются горы, понижения и глубокие впадины, изме­няются границы морей и океанов, морское дно превращается в горы и суходолы. Такие изменения иногда происходят быстро, катастрофично, например, при возникновении вулканов, землетря­сений, а иногда очень медленно, а часто и малозаметно, напри­мер вековые колебания коры Земли, разрушения гор, отложения на дне морей и океанов.

Эти геологические процессы на поверхности Земли и в ее нед­рах принято делить на две большие группы по источникам энер­гии: экзогенные и эндогенные.

Строение земной коры

Что такое земная кора

Схожая структура коры характерна почти для всех планет земной группы. Главное отличие твёрдой оболочки Земли – наличие двух типов коры – океанической и континентальной. В её составе есть подвижные области и стабильные платформы. Литосферные плиты двигаются, что вызывает землетрясения.

Наружная оболочка поверхности Земли носит название земной коры. Почти 70% этого твёрдого слоя находится под водой. Его толщина варьируется от 10 до 70 км. Океаны и крупные водоёмы располагаются на тонком слое коры. Толстые участки заняты складчатыми областями. Земную кору и литосферную мантию отделяет друг от друга граница Мохоровичича.

Поверхностный слой коры формируют разнонаправленные тектонические движения. Под их влиянием формируется рельеф. Выветривание и другие явления постоянно его изменяют. Процесс формирования и сглаживания происходит постоянно. Поэтому поверхностный слой имеет сложное строение.

Особенности строения земной коры

Твёрдую поверхность земли подразделяют на два вида.

1. Океаническую, покрытую толщей океана.
2. Континентальную.

Толщина океанической коры меньше континентальной, также как её масса. При этом площадь, занимаемая водной поверхностью, значительно превосходит материковую часть. В океаническом слое преобладают базальты. Континентальная кора устроена иначе. Она состоит из:

• базальтов;
• гранитного слоя, который включает гранит и гнейс;
• осадочных пород.

Последний в минимальном количестве иногда содержит и океаническая кора. На разных участках её строение существенно отличается. В некоторых местах базальт становится наружным слоем, где-то он вовсе отсутствует, уступая место гранитному пласту.

Океаническая и континентальная земная кора

Исследование состава и плотности слоёв земли происходит путём измерения скорости, с которой их преодолевают сейсмические волны. Для гранитной и базальтовой прослоек этот показатель практически одинаков. Поэтому граница между ними условна. Слой базальта лежит на поверхности Мохо, осадочный – на поверхности земли. Его толщина определяется формой рельефа. В горной местности перемещение рыхлых частиц со склонов истончает его. Обратная ситуация в районе предгорий, среди впадин и котловин. Здесь осадочный слой достигает максимального утолщения.

Земная кора имеет различную структуру. Сильнее всего отличаются континентальная и океаническая кора. Толщина материковой коры больше той, что покрыта океаном.

Переходные зоны от шельфа и материкового склона ко дну котловин имеет сложное устройство. Эти участки образованы континентальной корой с разным составом. Глубоководный участок дна схож с океаническим типом коры, но с толстым базальтовым и осадочным слоями.

Для океанических плит характерно наличие стабильных платформ, активных срединно-океанических хребтов, где происходит раздвижение и образование коры, а также желобов – здесь плиты надвигаются одна на другую, происходит субдукция.

Строение океанической земной коры

В коре океанического типа выделяют два слоя: осадочный и базальтовый. Последний лежит на поверхности Мохо, под ним – слой верхней мантии. Значительные размеры срединно-океанических хребтов выделяют их среди рельефа морского дна. В них идёт процесс создания базальтовой прослойки океанической коры. В центральной части хребта образовался рифт. Благодаря этому потоки магмы извергаются наружу. Здесь они растекаются, увеличивая ширину глубинного разлома, это явление называют спрендингом.

Горные породы, являющиеся фрагментами древней коры океанического типа, сохранились на континентах и носят название офиолитов. Океаническая кора обновляется в среднем за 100 млн. лет, она есть на каждой литосферной плите. Этот вид оболочки является сплошным планетарным телом. Тогда как континентальный тип коры состоит из обособленных блоков.

Явление полосовых магнитных аномалий свойственно океанической коре. Это чередование участков, параллельных спрединговой зоне, которым присуща прямая и обратная намагниченность базальта. Они появляются, когда базальтовая лава начинает кристаллизоваться, приобретая остаточную намагниченность, которая соответствует направлению геомагнитного поля.

Состав океанической земной коры

Ложе океанов с глубиной более 4 км образовано океаническим типом коры. Сейсмические данные и геологические исследования выявили 3 слоя в её строении.

• Толщина осадочного слоя не превышает 500 метров. Древнейшие залежи океанских осадочных пород сформировались в средне-позднеюрский период. Основной же части соответствует возраст кайнозоя.
• Мощность базальтового слоя достигает 2 км. Его образовали лавы и вулканические стёкла. Дайки, сложенные основными породами, составляют часть нижнего слоя.
• Пласт, в котором не проводилось бурение, носит название габбро-серпентинитового. Его толщина доходит до 4 км. В зонах океанских разломов интрузивные породы оказались на поверхности. В основном, слой описан лишь теоретически, и лишь недавно выделен из гранулито-базальтового.

У осадочных пород не достаёт времени, чтобы собраться в достаточном количестве. Из района спрединга океаническая кора перемещается к районам субдукции. В результате погружения плит в мантию часть верхнего слоя сдирается, сминается и становится составляющей материковой коры.

Строение континентальной земной коры

Менее половины поверхности земли занято континентальной корой. Она устроена сложнее океанской и отличается большей мощностью, которая обусловлена наличием трёх слоёв – осадочного, гранитного и базальтового. Толщина под слоем горных пород доходит до 70 км. В местах выхода кристаллических пород на поверхность, называемых щитами, верхний слой – гранитный. Ярким примером является Балтийский щит. 

Состав континентальной земной коры

В состав континентальной коры включают слои, в основе характеристик которых свойства и плотность составляющих их пород.

• Горизонтальное или полое залегание неметаморфизованных пород, имеющих осадочное или вулканическое происхождение, образует осадочный слой. Часто осадочный чехол отсутствует на территории древних щитов. Фрагментарное или спорадическое развитие характерно для складчатых поясов Земли.
• Метаморфизованные и сильно дислоцированные эффузивные, осадочные и интрузивные породы с гранитоидным составом являются частью гранитного слоя. На поверхности его можно наблюдать в областях складчатых поясов и щитов. Продольные сейсмические волны проходят с максимальной скоростью 6,3 км/с. Там, где развита типичная континентальная кора, мощность гранулито-метаморфического слоя доходит до 25 км. В его составе не только граниты, но и гнейсы, кварциты. В них содержится в значительном количестве кремнекислота.
• Свойства базальтового слоя определяют глубокометаморфизованные и магматические породы. Скорость продольных волн возрастает здесь до 7,3 км/с, толщина колеблется от 15 до 30 км.

Граница между гранитно-метаморфическим и гранулито-базальтовым слоями может быть чёткой, а переход резким. Некоторые районы отличаются плавностью повышения плотности пород и отсутствием выраженного разделения.

Послойное строение континентальной земной коры считают классическим вариантом. Помимо него существуют аномалии. Так кору, мощность которой составляет от 15 до 25 км, относят к субконтинентальному типу. В ней нет чёткого раздела между гранитным и базальтовым слоями.

Сверхглубокие, а также морские впадины не имеют гранитного слоя. Сейсмические данные говорят о значительной толщине осадочного чехла и мощном базальтовом пласте.

Переходные участки от материка ко впадине отмечены разными видами коры. Чередование различных её типов возможно на протяжённом участке. Ярким примером служит район перехода Азиатского материка к ложу Тихого океана.

Типы пород, составляющих земную кору

В состав земной коры входят множество минералов и горных пород. Они имеют различное строение, цвет, температуру плавления и другие свойства. Люди научились применять их для строительства, в качестве топлива и выплавки металла.

В разных условиях образовались отличные по свойствам породы и минералы. По природе происхождения их относят к магматическим, осадочным и метаморфическим.

Магматическая порода образована магмой, сформированной внутри мантии. Появление глубоких трещин приводит к её извержению. Давление на глубине ослабевает, мантия плавится, принимает жидкое состояние, поднимается на поверхность. За это время её температура падает. В недрах процесс остывания растягивается на века и тысячелетия. Магма затвердевает, результатом чего становится появление глубинных магматических пород, таких как гранит. При выходе магмы на поверхность она теряет растворённые газы и становится лавой. В застывшем виде она называется изверженной магматической породой. Для неё характерны твёрдость и плотность.

Образование осадочных пород происходит в поверхностном слое коры. Они бывают нескольких видов.

Части разрушенных пород формируют обломочные породы. Виновниками их появления считают выветривание, ледники, ветер. Под влиянием природных факторов величина и форма обломков изменяется – происходит измельчение, сглаживание. В результате появляются запасы гальки, песка, глины. Большой объём подобных материалов оседает на морском дне. Новые наслоения уплотняют его и делают твёрже, формируются песчаник, глинистые сланцы.

Отмершие растения и животные, скопившиеся за долгое время, стали причиной появления органических пород. Ракушки и панцири обитателей морей превратились в известковые отложения. Древние деревья стали каменным углём, болотные травы образуют торф. Скопления нефти и газов обязаны своим появлением органическим веществам.

Свойства некоторых материй приводят к выпадению осадка из раствора, то есть появлению химических пород. Образование гипса, соли, кремния происходит именно так.

Если идёт изменение в условиях залегания пород, их свойства меняются. В таком случае говорят о метаморфических породах. Медленное прогибание земной коры ведёт к наслоениям на осадочный и магматический слой. В результате они становятся глубинными и подвергаются воздействию высокого давления и температуры. Порода нагревается, сжимается, приобретает новые качества. Примерами таких метаморфоз служат кварцит, мрамор.

Поднятие метаморфических и магматических пород на поверхность из-за смещений земной коры, что влечёт их разрушение и превращение в осадочные обломочные породы.

Температурный режим земной коры

Источниками тепла для земной коры являются солнечная энергия и распад элементов с радиоактивными свойствами в части, граничащей с мантией. В недрах температура Земли растёт: верхний слой мантии прогревается до 1300⁰, центр ядра предположительно до 3700⁰. Рост температуры объясняется давлением, сжимающим вещество, и отсутствием возможности обмена теплом с окружающим пространством.

Температурный режим земной коры поделён на зоны:

• с переменной температурой, где определяющее влияние имеет климат;
• с постоянной температурой;
• с нарастающими температурными показателями.

Погружение на глубину показывает, что сезонные колебания ослабляют влияние на глубине до 15 м. На 40 метровой глубине температура постоянна. Её значения совпадают со среднегодовыми показателями местности. Далее начинается зона повышения температуры. Изменение этого значения с шагом в 100 м соответствует геотермическому градиенту. Расстояние, в пределах которого происходит изменение температуры на 1 градус – геотермическая ступень. Действие адиабатического закона распространяется до определённых глубин.

Особенности нарастания температуры и строения земной коры учитывают при планировании строительства метро и различных хранилищ, а также при добыче полезных ископаемых.

Основные типы земной коры. Строение земной коры. Движение земной коры

Различают
2 основных вида земной коры: континентальный
и океанический и 2 переходных типа –
субконтинентальный и субокеанический
(см.рис.).

1-
осадочные породы;

2-
вулканические породы;

3-
гранитный слой;

4-
базальтовый слой;

5- граница
Мохоровичича;

6- верхняя
мантия.

Континентальный
тип земной коры имеет мощность от 35 до
75 км., в области шельфа – 20 – 25 км., а на
материковом склоне выклинивается.
Выделяют 3 слоя континентальной коры:

1 – ый
– верхний, сложенный осадочными горными
породами мощностью от 0 до 10 км. на
платформах и 15 – 20 км. в тектонических
прогибах горных сооружений.

2 – ой
– средний «гранитно – гнейсовый» или
«гранитный» — 50 % граниты и 40 % гнейсы и
др. метаморфизированные породы. Его
средняя мощность – 15 – 20 км. (в горных
сооружениях до 20 – 25 км.).

3 – ий
– нижний, «базальтовый» или «гранитно
— базальтовый», по составу близок к
базальту. Мощность от 15 – 20 до 35 км.
Граница между «гранитовым» и «базальтовым»
слоями – раздел Конрада.

По
современным данным океанический тип
земной коры также имеет трехслойное
строение мощностью от 5 до 9 (12) км., чаще
6 –7 км.

1 – ый
слой – верхний, осадочный, состоит из
рыхлых осадков. Его мощность – от
нескольких сот метров до 1 км.

2 – ой
слой – базальты с прослоями карбонатных
и кремниевых пород. Мощность от 1 – 1,5
до 2,5 – 3 км.

3 – ий
слой – нижний, бурением не вскрыт. Сложен
основными магматическими породами типа
габрро с подчиненными, ультраосновными
породами (серпентинитами, пироксенитами).

Субконтинентальный
тип земной поверхности по строению
аналогичен континентальному, но не
имеет четко выраженного раздела Конрада.
Этот тип коры связан обычно с островными
дугами – Курильскими, Алеутскими и
окраинами материков.

1 – ый
слой – верхний, осадочно – вулканогенный,
мощность – 0,5 – 5 км. (в среднем 2 – 3 км.).

2 – ой
слой – островодужный, «гранитный»,
мощность 5 – 10 км.

3 – ий
слой – «базальтовый», на глубинах 8 –
15 км., мощностью от 14 – 18 до 20 – 40 км.

Субокеанический
тип земной коры приурочен к котловинным
частям окраинных и внутриконтинентальных
морей (Охотское, Японское, Средиземное,
Черное и др.). По строению близок к
океаническому, но отличается повышенной
мощностью осадочного слоя.

1 – ый
верхний – 4 – 10 и более км., располагается
непосредственно на третьем океаническом
слое мощностью 5 – 10 км.

Суммарная
мощность земной коры – 10 – 20 км., местами
до 25 – 30 км. за счет увеличения осадочного
слоя.

Своеобразное
строение земной коры отмечается в
центральных рифтовых зонах срединно –
океанических хребтов (срединно –
атлантический). Здесь, под вторым
океаническим слоем располагается линза
(или выступ) низкоскоростного вещества
(V = 7,4 – 7,8 км / с). Предполагают, что это
либо выступ аномально разогретой мантии,
или смесь корового и мантийного вещества.

Структура
земной коры

На
поверхности Земли, на материках в разных
местах обнаруживаются горные породы
разного возраста.

Некоторые
районы материков сложены на поверхности
наиболее древними породами архейского
(AR) и протерозойского возраста (PT). Они
очень метаморфизованы: глины превратились
в метаморфические сланцы, песчаники —
в кристаллические кварциты, известняки
— в мраморы. Среди них много гранитов.
Площади, на поверхность которых выходят
эти наиболее древние породы, называются
кристаллическими массивами или щитами
(Балтийский, Канадский, Африканский,
Бразильский и т. д.).

Другие
области на материках заняты породами
преимущественно более молодого —
палеозойского, мезозойского, кайнозойского
(Pz, Mz, Kz) возраста. Это, в основном, осадочные
породы, хотя среди них встречаются и
породы магматического происхождения,
излившиеся на поверхность в виде
вулканической лавы или внедрившиеся и
застывшие на некоторой глубине. Существуют
две категории площадей суши: 1) платформы
— равнины: пласты осадочных пород залегают
спокойно, почти горизонтально, в них
наблюдаются редкие и небольшие складки.
В таких породах очень мало магматических,
особенно интрузивных, пород; 2) складчатые
зоны (геосинклинали) — горы: осадочные
породы сильно смяты в складки, пронизаны
глубокими трещинами; часто встречаются
внедрившиеся или излившиеся на поверхность
магматические породы. Различия между
платформами или складчатыми зонами
заключаются в возрасте лежащих спокойно
или смятых в складки пород. Поэтому
платформы бывают древние и молодые.
Говоря, что платформы могли образоваться
в разное время, мы тем самым указываем
на разный возраст складчатых зон.

Карты,
изображающие расположение платформ и
складчатых зон разного возраста и
некоторые другие особенности строения
земной коры называются тектоническими.
Они служат дополнением геологических
карт, представляющих наиболее объективные
геологические документы, освещающие
строение земной коры.

Типы
земной коры

Толщина
земной коры не одинакова под материками
и океанами. Она больше под горами и
равнинами, тоньше под океаническими
островами и океанами. Поэтому выделяют
два основных типа земной коры — материковый
(континентальный) и океанический.

Средняя
толщина материковой коры составляет
42 км. Но в горах она увеличивается до
50-60 и даже до 70 км. Тогда говорят о «корнях
гор». Средняя толщина океанической
коры — около 11 км.

Таким
образом, материки представляют как бы
излишние нагромождения масс. Но эти
массы должны были бы создавать более
сильное притяжение, а в океанах, где
притягивающим телом является более
лёгкая вода, сила тяжести должна была
бы ослабевать. Но на самом деле таких
различий нет. Сила тяжести всюду на
материках и океанах приблизительно
одинакова. Отсюда получается вывод:
материковые и океанические массы
уравновешены. Они подчиняются закону
изостазии (равновесия), который читается
так: дополнительным массам на поверхности
материков соответствует недостаток
масс на глубине, и наоборот — недостатку
масс на поверхности океанов должны
соответствовать какие-то тяжёлые массы
на глубине.

– 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.

Существуют два основных типа земной коры — материковый и океанический — и три переходных, или промежуточных, типа — субматериковый, субокеанический и материковой коры с редуцированным гранитным слоем (рис.1
).

Рис. 1. Строение земной коры материков и океанов:

1 — воды, 2 — осадочные породы, 3 — гранитно-метаморфический слой, 4 — базальтовый слой, 5 — мантия Земли (М — поверхность Мохоровичича), 6 — участки мантии, сложенные породами повышенной плотности, 7 — участки мантии, сложенные породами пониженной плотности, 8 — глубинные разломы, 9 — вулканический конус и магматический канал

Материковаякора

домезозойского возраста характеризуется большой её мощностью (в среднем 58 км, местами до 80 км). Она обычно состоит из верхнего слоя осадочных пород (средней мощностью 15 км), гранитного слоя (13 км) и подстилающего слоя базальтов (30 км). Этот тип коры слагает материки, образовавшиеся не позднее начала мезозоя, материковую отмель (шельф), материковый склон и материковое подножие.

Океаническая кора

молодая, образовалась не раньше начала мезозоя и продолжает формироваться и ныне в океанах, где в результате горизонтального перемещения материков они удаляются друг от друга. Средняя мощность океанической коры 7 км. Состоит она из трёх слоёв: верхний слой — относительно рыхлые морские осадки, второй слой (надбазальтовый) — прослои базальтовых лав и литифицированных осадков (уплотнённых осадков, превратившихся в горную породу), третий слой — базальтовый. К зонам разрыва и раздвижения океанической коры приурочены срединно-океанические хребты, в области которых мощность коры многократно возрастает. Океаническая кора слагает дно океанов, образовавшихся в мезозое.

Субматериковая кора

по строению близка материковой коре, хотя обычно уступает ей по мощности. Слагает островные дуги, отделяющиеся от материка краевыми морями. Таковы островные дуги западной части Тихого океана. Природные процессы протекают с большими скоростями, как в геосинклинальных областях материков.

Субокеаническая кора

слагает глубинные части краевых морей, отделяющих островные дуги от материков. По составу и строению она близка океанической коре, но не составляет с ней единого целого. Таким типом коры сложены глубинные части Охотского, Японского, Восточно-Китайского, Южно-Китайского и других морей.

Материковая кора с редуцированным гранитным слоем

— формируется в случаях её погружения ниже уровня океана, при этом гранитный слой под воздействием высоких температур и давления приблизившейся мантии частично распадается и перекристаллизуется в базальты. Такие процессы имеют место в областях погрузившихся в кайнозое участков Гондваны и суши Тасмантис.

Моя дочка прошлым летом первый раз была в Крыму. Она увидела горы и спросила у меня: «Почему они такие высокие?» Далее последовал еще один вопрос: «А почему море глубокое?». Ребенку 3 годика, а она уже интересуется такими вопросами. А вы не задумывались, почему так? Чем же отличаются горы от моря
? Сейчас я хочу рассказать о типах земной коры.

Какие типы земной коры выделяют

Я думаю, вы знаете, что под океаном и на равнине находится разная земная кора. В первом случае она тоньше, а во втором намного толще.

Земная кора
– это твердый шар литосферы с толщиной от 5 км (под океаном) до 70 км (под горами)
. В зависимости от состава и толщины пород выделяю 2 типа земной коры: материковая и океаническая.

Материковая (континентальная
) земная кора имеет толщину от 40 до 70 км
. В своем составе она имеет 3 слоя:

• осадочный
  – верхний от земли слой. Его мощность 10-15 км;
• гранитно-метаморфический слой
  – толщина 5-15 км;
• базальтовый
  – 10-30 км.

В отличие от материковой,
океаническая земная кора не имеет среднего гранитно-метаморфического слоя
. В ее составе есть осадочный и базальтовый слои. Ее толщина всего 5 – 15 км.

Своеобразную земную кору имеют океанические хребты
. Под вторым океаническим слоем располагается линза
(или выступ). Горные породы в их составе не похожи на породы в горах, которые находятся на земле.

Исследования земной коры

Ученые давно доказали, что земная кора под равниной (или горой) отличается от земной коры под океаном. Но даже в наши дни, имея новейшее техническое оборудование, остается много неисследованных мест на земле. На Кольском полуострове, например, пробили самую глубокую скважину
в мире. Ее глубина 12 км, что составляет лишь 1/500 радиуса нашей планеты.

Все что нам известно, ученые узнают благодаря сейсмическому методу
. Во время землетрясений и вулканической деятельности на землю попадает магма и другие породы, которые накапливаются внутри нашей планеты. По ним и ведется исследование.

1.Типы земной коры.

2.Гипотезы тектонического развития Земли и земной коры.

1.Типы земной коры.

Различают 2 основных вида земной коры:

континентальный

и

океанический

и 2 переходных типа —

субконтинентальный

и

субокеанический

.

Континентальный

тип земной коры имеет мощность от 35 до 75 км., в области шельфа — 20 — 25 км., а на материковом склоне выклинивается. Выделяют 3 слоя континентальной коры:

1 — ый — верхний, сложенный осадочными горными породами мощностью от 0 до 10 км. на платформах и 15 — 20 км. в тектонических прогибах горных сооружений.

2 — ой — средний

«

гранитно — гнейсовый

»

или

«

гранитный

»

— 50 % граниты и 40 % гнейсы и др. метаморфизированные породы. Его средняя мощность — 15 — 20

км

. (в горных сооружениях до 20 — 25 км.).

3 — ий — нижний,

«

базальтовый

»

или

«

гранитно — базальтовый

»

, по составу близок к базальту. Мощность от 15 — 20 до 35 км. Граница между

«

гранитовым

»

и

«

базальтовым

»

слоями — раздел Конрада.

По современным данным

океанический

тип земной коры также имеет трехслойное строение мощностью от 5 до 9 (12) км., чаще 6 -7 км.

1 — ый слой — верхний, осадочный, состоит из рыхлых осадков. Его мощность — от нескольких сот метров до 1 км.

2 — ой слой — базальты с прослоями карбонатных и кремниевых пород. Мощность от 1 — 1,5 до 2,5 — 3 км.

3 — ий слой — нижний, бурением не вскрыт. Сложен основными магматическими породами типа габрро с подчиненными, ультраосновными породами (серпентинитами, пироксенитами).

Субконтинентальный

тип земной поверхности по строению аналогичен континентальному, но не имеет четко выраженного раздела Конрада. Этот тип коры связан обычно с островными дугами — Курильскими, Алеутскими и окраинами материков.

1 — ый слой — верхний, осадочно — вулканогенный, мощность — 0,5 — 5 км. (в среднем 2 — 3 км.).

2 — ой слой — островодужный,

«

гранитный

»

, мощность 5 — 10 км.

3 — ий слой —

«

базальтовый

»

, на глубинах 8 — 15 км., мощностью от 14 — 18 до 20 — 40 км.

Субокеанический

тип земной коры приурочен к котловинным частям окраинных и внутриконтинентальных морей (Охотское, Японское, Средиземное, Черное и др.). По строению близок к океаническому, но отличается повышенной мощностью осадочного слоя.

1 — ый верхний — 4 — 10 и более км., располагается непосредственно на третьем океаническом слое мощностью 5 — 10 км.

Суммарная мощность земной коры — 10 — 20 км., местами до 25 — 30 км. за счет увеличения осадочного слоя.

Своеобразное строение земной коры отмечается в центральных рифтовых зонах срединно — океанических хребтов (срединно — атлантический). Здесь, под вторым океаническим слоем располагается линза (или выступ) низкоскоростного вещества (V = 7,4 — 7,8 км / с). Предполагают, что это либо выступ аномально разогретой мантии, или смесь корового и мантийного вещества.

2. Гипотезы тектонического развития Земли и земной коры.

Гипотеза дрейфа материков.

Наиболее полную гипотезу дрейфа материков развил в 1912 г. известный немецкий геофизик А. Вегенер.

Согласно представлениям А. Вегенера вся поверхность Земли первоначально была покрыта сплошным тонким гранитным слоем. В палеозойскую эру весь гранитный материал собрался весь в один блок. Образовался единый праматерик — Пангея (греч.

«

пан

»

— всеобщий,

«

ге

»

— земля). Он возвышался над уровнем окружавшего его безбрежного о

кеана. Причиной этого могло явиться воздействие приливных и центробежных сил. Приливные силы связаны с притяжением Солнца и Луны; они действуют на земной поверхности с востока на запад. Центробежные силы вызваны вращением Земли и направлены от полюсов к экватору. В середине мезозойской эры Пангея начала раскалываться на отдельные глыбы — континенты. Под влиянием тех же сил они стали отплывать друг от друга в широтном направлении. Например, Америка откололась от Европы и Африки и продвинулась на запад. В промежутке между ними возник Атлантический океан. Южная Америка и Африка в своем движении испытали поворот по часовой стрелке. В результате перемещения Антарктиды к югу, Австралии к юго — востоку, а Индостана к северо — востоку между ними образовался Индийский океан. Таким образом, в гипотезе Вегенера Атлантический и Индийский океаны рассматриваются как вторичные, а Тихий океан — как остаток первичного океана. Площадь его последовательно уменьшалась в результате надвигания на него со всех сторон материков.

Гипотеза расширения Земли.

Сторонники этой гипотезы предполагают, что объем земного шара первоначально был намного меньшим, чем сейчас. Радиус Земли составлял 3500 — 4000 км., а ее поверхность была вдвое меньше современной. Океанов еще не существовало. Материковая кора покрывала сплошной оболочкой весь земной шар. По мнению одних исследователей, расширение Земли началось с конца палеозойской эры. Другие считают, что это произошло в меловом периоде. С этого момента радиус Земли стал увеличиваться ежегодно приблизительно на 0,6 мм. Вследствие расширения первоначально единая материковая кора растрескалась. Образовались отдельные континенты, они все дальше и дальше отодвигались друг от друга по мере дальнейшего расширения Земли. В промежутках между материками обнажался подкоровый слой. Сюда проникало поднимавшееся снизу мантийное вещество, образуя новую кору океанического типа.

Пульсационная гипотеза.

В начале ХХ в. была высказана идея о том, что эпохи расширения Земли сменяются эпохами ее сжатия.

По их представлениям, эпохам сжатия соответствуют горообразовательные фазы, эпохам расширения — периоды покоя и прогибания бассейнов. Растяжение земной коры сосредоточено главным образом в рифтовых зонах. Оно компенсируется сжатием коры в области глубоководных желобов и горно-складчатых систем. Эффекты сжатия и растяжения распределяются неравномерно на поверхности Земли. Вследствие многократного попеременного сжатия и растяжения происходит дрейф глыб земной коры от зон растяжения к зонам сжатия. Так, например, происходит движение Сирийско — Аравийской плиты от грабенов Красного моря и Аденского залива в сторону складчатых хребтов Тавра, Загроса и Кавказа.

3.Гипотеза движения плит литосферы.

Особенности перемещения литосферных плит описали в конце 60 — х годов В. Джасон Морган, Ксавье Ле Пиннон и др. По их представлениям поверхность Земли разделяется на 9 основных (1.Тихоокеанская; 2.Северо — Американская; 3.Евроазиатская; 4.Кокосовая; 5.Наска; 6.Южно — Американская; 7.Африканская; 8.Индо — Австралийская; 9.Антарктическая) и несколько мелких жестких литосферных плит. В их состав входят не только континенты, но и смежные части океанического дна. Главными границами плит литосферы являются рифты срединно — океанических хребтов, глубоководные желоба и складчатые горы по окраинам континентов.

От линии срединно — океанических хребтов вследствие новообразования здесь океанической коры происходит раздвигание (в разные стороны) литосферных плит. Наращивание океанической коры вдоль осей рифтовых долин компенсируется его разрушением на противоположном краю плиты — в зоне глубоководного желоба. Предполагается, что здесь движущаяся от срединного хребта пластина океанической литосферы изгибается и погружается в астеносферу под углом 45

°

под движущуюся навстречу пластину континентальной литосферы. Погружение это происходит до глубины 700 км

.

Ряд ученых считают, что подобные представления слабо аргументированы.

Океаническая кора | геология | Британника

Океаническая кора , самый внешний слой литосферы Земли, который находится под океанами и формируется в центрах спрединга на океанических хребтах, которые встречаются на расходящихся границах плит.

Океаническая кора имеет толщину около 6 км (4 миль). Он состоит из нескольких слоев, не считая вышележащих отложений. Самый верхний слой, толщиной около 500 метров (1650 футов), включает лавы, сделанные из базальта (то есть горного материала, состоящего в основном из плагиоклаза [полевого шпата] и пироксена).Океаническая кора отличается от континентальной коры по нескольким параметрам: она тоньше, плотнее, моложе и имеет другой химический состав. Однако, как и континентальная кора, океаническая кора разрушается в зонах субдукции.

Лавы обычно бывают двух типов: подушкообразные и пластовые потоки. Подушка-лава, кажется, имеет именно такую ​​форму, как следует из названия — как большие мягкие подушки примерно 1 метр (3 фута) в поперечном сечении и от 1 до нескольких метров в длину. Обычно они образуют небольшие холмы высотой в десятки метров в центрах спрединга.Листовые потоки выглядят как мятые простыни. Обычно они тонкие (всего около 10 см [4 дюйма] толщиной) и покрывают большую площадь, чем лава подушек. Есть свидетельства того, что потоки листов извергаются при более высоких температурах, чем у подушек. На Восточно-Тихоокеанском поднятии на 8 ° южной широты серия извержений пластового потока (возможно, с середины 1960-х годов) покрыла более 220 квадратных километров (85 квадратных миль) морского дна на средней глубине 70 метров (230 футов). .

Ниже лавы находится слой, состоящий из подводящих или покрытых слоями дамб, размер которых превышает 1 км (0.6 миль) толщиной. Дайки — это трещины, которые служат водопроводной системой для транспортировки магмы (расплавленной породы) на морское дно для образования лавы. Они имеют ширину около 1 метра (3 фута), субвертикальные и вытянуты вдоль направления центра распространения, где они образовались, и примыкают друг к другу — отсюда и термин , покрытый листами . Эти дайки также имеют базальтовый состав. Под дамбами находятся два слоя общей толщиной около 4,5 км (3 мили). Оба они включают габбро, которые по сути являются базальтами с более крупными минеральными зернами.Считается, что эти слои габбро представляют собой магматические очаги или карманы лавы, которые в конечном итоге извергаются на морское дно. Верхний слой габбро изотропный (однородный) по структуре. В некоторых местах этот слой включает стручки плагиогранита — дифференцированной породы, более богатой кремнеземом, чем габбро. Нижний слой габбро имеет слоистую структуру и, очевидно, представляет собой дно или стенки магматического очага. Эта слоистая структура называется кумулятивной, что означает, что слои (толщиной до нескольких метров) являются результатом осаждения минералов из жидкой магмы.Слои кумулятивного габбро содержат меньше кремнезема, но более богаты железом и магнием, чем верхние части корки. Оливин, силикат железа и магния, является обычным минералом в нижнем слое габбро.

Члены экипажа на борту бурового судна осматривают керн горной породы во время научной экспедиции, которая впервые преуспела в бурении через верхнюю часть океанической коры.

JOI Alliance / IODP
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Океаническая кора лежит на поверхности мантии Земли, как и континентальная кора. Порода мантии состоит в основном из перидотита, который состоит в основном из минерального оливина с небольшими количествами пироксена и амфибола.

Исследования океанической коры

Сведения о структуре и составе океанической коры получены из нескольких источников. При отборе донных проб во время ранней разведки были выявлены все разновидности вышеупомянутых пород, но структура коры и содержание составляющих пород оставались неясными.Одновременно с этим эксперименты по сейсмической рефракции позволили исследователям определить слоистый характер океанической коры. Эти эксперименты включали измерение времени прохождения сейсмических волн, генерируемых взрывами (например, динамитными взрывами) на расстояниях в несколько десятков километров. Результаты ранних экспериментов по рефракции показали наличие двух слоев под осадочным покровом. Более сложные эксперименты и анализы привели к разделению этих слоев на две части, каждая из которых имеет разную скорость сейсмических волн, которая увеличивается с глубиной.Сейсмическая скорость — это своего рода отпечаток пальца, который можно отнести к ограниченному количеству типов горных пород. Отобранные данные горных пород и результаты сейсморазведки были объединены для создания модели структуры и состава земной коры.

Большие успехи в понимании океанической коры были достигнуты благодаря изучению офиолитов. Это срезы дна океана, которые поднялись над уровнем моря под действием тектоники плит. В разных местах мира обнажается вся последовательность океанической коры и верхней мантии.Эти области включают, среди прочего, Ньюфаундленд и хребты тихоокеанского побережья Калифорнии, остров Кипр в Средиземном море и горы в Омане на юго-восточной оконечности Аравийского полуострова. Офиолиты удивительно подробно раскрывают структуру и состав океанической коры. Кроме того, процесс образования земной коры и гидротермальной циркуляции, а также происхождение морских магнитных аномалий могут быть изучены со сравнительной ясностью. Хотя очевидно, что офиолиты имеют морское происхождение, существуют некоторые разногласия относительно того, представляют ли они типичную океаническую кору или кору, сформированную в других местах, помимо океанического центра спрединга — например, за островными дугами.

образование и разрушение земной коры

Трехмерная диаграмма, показывающая образование и разрушение земной коры в соответствии с теорией тектоники плит; включены три вида границ плит — расходящиеся, сходящиеся (или сталкивающиеся) и сдвиговые (или трансформирующиеся).

Британская энциклопедия, Inc.

Возраст океанической коры не превышает 200 миллионов лет. Такая кора образуется сегодня в океанских спрединговых центрах. Многие офиолиты намного старше самой древней океанической коры, что свидетельствует о непрерывности процессов формирования на протяжении сотен миллионов лет.Методы, которые могут использоваться для определения возраста материала земной коры, включают прямое датирование образцов горных пород с помощью радиометрического датирования (измерение относительного содержания определенного радиоактивного изотопа и его дочерних изотопов в образцах) или путем анализа ископаемых свидетельств, морского магнитного поля. аномалии, или глубина океана. Из них особого внимания заслуживают магнитные аномалии.

Морская магнитная аномалия — это изменение силы магнитного поля Земли, вызванное магнетизмом горных пород на дне океана.Морские магнитные аномалии обычно составляют 1 процент от общей напряженности геомагнитного поля. Они могут быть сильнее («положительно») или слабее («отрицательно»), чем среднее общее поле. Кроме того, магнитные аномалии возникают в длинных полосах, которые проходят параллельно центрам спрединга на сотни километров и могут достигать нескольких десятков километров в ширину.

Океаническая кора — обзор

II.A.2 Изотопный состав кислорода океанической коры

Океаническая кора на основе сейсмологических исследований морского дна, драгирования, бурения и изучения офиолитов на суше является слоистый, состоящий из верхнего осадочного слоя, среднего базальтового вулканического слоя и нижнего третьего слоя, состоящего из габбро-плутонических пород.На зрелой океанической коре осадочный слой состоит из различных пропорций биогенных и терригенных отложений в зависимости от положения океанической коры по отношению к широте и продуктивности поверхности океана.

Начальная океаническая кора срастается на срединно-океаническом хребте с изотопным составом, типичным для базальтов срединно-океанического хребта, т.е. 5.7 промилле. Эта изначально нетронутая кора немедленно вступает в реакцию с морской водой, потому что ось хребта действует как тепловой двигатель, приводящий в движение гидротермальную циркуляцию в затвердевшей океанической коре.В течение очень короткого периода времени (<1 млн лет) магматическая часть океанической коры становится зональной по δ ¹⁸ O, при этом верхняя часть коры обогащается ¹⁸ O, а нижняя часть коры становится обедненной. в ¹⁸ O относительно нетронутого базальта срединно-океанического хребта. Эти изменения значений δ ¹⁸ O являются результатом температурной зависимости обмена между базальтом и морской водой.

Гидротермальные изменения, возникающие в результате циркуляции морской воды через океаническую кору, образуют гидратированную верхнюю кору фации цеолита и зеленого сланца, обогащенную ¹⁸ O, и нижнюю кору фации амфиболита и гранулита, обедненную O ¹⁸ ( Инжир.1). Граница между двумя зонами примерно соответствует границам океанического слоя 2 и слоя 3 или контакту между комплексом покрытых пластами даек и габбро в офиолитовых комплексах. Эта зональность возникает из-за (1) геометрии аккреции океанической коры, (2) разницы температур между вышележащим океаном и горячей магмой, внедрившейся в систему хребтов, и (3) разницы между изотопным составом кислорода морской воды. и магмы мантийного происхождения.

РИСУНОК 1. Составная структурная колонна через офиолитовый комплекс Самайль показывает типичный профиль δ ¹⁸ O через офиолит, аналог океанической коры.Верхняя кора ¹⁸ , обогащенная O, дополняет нижнюю корку ¹⁸ , обедненную O. Первоначально магмы, приходящие из астеносферы под центром спрединга, однородны по своим значениям δ ¹⁸ O, + 5,7. Обмен субсолидуса с циркулирующей морской водой ответственен за перераспределение ¹⁸ O в коре. Баланс между обогащенной и истощенной частями корок указывает на то, что среднее объемное фракционирование между морской водой и мантией близко к установившемуся значению.Определения Sm – Nd и Rb – Sr существуют для образцов, отмеченных их номерами. Сквозные взаимосвязи в обнажении OMG 65, 66 позволяют восстановить большую часть температурной истории гидротермальной системы в одном месте.

Пелагические отложения покрывают магматические породы океанической коры и в них преобладают два входа: биогенный детрит с поверхности океана (кремнезем и карбонат) и переносимые по воздуху терригенные материалы, полученные с континентов или извержений вулканов в островных дугах, которые оседают через океан. жить на морском дне.Биогенный материал осаждается в толще воды различными организмами, выделяющими диоксид кремния и карбонат. В сегодняшних океанах эти материалы представляют собой основной сток для растворенной нагрузки рек, несущих химические признаки выветривания с континентов. В терригенном компоненте преобладают глинистые минералы, возникшие в результате континентального выветривания или химического выветривания вулканического пепла.

В совокупности все эти отложения обогащены ¹⁸ O, уменьшаясь по сравнению с кремнистыми илами с наивысшими значениями δ ¹⁸ O (> 35 промилле), карбонатными илами с промежуточными значениями δ ¹⁸ O (≈30 промилле ) и глины (≈20 промилле в зависимости от происхождения).Поскольку скорость осаждения пелагических отложений очень низкая, миллиметры в тысячу лет, осадочный слой с высоким уровнем ¹⁸ O относительно тонкий (менее нескольких сотен метров).

В целом верхняя часть океанической коры, слои 1 и 2, гидратирована, обогащена ¹⁸ O, обогащена радиогенными изотопами, такими как ⁸⁷ Sr, и обогащена несовместимыми элементами по отношению к ¹⁸ Обедненная кислородом более тугоплавкая и менее водная габброидная корка.Эта структура имеет значение для переноса материала от субдуцированной океанической коры к мантийным клиньям над зонами субдукции.

Строение земной коры | Инженерный факультет

Формирование и эволюция континентальных шельфов, пассивных окраин, океанических бассейнов и океанических островов

Запуск донного сейсмометра в Индийском океане.

Я морской геофизик, который анализирует сейсмические, магнитные и гравитационные данные для определения структуры коры и верхней мантии в различных тектонических условиях.Цель этого исследования — понять взаимосвязь между магматизмом и тектоникой.

[См. Здесь исследование мелководья Дженни Коллиер]

Вернуться на домашнюю страницу Дженни Коллиер

Проекты с пометкой *** CURRENT *** — это те, над которыми я активно работаю. Пожалуйста, напишите мне, если вы заинтересованы в присоединении к моей группе или хотите получить дополнительную информацию.

Научно-исследовательские проекты

На что похожа система водопровода магмы под Срединно-океаническим хребтом?

Срединно-океанические хребты имеют геологическое значение, потому что они расположены вдоль расходящихся границ плит, где образуется новый дно океана , когда тектонические плиты Земли расходятся.Они представляют собой самую длинную и наиболее значительную цепь вулканов на нашей планете, но из-за своей удаленности остаются относительно малоизученными. Установление деталей магматической водопроводной системы под этими особенностями необходимо для того, чтобы понять, как расплав доставляется из мантии и формирует новую океаническую кору. Я выполнил ряд проектов, в которых использовались сейсмические данные для определения размера и расплавленного состояния магматических очагов под южной и северной частью Восточно-Тихоокеанского поднятия.

Как образовались Океанские острова?

Хотя большая часть вулканической активности происходит на краях плит, бывают случаи извержения вулканов посреди плит.Когда они прорываются в океаническую литосферу и нарушают уровень моря, они обычно известны как «Океанские острова». В классической модели магматизм вызывается глубоко укоренившимся мантийным плюмом, который образует цепочку возрастных островов по мере того, как плита перемещается по нему. Альтернативные модели предполагают, что фрагменты континентальной коры могут лежать в ядрах некоторых островных групп. Я исследовал эти идеи на двух участках: на Канарах в Атлантическом океане и на Сейшельских островах в Индийском океане.

Вызывают ли мантийные плюмы распад континентов?

Ключевой вопрос при изучении вулканических окраин континентов заключается в том, вызвана ли их пространственно-временная картина магматизма мантийными плюмами (аномалии температуры и / или состава в мантии) или усиленным мантийным потоком.Мы исследуем эти взаимосвязи с помощью комбинации сейсмической интерпретации (широкоугольный активный источник и отражение) и моделирования методом конечных элементов. Текущее сотрудничество включает ION-GX (Южная Атлантика) и NAG-TEC (Северная Атлантика).

Как вода проходит через зоны субдукции?

Зоны субдукции — это места наибольшего обмена веществом с поверхности на глубины Земли. Однако в настоящее время у нас мало информации о прохождении летучих веществ через эту систему, и мы не смогли попытаться какой-либо формы баланса массы оценить, сколько из них попадает в глубокие недра.Фундаментальные вопросы, такие как: каково распределение воды в нисходящей плите, как дегидратация плиты распределяется по глубине и варьируется по простиранию, как дегидратация влияет на течение в клине субдукционной мантии и что контролирует расположение вулканической дуги. остаются без ответа.

Человек

• Дженни Кольер
• Зофья Залаи (аспирант)
• Роб Аллен (аспирант)
• Джон Армитаж (сейчас в IPG, Париж)
• Джеймс Хаммонд (ныне в Биркбеке, Лондонский университет)
• Ричард Дэви
• Карл Макдермотт (аспирант, окончил)
• Чандра Тапоси (аспирант, окончил)
• Джеймс Хэммонд (аспирант, окончил)
• Сансом Виктория (аспирант, окончила)
• Крис Лейн (аспирант, окончил)
• Руперт Далвуд (аспирант, окончил)

Внешние сотрудники

• Helene Carton (IPG, Париж)
• Джон Армитаж (IPG, Париж)
• Тим Хенсток (Саутгемптон)
• Майк Кендалл (Оксфорд)
• Тим Миншалл (Саутгемптон)
• Андреас Ритброк (Ливерпуль)
• Сатиш Сингх (IPG, Париж)
• Тони Уоттс (Оксфорд)
• Боб Уитмарш (NOC)

Финансирование

Я благодарен за финансирование данной работы следующим органам:

NERC, ЕС, Королевское общество, BP, ION-GX

Сейсмические структуры океанической коры и верхней части мантии с возрастом 154–160 млн лет в Северо-западной части Тихого океана | Земля, планеты и космос

Возраст и скорость Вещества в формировании новой океанической коры

Новая океаническая кора непрерывно формируется по мере того, как магма поднимается вверх по срединно-океаническим хребтам.Характеристики океанической коры позволяют судить о ее возрасте и среде, в которой она образовалась. В недавней статье в журнале Reviews of Geophysics были синтезированы данные об океанической коре из множества различных исследований во всем мире, сравнивая возраст и скорость распространения. Здесь один из авторов дает обзор того, что мы знаем об океанической коре, и предлагает, где необходимы дополнительные исследования.

Каковы основные характеристики океанической коры?

Первые морские исследования в середине двадцатого века обнаружили, что океаническая кора имеет отчетливую слоистую структуру с «подушечными лавами» наверху, «покрытыми листами дайками» в середине и «габбро» внизу, перекрывающими мантийные породы.

Три основных слоя океанической коры: (слева направо) подушечные лавы, покрытые листами дайки, габбро. Предоставлено: Кэти Гиллис

Как можно изучать океаническую кору ?

Некоторую океаническую кору легко изучить, потому что теперь она обнажена на суше; это известно как «офиолит». Эта кора образовалась много миллионов лет назад и впоследствии была перемещена тектоническими силами и в конечном итоге оказалась выше уровня моря, где исследователи могут изучить ее подробно.

С другой стороны, огромное количество океанической коры остается под водой. В зонах разломов можно увидеть обнажения океанической коры, в противном случае мы можем узнать, что находится внизу, путем бурения коры и извлечения кернов. Однако на сегодняшний день имеется только несколько изолированных скважин, которые только частично проникли в океаническую кору.

Таким образом, большая часть наших знаний о структуре и составе океанической коры и процессах ее образования происходит от офиолитов.

Как еще мы можем узнать о характеристиках океанической коры ?

Сейсмические методы — еще один способ «заглянуть» в скалу внизу. Сейсмические волны отправляются в земную кору, и сигнал возвращается обратно. Это используется для расчета «сейсмической скорости», которая дает представление о физических свойствах горных пород на разных глубинах, например о разных слоях и их составе.

Двумерная скоростная модель земной коры и верхней мантии части плиты Хуан-де-Фука.Предоставлено: Хорнинг и др. [2016], рис. 4a. Начиная с самых ранних исследований, задача ученых заключалась в том, чтобы сопоставить слои, видимые на сейсмических профилях, с известными физическими характеристиками горных пород, наблюдаемыми по офиолитам и бурению, чтобы границы слоев, например, между дайками и габбро, могли быть нанесены на карту повсюду. бассейны океана.

Как меняется новая корка в зависимости от скорости растекания?

На быстрорастущих хребтах запас магмы относительно постоянен и образует однородную кору, в то время как на медленно распространяющихся хребтах запас магмы более эфемерный и дает неоднородную кору.Однако, что довольно удивительно, структура, обнаруженная с помощью сейсмических изображений, очень похожа для разных скоростей распространения.

Целью нашего нового исследования было выявить различия, связанные с возрастом и скоростью распространения, путем синтеза данных из многих исследований, проведенных в разных океанских бассейнах. Мы обнаружили, что сейсмическая граница между верхней и нижней корой более тонкая для быстрорастущей коры, чем для медленной коры. Сейсмическая граница соответствует литологической границе между дайками и габбро для быстрорастущей коры, но отмечает изменение пористости внутри даек (вероятно, связанное с разломами) для медленнорастущей коры.

Какие еще факторы влияют на характеристики корки?

Существует значительная корреляция между сейсмическими скоростями в кровле земной коры и мощностью вышележащих отложений. Толстый осадок, вероятно, разрушает крупномасштабные объекты, такие как лавовые трубы и трещины. Многие районы с толстыми осадочными породами расположены вблизи окраин континентов, например, на восточном побережье США.

Возраст также имеет ключевое значение. Сейсмические скорости в кровле земной коры быстро увеличиваются в течение первых примерно 10 миллионов лет, а затем продолжают эволюционировать до самых древних возрастов в нашем исследовании (170 миллионов лет).Мы думаем, что эти изменения связаны с гидротермальной циркуляцией в океанской коре, которая очень активна около гребня хребта, но должна продолжаться даже в более древнюю кору.

В целом, мы обнаружили, что наши результаты сгруппированы по четырем категориям: молодая, медленно растекающаяся корка; молодая, быстро растекающаяся корочка; старая, медленно растекающаяся корка; и старая, быстро растекающаяся корка.

Сводка литологической интерпретации функции скорость-глубина для четырех подгрупп. Предоставлено: Christeson et al. [2019], Рисунок 13 Например, молодая, медленно растекающаяся кора имеет самые низкие скорости в верхней части нижней коры, что, по нашему мнению, связано с глубокими разломами.Напротив, средняя толщина земной коры составляет 6,15 км и аналогична для коры, сформированной с разной скоростью спрединга.

В качестве вспомогательной информации в вашем документе содержится записная книжка Jupyter. Какую пользу это приносит другим ученым?

Пользователи могут использовать блокнот Jupyter для изучения всех аспектов набора данных о корке океана. Предоставлено: Гейл Кристсон

Блокнот Jupyter — это веб-приложение с открытым исходным кодом, которое позволяет ученым обмениваться и документировать результаты анализа и визуализации.

Наша записная книжка написана на Python, это широко доступное программное обеспечение с открытым исходным кодом, работающее на нескольких платформах. Мы надеемся, что люди смогут использовать записную книжку для анализа набора данных различными способами, что приведет к открытиям, выходящим за рамки нашего первоначального анализа.

Пользователи также должны иметь возможность модифицировать записную книжку, чтобы сравнивать измерения по их собственным сейсмическим профилям со значениями компиляции для определенного диапазона возрастов и скоростей распространения. Мы ожидаем, что записные книжки Jupyter станут более распространенными, поскольку популярность языка программирования Python стремительно растет.

Какие нерешенные вопросы требуют дополнительных исследований, данных или моделирования?

В океанической коре есть только несколько глубоких научных скважин, в которых слои горных пород можно напрямую сравнить с сейсмическими скоростями. Всегда немного пугает, когда вы широко экстраполируете результаты, основанные всего на нескольких точках данных, поэтому дополнительные скважины для глубокого бурения океанической коры определенно желательны.

—Гейл Кристсон (электронная почта: [электронная почта защищена]), Институт геофизики Техасского университета

Геофизическое изображение структуры офиолита в Объединенных Арабских Эмиратах

Обзор строения земной коры и гидротермальной циркуляции морского дна

Аннотация

Гидротермальные системы морского дна важны с точки зрения глобальных потоков тепла и химических веществ, а также распределения микробных сообществ в океанической коре.В глобальном контексте низкотемпературные гидротермальные системы, расположенные далеко от осей хребтов, имеют большое значение из-за их большой площади покрытия. Наши нынешние представления о гидротермальных системах морского дна исходят в основном из высокотемпературных систем на быстрорастущих хребтах, которые считаются типичными. В последнее время проводятся наблюдения за высокотемпературными системами на хребтах с медленным и сверхмедленным спредингом. Кроме того, исследованы низкотемпературные гидротермальные системы вдали от оси хребта.Эти данные позволяют по-новому взглянуть на гидротермальные системы морского дна.
В этой статье суммируются недавние исследования и моделирование низкотемпературных и высокотемпературных гидротермальных систем. Во-первых, мы кратко изобразим гидротермальные системы морского дна и сделаем некоторые исторические замечания. Затем мы рассматриваем наиболее важные свойства структуры земной коры, такие как распределение источников тепла и проницаемость, которые контролируют гидротермальную циркуляцию. Они описаны с точки зрения укрывистости.Например, гидротермальная система на быстрорастущем хребте находится в квазистационарном магматическом очаге под осью, а система на сверхмедленных хребтах — в долгоживущих тектонических разломах на оси. Мы также представляем недавнее численное моделирование как для низкотемпературных, так и для высокотемпературных систем, включая исследования авторов. Основная тема текущих исследований — схема обращения обеих систем. Высокотемпературные системы регулируются фазовым разделением морской воды и пространственной неоднородностью источников тепла.