Материковая кора в горах в среднем составляет: Строение земной коры — урок. География, 5 класс.

Материковая земная кора имеет слоев. Строение земли — схема внутреннего и внешнего строения, названия слоев

Изучение внутреннего строения планет, в том числе нашей Земли – чрезвычайно сложная задача. Мы не можем физически “пробурить” земную кору вплоть до ядра планеты, поэтому все знания полученные нами на данный момент – это знания полученные “на ощупь”, причем самым буквальным образом.

Как работает сейсморазведка на примере разведки нефтяных месторождений. «Прозваниваем» землю и «слушаем», что принесет нам отраженный сигнал

Дело в том, что наиболее простой и надежный способ узнать что же находится под поверхностью планеты и входит в состав её коры – это изучении скорости распространения сейсмических волн в недрах планеты.

Известно, что скорость продольных сейсмических волн возрастает в более плотных средах и напротив, уменьшается в рыхлых грунтах. Соответственно, зная параметры разных типов породы и имея расчетные данные о давлении и т.п. , “слушая” полученный ответ, можно понять через какие слои земной коры прошел сейсмический сигнал и как глубоко они находятся под поверхностью.

Изучение строения земной коры с помощью сейсмоволн

Сейсмические колебания могут быть вызваны источни­ками двух видов: естественными и искусственными . Естествен­ными источниками колебаний являются землетрясения, волны которых несут необходимую информацию о плотности по­род, сквозь которые они проникают.

Арсенал искусственных источников колебаний более обширен, но в первую очередь ис­кусственные колебания вызываются обыкновенным взрывом, однако есть и более “тонкие” способы работы – генераторы направленных импульсов, сейсмовибраторов и т.п.

Проведением взрывных работ и изучением скоростей сейсмических волн занимается

сейсморазведка — одна из важнейших отраслей современной геофизики.

Что же дало изучение сейсмических волн внутри Земли? Анализ их распространения выявил несколько скачков изменения ско­рости при прохождении через недра планеты.

Земная кора

Первый скачок, при котором скорости возрастают с 6,7 до 8,1 км/с, как счи­тают геологи, регистрирует подошву земной коры . Эта по­верхность располагается в разных местах планеты на различных уровнях, от 5 до 75 км. Граница земной коры и нижележащей оболочки — мантии, получила название «поверхности Мохоровичича» , по имени впервые установившего ее югославского ученого А. Мохо­ровичича.

Мантия

Мантия залегает на глубинах до 2 900 км и делится на две части: верхнюю и нижнюю. Граница между верхней и нижней мантией также фиксируется по скачку скорости рас­пространения продольных сейсмических волн (11,5 км/с) и располагается на глубинах от 400 до 900 км.

Верхняя ман­тия имеет сложное строение. В ее верхней части имеется слой расположенный на глубинах 100-200 км, где проис­ходит затухание поперечных сейсмических волн на 0,2- 0,3 км/с, а скорости продольных волн, по существу, не ме­няются. Этот слой назван волноводом . Его толщина обычно равняется 200-300 км.

Часть верхней мантии и кора, залегаю­щие над волноводом, называются литосферой , а сам слой пониженных скоростей — астеносферой .

Таким образом, литосфера представляет собой жесткую твердую оболочку, подстилаемую пластичной астеносфе­рой. Предполагается, что в астеносфере возникают процес­сы, вызывающие движение литосферы.

Внутреннее строение нашей планеты

Ядро Земли

В подошве мантии происходит резкое уменьшение ско­рости распространения продольных волн с 13,9 до 7,6 км/с. На этом уровне лежит граница между мантией и ядром Зем­ли , глубже которой поперечные сейсмические волны уже не распространяются.

Радиус ядра достигает 3500 км, его объем: 16% объема планеты, а масса: 31% массы Земли.

Многие ученые считают, что ядро находится в расплавленном состоя­нии. Его внешняя часть характеризуется резко пониженными значениями скоростей продольных волн, во внутренней ча­сти (радиусом в 1200 км) скорости сейсмических волн вновь возрастают до 11 км/с. Плотность пород ядра равна 11 г/см 3 , и она обуславливается наличием тяжелых элементов. Таким тяжелым элементом может быть железо. Вероятнее всего, железо является составной частью ядра, так как ядро чисто железного или железо-никелевого состава должно иметь плотность, на 8-15% превышающую существующую плот­ность ядра. Поэтому к железу в ядре, по-видимому, при­соединены кислород, сера, углерод и водород.

Геохимический метод изучения строения пла­нет

Имеется еще один путь изучения глубинного строения пла­нет — геохимический способ . Выделение различных оболочек Земли и других планет земной группы по физическим параметрам находит достаточно четкое геохимическое подтверждение, основанное на теории гетерогенной аккреции, согласно кото­рой состав ядер планет и их внешних оболочек в основной своей части является исходно различным и зависит от само­го раннего этапа их развития.

В результате этого процесса в ядре концентрировались наиболее тяжелые (железо-никелевые ) компоненты, а во внешних оболочках — более легкие сили­катные (хондритовые

), обогащенные в верхней мантии лету­чими веществами и водой.

Важнейшей особенностью планет земной группы ( , Земля, ) явля­ется то, что их внешняя оболочка, так называемая кора , со­стоит из двух типов вещества: «материкового » — полевошпа­тового и «океанического » — базальтового.

Материковая (континентальная) кора Земли

Материковая (континентальная) кора Земли сложена гранитами или породами, близкими им по составу, т. е. породами с большим количеством полевых шпатов. Образование «гра­нитного» слоя Земли обусловлено преобразованием более древних осадков в процессе гранитизации.

Гранитный слой надо рассматривать как

специ­фическую оболочку коры Земли — единственной планеты, на которой получили широкое развитие процессы дифферен­циации вещества с участием воды и имеющей гидросферу, кислородную атмосферу и биосферу. На Луне и, вероятно, на планетах земной группы континентальная кора слагается габбро-анортозитами — породами, состоящими из большого количества полевого шпата, правда, несколько другого соста­ва, чем в гранитах.

Этими породами сложены древнейшие (4,0-4,5 млрд. лет) поверхности планет.

Океаническая (базальтовая) кора Земли

Океаническая (базальтовая) кора Земли образована в ре­зультате растяжения и связана с зонами глубинных разло­мов, обусловивших проникновение к базальтовым очагам верхней мантии. Базальтовый вулканизм накладывается на ра­нее сформировавшуюся континентальную кору и является от­носительно более молодым геологическим образованием.

Проявления базаль­тового вулканизма на всех планетах земного типа, по-видимому, аналогичны. Широкое развитие базальтовых «морей» на Луне, Марсе, Меркурии, очевидно, связано с растяжени­ем и образованием вследствие этого процесса зон проницае­мости, по которым базальтовые расплавы мантии устрем­лялись к поверхности. Этот механизм проявления базальто­вого вулканизма является более или менее сходным для всех планет земной группы.

Спутница Земли — Луна также имеет оболочечное строе­ние, в целом повторяющее земное, хотя и имеющее разительно отличие по составу.

Тепловой поток Земли. Горячее всего в районе разломов земной коры, а холоднее – в районах древних материковых плит

Метод измерения теплового потока для изучения строения пла­нет

Еще один путь изучения глубинного строения Земли — это изучение ее теплового потока. Известно, что Земля, го­рячая изнутри, отдает свое тепло. О нагреве глубоких гори­зонтов свидетельствуют извержения вулканов, гейзеры, го­рячие источники. Тепло — главный энергетический источник Земли.

Прирост температуры с углублением от поверхно­сти Земли в среднем составляет около 15° С на 1 км. Это значит, что на границе литосферы и астеносферы, располо­женной примерно на глубине 100 км, температура должна быть близкой к 1500° С. Установлено, что при такой темпера­туре происходит плавление базальтов. Это означает, что астеносферная оболочка может служить источником магмы ба­зальтового состава.

С глубиной изменение температуры про­исходит по более сложному закону и находится в зависи­мости от изменения давления. Согласно расчетным данным, на глубине 400 км температура не превышает 1600° С и на границе ядра и мантии оценивается в 2500-5000° С.

Установлено, что выделение тепла происходит постоян­но по всей поверхности планеты. Тепло — важнейший физи­ческий параметр. От степени нагрева горных пород зависят некоторые их свойства: вязкость, электропроводность, магнитность, фазовое состояние. Поэтому по термическому состоянию можно судить о глубинном строении Земли.

Изме­рение температуры нашей планеты на большой глубине — задача технически сложная, так как измерениям доступны лишь первые километры земной коры. Однако внутренняя температура Земли может быть изучена косвенным путем при измерениях теплового потока.

Несмотря на то, что основным источ­ником тепла на Земле является Солнце, суммарная мощность теплового потока нашей планеты превышает в 30 раз мощность всех электростанций Земли.

Измерения показали, что средний тепловой поток на кон­тинентах и в океанах одинаков. Этот результат объясняется тем, что в океанах большая часть тепла (до 90%) поступает из мантии, где интенсивнее происходит процесс переноса вещества движущимися потоками — конвекцией .

Конвек­ция — процесс, при котором разогретая жидкость расширяет­ся, становясь легче, и поднимается, а более холодные слои опускаются. Поскольку мантийное вещество ближе по сво­ему состоянию к твердому телу, конвекция в нем протека­ет в особых условиях, при невысоких скоростях течения ма­териала.

Какова же тепловая история нашей планеты? Ее пер­воначальный разогрев, вероятно, связан с теплом, образован­ным при соударении частиц и их уплотнении в собственном поле силы тяжести. Затем тепло явилось результатом радио­активного распада. Под воздействием тепла возникла слои­стая структура Земли и планет земной группы.

Радиоактив­ное тепло в Земле выделяется и сейчас. Существует гипоте­за, согласно которой на границе расплавленного ядра Земли продолжаются и поныне процессы расщепления вещества с выделением огромного количества тепловой энергии, разо­гревающей мантию.

Верхний слой Земли, дающий жизнь обитателям планеты, — всего лишь тоненькая оболочка, покрывающая многокилометровые внутренние пласты. О скрытом строении планеты известно немногим больше, чем о космическом пространстве. Самая глубокая Кольская скважина, пробуренная в земной коре для изучения ее слоев, имеет глубину 11 тысяч метров, но это всего лишь четырехсотая часть расстояния до центра земного шара. Получить представление о происходящих внутри процессах и создать модель устройства Земли может лишь сейсмический анализ.

Внутренние и внешние слои Земли

Строение планеты Земля — это неоднородные слои внутренних и внешних оболочек, которые отличаются по составу и выполняемой роли, но тесно связаны между собой. Внутри земного шара расположены такие концентрические зоны:

  • Ядро — радиусом 3500 км.
  • Мантия — примерно 2900 км.
  • Земная кора — в среднем 50 км.

Внешние слои земли составляют газовую оболочку, которую называют атмосферой.

Центр планеты

Центральная геосфера Земли — это ее ядро. Если поставить вопрос о том, какой слой Земли изучен практически меньше всех, то ответом будет — ядро. Точные данные о его составе, структуре и температуре получить не представляется возможным. Все сведения, которые публикуются в научных трудах, достигнуты путем геофизических, геохимических методов и математических расчетов и представлены широкой публике с оговоркой «предположительно». Как показывают результаты анализа сейсмических волн, земное ядро состоит из двух частей: внутренней и внешней. Внутреннее ядро — наиболее неизученная часть Земли, так как сейсмические волны не достигают его пределов. Внешнее ядро представляет собой массу из раскаленного железа и никеля, с температурой около 5 тысяч градусов, которая постоянно находится в движении и является проводником электричества. Именно с такими его свойствами связывают происхождение магнитного поля Земли. Состав внутреннего ядра, по мнению ученых, более разнообразен и дополнен еще и более легкими элементами — серой, кремнием, возможно, и кислородом.

Мантия

Геосферу планеты, которая соединяет центральный и верхний слои Земли, называют мантией. Именно этот слой составляет около 70 % массы земного шара. Нижняя часть магмы — это оболочка ядра, его внешняя граница. Сейсмический анализ показывает здесь резкий скачок в плотности и скорости продольных волн, что говорит о вещественном изменении состава породы. Состав магмы — смесь тяжелых металлов, в которых преобладают магний и железо. Верхняя часть слоя, или астеносфера, представляет собой подвижную, пластичную, мягкую массу с высокой температурой. Именно это вещество пробивается через земную кору и выплескивается на поверхность в процессе извержения вулканов.

Толщина слоя магмы в мантии от 200 до 250 километров, температура — около 2000 о С. От нижнего шара земной коры мантию отделяет слой Мохо, или граница Мохоровичича, сербского ученого, который определил резкое изменение скорости сейсмических волн в этой части мантии.

Жесткая оболочка

Как называется слой Земли, который является самым твердым? Это — литосфера, оболочка, которая связывает мантию и земную кору, находится она над астеносферой, и зачищает поверхностный слой от ее горячего влияния. Основная часть литосферы входит в состав мантии: из всей толщины от 79 до 250 км, на земную кору приходится 5-70 км, в зависимости от места расположения. Литосфера неоднородна, она разделена на литосферные плиты, которые находятся в постоянном медленном движении, то расходясь, то приближаясь друг к другу. Такие колебания литосферных плит называют тектоническим движением, именно быстрые их толчки вызывают землетрясения, расколы земной коры, выплескивание магмы на поверхность. Перемещение литосферных плит ведет к образованию желобов или возвышенностей, застывшая магма образует горные хребты. Плиты не имеют постоянных границ, они соединяются и разделяются. Территории поверхности Земли, над разломами тектонических плит — это места повышенной сейсмической активности, где чаще, чем в других происходят землетрясения, извержения вулканов, образуются полезные ископаемые. На данное время зафиксировано 13 литосферных плит, самые большие из них: Американская, Африканская, Антарктическая, Тихоокеанская, Индо-Австралийская и Евроазиатская.

Земная кора

По сравнению с другими слоями, земная кора — самый тонкий и хрупкий пласт из всей земной поверхности. Слой, в котором живут организмы, который наиболее других насыщен химическими веществами и микроэлементами, составляет всего 5 % общей массы планеты. Земная кора на планете Земля имеет две разновидности: континентальная или материковая и океаническая. Материковая кора более твердая, состоит из трех пластов: базальтового, гранитного и осадочного. Океаническое дно составляют базальтовый (основной) и осадочный слои.

  • Базальтовые породы — это магматические окаменения, самые плотные из пластов земной поверхности.
  • Гранитный слой — отсутствует под океанами, на суше может приближаться к толщине в несколько десятков километров гранитных, кристаллических и других подобных пород.
  • Осадочный пласт образовался в процессе разрушения горных пород. В нем местами содержатся залежи полезных ископаемых органического происхождения: каменный уголь, поваренная соль, газ нефть, известняк, мел, соли калия и другие.

Гидросфера

Характеризуя слои поверхности Земли нельзя не упомянуть о жизненно важной водяной оболочке планеты, или гидросфере. Водный баланс на планете поддерживают океанические воды (основная водяная масса), подземные воды, ледники, материковые воды рек, озер и других водоемов. 97 % всей гидросферы приходится на соленую воду морей и океанов, и лишь 3 % — пресная питьевая вода, из которой основная масса находится в ледниках. Ученые предполагают, что количество воды на поверхности со временем будет увеличиваться за счет глубинных шаров. Гидросферные массы находятся в постоянном кругообороте, переходят из одного состояния в другое и тесно взаимодействуют с литосферой и атмосферой. Гидросфера оказывает большое влияние на все земные процессы, развитие и жизнедеятельность биосферы. Именно водяная оболочка стала средой для зарождения жизни на планете.

Почва

Самый тонкий плодородный слой Земли под названием почва, или грунт, вместе с водяной оболочкой имеет самую большую значимость для существования растений, животных и человека. Возник этот шар на поверхности в результате размывания горных пород, под действием органических процессов разложения. Перерабатывая остатки жизнедеятельности, миллионы микроорганизмов создали слой перегноя — самый благоприятный для посевов всевозможных наземных растений. Один из важных показателей высокого качества почвы — плодородие. Самыми плодородными считаются почвы с равным содержанием песка, глины и гумуса, или суглинки. Глинистые, каменистые и песчаные почвы относятся к наименее пригодным для земледелия.

Тропосфера

Воздушная оболочка Земли вращается вместе с планетой и неразрывно связана со всеми процессами, происходящими в земных пластах. Нижняя часть атмосферы через поры проникает глубоко в тело земной коры, верхняя постепенно соединяется с космосом.

Слои атмосферы Земли неоднородны по своему составу, плотности и температуре.

На расстоянии 10 — 18 км от земной коры простирается тропосфера. Эта часть атмосферы нагревается от земной коры и воды, поэтому с высотой становится все холоднее. Понижение температуры в тропосфере происходит приблизительно на полградуса каждые 100 метров, и в наивысших точках достигает от -55 до -70 градусов. Эта часть воздушного пространства занимает самую значительную долю — до 80 %. Именно здесь формируется погода, собираются бури, облака, формируются осадки и ветры.

Высокие слои

  • Стратосфера — озоновый слой планеты, который поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца, не давая ему погубить все живое. Воздух в стратосфере разрежен. Озон сохраняет стабильную температуру в этой части атмосферы от — 50 до 55 о С. В стратосфере незначительная часть влаги, поэтому облака и осадки для нее не характерны, в отличие от значительных по скорости воздушных течений.
  • Мезосфера, термосфера, ионосфера — воздушные слои Земли над стратосферой, в которых наблюдается снижение плотности и температуры атмосферы. Слой ионосферы — место возникновения свечения заряженных газовых частиц, которые именуют полярным сиянием.
  • Экзосфера — сфера рассеивания газовых частиц, размытая граница с космосом.

По современным представлениям геологии наша планета состоит из нескольких слоев — геосфер. Они различаются по физическим свойствам, химическому составу и В центре Земли находится ядро, за ним идет мантия, потом — земная кора, гидросфера и атмосфера.

В данной статье мы рассмотрим строение земной коры, являющейся верхней частью литосферы. Она представляет собой внешнюю твердую оболочку мощность которой так мала (1,5 %), что ее можно сравнить с тонкой пленкой в масштабах всей планеты. Однако, несмотря на это, именно верхний слой земной коры имеет для человечества большой интерес, как источник полезных ископаемых.

Кора земли условно разделяется на три слоя, каждый из которых по-своему примечателен.

  1. Верхний слой — осадочный. Он достигает толщины от 0 до 20 км. Осадочные породы образовываются вследствие отложения веществ на суше, либо их оседания на дне гидросферы. Они входят в состав земной коры, располагаясь в ней сменяющими друг друга пластами.
  2. Средний слой — гранитный. Его толщина может колебаться от 10 до 40 км. Это магматическая порода, образовавшая твердый слой в результате извержений и последующих застываний магмы в земной толще при высоком давлении и температуре.
  3. Нижний слой, входящий в строение земной коры — базальтовый, тоже имеет магматическое происхождение. В нем содержится большее количество кальция, железа и магния, и его масса больше, чем у гранитной породы.

Структура земной коры не везде одинакова. Особенно разительные отличия имеют океаническая кора и континентальная. Под океанами земная кора тоньше, а под материками толще. Наибольшую толщину она имеет в районах горных массивов.

В состав входят два слоя — осадочный и базальтовый. Под базальтовым слоем находится поверхность Мохо, а за ней верхняя мантия. Океаническое дно имеет сложнейшие рельефные формы. Среди всего их разнообразия особое место занимают огромных размеров срединно-океанические хребты, в которых из мантии зарождается молодая базальтовая океаническая кора. Магма имеет доступ на поверхность через глубинный разлом — рифт, который проходит по центру хребта вдоль вершин. Снаружи магма растекается, тем самым постоянно раздвигая стенки ущелья в стороны. Такой процесс получил название «спрединг».

Строение земной коры более сложное на континентах, нежели под океанами. Континентальная кора занимает гораздо меньшую площадь, чем океаническая — до 40% земной поверхности, но имеет намного большую мощность. Под она достигает толщины 60-70 км. Континентальная кора имеет трехслойное строение — осадочный слой, гранитный и базальтовый. На участках, которые называются щитами, гранитный слой находится на поверхности. Как пример — сложенный из гранитных пород.

Подводная крайняя часть материка — шельф, также имеет континентальное строение земной коры. К нему относятся и острова Калимантан, Новая Зеландия, Новая Гвинея, Сулавеси, Гренландия, Мадагаскар, Сахалин и др. А также внутренние и окраинные моря: Средиземное, Азовское, Черное.

Проводить границу между гранитным слоем и базальтовым можно лишь условно, так как они имеют сходную скорость прохождения сейсмических волн, по которой определяют плотность земных слоев и их состав. Базальтовый слой соприкасается с поверхностью Мохо. Осадочный слой может иметь разную толщину, что зависит от располагающейся на нем формы рельефа. В горах, например, он или вообще отсутствует или имеет очень малую толщину, ввиду того что рыхлые частицы перемещаются вниз по склонам под воздействием внешних сил. Но зато он очень мощен в предгорных районах, впадинах и котловинах. Так, в он достигает 22 км.

Такой вопрос, как строение Земли, интересует очень многих ученых, исследователей и даже верующих. С бурным развитием науки и техники с начала 18 века многие достойные труженики науки потратили немало усилий для того, чтобы понять нашу планету. Смельчаки спускались на дно океана, летали в самые высокие слои атмосферы, бурили громадной глубины скважины для исследования грунтов.

Сегодня существует достаточно цельная картина того, из чего состоит Земля. Правда, устройство планеты и всех ее областей все еще не известно на 100%, но ученые постепенно расширяют грани познания и получают все больше объективной информации по этому поводу.

Форма и размеры планеты Земля

Форма и геометрические размеры Земли — основные понятия, которыми она описывается, как небесное тело. В средние века считалось, что планета имеет плоскую форму, находится в центре Вселенной, а вокруг нее вращается Солнце и другие планеты.

Но такие смелые естествоиспытатели, как Джордано Бруно, Николай Коперник, Исаак Ньютон опровергли подобные суждения и математически доказали, что Земля имеет форму шара с приплюснутыми полюсами и вращается вокруг Солнца, а не наоборот.

Структура планеты очень многообразная, при том, что ее размеры достаточно невелики по меркам даже солнечной системы – длина экваториального радиуса составляет 6378 километров, полярного радиуса – 6356 км.

Длина одного из меридианов равняется 40008 км, а экватор простирается на 40007 км. Из этого также видно, что планета несколько «приплющена» между полюсами, ее вес составляет 5.9742 × 10 24 кг.

Земные оболочки

Земля состоит из многих оболочек, образующих своеобразные слои. Каждый слой является центрально симметричным по отношению к базовой центральной точке. Если визуально выполнить разрез грунта по всей его глубине, то откроются слои с разным составом, агрегатным состоянием, плотностью и т. д.

Все оболочки делятся на две большие группы:

  1. Внутреннее строение описывается, соответственно, внутренними оболочками. Ими является земная кора и мантия Земли.
  2. Внешние оболочки, к которым относится гидросфера и атмосфера.

Строение каждой оболочки является предметом изучения отдельных наук. Ученые до сих пор, в век бурного технического прогресса, не все вопросы выяснили до конца.

Земная кора и ее типы

Земная кора – это одна из оболочек планеты, занимающая только около 0,473% от ее массы. Глубина коры 5 — 12 километров.

Интересно отметить, что глубже ученые практически не проникали, а если провести аналогию, то кора – это как кожица на яблоке по отношению ко всему его объему. Дальнейшее и более точное изучение требует совершенно другого уровня развития техники.

Если смотреть на планету в разрезе, то по мере разной глубины проникновения внутрь ее структуры можно по порядку выделить такие типы земной коры:

  1. Океаническая кора — состоит преимущественно из базальтов, находится на дне океанов под огромными слоями воды.
  2. Континентальная или материковая кора — покрывает сушу, состоит из очень богатого химического состава, включающего на 25% кремний, на 50% кислород, а также 18% других основных элементов таблицы Менделеева. В целях удобного изучения этой коры ее еще делят на нижнюю и верхнюю. Наиболее древние относятся к нижней части.

Температура коры увеличивается по мере углубления.

Мантия

Основной объем нашей планеты составляет мантия. Она занимает все пространство между рассмотренной выше корой и ядром и состоит из многих слоев. Наименьшая толщина до мантии составляет около 5 — 7 км.

Современный уровень развития науки и техники не позволяет непосредственно изучать данную часть Земли, поэтому для получения информации о ней используют косвенные методы.

Очень часто рождение новой земной коры сопровождается ее контактом с мантией, что особенно активно происходит в местах под океанскими водами.

Сегодня считается, что существует верхняя и нижняя мантии, которые разделяются границей Мохоровичича. Проценты этого распределения просчитаны достаточно точно, но требуют уточнения в будущем.

Внешнее ядро

Ядро планеты также не является однородным. Огромные температуры, давление заставляют протекать здесь многие химические процессы, производится распределение масс, веществ. Ядро делится на внутреннее и внешнее.

Внешнее ядро имеет толщину около 3000 километров. Химический состав этого слоя: железо и никель, находящиеся в жидкой фазе. Температура среды здесь колеблется от 4400 до 6100 градусов по Цельсию по мере приближения к центру.

Внутреннее ядро

Центральная часть Земли, радиус которой примерно 1200 километров. Самый нижний слой, который также состоит из железа и никеля, а также некоторых примесей легких элементов. Агрегатное состояние этого ядра схоже с аморфным. Давление здесь достигает невероятных 3,8 млн. бар.

А вы знаете, сколько километров до ядра земли? Расстояние приблизительно 6371 км, что легко высчитывается, если знать диаметр и другие параметры шара.

Сравнение мощности внутренних слоев Земли

Геологическое строение порой оценивается таким параметром, как мощность внутренних слоев. Считается, что наиболее мощной является мантия, так как у нее самая большая толщина.

Внешние сферы земного шара

Планета Земля отличается от любого другого известного ученым космического объекта тем, что обладает еще и внешними сферами, к которым принадлежат:

  • гидросфера;
  • атмосфера;
  • биосфера.

Методы исследования этих сфер значительно отличаются, ведь все они очень разнятся по своему составу и объекту изучения.

Гидросфера

Под гидросферой понимается вся водная оболочка Земли, включая как огромные океаны, занимающие примерно 74% поверхности, так и моря, реки, озера и даже небольшие ручьи и водоемы.

Наибольшая толщина гидросферы составляет около 11 км и наблюдается в районе Марианской впадины. Именно вода считается источником жизни и тем, что отличается наш шар от всех остальных во Вселенной.

Гидросфера занимает примерно 1,4 млрд. км 3 объема. Здесь кипит жизнь, и обеспечиваются условия для функционирования атмосферы.

Атмосфера

Газовая оболочка нашей планеты, надежно закрывающая ее недра от космических объектов (метеоритов), космического холода и других явлений, несовместимых с жизнью.

Толщина атмосферы составляет по разным оценкам около 1000 км. Возле поверхности грунта плотность атмосферы составляет плотность 1,225 кг/м 3 .

На 78% газовая оболочка состоит из азота, на 21% из кислорода, остальное приходится на такие элементы, как аргон, углекислый газ, гелий, метан и прочие.

Биосфера

В независимости от того, как изучают рассматриваемый вопрос ученые, биосфера составляет важнейшую часть структуры Земли – это та оболочка, которая населена живыми существами, включая и самих людей.

Биосфера не просто населена живыми существами, но еще и постоянно изменяется под их воздействием, в особенности, под воздействием человека и его деятельности. Целостное учение об этой сфере разработал великий ученый В. И. Вернадский. Самое это определение ввел австрийский геолог Зюсс.

Заключение

Поверхность Земли, а также все оболочки ее внешней и внутренней структуры являются очень интересным предметом исследования для целых поколений ученых.

Хоть на первый взгляд кажется, что рассмотренные сферы довольно разрозненны, но на самом деле они связаны нерушимыми связями. К примеру, жизнь и вся биосфера просто невозможны без гидросферы и атмосферы, те же, в свою очередь, берут начало из недр.

Отличительной чертой земной литосферы, связанной с феноменом глобальной тектоники нашей планеты, является наличие двух типов коры: материковой, слагающей континентальные массивы, и океанической. Они различаются составом, строением, мощностью и характером преобладающих тектонических процессов. Важная роль в функционировании единой динамичной системы, которую представляет собой Земля, принадлежит океанической коре. Для выяснения этой роли прежде всего необходимо обратиться к рассмотрению присущих ей особенностей.

Общая характеристика

Океанический тип коры образует крупнейшую геологическую структуру планеты — ложе океана. Эта кора имеет небольшую толщину — от 5 до 10 км (для сравнения, мощность коры континентального типа в среднем составляет 35-45 км и может достигать 70 км). Занимает она около 70% общей площади поверхности Земли, но по массе почти вчетверо уступает материковой коре. Средняя плотность пород близка к 2,9 г/см 3 , то есть выше, чем у материков (2,6-2,7 г/см 3).

В отличие от обособленных блоков материковой коры, океаническая представляет собой единую планетарную структуру, которая, однако, не является монолитной. Литосфера Земли расчленена на ряд подвижных плит, сформированных участками коры и подстилающей ее верхней мантии. Океанический тип коры присутствует на всех литосферных плитах; существуют плиты (например, Тихоокеанская или Наска), не имеющие континентальных массивов.

Тектоника плит и возраст коры

В океанической плите различают такие крупные структурные элементы, как стабильные платформы — талассократоны — и активные срединно-океанические хребты и глубоководные желоба. Хребты — это участки спрединга, или раздвигания плит и образования новой коры, а желоба — зоны субдукции, или поддвига одной плиты под край другой, где кора уничтожается. Таким образом, происходит непрерывное ее обновление, в результате чего возраст древнейшей коры данного типа не превышает 160-170 млн лет, то есть она сформировалась в юрском периоде.

С другой стороны, следует иметь в виду, что океанический тип появился на Земле раньше, чем континентальный (вероятно, на рубеже катархей — архей, около 4 млрд лет назад), и характеризуется гораздо более примитивным строением и составом.

Чем и как сложена земная кора под океанами

В настоящее время выделяют обычно три основных слоя океанической коры:

  1. Осадочный. Образован он в основном карбонатными породами, частично — глубоководными глинами. Вблизи склонов материков, особенно у дельт крупных рек, присутствуют и терригенные осадки, поступающие в океан с суши. В этих районах мощность осадков может составлять несколько километров, но в среднем она невелика — около 0,5 км. Вблизи срединно-океанических хребтов осадки практически отсутствуют.
  2. Базальтовый. Это излившиеся, как правило, под водой, лавы подушечного типа. Кроме того, к данному слою относят расположенный ниже сложный комплекс даек — особых интрузий — долеритового (то есть также базальтового) состава. Средняя толщина его 2-2,5 км.
  3. Габбро-серпентинитовый. Сложен интрузивным аналогом базальта — габбро, а в нижней части — серпентинитами (метаморфизованными ультраосновными породами). Мощность этого слоя, согласно сейсмическим данным, достигает 5 км, а иногда и более. Подошва его отделена от подстилающей кору верхней мантии особой поверхностью раздела — границей Мохоровичича.

Строение океанической коры свидетельствует о том, что, по сути, это образование можно в некотором смысле рассматривать как дифференцированный верхний слой земной мантии, состоящий из ее раскристаллизованных пород, который перекрыт сверху тонким слоем морских осадков.

«Конвейер» океанического дна

Понятно, почему в составе этой коры мало осадочных пород: они просто не успевают накопиться в значительных количествах. Разрастаясь от спрединговых зон в районах срединно-океанических хребтов благодаря поступлению горячего мантийного вещества в ходе конвекционного процесса, литосферные плиты как бы уносят океаническую кору все дальше от места формирования. Их увлекает горизонтальный участок все того же медленного, но мощного конвективного течения. В зоне субдукции плита (и кора в ее составе) погружается обратно в мантию уже как холодная часть этого потока. Значительная часть осадков при этом сдирается, сминается и в конечном счете идет на прирост коры материкового типа, то есть на сокращение площади океанов.

Океаническому типу коры присуще такое интересное свойство, как полосовые магнитные аномалии. Эти чередующиеся участки прямой и обратной намагниченности базальта параллельны зоне спрединга и располагаются симметрично по обе стороны от нее. Они возникают при кристаллизации базальтовой лавы, когда она приобретает остаточную намагниченность в соответствии с направлением геомагнитного поля в ту или иную эпоху. Поскольку оно многократно испытывало инверсии, направление намагниченности периодически менялось на противоположное. Данное явление используется при палеомагнитном геохронологическом датировании, а полвека назад оно послужило одним из самых веских аргументов в пользу правильности теории тектоники плит.

Океанический тип коры в круговороте вещества и в тепловом балансе Земли

Участвуя в процессах тектоники литосферных плит, океаническая кора является важным элементом долговременных геологических циклов. Таков, например, медленный мантийно-океанический круговорот воды. В мантии содержится очень много воды, и немалое количество ее поступает в океан при формировании базальтового слоя молодой коры. Но за время своего существования кора, в свою очередь, обогащается благодаря формированию осадочного слоя водой океанов, значительная доля которой, частично в связанном виде, уходит в мантию при субдукции. Аналогичные циклы действуют и для других веществ, например, для углерода.

Тектоника плит играет ключевую роль в энергетическом балансе Земли, обеспечивая медленный перенос тепла от горячих внутренних областей и теплоотдачу с поверхности. Притом известно, что за всю геологическую историю планета отдала до 90% тепла именно через тонкую кору под океанами. Если бы не работал этот механизм, Земля избавлялась бы от излишка тепла иным путем — возможно, подобно Венере, где, как предполагают многие ученые, происходило глобальное разрушение коры при прорыве на поверхность перегретого вещества мантии. Таким образом, значение океанической коры для функционирования нашей планеты в пригодном для существования жизни режиме также исключительно велико.

Внутреннее строение Земли

Ядро Земли центральная, наиболее глубокая геосфера Земли. Его средний радиус ок. 3,5 тыс. км. Делится на внешнее ядро и субъядро (внутренне ядро). Температура в центре ядра Земли, по-видимому, достигает 5000ºС, плотность ок. 12,5 т/м3, давление до 361 (гига) ГПа (3,5*106 атм). Предположительно ядро металлическое (железно-никелевое). Внешнее ядро – жидкое, а субъядро – твердое. С этим связано наличие у Земли магнитного поля. Мантия оболочка «твердой» Земли, расположенная между земной корой и ядром Земли. Составляет 83% объема Земли и 67% ее массы. Верхняя граница проходит на глубине от 5-10 до 70 км по поверхности Мохоровичича [1909 г. скорость продольных сейсмических волн при переходе через нее возрастает скачком с 6,7-7,6 до 7,9-8,2 км/с, а плотность с 2,9-3,0 до 3,1-3,5 т/м3]. Нижняя – на глубине 2900 км по границе с ядром Земли. Предполагают, что мантия Земли в основном сложена оливином и делится на верхнюю мантию толщиной ок. 900 км и нижнюю – ок. 2000 км. Благодаря высокому давлению – от 1 до 136 ГПа вещество мантии Земли, по-видимому, находится в твердом кристаллическом состоянии (за исключением астеносферы). Температура в мантии, по-видимому, не превышает 2000-2500ºС. С процессами в мантии Земли связаны тектонические движения, магматизм, вулканизм и др.

В верхней мантии находится слой пониженной твердости, прочности и вязкости – астеносфера, подстилающий литосферу. Верхняя граница на глубине ок. 100 км под материками и ок. 50 км под дном океана; нижняя – на глубине 250-350 км. Астеносфера играет важную роль в происхождении эндогенных процессов, протекающих в земной коре (магматизм, метаморфизм и др.). Благодаря своей пластичности астеносфера выполняет роль субстрата, по которому могут перемещаться литосферные плиты. Вещество в астеносфере возможно, аморфно.

Верхняя твердая оболочка Земли называется земной корой. Она ограничена снизу поверхностью Мохоровичича. Мощность ее составляет от 5 до 75 км. По строению различают: материковую (континентальную) и океаническую кору.

Материковая кора под равнинами имеет мощность 25-30 км, а под горами – до 75 км. В среднем она составляет 33-35 км. Под горами отмечается утолщение земной коры, то есть выступы ее в глубь – «корни гор». Особенно большой толщины кора достигает под Памиром, Гиндукушем – более 60 км. Гималаями (около 75 км) и Андами (75 км). Таким образом, самые высокие горы имеют самые глубокие «корни» в земных недрах.

При сейсмическом зондировании материковой коры выделяются три основных ее слоя:

  1. Верхний из них носит название осадочного слоя. Это наименее плотный слой толщиной: от 2-3 км на платформах до 20-30 км в подвижных областях. Этот слой представлен осадочными породами, то есть глинами, песками, песчаниками, известняками и мергелями. На нем залегает почвенный покров.
  2. Второй, наиболее толстый слой материковой земной коры, называется гранитным слоем. Он имеет большую плотность и сложен кристаллическими горными породами, то есть гранитами и гнейсами. Этот слой местами выходит на поверхность. Например, на Кольском полуострове; в центральных частях горных хребтов Кавказа, Тянь-Шаня, Алтая, Альп, Карпат и др. В большинстве случаев гранитный слой покрыт осадочными породами, мощность которых достигает 10-20 км.
  3. Третий слой материковой коры называют базальтовым слоем. Он состоит из наиболее тяжелых горных пород – базальтов, габбро и др., его толщина составляет 15-25 км.

Океаническая кора тоньше материковой и состоит из двух слоев – осадочного и базальтового. Мощность осадочного слоя колеблется и изменяется от нескольких метров на срединно-океанических хребтах до 3 км – на остальной части океанического дна. Большая часть этого слоя представлена известняковыми илами, образовавшимися за счет остатков живых организмов.

Толщина базальтового слоя изменяется от 3-х до 12 км. Между этими двумя основными слоями выделяется слой с меньшей, чем у базальтов, плотностью: его толщина от 1 до 2 км. Считается, что он представлен лавами и вулканическими туфами.

Таким образом, общая толщина океанической коры составляет 5-15 км, увеличиваясь до 20 км вблизи материков, под океаническими островами и подводными хребтами. В центральной части Тихого океана мощность коры составляет около 5-8 км.

Основную роль в исследовании внутреннего строения Земли играют сейсмические методы, основанные на исследовании распространения в ее толще упругих волн (как продольных, так и поперечных), возникающих при сейсмических событиях – при естественных землетрясениях и в результате взрывов.

 

 

Еще статьи о внеземном космосе

Еще статьи о Земле как планете

Происхождение материков и океанов. Строение земной коры континентального и океанического типа

Министерство образования  и науки российской федерации 

Федеральной государственное  бюджетные образовательной учреждение

Высшего профессионального  образования

ОРЕНБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ 

 

Геолого-географический факультет

Кафедра геологии

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

по дисциплине «Общая теология»

 

 

«Происхождение материков  и океанов. Строение земной коры континентального и океанического типа»

 

 

 

 

                              

 

 

 

                                                 

 

 

 

 

                                                     Руководитель работ                                   

__________Куделина И.В.

«______»_________2013г.

                                                     Исполнитель

Студент гр.12ПГ(с)-1

__________Григорьев В.С.

«______»_________2013г.

 

 

Содержание

 

    • Происхождение материков и океанов

 

    • Развитие материков и океанов

 

    • Происхождении названия материков

 

    • Строение земной коры континентального и океанического типа

 

    • Океаническая кора

 

    • Континентальная кора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Происхождение материков  и океанов 

 

Как вам уже известно, Земля небольшое космическое  тело, часть Солнечной системы. Как  же родилась наша планета? Ответить на этот вопрос пытались еще ученые античного  мира. Существует много различных  гипотез. С ними вы познакомитесь  при изучении астрономии в старших  классах. Из современных взглядов на происхождение Земли наиболее распространена гипотеза О. Ю. Шмидта об образовании  Земли из холодного газово-пылевого облака. Частицы этого облака, вращаясь вокруг Солнца, сталкивались, «слипались», образуя сгустки, нараставшие как  снежный ком.

Существуют и гипотезы образования планет в результате космических катастроф — мощных взрывов, вызванных распадом звездного вещества. Ученые продолжают искать новые пути решения проблемы происхождения  Земли.

Земная кора — самая верхняя  часть литосферы. Она представляет собой как бы тонкое «покрывало», под которым скрыты неспокойные  земные недра. По сравнению с другими  геосферами земная кора кажется тонкой пленкой, в которую обернут земной шар. В среднем толщина земной коры составляет всего 0,6% от земного  радиуса.

Внешний облик нашей планеты  определяют выступы материков и  впадины океанов, заполненные водой. Чтобы ответить на вопрос, как они  образовались, надо знать различия в строении земной коры.

Как же объяснить различия в строении земной коры? Большинство  ученых считает, что сначала на нашей  планете образовалась кора океанического  типа. Под влиянием процессов, происходящих внутри Земли, на ее поверхности образовались складки, т. е. горные участки. Толщина  коры увеличилась, образовались выступы  материков. Относительно дальнейшего  развития материков и впадин океанов  существует ряд гипотез. Одни ученые утверждают, что материки неподвижны, другие, наоборот, говорят об их постоянном движении.

В последние годы создана  теория строения земной коры, основанная на представлении о литосферных  плитах и на гипотезе дрейфа материков, созданной в начале ХХ в. немецким ученым А. Вегенером. Однако в то время  он не мог найти ответа на вопрос о происхождении сил, перемещающих континенты.

Согласно теории литосферных  плит земная кора вместе с частью верхней  мантии не является монолитным панцирем 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) толщиной от 60 до 100 км. Границы между плитами проходят по срединно-океаническим хребтам — гигантским вздутиям на теле планеты или по глубоководным желобам ущельям на океаническом дне. Есть такие трещины и на суше. Они проходят по горным поясам вроде Альпийско-Гималайского, Уральского и др. Эти горные пояса похожи на «швы на месте залеченных старых ран на теле планеты». На суше есть и «свежие раны» — знаменитые Восточно-Африканские разломы.

Выделяют семь громадных  плит и десятки плит поменьше. Большинство  плит включает как материковую, так  и океаническую кору.

Плиты лежат на сравнительно мягком, пластичном слое мантии, по которому и происходит их скольжение. Силы, вызывающие движение плит, возникают при перемещении  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 срединно-океанических хребтах на дне океанов, где земная кора тоньше. Здесь расплавленное  вещество поднимается из недр Земли  и расталкивает плиты, наращивая  земную кору. Края разломов отодвигаются друг от друга.

Плиты медленно перемещаются от линии подводных хребтов к  линиям желобов со скоростью от 1 до 6 см в год. Этот факт был установлен в результате сопоставления снимков, сделанных с искусственных спутников Земли. Соседние плиты сближаются, расходятся или скользят одна относительно другой. Они плавают на поверхности верхней мантии, как куски льда на поверхности воды.

Если плиты, одна из которых  имеет океаническую кору, а другая материковую, сближаются, то покрытая морем плита изгибается, как бы ныряя под континент. При этом возникают глубоководные желоба, островные дуги, горные хребты, например Курильский 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. Так образовались, например, на границе Евразийской и Индо-Австралийской  плит Гималаи.

Согласно теории литосферных  плит на Земле когда-то был один материк, окруженный океаном. Со временем на нем  возникли глубинные разломы и  образовалось два континента — в  Южном полушарии Гондвана, а в  Северном – Лавразия. Впоследствии и эти материки были разбиты новыми разломами. Образовались современные  континенты и новые океаны — Атлантический  и Индийский.

В основании современных  материков лежат древнейшие относительно устойчивые и выровненные участки  земной коры — платформы, т. е. плиты, образовавшиеся в далеком геологическом прошлом  Земли. При столкновении плит возникли горные сооружения. Некоторые материки сохранили следы столкновения нескольких плит. Площадь их постепенно увеличивалась. Так, например, образовалась Евразия.

Учение о литосферных  плитах дает возможность заглянуть  и в будущее Земли. Предполагают, что примерно через 50 млн. лет разрастутся  Атлантический и Индийский океаны, Тихий уменьшится в размерах. Африка сместится на север. Австралия пересечет  экватор и придет в соприкосновение  с Евразией. Однако это только прогноз, который требует уточнения.

Ученые пришли к выводу, что в местах разрыва и растяжения земной коры в срединных хребтах  образуется новая океаническая кора, которая постепенно расползается в  обе стороны от породившего ее глубинного разлома. На дне океана работает как бы гигантский конвейер. Он переносит  молодые блоки литосферных плит от места их зарождения к континентальным  окраинам океанов. Скорость движения маленькая, путь длинный. Поэтому эти блоки  достигают берега через 15-20 млн. лет. Пройдя этот путь, плита опускается в глубоководный желоб и, «ныряя»  под континент, погружается в  мантию, из которой она образовалась в центральных частях срединных  хребтов. Так замыкается круг жизни  каждой литосферной плиты.

Пограничные области между  литосферными плитами называют сейсмическими  поясами. Это самые беспокойные  подвижные области планеты. Здесь  сосредоточено большинство действующих  вулканов, происходит не менее 95% всех землетрясений. Сейсмические области  протянулись на тысячи километров и  совпадают с областями глубинных  разломов на суше, в океане — со срединно-океаническими  хребтами и глубоководными желобами. На Земле более 1300действующих вулканов, извергающих на поверхность планеты  много лавы, пепла, газов и водяного пара.

Знания о строении и  истории развития литосферы важны  для поисков месторождений полезных ископаемых, для составления прогнозов  стихийных бедствий, которые связаны  с процессами, происходящими в  литосфере. Предполагают, например, что  именно на границах плит образуются рудные ископаемые, происхождение которых  связано с внедрением магматических  пород в земную кору.

В 20-е годы XX века Альфредом  Вегенером была предложена гипотеза дрейфа материков. Он заметил, что некоторые  материки имеют сходные очертания  по береговой линии, как будто  раньше они представляли единое целое. Изначально гипотеза столкнулась с  большим количеством критики, а  потому долгое время не признавалась, однако, во второй половине прошлого века с развитием технических средств  появились доказательства, подтверждающие её правомерность. На сегодняшний день измерения, производимые со спутников, подтверждают, что отдельные участки  земной коры движутся относительно-друг-друга  со скоростью несколько сантиметров  в год. Эти небольшие расстояния, конечно же, неощутимы на протяжении человеческой жизни и даже всей истории  цивилизации, однако, за миллионы лет  литосферные плиты перемещаются на столь значительные расстояния, что география планеты меняется до неузнаваемости.

Считается, что около 200 миллионов  лет назад на Земле существовал  единый суперматерик — Пангея. Он включал  в свой состав все современные  материки, однако, постепенно он начал  раскалываться. В начале он раскололся на два материка: Лавразию (в её составе  оказалась современная Северная Америка и Евразия) и Гондвану (она включала Африку, Южную Америку, Индостан, Австралию и Антарктиду). За последующие миллионы лет материки постепенно приняли современные  очертания и месторасположение, однако, они не прекратили своего движения. В будущем они продолжат перемещаться, пока рано или поздно снова не образуется новая Пангея, но это произойдет не раньше, чем еще через 200-250 миллионов  лет.

Не стоит думать, что  материки всегда имели такую форму, как сейчас. Если обратить внимание на карту геологических складчатостей, то можно заметить, что разные участки  материков сформировались в разные временные промежутки. В будущем  существующие сейчас горы превратятся  в равнины, при столкновении литосферных  плит на материках сформируются новые  горы, а очертания континентов  полностью изменятся. По всей видимости, движение литосферных плит происходит из-за циркуляции раскаленной мантии нашей планеты и будет продолжаться до полного её остывания.

 

Развитие материков  и океанов.

 

Имеются две группы гипотез:

— базификации;

— новой глобальной тектоники  или тектоники литосферных плит.

 

Гипотезы базификации  основаны на представлениях о последовательности развития земной коры. Эволюционный ряд  земной коры построен по принципу перехода вещества от простого к сложному:

кора океанических платформ — кора океанических хребтов — кора переходного  типа желобов и океанических островов — кора складчатых горных поясов и материкового типа — материковая кора платформ.

Здесь явно прослеживается стадиальность, приводящая к постепенному преобразованию океанической коры, как  первичной, через геосинклинальный этап в материковую вторичную  кору, с сокращением площадей океанической коры и нарастанием участков континентов.

Гипотезу базификации  разработали тектонисты А.Д. Архангельский, В.В. Белоусов и М.В. Муратов.

В.В. Белоусов, например, предполагал, что первоначально материковый  тип коры преобладал на всём земном шаре. Образование океанов, по его  мнению, началось в конце палеозоя, когда расплавленные породы мантии внедрялись в материковую кору, утяжеляя, преобразовывали материковое вещество. Под тяжестью внедрившихся пород  происходило опускание частей материков  и нарастание площади океанов.

Океанические впадины  окончательно оформились в конце  мела (около 65 млн. лет назад), хотя процесс  океанизации в срединных океанических хребтах продолжается и в наши дни. Наблюдается постепенное наступление  океана на континентальные обрамления. Образование материковой коры тоже может быть во время океанизации, когда при подплавлении накапливаются  мощные толщи вулканических и  осадочных пород, которые могут  участвовать в формировании гранитно-метаморфического слоя.

Исследователи допускают, что  в истории Земли могла быть не одна, а несколько эпох океанизации, закономерно сменявших периоды  нарастания континентальной земной коры.

Гипотезы новой глобальной тектоники или тектоники литосферных  плит (плавания континентов) получили распространение в начале 1960-х  гг., когда были открыты срединные  рифтовые хребты в океаническом дне — места восходящего движения мантийного вещества и океанизации земной коры. Такое восхождение может быть и под континентами. Это тоже зоны рифтообразования (исп. рифт трещина) — Великие Африканские озёра, озеро  Байкал.

Эти открытия объяснили ряд  парадоксальных фактов. Парадокс заключается  в том, что дно океана моложе самого океана и обрамляющих его материков. Возраст самых древних пород, найденных в южной части Тихого океана, составляет 80-85 млн. лет, а возраст  материковых пород на Балтийском щите определён в 3,6-3,7 млрд. лет. При  этом по данным Н.М. Страхова, материки на 90 % состоят из пород, имеющих океаническое происхождение.

Строение и типы земной коры.

Вопрос 1. Что такое земная кора?

Земная кора — внешняя твёрдая оболочка (кора) Земли, верхняя часть литосферы.

Вопрос 2. Какие существуют виды земной коры?

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

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

Вопрос 3. Чем отличаются виды земной коры друг от друга?

Виды земной коры отличаются друг от друга толщиной. Общая толщина материковой земной коры достигает 30-70 км. Толщина океанической земной коры всего лишь 6-15 км.

Вопрос 4. Почему мы не замечаем большую часть движений земной коры?

Потому что земная кора движется очень медленно, и только при трениях между плитами возникают землетрясения.

Вопрос 5. Куда и как движется твёрдая оболочка Земли?

Каждая точка земной коры движется: поднимается вверх или опускается вниз, смещается вперёд, назад, вправо или влево относительно других точек. Их совместные передвижения приводят к тому, что где-то земная кора медленно поднимается, где-то опускается.

Вопрос 6. Какие виды движения характерны для земной коры?

Медленные, или вековые, движения земной коры — это вертикальные движения поверхности Земли со скоростью до нескольких сантиметров в год, связанные с действием процессов, протекающих в её недрах.

Землетрясения связаны с разрывами и нарушениями целостности горных пород в литосфере. Зона, в которой зарождается землетрясение, называется очагом землетрясения, а район, расположенный на поверхности Земли точно над очагом, — эпицентром. В эпицентре колебания земной коры особенно сильны.

Вопрос 7. Как называется наука, изучающая движения земной коры?

Наука, занимающаяся изучением землетрясений, называется сейсмологией, от слова «сейсмос» — колебания.

Вопрос 8. Что такое сейсмограф?

Все землетрясения чётко фиксируются чувствительными приборами, которые называются сейсмографами. Сейсмограф работает на основе принципа маятника: на любые, даже самые слабые колебания земной поверхности чувствительный маятник обязательно отреагирует. Маятник качнётся, и это движение приведёт в действие перо, оставляющее след на бумажной ленте. Чем сильнее землетрясение, тем больше колебания маятника и заметнее след пера на бумаге.

Вопрос 9. Что такое очаг землетрясения?

Зона, в которой зарождается землетрясение, называется очагом землетрясения, а район, расположенный на поверхности Земли точно над очагом, — эпицентром.

Вопрос 10. Где расположен эпицентр землетрясения?

Район, расположенный на поверхности Земли точно над очагом, — эпицентром. В эпицентре колебания земной коры особенно сильны.

Вопрос 11. Чем отличаются виды движения земной коры?

Тем, что вековые движения земной коры происходят очень медленно и незаметно, а быстрые движения коры (землетрясения) – быстро и имеют разрушительные последствия.

Вопрос 12. Как можно обнаружить вековые движения земной коры?

В результате вековых движений земной коры на поверхности Земли сухопутные условия могут сменяться морскими — и наоборот. Так, например, можно обнаружить на Восточно-Европейской равнине окаменевшие раковины принадлежавшие моллюскам. Это говорит о том, что там когда-то было море, но дно поднялось и теперь там холмистая равнина.

Вопрос 13. Почему возникают землетрясения?

Землетрясения связаны с разрывами и нарушениями целостности горных пород в литосфере. Большинство землетрясений возникает в районах сейсмических поясов, самый крупный из которых — Тихоокеанский.

Вопрос 14. В чём состоит принцип работы сейсмографа?

Сейсмограф работает на основе принципа маятника: на любые, даже самые слабые колебания земной поверхности чувствительный маятник обязательно отреагирует. Маятник качнётся, и это движение приведёт в действие перо, оставляющее след на бумажной ленте. Чем сильнее землетрясение, тем больше колебания маятника и заметнее след пера на бумаге.

Вопрос 15. Какой принцип положен в основу определения силы землетрясения?

Силу землетрясений измеряют в баллах. Для этого разработана специальная 12-балльная шкала силы землетрясений. Силу землетрясения определяют по последствиям этого опасного процесса, то есть по разрушениям.

Вопрос 16. Почему вулканы чаще всего возникают на дне океанов или на их берегах?

Возникновение вулканов связано с прорывом на поверхность Земли вещества из мантии. Чаще всего это происходит там, где земная кора имеет небольшую толщину.

Вопрос 17. Используя карты атласа, определите, где чаще происходят извержения вулканов: на суше или на дне океана?

Больше всего извержений происходит на дне и берегах океанов на стыке литосферных плит. Например, вдоль Тихоокеанского побережья.

Сложно даже представить, сколько разных благ человек получает путем их извлечения из земной коры. Вот я лишь недавно задумался, что корпус ноутбука, за которым я сейчас пишу эти слова, состоит из алюминия — самого распространенного металла в земной коре, а мой дом отапливается благодаря сгорающему газу, который добывают из тех же недр Земли. Теперь хочется узнать больше о твердой поверхности нашей планеты.

Путь образования земной коры и её виды

Сотни миллионов лет планета эволюционировала до её текущего состояния. Перед возникновением земной коры была расплавленная магма, которая постепенно остывала и затвердевала. Затвердевшие куски магмы стали основой земной коры — базальтовым слоем.

Из базальта почти полностью состоит дно Мирового океана, где литосферные плиты гораздо тоньше материковых. Их толщина составляет около 10-15 км.

Слой материковой коры в три раза толще океанической. Он включает в свой состав гранитный и осадочный слой, которые появились в результате множественных столкновений литосферных плит в океане и выходу их на сушу.

Ветер, солнце и воздух приводят в действие механизм покрытия Земли обломочными породами, среди которых:

  • глина;
  • песок;
  • гравий.

Эти породы появляются впоследствии разрушения горных вершин.

Практические исследования земной коры

Верхний слой литосферы можно исследовать на практике, если пробурить скважину.

Именно так и принялись за исследование земной коры советские учение, которые пробили в Мурманской области скважину на 12 км, что на 1 км глубже, чем Марианская впадина.

Практическое исследование подземелья показало, что многие ученые ошибались касательно температуры на глубине и мест залегания некоторых полезных ископаемых.

В процессе изучения Кольской скважины было установлено, что температура начинает подыматься на 1 градус с каждым километром погружения после 6 км, а не после 10 км, как думали ранее теоретики; на глубине больше 10 км находятся залежи золота, которого никто не ожидал там встретить. Концентрация золота на глубине в 2 раза превышает его концентрацию на поверхности.

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.

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.

Океанская и материковая земная кора. Типы земной коры Справедливо ли утверждать что распространение материковой коры

Материки в свое время были сформированы из массивов земной коры, которая в той или иной степени выступает над уровнем воды в виде суши. Эти глыбы земной коры не один миллион лет раскалывались, сдвигались, части их сминались, чтобы предстать в том виде, которым известен нам сейчас.

Сегодня мы рассмотрим наибольшую и наименьшую мощность земной коры и особенности ее строения.

Немного о нашей планете

В начале формирования нашей планеты здесь действовали множественные вулканы, происходили постоянные столкновения с кометами. Лишь после того, как бомбардировки прекратились, раскаленная поверхность планеты застыла.
То есть ученые уверены, что изначально наша планета представляла собой бесплодную пустыню без воды и растительности. Откуда на ней взялось столько воды — до сих пор остается загадкой. Но не так давно под землей были обнаружены большие запасы воды, возможно, именно они и стали основой наших океанов.

Увы, все гипотезы о происхождении нашей планеты и ее составе являются скорее предположениями, чем фактами. Согласно утверждениям А. Вегенера, изначально Землю покрывал тонкий слой гранита, который в палеозойскую эру преобразовался в праматерик Пангею. В мезозойскую эру Пангея начала раскалываться на части, образовавшиеся материки постепенно отплывали друг от друга. Тихий океан, утверждает Вегенер, — это остаток первичного океана, а Атлантический и Индийский рассматриваются как вторичные.

Земная кора

Состав земной коры практически аналогичен составу планет нашей Солнечной системы — Венеры, Марса и др. Ведь основой для всех планет Солнечной системы послужили одни и те же вещества. А с недавних пор ученые уверены, что столкновение Земли с еще одной планетой, названной Теей, вызвало слияние двух небесных тел, а от отколовшегося осколка образовалась Луна. Это объясняет то, что минеральный состав Луны схож с составом нашей планеты. Ниже мы рассмотрим строение земной коры — карту ее слоев на суше и океане.

Кора составляет всего 1% от массы Земли. Преимущественно она состоит из кремния, железа, алюминия, кислорода, водорода, магния, кальция и натрия и еще 78 элементов. Предполагается, что в сравнении с мантией и ядром кора Земли — оболочка тонкая и хрупкая, состоящая преимущественно из легких веществ. Тяжелые же вещества, как считают геологи, спускаются к центру планеты, а самые тяжелые сосредоточены в ядре.

Строение земной коры и карта его слоев представлены на рисунке ниже.

Материковая земная кора

Кора Земли имеет 3 слоя, каждый из которых неровными пластами покрывает предыдущий. Большая часть ее поверхности — это континентальные и океанические равнины. Континенты также окружает шельф, который после обрывчатого изгиба переходит в континентальный склон (область подводной окраины материка).
Земная материковая кора делится на слои:

1. Осадочный.
2. Гранитный.
3. Базальтовый.

Осадочный слой покрывают осадочные, метаморфические и магматические горные породы. Мощность материковой земной коры составляет наименьший процент.

Типы материковой земной коры

Осадочные горные породы представляют собой скопления, среди которых находятся глина, карбонат, вулканогенные горные породы и другие твердые вещества. Это своеобразный осадок, который сформировался в результате тех или иных природных условий, которые раньше существовали на Земле. Он позволяет исследователям делать выводы по поводу истории нашей планеты.

Гранитный слой состоит из магматических и метаморфических горных пород, схожих с гранитом по своим свойствам. То есть не только гранит составляет второй слой земной коры, но вещества эти по составу очень с ним схожи и имеют примерно аналогичную прочность. Скорость его продольных волн достигает 5,5-6,5 км/с. Состоит он из гранитов, кристаллических сланцев, гнейсов и т. д.

Базальтовый слой слагается из веществ, по составу схожих с базальтами. Является более плотным в сравнении с гранитным слоем. Под базальтовым слоем протекает тягучая мантия из твердых веществ. Условно мантию от коры отделяет так называемая граница Мохоровичича, которая, по сути, разделяет слои различного химического состава. Характеризуется резким нарастанием скорости сейсмических волн.
То есть относительно тонкий слой земной коры является хрупкой преградой, отделяющей нас от раскаленной мантии. Толщина самой мантии составляет в среднем 3 000 км. Вместе с мантией движутся и тектонические плиты, которые, как часть литосферы, являются участком земной коры.

Ниже рассмотрим мощность материковой земной коры. Составляет она до 35 км.

Мощность материковой коры

Толщина земной коры варьируется от 30 до 70 км. И если под равнинами слой ее составляет всего 30-40 км, то под горными системами достигает 70 км. Под Гималаями толщина слоя доходит до 75 км.

Мощность материковой земной коры составляет от 5 до 80 км и напрямую зависит от ее возраста. Так, холодные древние платформы (Восточно-Европейская, Сибирская, Западно-Сибирская) имеют достаточно высокую мощность — 40-45 км.

При этом каждый из слоев имеет свою мощность и толщину, которая в разных областях материка может изменяться.

Мощность материковой земной коры составляет:

1. Осадочный слой — 10-15 км.

2. Гранитный слой — 5-15 км.

3. Базальтовый слой — 10-35 км.

Температура коры Земли

Температура повышается по мере углубления в нее. Считается, что температура ядра составляет до 5 000 С, однако эти цифры остаются условными, так как вид и состав его до сих пор не ясен ученым. По мере углубления в земную кору температура ее повышается каждые 100 м, однако ее цифры варьируются в зависимости от состава элементов и глубины. Океаническая земная кора имеет более высокую температуру.

Океаническая земная кора

Изначально, по предположениям ученых, Земля покрылась именно океаническим слоем коры, который несколько отличается по толщине и составу от материкового слоя. вероятно, возникла из верхнего дифференцированного слоя мантии, то есть по составу она очень близка к ней. Мощность земной коры океанического типа в 5 раз меньше, чем мощность материкового типа. При этом ее состав в глубоких и неглубоких районах морей и океанов друг от друга отличается несущественно.

Слои материковой коры

Мощность океанической земной коры составляют:

1. Слой океанической воды, толщина которого составляет 4 км.

2. Слой неплотных осадков. Мощность составляет 0,7 км.

3. Слой, сложенный из базальтов с карбонатными и кременистыми породами. Средняя мощность — 1,7 км. Он не выделяется резко и характеризуется уплотнением осадочного слоя. Этот вариант его строения называют субокеаническим.

4. Базальтовый слой, не отличающийся от континентальной коры. Мощность океанической земной коры составляет в этом слое 4,2 км.

Базальтовый слой океанической коры в зонах субдукции (зона, в которых один слой коры поглощает другой) превращается в эклогиты. Их плотность настолько высока, что они погружаются вглубь коры на глубину более 600 км, а затем опускаются в нижнюю мантию.

Учитывая, что наименьшая мощность земной коры наблюдается под океанами и составляет всего 5-10 км, ученые давно вынашивают идею начать бурение коры на глубине океанов, что позволило бы более подробно изучить внутреннее строение Земли. Однако слой океанической земной коры очень прочен, а исследования на глубине океана делают эту задачу еще более сложной.

Заключение

Земная кора, пожалуй, единственный слой, подробно изученный человечеством. А вот то, что находится под ней, до сих пор волнует геологов. Остается лишь надеяться, что однажды неизведанные глубины нашей Земли будут изучены.

Происхождение Земли. Как вам уже известно. Земля — небольшое космическое тело, часть Солнечной системы. Как же родилась наша планета? Ответить на этот вопрос пытались еще ученые античного мира. Существует много различных гипотез. С ними вы познакомитесь при изучении астрономии в старших классах.

Из современных взглядов на происхождение Земли наиболее распространена гипотеза О. Ю. Шмидта об образовании Земли из холодного газово-пылевого облака. Частицы этого облака, вращаясь вокруг Солнца, сталкивались, «слипались», образуя сгустки, нараставшие как снежный ком.

Существуют и гипотезы образования планет в результате космических катастроф — мощных взрывов, вызванных распадом звездного вещества. Ученые продолжают искать новые пути решения проблемы происхождения Земли.

Строение материковой и океанической земной коры. Земная кора — самая верхняя часть литосферы. Она представляет собой как бы тонкое «покрывало», под которым скрыты неспокойные земные недра. По сравнению с другими геосферами земная кора кажется тонкой пленкой, в которую обернут земной шар. В среднем толщина земной коры составляет всего 0,6% от длины земного радиуса.

Внешний облик нашей планеты определяют выступы материков и впадины океанов, заполненные водой. Чтобы ответить на вопрос, как они образовались, надо знать различия в строении земной коры. Эти различия вы можете установить по рисунку 8.

  1. Какие три слоя составляют земную кору?
  2. Какова толщина коры у материков? Под океанами?
  3. Выделите два признака, отличающие материковую кору от океанической.

Как же объяснить различия в строении земной коры? Большинство ученых считает, что сначала на нашей планете образовалась кора океанического типа. Под влиянием процессов, происходящих внутри Земли, на ее поверхности образовались складки, т. е. горные участки. Толщина коры увеличилась, образовались выступы материков. Относительно дальнейшего развития материков и впадин океанов существует ряд гипотез. Одни ученые утверждают, что материки неподвижны, другие, наоборот, говорят об их постоянном движении.

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. Однако в то время он не мог найти ответа на вопрос о происхождении сил, перемещающих континенты.

Рис. 8. Строение земной коры на материках и под океанами

Плиты литосферы. Согласно теории литосферных плит земная кора вместе с частью верхней мантии не является монолитным панцирем 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) толщиной от 60 до 100 км. Границы между плитами проходят по срединно-океаническим хребтам — гигантским вздутиям на теле планеты или по глубоководным желобам — ущельям на океаническом дне. Есть такие трещины и на суше. Они проходят по горным поясам вроде Алышй-ско-Гималайского, Уральского и др. Эти горные пояса похожи на «швы на месте залеченных старых ран на теле планеты». На суше есть и «свежие раны» — знаменитые Восточно-Африканские разломы.

Выделяют семь громадных плит и десятки плит поменьше. Большинство плит включает как материковую, так и океаническую кору (рис. 9).

Рис. 9. Плиты литосферы

Плиты лежат на сравнительно мягком, пластичном слое мантии, по которому и происходит их скольжение. Силы, вызывающие движение плит, возникают при перемещении вещества в верхней мантии (рис. 10). Мощные восходящие потоки этого вещества разрывают земную кору, образуя в ней глубинные разломы. Эти разломы есть на суше, но больше всего их в срединно-океанических хребтах на дне океанов, где земная кора тоньше. Здесь расплавленное вещество поднимается из недр Земли и расталкивает плиты, наращивая земную кору. Края разломов отодвигаются друг от друга.

Рис. 10. Предполагаемое движение литосферных плит: 1. Атлантический океан. 2. Срединно-океанический хребет. 3. Погружение плит в мантию. 4. Океанический желоб. 5. Анды. 6. Подъем вещества из мантии

Плиты медленно перемещаются от линии подводных хребтов к линиям желобов со скоростью от 1 до б см в год. Этот факт был установлен в результате сопоставления снимков, сделанных с искусственных спутников Земли. Соседние плиты сближаются, расходятся или скользят одна относительно другой (см. рис. 10). Они плавают на поверхности верхней мантии, как куски льда на поверхности воды.

Если плиты, одна из которых имеет океаническую кору, а другая материковую, сближаются, то покрытая морем плита изгибается, как бы ныряет под континент (см. рис. 10). При этом возникают глубоководные желоба, островные дуги, горные хребты, например Курильский 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. Так образовались, например, на границе Евразийской и Индо-Австралийской плит Гималаи.

Рис. 11. Изменение очертаний материков в разное время

Согласно теории литосферных плит на Земле когда-то был один материк, окруженный океаном. Со временем на нем возникли глубинные разломы и образовалось два континента — в Южном полушарии Гондвана, а в Северном — Лавразия (рис. 11). Впоследствии и эти материки были разбиты новыми разломами. Образовались современные континенты и новые океаны — Атлантический и Индийский. В основании современных материков лежат древнейшие относительно устойчивые и выровненные участки земной коры — платформы, т. е. плиты, образовавшиеся в далеком геологическом прошлом Земли. При столкновении плит возникли горные сооружения. Некоторые материки сохранили следы столкновения нескольких плит. Площадь их постепенно увеличивалась. Так, например, образовалась Евразия.

Учение о литосферных плитах дает возможность заглянуть и в будущее Земли. Предполагают, что примерно через 50 млн лет разрастутся Атлантический и Индийский океаны, Тихий уменьшится в размерах. Африка сместится на север. Австралия пересечет экватор и придет в соприкосновение с Евразией. Однако это только прогноз, который требует уточнения.

Ученые пришли к выводу, что в местах разрыва и растяжения земной коры в срединных хребтах образуется новая океаническая кора, которая постепенно расползается в обе стороны от породившего ее глубинного разлома. На дне океана работает как бы гигантский конвейер. Он переносит молодые блоки литосферных плит от места их зарождения к континентальным окраинам океанов. Скорость движения маленькая, путь длинный. Поэтому эти блоки достигают берега через 15-20 млн лет. Пройдя этот путь, плита опускается в глубоководный желоб и, «ныряя» под континент, погружается в мантию, из которой она образовалась в центральных частях срединных хребтов. Так замыкается круг жизни каждой литосферной плиты.

Карта строения земной коры. Древние платформы, складчатые горные области, положение срединно-океани-ческпх хребтов, зоны разломов на суше и дне океана, выступы кристаллических пород на материках показаны на тематической карте «Строение земной коры».

Сейсмические пояса Земли. Пограничные области между литосферными плитами называют сейсмическими поясами. Это самые беспокойные подвижные области планеты. Здесь сосредоточено большинство действующих вулканов, происходит не менее 95% всех землетрясений. Сейсмические области протянулись на тысячи километров и совпадают с областями глубинных разломов на суше, в океане — со срединно-океаническими хребтами и глубоководными желобами. На Земле более 800 действующих вулканов, извергающих на поверхность планеты много лавы, газов и водяного пара.

Знания о строении и истории развития литосферы важны для поисков месторождений полезных ископаемых, для составления прогнозов стихийных бедствий, которые связаны с процессами, происходящими в литосфере. Предполагают, например, что именно на границах плит образуются рудные ископаемые, происхождение которых связано с внедрением магматических пород в земную кору.

  1. Какое строение имеет литосфера? Какие явления происходят на границах ее плит?
  2. Как размещаются на Земле сейсмические пояса? Расскажите о землетрясениях и извержениях вулканов, известных вам из сообщений радио, телевидения. газет. Объясните причины этих явлений.
  3. Как следует работать с картой строения земной коры?
  4. Справедливо ли утверждение, что распространение материковой коры совпадает с площадью суши? 5. Где, по вашему мнению, в далеком будущем на Земле могут образоваться новые океаны? Новые материки?

План

1. Земная кора (материковая, океаническая, переходная).

2. Главные составные части земной коры – химические элементы, минералы, горные породы, геологические тела.

3. Основы классификации магматических горных пород.

Земная кора (материковая, океаническая, переходная)

На основании данных глубинных сейсмических зондирований в толще земной коры выделяется ряд слоев, характеризующимися разными скоростями прохождения упругих колебаний. Из этих слоев три считаются основными. Самый верхний из них известен как осадочная оболочка, средний – гранитно-метаморфический и нижний – базальтовый (рис.).

Рис. . Схема строения коры и верхней мантии, включая твердую литосферу

и пластичную астеносферу

Осадочный слой сложен в основном наиболее мягкими, рыхлыми и более плотными (за счет цементации рыхлых) породами. Осадочные породы обычно располагаются в виде пластов. Мощность осадочного слоя на поверхности Земли очень непостоянна и меняется от нескольких м до 10-15 км. Есть участки, где осадочный слой полностью отсутствует.

Гранитный-метаморфический слой сложен в основном магматическими и метаморфическими породами, богатыми алюминием и кремнием. Места, где отсутствует осадочный слой и гранитный слой выходит на поверхность называют кристаллическими щитами (Кольский, Анабарский, Алданский и др.). Мощность гранитного слоя 20-40 км, местами этот слой отсутствует (на дне Тихого океана). По данным изучения скорости сейсмических волн плотность пород у нижней границы от 6,5 км/сек до 7,0 км/сек резко меняется. Эта граница гранитного слоя, отделяющая гранитный слой от базальтового получила название границы Конрада.

Базальтовый слой выделяется в основании земной коры, присутствует повсеместно, мощность его колеблется от 5 до 30 км. Плотность вещества в базальтовом слое – 3,32 г/см 3 , по составу он отличается от гранитов и характеризуется значительно меньшим содержанием кремнезема. У нижней границы слоя наблюдается скачкообразное изменение скорости прохождения продольных волн, что говорит о резком изменении свойств пород. Эта граница принята за нижнюю границу земной коры и названа границей Мохоровичича, о чем говорилось выше.

В различных частях земного шара земная кора разнородна как по составу, так и по мощности. Типы земной коры – материковая или континентальная, океаническая и переходная. Океаническая кора занимает около 60%, а континентальная около 40% земной поверхности, что отличается от распределения площади океанов и суши (71% и 29% соответственно). Это связано с тем, что граница между рассматриваемыми типами коры проходит по континентальному подножию. Мелководные моря, такие как, к примеру, Балтийское и Арктические моря России, относятся к Мировому океану лишь с географической точки зрения. В области океанов выделяют океанический тип , характеризующийся маломощным осадочным слоем, под которым располагается базальтовый. Причем, океаническая кора значительно моложе континентальной – возраст первой составляет не более 180 – 200 млн. лет. Земная кора под континентом содержит все 3 слоя, имеет большую мощность (40-50 км) и называется материковой . Переходная кора отвечает подводной окраине материков. В отличии от континентальной здесь резко сокращается гранитный слой и сходит на нет в океан, а затем идет и сокращение мощности базальтового слоя.

Осадочный, гранитный-метаморфический и базальтовый слои вместе образуют оболочку, которая получила наименование сиаль – от слов силициум и алюминий. Обычно полагают, что в сиалической оболочке целесообразно отождествлять понятие о земной коре. Установлено также, что на всем протяжении геологической истории земная кора поглощает кислород и к настоящему она по объему на 91% состоит из него.

Главные составные части земной коры – химические элементы, минералы, горные породы, геологические тела

Вещество Земли состоит из химических элементов. В пределах каменной оболочки химические элементы образуют минералы, минералы слагают горные породы, а горные породы в свою очередь геологические тела. Наши знания о химии Земли, или иначе геохимии, катастрофически убывают с глубиной. Глубже 15 км наши знания постепенно сменяются гипотезами.

Американский химик Ф.В. Кларк совместно с Г.С. Вашингтоном, начав в начале прошлого века анализ различных пород (5159 образцов) опубликовал данные о средних содержаниях около десяти наиболее распространенных элементов в земной коре. Франк Кларк исходил из того положения, что твердая земная кора до глубины 16 км состоит на 95% из изверженных пород и на 5% из осадочных пород, образованных за счет изверженных. Поэтому для подсчета Ф.Кларк использовал 6000 анализов различных горных пород, взяв их среднее арифметическое. В дальнейшем эти данные дополнялись средними данными содержаний других элементов. Оказалось, что наиболее распространенными элементами земной коры являются (вес. %): O – 47,2; Si – 27,6; Al – 8,8; Fe – 5,1; Ca – 3,6; Na – 2,64; Mg – 2,1; K – 1,4; H – 0,15, что в сумме составляет 99,79%. Эти элементы, (кроме водорода), а также углерод, фосфор, хлор, фтор и некоторые другие называют породообразующими или петрогенными.

Впоследствии эти цифры неоднократно уточнялись различными авторами (табл.).

Сравнение различных оценок состава земной коры континентов,

Тип коры Верхняя часть континентальной коры Континентальная кора
Автор Оксиды Кларк,1924 Гольдшмидт, 1938 Виноградов, 1962 Ронов и др., 1990 Ронов и др., 1990
SiO 2 60,3 60,5 63,4 65,3 55,9
TiO 2 1,0 0,7 0,7 0,55 0,85
Al 2 O 3 15,6 15,7 15,3 15,3 16,5
Fe 2 O 3 3,2 3,1 2,5 1,8 1,0
FeO 3,8 3,8 3,7 3,7 7,4
MnO 0,1 0,1 0,1 0,1 0,15
MgO 3,5 3,5 3,1 2,9 5,0
CaO 5,2 5,2 4,6 4,2 8,8
Na 2 O 3,8 3,9 3,4 3,1 2,8
K 2 O 3,2 3,2 3,0 2,9 1,4
P 2 O 5 0,3 0,3 0,2 0,15 0,2
Сумма 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

Средние массовые доли химических элементов в земной коре получили название по предложению академика А. Е. Ферсманакларков . Последние данные по химическому составу сфер Земли сведены в следующую схему (рис).

Все вещество земной коры и мантии состоит из минералов, разнообразных по форме, строению, составу, распространенности и свойствам. В настоящее время выделено более 4000 минералов. Точную цифру назвать невозможно потому, что ежегодно число минеральных видов пополняется 50-70 наименованиями минеральных видов. Например, на территории бывшего СССР открыто около 550 минералов (в музее им. А.Е.Ферсмана хранится 320 видов), из них более 90% в ХХ веке.

Минеральный состав земной коры выглядит следующим образом (об. %): полевые шпаты — 43,1; пироксены — 16,5; оливин — 6,4; амфиболы — 5,1; слюды — 3,1; глинистые минералы — 3,0; ортосиликаты – 1,3; хлориты, серпентины — 0,4; кварц – 11,5; кристобалит — 0,02; тридимит — 0,01; карбонаты — 2,5; рудные минералы — 1,5; фосфаты — 1,4; сульфаты — 0,05; гидроксиды железа — 0,18; прочие — 0,06; органическое вещество — 0,04; хлориды — 0,04.

Эти цифры, конечно же, весьма относительны. В целом, минеральный состав земной коры наиболее пестр и богат по сравнению с составом более глубоких геосфер и метеоритов, вещества Луны и внешних оболочек других планет земной группы. Так на луне выявлено 85 минералов, а в метеоритах – 175.

Природные минеральные агрегаты, слагающие самостоятельные геологические тела в земной коре называются горными породами. Понятие «геологическое тело» — это разномасштабное понятие, оно включает объемы от кристалла минерала до континентов. Каждая горная порода образует в земной коре объемное тело (слой, линза, массив, покров…), характеризующееся определенным вещественным составом и специфическим внутренним строением.

В русскую геологическую литературу термин «горная порода» был введен в конце ХVIII века Василием Михайловичем Севергиным. Изучение земной коры показало, что она сложена различными горными породами, которые по происхождению можно разделить на 3 группы: магматические или изверженные, осадочные и метаморфические.

Прежде, чем перейти к описанию каждой из групп горных пород в отдельности, необходимо остановиться на их исторических взаимоотношениях.

Принято считать, что первоначально земной шар представлял расплавленное тело. Из этого первичного расплава или магмы, и образовалась путем остывания твердая земная кора, в начале сложенная целиком магматическими горными породами, которые следует рассматривать как исторически наиболее древнюю группу горных пород.

Лишь в более позднюю фазу развития Земли могли возникать породы иного происхождения. Это стало возможным после возникновения всех внешних ее оболочек: атмосферы, гидросферы, биосферы. Первичные магматические породы под их воздействием и солнечной энергии разрушались, разрушенный материал перемещался водой и ветром, сортировался и вновь цементировался. Так возникли осадочные породы, являющиеся вторичными по отношению к магматическим, за счет которых они образовались.

Материалом для образования метаморфических пород служили как магматические породы, так и осадочные. В результате различных геологических процессов происходило опускание крупных участков земной коры, в пределах этих участков шло накопление осадочных пород. Нижние части толщи в ходе этих опусканий попадают на все большие глубины в область высоких температур и давлений, в область проникновения из магмы различных паров и газов и циркуляции горячих водяных растворов, привносящих в породы новые химические элементы. Итогом этого и является метаморфизм.

Распространение этих пород неодинаково. Подсчитано, что литосфера на 95 % сложена магматическими и метаморфическими породами и только 5 % составляют осадочные породы. На поверхности распределение несколько иное. Осадочными породами покрыто 75 % земной поверхности и только 25 % приходится на долю магматических и метаморфических пород.

Слой С нельзя рассматривать как однородный. В нем происходит или изменение химического состава, или фазовые переходы (или то и другое).

Что касается слоя В , лежащего непосредственно под земной корой, то, скорее всего, здесь тоже имеет место некоторая неоднородность и он состоит их таких пород, как дунит, перидотиты, эклогиты.

При изучении землетрясения, происшедшего в 40 км от Загреба (Югославия), А. Мохоровичич в 1910 г. заметил, что на расстоянии больше 200 км от источника первой на сейсмограмме вступает продольная волна другого типа, чем на более близких расстояниях. Он объяснил это тем, что в Земле на глубине порядка 50 км существует граница, на которой скорость внезапно возрастает. Это исследование было продолжено его сыном С. Мохоровичичем после Конрада, который в 1925 г. обнаружил еще одну фазу продольных волн Р * при изучении волн от землетрясений в восточных Альпах. Соответствующая фаза поперечных волн S * была идентифицирована позже. Фазы P * и S * указывают на существование, по крайней мере, одной границы — «границы Конрада» — между подошвой осадочной толщи и границей Мохоровичича.

Волны, возникшие при землетрясениях и искусственных взрывах и распространяющиеся в земной коре, в последние годы интенсивно изучались. Использовались методы как преломленных, так и отраженных волн. Результаты проведенных исследований сводятся к следующему. По измерениям, проведенным разными исследователями, значения продольных V p и поперечных V S скоростей оказались равными: в граните — V p = 4.0 ÷ 5.7,V s = 2.1÷ 3.4 , в базальте — V p = 5.4 ÷ 6.4,V s ≈ 3.2, в

габбро — V p = 6.4 ÷ 6.7,V s ≈ 3.5 , в дуните — V p = 7.4,V s = 3.8 и в эклогите — V p = 8.0,V s = 4.3

км/с.

Кроме того, в различных областях были получены указания на существование волн с другими скоростями и границами внутри гранитного слоя. С другой стороны, под океаническим дном за пределами шельфов не имеется указание на существование гранитного слоя. Во многих континентальных областях подошвой гранитного слоя является граница Конрада.

В настоящее время имеются указания на дополнительные ясно выраженные границы между поверхностями Конрада и Мохоровичича; для нескольких континентальных областей даже указаны слои со скоростями продольных волн от 6,5 до 7 и от 7 до 7,5 км/с . Было предположено, что могут существовать слой «диорита» (V p = 6,1

км/с ) и слой «габбро» (V p = 7 км/с ).

Во многих океанических областях глубина границы Мохо под дном океана меньше 10 км . Для большинства континентов ее глубина увеличивается с увеличением расстояния от побережья и под высокими горами может достигать более 50 км . Эти «корни» гор впервые были обнаружены по гравитационным данным.

В большинстве случаев определения скоростей ниже границы Мохо дают одни и те же цифры: 8,1 — 8,2 км/с для продольных волн и около 4,7 км/с для поперечных.

Земная кора представляет собой верхний слой жесткой оболочки Земли – ее литосферы и отличается от подкоровых частей литосферы строением и химическим составом. Земная кора отделяется от подстилающей ее литосферной мантии границей Мохоровичича, на которой скорости распространения сейсмических волн скачком возрастают до 8,0 – 8,2 км/с .

Поверхность земной коры формируется за счет разнонаправленных воздействий тектонических движений, создающих неровности рельефа, денудации этого рельефа путем разрушения и выветривания слагающих его горных пород, и благодаря процессам осадконакопления. В результате постоянно формирующаяся и одновременно

сглаживающаяся поверхность земной коры оказывается достаточно сложной. Максимальная контрастность рельефа наблюдается только в местах наибольшей современной тектонической активности Земли, например, на активной континентальной окраине Южной Америки, где перепад уровней рельефа между Перуано-Чилийским глубоководным желобом и вершинами Анд достигает 16-17 км . Значительные контрасты высот (до 7-8 км ) и большая расчлененность рельефа наблюдается в современных зонах столкновения континентов, например, в Альпийско-Гималайском складчатом поясе.

Океаническая кора

Океаническая кора примитивна по своему составу и, по существу, представляет собой верхний дифференцированный слой мантии, перекрытый сверху тонким слоем пелагических осадков. В океанической коре обычно выделяют три слоя, первый из них (верхний) осадочный.

Нижняя часть осадочного слоя обычно сложена карбонатными осадками, отложившимися на глубинах менее 4-4,5 км . На глубинах больше 4-4,5 км верхняя часть осадочного слоя сложена в основном только бескарбонатными осадками – красными глубоководными глинами и кремнистыми илами. Второй, или базальтовый, слой океанической коры в верхней части сложен базальтовыми лавами толеитового состава. Общая мощность базальтового слоя океанической коры, судя по сейсмическим данным, достигает 1,5, иногда 2 км . По сейсмическим данным, мощность габбро-серпентитового (третьего) слоя океанической коры достигает 4,5-5 км . Подгребнями срединноокеанических хребтов мощность океанической коры обычно сокращается до 3-4 и даже до 2-2, 5 км непосредственно под рифтовыми долинами.

Общая мощность океанической коры без осадочного слоя, таким образом, достигает 6,5-7 км . Снизу океаническая кора подстилается кристаллическими породами верхней мантии, слагающими подкоровые участки литосферных плит. Под гребнями срединно-океанических хребтов океаническая кора залегает непосредственно над очагами базальтовых расплавов, выделившихся из вещества горячей мантии (из астеносферы).

Площадь океанической коры приблизительно равна 306 млн км 2 , средняя плотность океанической коры (без осадков) близка к 2,9 г/см 3 , следовательно, массу консолидированной океанической коры можно оценить значением (5,8-6,2)·1024 г . Объем и масса осадочного слоя в глубоководных котловинах мирового океана, по оценке А.П. Лисицына, составляет соответственно 133 млн км 3 и около 0,1·1024 г . Объем осадков, сосредоточенных на шельфах и материковых склонах, несколько больший – около 190 млн км 3 , что в пересчете на массу (с учетом уплотнения осадков) составляет примерно

(0,4-0,45)·1024 г .

Океаническая кора формируется в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов за счет происходящей под ними сепарации базальтовых расплавов из горячей мантии (из астеносферного слоя Земли) и их излияния на поверхность океанического дна. Ежегодно в этих зонах поднимается из астеносферы, изливается на океаническое дно и кристаллизуется не менее 5,5-6 км 3 базальтовых расплавов, формирующих собой весь второй слой океанической коры (с учетом же слоя габбро объем внедряемых в кору расплавов возрастает до 12 км 3 ). Эти грандиозные тектономагматические процессы, постоянно развивающиеся под гребнями срединно-океанических хребтов, не имеют себе равных на суше и сопровождаются повышенной сейсмичностью.

В рифтовых зонах, расположенных на гребнях срединно-океанических хребтов, происходит растяжение и раздвижение дна океанов. Поэтому все такие зоны отмечаются частыми, но мелкофокусными землетрясениями с доминированием разрывных механизмов смещений. В противоположность этому под островными дугами и активными окраинами континентов, т.е. в зонах поддвига плит, обычно происходят более сильные землетрясения с доминированием механизмов сжатия и сдвига. По сейсмическим данным,

погружение океанической коры и литосферы прослеживается в верхней мантии и мезосфере до глубин около 600-700 км . По данным же томографии, погружение океанических литосферных плит прослежено до глубин около 1400-1500 км и, возможно, глубже – вплоть до поверхности земного ядра.

Океанскому дну присущи характерные и достаточно контрастные полосчатые магнитные аномалии, обычно располагающиеся параллельно гребным срединноокеаническим хребтам (рис. 7.8). Происхождение этих аномалий связано со способностью базальтов океанского дна при остывании намагничиваться магнитным полем Земли, запоминая тем самым направление этого поля в момент их излияния на поверхность океанского дна.

«Конвейерный» механизм обновления океанского дна с постоянным погружением более древних участков океанической коры и накопившихся на ней осадков в мантию под островными дугами объясняет, почему за время жизни Земли океанические впадины так и не успели засыпаться осадками. Действительно, при современных темпах засыпки океанических впадин сносимыми с суши терригенными осадками 2,2·1016 г/год весь объем этих впадин, примерно равный 1,37·1024 см 3 , оказался бы полностью засыпанным приблизительно через 1,2 млрд лет . Сейчас можно с большой уверенностью утверждать, что континенты и океанические бассейны совместно существуют около 3,8 млрд лет и никакой значительной засыпки их впадин за это время не произошло. Более того, после проведения буровых работ во всех океанах теперь мы достоверно знаем, что на океанском дне не существует осадков древнее 160-190 млн лет . Но такое может наблюдаться только в одном случае – в случае существования эффективного механизма удаления осадков из океанов. Этим механизмом, как теперь известно, является процесс затягивания осадков под островные дуги и активные окраины континентов в зонах подвига плит.

Континентальная кора

Континентальная кора, как по составу, так и по строению резко отличается от океанической. Ее мощность меняется от 20-25 км под островными дугами и участками с переходным типом коры до 80 км под молодыми складчатыми поясами Земли, например, под Андами или Альпийско-Гималайским поясом. В среднем, мощность континентальной коры под древними платформами приблизительно равна 40 км , а ее масса, включая субконтинентальную кору, достигает 2,25·1025 г . Рельефу континентальной коры присущи и максимальные перепады высот, достигающие 16-17 км от подножий континентальных склонов в глубоководных желобах до высочайших горных вершин.

Строение континентальной коры очень неоднородное, однако, как и в океанической коре, в ее толще особенно в древних платформах, иногда выделяются три слоя: верхний осадочный и два нижних, сложенных кристаллическими породами. Под молодыми подвижными поясами строение коры оказывается более сложным, хотя общее ее расчленение приближается к двухслойному.

Мощность верхнего осадочного слоя континентальной коры меняется в широких пределах – от нуля на древних щитах до 10-12 и даже 15 км на пассивных окраинах континентов и в краевых прогибах платформ. Средняя мощность осадков на стабильных протерозойских платформах обычно близка к 2-3 км . Среди осадков на таких платформах преобладают глинистых отложения и карбонаты мелководных морских бассейнов.

Верхняя часть разреза консолидированной континентальной коры обычно представлена древними, в основном, докембрийскими породами. Иногда эту часть разреза жесткой коры называют «гранитным» слоем, подчеркивая тем самым преобладание в нем пород гранитоидного ряда и подчиненность базальтоидов.

В более глубоких частях коры (приблизительно на глубинах около 15-20 км ) часто прослеживается рассеянная и непостоянная граница, вдоль которой скорость распространения продольных волн возрастает примерно на 0,5 км/с . Это так называемая

В настоящее время преобладающим большинством геологов, геохимиков, геофизиков и планетологов принимается, что Земля имеет условно сферическое строение с нечёткими границами раздела (или перехода), а сферы – условно мозаично-блоковое. Основные сферы – земная кора, трёхслойная мантия и двухслойное ядро Земли.

Земная кора

Земная кора составляет самую верхнюю оболочку твёрдой Земли. Мощность её колеблется от 0 на некоторых участках срединно-океанических хребтов и океанских разломов до 70-75 км под горными сооружениями Анд, Гималаев и Тибета. Земная кора обладает латеральной неоднородностью , т.е. состав и строение земной коры различны под океанами и континентами. На основании этого выделяются два главных типа коры – океаническая и континентальная и один тип промежуточной коры.

Океаническая кора занимает на Земле около 56% земной поверхности. Мощность её обычно не превышает 5-6 км и максимальна у подножия континентов. В её строении выделяются три слоя.

Первый слой представлен осадочными породами. В основном это глинистые, кремнистые и карбонатные глубоководные пелагические осадки, причём карбонаты с определённой глубины исчезают вследствие растворения. Ближе к континенту появляется примесь обломочного материала, снесённого с суши (континента). Мощность осадков колеблется от ноля в зонах спрединга до 10-15 км вблизи континентальных подножий (в периокеанических прогибах).

Второй слой океанической коры в верхней части (2А) сложен базальтами с редкими и тонкими прослоями пелагических осадков. Базальты нередко обладают подушечной отдельностью (пиллоу-лавы), но отмечаются и покровы массивных базальтов. В нижней части второго слоя (2В) в базальтах развиты параллельные дайки долеритов. Общая мощность второго слоя около 1,5-2 км. Строение первого и второго слоя океанской коры хорошо изучено с помощью подводных аппаратов, драгированием и бурением.

Третий слой океанической коры состоит из полнокристаллических магматических пород основного и ультраосновного состава. В верхней части развиты породы типа габбро, а нижняя часть сложена «полосчатым комплексом», состоящем из чередования габбро и ультрамафитов. Мощность 3-го слоя около 5 км. Он изучен по данным драгирования и наблюдений с подводных аппаратов.

Возраст океанической коры не превышает 180 млн. лет.

При изучении складчатых поясов континентов были выявлены в них фрагменты ассоциаций пород, подобных океанским. Г Штейманом было предложено в начале XX века называть их офиолитовыми комплексами (или офиолитами ) и рассматривать «триаду» пород, состоящую из серпентенизированных ультрамафитов, габбро, базальтов и радиоляритов, как реликты океанической коры. Подтверждения этому были получены только в 60-ые годы XX столетия, после публикаций статьи на эту тему А.В. Пейве.

Континентальная кора распространена не только в пределах континентов, но и в пределах шельфовых зон континентальных окраин и микроконтинентов, расположенных внутри океанских бассейнов. Общая площадь её составляет около 41% земной поверхности. Средняя мощность 35-40 км. На щитах и платформах континентов она варьирует от 25 до 65 км, а под горными сооружениями достигает 70-75 км.

Континентальная кора имеет трёхслойное строение:

Первый слой – осадочный, обычно называется осадочным чехлом. Мощность его колеблется от нуля на щитах, поднятиях фундамента и в осевых зонах складчатых сооружений до 10-20 км в экзогональных впадинах плит платформ, передовых и межгорных прогибах. Он сложен, в основном, осадочными породами континентального или мелководного морского, реже батиального (в глубоководных впадинах) происхождения. В этом осадочном слое возможны покровы и силы магматических пород, образующих трапповые поля (трапповые формации). Возрастной диапазон пород осадочного чехла от кайнозоя до 1,7 млрд. лет. Скорость продольных волн составляет 2,0-5,0 км/с.

Второй слой континентальной коры или верхний слой консолидированной коры выходит на дневную поверхность на щитах, массивах или выступах платформ и в осевых частях складчатых сооружений. Он вскрыт на Балтийском (Фенноскандинавском) щите на глубину более 12 км Кольской сверхглубокой скважиной и на меньшую глубину в Швеции, на Русской плите в Саатлинской уральской скважине, на плите в США, в шахтах Индии и Южной Африки. Он сложен кристаллическими сланцами, гнейсами, амфиболитами, гранитами и гранитогнейсами, и называется гранитогнейсовым или гранитно-метаморфическим слоем. Мощность данного слоя коры достигает 15-20 км на платформах и 25-30 км в горных сооружениях. Скорость продольных волн составляет 5,5-6,5 км/с.

Третий слой или нижний слой консолидированной коры был выделен как гранулито-базитовый слой. Ранее предполагалось, что между вторым и третьим слоем существует чёткая сейсмическая граница, названная по имени её первооткрывателя границей Конрада (К) . Позднее при сейсмических исследованиях стали выделять даже до 2-3 границ К . Кроме того, данные бурения Кольской СГ-3 не подтвердили различие в составе пород при переходе границы Конрада. Поэтому в настоящее время большинство геологов и геофизиков различают верхнюю и нижнюю кору по их отличным реологическим свойствам: верхняя кора более жёсткая, и хрупкая, а нижняя – более пластичная. Тем не менее, на основании состава ксенолитов из трубок взрыва можно полагать, что «гранулито-базитовый» слой содержит гранулиты кислого и основного состава и базиты. На многих сейсмических профилях нижняя кора характеризуется наличием многочисленных отражающих площадок, что также может, вероятно, рассматриваться как наличие пластовых внедрений магматических пород (что-то похожее на трапповые поля). Скорость продольных волн в нижней коре 6,4-7,7 км/с.

Кора переходного типа является разновидностью коры между двумя крайними типами земной коры (океанской и континентальной) и может быть двух типов – субокеанской и субконтинентальной. Субокеанская кора развита вдоль континентальных склонов и подножий и, вероятно, подстилает дно котловин не очень глубоких и широких окраинных и внутренних морей. Мощность её не превышает 15-20 км. Она пронизана дайками и силами основных магматических пород. Субокеанская кора вскрыта скважиной у входа в Мексиканский залив и обнажена на побережье Красного моря. Субконтинентальная кора образуется в том случае, когда океанская кора в энсиматических вулканических дугах превращается в континентальную, но ещё не достигает «зрелости». Она обладает пониженной (менее 25 км) мощностью и более низкой степенью консолидированности. Скорость продольных волн в коре переходного типа не более 5,0-5,5 км/с.

Поверхность Мохоровичича и состав мантии. Граница между корой и мантией достаточно чётко определяется по резкому скачку скоростей продольных волн от 7,5-7,7 до 7,9-8,2 км/сек и она известна как поверхность Мохоровичича (Мохо или М) по имени выделившего её хорватского геофизика.

В океанах она отвечает границе между полосчатым комплексом 3-го слоя и серпентинизированными базит-гипербазитами. На континентах она расположена на глубине 25-65 км и до 75 км в складчатых областях. В ряде структур выделяется до трёх поверхностей Мохо, расстояния между которыми могут достигать нескольких км.

По результатам изучения ксенолитов из лав и кимберлитов из трубок взрыва предполагается, что под континентами в верхней мантии присутствую кроме перидотитов эклогиты (как реликты океанской коры, оказавшиеся в мантии в процессе субдукции?).

Верхняя часть мантии – это «истощённая» («деплетированная») мантия. Она обеднена кремнезёмом, щелочами, ураном, торем, редкими землями и другими некогерентными элементами благодаря выплавлению из неё базальтовых пород земной коры. Она охватывает почти всю её литосферную часть. Глубже она сменяется «неистощенной» мантией. Средний первичный состав мантии близок к шпинелевому лерцолиту или гипотетической смеси перидотита и базальта в пропоции 3:1, которая была названа А.Е. Рингвудом пиролитом .

Слой Голицина или средняя мантия (мезосфера) – переходная зона между верхней и нижней мантией. Простирается он с глубины 410 км, где отмечается резкое возрастание скоростей продольных волн, до глубины 670 км. Возрастание скоростей объясняется увеличением плотности вещества мантии примерно на 10%, в связи с переходом минеральных видов в другие виды с более плотной упаковкой: например, оливина в вадслеит, а затем вадслеита в рингвудит со структурой шпинели; пироксена в гранат.

Нижняя мантия начинается с глубины около 670 км и простирается до глубины 2900 км со слоем D в основании (2650-2900 км), т. е. до ядра Земли. На основании экспериментальных данных предполагается, что она должна быть сложена в основном перовскитом (MgSiO 3) и магнезиовюститом (Fe,Mg)O – продуктами дальнейшего изменения вещества нижней мантии при общем увеличении отношения Fe/Mg.

По последним сейсмотомографическим данным выявлена значительная негомогенность мантии, а также наличие большего количества сейсмических границ (глобальные уровни – 410, 520, 670, 900, 1700, 2200 км и промежуточные – 100, 300, 1000, 2000 км), обусловленных рубежами минеральных преобразований в мантии (Павленкова, 2002; Пущаровский, 1999, 2001, 2005; и др. ).

По Д.Ю. Пущаровскому (2005) строение мантии представляется несколько иначе, чем вышеприведённые данные согласно традиционной модели (Хаин, Ломизе, 1995):

Верхняя мантия состоит из двух частей: верхняя часть до 410 км, нижняя часть 410-850 км. Между верхней и средней мантией выделен раздел I – 850-900 км.

Средняя мантия : 900-1700 км. Раздел II – 1700-2200 км.

Нижняя мантия : 2200-2900 км.

Ядро Земли по данным сейсмологии состоит из внешней жидкой части (2900-5146 км) и внутренней твёрдой (5146-6371 км). Состав ядра большинством принимается железным с примесью никеля, серы либо кислорода или кремния. Конвекция во внешнем ядре генерирует главное магнитное поле Земли. Предполагается, что на границе ядра и нижней мантии зарождаются плюмы , которые затем в виде потока энергии или высокоэнергетического вещества поднимаются вверх, формируя в земной коре или на её поверхности магматические породы.

Плюм мантийный узкий, поднимающийся вверх поток твёрдофазного вещества мантии диаметром около100 км, который зарождается в горячем, низкоплотностном пограничном слое, расположенном либо выше сейсмической границы на глубине 660 км, либо рядом с границей ядро-мантия на глубине 2900 км (A.W. Hofmann, 1997). По А.Ф. Грачёву (2000) плюм мантийный – это проявление внутриплитной магматической активности, обусловленное процессами в нижней мантии, источник которой может находиться на любой глубине в нижней мантии, вплоть до границы ядро-мантия (слой «Д»). (В отличие от горячей точки, где проявление внутриплитной магматической активности обусловлено процессами в верхней мантии.) Мантийные плюмы характерны для дивергентных геодинамических режимов. По Дж. Моргану (1971) плюмовые процессы зарождаются ещё под континентами на начальной стадии рифтогенеза (рифтинга). С проявлением мантийного плюма связывается формирование крупных сводовых поднятий (диаметром до 2000 км), в которых происходят интенсивные трещинные излияния базальтов Fe-Ti-типа с коматиитовой тенденцией, умеренно обогащённых лёгкими РЗЭ, с кислыми дифференциатами, составляющими не более 5% от общего объёма лав. Отношения изотопов 3 He/ 4 He(10 -6)>20; 143 Nd/ 144 Nd – 0.5126-0/5128; 87 Sr/ 86 Sr – 0.7042-0.7052. С мантийным плюмом связывается формирование мощных (от 3-5 км до 15-18 км) лавовых толщ архейских зеленокаменных поясов и более поздних рифтогенных структур.

В северо-восточной части Балтийского щита, и на Кольском п-ове в частности, предполагается, что мантийные плюмы обусловили формирование позднеархейских толеитбазальтовых и коматиитовых вулканитов зеленокаменных поясов, позднеархейского щелочногранитного и анортозитового магматизма, комплекса раннепротерозойских расслоенных интрузий и палеозойских щелочно-ультраосновных интрузий (Митрофанов, 2003).

Плюм-тектоника тектоника мантийных струй, связанная с тектоникой плит. Эта связь выражается в том, что субдуцируемая холодная литосфера погружается до границы верхней и нижней мантии (670 км), накапливается там, частично продавливаясь вниз, а затем через 300-400 млн. лет проникает в нижнюю мантию, достигая её границы с ядром (2900 км). Это вызывает изменение характера конвекции во внешнем ядре и его взаимодействия с внутренним ядром (граница между ними на глубине около 4200 км) и, в порядке компенсации притока материала сверху, образование на границе ядро/мантия восходящих суперплюмов. Последние поднимаются до подошвы литосферы, частично испытывая задержку на границе нижней и верхней мантии, а в тектоносфере расщепляются на более мелкие плюмы, с которыми и связан внутриплитный магматизм. Они же, очевидно, стимулируют конвекцию в астеносфере, ответственную за перемещение литосферных плит. Процессы же, происходящие в ядре, японские авторы обозначают в отличие от плейт- и плюм-тектоники, как тектонику роста (growth teсtonics), имея ввиду рост внутреннего, чисто железо-никелевого ядра за счёт внешнего ядра, пополняемого корово-мантиным силикатным материалом.

Возникновение мантийных плюмов, приводящее к образованию обширных провинций плато-базальтов, предшествует рифтогенезу в пределах континентальной литосферы. Дальнейшее развитие может происходить по полному эволюционному ряду, включающему заложение тройных соединений континентальных рифтов, последующее утонение, разрыв материковой коры и начало спрединга. Однако развитие отдельно взятого плюма не может привести к разрыву материковой коры. Разрыв происходит в случае заложения системы плюмов на континенте и далее процесс раскола происходит по принципу продвигающей трещины от одного плюма к другому.

Литосфера и астеносфера

Литосфера состоит из земной коры и части верхней мантии. Это понятие чисто реологическое, в отличие от коры и мантии. Она более жесткая и хрупкая, чем более ослабленная и пластичная подстилающая оболочка мантии, которая была выделена как астеносфера . Мощность литосферы от 3-4 км в осевых частях срединно-океанских хребтов до80-100 км на периферии океанов и 150-200 км и более (до 400 км?) под щитами древних платформ. Глубинные границы (150-200 км и более) между литосферой и астеносферой определяется с большим трудом, либо вовсе не выявляются, что, вероятно, объясняется высокой изостатической уравновешенностью и уменьшением контраста между литосферой и астеносферой в приграничной зоне, обусловленным высоким геотермическим градиентом, уменьшением количества расплава в астеносфере и т. д.

Тектоносфера

Источники тектонических движений и деформаций лежат не в самой литосфере, а в более глубоких уровнях Земли. В них вовлечена вся мантия вплоть до пограничного слоя с жидким ядром. В связи с тем, что источники движений проявляются и в непосредственно подстилающем литосферу более пластичном слое верхней мантии – астеносфере, литосферу и астеносферу нередко объединяют в одно понятие – тектоносферы как области проявления тектонических процессов. В геологическом смысле (по вещественному составу) тектоносфера делится на земную кору и верхнюю мантию до глубины примерно 400 км, а в реологическом смысле – на литосферу и астеносферу. Границы между этими подразделениями, как правило, не совпадают, и литосфера обычно включает кроме коры и какую-то часть верхней мантии.

Строение земли. Толщина земной коры больше под

Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому эллипсоиду. Средний диаметр планеты примерно равен 12 742 км.

Земля имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая (значительно менее вязкая, чем мантия), а внутренняя — твёрдая.

Земная кора — это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн — границей Мохоровичича. Бывает два типа коры — континентальная и океаническая. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30—50 км на континентах. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга.

Мантия — это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами — породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др. Частичное плавление мантийных пород порождает базальтовые и им подобные расплавы, формирующие при подъёме к поверхности земную кору.

Мантия составляет 67 % всей массы Земли и около 83 % всего объёма Земли. Она простирается от глубин 5—70 километров ниже границы с земной корой, до границы с ядром на глубине 2900 км. Мантия расположена в огромном диапазоне глубин, и с увеличением давления в веществе происходят фазовые переходы, при которых минералы приобретают всё более плотную структуру. Наиболее значительное превращение происходит на глубине 660 километров. Термодинамика этого фазового перехода такова, что мантийное вещество ниже этой границы не может проникнуть через неё, и наоборот. Выше границы 660 километров находится верхняя мантия, а ниже, соответственно, нижняя. Эти две части мантии имеют различный состав и физические свойства. Хотя сведения о составе нижней мантии ограничены, и число прямых данных весьма невелико, можно уверенно утверждать, что её состав со времён формирования Земли изменился значительно меньше, чем верхней мантии, породившей земную кору.

Ядро — центральная, наиболее глубокая часть Земли, геосфера, находящаяся под мантией и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью другихсидерофильных элементов. Глубина залегания — 2900 км. Средний радиус сферы — 3,5 тыс. км. Разделяется на твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкое внешнее ядро радиусом около 2200 км, между которыми иногда выделяется переходная зона. Температура в центре ядра Земли достигает 5000 С, плотность около 12,5 т/мі, давление до 361 ГПа. Масса ядра — 1,932Ч1024 кг.

Земная корам — внешняя твёрдая оболочка Земли (геосфера). Разделяет кору и мантию граница Мохо. С внешней стороны большая часть коры покрыта гидросферой, а меньшая находится под воздействием атмосферы. Земля обладает корой двух типов: континентальной и океанической.

Масса земной коры оценивается в 2,8Ч1019 тонн (из них 21 % — океаническая кора и 79 % — континентальная). Кора составляет лишь 0,473 % общей массы Земли.

Океаническая кора состоит главным образом из базальтов. океаническая кора относительно молодая, и самые древние её участки датируются позднейюрой. Толщина океанической коры практически не меняется со временем, поскольку в основном она определяется количеством расплава, выделившегося из материала мантии в зонах срединно-океанических хребтов. До некоторой степени влияние оказывает толщина осадочного слоя на дне океанов. В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-7 километров.

Стандартная океаническая кора имеет мощность 7 км, и строго закономерное строение. Сверху вниз она сложена следующими комплексами:

осадочные породы, представленные глубоководными океаническими осадками.

базальтовые покровы, излившиеся под водой.

дайковый комплекс, состоит из вложенных друг в друга базальтовых даек.

слой основных расслоенных интрузий

мантия, представлена дунитами и перидотитами.

В подошве океанической коры обычно залегают дуниты и перидотиты

Континентальная кора имеет трёхслойное строение. Верхний слой представлен прерывистым покровом осадочных пород, который развит широко, но редко имеет большую мощность. Большая часть коры сложена под верхней корой — слоем, состоящим главным образом из гранитов и гнейсов, обладающим низкой плотностью и древней историей. Ниже находится нижняя кора, состоящая из метаморфических пород — гранулитов и им подобных.

Состав верхней континентальной коры

Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 25% — на кремний. Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba — составляют 99,8 % массы земной коры. земная кора состоит из множества пород разнообразного состава В разных районах могут быть распространены совершенно разные типы пород.

Земля, со средним расстоянием 149 597 890 км от Солнца, является третьей и одной из самых уникальных планет в Солнечной системе. Она сформировался около 4,5-4,6 миллиарда лет назад и является единственной планетой, которая, как известно, поддерживает жизнь. Это связано с рядом факторов, например, атмосферный состав и физические свойства, такие как присутствие воды, занимающей около 70,8% поверхности планеты, позволяют жизни процветать.

Земля также уникальна тем, что она является самой большой из планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), состоящих из тонкого слоя горных пород, в сравнении с газовыми гигантами (Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран). С учетом массы, плотности и диаметра, Земля является пятой по величине планетой во всей Солнечной системе.

Размер земли: масса, объем, окружность и диаметр

Планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс)

Как крупнейшая из планет земной группы, Земля имеет оценочную массу 5.9722±0.0006×10 24 кг. Ее объем также является самым большим из этих планет и составляет 1.08321×10¹² км³.

Кроме того, наша планета наиболее плотная из планет земной группы, так как состоит из коры, мантии и ядра. Земная кора является самым тонким из этих слоев, в то время как мантия составляет 84% объема Земли и простирается на 2900 км ниже поверхности. Ядро является той составляющей, которая делает Землю самой плотной. Это единственная планета земной группы с жидким внешним ядром, окружающим твердое, плотное внутреннее ядро.

Средняя плотность Земли составляет 5,514×10 г/см³. Марс, самая маленькая из землеподобных планет Солнечной системы, имеет лишь около 70% от плотности Земли.

Земля, также классифицируется как самая большая из планет земной группы по окружности и диаметру. Экваториальная окружность Земли составляет 40 075,16 км. Она немного меньше между Северным и Южным полюсами — 40 008 км. Диаметр Земли у полюсов составляет 12 713,5 км, а на экваторе — 12 756,1 км. Для сравнения, самая большая планета в Солнечной системе, Юпитер, имеет диаметр 142 984 км.

Форма Земли

Проекция Хаммера-Аитова

Окружность и диаметр Земли различаются, потому что ее форма представляет сплющенный сфероид или эллипсоид вместо истинной сферы. Полюса планеты немного сплющиваются, что приводит к выпуклости на экваторе и, следовательно, к большей окружности и диаметру.

Экваториальная выпуклость Земли составляет 42,72 км и вызвана вращением и гравитацией планеты. Сама гравитация заставляет планеты и другие небесные тела сжиматься и формировать сферу. Это связано с тем, что она тянет всю массу объекта как можно ближе к центру тяжести (земное ядро в данном случае).

Поскольку планета вращается, то сфера искажается центробежной силой. Это сила, которая заставляет объекты перемещаться наружу от центра тяжести. Когда Земля вращается, наибольшая центробежная сила на экваторе, поэтому она вызывает небольшую наружную выпуклость, придавая этой области большую окружность и диаметр.

Местная топография также играет роль в форме Земли, но в глобальном масштабе она незначительная. Наибольшее различия в местной топографии по всему миру — это гора Эверест, высочайшая точка над уровнем моря — 8 848 м и Марианская впадина, самая низкая точка ниже уровня моря — 10 994±40 м. Эта разница составляет всего лишь около 19 км, что очень незначительно в планетарных масштабах. Если рассматривать экваториальную выпуклость, то высшая точка мира и место, наиболее отдаленное от центра Земли — это вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре, который является самым высоким пиком вблизи экватора. Его высота составляет 6 267 м.

Геодезия

Для правильного изучения размеров и формы Земли используется геодезия, отрасль науки, ответственная за измерение размера и формы Земли с помощью обследований и математических расчетов.

На протяжении всей истории, геодезия была важной отраслью науки, так как ранние ученые и философы пытались определить форму Земли. Аристотель — первый человек, которому приписывают попытку рассчитать размер Земли и, следовательно, ранний геодезист. Затем последовал греческий философ Эратосфен, оценивший окружность Земли в 40 233 км, что лишь немного больше принятого в наши дни измерения.

Чтобы исследовать Землю и использовать геодезию, исследователи часто ссылаются на эллипсоид, геоид и референц-эллипсоид. Эллипсоид является теоретической математической моделью, которая показывает гладкое, упрощенное представление о поверхности Земли. Он используется для измерения расстояний на поверхности без учета таких факторов, как изменения высоты и формы рельефа. С учетом реальности земной поверхности, геодезисты используют геоид — модель планеты, которая строится с помощью глобального среднего уровня моря и, следовательно, принимает во внимание перепады высот.

Основой геодезии на сегодняшний день являются данные, которые выступают в качестве ориентиров для глобальных геодезических работ. Сегодня такие технологии, как спутники и глобальные системы позиционирования (GPS), позволяют геодезистам и другим ученым делать чрезвычайно точные измерения поверхности Земли. На самом деле они настолько точны, что позволяют получать данные о поверхности Земли с точностью до сантиметров, обеспечивая наиболее точные измерения размера и формы Земли.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Земной корой называют внешнюю твердую оболочку Земли, ограниченную снизу поверхностью Мохоровичича, или Мохо, которая выделяется по резкому возрастанию скорости упругих волн при их прохождении от поверхности Земли в ее глубины.

Ниже поверхности Мохоровичича расположена следующая твердая оболочка — верхняя мантия . Самая верхняя часть мантии вместе с земной корой представляет собой жесткую и хрупкую твердую оболочку Земли — литосферу (камень). Ее подстилают более пластичные и податливые к деформации, менее вязкие слои мантии — астеносфера (слабый). В ней температура близка к точке плавления вещества мантии, но вследствие большого давления вещество не расплавляется, а находится в аморфном состоянии и может течь, оставаясь твердым, подобно леднику в горах. Именно астеносфера является тем пластичным слоем, по которому плавают отдельные глыбы литосферы.

Толщина земной коры на материках составляет около 30-40 км, под горными хребтами она увеличивается до 80 км (материковый тип земной коры). Под глубоководной частью океанов толщина земной коры 5-15 км (океанический тип земной коры). В среднем подошва земной коры (поверхность Мохоровичича) залегает под материками на глубине 35 км, а под океанами — на глубине 7 км, т. е. океаническая земная кора примерно в пять раз тоньше материковой.

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

Материковая земная кора состоит из трех слоев: верхнего — осадочного, распространяющегося в среднем до глубины 5 км; среднего гранитного (название обусловлено тем, что скорость сейсмических волн в нем такая же, как в граните) со средней толщиной 10-15 км; нижнего — базальтового, толщиной около 15 км.

Океаническая земная кора состоит также из трех слоев: верхнего — осадочного до глубины 1 км; среднего с малоизвестным составом, залегающего на глубинах от 1 до 2,5 км; нижнего – базальтового с толщиной около 5 км.

Наглядное представление о характере распределения высот суши и глубин океанского дна дает гипсографическая кривая (рис. 1). Она отражает соотношение площадей твердой оболочки Земли с различной высотой на суше и с различной глубиной в море. С помощью кривой вычислены средние значения высоты суши (840 м) и средней глубины моря (-3880 м). Если не принимать во внимание горные области и глубоководные впадины, занимающие относительно небольшую площадь, то на гипсографической кривой отчетливо выделяются два преобладающих уровня: уровень материковой платформы высотой примерно 1000 м и уровень океанического ложа с отметками от -2000 до -6000 м. Соединяющая их переходная зона представляет собой относительно резкий уступ и называется материковым склоном. Таким образом, естественной границей, разделяющей океан и континенты, является не видимая береговая линия, а внешняя граница склона.

Рис. 1. Гипсографическая кривая (А) и обобщённый профиль дна океана (Б). (I — подводная окраина материков, II — переходная зона, III — ложе океана, IV -срединно-океанические хребты).

В пределах океанической части гипсографической (батиграфической) кривой выделяются четыре основные ступени рельефа дна: материковая отмель или шельф (0-200 м), материковый склон (200-2000 м), ложе океана (2000-6000 м) и глубоководные впадины (6000-11000 м).

Шельф (материковая отмель) – подводное продолжение материка. Это область материковой земной коры, для которой в целом характерен равнинный рельеф со следами затопленных речных долин, четвертичного оледенения, древних береговых линий.

Внешней границей шельфа является бровка — резкий перегиб дна, за пределами которого начинается материковый склон. Средняя глубина бровки шельфа 130 м, однако в конкретных случаях глубина ее может меняться.

Ширина шельфа изменяется в очень большом диапазоне: от нуля (в ряде районов африканского побережья) до тысячи километров (у северного побережья Азии). В целом шельф занимает около 7% площади Мирового океана.

Материковый склон — область от бровки шельфа до материкового подножия, т. е. до перехода склона к более плоскому ложу океана. Средний угол наклона материкового склона около 6о, но нередко крутизна склона может увеличиваться до 20-30 0 , а в отдельных случаях возможны почти oтвесные уступы. Ширина материкового склона из-за крутого падения обычно невелика — около 100 км.

Рельеф материкового склона характеризуется большой сложностью и разнообразием, но наиболее характерной его формой являются подводные каньоны . Это узкие желоба, имеющие большой угол падения по продольному профилю и крутые склоны. Вершины подводных каньонов нередко врезаются в бровку шельфа, а устья их достигают материкового подножия, где в таких случаях наблюдаются конусы выноса рыхлого осадочного материала.

Материковое подножие — третий элемент рельефа дна океана, находящийся в пределах материковой земной коры. Материковое подножие представляет собой обширную наклонную равнину, образованную осадочными породами толщиной до 3,5 км. Ширина этой слегка всхолмленной равнины может достигать сотен километров, а площадь близка к площадям шельфа и материкового склона.

Ложе океана — наиболее глубокая часть дна океана, занимающая более 2/3 всей площади Мирового океана. Преобладающие глубины ложа океана колеблются от 4 до 6 км, а рельеф дна наиболее спокойный. Основными элементами рельефа ложа океана являются океанские котловины, срединно-океанические хребты и океанические поднятия.

Океанические котловины — обширные понижения дна Мирового океана с глубинами около 5 км. Выровненную поверхность дна котловин называют абиссальными (бездонный) равнинами, и она обусловлена накоплением осадочного материала, приносимого с суши. Абиссальные равнины в Мировом океане занимают около 8% ложа океана.

Срединно-океанические хребты — тектонически активные зоны в океане, в которых происходит новообразование земной коры. Они сложены базальтовыми породами, образовавшимися в результате поступления из недр Земли вещества верхней мантии. Это обусловило своеобразие земной коры срединно-океанических хребтов и выделение ее в рифтогенальный тип.

Океанические поднятия — крупные положительные формы рельефа ложа океана, не связанные со срединно-океаническими хребтами. Они расположены в пределах океанического типа земной коры и отличаются большими горизонтальными и вертикальными размерами.

В глубоководной части океана обнаружены отдельно стоящие подводные горы вулканического происхождения. Подводные горы с плоскими вершинами, расположенные на глубине более 200 м, называют гайотами.

Глубоководные впадины (желоба) — зоны самых больших глубин Мирового океана, превышающих 6000 м.

Самой глубокой впадиной является Марианский желоб, открытый в 1954 году научно-исследовательским судном “Витязь”. Его глубина составляет 11022 м.

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Дата публикования: 2014-10-14; Прочитано: 1461 | Нарушение авторского права страницы

Studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.004 с)…

Внутреннее строение Земли

В строении Земли три основные оболочки: земная кора, мантия и ядро.

Схема внутреннего строения Земли

Поверхность Земли покрывает каменная оболочка — земная кора . Ее толщина под океанами составляет всего 3–15 км, а на материках доходит до 75 км. Получается, что по отношению ко всей планете земная кора тоньше, чем кожура у персика. Верхний слой коры образован осадочными горными породами, под ним находятся «гранитный» и «базальтовый» слои, которые названы так условно.

Под земной корой располагается мантия . Мантия — внутренняя оболочка, покрывающая ядро Земли. С греческого языка «мантия» переводится как «покрывало». Ученые предполагают, что верхняя часть мантии состоит из плотных пород, то есть она твердая. Однако в ней на глубине 50-250 км от поверхности Земли размещается частично расплавленный слой, который называется магмой .

Земная кора

Она сравнительно мягкая и пластичная, способна медленно течь и таким образом перемещаться. Скорость движения магмы невелика — несколько сантиметров в год. Однако это играет решающую роль в движениях земной коры. Температура верхнего слоя магмы — около +2000 °С, а в нижних слоях жар может достигать +5000 °С. Земная кора вместе с верхним слоем раскаленной мантии называется литосферой.

Под мантией, на глубине около 2900 км от поверхности, скрыто ядро Земли . Оно имеет форму шара радиусом почти 3500 км. В ядре выделяют внешнюю и внутреннюю часть, которые отличаются по составу, температуре и плотности. Внутреннее ядро — самая горячая и плотная часть нашей планеты, состоящая, как полагают ученые, в основном из железа и никеля. Во внутреннем ядре давление столь велико, что оно, несмотря на огромную температуру (+6000…+10 000 °С), представляет собой твердое тело. Внешнее ядро находится в жидком состоянии, его температура — 4300 °С.

Строение земной коры

Большая часть коры снаружи покрыта гидросферой, а меньшая граничит с атмосферой. В соответствии с этим различают земную кору океанического и материкового типов , причем они имеют различное строение.

Материковая (континентальная) земная кора занимает меньшую площадь (около 40 % от всей поверхности Земли), но имеет более сложное строение. Под высокими горами ее толщина достигает 60-70 км. Состоит континентальная кора из 3 слоев — базальтового , гранитного и осадочного . Океаническая земная кора более тонкая — всего 5-7 км. Состоит она из двух слоев: нижнего — базальтового и верхнего — осадочного.

Земная кора наиболее изучена на глубину до 20 км. По результатам анализа многочисленных образцов горных пород и минералов, выходящих на поверхность земли при горообразовательных процессах, а также взятых из горных выработок и глубоких буровых скважин, был вычислен средний состав химических элементов земной коры.

Пограничный слой, разделяющий мантию и кору Земли, называют границей Мохо-ровичича, или поверхностью Мохо, в честь хорватского ученого А. Мохоровичича. Он первым в 1909 г. указал на характерное повеление сейсмических волн при переходе границы, которая прослеживается по всему земному шару на глубине от 5 до 70 км.

Как изучают мантию?

Мантия находится глубоко под Землей, и даже самые глубокие буровые скважины не доходят до нее. Но иногда при прорыве газов через земную кору образуются так называемые кимберлитовые трубки. Через них на поверхность поступают мантийные породы и минералы. Самый знаменитый из них — это алмаз, самый глубокорасположенный фрагмент нашей планеты, который мы можем изучать. Благодаря таким трубкам мы можем судить о строении мантии.

Кимберлитовая трубка в Якутии, где добываются алмазы, уже давно разрабатывается. На месте подобных трубок устроены огромные карьеры. Само же название их произошло от города Кимберли в Южной Африке

До последнего времени представления о толщине земной коры под дном океанов опирались на довольно редкие профили сейсмических исследований глубинной структуры.

Некоторые данные о возможной толщине коры под дном океанов были получены В. Ф. Бончковским на основании изучения поверхностных волн землетрясений.

Р. М. Деменицкая, разработав новый метод определения толщины земной коры, основанный на известных связях ее с аномалиями силы тяжести (в редукции Буге) и с рельефом земной поверхности, построила схематические карты распределения толщины земной коры материков и океанов. Судя по этим картам, толщины земной коры в океанах таковы.

В Атлантическом океане, в пределах материковой отмели, толщина коры варьирует от 35 до 25 км. Она не отличается от таковой в прилегающих частях материка, так как материковые структуры непосредственно продолжаются на шельфе. В области материкового склона по мере возрастающей глубины толщина коры уменьшается от 25-15 км в верхней части склона до 15-10 и даже менее 10 км — в нижней его части. Дно котловин Атлантического океана характеризуется корой небольшой толщины — от 2 до 7 км, но там, где она слагает подводные хребты или плато, мощность ее возрастает до 15-25 км (Бермудское подводное плато, Телеграфное плато).

Сходную картину мы видим и в Арктическом бассейне Северного Ледовитого океана с толщиной коры от 15 до 25 км; только в его центральных частях она менее 10-5 км. В бассейне Скандик толщина коры (от 15 до 25 км) отличается от типичной для океанических бассейнов. На материковом склоне мощность коры меняется так же, как и в Атлантическом океане. Такую же аналогию мы видим и в коре материковой отмели Северного Ледовитого океана с толщиной коры от 25 до 35 км; она утолщается в море Лаптевых, а также в смежных частях Карского и Восточно-Сибирского морей и далее на хребте Ломоносова.

Внутреннее строение Земли

Возможно, что увеличение толщины коры здесь связано с распространением молодых — мезозойских складчатых структур.

В Индийском океане сравнительно мощная кора (более 25 км) в Мозамбикском проливе и отчасти восточнее Мадагаскара до Сейшельского хребта включительно. Срединный хребет Индийского океана по толщине коры не отличается от Срединного Атлантического хребта. Относительно малой толщиной коры отличаются южная часть Аравийского моря и Бенгальский залив, несмотря на их сравнительную молодость.

Некоторыми особенностями характеризуется толщина земной коры в Тихом океане. В Беринговом и Охотском морях толщина коры более 25 км. Она имеет меньшую мощность только в южной глубоководной части Берингова моря. В Японском море мощность резко сокращается (до 10-15 км), в морях Индонезии снова возрастает (более 25 км), оставаясь такой и южнее — до Арафурского моря включительно. В западной части Тихого океана, непосредственно прилегающей к поясу геосинклинальных морей, преобладают толщины от 7 до 10 км, но в отдельных понижениях океанического дна они уменьшаются до 5 км, в районах же подводных гор и островов возрастают до 10-15 и нередко до 20-25 км.

В центральной части Тихого океана — области наиболее глубоководных бассейнов, как и в других океанах, мощность коры наименьшая — в пределах от 2 до 7 км. В отдельных понижениях океанического дна кора имеет и меньшую толщину. В наиболее возвышенных частях океанического дна — на срединных подводных хребтах и прилегающих к ним пространствах мощность коры увеличивается до 7-10 км. Такие же толщины коры свойственны восточной и юго-восточной частям океана по простиранию Южно-Тихоокеанского и Восточно-Тихоокеанского хребтов, а также подводному плато Альбатрос.

Карты толщины земной коры, составленные Р. М. Деменицкой, дают представление о суммарной мощности коры. Для выяснения строения коры нужно обратиться к данным, полученным посредством сейсмических исследований.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Вконтакте

У земного шара есть несколько оболочек: — воздушная оболочка, — водная оболочка, — твердая оболочка.

Третья за отдаленностью от Солнца планета- Земля имеет радиус 6370 км, среднюю плотность- 5,5 г/см2. Во внутреннем строении Земли принято различать следующие слои:

земная кора — верхний слой Земли, в котором могут существовать живые организмы. Толщина земной коры может быть от 5 до 75 км.

мантия — твердый слой, который находится ниже земной коры. Его температура достаточно высока, однако вещество находится в твердом состоянии. Толщина мантии порядка 3 000 км.

ядро — центральная часть земного шара. Его радиус приблизительно 3 500 км. Температура внутри ядра очень высока. Считается, что ядро состоит в основном из расплавленного металла,
предположительно — железа.

Земная кора

Выделяют два основных типа земной коры — континентальный и океанический, плюс промежуточный, субконтинентальный.

Земная кора тоньше под океанами (около 5 км) и толще — под материками (до 75 км.). Она неоднородна, различают три слоя: базальтовый (залегает ниже всего), гранитный и осадочный (верхний). Континентальная кора состоит из трех слоев, тогда как в океанической гранитный слой отсутствует. Земная кора формировалась постепенно: сначала был сформирован базальтовый слой, затем — гранитный, осадочный слой продолжает формироваться и в настоящее время.

— вещество, из которого состоит земная кора. Горные породы подразделяются на следующие группы:

1. Магматические горные породы. Они образуются при затвердевании магмы в толще земной коры или на поверхности.

2. Осадочные горные породы. Они образуются на поверхности, формируются из продуктов разрушения или изменения других пород, биологических организмов.

3. Метаморфические горные породы. Они образуются в толще земной коры из других горных пород под действием определенных факторов: температуры, давления.

До последнего времени представления о толщине земной коры под дном океанов опирались на довольно редкие профили сейсмических исследований глубинной структуры.

Некоторые данные о возможной толщине коры под дном океанов были получены В. Ф. Бончковским на основании изучения поверхностных волн землетрясений.

Р. М. Деменицкая, разработав новый метод определения толщины земной коры, основанный на известных связях ее с аномалиями силы тяжести (в редукции Буге) и с рельефом земной поверхности, построила схематические карты распределения толщины земной коры материков и океанов. Судя по этим картам, толщины земной коры в океанах таковы.

В Атлантическом океане, в пределах материковой отмели, толщина коры варьирует от 35 до 25 км. Она не отличается от таковой в прилегающих частях материка, так как материковые структуры непосредственно продолжаются на шельфе. В области материкового склона по мере возрастающей глубины толщина коры уменьшается от 25-15 км в верхней части склона до 15-10 и даже менее 10 км — в нижней его части. Дно котловин Атлантического океана характеризуется корой небольшой толщины — от 2 до 7 км, но там, где она слагает подводные хребты или плато, мощность ее возрастает до 15-25 км (Бермудское подводное плато, Телеграфное плато).

Сходную картину мы видим и в Арктическом бассейне Северного Ледовитого океана с толщиной коры от 15 до 25 км; только в его центральных частях она менее 10-5 км. В бассейне Скандик толщина коры (от 15 до 25 км) отличается от типичной для океанических бассейнов. На материковом склоне мощность коры меняется так же, как и в Атлантическом океане. Такую же аналогию мы видим и в коре материковой отмели Северного Ледовитого океана с толщиной коры от 25 до 35 км; она утолщается в море Лаптевых, а также в смежных частях Карского и Восточно-Сибирского морей и далее на хребте Ломоносова. Возможно, что увеличение толщины коры здесь связано с распространением молодых — мезозойских складчатых структур.

В Индийском океане сравнительно мощная кора (более 25 км) в Мозамбикском проливе и отчасти восточнее Мадагаскара до Сейшельского хребта включительно. Срединный хребет Индийского океана по толщине коры не отличается от Срединного Атлантического хребта. Относительно малой толщиной коры отличаются южная часть Аравийского моря и Бенгальский залив, несмотря на их сравнительную молодость.

Некоторыми особенностями характеризуется толщина земной коры в Тихом океане. В Беринговом и Охотском морях толщина коры более 25 км. Она имеет меньшую мощность только в южной глубоководной части Берингова моря. В Японском море мощность резко сокращается (до 10-15 км), в морях Индонезии снова возрастает (более 25 км), оставаясь такой и южнее — до Арафурского моря включительно. В западной части Тихого океана, непосредственно прилегающей к поясу геосинклинальных морей, преобладают толщины от 7 до 10 км, но в отдельных понижениях океанического дна они уменьшаются до 5 км, в районах же подводных гор и островов возрастают до 10-15 и нередко до 20-25 км.

В центральной части Тихого океана — области наиболее глубоководных бассейнов, как и в других океанах, мощность коры наименьшая — в пределах от 2 до 7 км. В отдельных понижениях океанического дна кора имеет и меньшую толщину. В наиболее возвышенных частях океанического дна — на срединных подводных хребтах и прилегающих к ним пространствах мощность коры увеличивается до 7-10 км. Такие же толщины коры свойственны восточной и юго-восточной частям океана по простиранию Южно-Тихоокеанского и Восточно-Тихоокеанского хребтов, а также подводному плато Альбатрос.

Карты толщины земной коры, составленные Р. М. Деменицкой, дают представление о суммарной мощности коры. Для выяснения строения коры нужно обратиться к данным, полученным посредством сейсмических исследований.

Оболочки Земли ЛИТОСФЕРА ЗЕМНАЯ КОРА Тема урока

Оболочки Земли.

ЛИТОСФЕРА. ЗЕМНАЯ КОРА.

Тема урока: СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ И СВОЙСТВА ЗЕМНОЙ КОРЫ.

Цели и задачи урока:

Познакомить учащихся с главными оболочками Земли; рассмотреть особенности внутреннего строения Земли, свойства земной коры; дать представление о способах изучения земной коры.

Учебно — наглядный комплекс:

Глобус, схема строения земной коры (мультимедийная презентация), учебник для 6 класса «Начальный курс географии» Герасимова Т.П., Неклюкова Н.П.

Формы проведения урока:

Знакомство с основными оболочками Земли, их определение; работа со схемой «Внутреннее строение Земли»; работа с таблицей «Земная кора и особенности ее строения»; рассказ о способах изучения земной коры.

Термины и понятия:

Атмосфера, гидросфера, литосфера, земная кора, мантия, ядро Земли, материковая земная кора, океаническая земная кора, раздел Мохоровичича, сверхглубокие скважины.

Географические объекты:

Кольский полуостров.

Объяснение нового материала:

  1. Объяснительное чтение учебника, конспектирование (стр.38).(использование мультимедийной презентации).

  2. Строение Земли (рассматриваем рис.22, стр.39), комментированное чтение, составление рисунка-конспекта в тетради (использование мультимедийной презентации).

  3. Свойства земной коры. Включение в конспект работы с рис.23, стр.40.(Использование мультимедийной презентации)

  4. Решение задач на определение температуры, изменяющейся с погружением в глубь Земли.

  5. Изучение земной коры. Работа с рис.24, стр.40.

  6. Закрепление нового материала. (Использование мультимедийной презентации).

1.Объяснительное чтение учебника, конспектирование.

Подчеркнуть карандашом и записать в тетради: (использование мультимедийной презентации).

Внешние оболочки земли:

Воздух – газообразная оболочка –атмосфера

вода – водная оболочка – гидросфера

горные породы, которые слагают сушу и дно океанов – земная кора

живые организмы вместе с той средой, где они живут, составляют биосферу.

2. Строение Земли (рассматриваем рис. 22, стр.39). Использование мультимедийной презентации. Комментированное чтение, составление рисунка-конспекта в тетради.

Литосфера – это твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. Мощность литосферы составляет в среднем от 70 до 250 км.

Земная кора

«литос» — камень

Литосфера

«сфера» — шар

Мантия – «покрывало»

tºC +2000ºС tºC плавления железа +1539ºС

давление = 1,3 млн. атм.

твердая магний

пластичная железо

раскаленная кремний

Ядро

tºС +4000ºС +5000ºС tºС кипения железа +3000ºС

давление = 3,6 млн.атм.

железо

кремний

Радиус Земли (экваториальный) = 6378 км

3. Свойства земной коры. Включение в конспект работы с рис. 23 стр.40 (использование мультимедийной презентации).

Земная кора – твердая каменная оболочка Земли, состоящая из твердых минералов и горных пород.

Земная кора

материковая океаническая

толщина толщина

1. до 70км в горах 1. 5-10км под океанами

30-40км под равнинами

2. 3 слоя: 2. 2 слоя:

осадочный чехол осадочный чехол

слой гранита слой базальта

слой базальта

3. более старая 3. более молодая, формируется в

районе вершин океанических

хребтов.

4. Решение задач на определение температуры, изменяющейся с погружением в глубь Земли.

От мантии внутреннее тепло Земли передается земной коре. Верхний слой земной коры – до глубины 20-30м подвержен влиянию внешних температур, а ниже температура постепенно повышается: на каждые 100м глубины на +3ºС. Глубже, температура уже в значительной степени зависит от состава пород.

Задание: Какова температура горных пород в шахте, где добывается каменный уголь, если ее глубина 1000м, а температура слоя земной коры, который уже не зависит от времени года составляет +10 ºС?

Решаем по действиям:

  1. Сколько раз произойдет повышение температуры горных пород с глубиной?

1000: 100=10

  1. На сколько градусов повышается температура земной коры в шахте:

3 ºС 10= 30 ºС

3. Какой будет температура слоя земной коры в шахте?

+10 ºС+( +30ºС)= +40 ºС

Температура = +10 ºС +(1000:100 3 ºС )=10 ºС +30 ºС =40 ºС

Решить задачу: Какова температура земной коры в шахте, если ее глубина 1600м, а температура слоя земной коры, не зависящего от времени года -5 ºС?

Температура воздуха= (-5 ºС)+(1600:100 3 ºС)=(-5 ºС)+48 ºС =+43 ºС.

Запишите условие задачи и решите ее дома:

Какова температура земной коры в шахте, если ее глубина 800м, а температура слоя земной коры, не зависящего от времени года +8 ºС?

Решите задачи, приведенные в конспекте урока.

5. Изучение земной коры. Работа с рис. 24 стр.40, текстом учебника.

Бурение Кольской сверхглубокой скважины началось в 1970году, ее глубина до

12-15км. Подсчитайте, какую часть земного радиуса это составляет.

R Земли = 6378км (экваториальный)

=6356 км (полярный) или меридиональный

530-531 часть экваториального.

Глубина самой глубокой в мире шахты в 4 раза меньше. Несмотря на многочисленные исследования, мы еще очень мало знаем о недрах собственной планеты. Словом, если вновь обратиться к приведенному сравнению, мы еще никак не можем «проколоть скорлупку».

  1. Закрепление нового материала. Использование мультимедийной презентации.

Тесты и задания для проверки.

    1. Определите оболочку Земли:

  1. земная кора.

  2. гидросфера.

  3. атмосфера

  4. биосфера.

А. воздушная

Б. твердая.

В. Жизни.

Г. водная.

Ключ проверки:

1. Б

2. Г

3. А

4. В

    1. Определите, о какой оболочке Земли идет речь:

  1. Земная кора

  2. Мантия

  3. Ядро

а/ ближе всего к центру Земли

б/ толщина от 5 до 70км

в/ в переводе с латыни «покрывало»

г/ температура вещества +4000 ºС+5000 ºС

д/ верхняя оболочка Земли

е/ толщина около 2900км

ж/ состояние вещества особое: твердое и пластичное

з/ состоит из материковой и океанической частей

и/ основной элемент состава – железо.

Ключ проверки:

1. б, д, з,

2. в, е, ж,

3. а, г, и.

3. Землю по ее внутреннему строению иногда сравнивают с куриным яйцом. Что хотят показать этим сравнением?

Домашнее задание: §16, задания и вопросы после параграфа, задача в тетради.

Материал, используемый учителем во время объяснения новой темы.

Земная кора.

Земная кора в масштабе всей Земли представляет тончайшую пленку и по сравнению с радиусом Земли ничтожна. Она достигает максимальной толщины 75км под горными массивами Памира, Тибета, Гималаев . несмотря на маленькую мощность, земная кора имеет сложное строение.

Верхние ее горизонты довольно хорошо изучены при помощи бурения скважин.

Строение и состав земной коры под океанами и на континентах очень сильно различаются. Поэтому и принято выделять два основных типа земной коры – океаническую и континентальную.

Земная кора океанов занимает примерно56% поверхности планеты, и главной ее чертой является небольшая толщина – в среднем около 5-7 км. Но даже такая тонкая земная кора подразделяется на два слоя.

Первый слой – осадочный, представлен глинами, известковыми илами. Второй слой сложен базальтами – продуктами извержений вулканов. Мощность базальтового слоя на дне океанов не превышает 2 км.

Континентальная (материковая) земная кора занимает площадь меньше, чем океаническая, около 44% поверхности планеты. Континентальная кора толще океанической, ее средняя мощность 35-40км, а в области гор достигает 70-75 км. Она состоит из трех слоев.

Верхний слой слагают разнообразные осадки, их мощность в некоторых впадинах, например, в Прикаспийской низменности, составляет 20-22 км. Преобладают отложения мелководий – известняки, глины, пески, соли и гипс. Возраст пород 1,7 млрд.лет.

Второй слой – гранитный – он хорошо изучен геологами, т.к. имеются выходы его на поверхность, а также предпринимались попытки пробурить его, хотя попытки пробурить весь слой гранита оказались неудачными.

Состав третьего слоя не очень ясен. Предполагают, что он должен быть сложен породами типа базальтов. Мощность его составляет 20-25 км. В основании третьего слоя прослеживается поверхность Мохоровичича.

Повехность Мохо.

В 1909г. на Балканском полуострове, около г.Загреба, произошло сильное землетрясение. Хорватсякий геофизик Андрия Мохоровичич,изучая сейсмограмму, записанную в момент этого события, заметил, что на глубине примерно 30 км скорость волн существенно увеличивается. Данное наблюдение подтвердили и другие сейсмологи. Значит, существует некий раздел, ограничивающий снизу земную кору. Для его обозначения ввели особый термин – поверхность Мохоровичича (или раздел Мохо).

Мантия

Под корой на глубинах от 30-50 до 2900 км расположена мантия Земли. Из чего же она состоит? Главным образом из горных пород, богатых магнием и железом.

Мантия занимает до 82% объема планеты и подразделяется на верхнюю и нижнюю. Первая залегает ниже поверхности Мохо до глубины 670 км. Быстрое падение давления в верхней части мантии и высокая температура приводят к плавлению ее вещества.

На глубине от 400 км под материками и 10-150 км под океанами, т.е. в верхней мантии, был обнаружен слой, где сейсмические волны распространяются сравнительно медленно. Этот слой назвали астеносферой ( от греч. «астенес» — слабый). Здесь доля расплава составляет 1-3%, более пластичная. Чем остальная мантия, астеносфера служит «смазкой», по которой перемещаются жесткие литосферные плиты.

По сравнению с породами, слагающими земную кору, породы мантии отличаются большой плотностью и скорость распространения сейсмических волн в них заметно выше.

В самом «подвале» нижней мантии – на глубине 1000км и до поверхности ядра – плотность постепенно увеличивается. Из чего состоит нижняя мантия, пока остается загадкой.

Ядро.

Предполагают, что поверхность ядра состоит из вещества, обладающего свойствами жидкости. Граница ядра находится на глубине 2900км.

А вот внутренняя область, начинающаяся с глубины 5100км, ведет себя как твердое тело. Это обусловлено очень высоким давлением. Даже на верхней границе ядра теоретически рассчитанное давление составляет около 1,3 млн.атм. а в центре достигает 3 млн.атм. Температура здесь может превышать 10000ºС. Каждый куб. см вещества земного ядра весит 12 -14 г.

Очевидно, вещество внешнего ядра Земли гладкое, почти как пушечное ядро. Но оказалось, что перепады «границы» достигают 260км.

Оболочки Земли.

Литосфера. Земная кора.

Тема урока. Строение Земли и свойства земной коры.

  1. Внешние оболочки Земли:

Атмосфера — ______________________________________________________________

Гидросфера -______________________________________________________________

Литосфера — _______________________________________________________________

Биосфера — ________________________________________________________________

2.Литосфера-

3. Строение Земли:

  1. Заполни схему «Толщина земной коры».


  1. Заполните таблицу: «Строение земной коры»

Вид земной коры

толщина

Состав (слои)

  1. Найдите соответствия:

  1. земная кора океанического типа.

  2. материковая земная кора

  3. мантия

  4. ядро

а. состоит из гранита, базальта и осадочных пород.

б. температура +2000º, состояние вязкое, ближе к твердому.

в. Толщина слоя 3-7 км.

г. температура от 2000 до 5000ºС, твердое, состоит из двух слоев.

  1. Реши задачи:

  1. вычислите температуру в шахте, если на поверхности Земли +8ºС, а глубина шахты 750м?

  1. вычислите температуру в шахте, если на поверхности Земли +15ºС, а глубина шахты 1000м?

География 101 Онлайн

 

ТОС

ГОРЫ
Корка
Складной
Землетрясения
Вулканы
Гавайи
 

Корка

 
  1. Что такое гипсометрическая кривая?
  2. Каковы средние глубины океанов и средняя высота открытой земли? Самая высокая высота? Самая маленькая глубина?
  3. Что такое континентальные щиты и где они расположены?
  4. Как формируется новая континентальная кора и что террейны?
 
КОРОБКА 1

В предыдущей главе мы обсуждали многослойную структуру нашей планеты. структура и как тепло, вытекающее из недр Земли, приводит в движение литосферу движение плит и мантийные плюмы в горячих точках.Мы продолжаем эту тему, более тщательное изучение эндогенных процессов и форм рельефа, которые они Создайте.

Разница в плотности между континентальной и океанской корой создает на планете Земля уникальную особенность: два различных рельефа с океаническим дном. в среднем около 5 километров (3 миль) ниже континентальной поверхности. Это различие иллюстрируется гипсометрической моделью . кривая , который показывает суммарную площадь всей твердой поверхности Земли над каждой возвышенностью и относительно уровня моря.Это звучит запутанно, но если вы посмотрите на график ниже, это должно иметь больше смысла.

Дно океанов ниже, потому что океаническое кора тоньше и плотнее, чем континентальная кора. Обратите внимание на резкое падение кривой около средней высоты Земли. поверхность (что ниже уровня моря). Это представляет собой четкое разделение между двумя коровые типы.Океаническая кора, покрывающая большую часть поверхности планеты, лежит в основном на глубине от 3 до 5 километров (от 2 до 3 миль), в то время как континентальный земной коры, включая прибрежные континентальные шельфы, в среднем менее 1 километра (0,6 мили) над уровнем моря.

В отличие от океаническая кора, большая часть континентальной коры была вокруг на миллиарды лет. Он настолько легкий, что «плавает» на более плотная порода внизу и сопротивляется проталкиванию в мантию для переплавка.Оно было раздавлено, свернуто, сломано, перемещено, перевернуто и подвергнуто иному обращению, но это все еще вокруг. Миллиарды лет выветривания и эрозии обнажили древние земли. исходная порода, обнажающая континентальных щитов . Континентальные щиты составляют большую часть африканского континента. а также значительная часть Южной Америки, Австралии, Азии и Северной Америки. В этих почтенных образованиях были найдены древнейшие горные породы Земли.Древнейшие настоящие горные породы, неповрежденные агрегаты минералов, имеют возраст около 4 миллиардов лет. Самый древний отдельный минерал, фрагмент циркона, найденный в Западной Австралии, возрастом 4,374 миллиарда лет.

Пока большая часть континентальной коры долгое время существовала вокруг новой континентальной иногда образуется корочка. Движение на запад Североамериканской плиты, например, соскоблил полосу древних острова, коралловые рифы, куски океанского дна и другой мусор вдоль вестерн край пластины.Эти дополнения к старому первоначальному континенту называются террейнов . Разные цвета на диаграмме показывают разные наслоение материала с течением времени.

В то время как террейны выделяются на геологических картах, случайный наблюдатель с земли не мог бы отличить эти недавно сросшиеся горы с любых других гор. Горы Врангеля, изображенные на фотография, например, составлена ​​из склеенных остатков древняя островная дуга, которая раньше располагалась недалеко от экватора.

Жизнь океанической коры менее захватывающая. Он образуется в местах раздвижения морского дна, перемещается вместе с плитами и субдукты обратно в мантию для переплавки. В результате у него очень мало геологическая история по сравнению с континентальной корой. Древнейшая океаническая кора известный, найденный в западной части Тихого океана, датируется всего 280 миллионами лет.

Расширенная земная кора – обзор

3 Литосферные факторы, которые могут способствовать внутренней реактивации континентов и внутриплитному горообразованию

Литосферные факторы, способствующие внутриплитовой континентальной реактивации, и коровые процессы, которые вызывают внутриплитное горообразование, сложны и взаимосвязаны. Внутриплитное поле напряжений земной коры и дифференциальное напряженное состояние, которое сочетает в себе региональные тектонические силы и накопленную гравитационную потенциальную энергию, являются основным фактором, определяющим ориентацию и кинематику новых разломов и реактивированных старых разломов и структур (Holdsworth et al., 1997; England and Molnar). , 1997; Ghosh et al., 2006, 2019; Cunningham, 2013). В первом порядке угловая взаимосвязь между максимальным горизонтальным напряжением (SHmax) и новыми разломами или реактивированными более старыми разломами и тканями определяет кинематику разломов и относительные пропорции сдвиговых и сдвиговых смещений — и, следовательно, степень поднятия блоков. по сравнению с латеральным переводом.Дальние отступающие границы субдукции могут способствовать экструзии блоков земной коры вдоль внутриплитных сдвиговых разломов, что также может локализовать горные поднятия вдоль транспрессионных или транстензионных сегментов и в изгибах разломов (Tapponnier et al. , 1982; Taymaz et al., 1991). После выдавливания блоков земной коры могут остаться диффузные провинции растяжения (Sperner et al., 2002; Zhang et al., 2021). Реактивация и контракционная инверсия нормальных разломов в ранее растянутой земной коре являются обычными внутриконтинентальными процессами, которые могут быть более очевидными в сейсморазведке МОВ, чем в исследованиях обнажений (Hayward and Graham, 1989; Bonini et al., 2012). Главный вопрос во внутриплитных внутриконтинентальных орогенах заключается в том, являются ли основные разломы, ответственные за современное поднятие хребта, унаследованными структурами или новыми разломами (Holdsworth et al., 1997; Turner and Williams, 2004). Сочетание высокого разрешенного напряжения сдвига, слабых разломных пород с зонами ядра, богатыми филлосиликатами, и повышенных флюидных давлений, в том числе кратковременных избыточных флюидных давлений, являются условиями, способствующими реактивации разломов (White et al., 1986; Sibson, 1990).

Кратоны обычно представляют собой докембрийские области нереактивированной, прочной, холодной, толстой и жесткой литосферы, однако края кратонов представляют собой границы прочности, которые могут сфокусировать реактивацию (England and Houseman, 1985; Westaway, 1995; Molnar and Dayem, 2010). Некратонизированные комплексы палеозойских террейнов обнаруживают топографические, структурные и термохронологические свидетельства мезозойско-кайнозойской реактивации в Центральной Азии (Алтаиды), Североамериканских Кордильерах (включая Аляску), Ю-ЮГ Африки (Намибия) и вокруг более мелких жестких докембрийских блоков, таких как Богемский массив. и Танзанийский кратон, предполагая, что они являются реологически более слабыми доменами земной коры по сравнению с граничащими кратонами (Cunningham, 2013 и ссылки в нем; Brown et al., 2014). Это предположительно связано с более тонкой и молодой корой фанерозойских мозаик террейнов, более высокой геотермальной температурой, широко распространенным метасоматозом литосферной мантии и нижней коры в результате предшествующих субдукционных событий, литологической неоднородностью и многочисленными швами, зонами сдвига и метаморфическими тканями, которые связывают и внутренне деформируют террейновые амальгамы (Cunningham, 2013 и ссылки в ней).Примером этого является Центрально-Азиатский орогенный пояс (ЦАОП), где кратонные блоки, такие как Таримский кратон, Северо-Китайский блок и Ангарский щит (Сибирский кратон), в значительной степени не деформированы, но граничащие террейновые комплексы представляют собой реактивированные в земной коре области позднекайнозойского горообразования. Каннингем, 2013 г.; Каннингем и Чжан, 2020 г.).

Внутриплитная реактивация ранее существовавших горных хребтов приведет к сложному орогену с унаследованным рельефом, реактивацией разломов, возможно, в различных кинематических режимах, а также во времени и пространстве отдельными периодами синорогенного осадконакопления.Внутриплитная реактивация внутренней области, которая была в основном плоской или имела очень низкий (<200 м) ранее существовавший рельеф, может создать приподнятые области и горы с остатками плосковершинных вершин на различных стадиях эрозионной денудации в зависимости от скорости эрозии окружающей среды (Calvet et al. и др., 2015 и ссылки в нем). Эти низкорельефные вершинные поверхности (пенеплены) могут иметь региональное развитие и коррелировать друг с другом, предоставляя полезную исходную точку для ограничения величины подъема горных пород в омоложенных регионах (Берки и Моррис, 1924; Шахгеданова и др., 2002; Джоливе и др., 2007 г.; Каннингем, 2013 г.; Морин и др. , 2019). Кроме того, реактивированные, приподнятые и топографически перевернутые бассейновые области могут образовывать горы с переменным количеством несогласного заполнения бассейнов, сохранившегося на пенепленизированных вершинах кристаллических коренных пород, в зависимости от скорости эрозионной денудации и мощности осадочного чехла до поднятия (например, Cunningham et al. и др., 2009; Каннингем, 2017).

Термическое состояние земной коры может также стимулировать внутреннюю реактивацию континентов и горообразование, если присутствует магматизм, или если предыдущее утончение земной коры вызвало смещение мохо и термическое ослабление литосферной мантии и нижней части средней коры (Pysklywec and Beaumont, 2004; Невес и др., 2008). Горизонтальный поток литосферной мантии и нижний поток земной коры являются предполагаемыми движущими силами разломов верхней части земной коры и, возможно, вертикальной инфляции земной коры в континентальных регионах, где геодезически полученное поле горизонтальной скорости указывает на большие латеральные смещения внутри плит (England and McKenzie, 1982; Cunningham et al. , 1997). ; Кларк и Ройден, 2000; Каннингем, 2005). Наконец, подъемы мантии и сводообразование земной коры, обусловленное термальными факторами, могут вызвать орогенный рельеф из-за нормального образования разломов и грабенов в дугообразной коре, локализованного вулканизма и усиления речных и ледниковых врезов и эрозии (Neugebauer, 1978; Huismans et al., 2001; Каннингем, 2001).

Сокращение земной коры может привести к тому, что мы будем жить в водном мире

Джошуа Сокол

Изменение климата заставит нас уйти под воду до того, как земная кора погрузится (Image: Alexander Mustard/Solent News/Rex)

Добавьте это в файл далеких судных дней. Согласно новой оценке, континентальная кора Земли, которая образует землю, на которой мы живем, утончается.

Если темпы похудения сохранятся, континенты могут исчезнуть в море в течение пары миллиардов лет.

Есть, конечно, и более неотложные дела. Уровень моря повышается вместе с температурой и атмосферным углеродом, и время от времени пролетают астероиды.

Но если мы переживем все это, медленное выравнивание континентов может положить конец нашему миру, каким мы его знаем. По мере эрозии континентальной коры суша исчезнет в океанах — даже без повышения уровня моря, вызванного климатом.

Уже есть фильмы о том, как может выглядеть самый экстремальный случай, шутит Бруно Дуиме из Бристольского университета, Великобритания, который руководил исследованием. «Я думаю Водный мир ».

Написано камнями

Чтобы реконструировать историю континентальной коры, команда Дуиме сопоставила измерения 13 000 образцов горных пород со всего мира. Они обнаружили, что в породах из Анд и Центральной Америки, где формируется континентальная кора, количество кремния и относительные концентрации изотопов рубидия и стронция связаны с толщиной коры, из которой произошли породы.

Эта взаимосвязь может позволить нам оценить толщину земной коры в разное время в прошлом. Команда Дуиме сделала именно это, сделав вывод о подъеме и падении континентов в истории Земли.

Сегодняшние континенты имеют толщину в среднем около 35 километров, при этом плавучие скалы качаются рядом с более плотной океанической корой толщиной 7 километров, которая опускается ниже.

Но раньше, примерно 3 миллиарда лет назад, думает Дуиме, континенты были тоньше. Меньший объем делал их менее плавучими, то есть они не могли всплывать над уровнем моря.

После того, как на Земле всерьез началась тектоника плит, континенты провели следующие 2 миллиарда лет, увеличиваясь, когда плиты сталкивались, поднимая кору. Континентальная кора достигла пика толщины около миллиарда лет назад — примерно в то время самые могущественные континенты Земли объединились, чтобы сформировать суперконтинент Родиния.

Горы, поднятые этим событием, с тех пор разрушаются, и новой коры недостаточно, чтобы компенсировать потери.

«Если это продолжится в течение следующих 2 миллиардов лет, то земная кора снова достигнет того состояния, когда континенты будут погружены под океан», — говорит Дуиме.

Взлет и падение

Так насколько же нам следует волноваться? Дуиме действительно говорит, что его данные о толщине континентов основаны на концентрации изотопов.

«Здесь много допущений и моделей, — говорит Кларк Джонсон из Университета Висконсин-Мэдисон. Например, по его словам, для того, чтобы континенты стали тоньше в долгосрочной перспективе, эрозия должна также опережать магму, которая прикрепляется к основанию коры, а не только наращивание коры в местах схождения плит, которое рассматривала команда Дуиме.

Некоторое подтверждение исходит от предположений о том, что континентальная кора могла сжаться за последние несколько сотен миллионов лет, и эта идея основана на изучении зон субдукции, где две плиты сходятся и одна скользит под другую.

Первый расцвет жизни на Земле произошел примерно в то же время, что и первый подъем континентальной коры, когда на мелководье могли обитать водоросли, около 2,5 миллиардов лет назад. Согласно модели Дуиме, земля только начала выглядывать из-под воды, и теперь она могла медленно возвращаться в этом направлении.

Будет ли это последний судный день? Если кора действительно исчезнет и нам каким-то образом удастся выжить в дивном новом водном мире, мы все равно столкнемся с расширением Солнца через 5 миллиардов лет или около того, которое поглотит планету. Также нужно подготовиться к тепловой смерти Вселенной.

Ссылка на журнал: Природа Geoscience , DOI: 10.1038/ngeo2466

Office of Science and Technology

Мы защищаем и обеспечиваем прочную научную основу для научных программ NOAA в области рыболовства и решений по сохранению ресурсов и управлению ими.Мы тесно сотрудничаем с шестью научными центрами рыболовства NOAA: Аляска, Северо-Восток, Северо-Запад, острова Тихого океана, Юго-Восток и Юго-Запад.

Статистика рыболовства

Мы собираем данные и координируем информацию и исследовательские программы для поддержки научно обоснованного управления национальными живыми морскими ресурсами. В дополнение к интеграции и распространению государственных и федеральных статистических данных о морском рыболовстве, мы проводим исследования, используемые для оценки вылова рыбы в рекреационных целях.

Узнайте больше о наших программах и найдите ключевые данные о выгрузках коммерческого рыболовства, внешней торговле, уловах и усилии морского любительского рыболовства.

Оценка и мониторинг

Мы поддерживаем исследования морских ресурсов, оценку запасов, науку об охраняемых ресурсах и программу морских птиц, программы наблюдения за рыболовством, совместные исследования и независимую экспертную оценку научных продуктов и программ NOAA в области рыболовства. Кроме того, мы разрабатываем политики, процедуры и бюджетные инициативы, чтобы обеспечить высокое качество, рентабельность, продуктивность и полную поддержку этой деятельности.

Экономика и социальный анализ

Мы проводим и координируем социально-экономические исследования и сбор данных, проводимые агентством для поддержки сохранения и управления живыми морскими ресурсами.   

Морские экосистемы

Мы поддерживаем разработку и координацию научных программ, включая среду обитания, для продвижения включения информации об экосистеме в управление живыми морскими ресурсами.

Обзоры программ

Мы постоянно стремимся развивать науку, которая информирует о рыболовстве и управлении охраняемыми ресурсами. В рамках наших постоянных усилий по совершенствованию мы проводим систематический процесс экспертной оценки в наших региональных научных центрах и национальном Управлении по науке и технологиям, чтобы улучшить интеграцию, выявить передовой опыт и поделиться успехами и проблемами в нашем научном предприятии.

Поддержка миссии

Мы оказываем поддержку миссии, поддерживая и повышая качество и надежность научной деятельности NOAA Fisheries. Мы также обеспечиваем управление приложениями и разработку для поддержки своевременного доступа к ресурсам данных NOAA Fisheries.

Недра Земли — кора — океаническая, мантийная, континентальная и волновая

Внешний слой Земли — кора, тонкая каменная оболочка, покрывающая земной шар. Существует два типа коры: (1) континентальная кора, которая состоит в основном из светлых пород гранитного состава и подстилает континенты, и (2) океаническая кора, которая состоит в основном из темных пород базальтового состава и лежит под океанами.Континенты имеют среднюю высоту около 2000 футов (609 м) над уровнем моря , в то время как средняя высота (глубина) дна океана составляет 10000 футов (3048 м) ниже уровня моря. Важным отличием континентальной коры от океанической является их различие в плотности . Континентальная кора имеет меньшую среднюю плотность (2,6 г/см 3 ), чем океаническая кора (3,0 г/см 3 ). Эта разница в плотности позволяет континентам постоянно плавать на верхней мантии, оставаясь более или менее нетронутыми в течение миллиардов лет.Океаническая кора, напротив, едва способна плавать на мантии (плотность которой около 3,3 г/см 3 ). По мере старения океанической коры в ней накапливается тяжелый нижний слой остывших пород мантии; получившаяся двухслойная структура в конечном итоге под собственным весом погружается в мантию, где она расплавляется и перерабатывается. Из-за этого процесса рециркуляции на поверхности Земли не существует океанической коры старше примерно 200 миллионов лет. Около 16% мантии состоит из переработанной океанической коры; всего около 0.3% состоит из переработанной континентальной коры.

Еще одно различие между океанической корой и континентальной корой заключается в их разнице в толщине. Толщина океанической коры составляет 3–6 миль (5–10 км), в то время как толщина континентальной коры составляет в среднем около 20 миль (35 км) и может достигать 40 миль (70 км) в некоторых участках, особенно в тех, которые находятся под недавно поднятыми горами. диапазоны, такие как Гималаи.

Нижняя часть земной коры (как океанической, так и континентальной) определяется отчетливой сейсмической переходной зоной, называемой границей Мохоровичича.Разрыв Мохоровичича, обычно называемый «Мохо» или «М-разрывом», представляет собой переход или границу между нижней частью земной коры и самым верхним твердым слоем мантии (литосферной мантией). Поскольку толщина земной коры варьируется, глубина Мохо варьируется от 3–6 миль (5–10 км) под океанами до 20–40 миль (35–70 км) под континентами.

Мохо был впервые обнаружен хорватским геофизиком Андрией Мохоровичем (1857–1936) в 1908 году. 8 октября 1908 года Андрия Мохорович наблюдал сейсмические волны от землетрясения в Хорватии.Он заметил, что и волны сжатия (или первичные [P]), и волны сдвига (или вторичные [S]) в одной точке на своем пути набирали скорость по мере удаления от землетрясения. Это предполагало, что волны были отклонены. Он отметил, что это увеличение скорости, по-видимому, происходит на глубине около 30 миль (50 км). Поскольку сейсмические волны быстрее распространяются через более плотный материал, он пришел к выводу, что на этой глубине должен быть резкий переход от материала земной коры к более плотным породам ниже.Эта переходная зона позже была названа в честь ее первооткрывателя. Мохо представляет собой относительно узкую переходную зону, толщина которой оценивается в 0,1–1,9 мили (0,2–3 км). Он определяется уровнем внутри земли, где скорость P-волны резко увеличивается со средней скорости 4,3 мили/сек (6,9 км/сек) до примерно 5,0 миль/сек (8,1 км/сек).


Почему Скалистая гора высокая?

Исследование Университета Юты показывает, как различные регионы Северной Америки удерживаются на плаву благодаря теплу каменистой коры Земли, и какая часть континента погрузилась бы ниже уровня моря, если бы не тепло, которое делает горные породы плавучими.

Среди прибрежных городов Нью-Йорк будет находиться на глубине 1427 футов под Атлантическим океаном, Бостон — на глубине 1823 футов, Майами — на глубине 2410 футов, Новый Орлеан — на глубине 2416 футов, а Лос-Анджелес — на глубине 3756 футов в Тихом океане.

Высота Денвера высотой

миль будет 727 футов ниже уровня моря, а Солт-Лейк-Сити, высота которого сейчас составляет около 4220 футов, будет находиться под водой на глубине 1293 фута. Но высокогорные районы Скалистых гор между Солт-Лейк-Сити и Денвером останутся сушей.

«Если вычесть тепло, которое поддерживает высоту Северной Америки на высоте, большая часть континента окажется ниже уровня моря, за исключением высоких Скалистых гор, Сьерра-Невады и тихоокеанского северо-запада к западу от Каскадного хребта», — говорит соавтор исследования Деррик. Хастерок, докторант Университета Юты в области геологии и геофизики.

«Мы впервые показали, что температурные различия в земной коре и верхней мантии объясняют примерно половину высоты любого заданного места в Северной Америке», а большая часть остального связана с различиями в том, из чего состоят горные породы, — говорит другой соавтор, Дэвид Чепмен, профессор геологии и геофизики и декан Высшей школы Университета Юты.

Люди обычно думают, что возвышения определяются движением «тектонических плит» земной коры, что приводит к вулканизму, горообразующим столкновениям плит земной коры, растяжению и опусканию внутренних бассейнов, опусканию или «субдукции» старого морского дна. Но Хастерок и Чепмен говорят, что эти тектонические силы действуют через состав и температуру породы, которую они перемещают. Таким образом, когда плиты земной коры сталкиваются, образуя горы, такие как Гималаи, горы поднимаются, потому что столкновение делает менее плотные породы земной коры толще и теплее, а значит, и более плавучими.

Исследование, опубликованное в Интернете в июньском выпуске Journal of Geophysical Research-Solid Earth, представляет собой нечто большее, чем просто забавную иллюстрацию того, как континенты и горы, такие как Скалистые горы, поддерживаются на плаву частично за счет тепла из недр Земли и тепла от радиоактивного распада урана, тория и калия в земной коре.

Ученые обычно связывают плавучесть и возвышение различных континентальных областей с вариациями толщины и минерального состава (и, следовательно, плотности) пород земной коры.Но Чепмен говорит, что исследователи не смогли понять, как тепло заставляет горные породы в континентальной коре и верхней мантии расширяться, становясь менее плотными и более плавучими.

«Мы нашли хорошее объяснение поднятию континентов, — говорит Хастерок. «Теперь мы знаем, почему некоторые области выше или ниже других. Дело не только в том, из чего сделаны камни; это также то, насколько они горячие».

Чепмен говорит, что североамериканским породам потребуются миллиарды лет, чтобы остыть до такой степени, что они станут более плотными, опустятся и погрузят большую часть континента под воду.Он добавляет, что прибрежные города сталкиваются с наводнениями гораздо раньше, поскольку уровень моря повышается из-за глобального потепления.

Почему важно знать, как тепло влияет на высоту над уровнем моря

Научная значимость нового исследования заключается в том, что, учитывая состав, толщину, а теперь и температуру горных пород земной коры в Северной Америке, ученым будет легче определить, насколько возвышение объясняется такими силами, как восходящие шлейфы расплавленной породы, такие как «горячая точка». под Йеллоустоуном и местами, где обширные участки мантийной породы «стекали» вниз, позволяя таким горам, как Сьерры, подниматься выше.

Новый метод также облегчит определение областей, в которых породы земной коры необычно горячие из-за концентрации радиоактивных изотопов выше средней.

Чепмен говорит, что температура в земной коре и верхней мантии часто выводится из измерений в скважинах, пробуренных у поверхности, в то время как высота отражает среднюю температуру горных пород на глубине до 125 миль под поверхностью Земли. Несоответствия в обоих измерениях могут быть использованы для определения степени влияния глобального потепления или изменения потока подземных вод на температуру скважины.

Увеличение высоты в данной области может дать предупреждение — за десятки миллионов лет — о начале пробуждения вулканических процессов глубоко в литосфере, добавляет он.

Большинство регионов утонет, но Сиэтл поднимется

В некоторых местах, расположенных на вершине скалы, температура которой ниже среднего, на самом деле поднимались бы без температурного эффекта, что в их случае означает отсутствие охлаждения.

Сиэтл, вместо своего нынешнего положения вдоль соленой воды Пьюджет-Саунд, поднимется на высоту 5949 футов.Сиэтл расположен над плитой земной коры, которая погружается или «погружается» на восток под углом. Эта плита из холодной, бывшей скалы морского дна изолирует район к западу от Каскадов от тепла, находящегося глубже под плитой. Устранение этого эффекта нагрело бы земную кору под Сиэтлом, поэтому она расширилась бы и стала более плавучей.

Чтобы рассчитать, как изменится высота над уровнем моря в разных регионах, если убрать температурные эффекты, исследователи не убрали все тепло, а представили, что скала этого региона была такой же холодной, как некоторые из самых холодных горных пород земной коры Северной Америки, температура которых до сих пор составляет 750 градусов по Фаренгейту у основания. земной коры в Канаде.Вот другие места, их высота и то, как бы они утонули, если бы их земная кора имела такую ​​же температуру: 90 055

  • Атланта, 1000 футов над уровнем моря, 1416 футов ниже уровня моря.
  • Даллас, 430 футов над уровнем моря, 1986 футов ниже уровня моря.
  • Чикаго, 586 футов над уровнем моря, 2229 футов ниже уровня моря.
  • Сент-Луис, 465 футов над уровнем моря, 1499 футов ниже уровня моря.
  • Лас-Вегас, 2001 фут над уровнем моря, 3512 футов ниже уровня моря.
  • Феникс, 1086 футов над уровнем моря, 4345 футов ниже уровня моря.
  • Альбукерке, 5312 футов над уровнем моря, 48 футов над уровнем моря.
  • Гора Уитни, Калифорния, самая высокая точка в нижних 48 штатах, 14 496 футов над уровнем моря, 11 877 футов над уровнем моря.

Урок из бездонных океанских глубин

Чепмен говорит, что это может показаться парадоксальным, но «ответы на вопросы о возвышении континентальных областей Земли начинаются в океанах.

Толщина земной коры в среднем составляет 4 мили под океанами и 24 мили под континентами. Кора и нижележащий слой, верхняя мантия, вместе известны как литосфера, максимальная толщина которой составляет 155 миль. Литосфера разбита на «тектонические плиты», которые медленно дрейфуют, меняя форму, расположение и конфигурацию континентов на протяжении эпох.

Лед плавает на воде, потому что при замерзании вода расширяется и становится менее плотной. Камень и большинство других материалов расширяются и становятся менее плотными при нагревании.Хастерок говорит, что уже много лет хорошо известно, что «возвышения различных регионов континентов располагаются выше или ниже относительно друг друга в результате их плотности и толщины. Большая высота, которую мы можем наблюдать на поверхности, является результатом плавучести земной коры и верхней мантии».

Он добавляет, что изменения высоты также могут быть вызваны нагревом и расширением горных пород, что делает их более плавучими — явление, называемое «термальной изостазией», которое объясняет, «почему горячие срединно-океанические хребты намного выше по сравнению с холодными абиссальными равнинами.

Новая кора дна океана образовалась в результате извержений вулканов на подводных горных хребтах, известных как срединно-океанические хребты. Расплавленная и горячая порода выходит на поверхность, образуя новое морское дно, которое расходится от хребта, как две конвейерные ленты, движущиеся в противоположных направлениях. По мере того, как новая кора морского дна становится старше и холоднее в течение миллионов лет, она становится более плотной и теряет высоту. Чепмен и Хастерок говорят, что между пиками срединно-океанических хребтов и более старым морским дном существует перепад высот в 10 000 футов.

Учитывая это, Чепмен говорит, что был озадачен тем, что различия в температуре горных пород никогда не использовались для объяснения возвышений на континентах.

«Наша цель состояла в том, чтобы показать, что колебания температуры вносят значительный вклад не только в дно океана, но и в высоту континентов», — говорит Хастерок. «Например, плато Колорадо находится на высоте 6000 футов над уровнем моря, а Великие равнины, состоящие из тех же пород [на глубине] — намного ниже, на высоте 1000 футов. Мы предполагаем, что это связано с тем, что у основания земной коры плато Колорадо значительно теплее [1200 градусов по Фаренгейту], чем Великие равнины [930 градусов по Фаренгейту].

Когда тебе жарко, ты под кайфом в Северной Америке

Чепмен говорит, что в исследовании он и Хастерок «удалили влияние состава горных пород земной коры и толщины земной коры, чтобы определить, насколько высота данной области связана с температурой подстилающей породы».

Во-первых, они проанализировали результаты предыдущих экспериментов, в которых ученые измеряли сейсмические волны, движущиеся через земную кору из-за преднамеренных взрывов. Волны проходят быстрее через более холодную и плотную породу и медленнее через более горячую и менее плотную породу.Затем они использовали опубликованные данные, в которых были измерены различные виды горных пород в лаборатории, чтобы определить как их плотность, так и скорость прохождения через них сейсмических волн.

Данные позволили исследователям рассчитать, как плотность горных пород меняется с глубиной в земной коре, и, таким образом, какая часть возвышения любой области связана с толщиной и составом ее породы, а какая — с нагревом и расширением породы.

Кора морского дна имеет одинаковый состав и толщину в большинстве мест вдали от высоких срединно-океанических хребтов, поэтому ученым легко наблюдать, как высота изменяется в зависимости от температуры коры океана.Но чтобы определить влияние температуры на континенты, «мы взмахиваем этой палочкой и создаем преобразованную континентальную кору, которая везде имеет одинаковую толщину [24 мили] и состав [в 2,85 раза больше плотности воды]», — говорит Чепмен. «Как только мы это сделаем, мы сможем увидеть тепловой эффект».

Это, в свою очередь, позволило рассчитать, какой вклад вносит тепловой поток в возвышение в каждой из 36 тектонических провинций — этаких «мини-плит» — Северной Америки.

Например, провинция Новая Англия (Центральные) Аппалачи имеет среднюю высоту 897 футов, но если бы ее каменистая кора была охлаждена до уровня старой, более холодной континентальной коры, такой как Канадский щит, провинция находилась бы на 563 фута ниже уровня моря. падение 1460 футов. Высота Нью-Йорка в этой провинции составляет 33 фута. Вычтите 1460 футов, и Большое Яблоко погрузится на 1427 футов ниже уровня моря.

###

Университет Юты по связям с общественностью
201 Президентский Круг, Комната 308
Солт-Лейк-Сити, Юта 84112-9017
(801) 581-6773 факс: (801) 585-3350
www.unews.utah.edu



9.4 Изостазия – физическая геология

Теория утверждает, что мантия способна к конвекции из-за своей пластичности, и это свойство также допускает другой очень важный земной процесс, известный как изостазия .Буквальное значение слова «изостазия» — «равномерная неподвижность», но значение, стоящее за ним, заключается в том принципе, что земная кора плавает на мантии, подобно плоту, плавающему в воде, а не покоится на мантии, как плавающий плот. плот сидит на земле.

Отношения между земной корой и мантией показаны на рис. 9.16. Справа приведен пример неизостатической связи между плотом и твердым бетоном. Плот можно загрузить большим количеством людей, и он все равно не утонет в бетоне.Слева изостатическая связь между двумя разными плотами и бассейном, полным арахисового масла. С одним человеком на борту плот плавает высоко в арахисовом масле, но с тремя людьми он тонет опасно низко. Мы используем здесь арахисовое масло, а не воду, потому что его вязкость более точно отражает связь между земной корой и мантией. Хотя арахисовое масло имеет примерно ту же плотность, что и вода, оно гораздо более вязкое (жесткое), поэтому, хотя плот из трех человек будет погружаться в арахисовое масло, он будет делать это довольно медленно.

Рис. 9.16 Иллюстрация неизостатического соотношения между плотом и твердым грунтом (справа) и изостатического соотношения между плотом и арахисовым маслом (слева). [SE]

 

Отношение земной коры к мантии подобно отношению плотов к арахисовому маслу. Плот с одним человеком на нем плавает на комфортной высоте. Даже с тремя людьми плот менее плотный, чем арахисовое масло, поэтому он плавает, но для этих трех человек он плавает неудобно низко. Кора со средней плотностью около 2,6 грамма на кубический сантиметр (г/см3) менее плотна, чем мантия (средняя плотность около 3,4 г/см3 у поверхности, но больше на глубине), поэтому она плавает на «пластмассовой» мантии. Когда к коре прибавляется вес в процессе горообразования, она медленно погружается глубже в мантию, и материал мантии, который был там, оттесняется (рис. 9.17, слева). Когда этот вес удаляется эрозией в течение десятков миллионов лет, земная кора отскакивает, а мантийная порода течет обратно (рис. 9.17, справа).

Рис. 9.17 Иллюстрация изостатических отношений между корой и мантией. После периода горообразования к части земной коры добавилась масса, и утолщенная кора протолкнулась в мантию (слева). В течение следующих десятков миллионов лет горная цепь подвергается эрозии, и земная кора восстанавливается (справа). Зеленые стрелки представляют медленное течение мантии. [SE]

 

Кора и мантия реагируют на оледенение сходным образом. Толстые скопления ледникового льда увеличивают вес коры, и по мере того, как мантия под ней сжимается в стороны, кора проседает. Этот процесс проиллюстрирован для нынешнего ледяного щита в Гренландии на рис. 9.18. Ледяной щит Гренландии в этом месте имеет толщину более 2500 м, а кора под самой толстой частью вдавлена ​​до такой степени, что находится ниже уровня моря на обширной территории. Когда лед в конце концов растает, кора и мантия медленно восстановятся, но полное восстановление, вероятно, займет более 10 000 лет.

Рисунок 9.18а Поперечное сечение коры в северной части Гренландии (Толщина льда основана на данных НАСА и Центра дистанционного зондирования ледяных щитов, но толщина коры меньше, чем должна быть ради иллюстрация.) Максимальная толщина льда более 2500 м. Красные стрелки представляют давление на мантию вниз из-за массы льда. Рисунок 9.18b. Изображение ситуации после полного таяния ледяного щита, процесса, который может произойти в течение 2000 лет, если люди и их правительства продолжат игнорировать изменение климата. . Изостатический отскок мантии не смог бы угнаться за такой скоростью таяния, поэтому в течение нескольких тысяч лет центральная часть Гренландии оставалась бы близкой к уровню моря, а в некоторых районах даже ниже уровня моря. Рисунок 9.18c Вполне вероятно, что полное восстановление мантии под Гренландией займет более 10 000 лет.

Вам может быть интересно, как это возможно, что мантия Земли достаточно жесткая, чтобы разрушиться во время землетрясения, и все же она конвектируется и течет, как очень вязкая жидкость. Объяснение состоит в том, что мантия ведет себя как неньютоновская жидкость, а это означает, что она по-разному реагирует на напряжения в зависимости от того, как быстро оно применяется. Хорошим примером этого является поведение материала, известного как Silly Putty, который может подпрыгнуть и сломаться, если вы резко потянете за него, но будет плавно деформироваться, если усилие будет прилагаться медленно.На этом фото Silly Putty была помещена над отверстием в стеклянной столешнице, и под действием силы тяжести она медленно перетекала в отверстие. Мантия будет течь, если она будет подвергаться медленному, но постоянному напряжению растущего (или тающего) ледяного щита.

[https://upload. wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f3/Silly_putty_dripping.jpg]

Рисунок 9.19. Текущие скорости послеледникового изостатического подъема (зеленый, синий и фиолетовый оттенки) и опускания (желтый и оранжевый). Проседание происходит там, где мантия медленно течет обратно к областям, переживающим послеледниковое поднятие.[От: Полсон, А., С. Чжун и Дж. Вар. Вывод вязкости мантии по данным GRACE и относительному уровню моря, Geophys. Дж. Междунар. (2007) 171, 497–508. Доступ по адресу: http://en.wikipedia.org/wiki/Hudson_Bay#/media/File:PGR_Paulson2007_Rate_of_Lithospheric_Uplift_due_to_PGR.png]

 

Значительные части Канады все еще восстанавливаются в результате потери ледникового льда за последние 12 тыс. лет, и, как показано на рис. 9.19, в других частях мира также наблюдается изостатический отскок. Наибольшая скорость подъема наблюдается на большой территории к западу от Гудзонова залива, где Лаврентийский ледяной щит был самым толстым (более 3000 м).Лед окончательно покинул этот регион около 8000 лет назад, и в настоящее время земная кора восстанавливается со скоростью почти 2 см/год. Сильный изостатический отскок также происходит в северной Европе, где Фенно-Скандинавский ледяной щит был самым толстым, и в восточной части Антарктиды, где в голоцене также наблюдались значительные потери льда.

Существуют также обширные области опускания, окружающие бывшие Лаврентийские и Фенно-Скандинавские ледяные щиты. Во время оледенения мантийная порода утекала из областей под основными ледяными щитами, и теперь этот материал медленно течет обратно, как показано на рисунке 9.18б.

Упражнение 9.4 Плотность пород и изостазия

Плотность (также известная как «удельный вес») ряда распространенных минералов указана в таблице ниже. Приведены также приблизительные пропорции этих минералов в континентальной коре (типичным представителем которой является гранит), океанической коре (в основном базальт) и мантии (в основном горная порода, известная как перидотит). Предполагая, что у вас есть 1000 см3 каждого типа породы, оцените соответствующие плотности пород. Для каждого типа породы вам нужно будет умножить объем различных минералов в породе на их плотность, а затем сложить эти числа, чтобы получить общий вес 1000 см3 этой породы.Плотность — это число, деленное на 1000. Первый сделан для тебя.

Если континентальная кора (представленная гранитом) и океаническая кора (представленная базальтом) подобны плотам, плавающим на мантии, что это говорит вам о том, как высоко или низко они должны плавать?

Эта концепция проиллюстрирована ниже. Пунктирная линия предназначена для справки и показывает точки, находящиеся на равном расстоянии от центра Земли.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.