Возраст материковой коры: Строение земной коры

Строение земной коры

Земная кора внешняя твердая оболочка Земли, верхняя часть литосферы. От мантии Земли земная кора отделена поверхностью Мохоровичича.

Принято выделять материковую и океаническую кору, которые различаются по своему составу, мощности, строению и возрасту. Материковая кора расположена под материками и их подводными окраинами (шельфом). Земная кора материкового типа толщиной от 35-45 км расположена под равнинами до 70 км в области молодых гор. Наиболее древние участки материковой коры имеют геологический возраст, превышающий 3 миллиарда лет. Она состоит из таких оболочек: коры вы­ветривания, осадочной, метаморфической, гранитной, базальтовой.

Океаническая земная кора значительно моложе, её возраст не превышает 150-170 миллионов лет. Она имеет меньшую мощность 5-10 км. В пределах океанической земной коры отсутствует граничный слой.

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

Каменная оболочка Земли не представляет собой единого целого. Она состоит из отдельных блоков  литосферных плит. Всего на земном шаре насчитывается 7 крупных и несколько более мелких плит. К крупным относятся Евразиатская, Североамериканская, Южноамериканская, Африканская, Индо–Австралийская (Индийская), Антарктическая и Тихоокеанская плиты. В пределах всех крупных плит, за исключением последней, расположены материки. Границы литосферных плит проходят, как правило, вдоль срединно-океанических хребтов и глубоководных желобов.

Литосферные плиты постоянно изменяются: две плиты могут спаиваться в единую в результате коллизии; в результате рифтинга может произойти раскол плиты на несколько частей. Литосферные плиты могут погружаться в мантию земли, достигая при этом земное ядро. Поэтому разделение земной коры на плиты не однозначно: с накоплением новых знаний некоторые границы плит признаются несуществующими, выделяются новые плиты.

В пределах литосферных плит расположены участки с различными типами земной коры.

Так, восточная часть Индо-Австралийской (Индийской) плиты – материк, а западная расположена в основании Индийского океана. У Африканской плиты материковая земная кора с трёх сторон окружена океанической. Подвижность атмосферной плиты определяется соотношением в её пределах материковой и океанической коры.

При столкновении литосферных плит возникает складкообразование слоев горных пород. Складчатые пояса подвижные, сильно расчленённые участки земной поверхности. В их развитии выделяется два этапа. На начальном этапе земная кора испытывает преимущественно опускания, происходит накопление осадочных горных пород и их метаморфизация. На заключительном этапе опускание сменяется поднятием, горные породы сминаются в складки.

В течение последнего миллиарда лет на Земле было несколько эпох интенсивных горообразований: байкальское горообразование, каледонское, герцинское, мезозойское и кайнозойское. В соответствии  с этим выделяют различные области складчатости.

Впоследствии горные породы, из которых состоит складчатая область, теряют подвижность и начинают разрушаться. На поверхности накапливаются осадочные породы. Образуются устойчивые участки земной коры

платформы. Они обычно состоят из складчатого фундамента (остатки древних гор),  перекрытого сверху слоями горизонтально залегающих осадочных пород, образующих чехол. В соответствии с возрастом фундамента выделяют древние и молодые платформы. Участки пород, где фундамент погружён на глубину и перекрыт осадочными породами, называют плитами. Места выхода фундамента на поверхность называют щитами. Они более характерны для древних платформ. В основании всех материков расположены древние платформы, края которых являются складчатыми областями разного возраста.

Распространение платформенных и складчатых областей можно увидеть

на тектонической географической карте, или на карте строения земной коры.

Остались вопросы? Хотите знать больше о строении земной коры?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Строение земной коры

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Тектоорогения материковой земной коры

Материковая земная кора континентов покрывает около одной трети поверхности планеты. Значительная часть ее затоплена водами Мирового океана.

По вещественному составу, распространению и структуре материковая кора резко отличается от океанической. В ее строении преобладают осадочные, осадочно-метаморфические и магматические породы, преимущественно гранитоидного ряда. Породы среднего состава, метабазиты, образуют отдельные изолированные массивы. Распространены мощные базальтовые покровы.

В материковых коровых образованиях преобладают силиций и алюминий, поэтому всю массу горных пород материков выделяют под названием сиаля. Усредненный состав сиаля близок к составу гранита, чем объясняется другое название — гранитный слой земной коры. Последний ограничен снизу от базальтового слоя поверхностью Конрада, подошва которого — раздел Мохоровичича — на материках лежит на глубине 20—70 км. Это определяет мощность материковой коры. Материковая земная кора сосредоточена в понижениях поверхности мантии. Глубинным подкоровым поднятиям в современной структуре сиаля всегда соответствуют впадины и внутренние моря.

На платформах над поднятиями вещества мантии возникают синеклизы, впадины, ровообразные прогибы (например, Днепровско-Донецкая впадина, Подмосковная синеклиза на Восточно-Европейской платформе), зоны разломов, тектонические озера и моря, как это прослеживается на Африканской платформе.

В подвижных зонах складчатые горные сооружения расположены в наиболее пониженных частях рельефа мантии. В этом прослеживается неразрывная связь тектонических процессов в коре и подкоровом субстрате.

Углубления дна океана, особенно такие, как котловины краевых и межостровных морей, также являются бассейнами аккумуляции осадков. Это полные аналоги геосинклинальных прогибов подвижных зон, включая складчатые структуры, интрузии гранитоидов и горный рельеф. Разница заключается в темпах развития таких структур. На материках выполнение прогибов осадками благодаря близости и неограниченности источников материала осуществляется энергичнее и быстрее, чем в океане. Тем не менее формирование отдельных очагов материковой (сиалической) суши на базальтовом субстрате дна океана, как теперь уже доказано (Бондарчук, 1969), обусловлено ходом исторического развития тектоносферы. Острова материковой коры на океанической возникали в подвижных зонах дна океана, следуя тем же законам развития, что и на материках. Примером самообразованной материковой земной коры служат многие участки дна Тихого, Атлантического и Индийского океанов.

Материковая земная кора: слагает континенты — 149 млн. км — 29,2% поверхности Земли; образует океанические острова — около 50 млн. км2 — 9,9 % поверхности Земли; образует шельф и материковый склон — 27,5+38,7 млн. км2 — 13,0% поверхности Земли.

Тектоорогенические особенности перечисленных элементов материковой земной коры несколько различны. На них, кроме тектоники, резко отражается абразионная деятельность вод Мирового океана.

Структура материковой земной коры неоднородна. Она включает разновозрастные участки, которые в определенной мере отражают последовательность становления материков. Наиболее древние из них представляют собой реликты первичных коровых масс, возраст которых составляет 3—3,5 млрд. лет. Они входят в состав докембрийских кристаллических платформ, образующих ядра современных континентов. Блоки-реликты докембрийской коры часто прослеживаются как кристаллические массивы внутри горных сооружений.

Внеплатформенные части материков сложены менее консолидированными минеральными массами и имеют хорошо выраженную этажно-зональную структуру. Известные структурные этажи — байкальский, каледонский, герцинский, киммерийский (Тихоокеанский) и альпийский — на северо-востоке Азии образуют структурные пояса, последовательно размещающиеся от Сибирской платформы в сторону Тихого океана.

В средиземноморской подвижной зоне, особенно в активизированных областях ее на юго-востоке Азии, структурные этажи предшествующих орогенических этапов почти полностью преобразованы и ассимилированы последующим горообразованием. В его границах реликты древних структур подстилают верхние структурные этажи или образуют более или менее крупные массивы среди них.

Каждый тектонический этаж характеризуется своей сложной внутренней структурой. Не менее разнообразны также структурные связи между этажами. Все это создает чрезвычайно неоднородную картину тектоорогении подвижных зон.

На основании структурно-исторических особенностей в пределах материковой земной коры выделяются тектоорогенические части: материковые платформы и подвижные зоны.

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

«Внутреннее строение Земли. Материковая и океаническая земная кора. Происхождение материковых выступов и океанических впадин»

ООО Учебный центр

«ПРОФЕССИОНАЛ»

Реферат по дисциплине:

«География»

По теме:

«Внутреннее строение Земли.

Материковая и океаническая земная кора.

Происхождение материковых выступов и

океанических впадин»

Исполнитель:

Логунова Юлия Александровна

Звенигород 2018 год

Содержание 2

Введение 3

  1. Внутреннее строение Земли 4

    1. Земная кора

    2. Мантия

    3. Внешнее ядро

    4. Внутреннее ядро

  2. Материковая и океаническая земная кора 7

    1. Материковая земная кора

    2. Океаническая земная кора

  3. Происхождение материковых выступов и океанических впадин 10

    1. Происхождение материковых выступов

    2. Образование океанических впадин

Заключение 14

Список литературы 15

Введение

Актуальность данной темы определяется тем, что Земля входит в состав системы, где центром является Солнце, в котором заключено 99,87% массы всей системы. Земля окружена мощной газовой оболочкой — атмосферой. Она является своеобразным регулятором обменных процессов между Землей и Космосом. Земная кора — это верхняя (каменная) оболочка Земли, называемая литосферой (по-гречески «литое» — камень).

Главнейшими методами изучения внутренних частей нашей планеты являются геофизические, в первую очередь наблюдения за скоростью распространения сейсмических волн, образующихся от взрывов или землетрясений. Подобно тому, как от камня, брошенного в воду, в разные стороны расходятся по поверхности воды волны, так в твердом веществе от очага взрыва распространяются упругие волны.

Скорость волн увеличивается с возрастанием плотности вещества. При резком изменении плотности вещества скорость волн будет скачкообразно меняться. В результате изучения распространения сейсмических волн через Землю обнаружено, что имеется несколько определенных границ скачкообразного изменения скоростей волн. Поэтому предполагается, что Земля состоит из нескольких концентрических оболочек (геосфер).

Объектом исследования является внутреннее строение Земли, а также влияние океанов на происхождение материков.

Предмет исследования – влияние происхождения материковых выступов и океанических впадин с внутренним строением Земли.

Целью данной работы является выявление и изучение движения земной коры на происхождение материковых выступов и океанических впадин.

  1. Внутреннее строение Земли

Земная кора — термин, хотя и вошедший в естественнонаучный обиход в эпоху Возрождения, длительное время трактовался весьма свободно по причине того, что непосредственно определить толщину коры и изучить ее глубинные части было невозможно. Открытие сейсмических колебаний и создание метода определения скорости распространения их волн в средах разной плотности дали мощный импульс для изучения земных недр. С помощью сейсмографических исследований в начале XX в. было обнаружено принципиальное различие скорости прохождения сейсмических волн через горные породы, слагающие земную кору, и вещество мантии и объективно установлена граница их раздела (граница Мохоровичича). Тем самым понятие «земная кора» получило конкретное научное обоснование.

    1. Земная кора

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

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

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

    1. Мантия

Мантия – часть Земли (геосфера), расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В мантии находится большая часть вещества Земли. Мантия есть и на других планетах. Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности.

Границей между корой и мантией служит граница Мохоровичича или, сокращённо, Мохо. На ней происходит резкое увеличение сейсмических скоростей – от 7 до 8 – 8,2 км/с. Находится эта граница на глубине от 7 (под океанами) до 70 километров (под складчатыми поясами). Мантия Земли подразделяется на верхнюю мантию и нижнюю мантию. Границей между этими геосферами служит слой Голицына, располагающийся на глубине около 670км.

Отличие состава земной коры и мантии – следствие их происхождения: исходно однородная Земля в результате частичного плавления разделилась на легкоплавкую и лёгкую часть – кору и плотную и тугоплавкую мантию.

    1. Внешнее ядро

Самый первый слой ядра, который непосредственно контактирует с мантией – это внешнее ядро. Его верхняя граница находится на глубине 2,3 тысячи километров под уровнем моря, а нижняя — на глубине 2900 километров. По составу оно ничем не отличается от нижележащих оболочек – давления гравитации попросту недостаточно для того, чтобы раскаленный металл затвердел. Зато его жидкое состояние является главным козырем Земли в сравнении с другими внутренними планетами Солнечной системы.

Дело в том, что именно жидкая часть ядра ответственна за возникновение магнитного поля Земли. Биологи считают, что именно активное магнитное поле стало залогом выживания первобытных одноклеточных существ.

Внешнее ядро подогревает мантию — причем в отдельных местах настолько сильно, что восходящие потоки магмы достигают даже поверхности, вызывая извержения вулканов.

    1. Внутреннее ядро

Внутри жидкой оболочки находится внутреннее ядро. Это твердая сердцевина Земли, диаметр которой составляет 1220 километров. Эта часть ядра очень плотная – средняя концентрация вещества достигает 12,8 – 13г/см3, что в два раза больше густоты железа, и горячий – накал достигает 5 – 6 тысяч градусов по Цельсию.

Высокое давление в центре Земли заставляет металл затвердевать при температурах, превышающих точку его кипения. При этом формируются необычные кристаллы, которые отличаются устойчивостью даже в обычных условиях. Считается, что внутреннее ядро представляет собой лес из многокилометровых кристаллов железа и никеля, которые направлены с юга на север. Для того чтобы проверить эту теорию, японские ученые потратили десять лет на создание особой алмазной наковальни – только в ней можно добиться такого давления и температуры, как в центре нашей планеты.

  1. Материковая и океаническая земная кора

В строении Земли различают два вида земной коры – материковая земная кора и океаническая земная кора.

Материковая земная кора имеет три геологических слоя:

1) осадочный;

2) гранитный;

3) базальтовый.

Океаническая земная кора моложе материковой и состоит только из двух слоёв:

1) осадочный;

2) базальтовый.

    1. Материковая земная кора

Континентальная (материковая) земная кора и 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, сос

Геологи определили возраст первых континентов Земли // Смотрим

Следы первых материков Земли приходится собирать буквально по крупицам. Непросто и датировать их – слишком много событий произошло за их долгую историю. Но американские исследователи справились – им на помощь пришёл титан.

Пристегните ремни, мы движемся. И не только вместе с Землёй сквозь Вселенную с огромными скоростями. Мы медленно и неторопливо ползём вместе с континентом Евразия. Скорость – два-три миллиметра в год. Прямо сейчас расширяется Атлантический океан, надвое разламывается Африка, а Индийский субконтинент продолжает сминать огромную складку Гималаев, делая их всё выше. Наш родной материк, кстати, тоже раскалывается, из-за чего Байкал когда-нибудь станет океаном. Так что у жителей Иркутска будет прекрасная возможность отдохнуть на морском берегу, не выезжая из своего региона – нужно всего лишь подождать двадцать миллионов лет.

Поразительная геометрическая совместимость восточных берегов Америки с западным побережьем Европы и Африки стала очевидна уже к началу ХVII века. Но учёные того времени видели в этом разве что промысел Божий. Геологию этих континентальных окраин ещё никто не мог сопоставить, так как не существовало даже слова «геология», было «горное дело» с единственной задачей – искать и добывать полезные ископаемые.

Первым гипотезу о движении материков озвучил немецкий метеоролог Альфред Вегенер в 1915 году. Почти полвека она оставалась крайне непопулярной, ведь геологи того времени не знали никаких сил, способных двигать континенты. Так продолжалось до 1950-х годов, когда начались открытия.

Наука питается крохами со стола бога войны. Радиотелескопы, перевернувшие наши представления о Вселенной, стали инструментом учёных после Второй мировой, когда огромные средства были вложены в технологии радиолокации. Та же история произошла с гидролокаторами, доведёнными до совершенства ради обнаружения подводных лодок противника. Геологи же использовали их для зондирования морского дна.

Подводный рельеф океанов, палеомагнитные исследования и сейсмология не оставили сомнений: океаническая кора зарождается в срединно-океанических хребтах и циклопической конвейерной лентой ползёт от них в обе стороны к океаническим желобам, где снова уходит в раскалённые глубины. Вот к этим точкам погружения и ползут материки, которые попросту плавают на поверхности мантии из-за того, что гранит на 10% легче базальта. Материки разламываются, сталкиваются, объединяются, но не тонут. Только это и позволило сохраниться материковой коре возрастом в миллиарды лет, в то время как на дне океана сегодня нет коры старше юрской (200 – 150 миллионов лет) – вся погрузилась и переплавилась.

В наши дни учёным нет нужды ссылаться на косвенные данные: скорость движения материков они попросту измеряют. В этом им помогают радиоинтерферометры, о которых мы недавно рассказывали. Созданные ради астрономических открытий, они работают и на геологов. Такая система из нескольких телескопов чрезвычайно чувствительна к изменению расстояния между ними, и движение на миллиметры в год не заметить невозможно.

Силы, которые приводят в движение гигантский конвейер, для геологов сегодня тоже не являются тайной. В полном соответствии с законом Архимеда тяжёлые породы тонут в мантии, погружаясь всё глубже (именно поэтому, кстати, у Земли железное ядро), а лёгкие выталкиваются на поверхность. Получается круговое течение, вертикальное в глубинах мантии и горизонтальное у поверхности Земли – конвективная ячейка. На Земле чередуются режимы «одна ячейка – две ячейки», из-за чего материки то сбиваются в один суперконтинент, как во времена Пангеи, то расходятся в разные стороны, как сейчас. Кстати, именно трение в этих огромных потоках вещества и есть основной механизм разогрева недр нашей планеты. Распад радиоактивных элементов даёт только 15% тепла.

Источник подземного жара – трение в потоках вещества внутри планеты.

Такова картина, ясная и проверенная даже в деталях. Но у учёных всё ещё остаются вопросы. И первый из них – когда это началось? Как давно на Земле существуют целые материки из гранита и других пород континентальной коры? Давно ли начался их затейливый танец?

По этому поводу нет единого мнения. Некоторые геологи считают следами древнейшей континентальной коры вкрапления кварца в кристаллы циркона возрастом 4 миллиарда лет (между прочим, этот минерал не так давно позволил определить самую высокую температуру, которую знала Земля). Большинство исследователей называют более скромные цифры – три миллиарда. Проблема в том, что датировка горных пород – не такое простое дело. Изменения, которым древние минералы подвергались за свою долгую жизнь, могут искажать следы возраста.

Новый подход предложила научная группа во главе с Николя Гребером (Nicolas Greber) из Чикагского университета. В исследовании, опубликованном 22 сентября 2017 года в журнале Science, измеряется изотопный состав титана. Титан нерастворим в воде, не окисляется атмосферным воздухом, живые организмы тоже к нему равнодушны. Такой устойчивый к внешним воздействиям материал должен хранить отчётливые следы условий, в которых формировался.

Между тем титан в составе материковой и океанической коры – это, как гласит поговорка, две большие разницы и одна маленькая. Континентальные породы образуются при плавлении базальта, в этом процессе некоторые изотопы металла теряются. Поэтому, зная изотопный состав титана, можно сказать, был ли он когда-нибудь частью континентальной коры.

Геологи протестировали 78 образцов из разных мест по всему миру. Все камни брались из хорошо изученных и датированных коллекций, самому старому из них было 3,5 миллиарда лет. Соотношение изотопов титана оказалось характерным для континентальной коры поразительно мало менялось от образца к образцу. Учёные делают отсюда вывод, что уже 3,5 миллиарда лет назад на нашей планете существовали материки и начался дрейф тектонических плит.

К слову, соединения титана не только выдают возраст континентов Земли, но и раскаляют атмосферы планет далёкого космоса. Именно оксид этого металла считают ответственным за разогрев некоторых экзопланет.

Строение Земной коры. Строение океанической земной коры

Есть внутренние и внешние оболочки, взаимодействующие между собой.

Внутреннее строение Земли

Для изучения внутреннего строения Земли используют бурение сверхглубоких скважин (самая глубокая Кольская – 11 000 м. прошла менее 1/400 земного радиуса). Но большая часть сведений о строении Земли получена с помощью сейсмического метода. На основании данных, полученных этими методами, создана общая модель строения Земли.

В центре планеты расположено земное ядро — (R=3500 км) состоит предположительно из железа с примесью более легких элементов. Существует гипотеза, что ядро состоит из водорода, который под высоким может перейти в металлическое состояние. Внешний слой ядра – жидкое, расплавленное состояние; внутреннее ядро радиусом 1250 км твердое. Температура в центре ядра, видимо, до 5 – 6 тыс. градусов.

Ядро окружено оболочкой – мантией. Мантия имеет толщину до 2900 км, объём – 83 % объема планеты. Она состоит из тяжёлых минералов, богатых магнием и железом. Несмотря на высокую температуру (выше 2000?), большая часть вещества мантии вследствие огромного давления находится в твердом кристаллическом состоянии. Верхняя мантия на глубине от 50 до 200 км имеет подвижный слой, называемый астеносфера (слабая сфера). Она отличается высокой пластичностью, обусловленной мягкостью образующего её вещества. Именно с этим слоем связано и другие важные процессы на Земле. Его толщина – 200 – 250 км. Вещество астеносферы, проникающее в земную кору и изливающееся на поверхность, называется магмой.

Земная кора – твердая слоистая внешняя оболочка Земли мощностью от 5 км под океанами до 70 км под горными сооружениями материков.

  • Континентальную (материковую)
  • Океаническую

Континентальная кора более мощная и более сложная. Она имеет 3 слоя:

  • Осадочный (10-15 км, породы в основном осадочные)
  • Гранитный (5-15 км., породы этого слоя в основном метаморфические, по своим свойствам близки к граниту)
  • Бальзатовый (10-35 км., породы этого слоя – магматические)

Океаническая кора более тяжелая, гранитный слой в ней отсутствует, осадочный сравнительно тонкий, в основном она бальзатовая.

В областях перехода от материка к океану кора имеет переходный характер.

Земная кора и верхняя часть мантии образуют оболочку, которая называется (от греч. litos – камень). Литосфера – твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхний слой мантии, лежащий на горячей астеносфере. Мощность литосферы в среднем 70 – 250 км, из которых 5 – 70 км приходится на земную кору. Литосфера не сплошная оболочка, она разделена гигантскими разломами на . Большинство плит включают в себя как материковую, так и океаническую кору. Выделяют 13 литосферных плит. Но наиболее крупными являются: Американская, Африканская, Индо-Австралийская, Тихоокеанская.

Под воздействием процессов, происходящих в земных недрах, литосфера совершает движения. Литосферные плиты медленно движутся друг относительно друга со скоростью 1 – 6 см в год. Кроме того, постоянно происходят их вертикальные движения. Совокупность горизонтальных и вертикальных движений литосферы, сопровождающихся возникновением разломов и складок земной коры, называются . Они бывают медленными и быстрыми.

Силы, вызывающие расхождение литосферных плит возникают при перемещении вещества мантии. Мощные восходящие потоки этого вещества расталкивают плиты, разрывают земную кору, образуя в ней глубинные разломы. Там, где это вещество поднимается наружу, возникают в литосфере разломы, и плиты начинают раздвигаться. Внедряющаяся по разломам магма, застывая, наращивает края плит. В результате по обе стороны разлома возникают валы, и . Они обнаружены во всех океанах и образуют единую систему, общей протяженностью 60 000 тыс км. Высота хребтов до 3000 м. Наибольшей ширины такой хребет достигает в юго-восточной части , где скорость раздвижения плит 12 – 13 см/год. Он не занимает срединного положения и называется тихоокеанским поднятием. На месте разлома, в осевой части срединно-океанических хребтов, обычно находятся ущелья – рифты. Их ширина от нескольких десятков километров в верхней части до нескольких километров у дна. На дне рифтов располагаются небольшие вулканы и горячие источники. В рифтах из поднимающейся магмы рождается новая океаническая кора. Чем дальше от рифта, тем кора старше.

Вдоль других границ плит наблюдается столкновение литосферных плит. Оно происходит по-разному. При столкновении плиты с океанической корой и плиты с материковой корой первая погружается под вторую. При этом возникают глубоководные желоба, островные дуги, а на суше горы. Если сталкиваются две плиты с материковой корой, то происходит смятие в , вулканизм и образование горных областей (например, – это сложные процессы, возникающие при движении магмы, которая образуется в отдельных очагах и на разных глубинах астеносферы. Очень редко она образуется в земной коре. Различают два основных типа магм – базальтовая (основная) и гранитная (кислая).

Извергаясь на поверхность Земли, магма образует вулканы. Такой магматизм называется эффузивным. Но чаще магма внедряется в земную кору по трещинам. Такой магматизм называется интрузивным.

Земная кора в научном понимании представляет собой самую верхнюю и твердую геологическую часть оболочки нашей планеты.

Научные исследования позволяют изучить ее досконально. Этому способствуют многократные бурения скважин как на континентах, так и на океанском дне. Строение земли и земной коры на различных участках планеты отличаются и и по составу, и по характеристикам. Верхней границей земной коры является видимый рельеф, а нижней — зона разделения двух сред, которая также известна как поверхность Мохоровичича. Часто ее называют просто «граница М». Это наименование она получила благодаря хорватскому сейсмологу Мохоровичичу А. Он долгие годы наблюдал за скоростью сейсмических движений в зависимости от уровня глубины. В 1909 году он установил наличие разницы между земной корой и раскаленной мантией Земли. Граница М пролегает на том уровне, где скорость сейсмических волн повышается с 7.4 до 8.0 км/с.

Химический состав Земли

Изучая оболочки нашей планеты, ученые делали интересные и даже потрясающие выводы. Особенности строения земной коры делают ее схожей с такими же участками на Марсе и Венере. Более чем 90 % составляющих элементов ее представлены кислородом, кремнием, железом, алюминием, кальцием, калием, магнием, натрием. Сочетаясь между собой в различных комбинациях, они образуют однородные физические тела — минералы. Они могут войти в состав горных пород в разных концентрациях. Строение земной коры весьма неоднородно. Так, горные породы в обобщенном виде представляют собой агрегаты более-менее постоянного химического состава. Это самостоятельные геологические тела. Под ними понимается четко очерченная область земной коры, имеющая в своих границах одинаковое происхождение, возраст.

Горные породы по группам

1. Магматические. Название говорит само за себя. Они возникают из остывшей магмы, вытекающей из жерла древних вулканов. Строение этих пород напрямую зависит от скорости застывания лавы. Чем она больше, тем меньше кристаллы вещества. Гранит, например, сформировался в толще земной коры, а базальт появился в результате постепенного излияния магмы на ее поверхность. Многообразие таких пород довольно велико. Рассматривая строение земной коры, мы видим, что она состоит из магматических минералов на 60 %.

2. Осадочные. Это породы, которые стали результатом постепенного отложения на суше и дне океана обломков тех или иных минералов. Это могут быть как рыхлые компоненты (песок, галька), сцементированные (песчаник), остатки микроорганизмов (каменный уголь, известняк), продукты химических реакций (калийная соль). Они составляют до 75 % всей земной коры на материках.
По физиологическому способу образования осадочные породы делятся на:

  • Обломочные. Это остатки различных горных пород. Они разрушались под воздействием природных факторов (землетрясение, тайфун, цунами). К ним можно отнести песок, гальку, гравий, щебень, глину.
  • Химические. Они постепенно образуются из водных растворов тех или иных минеральных веществ (соли).
  • Органические или биогенные. Состоят из останков животных или растений. Это горючие сланцы, газ, нефть, уголь, известняк, фосфориты, мел.

3. Метаморфические породы. В них могут превращаться другие компоненты. Это происходит под воздействием изменяющейся температуры, большого давления, растворов или газов. Например, из известняка можно получить мрамор, из гранита — гнейс, из песка — кварцит.

Минералы и горные породы, которые человечество активно использует в своей жизнедеятельности, называются полезными ископаемыми. Что они собой представляют?

Это природные минеральные образования, которые влияют на строение земли и земной коры. Они могут использоваться в сельском хозяйстве и промышленности как в естественном виде, так и подвергаясь переработке.

Виды полезных минералов. Их классификация

В зависимости от физического состояния и агрегации, полезные ископаемые можно разделить на категории:

  1. Твердые (руда, мрамор, уголь).
  2. Жидкие (минеральная вода, нефть).
  3. Газообразные (метан).

Характеристики отдельных видов полезных ископаемых

По составу и особенностям применения различают:

  1. Горючие (уголь, нефть, газ).
  2. Рудные. Они включают радиоактивные (радий, уран) и благородные металлы (серебро, золото, платина). Есть руды черных (железо, марганец, хром) и цветных металлов (медь, олово, цинк, алюминий).
  3. Нерудные полезные ископаемые играют существенную роль в таком понятии, как строение земной коры. География их обширна. Это неметаллические и негорючие горные породы. Это строительные материалы (песок, гравий, глина) и химические вещества (сера, фосфаты, калийные соли). Отдельный раздел посвящен драгоценным и поделочным камням.

Распределение полезных ископаемых по нашей планете напрямую зависит от внешних факторов и геологических закономерностей.

Так, топливные полезные ископаемые в первую очередь добываются в нефтегазоносных и угольных бассейнах. Они имеют осадочное происхождение и формируются на осадочных чехлах платформ. Нефть и уголь крайне редко залегают вместе.

Рудные полезные ископаемые чаще всего соответствуют фундаменту, выступам и складчатым областям платформенных плит. В таких местах они могут создавать огромные по протяженности пояса.

Ядро


Земная оболочка, как известно, многослойна. Ядро располагается в самом центре, а его радиус приблизительно равен 3 500 км. Его температура гораздо выше, чем у Солнца и составляет около 10000 К. Точных данных о химическом составе ядра не получено, но предположительно оно состоит из никеля и железа.

Внешнее ядро находится в расплавленном состоянии и имеет еще большую мощность, чем внутреннее. Последнее подвергается колоссальному давлению. Вещества, из которых оно состоит, находятся в постоянном твердом состоянии.

Мантия

Геосфера Земли окружает ядро и составляет около 83 процентов от всей оболочки нашей планеты. Нижняя граница мантии находится на огромной глубине почти 3000 км. Данную оболочку принято условно разделять на менее пластичную и плотную верхнюю часть (именно из нее образуется магма) и на нижнюю кристаллическую, ширина которой составляет 2000 километров.

Состав и строение земной коры

Для того чтобы говорить о том, какие элементы входят в состав литосферы, нужно дать некоторые понятия.

Земная кора — это самая внешняя оболочка литосферы. Ее плотность меньше в два раза по сравнению со средней плотностью планеты.

От мантии земная кора отделена границей М, о которой уже говорилось выше. Так как процессы, происходящие на обоих участках, взаимно влияют друг на друга, их симбиоз принято называть литосферой. Это означает «каменная оболочка». Ее мощность колеблется в пределах 50-200 километров.

Ниже литосферы расположена астеносфера, которая обладает менее плотной и вязкой консистенцией. Ее температура составляет около 1200 градусов. Уникальной особенностью астеносферы является возможность нарушать свои границы и проникать в литосферу. Она является источником вулканизма. Здесь находятся расплавленные очаги магмы, которая внедряется в земную кору и изливается на поверхность. Изучая эти процессы, ученые смогли сделать много удивительных открытий. Именно так изучалось строение земной коры. Литосфера была сформирована много тысяч лет назад, но и сейчас в ней происходят активные процессы.

Структурные элементы земной коры

По сравнению с мантией и ядром, литосфера — это жесткий, тонкий и очень хрупкий слой. Она сложена из комбинации веществ, в составе которых на сегодняшний день обнаружено более 90 химических элементов. Они распределены неоднородно. 98 процентов массы земной коры приходится на семь составляющих. Это кислород, железо, кальций, алюминий, калий, натрий и магний. Возраст самых древних пород и минералов составляет более 4.5 миллиардов лет.

Изучая внутреннее строение земной коры, можно выделить различные минералы.
Минерал — сравнительно однородное вещество, которое может находиться как внутри, так и на поверхности литосферы. Это кварц, гипс, тальк и т.д. Горные породы слагаются из одного или нескольких минералов.

Процессы, формирующие земную кору

Строение океанической земной коры

Данная часть литосферы преимущественно состоит из базальтовых пород. Строение океанической земной коры изучено не так досконально, как континентальное. Теория тектонических плит объясняет, что океаническая земная кора является относительно молодой, а самые ее последние участки можно датировать поздней юрой.
Ее толщина практически не изменяется со временем, так как она определяется количеством расплавов, выделяющихся из мантии в зоне срединно-океанических хребтов. На нее существенно влияет глубина осадочных слоев на дне океана. В наиболее объемных участках она составляет от 5 до 10 километров. Данный вид земной оболочки относится к океанической литосфере.

Континентальная кора

Литосфера взаимодействует с атмосферой, гидросферой и биосферой. В процессе синтеза они образуют самую сложную и реакционно активную оболочку Земли. Именно в тектоносфере происходят процессы, изменяющие состав и строение этих оболочек.
Литосфера на земной поверхности не однородна. Она имеет несколько слоев.

  1. Осадочный. Он в основном образуется горными породами. Здесь преобладают глины и сланцы, а также широко распространены карбонатные, вулканогенные и песчаные породы. В осадочных слоях можно встретить такие полезные ископаемые, как газ, нефть и каменный уголь. Все они имеют органическое происхождение.
  2. Гранитный слой. Он состоит из магматических и метаморфических пород, которые наиболее близки по своей природе к граниту. Этот слой встречается далеко не везде, наиболее ярко он выражен на континентах. Здесь его глубина может составлять десятки километров.
  3. Базальтовый слой образуют породы, близкие к одноименному минералу. Он более плотный, чем гранит.

Глубина и изменение температуры земной коры

Поверхностный слой прогревается солнечным теплом. Это гелиометрическая оболочка. Она испытывает сезонные колебания температуры. Средняя мощность слоя составляет около 30 м.

Ниже находится слой, еще более тонкий и хрупкий. Его температура постоянна и приблизительно равна среднегодовой, характерной для этой области планеты. В зависимости от континентального климата глубина этого слоя увеличивается.
Еще глубже в земной коре находится еще один уровень. Это геотермический слой. Строение земной коры предусматривает его наличие, а его температура определяется внутренним теплом Земли и возрастает с глубиной.

Повышение температуры происходит за счет распада радиоактивных веществ, которые входят в состав горных пород. В первую очередь это радий и уран.

Геометрический градиент — величина нарастания температуры в зависимости от степени увеличения глубины слоев. Этот параметр зависит от разных факторов. Строение и типы земной коры влияют на него, так же как и состав горных пород, уровень и условия их залегания.

Тепло земной коры является важным энергетическим источником. Его изучение очень актуально на сегодняшний день.

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

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

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

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

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

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

Материковая земная кора

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

В континентальной земной коре выделяются три слоя :

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

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

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

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

Замечание 2

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

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

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

Океаническая земная кора

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

Определение 1

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

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

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

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

Определение 2

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

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

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

Земная кора внешняя твердая оболочка Земли, верхняя часть литосферы. От мантии Земли земная кора отделена поверхностью Мохоровичича.

Принято выделять материковую и океаническую кору, которые различаются по своему составу, мощности, строению и возрасту. Материковая кора расположена под материками и их подводными окраинами (шельфом). Земная кора материкового типа толщиной от 35-45 км расположена под равнинами до 70 км в области молодых гор. Наиболее древние участки материковой коры имеют геологический возраст, превышающий 3 миллиарда лет. Она состоит из таких оболочек: коры вы­ветривания, осадочной, метаморфической, гранитной, базальтовой.

Океаническая земная кора значительно моложе, её возраст не превышает 150-170 миллионов лет. Она имеет меньшую мощность 5-10 км. В пределах океанической земной коры отсутствует граничный слой. В строении земной коры океанического типа выделяют следую­щие слои: неуплотненных осадочных пород (до 1 км), вулкани­ческий океанический, который состоит из уплотненных осадков (1-2 км), базальтовый (4-8 км).

Каменная оболочка Земли не представляет собой единого целого. Она состоит из отдельных блоков литосферных плит. Всего на земном шаре насчитывается 7 крупных и несколько более мелких плит. К крупным относятся Евразиатская, Североамериканская, Южноамериканская, Африканская, Индо–Австралийская (Индийская), Антарктическая и Тихоокеанская плиты. В пределах всех крупных плит, за исключением последней, расположены материки. Границы литосферных плит проходят, как правило, вдоль срединно-океанических хребтов и глубоководных желобов.

Литосферные плиты постоянно изменяются: две плиты могут спаиваться в единую в результате коллизии; в результате рифтинга может произойти раскол плиты на несколько частей. Литосферные плиты могут погружаться в мантию земли, достигая при этом земное ядро. Поэтому разделение земной коры на плиты не однозначно: с накоплением новых знаний некоторые границы плит признаются несуществующими, выделяются новые плиты.

В пределах литосферных плит расположены участки с различными типами земной коры. Так, восточная часть Индо-Австралийской (Индийской) плиты – материк, а западная расположена в основании Индийского океана. У Африканской плиты материковая земная кора с трёх сторон окружена океанической. Подвижность атмосферной плиты определяется соотношением в её пределах материковой и океанической коры.

При столкновении литосферных плит возникает складкообразование слоев горных пород. Складчатые пояса подвижные, сильно расчленённые участки земной поверхности. В их развитии выделяется два этапа. На начальном этапе земная кора испытывает преимущественно опускания, происходит накопление осадочных горных пород и их метаморфизация. На заключительном этапе опускание сменяется поднятием, горные породы сминаются в складки. В течение последнего миллиарда лет на Земле было несколько эпох интенсивных горообразований: байкальское горообразование, каледонское, герцинское, мезозойское и кайнозойское. В соответствии с этим выделяют различные области складчатости.

Впоследствии горные породы, из которых состоит складчатая область, теряют подвижность и начинают разрушаться. На поверхности накапливаются осадочные породы. Образуются устойчивые участки земной коры платформы. Они обычно состоят из складчатого фундамента (остатки древних гор), перекрытого сверху слоями горизонтально залегающих осадочных пород, образующих чехол. В соответствии с возрастом фундамента выделяют древние и молодые платформы. Участки пород, где фундамент погружён на глубину и перекрыт осадочными породами, называют плитами. Места выхода фундамента на поверхность называют щитами. Они более характерны для древних платформ. В основании всех материков расположены древние платформы, края которых являются складчатыми областями разного возраста.

Распространение платформенных и складчатых областей можно увидеть на тектонической географической карте, или на карте строения земной коры.

Остались вопросы? Хотите знать больше о строении земной коры?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь .

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Разделы: География

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:

  • Объяснительное чтение учебника, конспектирование (стр.38).(использование мультимедийной презентации).
  • Строение Земли (рассматриваем рис.22, стр.39), комментированное чтение, составление рисунка-конспекта в тетради (использование мультимедийной презентации).
  • Свойства земной коры. Включение в конспект работы с рис.23, стр.40.(Использование мультимедийной презентации)
  • Решение задач на определение температуры, изменяющейся с погружением в глубь Земли.
  • Изучение земной коры. Работа с рис.24, стр.40.
  • 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.

    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

    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 +3С. 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 +10С

    Решаем по действиям:

  • Сколько раз произойдет повышение температуры горных пород с глубиной?
    1. На сколько градусов повышается температура земной коры в шахте:
    1. Какой будет температура слоя земной коры в шахте?

    10С+(+30С)= +40С

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

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

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

    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?С?

    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
    2. .

      Тесты и задания для проверки.

    1. Определите оболочку Земли: земная кора.

  • гидросфера.
  • атмосфера
  • биосфера.
  • А. воздушная

    Б. твердая.

    Г. водная.

    Ключ проверки:

    2. Определите, о какой оболочке Земли идет речь: Земная кора

  • Мантия
  • Ядро
  • а/ ближе всего к центру Земли

    б/ толщина от 5 до 70км

    в/ в переводе с латыни “покрывало”

    г/ температура вещества +4000 С+5000 С

    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:

    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).

    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.

    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 10000С. 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.

  • 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 +2000, состояние вязкое, ближе к твердому.

    в. толщина слоя 3-7 км.

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

    _______________________________________________________________________________

    1. Реши задачи:

    ________________________________________________________________________________

    2.2.3. Особенности становления океанической коры

    2.2.3. Особенности становления океанической коры

    Латеральная структурно-возрастная зональность, присущая материковой коре, оказалась неотъемлемой характеристикой корового слоя океанов. Эволюционирующие во времени (растущие) системы обязательно оставляют зримые следы прошедшего развития. Например, на срезе древесного ствола можно проследить историю постепенного увеличения его площади по толщине и количеству годовых колец. Картина наращивания площадей на древесном стволе является аналогией разрастания и материковой, и океанической коры. Только на океанских просторах эта аналогия проявляется более наглядно. Наглядность разрастания (спрединга) океанического дна обязана существованию в океанах срединно-океанических хребтов (СОХ), причудливо опоясывающих планету.

    Срединно-окенические хребты — это протяженные поднятия океанической коры, как правило, с рифтовой долиной в осевой части хребта. В результате комплексного и всестороннего изучения этих структур были получены неопровержимые свидетельства их образования в результате выдавливания вязкого вещества верхней мантии к земной поверхности и последующего раздвигания его в стороны новыми порциями внедряющихся мантийных пород. Этот процесс увеличения площадей океанической коры получил название спрединга океанического дна. По причине постоянного наращивания площадей в обе стороны от срединно-океанических хребтов, эти хребты С. У. Кэри назвал камбийными (по аналогии с древесным слоем камбия, обеспечивающим рост годовых колец).

    Как только были открыты процессы разрастания океанического дна в срединно-океаническиххребтах, возникла «тектоника плит» — идея дрейфа океанической коры от хребтов по направлению к материкам с последующим «нырянием» огромных коровых плит под континенты. Идея дрейфа океанических плит восходит к гипотезе А. Вегенера, согласно которой от праконтинента Пангея откололись Северная и Южная Америки и начали двигаться на запад, формируя, таким образом, Атлантический океан.

    Но гипотеза Вегенера оказалась нереальной, так как каменные материки не могут двигаться по такому же каменному основанию. По этой причине плейттектоника — тоже нереальная умозрительная гипотеза. Совершенно не случайно известные геологи С. Кэри и М. Гораи назвали субдукцию — процесс «ныряния» плит под континенты, определяющий все построения теории тектоники плит, — мифом, выступив на конференциях в Москве и в Сиднее.

    О «тектонике плит» весьма негативно высказывались видные отечественные ученые.

    Так, академик Смирнов В. И. писал: «… рассуждения о том, что все разнообразие магматических пород и эндогенных рудных месторождений возможно объяснить по способу заталкивания океанических плит под континенты относятся к категории мифических. Они не должны уводить нас в сторону от анализа реальных историко-гео-логических условий развития как магматизма, так и металлогении» [Смирнов, с. 25]. «Тектонику плит» критиковали многие, заслуженно упрекая ее в механистичности, в метафизичности, в использовании мифического представления о субдукции, в немыслимых конвективных движениях в мантии, во многих других грехах и заблуждениях, но ее главное заблуждение оставалось за пределами критики. Оно заключается в том, что в основе тектоники плит лежит ложная в целом геологическая парадигма с главным некорректным ее элементом — кантовскими гипотезами образования Земли и неизменностью её размеров, её радиуса. Поэтому закономерно А. М. Мауленов оценил «тектонику плит» как». еще один тупик теоретической мысли в геологии».

    Разрастание океанического дна в стороны от срединно-океанических хребтов — это реальная схема, которая использована «тектоникой плит». Она подтверждается рядом признаков: расположением полос магнитных аномалий, увеличением мощности осадков с удалением от хребта, увеличением возраста пород, подстилающих осадки при удалении от оси хребта. И все это коррелируется с возрастом чередующихся магнитных аномалий. Но вторая часть «тектоники плит» — субдукция, т. е. ныряние плит в магму, — ничем не подтверждается. Это стало очевидным после создания геологических карт океанического ложа, на которых четко прослеживались зоны океанической коры различных возрастов, и после результатов глубоководного бурения с кораблей в местах предполагаемой субдукции.

    Карты — это уже не предположения «тектоники плит», согласно которой возрастные зоны коры должны иметь симметрию относительно осей хребтов и уходить под континенты в строгом порядке: сначала древние участки площадей коры, а затем меньшего возраста. На картах океанического ложа во многих случаях положения «тектоники плит» не выполняются. В некоторых желобах (Курило-Камчатский, Алеутский) молодые участки коры оказались ближе к желобу, а старые — дальше от него. Такая картина означает, что желоб не является местом погружения океанической плиты. В данном случае желоб явно выполняет роль одностороннего рифта, выталкивающего мантийное вещество и наращивающего площадь океанического дна. Такое явление названо Ю. В. Чудиновым эдукцией, оно противоречит «тектонике плит» и свидетельствует о фиктивности субдукции.

    На картах нанесены участки новообразованной коры, совершенно не связанные со срединно-океаническими хребтами. Такие участки коры возникают путем растяжения океанического дна, получившего название рассеянного спрединга. Рассеянный спрединг характерен для краевых морей, в которых отсутствуют срединно-океанические хребты. Довольно много участков рассеянного спрединга обнаружено в Индийском океане. Разновидностью процессов, увеличивающих площади океанов, являются плюмажи и их подземные аналоги — астенолиты.

    Генерация новых площадей океанической коры происходит не только вкрест простирания срединных хребтов, но и по простиранию, путем их растяжения. Неизбежность растяжения срединных хребтов теоретически была показана С. У. Кэри и Ю. В. Чудиновым. Продольное растяжение срединных хребтов наглядно проявляется на примере Африки и Антарктиды, от которых удаляются хребты, опоясывающие эти континенты. При удалении от этих континентов срединные хребты неизбежно увеличивают свою длину. Наблюдаемые признаки продольного растяжения срединно-океанических хребтов, которые противоречат «тектонике плит» и игнорируются ее адвокатами, приведены в работе И. А. Соловьевой.

    Изучение мест генерации новой океанической коры показало, что спрединг — это появление новых площадей латеральных структур океанической коры, которых раньше не существовало. Выяснилось также, что разрастание площадей земной коры может происходить не по первичной (лунной) коре, а в ходе появления новой планетной поверхности, которой раньше не было, т. е. кора на планете может возникать в ходе увеличения радиуса и поверхности планеты при ее росте. Поскольку субдукция — мифическое понятие, то вся океаническая кора появилась на Земном шаре относительно недавно, ее возраст не превышает 200–220 млн. лет. Открытие спрединга океанической коры принципиально изменяет понимание разрастания континентов. Континенты разрастались аналогично океанам, при этом кора континентов наращивалась преимущественно путем рассеянного спрединга, т.  е. путем локальных медленных растяжений в геосинклиналях и авлакогенах, с последующей глубокой переработкой вновь образованных участков коры.

    До изучения океанического ложа континентальное и океаническое корообразование рассматривалось как два отдельных, не связанных между собой, процесса. Такое неестественное положение дел никак не объяснялось: почему в океанах наблюдается спрединг, а на континентах — авлакогены и геосинклинали? Обнаружение спрединга в океанах позволило понять явление корообразования на Земле как единый процесс переработки самого внешнего, латерально наращивающегося слоя пород. Для понимания становления океанической и континентальной коры актуальными оказались исследования А. Г. Коссовской и В. Д. Шутова. По их данным океаническая кора, вновь образованная в результате различных форм спрединга, постепенно в ходе времени преобразуется в континентальную кору. С увеличением возраста океанической коры ее породный, минеральный и химический состав приобретает все большее сходство с корой континентов: увеличивается ее мощность с 6 до 15 км, степень серпентизации, накапливаются калий и уран, уменьшается содержание кальция. Процесс преобразования океанической коры в континентальную, получивший название континентализации океанической коры, продолжается и на континентах (северо-восток Азии, Карибский регион, шельф юго-востока Азии и др.). Поскольку континентальная кора появилась в результате переработки симы в сиаль, то совершенно очевидно, что для коры океанического типа континентализация означает начальный этап переработки симатической коры в сиалическую (континентальную). Таким образом, и на континентах, и в океанах переработка земной коры подчиняется одному и тому же процессу, протекающему на разных стадиях развития планеты: кора континентов формировалась на Земле малых размеров, а океанический спрединг и последующая континентализация — на выросшей планете. Картина расположения структурно-возрастных зон океанической коры в плане во многом определяется процессом спрединга в срединно-океанических хребтах, поэтому преобладает последовательное причленение старых участков коры к молодым. Наряду с этим существуют несогласные причленения, вклинивание молодых площадей коры в древние ее поля. Таким образом, картина сочленения участков океанической коры различных возрастов оказывается мозаичной. Если же учесть сочленения океанической коры с континентальной, то эта мозаичность площадей становится наглядным примером латеральной структурно-возрастной неоднородности всей земной коры, не согласующейся с требованиями тектоники плит. Трудность согласования «тектоники плит» с множеством геологических структур, процессов и явлений, хорошо была известна создателям теории тектоники плит. В этой связи один из разработчиков новой глобальной тектоники К. Ле Пишон, зная о существовании идеи расширяющейся Земли, не стал развивать эту идею, а отдал предпочтение плейттектонике. Это решение Ле Пишон мотивировал тем, что Земля не может расширяться, и разрастание океанического дна необходимо объяснять на планете постоянных размеров. С этой целью было введено представление о субдукции. Таким образом, появление «тектоники плит» не связано с ее достоверностью и простотой объяснения геологических структур, явлений и процессов. В данном случае действовал другой фактор: полное соответствие ортодоксальной парадигме, тогда как концепция расширения земного шара противоречила этой парадигме.

    Решение Ле Пишона не было ни оптимальным, ни верным, так как критерий истинности геологических представлений оказался ориентированным на некорректную парадигму. И в этом нет парадокса, если вспомнить Томаса Куна, который подметил очень важную закономерную связь в развитии науки: представления, не соответствующие признанной парадигме, отвергаются научным сообществом. В этом заключается основная причина того, что геологические исследования преимущественно стали проводиться в рамках «тектоники плит», а не по сценарию идеи расширяющейся Земли. И хотя концепция расширения Земли появилась намного раньше плейттектоники и продолжала непрерывно совершенствоваться, она всегда оказывалась на заднем плане из-за расхождения с ортодоксальными представлениями. Так в реальной обстановке негативно проявлялся социальный аспект науки: всеми доступными средствами защищалась и продолжает защищаться функционирующая парадигма.

    Данный текст является ознакомительным фрагментом.

    Продолжение на ЛитРес

    Континентальная кора – обзор

    4.12.1 Введение

    Континентальная кора, ограниченная по вертикали поверхностью и (традиционно) Мохо, а по латерали – протяженностью континентальных шельфов, является наиболее заметным проявлением силикатной дифференциации Земли. Эта дифференциация обеспечивается сегрегацией твердого тела и жидкости на планете с достаточной гравитацией. Жидкости образуются в результате частичного плавления, вызванного декомпрессией в восходящих участках твердотельной мантийной конвекции или плавлением летучих потоков в зонах субдукции.Из-за своей низкой плотности жидкости поднимаются вверх, образуя базальтовую кору, которая составляет большую часть морского дна на Земле и коры других скалистых планет. С другой стороны, создание континентальной коры Земли не так просто. Поскольку до половины крайне несовместимых микроэлементов Земли хранится в континентальной коре, а современная верхняя мантия, по-видимому, обеднена этими же элементами, широко распространено мнение, что континентальная кора первоначально образовалась в результате плавления мантии (Hofmann, 1988). .Однако все модели состава указывают на то, что континентальная кора слишком богата кремнием и бедна магнием, чтобы образоваться непосредственно в результате плавления ультраосновной мантии, что мотивирует гипотезу о том, что для образования кислых континентов требуется по крайней мере один дополнительный этап дифференциации (Хоксворт и Кемп). , 2006; Kelemen, 1995; Rudnick and Fountain, 1995; Taylor and McLennan, 1985, 1995), где (1) первичные жидкости кристаллизуются и выделяют основные минералы, оставляя после себя кислую остаточную жидкость, или (2) базальтовая кора переплавляется в генерируют кислые жидкости и остаточный основной остаток.Эти основные кумуляты или остатки из-за их высокой плотности оседают или погружаются в конвектирующую мантию, перемещая оставшуюся кору в сторону богатых кремнием составов (Arndt and Goldstein, 1989; DeBari and Sleep, 1991; Herzberg et al. , 1983; Kay и Кей, 1988; Ли и др., 2007; Рудник, 1995).

    Континентальная кора также отличается тем, что она толще океанической коры. Из-за своей изначально более низкой плотности состава (кислого по сравнению с основным) и большей толщины континентальная кора, независимо от ее возраста, имеет положительную плавучесть по отношению к мантии и, следовательно, более трудна для субдукции, чем океаническая кора.Эта положительная плавучесть имеет тенденцию изолировать континентальную кору от мантийной конвекции. В то время как объем океанической коры примерно уравновешивается производством при апвеллинге мантии (океанические центры спрединга) и разрушением при опускании (зоны субдукции), сопротивление континентов субдукции делает их теплоизоляционными. Таким образом, термическая история Земли зависит от эволюции объема континентальной коры во времени (Lenardic et al., 2005). Рост континентов может также иметь последствия для долгосрочных колебаний уровня моря, эволюции жизни и долгосрочных изменений климата посредством влияния на альбедо Земли (Rosing et al. , 2006, 2010).

    До сих пор нет единого мнения о чистых кривых роста континентальной коры. Некоторые модели предполагают, что текущий объем находится в устойчивом состоянии по отношению к образованию и разрушению и что большая часть объема была сформирована в архее (Армстронг, 1991; Боуринг и Хоуш, 1995). В других моделях производство перевешивает разрушение, и считается, что континенты росли постепенно, хотя и эпизодически (Albarède, 1998; Bennett et al., 1993; Bowring and Housh, 1995; Hawkesworth and Kemp, 2006; Jacobsen and Wasserburg, 1979; Schubert). и Реймер, 1985).Процессы, которые контролируют объем континентов, включают формирование или тектоническую аккрецию ювенильной коры и «тектоническую эрозию» преобладающей континентальной плиты во время субдукции океан-континент (Clift et al., 2009; Von Huene and Scholl, 1991). Процессы, которые контролируют толщину, включают магматическую инфляцию/андерплейтинг, адвективное удаление нижней коры и выветривание (физическое и химическое выветривание) континентальных поверхностей, последний процесс переноса отложений в океан, после чего они либо субдуцируются, либо «восстановляются» на поверхности. окраины континентов в виде аккреционных призм (Clift et al., 2009; Планк, 2005). Важно отметить, что тектоническая аккреция и тектоническая эрозия не связаны напрямую с химической дифференциацией, поскольку в этих процессах не происходит частичного плавления. Однако удаление нижней континентальной коры (LCC) тесно связано с химической дифференциацией, поскольку сама нижняя кора может быть продуктом накопления кристаллов на глубине и сегрегации жидкости. Выветривание также может привести к дифференциации состава земной коры за счет предпочтительного выщелачивания растворимых элементов в морскую воду с последующим осаждением в морских отложениях или гидротермально измененной океанической коре (Albarède and Michard, 1986; Lee et al., 2008; Шен и др., 2009).

    Изучение всех этих процессов одновременно неразрешимо. Здесь мы сосредоточимся только на конвективном удалении LCC и литосферной мантии, потому что это один из наиболее важных процессов, которые приближают состав земной коры к кислым составам. Мы используем «конвективное удаление» в качестве универсального термина для описания любого процесса опускания, вызванного нестабильностью плотности, связанной с тепловыми или составными аномалиями. Деламинация, деблоббинг (Питер Молнар, личное сообщение), отслоение, опускание, капание и т. д., все виды конвективного отвода ( Рисунок 1 ). Было много споров о том, какой из этих механизмов работает. Однако некоторые аспекты дебатов преждевременны: первоочередной вопрос о том, когда и где действуют эти процессы, еще предстоит решить. Кроме того, многие из этих терминов подразумевают очень специфические механизмы конвективного удаления, но они часто используются слишком небрежно, чтобы быть эффективными в общении. Следовательно, эти термины определены ниже. Мы используем термин «основательство», когда не подразумевается никакого конкретного механизма.

    Рис. 1. Графики сценариев проседания нижних слоев земной коры. (а) Рост неустойчивости типа Рэлея–Тейлора. (b) Отслоение или расслоение уплотненного (например, пироксенитового) основного слоя нижней коры, инициированное во внутрикоровой слабой зоне. (c) Механическое отделение или расслоение пироксенитовой нижней коры, инициированное во внутрикоровой слабой зоне. г) субдукция-эрозия базальной литосферы или нижней коры. (e) Вязкий дренаж наклонного слоя пироксенитовой коры после того, как континентальная литосфера уже стабилизировалась.(f) Активное или пассивное растяжение континентальной литосферы. Красные стрелки представляют астеносферное течение мантии. Вертикальные черные стрелки представляют предполагаемые области магматизма. Литосфера определяется как реологический пограничный слой, контролируемый увеличением вязкости из-за снижения температуры в тепловом пограничном слое.

    Однако следует отличать затопление от других конвективных процессов, таких как субдукция океанической литосферы. Субдукция связана с тектоникой плит и является проявлением крупномасштабной мантийной конвекции, при которой доминирующим масштабом адвективного тепломассопереноса является вся мантия.Субдукция включает в себя долгоживущие и целенаправленные нисходящие потоки холода и, следовательно, плотный верхний тепловой пограничный слой, представленный океанической литосферой. Нижнекоровый (или глубинный литосферный) рециклинг — локальный процесс, связанный с ростом мелкомасштабных неустойчивостей плотности в основании химического или теплового пограничного слоя. В частности, поведение этих мелкомасштабных неустойчивостей не зависит от общемантийной конвекции. Ниже рассматривается основная физика мелкомасштабного конвективного удаления с целью развития интуиции.Также обсуждаются тематические исследования, в которых предполагалось погружение литосферной мантии и нижней коры.

    Конечной целью этого обзора является оценка потоков массы элементов, связанных с погружением литосферы, в частности нижней части земной коры, поскольку рециркуляция земной коры имеет прямое значение для эволюции состава континентов, а также для формирования плодородных неоднородностей основных элементов. в мантии. С петрогенетической и геохимической точки зрения основной интерес представляют строительные блоки континентальной коры.Мы называем эти строительные блоки «коровым материалом». Любой частичный расплав мантии рассматривается как потенциальный «коровый материал» по той простой причине, что жидкости отделяются от мантии и поднимаются к поверхности. Здесь неявно предполагается, что мантия представляет собой систему с преобладанием перидотитов. Отсюда следует, что все последующие дифференциаты (остаточные жидкости, кумуляты и реститы) этих жидкостей сами являются потенциальным корообразующим материалом, и именно массообмен этими продуктами между корой и мантией в конечном итоге модулирует состав и рост земной коры. континенты.Границей между земной корой и мантией традиционно считается Мохо, переход от низких сейсмических скоростей, характерных для кислых пород, к высоким скоростям перидотитов. Однако с петрогенетической точки зрения такое определение является слишком ограничительным, так как преобразование плагиоклазсодержащих пород в гранат- и пироксенсодержащие с повышением давления также проявляется в отчетливом скачке скорости. Кроме того, ранние магматические дифференциаты представлены мафическими кумулатами и реститами, сейсмические скорости которых также близки к перидотитам. Таким образом, многие породы, считающиеся здесь частью земной коры, будут лежать под Мохо ( Рис. 2 ). Когда необходимо ограничить потоки массы, мы отказываемся от Мохо как общепринятого определения границы кора–мантия. Здесь граница коры и мантии определяется композиционным переходом, который может быть градационным, между системой, в которой преобладает перидотит (мантия), и системой, в которой преобладают дифференциаты магм ( Рисунок 2 ).

    Рис. 2. Разрезы континентальной литосферы (а) до удаления пироксенитовой нижней коры и (б) после удаления и стабилизации континентальной литосферы.Разрез до удаления синтезирован из наклонных разрезов земной коры или ксенолитов дуг Сьерра-Невада, Талкитна и Кохистан (Dhuime et al., 2007, 2009; Ducea, 2002; Ducea, Saleeby, 1996, 1998b; Greene et al., 2006; Jagoutz). , 2010; Jagoutz et al., 2009; Kelemen et al., 2003; Lee et al., 2001a, 2006; Saleeby et al., 2003). Мохо соответствует сейсмическому разрыву, отражающему (а) фазовый переход плагиоклаза в гранат + пироксен или (б) переход от промежуточных/основных составов к ультраосновным (перидотит). Основание петрологической коры глубже, чем Мохо, но имеет непрерывную градацию, а не резкий разрыв. LAB относится к границе литосфера-астеносфера, которая является реологической границей (контролируемой увеличением вязкости в тепловом пограничном слое), но может также соответствовать переходу между истощенными расплавом перидотитами в литосфере и плодородными перидотитами в астеносфере. Пироксенитовые жилы в основании континентальной литосферы на (б) представляют собой магматические интрузии в виде даек, жил и силлов.Пироксениты определяются как с высоким содержанием MgO или с низким содержанием MgO, если содержание MgO в них составляет > и < 14 % масс. MgO соответственно (см. , рисунки 3 и 4 ).

    океаническая кора | геология | Британика

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

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

    Лавы обычно бывают двух типов: подушечные лавы и пластовые потоки.Лавовые подушечки, по-видимому, имеют форму, точно соответствующую их названию, — большие набитые подушки диаметром около 1 метра (3 фута) и длиной от 1 до нескольких метров. В центрах распространения они обычно образуют небольшие холмы высотой в десятки метров. Листовые потоки имеют вид мятых простыней. Обычно они тонкие (толщиной всего около 10 см [4 дюйма]) и покрывают большую площадь, чем подушечные лавы. Имеются данные о том, что пластовые потоки извергаются при более высоких температурах, чем у подушечных.На Восточно-Тихоокеанском возвышении на 8° южной широты серия извержений пластовых потоков (возможно, с середины 1960-х годов) покрыла более 220 квадратных километров (85 квадратных миль) морского дна на средней глубине 70 метров (230 футов). .

    Под лавой находится слой, состоящий из питающих, или пластинчатых, даек толщиной более 1 км (0,6 мили). Дайки — это разломы, которые служат водопроводной системой для транспортировки магмы (расплавленного горного материала) на морское дно для образования лавы. Они имеют ширину около 1 метра (3 фута), субвертикальные и вытянутые вдоль направления центра распространения, где они образовались, и примыкают друг к другу по бокам — отсюда термин , листовой .Эти дайки также имеют базальтовый состав. Под дайками есть два слоя общей толщиной около 4,5 км (3 мили). Оба они включают габбро, которые по существу представляют собой базальты с более крупными минеральными зернами. Считается, что эти слои габбро представляют собой магматические очаги или карманы лавы, которые в конечном итоге извергаются на морском дне. Верхний слой габбро изотропен (однороден) по строению. В некоторых местах этот слой включает стручки плагиогранита, дифференцированной породы, более богатой кремнеземом, чем габбро.Нижний слой габбро имеет слоистое строение и, по-видимому, представляет собой дно или борта магматического очага. Эта слоистая структура называется кумулятивной, что означает, что слои (толщиной до нескольких метров) возникают в результате осаждения минералов из жидкой магмы. Слои кумулятивного габбро содержат меньше кремнезема, но более богаты железом и магнием, чем верхние части земной коры. Оливин, силикат железа и магния, является обычным минералом в нижнем слое габбро.

    Члены экипажа на борту бурового судна осматривают керн породы во время научной экспедиции, которой впервые удалось пробурить верхнюю часть океанической коры.

    JOI Alliance/IODP

    Океаническая кора лежит поверх мантии Земли, как и континентальная кора. Порода мантии состоит в основном из перидотита, состоящего в основном из минерала оливина с небольшими количествами пироксена и амфибола.

    Исследования океанической коры

    Информация о структуре и составе океанической коры поступает из нескольких источников.При опробовании дна при ранней разведке были выявлены все разновидности вышеназванных пород, но строение земной коры и распространенность слагающих ее пород были неясны. В то же время эксперименты по сейсмической рефракции позволили исследователям определить слоистую природу океанической коры. Эти эксперименты включали измерение времени пробега сейсмических волн, генерируемых взрывами (такими как взрывы динамита) на расстояниях в несколько десятков километров. Результаты ранних экспериментов по рефракции показали существование двух слоев под осадочным чехлом.Более сложные эксперименты и анализы привели к разделению этих слоев на две части, каждая из которых имеет разную скорость сейсмических волн, которая увеличивается с глубиной. Сейсмическая скорость — это своего рода отпечаток пальца, который можно отнести к ограниченному числу типов горных пород. Данные о пробах горных пород и результаты сейсморазведки были объединены для получения модели структуры и состава земной коры.

    Большие успехи в понимании океанической коры были сделаны изучением офиолитов. Это кусочки океанского дна, поднятые над уровнем моря в результате тектоники плит.В разных местах мира обнажается вся толща океанической коры и верхней мантии. Эти районы включают, среди прочего, Ньюфаундленд и хребты Тихоокеанского побережья Калифорнии, остров Кипр в Средиземном море и горы в Омане на юго-восточной оконечности Аравийского полуострова. Офиолиты с поразительной точностью раскрывают структуру и состав океанической коры. Кроме того, процесс образования земной коры и гидротермальная циркуляция, а также происхождение морских магнитных аномалий могут быть изучены со сравнительной ясностью.Хотя ясно, что офиолиты имеют морское происхождение, существуют некоторые разногласия относительно того, представляют ли они типичную океаническую кору или кору, сформированную в условиях, отличных от океанического спредингового центра, например, за островными дугами.

    образование и разрушение земной коры

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

    Британская энциклопедия, Inc.

    Возраст океанической коры не превышает 200 миллионов лет. Такая кора формируется сегодня в океанических спрединговых центрах. Многие офиолиты намного старше древнейшей океанической коры, демонстрируя непрерывность процессов формирования на протяжении сотен миллионов лет. Методы, которые можно использовать для определения возраста материала земной коры, включают прямое датирование образцов горных пород с помощью радиометрического датирования (измерение относительного содержания определенного радиоактивного изотопа и его дочерних изотопов в образцах) или путем анализа ископаемых свидетельств, морских магнитных полей. аномалии или глубины океана.Из них особого внимания заслуживают магнитные аномалии.

    Морская магнитная аномалия представляет собой изменение силы магнитного поля Земли, вызванное магнетизмом горных пород на дне океана. Морские магнитные аномалии обычно составляют 1 процент от общей напряженности геомагнитного поля. Они могут быть сильнее («положительнее») или слабее («отрицательнее»), чем среднее суммарное поле. Также магнитные аномалии возникают в виде длинных полос, которые проходят параллельно центрам спрединга на сотни километров и могут достигать ширины до нескольких десятков километров.

    Самая старая земная кора датируется 4,4 миллиарда лет назад

    Исследователи подтвердили, что в Австралии находится самая старая континентальная кора на Земле, возраст холмов около 4,4 миллиарда лет.

    Уже более десяти лет ученые-геологи спорят о том, являются ли богатые железом Джек-Хиллз в западной Австралии самыми древними горными породами на Земле. Новые результаты основаны на анализе крошечных кристаллов в горных породах, которые затвердели там из лавы эоны назад. (См. также: «Обнаружены самые старые горные породы на Земле?»)

    «Это подтверждает наше мнение о том, как Земля остыла и стала пригодной для жизни», — заявил в своем заявлении руководитель исследования Джон Вэлли из Университета Висконсин-Мэдисон.«Это также может помочь нам понять, как будут формироваться другие обитаемые планеты».

    Самой Земле чуть больше 4,5 миллиардов лет, и исследователи надеются, что новое открытие даст представление о формировании Луны и первых континентов. Скалы Джек-Хиллз образовались всего через 160 миллионов лет после образования Солнечной системы, что на удивление рано.

    Кристаллы циркона, проанализированные исследователями в журнале Nature Geoscience, указывают на самое раннее охлаждение земной коры из лавового океана по всей планете.Океан лавы, вероятно, родился в результате астрономического столкновения, создавшего Луну.

    Древнее излучение

    В ходе исследования исследователи стремились подтвердить или опровергнуть более ранние выводы, согласно которым Холмы Джека выглядели как древнейшее место на Земле. (Считается, что пояс зеленокаменных блоков в районе Гудзонова залива в Канаде относится к тому же возрасту.) Радиоактивное датирование, проведенное в исследовании 2001 года, впервые показало, что возраст холмов составляет около 4,4 миллиарда лет.

    В новом исследовании исследователи срезали грани крошечных цирконов из горных пород Джек-Хиллз, чтобы обнажить настоящие атомы радиоактивного свинца, заключенные внутри кристаллов.Исследованные ими кластеры содержали около 50 атомов каждый.

    Эти атомы были захвачены внутри исследуемых кристаллов, когда они отвердели из лавы. Сначала они представляли собой радиоактивный уран, но в атомном процессе распались на свинец, что позволяет провести их датировку.

    Затем исследователи исследовали атомы свинца на наличие признаков измененной радиоактивности, которые могли бы свести на нет более ранние попытки радиоактивного датирования. Они не нашли.

    Прямое датирование атомов свинца показало, что возраст цирконов, вероятно, равен 4 годам. 374 миллиарда лет, плюс-минус 6 миллионов лет.

    Путешествие на Луну

    «Результаты показывают, что отдельные зерна древнего циркона могут иметь богатую историю, последствия которой восходят к самой ранней истории нашей планеты», — говорит Сэмюэл Боуринг из Массачусетского технологического института в комментарии, сопровождающем обучение.

    Результаты исследования циркона, например, показывают, что граниту, из которого образовалась самая ранняя корка на Земле, потребовалось всего около 100 миллионов лет, говорит Боуринг. Исследователи не знали этого раньше.

    Наиболее интригующе то, что горные породы образовались очень близко ко времени геологического смешения, которое произошло, когда, как считается, тело размером с Марс врезалось в раннюю Землю. Считается, что удар создал Луну.

    «Несмотря на то, что метод исследовательской группы невероятно трудоемок, — добавляет Боуринг, — он может рассказать нам больше, когда он будет использован для изучения цирконов внутри лунных образцов и метеоритов. «Поэтому каждый клочок материала старше четырех миллиардов лет представляет большой интерес».

    Исправление: в более ранней версии этой истории неправильно указан диапазон ошибок для возраста цирконов, равный 6000 лет.

    Новый способ расчета возраста земной коры — ScienceDaily

    Исследователи из Университета Бристоля и Университета Сент-Эндрюс разработали новый способ расчета возраста земной коры.

    Континентальная кора является основной летописью условий на Земле за последние 4,4 миллиарда лет. Его образование изменило состав мантии и атмосферы, оно поддерживает жизнь и остается поглотителем углекислого газа в результате выветривания и эрозии.Таким образом, континентальная кора сыграла ключевую роль в эволюции Земли, и все же время ее образования остается предметом серьезных споров.

    Широко распространено мнение, что ювенильная континентальная кора выросла из деплетированной верхней мантии. Один из распространенных способов оценить, когда образовалась новая кора, — это определить радиогенный изотопный состав любого образца коры и сравнить его изотопную сигнатуру с сигнатурой истощенной мантии. Другими словами, радиогенные изотопы можно использовать для расчета «модельных возрастов» образования коры, которые представляют собой время, прошедшее с момента отделения образца коры от его мантийного источника.

    Понятие «модельный возраст» широко использовалось в исследованиях эволюции земной коры в течение последних трех десятилетий. Однако становится все более очевидным, что использование изотопного состава деплетированной мантии в качестве эталона для расчета модельного возраста образования континентальной коры может привести к неполным интерпретациям.

    В статье, опубликованной в журнале Science , д-р Бруно Дуиме из Бристольской школы наук о Земле и его коллеги описывают новую методологию расчета модельного возраста, основанную на изотопном составе средней новой континентальной коры.

    Д-р Дуиме сказал: «Возраст, рассчитанный таким образом, значительно моложе, чем модельный возраст, рассчитанный по изотопному составу обедненной мантии. Полученные новые возрасты больше соответствуют геологическим данным, что открывает новые перспективы в исследованиях эволюции земной коры на основе радиогенных изотопов. »

    Источник истории:

    Материалы предоставлены Бристольским университетом . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

    Земная кора: океаническая кора против континентальной коры

    Земная кора окружает нас повсюду.

    На самом деле, это слой, на котором мы живем.

    А знаете ли вы, что земная кора состоит из океанической, континентальной и океанической коры?

    И оказывается, что оба сильно отличаются друг от друга.

    Но в чем разница между океанической и континентальной корой?

    Узнайте больше.

    Как тектоника плит связана с земной корой?

    Скрытые под океанами Земли подводные вулканы извергают лаву на срединно-океанических хребтах (рифтовых долинах).Поскольку расходящиеся плиты расходятся друг от друга на срединно-океанических хребтах, магма течет вверх из мантии под ними.

    Когда лава затвердевает, она становится темной породой «базальт» и образует новые плиты. Поскольку расходящиеся плиты заполняют промежутки базальтом, океаническая кора оказывается очень молодой в геологическом отношении.

    Со временем плиты растут на океанической коре, а более старые породы отталкиваются от срединно-океанических хребтов. Когда на срединно-океанических хребтах образуются молодые породы, более старые породы под океаном отталкиваются.Вот почему более старая порода находится дальше от срединно-океанических хребтов.

    Но Земля не расширяется, поэтому она разрушается в зонах субдукции на противоположных концах плиты. На сходящихся границах плит он выталкивает горные породы в мантию и плавится там, где они погружаются в мантию.

    Чем океаническая кора отличается от континентальной?

    Континенты отличаются от океанической коры. Если вы знаете плотность Земли, они слишком плавучие, чтобы утонуть по сравнению с более тяжелыми породами мантии под ними.

    Вот почему континентальная кора плавает на поверхности мантии. Континентальная кора также состоит из мелководного морского дна вблизи берегов, называемого континентальными шельфами.

    В отличие от океанической коры, которая состоит из молодых геологических пород, континенты содержат породы, возраст которых достигает 4 миллиардов лет. Например, континенты состоят из магматических, осадочных и метаморфических пород.

    Со временем континенты врезаются друг в друга, как в разрушительном дерби. После столкновения они сохраняют шрамы, подобные горным хребтам.Скалы могут искривляться из-за взаимодействия с другими континентами. Со временем выветривание и эрозия могут стирать ландшафты, как гигантский ластик.

    Где находится самый старый и самый молодой камень на Земле?

    В то время как плавучая континентальная кора геологически старая, более плотная океаническая кора постоянно образуется на срединно-океанических хребтах. Это означает, что самая молодая скала на Земле находится под океанами.

    Континенты плавают на поверхности мантии. По сути, вся литосфера находится на пластичном слое астеносферы, который действует как жидкость.

    Но океаническая кора проходит цикл создания на расходящихся плитах и ​​разрушения на сходящихся плитах.

    Например, граница вдоль Африканской плиты и Южно-Американской плиты расходится. Это означает, что в этом океаническом желобе в Атлантическом океане находятся одни из самых молодых горных пород на Земле.

    Давайте углубимся в геологию Земли

    Сегодня вы узнали, что Земля покрыта как океанической, так и континентальной корой. В то время как океаническая кора состоит в основном из молодых магматических пород, континентальная кора старая и плавучая.

    Наша динамичная планета — замечательное место. Каждый день мы узнаем о нем что-то новое. Если вы хотите быть в курсе последних исследований, ознакомьтесь с некоторыми из приведенных ниже курсов, предлагаемых ведущими университетами.

    Если вы хотите углубиться в геологию Земли, загляните в наш раздел тектоники плит. Или напишите нам комментарий ниже.

    Океаническая кора и морское дно

    Состав и слои океанической коры

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

    Континентальная кора имеет среднюю плотность 2,7 г/см 3 и состоит в основном из кислых пород. Felsic Rock богат легкими элементами, такими как кремний, алюминий, кислород, натрий и калий. Присутствие этих более легких элементов является причиной того, что континентальная кора несколько менее плотна, чем океаническая кора, средняя плотность которой составляет 2,9 г/см 90 202 3 90 203 .
     

    Океаническая кора в основном состоит из более плотных горных пород, образующих отчетливые слои. По состоянию на 2014 год геологам не удавалось успешно просверлить океаническую кору до мантии.Самая глубокая, которую удалось пробурить ученым, составляет примерно два километра. Многое из того, что ученые сегодня знают об океанической коре, было обнаружено путем наблюдений и выводов. Офиолиты , например, представляют собой части океанической коры, которые были подняты и обнажены над уровнем моря, часто над континентальной корой (рис. 7.55). Наблюдая за офиолитами и данными существующих буровых работ и сейсмической информацией, ученые могут сделать вывод о характеристиках океанической коры, в частности о ее слоистости.


    Жизненный цикл океанической коры

    Все горные породы в земной коре постоянно перерабатываются в цикле горных пород. Цикл горных пород — это переход горных пород между тремя различными типами горных пород в течение миллионов лет геологического времени (рис. 7.56). Магматическая порода образуется в результате охлаждения и кристаллизации расплавленной магмы в вулканах и срединно-океанических хребтах, где образуется новая кора. Примерами магматических пород являются базальт, гранит и андезит (рис.7.57 А). Со временем магматические породы могут подвергаться выветриванию и эрозии под воздействием воды и атмосферы с образованием отложений. Отложение и затвердевание этих отложений образует осадочных пород (рис. 7.57 Б). Как магматические, так и осадочные породы могут физически и химически трансформироваться в третий тип горных пород. Метаморфические породы образуются, когда магматические или осадочные породы подвергаются воздействию высоких температур и давления. Примеры метаморфических пород включают мрамор, сланец, сланец и гнейс (рис.7.57 С). Метаморфические породы также могут превращаться в осадочные породы в результате выветривания, эрозии и отложения наносов (рис. 7.56).


     

    Все три типа горных пород в земной коре — магматические, осадочные и метаморфические — также могут быть переработаны обратно в их первоначальную форму расплавленной магмы. Этот процесс происходит, когда океаническая кора оттесняется обратно в мантию в зонах субдукции. По мере того как старая океаническая кора погружается и переплавляется в магму, на срединно-океанических хребтах и ​​вулканических горячих точках формируется новая океаническая кора в виде магматических пород.Эта переработка составляет переработку 60 процентов земной поверхности каждые 200 миллионов лет, что делает самые старые зарегистрированные породы океанической коры примерно того же возраста. Из-за этой переработки возраст океанической коры варьируется в зависимости от местоположения. Области образования новой коры на срединно-океанических хребтах гораздо моложе, чем более удаленные зоны (рис. 7.58). Напротив, континентальная кора редко перерабатывается и обычно намного старше. Все самые старые зарегистрированные породы на Земле расположены на континентальной коре в северной части Канады и западной Австралии и датируются примерно 3 г.от 8 до 4,4 миллиардов лет.

     

    Деятельность

    Смоделируйте цикл горных пород с помощью цветных карандашей, чтобы лучше понять процессы, происходящие при образовании осадочных, метаморфических и магматических пород.

     

    Глубоководные отложения

    Отложения представляют собой встречающиеся в природе материалы, которые были разбиты на более мелкие части. Одной из особенностей океанической коры, которую ученые смогли детально изучить, являются глубоководные отложения, часто путем изучения кернов глубоководных отложений (рис.7.59).

     

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


    Литогенные отложения представляют собой мелкие горные породы и минералы, образовавшиеся в результате эрозии и выветривания континентальной коры. Литогенные отложения могут выноситься в океан стоком, реками и ветром. Большие шлейфы литогенных отложений часто можно наблюдать вблизи береговой линии после сильных дождей (рис.7.60).

     

    Литогенные отложения остаются во взвешенном состоянии и вызывают высокую мутность воды, поскольку они находятся в постоянном движении из-за течений или прибоя береговой линии. Достигнув береговой линии и относительно более спокойной воды, они начинают оседать. Более крупные частицы, такие как камни и песок, оседают очень близко к берегу, а более мелкие оседают дальше. Поскольку мелкие частицы тонут медленно, океанские течения могут переносить литогенные отложения на большие расстояния. Мелкие частицы (менее 4 микрометров), известные как абиссальная глина , составляют большую часть отложений на дне океана.До появления теории тектоники плит ранние ученые предполагали, что, поскольку эрозия континентов происходила постоянно, литогенные отложения должны постоянно заполнять океанские бассейны, что приводит к образованию очень толстого слоя отложений. Однако ранние керны отложений выявили гораздо более тонкий слой отложений, чем ожидалось. Это дало еще одно свидетельство того, что континентальная кора постоянно перерабатывалась вместе со слоем отложений.

     

    Биогенные отложения , также иногда называемые «илами», состоят в основном из остатков живых организмов — фитопланктона и зоопланктона. Когда растения и животные умирают, их останки медленно оседают на морское дно. Бактерии потребляют большую часть органических веществ — углеродсодержащих частей организмов, которые помогают возвращать углерод обратно в биологическую систему. Оставшиеся частицы состоят из более твердых структур, таких как оболочки и скелеты. Они делятся на две категории: известковые , если скелет состоит из карбоната кальция, и кремнистые , если скелет состоит из силикатов. Когда мелкие частицы тонут, они имеют тенденцию собираться в комки, видимые невооруженным глазом.Глубоководные исследователи впервые заметили это явление в пилотируемых подводных аппаратах и ​​ввели термин «морской снег» для описания частиц, постоянно сыплющихся вниз (рис. 7.61).

     

    Для получения более подробной информации об отложениях см. «Пляжи и песок», а также модуль 2, раздел 7: Химия морского дна, тема 7.1 «Типы отложений».

     

    Известковые и кремнистые соединения обладают уникальными свойствами в океанской воде. Оба вещества растворяются по мере погружения, но с разной скоростью в зависимости от температуры.Только примерно один процент биогенных остатков становится отложениями. Карбонат кальция быстро растворяется в холодной воде, богатой СО2, и при высоком давлении, но в теплой воде встречается в виде твердого вещества. Глубина, на которой кальций полностью растворяется, известна как глубина компенсации кальция ( CCD ). Следовательно, известковые отложения не часто встречаются в глубоководных отложениях ниже ПЗК. Глубина ПЗС варьируется. В бассейне Тихого океана она колеблется примерно от 4.Глубина 2–4,5 км. Некоторые элементы морского дна, такие как срединно-океанические хребты, вулканы и подводные горы, могут возвышаться над ПЗС; это области, где могут отлагаться известковые отложения. Кремнистые соединения отличаются от известковых соединений тем, что они быстрее растворяются в теплой воде, чем в холодной, поэтому они могут быть распространены как в глубоководных отложениях, так и в более мелких районах, где наблюдается сильный подъем прохладной воды.

     

    Деятельность

    Моделируйте взятие кернов отложений в океане, чтобы получить представление о расслоении отложений и отборе кернов отложений.

     

    Донные вулканы и гидротермальные источники

    Срединно-океанические хребты и спрединговые зоны являются домом для гидротермальных источников. Гидротермальные источники в океане аналогичны гейзерам и горячим источникам на континентах, где грунтовые воды просачиваются на глубину до 2 км под поверхность в области с очень высокой температурой. Образующиеся кипящая вода и пар устремляются на поверхность. В гидротермальных источниках прохладная морская вода просачивается в трещины и трещины, образованные расширяющимся морским дном.По мере того, как вода движется вниз, она нагревается от геотермальных источников, достигая температуры до 400 °C. На протяжении всего этого процесса в воде растворяются такие минералы, как медь, цинк, железо и сера. Хотя вода очень горячая, она не кипит из-за высокого гидростатического давления. Когда перегретая вода поднимается через вентиляционные отверстия, потому что она плавучая, она встречается с относительно холодной и богатой кислородом океанской водой, и многие растворенные минералы выпадают в осадок в виде частиц. Если большинство осадков представляют собой сульфиды и имеют черный цвет, жерла известны как черных курильщиков из-за их темного вздымающегося вида (рис.7.63 А). Белые курильщики выделяют минералы более светлого оттенка (рис. 7.63 Б). В некоторых случаях эти частицы объединяются, образуя дымоходы вокруг вентиляционных отверстий (рис. 7.64). В 2000 году ученые обнаружили в бассейне Атлантического океана поле дымоходов, высота которых достигала 55 метров. Гидротермальные источники находятся в расширяющихся районах на морском дне.

     



     

    Одним из самых удивительных открытий для ученых, впервые взглянувших на фотографии гидротермальных источников, стало окружающее их высокопродуктивное донное сообщество. Многие виды организмов приспособились жить в этих экстремальных средах обитания. К ним относятся крабы, моллюски и черви (рис. 7.65). Основой пищевой сети в этих сообществах являются микроорганизмы или микробы, которые используют соединения, особенно сероводород и метан, из жерл и преобразовывают их в пригодную для использования энергию и пищу. Практически в любой другой экосистеме на Земле основным источником энергии является солнце. Некоторые черви вентиляционных трубок адаптировались таким образом, что они полностью зависят от симбиотических микробов, которые превращают сероводород и метан в пищу (рис.7.65). Червь обеспечивает подходящую среду и постоянное снабжение микроорганизмов питательными веществами, а микробы снабжают червя пищей.

     

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

     

    Для получения дополнительной информации о глубоководных экосистемах см. Модуль 4 Раздел 4: Водные экосистемы, Тема 4.4 Оффшорные морские экосистемы.

     

     

    %PDF-1.3 % 625 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 625 156 0000000016 00000 н 0000003472 00000 н 0000003706 00000 н 0000003737 00000 н 0000003796 00000 н 0000005316 00000 н 0000005598 00000 н 0000005665 00000 н 0000005817 00000 н 0000005914 00000 н 0000006009 00000 н 0000006117 00000 н 0000006301 00000 н 0000006460 00000 н 0000006579 00000 н 0000006759 00000 н 0000006852 00000 н 0000006982 00000 н 0000007172 00000 н 0000007265 00000 н 0000007389 00000 н 0000007589 00000 н 0000007681 00000 н 0000007814 00000 н 0000008007 00000 н 0000008134 00000 н 0000008241 00000 н 0000008368 00000 н 0000008486 00000 н 0000008600 00000 н 0000008715 00000 н 0000008847 00000 н 0000008982 00000 н 0000009141 00000 н 0000009276 00000 н 0000009439 00000 н 0000009532 00000 н 0000009626 00000 н 0000009736 00000 н 0000009845 00000 н 0000009959 00000 н 0000010075 00000 н 0000010172 00000 н 0000010268 00000 н 0000010364 00000 н 0000010459 00000 н 0000010555 00000 н 0000010650 00000 н 0000010746 00000 н 0000010841 00000 н 0000010937 00000 н 0000011034 00000 н 0000011129 00000 н 0000011225 00000 н 0000011321 00000 н 0000011418 00000 н 0000011513 00000 н 0000011609 00000 н 0000011706 00000 н 0000011802 00000 н 0000011898 00000 н 0000011994 00000 н 0000012089 00000 н 0000012185 00000 н 0000012281 00000 н 0000012377 00000 н 0000012474 00000 н 0000012569 00000 н 0000012666 00000 н 0000012762 00000 н 0000012858 00000 н 0000012955 00000 н 0000013050 00000 н 0000013146 00000 н 0000013243 00000 н 0000013339 00000 н 0000013435 00000 н 0000013530 00000 н 0000013626 00000 н 0000013721 00000 н 0000013817 00000 н 0000013912 00000 н 0000014008 00000 н 0000014105 00000 н 0000014200 00000 н 0000014296 00000 н 0000014393 00000 н 0000014490 00000 н 0000014586 00000 н 0000014682 00000 н 0000014777 00000 н 0000014873 00000 н 0000014969 00000 н 0000015066 00000 н 0000015161 00000 н 0000015257 00000 н 0000015354 00000 н 0000015449 00000 н 0000015544 00000 н 0000015640 00000 н 0000015734 00000 н 0000015829 00000 н 0000015925 00000 н 0000016019 00000 н 0000016114 00000 н 0000016208 00000 н 0000016303 00000 н 0000016397 00000 н 0000016490 00000 н 0000016586 00000 н 0000016797 00000 н 0000017086 00000 н 0000017340 00000 н 0000017417 00000 н 0000017833 00000 н 0000018191 00000 н 0000018486 00000 н 0000018680 00000 н 0000019057 00000 н 0000019485 00000 н 0000019526 00000 н 0000020069 00000 н 0000020703 00000 н 0000020725 00000 н 0000021464 00000 н 0000021941 00000 н 0000022335 00000 н 0000022357 00000 н 0000022994 00000 н 0000023016 00000 н 0000023541 00000 н 0000023818 00000 н 0000024119 00000 н 0000024824 00000 н 0000025543 00000 н 0000025654 00000 н 0000025676 00000 н 0000026363 00000 н 0000026385 00000 н 0000027119 00000 н 0000027688 00000 н 0000028215 00000 н 0000028237 00000 н 0000029026 00000 н 0000029048 00000 н 0000029737 00000 н 0000029759 00000 н 0000030305 00000 н 0000032983 00000 н 0000035623 00000 н 0000039181 00000 н 0000041384 00000 н 0000050455 00000 н 0000052789 00000 н 0000003837 00000 н 0000005293 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 626 0 объект > эндообъект 627 0 объект [ 628 0 Р ] эндообъект 628 0 объект > >> эндообъект 629 0 объект > эндообъект 779 0 объект > ручей HUIlW~1d 4’[email protected]]-žaf

    R53y=x_!KRiEDKqz»Vg;!RUO _?

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *