Земная кора – верхняя твердая оболочка Земли. Что такое литосфера Земли
Общая характеристика литосферы.
Термин "литосфера" был предложен в 1916 году Дж. Барреллом и вплоть до 60-х гг. двадцатого столетия выступал синонимом земной коры. Затем было доказано, что в состав литосферы входят также и верхние слои мантии мощностью до нескольких десятков километров.
В строении литосферы выделяются подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.
Мощность литосферы варьируется от 5 до 200 км. Под континентами толщина литосферы меняется от 25 км под молодыми горами, вулканическими дугами и континентальными рифтовыми зонами до 200 и более километров под щитами древних платформ. Под океанами литосфера более тонкая и достигает минимальной отметки в 5 км под срединно-океаническими хребтами , на периферии океана, постепенно утолщаясь, доходит до 100-километровой толщины. Наибольшей мощности литосфера достигает в наименее прогретых областях, наименьшей – в наиболее жарких.
По реакции на длительно действующие нагрузки в литосфере принято выделять верхний упругий и нижний пластичный слой . Также на разных уровнях в тектонически активных областях литосферы прослеживаются горизонты относительно пониженной вязкости, для которых характерны пониженные скорости сейсмических волн. Геологи не исключают возможности проскальзывания по этим горизонтам одних слоёв относительно других. Это явление получило название расслоенности литосферы.
Наиболее крупными элементами литосферы являются литосферные плиты с размерами в поперечнике 1–10 тыс. км. В настоящее время литосфера разделена на семь главных и несколько малых плит. Границы между плитами проводятся вдоль зон наибольшей сейсмической и вулканической активности.
Границы литосферы.
Верхняя часть литосферы граничит с атмосферой и гидросферой . Атмосфера, гидросфера и верхний слой литосферы находятся в прочной взаимосвязи и частично проникают друг в друга.
Нижняя граница литосферы располагается над астеносферой – слоем пониженной твёрдости, прочности и вязкости в верхней мантии Земли . Граница между литосферой и астеносферой нерезкая – переход литосферы в астеносферу характеризуется уменьшением вязкости, изменением скорости сейсмических волн и увеличением электропроводности. Все эти изменения происходят вследствие повышения температуры и частичного плавления вещества. Отсюда и основные методы определения нижней границы литосферы – сейсмологический и магнитотеллурический .
) и жесткую верхнюю часть мантии.
Слои литосферы отделены друг от друга границей Мохоровича
. Рассмотрим подробнее части, на которые разделена литосфера.
Земная кора. Строение и состав.
Земная кора – часть литосферы, самая верхняя из твердых оболочек Земли. На долю земной коры приходится 1% от общей массы Земли (см. Физические характеристики Земли в цифрах).
Строение земной коры различается на континентах и под океанами, а также в переходных областях.
Материковая земная кора имеет толщину 35-45 км, в горных областях до 80 км. Например, под Гималаями - свыше 75 км, под Западно-Сибирской низиной – 35-40 км, под Русской платформой – 30-35.
Материковая земная кора делится на слои:
- Осадочный слой – слой, покрывающий верхнюю часть континентальной земной коры. Состоит из осадочных и вулканических горных пород. Местами (преимущественно на щитах древних платформ) осадочный слой отсутствует.
- Гранитный слой – условное название для слоя, где скорость распространения продольных сейсмических волн не превышает 6,4 км/сек. Состоит из гранитов и гнейсов - метаморфических горных пород, главными минералами которых являются плагиоклаз, кварц и калиевый полевой шпат.
- Базальтовый слой - условное название для слоя, где скорость распространения продольных сейсмических волн находится в диапазоне 6,4 - 7,6 км/сек. Сложен базальтами, габбро (магматическая интрузивная горная порода основного состава) и очень сильно метаморфизованными осадочными породами.
Слои материковой земной коры могут быть смяты, разорваны и смещены по линии разрыва. Гранитный и базальтовый слои часто разделены поверхностью Конрада , которая характеризуется резким скачком скорости сейсмических волн.
Океаническая земная кора имеет толщину 5-10 км. Наименьшая толщина характерна для центральных районов океанов.
Океаническая земная кора делится на 3 слоя :
- Слой морских осадков – толщина менее 1 км. Местами отсутствует вовсе.
- Средний слой или «второй» - слой со скоростью распространения продольных сейсмических волн от 4 до 6 км/сек – толщина от 1 до 2,5 км. Состоит из серпентина и базальта, возможно, с примесью осадочных пород.
- Самый нижний слой или «океанический» – скорость распространения продольных сейсмических волн находится в диапазоне 6,4-7,0 км/сек. Сложен из габбро.
Выделяют также переходный тип земной коры . Он характерен для островно-дуговых зон на окраинах океанов, а также для некоторых участков материков, например, в районе Черного моря.
Земная поверхность в основном представлена равнинами континентов и океанического дна. Континенты окружены шельфом - мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной около 80 км, которая после резкого обрывчатого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, расположенные в основном в северной и западной частях Тихого океана.
Граница (поверхность) Мохоровичича
Нижняя граница земной коры проходит по границе (поверхности) Мохоровичича – зоне, в которой происходит резкий скачок скоростей сейсмических волн. Продольных с 6,7-7,6 км/сек до 7,9-8,2 км/сек., а поперечных – с 3,6-4,2 км/сек до 4,4-4,7 км/сек.
Для этой же области характерно резкое увеличение плотности вещества – с 2,9-3 до 3,1-3,5 т/м³. То есть на границе Мохоровичича менее упругий материал земной коры заменяется более упругим веществом верхней мантии.
Наличие поверхности Мохоровичича установлено для всего Земного шара на глубине 5-70 км. По всей видимости, данная граница разделяет слои с разным химическим составом.
Поверхность Мохоровичича повторяет рельеф земной поверхности, являясь его зеркальным отражением. Под океанами она выше, под континентами – ниже.
Поверхность (граница) Мохоровичича (сокращенно Мохо) открыта в 1909 году хорватским геофизиком и сейсмологом Андреем Мохоровичичем и названа в его честь.
Верхняя мантия
Верхняя мантия – нижняя часть литосферы, находящаяся под земной корой. Другое название верхней мантии – субстрат.
Скорость распространения продольных сейсмических волн около 8 км/сек.
Нижняя граница верхней мантии проходит на глубине 900 км (при делении мантии на верхнюю и нижнюю) или на глубине 400 км (при делении ее на верхнюю, среднюю и нижнюю).
Относительно состава верхней мантии однозначного ответа нет. Одни исследователи на основании изучения ксенолитов полагают, что верхняя мантия имеет оливин-пироксеновый состав. Другие считают, что вещество верхней мантии представлено гранатовыми перидотитами с примесью в верхней части эклогита.
Верхняя мантия не однородна по составу и строению. В ней наблюдаются зоны пониженных скоростей сейсмических волн, также наблюдаются различия в строении под разными тектоническими зонами.
Изостазия.
Явление изостазии было обнаружено при изучении силы тяжести у подножия горных массивов. Ранее считалось, что такие массивные сооружения, как, например, Гималаи, должны увеличивать силу притяжения Земли. Однако исследования, проведенные в середине 19 века, опровергли эту теорию – сила тяжести на поверхности всей земной поверхности остается одинаковой.
Было установлено, что крупные неровности рельефа компенсируются, уравновешиваются чем-то на глубине. Чем мощнее участок земной коры, тем глубже он погружен в вещество верхней мантии.
На основании сделанных открытий, ученые пришли к выводу, что земная кора стремится к уравновешенности за счет мантии. Это явления получило название изостазии .
Изостазия иногда может нарушиться из-за действия тектонических сил, но со временем земная кора все равно возвращается к равновесию.
На основе гравиметрических исследований было доказано, что большая часть земной поверхности находится в состоянии равновесия. Изучением явления изостазии на территории бывшего СССР занимался М.Е.Артемьев.
Наглядно проследить явление изостазии можно на примере ледников. Под тяжестью мощных ледниковых покровов четырех- и более километровой толщины земная кора под Антарктидой и Гренландией «просела», опустившись ниже уровня океана. В Скандинавии же и в Канаде, сравнительно недавно освободившихся от ледников, наблюдается поднятие земной коры.
Химические соединения, из которых состоят элементы земной коры, называются минералами . Из минералов образованы горные породы.
Основные виды горных пород:
Магматические;
Осадочные;
Метаморфические.
В составе литосферы преобладают в основном магматические горные породы. На их долю приходится около 95% всего вещества литосферы.
Состав литосферы на континентах и под океанами существенно различается.
Литосфера на континентах состоит из трех слоев:
Осадочные породы;
Гранитные породы;
Базальтовые.
Литосфера под океанами двухслойная:
Осадочные породы;
Базальтовые породы.
Химический состав литосферы представлен в основном всего восемью элементами. Это кислород, кремний, водород, алюминий, железо, магний, кальций и натрий. На долю этих элементов приходится около 99,5% вещества земной коры.
Таблица 1. Химический состав земной коры на глубинах 10 - 20 км.
|
Элемент |
Массовая доля, % |
|
Кислород |
|
|
Алюминий |
|
Термин литосфера - твердая верхняя оболочка Земли - был предложен Э. Зюссом. Согласно современным представлениям, литосфера - верхняя твердая оболочка Земли, имеющая большую прочность и переходящая без четкой определенной границы в нижележащую астеносферу, прочность материала которой относительно мала.
Астеносфера (термин предложен в 1914 г. Дж. Бареллом) - слой мантии, способный к вязкому и пластическому течению под действием относительно малых напряжений. Пластичность мантии в области астеносферы позволяет литосфере двигаться как по вертикали, так и в горизонтальном направлении. Это приводит к различным деформациям земной коры - горообразованию, складчатости, континентальному дрейфу. В настоящее время можно
считать доказанным, что тектоническое развитие верхних оболочек твердой Земли определяется перемещением и взаимодействием литосферных плит. В связи с этим получает признание новейшая геологическая теория, рассматривающая литосферу Земли как систему подвижных блоков - литосферных плит. При этом процессы дифференциации вещества мантии Земли и образование океанической и континентальной коры связывается с движением литосферных плит. Каждая из литосферных плит перемещается по астеносфере от зон растяжения, где формируются их новые участки с океаническим типом коры, к зонам сжатия, где они сталкиваются и засасываются вглубь мантии. На рис. 10 приведен схематический разрез земной коры и литосферы.
Верхний слой литосферы - земная кора, она является наиболее неоднородной твердой оболочкой Земли. Химический состав земной коры, ее строение неоднородны (табл. 9).
Земная кора сложена горными породами различного типа и происхождения. Их распространение в общем виде может быть представлено следующим образом: осадочные породы - 9,2%; метаморфические породы - 20,0%; магматические породы - 70,8%.
Таблица 8 - Химический состав земной коры (по Вронскому, Войткевичу, 1997)
| Компоненты | Тип коры | Земная кора в среднем |
||
| Континентальный | Субконтинентальный | Океанический |
||
| Si02 | 57,23 | 56,88 | 48,17 | 55,24 |
| тю2 | 0,71 | 0,73 | 1,40 | 0,86 |
| А120з | 14,46 | 14,43 | 14,90 | 14,55 |
| Fe203 | 2,36 | 2,37 | 2,64 | 2,42 |
| FeO | 5,41 | 5,64 | 7,37 | 5,86 |
| MnO | 0,13 | 0,13 | 0,24 | 0,15 |
| MgO | 4,77 | 4,97 | 7,:42 | 5,37 |
| CaO | 6,98 | 7,14 | 12,19 | 8,12 |
| Na20 | 2,40 | 2,39 | 2,58 | 2,44 |
| K20 | 1,98 | 1,90 | 0,33 | 1,61 |
| p205 | 0,16 | 0,16 | 0,22 | 0,17 |
| C0pr | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,07 |
| n о ы | 1,48 | 1,37 | 1,35 | 1,44 |
| so3 | 0,12 | од | - | 0,09 |
| Shup | 0,08 | 0,08 | 0,05 | 0,08 |
| Cl | 0,04 | 0,04 | - | 0,03 |
| F | 0,03 | 0,03 | 0,02 | 0,03 |
| H20 | 1,57 | 1,56 | 1,05 | 1,46 |
| Сумма | 100,99 | 99,99 | 99,98 | 99,99 |
| Объем 10 км | 6500 | 1540 | 2170 | 10210 |
| Средняя мощность, км | 43,6 | 23,7 | 7,3 | 20,0 |
| Средняя плотность, г/см2 | 2,78 | 2,79 | 2,81 | 2,79 |
| />Масса 1024 г | 18,07 | 4,30 | 6,09 | 28,46 |
Поверхность континентов на 80% занята осадочными породами, а океаническое дно покрыто почти полностью свежими осадками, как продуктами сноса материала с континентов и деятельности морских организмов.
Распространенность химических элементов в земной коре предопределяет характер ее минерального и петрографического состава (рис. 11).
Минеральный состав 
Земная кора - верхний твердый слой нашей планеты - первоначально возникла как продукт выплавления материала мантии, который в дальнейшем ходе геологической истории оказался существенно переработанным в биосфере под влиянием воздуха, воды, деятельности живых организмов. В ходе этого преобразования установилось минеральное и химическое различие между осадочными и магматическими породами, состоящее в следующем (Вронский, Войткевич, 1997): Отношение окисного железа к закисному (РегОз: FeO) в осадочных и изверженных породах имеет противоположное значение. В осадочных породах преобладает окис- ное железо. Это вызвано тем, что осадочные породы формировались в биосфере в присутствии свободного кислорода, который привел к окислению огромных масс железа, а также других поливалентных химических элементов. Содержание натрия в осадочных породах значительно понижено (почти в 3 раза) по сравнению с породами изверженными при почти одинаковом содержании калия. Это, по-видимому, связано с тем, что натрий в условиях биосферы легко выщелачивается природными водами и уносится в океан, где он аккумулируется в пелагических осадках океана. Осадочные породы более обогащены НгО и СО2, которые как компоненты встречаются в изверженных породах в довольно небольших концентрациях. Осадочные породы в разном количестве содержат органический углерод, которого обычно нет в глубинных магматических породах. Органические соединения в осадочных породах - это продукты фотосинтеза и биоминерализации, протекавших в биосфере Земли с незапамятных времен.
В ходе развития Земли осуществляется геологический цикл горных пород (рис. 12). 
Рисунок 12 - Геологический цикл горных пород Земли по представлениям Дж. Хеттона (Вронский, Войткевич, 1997)
При длительном пребывании свежих осадков на глубине начинается их уплотнение - переход к типичным горным породам. Переход этот связан с процессом, который обозначается как диагенез. Сам диагенез представляет собой физико-химический этап уравновешивания осадка, бывший первоначально неравновесной физико-химической системой. Эта система была обводнена и обогащена органическим веществом, а также живыми бактериями. В таких условиях организмы поглощают кислород иловых вод и создают восстановительную обстановку. Происходит восстановление окислов поливалентных металлов. Иловые воды часто растворяют твердые фазы и приводят к перераспределению вещества. Возникают вторичные минералы, иногда определяющие цементацию обломочного материала с образованием песчаников, конгломератов, брекчий.
С погружением осадочных толщ в более глубокие горизонты, в область повышенных температур и давлений, происходит перекристаллизация вещества, которая характерна для метаморфизма. Метаморфические процессы весьма разнообразны по форме проявления и характеру преобразования пород. Главными видами метаморфизма являются: региональный, контактовый, динамометаморфизм и метаморфизм гидротермальный. Региональный метаморфизм наиболее распространен. Продуктами его являются сланцеватые породы - кристаллические сланцы и гнейсы. Контактовый метаморфизм обычно проявляется в результате взаимодействия нормальных осадочных пород с горячей магмой и ее выделениями. При этом образуются скарны (на контакте с известняками) и роговики (на контакте с песчаноглинистыми породами), лишенные слоистости.
Особое место в формировании глубинных пород занимает ультраметаморфизм. Это процесс высоких температур, приводящий к возникновению жидкой расплавленной фазы. В этом случае происходит процесс переплавления твердых горных пород, до этого не находящихся в состоянии расплава. С этим процессом связана гранитизация - преобразование химического и минерального состава горных пород в направлении к гранитному. При широком и интенсивном развитии процессов анатексиса возрождается магма, дающая на поверхности те горные породы, которые снова подвергаются выветриванию и таким образом цикл геологического круговорота завершается.
Где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.
Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов , её толщина составляет 5-10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.
Для обозначения внешней оболочки литосферы применялся ныне устаревший термин сиаль , происходящий от названия основных элементов горных пород Si (лат. Silicium - кремний) и Al (лат. Aluminium - алюминий).
Примечания
| Оболочки Земли | ||
|---|---|---|
| Внешние |  |
|
| Внутренние | ||
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :Смотреть что такое "Литосфера" в других словарях:
Литосфера … Орфографический словарь-справочник
- (от лито... и греч. sphaira шар) верхняя твердая оболочка Земли, ограниченная сверху атмо и гидросферой, а снизу астеносферой. Мощность литосферы колеблется в пределах 50 200 км. До 60 х гг. литосфера понималась как синоним земной коры. Литосфера … Экологический словарь
- [σφαιρα (ρфера) шар] верхняя твердая оболочка Земли, имеющая большую прочность и переходящая без определенной резкой границы в нижележащую астеносферу, прочность вещества которой относительно мала. Л. в… … Геологическая энциклопедия
ЛИТОСФЕРА, верхний слой твердой поверхности Земли, который включает КОРУ и самый наружный слой МАНТИЮ. Литосфера может быть разной толщины от 60 до 200 км в глубину. Жесткая, твердая и хрупкая, она состоит из большого числа тектонических плит,… … Научно-технический энциклопедический словарь
- (от лито... и сфера), внешняя оболочка твердой Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии. Толщина литосферы под континентами 25 200 км, под океанами 5 100 км. Сформировалась в основном в докембрии … Современная энциклопедия
- (от лито... и сфера) внешняя сфера твердой Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии … Большой Энциклопедический словарь
То же, что земная кора … Геологические термины
Твердая оболочка земного шара. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
Сущ., кол во синонимов: 1 кора (29) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Верхняя твердая оболочка Земли (50 200 км), постепенно становящаяся с глубиной сферы меньшей прочностью и плотностью вещества горных пород. Л. включает земную кору (мощность до 75 км на континентах и 10 км под дном океанов) и верхнюю мантию Земли … Словарь черезвычайных ситуаций
Литосфера - Литосфера: твердая оболочка Земли, включающая в себя геосферу толщиной около 70 км в виде слоев осадочных пород (гранитного и базальтового) и мантию толщиной до 3000 км... Источник: ГОСТ Р 14.01 2005. Экологический менеджмент. Общие положения и… … Официальная терминология
Книги
- Земля - беспокойная планета. Атмосфера, гидросфера, литосфера. Книга для школьников... и не только , Л. В. Тарасов. Настоящая учебно-популярная книга открывает любознательному читателю мир природных сфер Земли - атмосферы, гидросферы, литосферы. В книге в интересной и доходчивой форме описывается…
Ядро, мантия и кора - это внутреннее строение Земли. А что такое литосфера? Так называют внешнюю твердую неорганическую оболочку нашей планеты. К ней относится вся земная кора и верхняя часть мантии.
В упрощенном виде литосфера представляет собой верхний состоящий из трех пластов. В ученом мире нет однозначного определения понятия об этой планетарной оболочке. И о ее составе споры тоже пока продолжаются. Но по имеющимся сведениям все-таки можно составить основные представления о том, что такое литосфера.
Структура, состав и границы
Несмотря на то, что литосфера охватывает абсолютно всю земную поверхность и верхний слой мантии, в весовом эквиваленте это выражается только в одном проценте от общей массы нашей планеты. Хотя оболочка имеет малые объемы, ее подробное изучение вызвало массу вопросов, и не только о том, что такое литосфера, но и из какого материала она образована, в каком состоянии находится в разных частях.
Основную часть оболочки составляют твердые породы, которые на границе с мантией приобретают пластичную консистенцию. В структуре земной коры выделяют стабильные платформы и области складчатости.
Разную толщину и может колебаться от 25 до 200 километров. На океаническом дне она тоньше - от 5 до 100 километров. Литосфера Земли ограничена другими оболочками: гидросферой (водной) и атмосферой (воздушной).
Сложена земная кора тремя слоями:
- осадочным;
- гранитным;
- базальтовым.
Таким образом, если посмотреть на то, что такое литосфера в разрезе, то это будет напоминать слоеный пирог. Его основой является базальт, а сверху он покрыт осадочным слоем. Между ними, в виде начинки, находится гранит.
Осадочный слой на материках образовался в результате разрушения и видоизменения гранитных и базальтовых На океаническом дне подобное напластование образуется в результате накопления выносимых реками с материков осадочных пород.
Гранитный слой состоит из метаморфических и магматических пород. На материках он занимает промежуточное положение между другими пластами, а на дне океанов он полностью отсутствует. Считается, что в самом "сердце" планеты располагается базальт, состоящий из магматических горных пород.
Земная кора не является монолитом, она состоит из отдельных блоков, называемых которые находятся в постоянном движении. Они как бы плавают на пластичной астеносфере.
За время своего существования человечество в хозяйственной деятельности постоянно использовало составные части литосферы. В земной коре содержатся все которые широко используются людьми, и добыча их из недр постоянно увеличивается.
Огромную ценность представляет почва - сохранение плодородного слоя литосферы сегодня является одной из самых требующих немедленного решения.
Некоторые процессы, происходящие в границах оболочки, например, эрозия, обвалы, сели, могут быть вызваны антропогенной деятельностью и представлять угрозу. Они не только влияют на формирование экологических ситуаций на определенных территориях, но и могут привести к глобальным экологическим катаклизмам.
Состояние покоя неизвестно нашей планете. Это касается не только внешних, но и внутренних процессов, что происходят в недрах Земли: её литосферные плиты постоянно двигаются. Правда, некоторые участки литосферы довольно устойчивы, другие же, особенно те, что находятся на стыках тектонических плит, чрезвычайно подвижны и постоянно содрогаются.
Естественно, подобное явление люди без внимания оставить не могли, а потому на протяжении всей своей истории изучали и объясняли его. Например, в Мьянме до сих пор сохранилась легенда о том, что наша планета оплетена огромным кольцом змей, и когда они начинают двигаться, земля начинает содрогаться. Подобные истории не могли надолго удовлетворить пытливые человеческие умы, и чтобы узнать правду, самые любопытные сверлили землю, рисовали карты, строили гипотезы и выдвигали предположения.
Понятие литосферы содержит в себе твёрдую оболочку Земли, состоящую из земной коры и пласта размягчённых горных пород, входящих в состав верхней мантии, астеносферы (её пластичный состав даёт возможность плитам, из которых состоит земная кора, передвигаться по ней со скоростью от 2 до 16 см в год). Интересно, что верхний слой литосферы упругий, а нижний – пластичный, что даёт возможность плитам при движении сохранять равновесие, несмотря на постоянные сотрясения.
Во время многочисленных исследований учёные пришли к выводу, что литосфера имеет неоднородную толщину, и во многом зависит от рельефа местности, под которым находится. Так, на суше её толщина составляет от 25 до 200 км (чем старше платформа, тем она больше, а самая тонкая находится под молодыми горными хребтами).
А вот самый тонкий пласт земной коры – под океанами: его средняя толщина колеблется от 7 до 10 км, а в отдельных регионах Тихого океана доходит даже до пяти. Слой самой толстой коры расположен по краям океанов, наиболее тонкий – под срединно-океаническими хребтами. Интересно, что литосфера еще полностью не сформировалась, и процесс этот продолжается поныне (в основном – под океаническим дном).
Из чего состоит земная кора
Строение литосферы под океанами и континентами отличается тем, что под океаническим дном нет гранитного слоя, так как океаническая кора во время своего формирования много раз подвергалась процессам плавления. Общими для океанической и материковой коры являются такие слои литосферы, как базальтовый и осадочный.
Таким образом, земная кора состоит в основном из горных пород, которые формируются во время остывания и кристаллизации магмы, по трещинам внедряющейся в литосферу. Если при этом магма не смогла просочиться на поверхность, то она сформировала такие крупнокристаллические горные породы, как гранит, габбро, диорит, вследствие ее медленного охлаждения и кристаллизации.
А вот магма, которая сумела выбраться наружу, за счёт быстрого остывания, образовала мелкие кристаллы – базальт, липарит, андезит.
Что касается осадочных пород, то они в литосфере Земли образовались по-разному: обломочные появились в результате разрушения песка, песчаников и глины, химические сформировались благодаря различным химическим реакциям в водных растворах — это гипс, соль, фосфориты. Органические были образованы растительными и известковыми остатками – мел, торф, известняк, уголь.
Интересно, что некоторые породы появились из-за полного или частичного изменения их состава: гранит трансформировался в гнейс, песчаник – в кварцит, известняк – в мрамор. Согласно научным исследованиям, учёным удалось установить, что литосфера состоит из:
- Кислорода – 49%;
- Кремния – 26%;
- Алюминия – 7%;
- Железа – 5%;
- Кальция – 4%
- В состав литосферы входит немало минералов, самые распространённые – шпат и кварц.
Что касается структуры литосферы, то здесь различают стабильные и подвижные зоны (иными словами, платформы и складчатые пояса). На тектонических картах всегда можно увидеть обозначенные границы как устойчивых, так и опасных территорий. Прежде всего это Тихоокеанское огненное кольцо (расположено по краям Тихого Океана), а также часть Альпийско-Гималайского сейсмического пояса (Южная Европа и Кавказ).
Описание платформ
Платформа – это практически неподвижные части земной коры, которые прошли очень долгий этап геологического формирования. Их возраст определяют по этапу образования кристаллического фундамента (гранитного и базальтового слоёв). Древние или докембрийские платформы на карте всегда находятся в центре континента, молодые – или на краю материка, или между докембрийскими платформами.
Горно-складчатая область
Горно-складчатая область была сформирована во время столкновения тектонических плит, что расположены на материке. Если горные хребты были сформированы недавно, возле них фиксируется повышенная сейсмическая активность и все они расположены по краям литосферных плит (более молодые массивы относятся к альпийскому и киммерийскому этапу образования). Более старые области, относящиеся к древней, палеозойской складчатости, могут располагаться как с краю материка, например, в Северной Америке и Австралии, так и по центру – в Евразии.
Интересно, что возраст горно-складчатых областей учёные устанавливают по самым молодым складкам. Поскольку горообразование происходит беспрестанно, это даёт возможность определить лишь временные рамки этапов развития нашей Земли. Например, наличие горного хребта посреди тектонической плиты свидетельствует о том, что когда-то здесь проходила граница.
Литосферные плиты
Несмотря на то, что литосфера на девяносто процентов состоит из четырнадцати литосферных плит, многие с этим утверждением не согласны и рисуют свои тектонические карты, говоря о том, что существует семь больших и около десяти малых. Это разделение довольно условно, поскольку с развитием науки учёные или выделяют новые плиты, или же признают определенные границы несуществующими, особенно когда речь идёт про малые плиты.
Стоит отметить, что самые крупные тектонические плиты очень хорошо различимы на карте и ими являются:
- Тихоокеанская – самая большая плита планеты, вдоль границ которой происходят постоянные столкновения тектонических плит и образуются разломы – это является причиной её постоянного уменьшения;
- Евразийская – покрывает почти всю территорию Евразии (кроме Индостана и Аравийского полуострова) и содержит наибольшую часть материковой коры;
- Индо-Австралийская – в её состав входит австралийский континент и индийский субконтинент. Из-за постоянных столкновений с Евразийской плитой находится в процессе разлома;
- Южно-Американская – состоит из южноамериканского материка и части Атлантического океана;
- Северо-Американская – состоит из североамериканского континента, части северо-восточной Сибири, северо-западной части Атлантического и половины Северного Ледовитого океанов;
- Африканская – состоит из африканского материка и океанической коры Атлантического и Индийского океанов. Интересно, что соседствующие с ней плиты движутся в противоположную от неё сторону, поэтому здесь находится наибольший разлом нашей планеты;
- Антарктическая плита – состоит из материка Антарктида и близлежащей океанической коры. Из-за того, что плиту окружают срединно-океанические хребты, остальные материки от неё постоянно отодвигаются.
Движение тектонических плит
Литосферные плиты, соединяясь и разъединяясь, всё время изменяют свои очертания. Это даёт возможность учёным выдвигать теорию о том, что около 200 млн. лет назад литосфера имела лишь Пангею — один-единственный континент, впоследствии расколовшийся на части, которые начали постепенно отодвигаться друг от друга на очень маленькой скорости (в среднем около семи сантиметров в год).
Существует предположение, что благодаря движению литосферы, через 250 млн. лет на нашей планете сформируется новый континент за счёт объединения движущихся материков.
Когда происходит столкновение океанической и континентальной плит, край океанической коры погружается под материковую, при этом с другой стороны океанической плиты её граница расходится с соседствующей с ней плитой. Граница, вдоль которой происходит движение литосфер, называется зоной субдукции, где выделяют верхние и погружающиеся края плиты. Интересно, что плита, погружаясь в мантию, начинает плавиться при сдавливании верхней части земной коры, в результате чего образуются горы, а если к тому же прорывается магма – то и вулканы.
В местах, где тектонические плиты соприкасаются друг с другом, расположены зоны максимальной вулканической и сейсмической активности: во время движения и столкновения литосферы, земная кора разрушается, а когда они расходятся, образуются разломы и впадины (литосфера и рельеф Земли связаны друг с другом). Это является причиной того, что вдоль краёв тектонических плит расположены наиболее крупные формы рельефа Земли – горные хребты с активными вулканами и глубоководные желоба.
Рельеф
Не удивляет, что движение литосфер непосредственно влияет на внешний вид нашей планеты, а разнообразие рельефа Земли поражает (рельеф – это совокупность неровностей на земной поверхности, которые находятся над уровнем моря на разной высоте, а потому основные формы рельефа Земли условно делят на выпуклые (материки, горы) и вогнутые – океаны, речные долины, ущелья).
Стоит заметить, что суша занимает только 29% нашей планеты (149 млн. км2), а литосфера и рельеф Земли состоят в основном из равнин, гор и низкогорья. Что касается океана, то его средняя глубина составляет немногим меньше четырёх километров, а литосфера и рельеф Земли в океане состоят из материковой отмели, берегового склона, океанического ложа и абиссальных или глубоководных желобов. Большая часть океана обладает сложным и разнообразным рельефом: здесь есть равнины, котловины, плато, возвышенности, хребты высотой до 2 км.
Проблемы литосферы
Интенсивное развитие промышленности привело к тому, что человек и литосфера в последнее время стали чрезвычайно плохо уживаться друг с другом: загрязнение литосферы приобретает катастрофические масштабы. Произошло это вследствие возрастания промышленных отходов в совокупности с бытовым мусором и используемыми в сельском хозяйстве удобрениями и ядохимикатами, что негативно влияет на химический состав грунта и на живые организмы. Учёные подсчитали, что за год на одного человека припадает около одной тонны мусора, среди которых – 50 кг трудноразлагаемых отходов.
Сегодня загрязнение литосферы стало актуальной проблемой, поскольку природа не в состоянии справиться с ней самостоятельно: самоочищение земной коры происходит очень медленно, а потому вредные вещества постепенно накапливаются и со временем негативно воздействуют и на основного виновника возникшей проблемы – человека.
