1 земная кора ее строение и состав. Состав и строение земной коры
На которой происходит резкое увеличение скоростей сейсмических волн .
Земная кора схожа по структуре с корой большинства планет земной группы , за исключением Меркурия . Кроме того, кора схожего типа есть на Луне и многих спутниках планет-гигантов . При этом Земля уникальна тем, что обладает корой двух типов: континентальной и океанической . Для земной коры характерны постоянные движения: горизонтальные и колебательные.
Большей частью кора состоит из базальтов . Масса земной коры оценивается в 2,8⋅10 19 тонн (из них 21 % - океаническая кора и 79 % - континентальная). Кора составляет лишь 0,473 % общей массы Земли.
Энциклопедичный YouTube
-
1 / 5
Толщина океанической коры практически не меняется со временем, поскольку в основном она определяется количеством расплава, выделившегося из материала мантии в зонах срединно-океанических хребтов. До некоторой степени влияние оказывает толщина осадочного слоя на дне океанов . В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-10 километров (9-12 километров вместе с водой) .
В рамках стратификации Земли по механическим свойствам, океаническая кора относится к океанической литосфере . Толщина океанической литосферы, в отличие от коры, зависит в основном от её возраста. В зонах срединно-океанических хребтов астеносфера подходит очень близко к поверхности, и литосферный слой практически полностью отсутствует. По мере удаления от зон срединно-океанических хребтов толщина литосферы сначала растёт пропорционально её возрасту, затем скорость роста снижается. В зонах субдукции толщина океанической литосферы достигает наибольших значений, составляя 130-140 километров.
Континентальная кора
Элемент Порядковый номер Содержание, % массы Молярная масса Содержание, % кол-во в-ва Кислород 8 49,13 16 53,52 Кремний 14 26,0 28,1 16,13 Алюминий 13 7,45 27 4,81 Железо 26 4,2 55,8 1,31 Кальций 20 3,25 40,1 1,41 Натрий 11 2,4 23 1,82 Калий 19 2,35 39,1 1,05 Магний 12 2,35 34,3 1,19 Водород 1 1,00 1 17,43 Титан 22 0,61 47,9 0,222 Углерод 6 0,35 12 0,508 Хлор 17 0,2 35,5 0,098 Фосфор 15 0,125 31,0 0,070 Сера 16 0,1 32,1 0,054 Марганец 25 0,1 54,9 0,032 Фтор 9 0,08 19,0 0,073 Барий 56 0,05 137,3 0,006 Азот 7 0,04 14,0 0,050 Остальные - ~0,2 - - Определение состава верхней континентальной коры стало одной из первых задач, которую взялась решать молодая наука геохимия . Собственно из попыток решения этой задачи и появилась геохимия. Эта задача весьма сложна, поскольку земная кора состоит из множества пород разнообразного состава. Даже в пределах одного геологического тела состав пород может сильно варьировать. В разных районах могут быть распространены совершенно разные типы пород. В свете всего этого и возникла задача определения общего, среднего состава той части земной коры, что выходит на поверхность на континентах. С другой стороны, сразу же возник вопрос о содержательности этого термина.
Первая оценка состава верхней земной коры была сделана Кларком . Кларк был сотрудником геологической службы США и занимался химическим анализом горных пород. После многих лет аналитических работ, он обобщил результаты анализов и рассчитал средний состав пород. Он предположил, что многие тысячи образцов, по сути, случайно отобранных, отражают средний состав земной коры (см. Кларки элементов). Эта работа Кларка вызвала фурор в научном сообществе. Она подверглась жёсткой критике, так как многие исследователи сравнивали такой способ с получением «средней температуры по больнице, включая морг». Другие исследователи считали, что этот метод подходит для такого разнородного объекта, каким является земная кора. Полученный Кларком состав земной коры был близок к граниту.
Следующую попытку определить средний состав земной коры предпринял Виктор Гольдшмидт . Он сделал предположение, что ледник, двигающийся по континентальной коре, соскребает все выходящие на поверхность породы, смешивает их. В результате породы, отлагающиеся в результате ледниковой эрозии, отражают состав средней континентальной коры. Гольдшмидт проанализировал состав ленточных глин, отлагавшихся в Балтийском море во время последнего оледенения. Их состав оказался удивительно близок к среднему составу, полученному Кларком. Совпадение оценок, полученных столь разными методами, стало сильным подтверждением геохимических методов.
Впоследствии определением состава континентальной коры занимались многие исследователи. Широкое научное признание получили оценки Виноградова, Ведеполя, Ронова и Ярошевского.
Некоторые новые попытки определения состава континентальной коры строятся на разделении её на части, сформированные в различных геодинамических обстановках.
Граница между верхней и нижней корой
Для изучения строения земной коры применяются косвенные геохимические и геофизические методы, но непосредственные данные можно получить в результате глубинного бурения. При проведении научного глубинного бурения часто ставится вопрос о природе границы между верхней (гранитной) и нижней (базальтовой) континентальной корой. Для изучения этого вопроса в СССР была пробурена Саатлинская скважина. В районе бурения наблюдалась гравитационная аномалия, которую связывали с выступом фундамента. Но бурение показало, что под скважиной находится интрузивный массив . При бурении Кольской сверхглубокой скважины граница Конрада также не была достигнута. В 2005 году в печати обсуждалась возможность проникновения к границе Мохоровичича и в верхнюю мантию с помощью самопогружающихся вольфрамовых капсул, обогреваемых теплом распадающихся радионуклидов .
Толщина земной коры
Есть два типа земной коры - океаническая кора и континентальная кора. Континентальная кора состоит в основном из светлых гранитных пород. Океаническая кора состоит из темных базальтовых пород. Одно из основных отличий между ними в плотности. Континентальная кора имеет среднюю плотность 2,6 г/см3, тогда как океаническая кора - 3 г/см3. В связи с этим средняя высота континентов составляет 600 метров над уровнем моря, средняя высота (глубина) океанического дна - 3000 метров ниже уровня моря.
Средняя толщина земной коры в океане - 5-10 километров. Средняя толщина континентальной земной коры - 35 километров, но может доходить до 70 километров.
Толщина земной коры неодинаковая на всех участках земли. Минимальная толщина под морями и океанами - в пределах 5 километров. А максимальная - на материковой части и может достигать и 70 километров (это в горных областях).
По сведениям, а точнее предположениям научного сообщества толщина земной коры на разных участках земли от 7 до 70 километров. Под океанами в местах вулканической активности кора тоньше, на суше толще.
Земная кора это даже нетонкая корочка, это пленка, подобная той, что образуется на кипяченном молоке и предохраняет это молоко от быстрого остывания. Стоит порвать эту пленку и молоко моментально становится холодным. Так и земная кора предохраняет Землю от напрасной траты внутреннего тепла, которое пока существует, дарит жизнь всем обитателям планеты. Толщина земной коры равна 35-70 километров под материками и всего 7-10 километров в океане. Неудивительно, что подводных вулканов в разы больше чем вулканов на материках. Диаметр Земли больше 12 тысяч километров, так что же такое кора, как не тонкая пленка?
Толщина земной коры не равномерная, они меняется от 5 до 130 километров.Самая тонкая часть находится на дне океана, самая широкая, как можно догадаться, в горах. Можно посчитать среднюю длину, сложив 5 и 130 и затем поделив пополам. Получится 67,5 км. Но это достаточно условно.
Наша Земля покрыта корой, словно огромной скорлупой, состоящей из горных порд. Внутренние силы необыкновенной мощности постоянно изменяют е поверхность: формируются новые океаны, поднимаются горы, разверзаются огромные бездны. Земная кора деформируется вследствие землетрясений и извержений вулканов. производились замеры толщины земной коры. Таким образом, толщина земной коры под океаном оказалась равной 5 км, под материками ее толщина достигает 30-40 км, а под высокими горами, на суше - 60-70 км.
Толщина земной коры не постоянная величина. Она отличается в разных районах земного шара. Например в океанических областях она составляет несколько километров, а в горных районах материков доходит до нескольких десятков километров.
Из теории, существующей уже более 300 лет следует, что нынешние континенты в сво время слились и образовался один гигантский материк, которому исследователи дали имя - Пангея (от греч. вся земля). Из за до сих пор не выясненных причин, где то 200 миллионов лет назад, Пангея снова стала дробиться. Сначала северная половина Пангеи (из которой потом образовались Европа,Северная Америка, и часть Азии) отошла от южной (включавшей Австралию, Южную Америку, Индию, Антарктиду и Африку). Затем стали образовываться новые гигантские трещины, называемые рифтами, и эти два массива суши разбились на современные континенты.
Двигаясь вместе с литосферными плитами, эти массивы постепенно заняли положение, которое мы видим сегодня. Впрочем, материки продолжают двигаться и в наше время. Европа и Северная Америка незаметно, удаляются друг от друга. Следовательно расширяется Атлантический океан. А Красное море находится в молодой ещ рифтовой зоне земной коры, и со временем скорее всего станет океаном, возможно шире Атлантического, при условии, что на его дно будет продолжать изливаться из недр Земли новый вулканический материал.
Я не буду переделывать текст. Просто для тех двоечников, что ставят минусы дам ссылку на Географический сайт. Процитирую только несколько абзацев:
Континентальную кору пониженной мощности (менее 30 км), с менее четко выраженным гранитным слоем иногда называют субконтинентальной. Сейсмические разделы в коре нередко являются границами зон регионального метаморфизма или зонами повышенного дробления и проницаемости пород, а не смены их состава. Океаническая земная кора имеет толщину до 5-10 км. В современное геологическое время она находится под морскими водами, если их глубина больше 3,5 км, и подразделяется на три слоя: верхний (менее 1 км) осадочный, средний в основном базальтовый, и нижний, сложенный габбро, серпентинитами ультраосновными породами с содержанием кремнезма менее 40 %......
Просьба к Двоечникам: ознакомиться и заполнить пробел в школьном образовании.
Толщина земной коры в разных местах Земли разная. Так, под океаном толщина земной коры составляет 5 километров как минимум. Несмотря на свое название, кора довольно-таки толстая. Где-то есть и 70 километров (это там, где горы).
Земная кора представляет из себя тврдую оболочку (геосферу), уже ниже земной коры находится мантия. Вся масса земной коры составляет всего лишь около 0,5% от общей массы планеты. Толщина земной коры на разных участках земли разная, от 5-7 километров до 120-130 километров.
Нельзя назвать точную величину толщины земной коры, которая бы была одинакова для всех участков земной поверхности. Дело в том, что она различна для материков и океанов. Толщина земной коры под океаном составляет 5-10 километров, причем она уменьшается вместе с глубиной. Средняя же толщина земной коры на материках составляет 35-45 километров,а в горных областях достигает величины в 70 километров.
Материки в свое время были сформированы из массивов земной коры, которая в той или иной степени выступает над уровнем воды в виде суши. Эти глыбы земной коры не один миллион лет раскалывались, сдвигались, части их сминались, чтобы предстать в том виде, которым известен нам сейчас.
Сегодня мы рассмотрим наибольшую и наименьшую мощность земной коры и особенности ее строения.
Немного о нашей планете
В начале формирования нашей планеты здесь действовали множественные вулканы, происходили постоянные столкновения с кометами. Лишь после того, как бомбардировки прекратились, раскаленная поверхность планеты застыла.
То есть ученые уверены, что изначально наша планета представляла собой бесплодную пустыню без воды и растительности. Откуда на ней взялось столько воды - до сих пор остается загадкой. Но не так давно под землей были обнаружены большие запасы воды, возможно, именно они и стали основой наших океанов.Увы, все гипотезы о происхождении нашей планеты и ее составе являются скорее предположениями, чем фактами. Согласно утверждениям А. Вегенера, изначально Землю покрывал тонкий слой гранита, который в палеозойскую эру преобразовался в праматерик Пангею. В мезозойскую эру Пангея начала раскалываться на части, образовавшиеся материки постепенно отплывали друг от друга. Тихий океан, утверждает Вегенер, - это остаток первичного океана, а Атлантический и Индийский рассматриваются как вторичные.
Земная кора
Состав земной коры практически аналогичен составу планет нашей Солнечной системы - Венеры, Марса и др. Ведь основой для всех планет Солнечной системы послужили одни и те же вещества. А с недавних пор ученые уверены, что столкновение Земли с еще одной планетой, названной Теей, вызвало слияние двух небесных тел, а от отколовшегося осколка образовалась Луна. Это объясняет то, что минеральный состав Луны схож с составом нашей планеты. Ниже мы рассмотрим строение земной коры - карту ее слоев на суше и океане.
Кора составляет всего 1% от массы Земли. Преимущественно она состоит из кремния, железа, алюминия, кислорода, водорода, магния, кальция и натрия и еще 78 элементов. Предполагается, что в сравнении с мантией и ядром кора Земли - оболочка тонкая и хрупкая, состоящая преимущественно из легких веществ. Тяжелые же вещества, как считают геологи, спускаются к центру планеты, а самые тяжелые сосредоточены в ядре.
Строение земной коры и карта его слоев представлены на рисунке ниже.
Материковая земная кора
Кора Земли имеет 3 слоя, каждый из которых неровными пластами покрывает предыдущий. Большая часть ее поверхности - это континентальные и океанические равнины. Континенты также окружает шельф, который после обрывчатого изгиба переходит в континентальный склон (область подводной окраины материка).
Земная материковая кора делится на слои:1. Осадочный.
2. Гранитный.
3. Базальтовый.Осадочный слой покрывают осадочные, метаморфические и магматические горные породы. Мощность материковой земной коры составляет наименьший процент.
Типы материковой земной коры
Осадочные горные породы представляют собой скопления, среди которых находятся глина, карбонат, вулканогенные горные породы и другие твердые вещества. Это своеобразный осадок, который сформировался в результате тех или иных природных условий, которые раньше существовали на Земле. Он позволяет исследователям делать выводы по поводу истории нашей планеты.
Гранитный слой состоит из магматических и метаморфических горных пород, схожих с гранитом по своим свойствам. То есть не только гранит составляет второй слой земной коры, но вещества эти по составу очень с ним схожи и имеют примерно аналогичную прочность. Скорость его продольных волн достигает 5,5-6,5 км/с. Состоит он из гранитов, кристаллических сланцев, гнейсов и т. д.
Базальтовый слой слагается из веществ, по составу схожих с базальтами. Является более плотным в сравнении с гранитным слоем. Под базальтовым слоем протекает тягучая мантия из твердых веществ. Условно мантию от коры отделяет так называемая граница Мохоровичича, которая, по сути, разделяет слои различного химического состава. Характеризуется резким нарастанием скорости сейсмических волн.
То есть относительно тонкий слой земной коры является хрупкой преградой, отделяющей нас от раскаленной мантии. Толщина самой мантии составляет в среднем 3 000 км. Вместе с мантией движутся и тектонические плиты, которые, как часть литосферы, являются участком земной коры.Ниже рассмотрим мощность материковой земной коры. Составляет она до 35 км.
Мощность материковой коры
Толщина земной коры варьируется от 30 до 70 км. И если под равнинами слой ее составляет всего 30-40 км, то под горными системами достигает 70 км. Под Гималаями толщина слоя доходит до 75 км.
Мощность материковой земной коры составляет от 5 до 80 км и напрямую зависит от ее возраста. Так, холодные древние платформы (Восточно-Европейская, Сибирская, Западно-Сибирская) имеют достаточно высокую мощность - 40-45 км.
При этом каждый из слоев имеет свою мощность и толщину, которая в разных областях материка может изменяться.
Мощность материковой земной коры составляет:
1. Осадочный слой - 10-15 км.
2. Гранитный слой - 5-15 км.
3. Базальтовый слой - 10-35 км.
Температура коры Земли
Температура повышается по мере углубления в нее. Считается, что температура ядра составляет до 5 000 С, однако эти цифры остаются условными, так как вид и состав его до сих пор не ясен ученым. По мере углубления в земную кору температура ее повышается каждые 100 м, однако ее цифры варьируются в зависимости от состава элементов и глубины. Океаническая земная кора имеет более высокую температуру.
Океаническая земная кора
Изначально, по предположениям ученых, Земля покрылась именно океаническим слоем коры, который несколько отличается по толщине и составу от материкового слоя. вероятно, возникла из верхнего дифференцированного слоя мантии, то есть по составу она очень близка к ней. Мощность земной коры океанического типа в 5 раз меньше, чем мощность материкового типа. При этом ее состав в глубоких и неглубоких районах морей и океанов друг от друга отличается несущественно.
Слои материковой коры
Мощность океанической земной коры составляют:
1. Слой океанической воды, толщина которого составляет 4 км.
2. Слой неплотных осадков. Мощность составляет 0,7 км.
3. Слой, сложенный из базальтов с карбонатными и кременистыми породами. Средняя мощность - 1,7 км. Он не выделяется резко и характеризуется уплотнением осадочного слоя. Этот вариант его строения называют субокеаническим.
4. Базальтовый слой, не отличающийся от континентальной коры. Мощность океанической земной коры составляет в этом слое 4,2 км.
Базальтовый слой океанической коры в зонах субдукции (зона, в которых один слой коры поглощает другой) превращается в эклогиты. Их плотность настолько высока, что они погружаются вглубь коры на глубину более 600 км, а затем опускаются в нижнюю мантию.
Учитывая, что наименьшая мощность земной коры наблюдается под океанами и составляет всего 5-10 км, ученые давно вынашивают идею начать бурение коры на глубине океанов, что позволило бы более подробно изучить внутреннее строение Земли. Однако слой океанической земной коры очень прочен, а исследования на глубине океана делают эту задачу еще более сложной.
Заключение
Земная кора, пожалуй, единственный слой, подробно изученный человечеством. А вот то, что находится под ней, до сих пор волнует геологов. Остается лишь надеяться, что однажды неизведанные глубины нашей Земли будут изучены.
До последнего времени представления о толщине земной коры под дном океанов опирались на довольно редкие профили сейсмических исследований глубинной структуры.
Некоторые данные о возможной толщине коры под дном океанов были получены В. Ф. Бончковским на основании изучения поверхностных волн землетрясений.
Р. М. Деменицкая, разработав новый метод определения толщины земной коры, основанный на известных связях ее с аномалиями силы тяжести (в редукции Буге) и с рельефом земной поверхности, построила схематические карты распределения толщины земной коры материков и океанов. Судя по этим картам, толщины земной коры в океанах таковы.
В Атлантическом океане, в пределах материковой отмели, толщина коры варьирует от 35 до 25 км. Она не отличается от таковой в прилегающих частях материка, так как материковые структуры непосредственно продолжаются на шельфе. В области материкового склона по мере возрастающей глубины толщина коры уменьшается от 25-15 км в верхней части склона до 15-10 и даже менее 10 км - в нижней его части. Дно котловин Атлантического океана характеризуется корой небольшой толщины - от 2 до 7 км, но там, где она слагает подводные хребты или плато, мощность ее возрастает до 15-25 км (Бермудское подводное плато, Телеграфное плато).
Сходную картину мы видим и в Арктическом бассейне Северного Ледовитого океана с толщиной коры от 15 до 25 км; только в его центральных частях она менее 10-5 км. В бассейне Скандик толщина коры (от 15 до 25 км) отличается от типичной для океанических бассейнов. На материковом склоне мощность коры меняется так же, как и в Атлантическом океане. Такую же аналогию мы видим и в коре материковой отмели Северного Ледовитого океана с толщиной коры от 25 до 35 км; она утолщается в море Лаптевых, а также в смежных частях Карского и Восточно-Сибирского морей и далее на хребте Ломоносова. Возможно, что увеличение толщины коры здесь связано с распространением молодых - мезозойских складчатых структур.
В Индийском океане сравнительно мощная кора (более 25 км) в Мозамбикском проливе и отчасти восточнее Мадагаскара до Сейшельского хребта включительно. Срединный хребет Индийского океана по толщине коры не отличается от Срединного Атлантического хребта. Относительно малой толщиной коры отличаются южная часть Аравийского моря и Бенгальский залив, несмотря на их сравнительную молодость.
Некоторыми особенностями характеризуется толщина земной коры в Тихом океане. В Беринговом и Охотском морях толщина коры более 25 км. Она имеет меньшую мощность только в южной глубоководной части Берингова моря. В Японском море мощность резко сокращается (до 10-15 км), в морях Индонезии снова возрастает (более 25 км), оставаясь такой и южнее - до Арафурского моря включительно. В западной части Тихого океана, непосредственно прилегающей к поясу геосинклинальных морей, преобладают толщины от 7 до 10 км, но в отдельных понижениях океанического дна они уменьшаются до 5 км, в районах же подводных гор и островов возрастают до 10-15 и нередко до 20-25 км.
В центральной части Тихого океана - области наиболее глубоководных бассейнов, как и в других океанах, мощность коры наименьшая - в пределах от 2 до 7 км. В отдельных понижениях океанического дна кора имеет и меньшую толщину. В наиболее возвышенных частях океанического дна - на срединных подводных хребтах и прилегающих к ним пространствах мощность коры увеличивается до 7-10 км. Такие же толщины коры свойственны восточной и юго-восточной частям океана по простиранию Южно-Тихоокеанского и Восточно-Тихоокеанского хребтов, а также подводному плато Альбатрос.
Карты толщины земной коры, составленные Р. М. Деменицкой, дают представление о суммарной мощности коры. Для выяснения строения коры нужно обратиться к данным, полученным посредством сейсмических исследований.
По современным представлениям геологии наша планета состоит из нескольких слоев - геосфер. Они различаются по физическим свойствам, химическому составу и В центре Земли находится ядро, за ним идет мантия, потом - земная кора, гидросфера и атмосфера.
В данной статье мы рассмотрим строение земной коры, являющейся верхней частью литосферы. Она представляет собой внешнюю твердую оболочку мощность которой так мала (1,5 %), что ее можно сравнить с тонкой пленкой в масштабах всей планеты. Однако, несмотря на это, именно верхний слой земной коры имеет для человечества большой интерес, как источник полезных ископаемых.
Кора земли условно разделяется на три слоя, каждый из которых по-своему примечателен.
- Верхний слой - осадочный. Он достигает толщины от 0 до 20 км. Осадочные породы образовываются вследствие отложения веществ на суше, либо их оседания на дне гидросферы. Они входят в состав земной коры, располагаясь в ней сменяющими друг друга пластами.
- Средний слой - гранитный. Его толщина может колебаться от 10 до 40 км. Это магматическая порода, образовавшая твердый слой в результате извержений и последующих застываний магмы в земной толще при высоком давлении и температуре.
- Нижний слой, входящий в строение земной коры - базальтовый, тоже имеет магматическое происхождение. В нем содержится большее количество кальция, железа и магния, и его масса больше, чем у гранитной породы.
Структура земной коры не везде одинакова. Особенно разительные отличия имеют океаническая кора и континентальная. Под океанами земная кора тоньше, а под материками толще. Наибольшую толщину она имеет в районах горных массивов.
В состав входят два слоя - осадочный и базальтовый. Под базальтовым слоем находится поверхность Мохо, а за ней верхняя мантия. Океаническое дно имеет сложнейшие рельефные формы. Среди всего их разнообразия особое место занимают огромных размеров срединно-океанические хребты, в которых из мантии зарождается молодая базальтовая океаническая кора. Магма имеет доступ на поверхность через глубинный разлом - рифт, который проходит по центру хребта вдоль вершин. Снаружи магма растекается, тем самым постоянно раздвигая стенки ущелья в стороны. Такой процесс получил название «спрединг».
Строение земной коры более сложное на континентах, нежели под океанами. Континентальная кора занимает гораздо меньшую площадь, чем океаническая - до 40% земной поверхности, но имеет намного большую мощность. Под она достигает толщины 60-70 км. Континентальная кора имеет трехслойное строение - осадочный слой, гранитный и базальтовый. На участках, которые называются щитами, гранитный слой находится на поверхности. Как пример - сложенный из гранитных пород.
Подводная крайняя часть материка - шельф, также имеет континентальное строение земной коры. К нему относятся и острова Калимантан, Новая Зеландия, Новая Гвинея, Сулавеси, Гренландия, Мадагаскар, Сахалин и др. А также внутренние и окраинные моря: Средиземное, Азовское, Черное.
Проводить границу между гранитным слоем и базальтовым можно лишь условно, так как они имеют сходную скорость прохождения сейсмических волн, по которой определяют плотность земных слоев и их состав. Базальтовый слой соприкасается с поверхностью Мохо. Осадочный слой может иметь разную толщину, что зависит от располагающейся на нем формы рельефа. В горах, например, он или вообще отсутствует или имеет очень малую толщину, ввиду того что рыхлые частицы перемещаются вниз по склонам под воздействием внешних сил. Но зато он очень мощен в предгорных районах, впадинах и котловинах. Так, в он достигает 22 км.
