Движение земной коры: определение, схема и виды

Химические элементы и типы минералов

Больше чем на 99 % земная кора состоит из соединения кислорода с одним из элементов образуя оксиды. Основные оксиды:  кремнезём (SiO₂), глинозём (Al₂O₃), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO),  магния (MgO), оксид натрия (Na₂O) и  калия (K₂O). Из этих оксидов состоит различного типа породы.

Земная кора на 90 % состоит из магматических и метаморфических горных пород. Только 10 % представляют осадочные образованные в результате отложений.

Разница между химическим и минералогическим составом горных пород видна на примере базальта. Это твердая горная порода с вкраплениями больших или меньших кристаллов зеленого минерала – оливина или коричневатых кристаллов пироксена в мелкозернистую материю, окружающую эти частички. Специалисты науки о Земле петрологи или минералоги обнаружат под микроскопом еще шпат-плагиоклаз, более мелкие кристаллики оливина и пироксена, кусочки магнетита или ильменита, а также куски некристаллизованной твердой материи – стекла. На этом минералогическое описание горной породы заканчивается, этим определен ее минералогический состав.

Габбро

Составные части горной породы габбро  представляют полевые шпаты, пироксен и амфибол. Так, габбро  кристаллизовалась внутри земной коры,  при температуре 800 Цельсия и на глубине около 10 километров.

Базальт

Если составными частями породы являются оливин, пироксен и полевые шпаты, состав будет весьма тонкозернистым, а если обнаружится присутствие стекла, тогда это будет базальт. Базальт кристаллизовался на поверхности Земли или вблизи нее при температуре, превышавшей 1200 Цельсия.

Эклогит

Если присутствует гранат и клинопироксен, то горная порода такого химического состава называется эклогит. В небольшом количестве  может содержать кианит, бронзит, калиевый полевой шпат, плагиоклаз, амфибол. Эклогит образовался при высоком давлении и температуре 500—750 °C.

Горная порода эклогит кристаллизуется при температуре в диапазоне от 400 до 1200 Цельсия, однако давление при кристаллизации должно быть большим и соответствовать глубине не менее 20 километров.

Именно такие различия в минералогическом составе могут информировать ученого о том, в какой среде вещества возникли и кристаллизовались.

Наука петрография изучает земную кору и её скальную основу, а характерные черты наносят на геологические карты, на которых можно видеть, какие  породы встречаются в данном месте на поверхности планеты. Если собрать геологические карты всего исследованного до сих пор мира и сложить все территории, образованные отдельными типами горных пород, например, песчаниками, сланцами, гранитами или базальтами, можно получить средний минералогическо-петрографический состав верхнего слоя земной коры.  Слово верхний здесь совершено уместно, поскольку глубоко под поверхность человек не смог пробраться.  В среднем поверхность Земли образована девятью основными окислами. Это касается горных пород образующих поверхность материков.

Что у Земли внутри

Внутреннее строение Земли сложное. В ее центре расположено ядро. Затем следуют мантия, занимающая большую часть объема Земли, и земная кора.

Ядро Земли делится на два слоя: внутреннее ядро и внешнее. Внутреннее ядро твердое, внешнее — жидкое, оно находится в расплавленном состоянии. Температура ядра достигает 6000 °С. Ученые предполагают, что оно состоит в основном из железа и никеля.

Мантия (в переводе с латинского языка это слово означает «покрывало») составляет 83% от объема Земли. Несмотря на высокую температуру (до 2000 °С), вещество мантии из-за большого давления находится в твердом состоянии. Правда, в верхней части мантии имеется слой, который частично размягчен и пластичен. Но над ним мантия снова становится твердой.

Земная кора — это твердая верхняя оболочка Земли. Ее толщина от 5 до 75 км, причем под материками она значительно толще, чем под океанами. Поверхность земной коры неровная: мы видим на ней горы, равнины, холмы, овраги. Все неровности земной поверхности называют рельефом (от латинского «релево» — поднимаю).

Земная кора состоит из горных пород. Гранит, известняк, каменный уголь, глина, песок — все это горные породы. Они очень разнообразны по своему цвету, блеску, температуре плавления и многим другим свойствам. Хотя за ними закрепилось название «горные», они находятся и на равнинах под слоем почвы. Горные породы бывают плотными и рыхлыми. Плотные — достаточно прочные камни, например гранит, известняк. Рыхлые — породы, которые рассыпаются или легко разламываются руками. Это глина, песок, торф.

Горные породы состоят из минералов. Например, гранит состоит из трех минералов — кварца, слюды и полевого шпата. Это хорошо заметно, если рассмотреть образец гранита под лупой. Встречаются в природе горные породы, состоящие и из одного минерала. Так, известняк состоит из минерала кальцита.

Движение материков

180 млн лет назад единый материк Пангея раскололся на два больших материка

135 млн лет назад Северная Америка начала удаляться от Европы, Африка — от Южной Америки, Индия двинулась в сторону Азии

Современное положение материков

Горные породы и минералы, которые использует человек, называют полезными ископаемыми. Земная кора — источник самых разнообразных полезных ископаемых, со многими из которых вы уже познакомились в младших классах. Сравнительно недавно было установлено, что земная кора и расположенный под ней самый верхний твердый слой мантии — не сплошные, а как бы составлены из отдельных частей — плит. Плиты очень медленно (со скоростью несколько сантиметров в год) движутся — скользят по размягченному, пластичному слою мантии. В результате материки перемещаются по поверхности Земли. Конечно, мы этого не замечаем, но на протяжении многих миллионов лет расположение материков значительно изменилось. В тех местах, где плиты смыкаются, часто возникают землетрясения и извержения вулканов.

Границы плит Земли

Маленькая экскурсия в мир камней

Магматические горные породы — гранит, базальт и другие — составляют до 60% объема земной коры. Они образовались из магмы в результате ее остывания. Осадочные горные породы формируются при накоплении обломков других горных пород или остатков организмов на поверхности суши или на дне океана. К ним относят песок, глину, мел, известняк. Метаморфические горные породы образуются из магматических и осадочных горных пород, подвергшихся воздействию высоких температур и давления (мрамор, кварцит, гнейс и др.).

Горные породы

Проверьте свои знания

1. Каково внутреннее строение Земли?
2. Что представляет собой земное ядро?
3. Какими свойствами обладает вещество мантии?
4. Как называют неровности земной поверхности?
5. Что такое горные породы и минералы?
6. Что называют полезными ископаемыми?
7. Почему движутся материки?

Подумайте!

1. Почему одни участки суши медленно поднимаются, а другие опускаются?
2. Как ученые изучают состав земной коры?

Земля состоит из ядра, мантии и земной коры. Земная кора образована горными породами. Горные породы состоят из минералов.

Земная кора

Толщина под океанами — около 15 км, под материками — 30 — 40 км (наибольшую мощность земная кора имеет под Гималаями — около 70 км)

Вернемся к аналогии с яйцом, земная кора по отношению ко всей планете тоньше, чем яичная скорлупа.

Состав земной коры:

Земная кора это каменная оболочка, в ее состав входят оксиды кремния, алюминий, железо и щелочные металлы (литий, натрий, калий и другие)

Почему земная кора под океанами тоньше?

Континентальная земная кора состоит из трех слоев:

1. Осадочный (10-15 км в основном осадочных пород)

2. Гранитный (5-15 км метаморфических пород, по свойствам схожих с гранитом)

3. Базальтовый (10-35 км магматических пород)

Океаническая земная кора состоит из двух слоев. В ней отсутсвует гранитный слой.

Строение океанической коры:

1. Осадочный слой

2. Базальтовый слой

Под земной корой располагается мантия.

Мантия имеет мощность (толщину) до 2900 км и на нее приходится почти 70% массы.

Мантию подразделяют на два слоя:

1. Верхний слой (глубина до 400 км)

2. Нижний слой (от 400 км до 2900 км)

Мантия в основном состоит из тяжелых металлов (кремния, магния и железа)

В верхней мантии, на границе с земной корой, выделяют пластичный и более подвижный слой — астеносфера (похожий на горячее тесто). Ее мощность 100 — 250 км.

Почему Астеносфера заслуживает нашего внимания:

1. По пластичному слою астеносферы перемещаются литосферные плиты.

2. Извержение вулканов происходит благодаря астносефрному слою (магма — это вещество, которое проникает из астеносферы и изливается на поверхность)

3. Из вещества астеносферы образуются магматические и метаморфические горные породы.

Океаническая и континентальная кора

Материал корки бывает двух видов:

• океаническая земная кора — также называемая SiMa, потому что она содержит высокую долю магния помимо кислорода и кремния ,
• континентальная кора — также называемая SiAl, поскольку она состоит (помимо кислорода) в основном из кремния и алюминия .

Эти два типа земной коры различаются по своему образованию, составу, плотности и толщине. Полученные к настоящему времени данные о других планетах и их спутниках показывают, что Земля в нашей солнечной системе — единственное небесное тело, которое имеет два разных типа коры.

Океаническая кора

→ Основная статья : Океаническая земная кора

Упрощенное представление перехода от океанической коры к континентальной на пассивной континентальной окраине

Океаническая кора Земли возникает на границах дрейфующих литосферных плит на дне океана , где основная магма непрерывно выходит из мантии Земли , затвердевает и образует глобальную систему срединно-океанических хребтов (СОХ). Эта «молодая» порода земной коры состоит в основном из базальтоподобного габбро и имеет относительно высокую плотность (около 3 г / см³). Океаническая кора Земли имеет толщину всего от пяти до семи километров, лишь изредка она бывает более десяти километров.

Согласно современным знаниям, процесс расширения дна океана вызывается конвекционными потоками в мантии Земли. Соседние литосферные плиты обычно расходятся со скоростью от нескольких миллиметров до сантиметров в год (скорость распространения).

Континентальный разлом

→ Основная статья : континентальная кора

Переходная область между континентальной сиальной и океанической земной корой Сима. Последний проталкивается под сиалскую корку (см. Разрыв Конрада ).

С другой стороны, порода континентальной коры легче (плотность около 2,7 г / см³). По химическому составу он в среднем похож на гранит («кислый», доля кремнезема SiO ₂ более 66 процентов) и его метаморфический гнейс- двойник . Это конечный продукт процесса, который заставлял менее плотные минералы подниматься на поверхность земли на протяжении всей истории Земли. Основную роль играли изостаз и вулканизм , но также метаморфозы и химико-физические процессы выветривания , которые приводят к отложению рыхлой породы ( отложений ).

Континентальная кора имеет толщину от 30 до 60 км и простирается гораздо дальше под гористыми землями (особенно под длинными горными цепями ). В среднем почти 40 км, локальные экстремальные значения <25 км (прибрежные равнины, шельфы , рифтовые долины ) и> 70 км ( Гималаи , Анды ). Из-за меньшей плотности континенты «плавают» выше в мантии Земли, чем океаническая кора, но в то же время они погружаются в нее глубже из-за своей значительно большей толщины (аналог высокого айсберга ). Поскольку горные породы ведут себя пластично в температурных условиях на границе кора-мантия и с движениями земной коры , которые всегда « геологически медленны » в большом (континентальном) масштабе , в течение миллионов лет установилось экстенсивное равновесие .

Тот факт, что, помимо океанов, твердая земная кора также подвержена 50-сантиметровым приливам , является показателем упругости более глубокого тела Земли. Эти полудневные деформации теперь можно рассчитать с точностью до 1 мм, используя числа Лява, и можно распознать некоторые региональные отклонения.

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. Океаническаяземная кора имеет общую площадь $306$ млн. км кв.

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.

Континентальный тип земной коры

Мощность континентальной земной коры изменяется от 35-40 (45) км в пределах платформ до 55-70 (75) км в молодых горных сооружениях.

Континентальная кора состоит из трех слоев.

1) Первый — самый верхний слой представлен осадочными горными породами, мощностью от 0 до 5 (10) км в пределах платформ, до 15-20 км в тектонических прогибах горных сооружений.

Скорость продольных сейсмических волн (Vp) меньше 5 км/с.

2) Второй — традиционно называемый «гранитный» слой на 50% сложен гранитами, на 40% — гнейсами и другими в разной степени метаморфизованными породами.

Исходя из этих данных, его часто называют гранитогнейсовым. Его средняя мощность составляет 15-20 км (иногда в горных сооружениях до 20- 25 км). Скорость сейсмических волн (Vp) — 5,5-6,0 (6,4) км/с.

3) Третий, нижний слой называется «базальтовым».

По среднему химическому составу и скорости сейсмических волн этот слой близок к базальтам. Правильнее называть этот слой гранулито-базитовым. Его мощность изменяется от 15-20 до 35 км. Скорость распространения волн (Vp) 6,5-6,7 (7,4) км/с.

Граница между гранитогнейсовым и гранулито-базитовым слоями получила название сейсмического раздела Конрада.

7 Континентальная и субконтинентальная земная кора.

Континентальный тип земной коры

Мощность континентальной земной коры изменяется от 35-40 (45) км в пределах платформ до 55-70 (75) км в молодых горных сооружениях.

Континентальная кора состоит из трех слоев.

1) Первый — самый верхний слой представлен осадочными горными породами, мощностью от 0 до 5 (10) км в пределах платформ, до 15-20 км в тектонических прогибах горных сооружений.

Скорость продольных сейсмических волн (Vp) меньше 5 км/с.

2) Второй — традиционно называемый «гранитный» слой на 50% сложен гранитами, на 40% — гнейсами и другими в разной степени метаморфизованными породами. Исходя из этих данных, его часто называют гранитогнейсовым.

Его средняя мощность составляет 15-20 км (иногда в горных сооружениях до 20- 25 км). Скорость сейсмических волн (Vp) — 5,5-6,0 (6,4) км/с.

3) Третий, нижний слой называется «базальтовым». По среднему химическому составу и скорости сейсмических волн этот слой близок к базальтам. Правильнее называть этот слой гранулито-базитовым. Его мощность изменяется от 15-20 до 35 км. Скорость распространения волн (Vp) 6,5-6,7 (7,4) км/с.

Граница между гранитогнейсовым и гранулито-базитовым слоями получила название сейсмического раздела Конрада.

Субконтинентальный тип земной коры-По строению аналогичен континентальному, но стал выделяться в связи с нечетко выраженной границей Конрада.

литература

• Ласло Египед : Физика твердой Земли. 370 стр., Академия Киадо, Будапешт, 1969.
• Карл Ледерштегер : Астрономическая и физическая геодезия . 871 стр., JEK Volume V, Verlag JB Metzler, Stuttgart 1969.
• Вальтер Кертц : Введение в геофизику. Часть I. Университетский ТБ, 240 стр., Академическое издательство Spectrum, 1970/1992.
• Фрэнк Пресс , Раймонд Сивер : Понимание Земли. WH Freeman, Нью-Йорк, 2000.
• Кент С. Конди: Происхождение земной коры. В: Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология (раздел глобальных и планетарных изменений). Т. 75, с. 57-81. 1989 г., DOI: 10.1016 / 0031-0182 (89) 90184-3 .

Последствия движения земной коры

Именно изменение в расположении элементов земной коры формировали и продолжают формировать рельеф планеты.

Говоря о медленном вертикальном движении, надо отметить, что оно может вызывать сильные морские приливы.

Очень опасны быстрые движения земной коры. Например, при сильном смещении литосферных плит на океаническом дне возникают  очень длинные и высокие волны – цунами. При столкновении с берегом, они уничтожают всё живое, иногда – на десятки километров в глубину берега. Интересно, что перед валом воды идёт ударная воздушная волна, выбивая окна и двери, разрушая постройки. Цунами всегда невероятно зрелищны и разрушительны.  Интересные цифры: высота волны у берега – от 10 до 50 м (высота пятиэтажного дома 14-16м); средняя скорость волн 400-500 км/ч, максимальная (наблюдения в Тихом океане) – 800 км/ч. Любопытно, что кораблям в океане эта волна не страшна, она набирает силу и мощь именно при столкновении с берегом.

Другие быстрые движения земной коры – землетрясения и вулканизм. В истории человечества много примеров ужаснейших последствий этих явлений.

Интересно, что природа гейзеров и термальных источников – тот же вулканизм.

Важным результатом движений элементов земной коры является обмен элементами и веществами между мантией и земной корой, а также выход  магмы в виде вулканической лавы на поверхность земли.

Метод измерения теплового потока для изучения строения пла­нет

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

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

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

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

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

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

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

Внутренняя температура Земли. Чем ближе к ядру, тем больше наша планета походит на Солнце!

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

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

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

Рекомендации

1. ↑ и (in) Фрэнк Вигглсворт Кларк , «  Данные геохимии  » , Бюллетень USGS , Govt. Распечатать. Выкл., N O  330,1908 г.
2. (in) С. Р. Тейлор, С. М. МакЛеннан, Континентальная кора: ее состав и эволюция , Научные публикации Блэквелла,1985 г., 312  с.
3. Роберт Валлс, Неорганическая химия. От таблицы Менделеева к кристаллу , ISTE Group ,2018 г. , стр.  35 год
4. (in) Кент К. Конди, Тектоника плит , Эльзевир,1997 г. , стр.  61 год
5. (in) Грэм Р. Томпсон, Джонатан Терк, Науки о Земле и окружающей среде , Saunders College Pub.,1999 г., стр.  31 год.
6. (in) Имке де Патер, Джек Дж. Лиссауэр, Planetary Sciences , Cambridge University Press,2010 г. , стр.  154.

Землетрясения

Последствия землетрясения

Они возникают в результате толчков в недрах Земли. Земля за небольшое время либо поднимается, либо опускается. Разница в уровне может доходить до нескольких метров. Из-за колебаний участки земной коры меняют расположение относительно друг друга в горизонтальном направлении. Движение возникает по причине разрыва или смещения земли, которые происходят на большой глубине. Это место именуют очагом землетрясения, на поверхности же участок земли, где ощущаются тектонические движения, называют эпицентром.

Сейсмология – это наука, занимающаяся изучением землетрясений, а для измерения силы землетрясений применяется сейсмограф. Сила землетрясений измеряется по шкале Рихтера. Она состоит из 12 делений, единица измерения – магнитуда. Обычно применяется шкала относительного типа. Они обе оценивают действие землетрясений на постройки и людей. По этим критериям можно судить о силе землетрясений, а именно:

• 1–4 балла. Землетрясения могут быть незаметны человеку, могут раскачиваться люстры на последних этажах. Регистрируются с помощью приборов.
• 5–6 баллов. Небольшие повреждения зданий, падают небольшие предметы.
• 7–8 баллов. Значительные повреждения построек. Лопаются стекла, появляются трещины на стенах.
• 9–10 баллов. Разрушаются дома, падают линии передач.
• 11–12 баллов. Разрушаются все постройки, меняется рельеф. Изменяются русла рек, и образуются водопады.

«Литосфера. Земная кора»

Литосфера. Земная кора. 4,5 млрд. лет назад, Земля представляла собой шар, состоящий из одних газов. Постепенно тяжелые металлы, такие как железо и никель, опускались к центру и уплотнялись. Легкие породы и минералы всплывали на поверхность, охлаждались и отвердевали.

Внутреннее строение Земли.

Принято делить тело Земли на три основные части – литосферу (земную кору), мантию и ядро.

Ядро — центр Земли, средний радиус которого около 3500 км (16,2 % объема Земли). Как предполагают, состоит из железа с примесью кремния и никеля. Наружная часть ядра находится в расплавленном состоянии (5000 °С), внутренняя, по-видимому, твердая (субъядро). Перемещение вещества в ядре создает на Земле магнитное поле, защищающее планету от космического излучения.

Ядро сменяется мантией, которая простирается почти на 3000 км (83 % объема Земли). Считают, что она твердая, в то же время пластичная и раскаленная. Мантия состоит из трех слоев: слоя Голицына, слоя Гуттенберга и субстрата. Верхняя часть мантии, называемая магмой, содержит слой с пониженной вязкостью, плотностью и твердостью — астеносферу, на которой уравновешиваются участки земной поверхности. Граница между мантией и ядром называется слоем Гуттенберга.

Литосфера

Литосфера – верхняя оболочка «твердой» Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли.

Земная кора – верхняя оболочка «твердой» Земли. Мощность земной коры от 5 км (под океанами) до 75 км (под материками). Земная кора неоднородна. В ней различают 3 слоя – осадочный, гранитный, базальтовый. Гранитный и базальтовый слои названы так потому, что в них распространены горные породы, похожие по физическим свойствам на гранит и базальт.

Состав земной коры: кислород (49 %), кремний (26 %), алюминий (7 %), железо (5 %), кальций (4 %); самые распространенные минералы — полевой шпат и кварц. Граница между земной корой и мантией называется поверхностью Мохо.

Различают континентальную и океаническую земную кору. Океаническая отличается от континентальной (материковой) отсутствием гранитного слоя и значительно меньшей мощностью (от 5 до 10 км). Толщина континентальной коры на равнинах 35—45 км, в горах 70—80 км. На границе материков и океанов, в районах островов толщина земной коры составляет 15—30 км, гранитный слой выклинивается.

Положение слоев в континентальной коре свидетельствует о разном времени ее образования. Базальтовый слой является самым древним, моложе его – гранитный, а самый молодой – верхний, осадочный, развивающийся и в настоящее время. Каждый слой коры формировался в течение длительного отрезка геологического времени.

Литосферные плиты

Земная кора находится в постоянном движении. Первым гипотезу о дрейфе материков (т.е. горизонтальном движении земной коры) выдвинул в начале ХХ века А. Вегенер. На ее основе создана теория литосферных плит. Согласно этой теории, литосфера не является монолитом, а состоит из семи крупных и нескольких более мелких плит, «плавающих» на астеносфере. Пограничные области между литосферными плитами называют сейсмическими поясами — это самые «беспокойные» области планеты.

Земная кора разделяется на устойчивые и подвижные участки.

Устойчивые участки земной коры — платформы — образуются на месте геосинклиналей, потерявших подвижность. Платформа состоит из кристаллического фундамента и осадочного чехла. В зависимости от возраста фундамента выделяют древние (докембрийские) и молодые (палеозойские, мезозойские) платформы. В основании всех материков лежат древние платформы.

Подвижные, сильно расчлененные участки земной поверхности называются геосинклиналями (складчатыми областями). В их развитии выделяют два этапа: на первом этапе земная кора испытывает опускания, происходит накопление осадочных горных пород и их метаморфизация. Затем начинается поднятие земной коры, горные породы сминаются в складки. На Земле было несколько эпох интенсивных горообразований: байкальская, каледонская, герцинская, мезозойская, кайнозойская. В соответствии с этим выделяют различные области складчатости.

Распространение и возраст платформ и геосинклиналей показывается на тектонической карте (карте строения земной коры).

Конспект урока «Литосфера. Земная кора». Следующая тема «Горные породы».

Температурный режим земной коры

Источниками тепла для земной коры являются солнечная энергия и распад элементов с радиоактивными свойствами в части, граничащей с мантией. В недрах температура Земли растёт: верхний слой мантии прогревается до 1300, центр ядра предположительно до 3700. Рост температуры объясняется давлением, сжимающим вещество, и отсутствием возможности обмена теплом с окружающим пространством.

Температурный режим земной коры поделён на зоны:

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

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

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

Последствия движения земной коры

Во многом такие географические явления, как вулканизм и землетрясения, вызваны именно движением земной коры. Когда две сближающиеся литосферные плиты сталкиваются друг с другом, в месте их столкновения возникает напряжение (механическое, не электрическое), которое со временем нарастает. В какой-то критический момент материал плит не выдерживает возрастающего напряжения, разрушается, и в результате происходит землетрясение. В свою очередь землетрясения, происходящие в океане, порождают другое явление – цунами.

Также именно движение коры планеты приводит к формированию многих форм рельефа. Горы возникают на месте столкновения литосферных плит, в складчатых областях. Гималаи, Анды, Кавказ – все эти горные системы возникли из-за смещения коры Земли.Места, где происходит разрыв земной коры, могут заполняться водой, в результате чего появляются озера. Например, озеро Байкал как раз возникло на месте такого разлома.

Наконец, вертикальные смещения коры приводят либо к отступлению моря и увеличению площади материков, либо, наоборот, к наступлению моря и сокращению территории континентов. Правда, куда большее влияние на этот процесс оказывает изменение уровня Мирового океана, связанное с образованием и таянием льдов.

Список использованных источников

Мне нравится2Не нравится

Породы земной коры

Земная кора состоит из минералов и горных пород, которые имеют различия по множеству характеристик: от строения и состава до цвета и температуры плавления или растворимости в воде. Основное количество этих пород и минералов люди используют при строительстве или в качестве горючих материалов.

А вот их разнообразие связано в первую очередь с условиями, в которых эти вещества постепенно образовывались.

Магматические породы возникли из магмы (сформированной в мантии), которая  проникает на поверхность сквозь трещины. Постепенно магма застывает. Так, к примеру образуются граниты.  В иных случаях магма становится лавой и превращается в базальты, габбро, полевые шпаты. Как правило все они отличаются высокой  плотностью и обладают хорошими показателями твердости.

Осадочные породы формируются исключительно на поверхности. Как правило они возникают на основе веществ, осевших на дне океанов или прочих водоемов, а также образовываются из веществ и накопившихся на материковой поверхности.

Обломочные породы появляются из-за каких-либо разрушений поверхности. Чаще всего это происходит из-за выветривания или размывания пород. Их примером  можно считать песок, глину, гравий и прочие.

Породы органического происхождения  возникли на основе остатков умерших животных или отмерших представителей растительного мира. Множество органических осадков накопилось на на дне водоемов за миллионы лет. Так появились известняк, каменный уголь, торф, янтарь и даже нефть.

Химические породы появились из-за постепенного выпадения осадков в водных растворах. Например,  каменная соль, гипс,  кремний.

Есть на планете  породы внеземного происхождения. Специалисты утверждают, что на поверхность Земли в сутки оседает до десяти тысяч тонн космической пыли. И это происходит постоянно. Таким образом оболочка планеты покрывается толстым слоем твердого вещества космического происхождения.

Метаморфические породы возникли из-за каких-либо преобразований. Чаще всего это происходит из-за изменения условий залегания тех или иных веществ. Изменяется толща верхнего слоя, а в следствии этого увеличивается  давление, а также резко повышается температура. Породы преобразуются, приобретают иные характеристики. Так, песок превращается в кварцит, известняк преобразуется в мрамор, а гранит в гнейсы.

Из-за того, что земная кора поднимаются вышеназванные породы появляются на поверхности  и становятся осадочными или обломочными.