Какие виды земной коры. Какие существуют виды земной коры

Различают 2 основных вида земной коры: континентальный и океанический и 2 переходных типа – субконтинентальный и субокеанический (см.рис.).

1- осадочные породы;

2- вулканические породы;

3- гранитный слой;

4- базальтовый слой;

5- граница Мохоровичича;

6- верхняя мантия.

Континентальный тип земной коры имеет мощность от 35 до 75 км., в области шельфа – 20 – 25 км., а на материковом склоне выклинивается. Выделяют 3 слоя континентальной коры:

1 – ый – верхний, сложенный осадочными горными породами мощностью от 0 до 10 км. на платформах и 15 – 20 км. в тектонических прогибах горных сооружений.

2 – ой – средний «гранитно – гнейсовый» или «гранитный» - 50 % граниты и 40 % гнейсы и др. метаморфизированные породы. Его средняя мощность – 15 – 20 км. (в горных сооружениях до 20 – 25 км.).

3 – ий – нижний, «базальтовый» или «гранитно - базальтовый», по составу близок к базальту. Мощность от 15 – 20 до 35 км. Граница между «гранитовым» и «базальтовым» слоями – раздел Конрада.

По современным данным океанический тип земной коры также имеет трехслойное строение мощностью от 5 до 9 (12) км., чаще 6 –7 км.

1 – ый слой – верхний, осадочный, состоит из рыхлых осадков. Его мощность – от нескольких сот метров до 1 км.

2 – ой слой – базальты с прослоями карбонатных и кремниевых пород. Мощность от 1 – 1,5 до 2,5 – 3 км.

3 – ий слой – нижний, бурением не вскрыт. Сложен основными магматическими породами типа габрро с подчиненными, ультраосновными породами (серпентинитами, пироксенитами).

Субконтинентальный тип земной поверхности по строению аналогичен континентальному, но не имеет четко выраженного раздела Конрада. Этот тип коры связан обычно с островными дугами – Курильскими, Алеутскими и окраинами материков.

1 – ый слой – верхний, осадочно – вулканогенный, мощность – 0,5 – 5 км. (в среднем 2 – 3 км.).

2 – ой слой – островодужный, «гранитный», мощность 5 – 10 км.

3 – ий слой – «базальтовый», на глубинах 8 – 15 км., мощностью от 14 – 18 до 20 – 40 км.

Субокеанический тип земной коры приурочен к котловинным частям окраинных и внутриконтинентальных морей (Охотское, Японское, Средиземное, Черное и др.). По строению близок к океаническому, но отличается повышенной мощностью осадочного слоя.

1 – ый верхний – 4 – 10 и более км., располагается непосредственно на третьем океаническом слое мощностью 5 – 10 км.

Суммарная мощность земной коры – 10 – 20 км., местами до 25 – 30 км. за счет увеличения осадочного слоя.

Своеобразное строение земной коры отмечается в центральных рифтовых зонах срединно – океанических хребтов (срединно – атлантический). Здесь, под вторым океаническим слоем располагается линза (или выступ) низкоскоростного вещества (V = 7,4 – 7,8 км / с). Предполагают, что это либо выступ аномально разогретой мантии, или смесь корового и мантийного вещества.

Структура земной коры

На поверхности Земли, на материках в разных местах обнаруживаются горные породы разного возраста.

Некоторые районы материков сложены на поверхности наиболее древними породами архейского (AR) и протерозойского возраста (PT). Они очень метаморфизованы: глины превратились в метаморфические сланцы, песчаники - в кристаллические кварциты, известняки - в мраморы. Среди них много гранитов. Площади, на поверхность которых выходят эти наиболее древние породы, называются кристаллическими массивами или щитами (Балтийский, Канадский, Африканский, Бразильский и т. д.).

Другие области на материках заняты породами преимущественно более молодого - палеозойского, мезозойского, кайнозойского (Pz, Mz, Kz) возраста. Это, в основном, осадочные породы, хотя среди них встречаются и породы магматического происхождения, излившиеся на поверхность в виде вулканической лавы или внедрившиеся и застывшие на некоторой глубине. Существуют две категории площадей суши: 1) платформы - равнины: пласты осадочных пород залегают спокойно, почти горизонтально, в них наблюдаются редкие и небольшие складки. В таких породах очень мало магматических, особенно интрузивных, пород; 2) складчатые зоны (геосинклинали) - горы: осадочные породы сильно смяты в складки, пронизаны глубокими трещинами; часто встречаются внедрившиеся или излившиеся на поверхность магматические породы. Различия между платформами или складчатыми зонами заключаются в возрасте лежащих спокойно или смятых в складки пород. Поэтому платформы бывают древние и молодые. Говоря, что платформы могли образоваться в разное время, мы тем самым указываем на разный возраст складчатых зон.

Карты, изображающие расположение платформ и складчатых зон разного возраста и некоторые другие особенности строения земной коры называются тектоническими. Они служат дополнением геологических карт, представляющих наиболее объективные геологические документы, освещающие строение земной коры.

Типы земной коры

Толщина земной коры не одинакова под материками и океанами. Она больше под горами и равнинами, тоньше под океаническими островами и океанами. Поэтому выделяют два основных типа земной коры - материковый (континентальный) и океанический.

Средняя толщина материковой коры составляет 42 км. Но в горах она увеличивается до 50-60 и даже до 70 км. Тогда говорят о "корнях гор". Средняя толщина океанической коры - около 11 км.

Таким образом, материки представляют как бы излишние нагромождения масс. Но эти массы должны были бы создавать более сильное притяжение, а в океанах, где притягивающим телом является более лёгкая вода, сила тяжести должна была бы ослабевать. Но на самом деле таких различий нет. Сила тяжести всюду на материках и океанах приблизительно одинакова. Отсюда получается вывод: материковые и океанические массы уравновешены. Они подчиняются закону изостазии (равновесия), который читается так: дополнительным массам на поверхности материков соответствует недостаток масс на глубине, и наоборот - недостатку масс на поверхности океанов должны соответствовать какие-то тяжёлые массы на глубине.

Характерная черта эволюции Земли — дифференциация вещества, выражением которой служит оболочечное строение нашей планеты. Литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера образуют основные оболочки Земли, отличающиеся химическим составом, мощностью и состоянием вещества.

Внутреннее строение Земли

Химический состав Земли (рис. 1) схож с составом других планет земной группы, например Венеры или Марса.

В целом преобладают такие элементы, как железо, кислород, кремний, магний, никель. Содержание легких элементов невелико. Средняя плотность вещества Земли 5,5 г/см 3 .

О внутреннем строении Земли достоверных данных весьма мало. Рассмотрим рис. 2. Он изображает внутреннее строение Земли. Земля состоит из земной коры, мантии и ядра.

Рис. 1. Химический состав Земли

Рис. 2. Внутреннее строение Земли

Ядро

Ядро (рис. 3) расположено в центре Земли, его радиус составляет около 3,5 тыс км. Температура ядра достигает 10 000 К, т. е. она выше, чем температура внешних слоев Солнца, а его плотность составляет 13 г/см 3 (сравните: вода — 1 г/см 3). Ядро предположительно состоит из сплавов железа и никеля.

Внешнее ядро Земли имеет большую мощность, чем внутреннее (радиус 2200 км) и находится в жидком (расплавленном) состоянии. Внутреннее ядро подвержено колоссальному давлению. Вещества, слагающие его, находятся в твердом состоянии.

Мантия

Мантия — геосфера Земли, которая окружает ядро и составляет 83 % от объема нашей планеты (см. рис. 3). Нижняя ееграница располагается на глубине 2900 км. Мантия разделяется на менее плотную и пластичную верхнюю часть (800-900 км), из которой образуется магма (в переводе с греческого означает «густая мазь»; это расплавленное вещество земных недр — смесь химических соединений и элементов, в том числе газов, в особом полужидком состоянии); и кристаллическую нижнюю, тол- шиной около 2000 км.

Рис. 3. Строение Земли: ядро, мантия и земная кора

Земная кора

Земная кора - внешняя оболочка литосферы (см. рис. 3). Ее плотность примерно в два раза меньше, чем средняя плотность Земли, — 3 г/см 3 .

От мантии земную кору отделяет граница Мохоровичича (ее часто называют границей Мохо), характеризующаяся резким нарастанием скоростей сейсмических волн. Она была установлена в 1909 г. хорватским ученым Андреем Мохоровичичем (1857- 1936).

Поскольку процессы, происходящие в самой верхней части мантии, влияют на движения вещества в земной коре, их объединяют под общим названием литосфера (каменная оболочка). Мощность литосферы колеблется от 50 до 200 км.

Ниже литосферы располагается астеносфера — менее твердая и менее вязкая, но более пластичная оболочка с температурой 1200 °С. Она может пересекать границу Мохо, внедряясь в земную кору. Астеносфера — это источник вулканизма. В ней находятся очаги расплавленной магмы, которая внедряется в земную кору или изливается на земную поверхность.

Состав и строение земной коры

По сравнению с мантией и ядром земная кора представляет собой очень тонкий, жесткий и хрупкий слой. Она сложена более легким веществом, в составе которого в настоящее время обнаружено около 90 естественных химических элементов. Эти элементы не одинаково представлены в земной коре. На семь элементов — кислород, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний — приходится 98 % массы земной коры (см. рис. 5).

Своеобразные сочетания химических элементов образуют различные горные породы и минералы. Возраст самых древних из них насчитывает не менее 4,5 млрд лет.

Рис. 4. Строение земной коры

Рис. 5. Состав земной коры

Минерал — это относительно однородное по своему составу и свойствам природное тело, образующееся как в глубинах, так и на поверхности литосферы. Примерами минералов служат алмаз, кварц, гипс, тальк и др. (Характеристику физических свойств различных минералов вы найдете в приложении 2.) Состав минералов Земли приведен на рис. 6.

Рис. 6. Общий минеральный состав Земли

Горные породы состоят из минералов. Они могут слагаться как из одного, так и из нескольких минералов.

Осадочные горные породы - глина, известняк, мел, песчаник и др. — образовались путем осаждения веществ в водной среде и на суше. Они лежат пластами. Геологи называют их страницами истории Земли, так как но ним можно узнать о природных условиях, существовавших на нашей планете в давние времена.

Среди осадочных горных пород выделяют органогенные и неорганогенные (обломочные и хемогенные).

Органогенные горные породы образуются в результате накопления останков животных и растений.

Обломочные горные породы образуются в результате выветривания, псрсотложсния с помощью воды, льда или ветра продуктов разрушения ранее возникших горных пород (табл. 1).

Таблица 1. Обломочные горные породы в зависимости от размеров обломков

Название породы	Размер облом кон (частиц)
	Более 50 см
	5 мм — 1 см
	1 мм — 5 мм
Песок и песчаники	0,005 мм — 1 мм
	Менее 0,005 мм

Хемогенные горные породы формируются в результате осаждения из вод морей и озер растворенных в них веществ.

В толще земной коры из магмы образуются магматические горные породы (рис. 7), например гранит и базальт.

Осадочные и магматические породы при погружении на большие глубины под влиянием давления и высоких температур подвергаются значительным изменениям, превращаясь в метаморфические горные породы. Так, например, известняк превращается в мрамор, кварцевый песчаник — в кварцит.

В строении земной коры выделяют три слоя: осадочный, «гранитный», «базальтовый».

Осадочный слой (см. рис. 8) образован в основном осадочными горными породами. Здесь преобладают глины и глинистые сланцы, широко представлены песчаные, карбонатные и вулканогенные породы. В осадочном слое встречаются залежи таких полезных ископаемых, как каменный уголь, газ, нефть. Все они органического происхождения. Например, каменный уголь -это продукт преобразования растений древних времен. Мощность осадочного слоя колеблется в широких пределах — от полного отсутствия в некоторых районах суши до 20-25 км в глубоких впадинах.

Рис. 7. Классификация горных пород по происхождению

«Гранитный» слой состоит из метаморфических и магматических пород, близких по своим свойствам к граниту. Наиболее распространены здесь гнейсы, граниты, кристаллические сланцы и др. Встречается гранитный слой не везде, но на континентах, где он хорошо выражен, его максимальная мощность может достигать нескольких десятков километров.

«Базальтовый» слой образован горными породами, близкими к базальтам. Это метаморфизованные магматические породы, более плотные по сравнению с породами «гранитного» слоя.

Мощность и вертикальная структура земной коры различны. Выделяют несколько типов земной коры (рис. 8). Согласно наиболее простой классификации различают океаническую и материковую земную кору.

Континентальная и океаническая кора различны по толщине. Так, максимальная толщина земной коры наблюдается под горными системами. Она составляет около 70 км. Под равнинами мощность земной коры составляет 30-40 км, а под океанами она наиболее тонкая — всего 5-10 км.

Рис. 8. Типы земной коры: 1 — вода; 2- осадочный слой; 3 — переслаивание осадочных пород и базальтов; 4 — базальты и кристаллические ультраосновные породы; 5 — гранитно-метаморфический слой; 6 — гранулитово-базитовый слой; 7 — нормальная мантия; 8 — разуплотненная мантия

Различие континентальной и океанической земной коры по составу пород проявляется в том, что гранитный слой в океанической коре отсутствует. Да и базальтовый слой океанической коры весьма своеобразен. По составу пород он отличен от аналогичного слоя континентальной коры.

Граница суши и океана (нулевая отметка) не фиксирует перехода континентальной земной коры в океаническую. Замещение континентальной коры океанической происходит в океане примерно на глубине 2450 м.

Рис. 9. Строение материковой и океанической земной коры

Выделяют и переходные типы земной коры — субокеаническую и субконтинентальную.

Субокеаническая кора расположена вдоль континентальных склонов и подножий, может встречаться в окраинных и средиземных морях. Она представляет собой континентальную кору мощностью до 15-20 км.

Субконтинентальная кора расположена, например, на вулканических островных дугах.

По материалам сейсмического зондирования - скорости прохождения сейсмических волн — мы получаем данные о глубинном строении земной коры. Так, Кольская сверхглубокая скважина, впервые позволившая увидеть образцы пород с глубины более 12 км, принесла много неожиданного. Предполагалось, что на глубине 7 км должен начаться «базальтовый» слой. В действительности же он обнаружен не был, а среди горных пород преобладали гнейсы.

Изменение температуры земной коры с глубиной. Приповерхностный слой земной коры имеет температуру, определяемую солнечным теплом. Это гелиометрический слой (от греч. гелио — Солнце), испытывающий сезонные колебания температуры. Средняя его мощность — около 30 м.

Ниже расположен еще более тонкий слой, характерной чертой которого является постоянная температура, соответствующая среднегодовой температуре места наблюдений. Глубина этого слоя увеличивается в условиях континентального климата.

Еще глубже в земной коре выделяется геотермический слой, температура которого определяется внутренним теплом Земли и с глубиной возрастает.

Увеличение температуры происходит главным образом за счет распада радиоактивных элементов, входящих в состав горных пород, прежде всего радия и урана.

Величину нарастания температуры горных пород с глубиной называют геотермическим градиентом. Он колеблется в довольно широких пределах — от 0,1 до 0,01 °С/м — и зависит от состава горных пород, условий их залегания и ряда других факторов. Под океанами температура с глубиной нарастает быстрее, чем на континентах. В среднем с каждыми 100 м глубины становится теплее на 3 °С.

Величина, обратная геотермическому градиенту, называется геотермической ступенью. Она измеряется в м/°С.

Тепло земной коры — важный энергетический источник.

Часть земной коры, простирающаяся ло глубин, доступных для геологического изучения, образует недра Земли. Недра Земли требуют особой охраны и разумного использования.

Земля состоит из нескольких концентрических оболочек, каждой из которых присущи особый химический состав, физические свойства и агрегатное состояние. Оболочки Земли группируются на 3 основных слоя:

1. наружный – земную кору;

2. промежуточный – мантию;

3. внутренний – ядро.

Ядро предположительно составляют окислы железа и никеля, находящиеся в расплавленном состоянии.

Мантия состоит из пород, основными компонентами которых являются силикаты магния и железа.

Земная кора по отношению ко всей планете составляет около 1,5% ее объема (0,8% от массы). Толщина земной коры под континентами составляет 35 – 70 км (в среднем 50 км), под океанами – 5 –10 км. В земной коре преобладают следующие химические элементы:

· кислород (47 - 49,1%) – он присутствует в составе большинства минералов;

· кремний (26 – 28 %): кремнезем (оксид кремния), кварц, силикаты.

· алюминий (7,4 – 8,7 %);

· железо (4,2- 5,1 %);

· кальций (3,3 – 3,6%);

· натрий (2.6 %);

· калий (2,6%);

· магний (2,1%).

Различают материковую и океаническую кору. Верхняя часть материковой коры сложена т.н. осадочным чехлом, ниже расположены гранитный и базальтовый слои. Океаническая кора имеет главным образом базальтовый состав (содержит кремний и магний). Плотность материковой коры составляет 2,7 г/см 3 , а океанической – 2,9 г/см 3 .

Материковая кора	SiO 2	69%
	Al 2 O 3	14%
	Fe 2 O 3 + FeO	4%
Океаническая кора	SiO 2	48%
	Al 2 O 3	15%
	Fe 2 O 3 + FeO	12%
	MgO	9%

Литосфера – это твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхний слой мантии. Толщина литосферы колеблется в пределах от 50 до 200 км.

Самые распрострененные химические элементы в литосфере – кислород, кремний, алюминий и магний, на их суммарную долю приходится 92% массы литосферы. Кислород, кремний и алюминий образуют самые распространенные в земной коре соединения – силикаты и алюмосиликаты.

Земная кора состоит их горных пород. Горные породы – это геологические образования, состоящие из минералов и обладающие относительно постоянным химическим составом и свойствами. Основные группы горных пород: магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические породы – являются результатом застывания вулканической магмы, разлившейся по поверхности суши или внедрившиеся в глубь земной коры. На глубине 15-30 км магматические породы представлены в основном гранитом.

Осадочные породы – это преимущественно поверхностные образования, возникшие при разрушении и переотложении других – ранее сформировавшихся – горных пород (щебень, гравий, песок, песчаники, глины).

Метаморфические породы – это продукты изменения магматических и осадочных пород в результате воздействия физико-химических процессов (в основном высоких температур и давления).

Минералы – это природные неорганические соединения, состоящие из одного или нескольких химических соединений. Большинство минералов находится в кристаллическом состоянии, и имеет относительно постоянный состав. В земной коре обнаружено около 3000 минералов, подавляющая их часть (90%) образована силикатами алюминия, железа, кальция, магния, калия и натрия. Так, наиболее распространенным минералами являются полевые шпаты (58%), простые силикаты (16,8%), кварц (12,6%), слюда (3,6%).

Важная составляющая литосферы – подземные воды , общий объем которых в осадочном чехле составляет 61,4 млн. км 3 . Вода присутствует в земной толще как в свободном состоянии, так и в связанной форме, а также в различных агрегатных состояниях: в виде паров, льда и жидкости. Свободные воды подземной гидросферы в той или иной степени минерализованы, на долю пресных подземных вод приходится 2%. Пресные подземные воды – это в основном грунтовые воды, которые непосредственно связаны с поверхностными источниками (реками, озерами). Общая минерализация подземных пресных вод составляет не более 1 г/л, по составу они принадлежат к гидрокарбонатным. Грунтовые воды отличаются высоким содержанием растворенного органического вещества, концентрация которого может составлять более 35 мг/л, наименьшее количество органического вещества содержат воды аридного (засушливого) пояса – менее 20 мг/л.

В состав биосферы входит только верхняя часть земной коры, причем положение нижней границы биосферы четко не установлено. Положение границы биосферы в литосфере обусловлено геологическим строением местности, гидрогеологических условий местности и геотермического градиента. Геотермический градиент характеризует прирост температуры горных пород при углублении на каждые 100 м. В среднем он составляет 3 0 С, но в зависимости от условий колеблется от 1 до 20 0 С.

В целом распространение живого вещества в литосфере наблюдается всего до нескольких десятков метров. Некоторые микроорганизмы с подземными водами достигают глубин до 2...3 км.

Почва

Почва – это самостоятельное естественной органо-минеральное тело, возникающее на поверхности земной суши в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов. Почва состоит из твердых минеральных и органических частиц, воды и воздуха, она обладает комплексом свойств, которые обуславливают условия для роста и развития растений. Почва представляет собой рыхлый поверхностный горизонт суши, способный производить урожай. Она является важнейшим элементом наземных экосистем, это продукт взаимодействия биоты и залегающих пород.

Почву рассматривают как особое природное тело, которое играет исключительно важную роль в глобальных биогеохимических процессах. С геосферами Земли почва связана следующим образом:

1. С литосферой:

· Участвует в биохимическом преобразовании верхних слоев литосферы;

· Является источником для образования минералов, полезных ископаемых, горных пород.

· Участвует в передаче аккумулированной солнечной энергии в глубокие слои литосферы;

· Защищает литосферу от чрезмерной эрозии.

2. С гидросферой:

· Трансформирует поверхностные воды в грунтовые;

· Участвует в формировании речного стока;

· Является фактором биопродуктивности водоемов за счет приносимых биогенных соединений;

· Является сорбционным, барьером, защищающим от загрязнений.

3. С атмосферой:

· Поглощает и отражает солнечную радиацию;

· Регулирует водооборот атмосферы;

· Источник твердого вещества и микроорганизмов, поступающих в атмосферу;

· Регулирование газового режима атмосферы.

4. С биосферой:

· Среда обитания, аккумулятор и источник вещества и энергии для организмов суши;

· Защитный барьер;

· Связующее звено биологического и геологического круговоротов.

Почвообразующие породы – это субстрат, на котором образуются почвы. Они состоят из различных минеральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. Минеральное вещество составляет 60 – 90% всего веса почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы: ее водный и тепловой режимы, скорость передвижения веществ в почве, минералогический и химический состав, первоначальное содержание элементов питания для растений.

Органические компоненты почвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Основная роль при этом принадлежит растительности. Зеленые растения являются практически единственными создателями первичных органических веществ. Поглощая из атмосферы углекислый газ, из почвы – воду и минеральные вещества и используя энергию солнечного света, они в процессе фотосинтеза создают сложные органические соединения. Наибольшее количество органических веществ дают лесные сообщества, особенно в условиях влажных тропиков.

В процессе отмирания как целых растений, так и их отдельных частей, органические вещества поступают в почву (корневой и наземный спад). Количество годового спада колеблется в значительных пределах: во влажных лесах он достигает 250 ц/га, в арктических тундрах – менее 10 ц/га. На поверхности почвы органическое вещество под воздействием животных, бактерий, грибов, а также физических и химических факторов разлагается с образованием почвенного гумуса. Зольные вещества пополняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал образует т.н. лесную подстилку (в лесах) или войлок (в степях и лугах). Эти образования оказывают влияние на газообмен почвы, проницаемость осадков, на тепловой режим верхнего слоя почвы, почвенную фауну и жизнедеятельность микроорганизмов.

Основная функция живых организмов в почве – преобразование органических веществ. В почвообразовании принимают участие как почвенные, так и наземные животные. В почвенной среде животные представлены главным образом беспозвоночными и простейшими. Почвенные животные делятся на 2 группы: биофагов, питающихся живыми организмами или тканями животных организмов, и сапрофагов, использующих в пищу органическое вещество. Основное количество почвенных живых организмов – это сапрофаги: нематоды, дождевые черви.

Важнейшим свойством почвы является ее плодородие , т.е. способность обеспечивать органическое и минеральное питание растений. Плодородие зависит от физических и химических свойств почвы, которые в совокупности представляют эдафические факторы .

Факторы почвообразования: почвообразующие породы, растительные и животные организмы, климат, рельеф, возраст, вода (почвенная и грунтовая), хозяйственная деятельность человека.

Верхний, наиболее плодородный слой почвы, содержащий продукты перегнивания органики, называется гумусом (перегнойным слоем). В химический состав гумуса входят свободные ульминовая и гуминовая кислоты, а также их соли кальция, железа и магния.

Ниже гумусового слоя находится малоплодородный слой. Питательные вещества вымыты из него водой или кислотами, поэтому его называют горизонтом вымывания.

Органические вещества, поступающие в почву с мертвыми тканями организмов, включают лигнин, белковые вещества, липиды, а также конечные продукты обмена веществ растений (воска, смолы, дубильные вещества).

Органические остатки в почвы минерализуются с образованием простых продуктов – воды, углекислого газа, аммиака.

Важнейшими характеристиками почвы являются: концентрация солей в почвенном растворе, кислотность (оказывает влияние на активность микроорганизмов).

Типы земной коры

Самой большой частью литосферы является земная кора. Земная кора, самая верхняя из твёрдых оболочек Земли. Нижней границей земной коры считается поверхность раздела, при прохождении которой сверху вниз продольные сейсмические волны скачком увеличивают скорость с 6,7-7,6 км/сек до 7,9-8,2 км/сек – граница Мохоровичича (раздел Мохо).

Земная кора различна на материках и под океаном. Сейсмические исследования показывают, что существуют два главных типа земной коры – континентальный и океанический.

Континентальная земная кора (рис. 1.1.) обычно имеет толщину 35-45 км, в областях горных стран - до 70 км. Она состоит из трех слоев – осадочный чехол, гранитный слой и базальтовый слой.

Осадочный чехол имеет толщину до 10 км и состоит из разновозрастных неизмененных или слабоизменённых осадочных и вулканических горных пород. Слои нередко смяты в складки, разорваны и смещены по разрыву. В некоторых местах (на щитах) осадочная оболочка отсутствует;

Гранитный слой – более плотный, его мощность 10-15 км, он сложен гранитами и гнейсами;

Базальтовый слой – еще более плотный, толщиной 15-35 км, сложен базальтами, габбро и очень сильно метаморфизованными осадочными породами в различных соотношениях.

Океаническая земная кора имеет толщину 5-10 км (вместе с толщей воды - 9-12 км).Она разделяется на 3 слоя: под тонким (менее 1 км) слоем морских осадков лежит «второй» слой со скоростями продольных сейсмических волн 4-6 км/сек; его толщина 1-2,5 км. Вероятно, он сложен серпентинитом и базальтом, быть может, с прослоями осадков. Нижний, «океанический», слой толщиной в среднем около 5 км имеет скорости прохождения сейсмических волн 6,4-7,0 км/сек; вероятно, он сложен габбро. Толщина слоя осадков на дне океана изменчива, местами их нет совсем.

В переходной зоне от материка к океану наблюдается земная кора переходного типа.

Земная кора геосинклинальных поясов переходного типа, образуется на стыке океанических и материковых платформ, при этом происходит образование гранитного слоя в результате глубокой метаморфизации магматических и осадочных горных пород в зонах субдукции, отличается пестротой и сложностью строения, встречается земная кора переходного типа океаническая (окраинные моря Тихого океана, Каспийское море и др.) и материковая (островные дуги и др.). Земная кора переходного типа как и океаническая состоит из базальтового слоя, поверх которого располагается мощный, до 10-20 км, осадочный.

Рифтогенный тип земной коры (5-7 км) возникает в зонах спрединга (рифтах), где на поверхность поступает вещество Мантии и возникают срединно-океанические хребты, рождается молодая океаническая земная кора.

Земная кора - верхняя часть литосферы. В масштабах всего земного шара её можно сравнить с тончайшей плёнкой - столь незначительна её мощность. Но даже эту самую верхнюю оболочку планеты мы знаем не очень хорошо. Как же можно узнать о строении земной коры, если даже самые глубокие скважины, пробуренные в коре, не выходят за первый десяток километров? На, помощь учёным приходит сейсмолокация. Расшифровывая скорость прохождения сейсмических волн через разные среды, можно получить данные о плотности земных слоёв, сделать вывод об их составе. Под континентами и океаническими впадинами строение земной коры различно.

ОКЕАНИЧЕСКАЯ КОРА

Океаническая земная кора более тонкая (5-7 км), чем континентальная, и состоит из двух слоёв - нижнего базальтового и верхнего осадочного. Ниже базальтового слоя находится поверхность Мохо и верхняя мантия. Рельеф дна океанов очень сложен. Среди разнообразных форм рельефа особенно выделяются огромные срединно-океанические хребты. В этих местах происходит зарождение молодой базальтовой океанической коры из вещества мантии. Через глубинный разлом, проходящий вдоль вершин по центру хребта - рифт, магма выходит на поверхность, растекаясь в разные стороны в виде лавовых подводных потоков, постоянно раздвигая в разные стороны стенки рифтового ущелья. Этот процесс называется спредингом.

Срединно-океанические хребты возвышаются над дном океанов на несколько километров, а их протяженность достигает 80 тыс. км. Хребты рассекаются параллельными поперечными разломами. Их называют трансформными. Рифтовые зоны - самые неспокойные сейсмические зоны Земли. Базальтовый слой перекрывают толщи морских осадочных отложений - илов, глин разного состава.

КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ КОРА

Континентальная земная кора занимает меньшую площадь (около 40% поверхности Земли - прим.), но имеет более сложное строение и гораздо большую мощность. Под высокими горами её толщина измеряется 60-70 километрами. Строение коры континентального типа трёхчленное - базальтовый, гранитный и осадочный слои. Гранитный слой выходит на поверхность на участках, именуемых щитами. Например, Балтийский щит, часть которого занимает Кольский полуостров, сложен породами гранитного состава. Именно здесь велось глубокое бурение, и Кольская сверхглубокая скважина достигла отметки 12 км. Но попытки пробурить весь гранитный слой насквозь оказались неудачными.

Шельф - подводная окраина материка - также имеет континентальную кору. То же относится и к крупным островам - Новой Зеландии, островам Калимантан, Сулавеси, Новая Гвинея, Гренландия, Сахалин, Мадагаскар и другим. Окраинные моря и внутренние моря, такие как Средиземное, Чёрное, Азовское, расположены на коре континентального типа.

Говорить о базальтовом и гранитном слоях континентальной коры можно лишь условно. Имеется в виду, что скорость прохождения сейсмических волн в этих слоях сходна со скоростью прохождения их в породах базальтового и гранитного состава. Граница гранитного и базальтового слоев выделяется не очень чётко и изменяется по глубине. Базальтовый слой граничит с поверхностью Мохо. Верхний осадочный слой меняет свою толщину в зависимости от рельефа поверхности. Так, в горных районах он тонкий или вообще отсутствует, так как внешние силы Земли перемещают рыхлый материал вниз по склонам - прим.. Зато в предгорьях, на равнинах, в котловинах и впадинах он достигает значительных мощностей. Например, в Прикаспийской низменности, которая испытывает погружение, осадочный слой достигает 22 км.

ИЗ ИСТОРИИ КОЛЬСКОЙ СВЕРХГЛУБОКОЙ СКВАЖИНЫ

С момента начала бурения этой скважины в 1970 году ученые ставили сугубо научную задачу этого эксперимента: определить границу между гранитным и базальтовым слоями. Место было выбрано с учетом того, что именно в районах щитов гранитный слой, не перекрытый осадочным, может быть пройден «насквозь», что позволило бы прикоснуться к породам базальтового слоя, увидеть разницу. Ранее предполагалось, что такая граница на Балтийском щите, где на поверхность выходят древние магматические породы, должна находиться на глубине примерно 7 км.

За несколько лет бурения скважина неоднократно отклонялась от заданного вертикального направления, пересекая пласты с разной прочностью. Иногда буры ломались, и тогда приходилось начинать бурение заново, обходными стволами. Материал, который доставлялся на поверхность, исследовался разными учеными и постоянно приносил удивительные открытия. Так, на глубине около 2 км были найдены медно-никелевые руды, а с глубины 7 км был доставлен керн (так называется образец породы из бура в виде длинного цилиндра - прим. от сайт), в котором были обнаружены окаменевшие остатки древних организмов.

Но, пройдя более 12 км к 1990 году, скважина так и не вышла за пределы гранитного слоя. В 1994 году бурение было остановлено. Кольская сверхглубокая - не единственная в мире скважина, которую закладывали для глубокого бурения. Подобные эксперименты велись в разных местах несколькими странами. Но только Кольская достигла таких отметок, за что была занесена в Книгу рекордов Гиннесса.

Существуют два основных типа земной коры - материковый и океанический - и три переходных, или промежуточных, типа - субматериковый, субокеанический и материковой коры с редуцированным гранитным слоем (рис.1 ).

Рис. 1. Строение земной коры материков и океанов:

1 - воды, 2 - осадочные породы, 3 - гранитно-метаморфический слой, 4 - базальтовый слой, 5 - мантия Земли (М - поверхность Мохоровичича), 6 - участки мантии, сложенные породами повышенной плотности, 7 - участки мантии, сложенные породами пониженной плотности, 8 - глубинные разломы, 9 - вулканический конус и магматический канал

Материковаякора домезозойского возраста характеризуется большой её мощностью (в среднем 58 км, местами до 80 км). Она обычно состоит из верхнего слоя осадочных пород (средней мощностью 15 км), гранитного слоя (13 км) и подстилающего слоя базальтов (30 км). Этот тип коры слагает материки, образовавшиеся не позднее начала мезозоя, материковую отмель (шельф), материковый склон и материковое подножие.

Океаническая кора молодая, образовалась не раньше начала мезозоя и продолжает формироваться и ныне в океанах, где в результате горизонтального перемещения материков они удаляются друг от друга. Средняя мощность океанической коры 7 км. Состоит она из трёх слоёв: верхний слой - относительно рыхлые морские осадки, второй слой (надбазальтовый) - прослои базальтовых лав и литифицированных осадков (уплотнённых осадков, превратившихся в горную породу), третий слой - базальтовый. К зонам разрыва и раздвижения океанической коры приурочены срединно-океанические хребты, в области которых мощность коры многократно возрастает. Океаническая кора слагает дно океанов, образовавшихся в мезозое.

Субматериковая кора по строению близка материковой коре, хотя обычно уступает ей по мощности. Слагает островные дуги, отделяющиеся от материка краевыми морями. Таковы островные дуги западной части Тихого океана. Природные процессы протекают с большими скоростями, как в геосинклинальных областях материков.

Субокеаническая кора слагает глубинные части краевых морей, отделяющих островные дуги от материков. По составу и строению она близка океанической коре, но не составляет с ней единого целого. Таким типом коры сложены глубинные части Охотского, Японского, Восточно-Китайского, Южно-Китайского и других морей.

Материковая кора с редуцированным гранитным слоем - формируется в случаях её погружения ниже уровня океана, при этом гранитный слой под воздействием высоких температур и давления приблизившейся мантии частично распадается и перекристаллизуется в базальты. Такие процессы имеют место в областях погрузившихся в кайнозое участков Гондваны и суши Тасмантис.