Ciri-ciri umum litosfer.
Istilah "litosfer" diusulkan pada tahun 1916 oleh J. Burrell dan sampai tahun 60an. abad kedua puluh identik dengan kerak bumi. Kemudian terbukti bahwa litosfer juga mencakup lapisan atas mantel yang tebalnya mencapai beberapa puluh kilometer.
DI DALAM struktur litosfer area bergerak (sabuk terlipat) dan platform yang relatif stabil dibedakan.
Ketebalan litosfer bervariasi dari 5 hingga 200 km. Di bawah benua, ketebalan litosfer bervariasi dari 25 km di bawah pegunungan muda, busur vulkanik, dan zona keretakan benua hingga 200 kilometer atau lebih di bawah perisai platform kuno. Di bawah lautan, litosfer lebih tipis dan mencapai minimal 5 km di bawah pegunungan tengah laut; di pinggiran lautan, secara bertahap menebal, mencapai ketebalan 100 km. Litosfer mencapai ketebalan terbesarnya di wilayah yang paling sedikit panasnya, dan paling sedikit di wilayah terpanas.
Berdasarkan respon terhadap beban jangka panjang di litosfer, biasanya dibedakan lapisan elastis atas dan lapisan plastik bawah. Selain itu, pada tingkat yang berbeda di wilayah litosfer yang aktif secara tektonik, cakrawala dengan viskositas yang relatif rendah dapat dilacak, yang dicirikan oleh kecepatan gelombang seismik yang rendah. Ahli geologi tidak mengecualikan kemungkinan beberapa lapisan tergelincir relatif terhadap lapisan lainnya di sepanjang cakrawala ini. Fenomena ini disebut stratifikasi litosfer.
Elemen terbesar dari litosfer adalah lempeng litosfer dengan dimensi diameter 1–10 ribu km. Saat ini litosfer terbagi menjadi tujuh lempeng utama dan beberapa lempeng kecil. Batas antar lempeng dilakukan di sepanjang zona dengan aktivitas seismik dan vulkanik terbesar.
Batas litosfer.
Bagian atas litosfer berbatasan dengan atmosfer dan hidrosfer. Atmosfer, hidrosfer, dan lapisan atas litosfer berada dalam hubungan yang kuat dan sebagian saling menembus.
Batas bawah litosfer terletak di atas astenosfer– lapisan yang kekerasan, kekuatan dan viskositasnya berkurang di mantel atas bumi. Batas antara litosfer dan astenosfer tidak tajam - peralihan litosfer ke astenosfer ditandai dengan penurunan viskositas, perubahan kecepatan gelombang seismik, dan peningkatan konduktivitas listrik. Semua perubahan ini terjadi karena peningkatan suhu dan pencairan sebagian zat. Oleh karena itu metode utama untuk menentukan batas bawah litosfer - seismologis Dan magnetotelurik.
) dan tangguh bagian atas mantel. Lapisan litosfer terpisah satu sama lain Perbatasan Mohorovic. Mari kita lihat lebih dekat bagian-bagian litosfer yang terbagi. Kerak bumi. Struktur dan komposisi.
kerak bumi- bagian dari litosfer, bagian paling atas dari cangkang padat bumi. Kerak bumi menyumbang 1% dari total massa bumi (lihat Ciri-ciri Fisik Bumi dalam jumlah).
Struktur kerak bumi berbeda-beda antar benua dan di bawah lautan, serta di daerah peralihan.
Kerak benua tebalnya 35-45 km, di daerah pegunungan mencapai 80 km. Misalnya, di bawah Himalaya - lebih dari 75 km, di bawah Dataran Rendah Siberia Barat - 35-40 km, di bawah Platform Rusia - 30-35.
Kerak benua terbagi menjadi beberapa lapisan:
- Lapisan sedimen- lapisan yang menutupi bagian atas kerak benua. Terdiri dari batuan sedimen dan vulkanik. Di beberapa tempat (terutama pada perisai platform kuno) tidak ada lapisan sedimen.
- lapisan granit– nama konvensional untuk lapisan yang kecepatan rambat gelombang seismik longitudinal tidak melebihi 6,4 km/detik. Terdiri dari granit dan gneis - batuan metamorf yang mineral utamanya adalah plagioklas, kuarsa dan kalium feldspar.
- Lapisan basal - nama konvensional untuk lapisan yang kecepatan rambat gelombang seismik longitudinalnya berkisar antara 6,4 - 7,6 km/detik. Terdiri dari basal, gabbro ( batuan beku intrusif dengan komposisi mafik) dan batuan sedimen yang sangat bermetamorfosis.
Lapisan kerak benua dapat hancur, robek dan tergeser sepanjang garis patahan. Lapisan granit dan basal sering terpisah Permukaan Conrad, yang ditandai dengan lonjakan tajam kecepatan gelombang seismik.
Kerak samudera memiliki ketebalan 5-10 km. Ketebalan terkecil merupakan ciri khas wilayah tengah lautan.
Kerak samudera terbagi menjadi 3 lapisan :
- Lapisan sedimen laut – ketebalan kurang dari 1 km. Di beberapa tempat, hal itu sama sekali tidak ada.
- Lapisan tengah atau "kedua" - lapisan dengan kecepatan rambat gelombang seismik longitudinal dari 4 hingga 6 km/detik – ketebalan dari 1 hingga 2,5 km. Ini terdiri dari serpentin dan basal, mungkin dengan campuran batuan sedimen.
- Lapisan paling bawah atau "samudera" – kecepatan rambat gelombang seismik longitudinal berada pada kisaran 6,4-7,0 km/detik. Terbuat dari gabbro.
Juga dibedakan tipe transisi kerak bumi. Hal ini khas untuk zona busur pulau di tepi lautan, serta di beberapa bagian benua, misalnya di kawasan Laut Hitam.
permukaan bumi terutama diwakili oleh dataran benua dan dasar laut. Benua dikelilingi oleh paparan - jalur dangkal dengan kedalaman hingga 200 g dan lebar rata-rata sekitar 80 km, yang, setelah tikungan tajam di bagian bawah, berubah menjadi lereng benua (kemiringannya bervariasi dari 15 -17 hingga 20-30°). Lerengnya berangsur-angsur mendatar dan berubah menjadi dataran jurang (kedalaman 3,7-6,0 km). Palung samudera, yang terletak terutama di bagian utara dan barat Samudera Pasifik, memiliki kedalaman terdalam (9-11 km).
Batas Mohorovicic (permukaan)
Melewati batas bawah kerak bumi sepanjang perbatasan Mohorovicic (permukaan)– zona di mana terjadi lonjakan tajam kecepatan gelombang seismik. Membujur dari 6,7-7,6 km/detik menjadi 7,9-8,2 km/detik, dan melintang – dari 3,6-4,2 km/detik menjadi 4,4-4,7 km/detik .
Area yang sama ini ditandai dengan peningkatan tajam kepadatan zat - dari 2,9-3 menjadi 3,1-3,5 t/m³. Artinya, pada batas Mohorovicic, material kerak bumi yang kurang elastis digantikan oleh material mantel atas yang lebih elastis.
Kehadiran permukaan Mohorovicic telah diketahui di seluruh dunia pada kedalaman 5-70 km. Rupanya, batas ini memisahkan lapisan-lapisan dengan komposisi kimia berbeda.
Permukaan Mohorovicic mengikuti relief permukaan bumi, menjadi bayangan cerminnya. Letaknya lebih tinggi di bawah lautan, dan lebih rendah di bawah benua.
Permukaan Mohorovicic (disingkat Moho) ditemukan pada tahun 1909 oleh ahli geofisika dan seismolog Kroasia Andrej Mohorovicic dan dinamai menurut namanya.
Mantel atas
Mantel atas– bagian bawah litosfer, terletak di bawah kerak bumi. Nama lain mantel atas adalah substrat.
Kecepatan rambat gelombang seismik longitudinal sekitar 8 km/detik.
Batas bawah mantel atas lewat pada kedalaman 900 km (saat membagi mantel menjadi atas dan bawah) atau pada kedalaman 400 km (saat membaginya menjadi atas, tengah dan bawah).
Relatif komposisi mantel atas tidak ada jawaban yang jelas. Beberapa peneliti, berdasarkan studi xenolit, percaya bahwa mantel atas memiliki komposisi olivin-piroksen. Yang lain percaya bahwa bahan mantel atas diwakili oleh peridotit garnet dengan campuran eklogit di bagian atas.
Mantel atas tidak homogen dalam komposisi dan struktur. Terdapat zona dengan kecepatan gelombang seismik yang berkurang di dalamnya, dan perbedaan struktur di bawah zona tektonik yang berbeda juga diamati.
Isostasia.
Fenomena isostasi ditemukan saat mempelajari gravitasi di kaki pegunungan. Sebelumnya, diyakini bahwa bangunan besar seperti Himalaya akan meningkatkan gaya gravitasi bumi. Namun penelitian yang dilakukan pada pertengahan abad ke-19 membantah teori tersebut – gaya gravitasi di permukaan seluruh permukaan bumi tetap sama.
Ditemukan bahwa ketidakrataan besar pada relief dikompensasi dengan menyeimbangkan sesuatu di kedalaman. Semakin tebal bagian kerak bumi, semakin dalam pula terkubur dalam material mantel atas.
Berdasarkan penemuan yang dilakukan, para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa kerak bumi cenderung seimbang dengan mengorbankan mantel. Fenomena ini disebut isostasi.
Isostasy terkadang dapat terganggu karena gaya tektonik, namun seiring berjalannya waktu kerak bumi masih kembali ke keseimbangan.
Berdasarkan studi gravimetri, terbukti bahwa sebagian besar permukaan bumi berada dalam keadaan setimbang. M.E. Artemyev mempelajari fenomena isostasi di wilayah bekas Uni Soviet.
Fenomena isostasi terlihat jelas pada contoh gletser. Di bawah beban lapisan es yang kuat setebal empat kilometer atau lebih, kerak bumi di bawah Antartika dan Greenland “tenggelam”, jatuh di bawah permukaan laut. Di Skandinavia dan Kanada, yang relatif baru bebas dari gletser, terjadi peningkatan kerak bumi.
Senyawa kimia penyusun kerak bumi disebut mineral . Batuan terbentuk dari mineral.
Jenis batuan utama:
Berapi;
Sedimen;
Metamorf.
Litosfer sebagian besar terdiri dari batuan beku. Mereka menyumbang sekitar 95% dari total material litosfer.
Komposisi litosfer di benua dan di bawah lautan sangat bervariasi.
Litosfer di benua terdiri dari tiga lapisan:
Batuan sedimen;
Batuan granit;
Basal.
Litosfer di bawah lautan memiliki dua lapisan:
Batuan sedimen;
Batuan basal.
Komposisi kimia litosfer terutama diwakili oleh delapan unsur. Ini adalah oksigen, silikon, hidrogen, aluminium, besi, magnesium, kalsium dan natrium. Unsur-unsur ini menyumbang sekitar 99,5% kerak bumi.
Tabel 1. Komposisi kimia kerak bumi pada kedalaman 10 – 20 km.
|
Elemen |
Fraksi massa, % |
|
Oksigen |
|
|
Aluminium |
|
Litosfer- cangkang padat terluar bumi, meliputi seluruh kerak bumi dengan sebagian mantel bumi bagian atas dan terdiri dari batuan sedimen, batuan beku, dan batuan metamorf. Batas bawah litosfer tidak jelas dan ditentukan oleh penurunan tajam viskositas batuan, perubahan kecepatan rambat gelombang seismik, dan peningkatan konduktivitas listrik batuan. Ketebalan litosfer di benua dan di bawah lautan bervariasi dan rata-rata masing-masing 25-200 dan 5-100 km.
Mari kita perhatikan secara umum struktur geologi bumi. Planet ketiga yang terjauh dari Matahari, Bumi, memiliki radius 6370 km, kepadatan rata-rata 5,5 g/cm3 dan terdiri dari tiga cangkang - kerak bumi, mantel, dan inti. Mantel dan inti dibagi menjadi bagian dalam dan luar.
Kerak bumi merupakan lapisan atas bumi yang tipis, tebalnya 40-80 km di benua, 5-10 km di bawah lautan, dan hanya membentuk sekitar 1% massa bumi. Delapan unsur - oksigen, silikon, hidrogen, aluminium, besi, magnesium, kalsium, natrium - membentuk 99,5% kerak bumi. Di benua, kerak bumi mempunyai tiga lapisan: sedimen
Batuan keras menutupi batuan granit, dan batuan granit menutupi batuan basal. Di bawah lautan, kerak bumi adalah tipe “samudera”, dua lapisan; batuan sedimen hanya terletak di atas basal, tidak ada lapisan granit. Ada juga tipe kerak bumi peralihan (zona busur pulau di tepi lautan dan beberapa wilayah di benua, misalnya Laut Hitam). Kerak bumi paling besar terdapat di daerah pegunungan (di bawah Himalaya - lebih dari 75 km), rata-rata di daerah platform (di bawah Dataran Rendah Siberia Barat - 35-40, di dalam Platform Rusia - 30-35), dan paling sedikit di daerah tengah. lautan (5-7 km). Bagian permukaan bumi yang dominan adalah dataran benua dan dasar laut. Benua-benua tersebut dikelilingi oleh landas kontinen - jalur dangkal dengan kedalaman hingga 200 g dan lebar rata-rata sekitar 80 km, yang, setelah tikungan tajam di bagian bawah, berubah menjadi lereng benua (kemiringannya bervariasi dari 15 -17 hingga 20-30°). Lerengnya berangsur-angsur mendatar dan berubah menjadi dataran jurang (kedalaman 3,7-6,0 km). Palung samudera memiliki kedalaman terdalam (9-11 km), yang sebagian besar terletak di tepi utara dan barat Samudra Pasifik.
Bagian utama litosfer terdiri dari batuan beku beku (95%), di antaranya granit dan granitoid mendominasi di benua, dan basal di lautan.
Relevansi kajian ekologi litosfer disebabkan karena litosfer merupakan lingkungan seluruh sumber daya mineral, salah satu objek utama aktivitas antropogenik (komponen lingkungan alam), melalui perubahan signifikan yang mengakibatkan krisis lingkungan global. berkembang. Di bagian atas kerak benua terdapat tanah yang sudah berkembang, yang pentingnya bagi manusia sulit untuk ditaksir terlalu tinggi. Tanah merupakan produk organo-mineral selama bertahun-tahun (ratusan dan ribuan tahun) dari aktivitas umum organisme hidup; air, udara, panas matahari, dan cahaya merupakan salah satu sumber daya alam yang paling penting. Tergantung pada kondisi iklim dan geologi-geografis, tanah memiliki ketebalan 15-25 cm hingga 2-3 m.
Tanah muncul bersama makhluk hidup dan berkembang di bawah pengaruh aktivitas tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme hingga menjadi substrat subur yang sangat berharga bagi manusia. Sebagian besar organisme dan mikroorganisme litosfer terkonsentrasi di dalam tanah, pada kedalaman tidak lebih dari beberapa meter. Tanah modern adalah sistem tiga fase (partikel padat berbutir berbeda, air dan gas yang terlarut dalam air dan pori-pori), yang terdiri dari campuran partikel mineral (produk penghancuran batuan), zat organik (produk limbah). biota, mikroorganisme dan jamurnya). Tanah memainkan peran besar dalam sirkulasi air, zat, dan karbon dioksida.
Berbagai mineral berasosiasi dengan berbagai batuan di kerak bumi, serta struktur tektoniknya: bahan bakar, logam, konstruksi, dan juga bahan baku industri kimia dan makanan.
Dalam batas-batas litosfer, proses ekologi yang hebat (pergeseran, semburan lumpur, tanah longsor, erosi) telah dan sedang terjadi secara berkala, yang sangat penting untuk pembentukan situasi lingkungan di wilayah tertentu di planet ini, dan terkadang menyebabkan global bencana lingkungan.
Lapisan dalam litosfer yang dipelajari dengan metode geofisika memiliki struktur yang agak rumit dan masih kurang dipelajari, seperti halnya mantel dan inti bumi. Namun telah diketahui bahwa massa jenis batuan bertambah seiring dengan kedalaman, jika di permukaan rata-rata 2,3-2,7 g/cm3, maka pada kedalaman sekitar 400 km menjadi 3,5 g/cm3, dan pada kedalaman 2900 km. (batas mantel dan inti luar) - 5,6 g/cm3. Di bagian tengah inti yang tekanannya mencapai 3,5 ribu t/cm2 meningkat menjadi 13-17 g/cm3. Sifat peningkatan suhu bumi juga telah diketahui. Pada kedalaman 100 km suhunya kurang lebih 1300 K, pada kedalaman kurang lebih 3000 km -4800, dan di pusat inti bumi - 6900 K.
Bagian utama materi bumi berbentuk padat, namun pada batas kerak bumi dan mantel atas (kedalaman 100-150 km) terdapat lapisan batuan lunak dan pucat. Ketebalan ini (100-150 km) disebut astenosfer. Ahli geofisika percaya bahwa bagian lain bumi mungkin juga berada dalam keadaan langka (akibat dekompresi, peluruhan radio aktif pada batuan, dll.), khususnya zona inti luar. Inti bagian dalam berada dalam fase logam, tetapi saat ini belum ada konsensus mengenai komposisi materialnya.
Istilah litosfer - cangkang padat bumi bagian atas - dikemukakan oleh E. Suess. Menurut konsep modern, litosfer adalah cangkang padat bagian atas bumi, yang memiliki kekuatan besar dan melewati tanpa batas yang jelas ke dalam astenosfer di bawahnya, yang kekuatan materialnya relatif rendah.
Astenosfer (istilah ini diusulkan pada tahun 1914 oleh J. Burrell) adalah lapisan mantel yang mampu mengalir kental dan plastis di bawah pengaruh tekanan yang relatif rendah. Plastisitas mantel di kawasan astenosfer memungkinkan litosfer bergerak baik secara vertikal maupun horizontal. Hal ini menyebabkan berbagai deformasi kerak bumi - pembentukan gunung, pelipatan, pergeseran benua. Saat ini hal itu dimungkinkan
anggaplah terbukti bahwa perkembangan tektonik lapisan atas bumi padat ditentukan oleh pergerakan dan interaksi lempeng litosfer. Dalam hal ini, teori geologi terbaru, yang menganggap litosfer bumi sebagai suatu sistem balok-balok yang bergerak – lempeng litosfer, semakin mendapat pengakuan. Pada saat yang sama, proses diferensiasi substansi mantel bumi dan pembentukan kerak samudera dan benua berhubungan dengan pergerakan lempeng litosfer. Masing-masing lempeng litosfer bergerak di sepanjang astenosfer dari zona tegangan, tempat terbentuknya bagian baru dengan jenis kerak samudera, ke zona kompresi, tempat lempeng tersebut bertabrakan dan tersedot jauh ke dalam mantel. Pada Gambar. Gambar 10 menunjukkan bagian skema kerak bumi dan litosfer.
Lapisan atas litosfer adalah kerak bumi; merupakan cangkang padat bumi yang paling heterogen. Komposisi kimia kerak bumi dan strukturnya heterogen (Tabel 9).
Kerak bumi tersusun atas batuan dengan berbagai jenis dan asal usul. Sebarannya secara umum dapat disajikan sebagai berikut: batuan sedimen - 9,2%; batuan metamorf - 20,0%; batuan beku - 70,8%.
Tabel 8 - Komposisi kimia kerak bumi (menurut Vronsky, Voitkevich, 1997)
| Komponen | Jenis kulit kayu | duniawi kulit pohon rata-rata |
||
| Kontinental | anak benua | Kelautan |
||
| Si02 | 57,23 | 56,88 | 48,17 | 55,24 |
| tu2 | 0,71 | 0,73 | 1,40 | 0,86 |
| А120з | 14,46 | 14,43 | 14,90 | 14,55 |
| Fe203 | 2,36 | 2,37 | 2,64 | 2,42 |
| FeO | 5,41 | 5,64 | 7,37 | 5,86 |
| MnO | 0,13 | 0,13 | 0,24 | 0,15 |
| MgO | 4,77 | 4,97 | 7,:42 | 5,37 |
| CaO | 6,98 | 7,14 | 12,19 | 8,12 |
| Na20 | 2,40 | 2,39 | 2,58 | 2,44 |
| K20 | 1,98 | 1,90 | 0,33 | 1,61 |
| hal205 | 0,16 | 0,16 | 0,22 | 0,17 |
| C0pr | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,07 |
| N HAI S | 1,48 | 1,37 | 1,35 | 1,44 |
| jadi3 | 0,12 | od | - | 0,09 |
| diam | 0,08 | 0,08 | 0,05 | 0,08 |
| Kl | 0,04 | 0,04 | - | 0,03 |
| F | 0,03 | 0,03 | 0,02 | 0,03 |
| H20 | 1,57 | 1,56 | 1,05 | 1,46 |
| Jumlah | 100,99 | 99,99 | 99,98 | 99,99 |
| Jilid 10 km | 6500 | 1540 | 2170 | 10210 |
| Kekuatan rata-rata, km | 43,6 | 23,7 | 7,3 | 20,0 |
| Massa jenis rata-rata, g/cm2 | 2,78 | 2,79 | 2,81 | 2,79 |
| />Berat 1024 gram | 18,07 | 4,30 | 6,09 | 28,46 |
Permukaan benua 80% ditempati oleh batuan sedimen, dan dasar laut hampir seluruhnya ditutupi oleh sedimen segar, sebagai hasil pembuangan material dari benua dan aktivitas organisme laut.
Kelimpahan unsur kimia di kerak bumi menentukan sifat komposisi mineral dan petrografinya (Gbr. 11).
Komposisi mineral 
Kerak bumi - lapisan padat atas planet kita - awalnya muncul sebagai produk dari pencairan bahan mantel, yang dalam perjalanan sejarah geologi selanjutnya ternyata diproses secara signifikan di biosfer di bawah pengaruh udara, air, dan aktivitas organisme hidup. Selama transformasi ini, terjadi perbedaan mineral dan kimia antara batuan sedimen dan batuan beku, yang terdiri dari sebagai berikut (Vronsky, Voitkevich, 1997): Rasio besi oksida terhadap besi besi (FerO3: FeO) pada batuan sedimen dan batuan beku memiliki kebalikannya. arti. Besi oksida mendominasi batuan sedimen. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa batuan sedimen terbentuk di biosfer dengan adanya oksigen bebas, yang menyebabkan oksidasi sejumlah besar besi, serta unsur kimia polivalen lainnya. Kandungan natrium pada batuan sedimen berkurang secara signifikan (hampir 3 kali lipat) dibandingkan batuan beku yang kandungan kaliumnya hampir sama. Hal ini tampaknya disebabkan oleh fakta bahwa natrium dalam kondisi biosfer mudah tercuci oleh perairan alami dan dibawa ke laut, di mana ia terakumulasi dalam sedimen laut pelagis. Batuan sedimen lebih kaya akan HgO dan CO2, yang sebagai komponennya terdapat pada batuan beku dalam konsentrasi yang cukup kecil. Batuan sedimen mengandung karbon organik dalam jumlah yang bervariasi, yang biasanya tidak ditemukan pada batuan beku dalam. Senyawa organik pada batuan sedimen merupakan produk fotosintesis dan biomineralisasi yang telah terjadi di biosfer bumi sejak dahulu kala.
Selama perkembangan Bumi, siklus geologi batuan terjadi (Gbr. 12). 
Gambar 12 - Siklus geologi batuan bumi menurut gagasan J. Hetton (Vronsky, Voitkevich, 1997)
Ketika sedimen segar tetap berada di kedalaman untuk waktu yang lama, pemadatannya dimulai - transisi ke batuan biasa. Transisi ini dikaitkan dengan proses yang disebut diagenesis. Diagenesis sendiri merupakan tahap keseimbangan fisikokimia sedimen, yang pada awalnya merupakan sistem fisikokimia nonequilibrium. Sistem ini diairi dan diperkaya dengan bahan organik serta bakteri hidup. Dalam kondisi seperti itu, organisme menyerap oksigen dari air lumpur dan menciptakan lingkungan yang mereduksi. Terjadi reduksi oksida logam polivalen. Perairan lumpur sering kali melarutkan fase padat dan menyebabkan redistribusi materi. Mineral sekunder muncul, terkadang menentukan sementasi material klastik dengan pembentukan batupasir, konglomerat, dan breksi.
Dengan tenggelamnya lapisan sedimen ke cakrawala yang lebih dalam, ke wilayah suhu dan tekanan tinggi, terjadi rekristalisasi materi, yang merupakan ciri metamorfisme. Proses metamorfosis sangat beragam baik bentuk manifestasi maupun sifat transformasi batuannya. Jenis metamorfisme utama adalah: metamorfisme regional, kontak, dinamometamorfisme, dan metamorfisme hidrotermal. Metamorfisme regional adalah yang paling umum. Produknya adalah batuan schistose - sekis kristal dan gneisses. Metamorfisme kontak biasanya terjadi akibat interaksi batuan sedimen normal dengan magma panas dan eksudatnya. Dalam hal ini, skarn (saat bersentuhan dengan batugamping) dan hornfels (saat bersentuhan dengan batuan lempung berpasir), tanpa lapisan, terbentuk.
Ultrametamorfisme menempati tempat khusus dalam pembentukan batuan dalam. Ini adalah proses suhu tinggi yang menghasilkan pembentukan fase cair cair. Dalam hal ini terjadi proses peleburan kembali pada batuan padat yang sebelumnya tidak dalam keadaan meleleh. Granitisasi dikaitkan dengan proses ini - transformasi komposisi kimia dan mineral batuan menjadi granit. Dengan berkembangnya proses anatexis secara luas dan intensif, magma dihidupkan kembali, menghasilkan batuan di permukaan yang kembali mengalami pelapukan dan dengan demikian siklus sirkulasi geologis selesai.
Hal ini dilakukan dengan mengurangi viskositas batuan, meningkatkan konduktivitas listriknya, dan juga karena kecepatan rambat gelombang seismik. Litosfer memiliki ketebalan yang berbeda-beda di darat dan di bawah lautan. Nilai rata-ratanya adalah 25-200 km untuk daratan dan 5-100 km untuk daratan.
95% litosfer terdiri dari batuan beku magma. Granit dan granitoid adalah batuan utama di benua, sedangkan basal adalah batuan tersebut.
Litosfer adalah lingkungan bagi semua sumber daya mineral yang diketahui dan juga merupakan subjek aktivitas manusia. Perubahan litosfer berdampak pada lingkungan.
Tanah merupakan salah satu komponen kerak bumi bagian atas. Mereka sangat penting bagi manusia. Mereka adalah produk organo-mineral, yang merupakan hasil aktivitas berbagai organisme selama ribuan tahun, serta faktor-faktor seperti udara, air, sinar matahari, dan panas. Ketebalan tanah, apalagi dibandingkan dengan ketebalan litosfer itu sendiri, relatif kecil. Di berbagai daerah berkisar antara 15-20 cm hingga 2-3 m.
Tanah muncul seiring dengan munculnya makhluk hidup. Selanjutnya berkembang, dipengaruhi oleh aktivitas mikroorganisme, tumbuhan dan hewan. Sebagian besar mikroorganisme dan organisme yang ada di litosfer terkonsentrasi di dalam tanah pada kedalaman beberapa meter.
Litosfer adalah kulit terluar bumi yang terbuat dari bahan yang relatif padat: kerak bumi dan lapisan atas mantel. Istilah "" diciptakan oleh ilmuwan Amerika Burrell pada tahun 1916, namun pada saat itu konsep ini hanya berarti batuan padat yang menyusun kerak bumi - mantel tidak lagi dianggap sebagai bagian dari cangkang ini. Belakangan, bagian atas lapisan planet ini (lebarnya hingga beberapa puluh kilometer) dimasukkan: berbatasan dengan apa yang disebut astenosfer, yang ditandai dengan viskositas rendah dan suhu tinggi, di mana zat sudah mulai meleleh.
Ketebalannya bervariasi di berbagai bagian bumi: di bawah lapisannya tebalnya bisa mencapai lima kilometer - di bawah tempat terdalam, dan di dekat pantai sudah mencapai 100 kilometer. Di bawah benua, litosfer terbentang hingga kedalaman dua ratus kilometer.
Di masa lalu, litosfer diyakini memiliki struktur monolitik dan tidak pecah menjadi beberapa bagian. Namun anggapan ini telah lama terbantahkan - yang satu ini terdiri dari beberapa lempeng yang bergerak di sepanjang mantel plastik dan berinteraksi satu sama lain.
Hidrosfer
Seperti namanya, hidrosfer adalah cangkang bumi yang terdiri dari air, atau lebih tepatnya, seluruh air di permukaan planet kita dan di bawah bumi: samudra, laut, sungai dan danau, serta air tanah. Es dan air dalam bentuk gas atau uap juga merupakan bagian dari cangkang air. Hidrosfer terdiri dari lebih dari satu setengah miliar kilometer kubik air.
Air menutupi 70% permukaan bumi, sebagian besar berada di Samudra Dunia - hampir 98%. Hanya satu setengah persen yang dialokasikan untuk es di kutub, dan sisanya adalah sungai, danau, waduk, dan air tanah. Air tawar hanya membentuk 0,3% dari seluruh hidrosfer.
Hidrosfer muncul karena
Terdiri dari banyak lapisan yang bertumpuk satu sama lain. Namun yang paling kita ketahui adalah kerak bumi dan litosfer. Hal ini tidak mengherankan - lagi pula, kita tidak hanya hidup darinya, tetapi juga memanfaatkan sebagian besar sumber daya alam yang tersedia bagi kita. Namun lapisan atas bumi masih menyimpan jutaan tahun sejarah planet kita dan seluruh tata surya.
Kedua konsep ini begitu sering muncul dalam pers dan sastra sehingga memasuki kosakata sehari-hari manusia modern. Kedua kata tersebut digunakan untuk merujuk pada permukaan bumi atau planet lain - namun, terdapat perbedaan antara konsep tersebut, berdasarkan pada dua pendekatan mendasar: kimia dan mekanik.
Aspek kimia - kerak bumi
Jika kita membagi bumi menjadi beberapa lapisan berdasarkan perbedaan komposisi kimianya, maka lapisan teratas planet ini adalah kerak bumi. Ini adalah cangkang yang relatif tipis, berakhir pada kedalaman 5 hingga 130 kilometer di bawah permukaan laut - kerak samudera paling tipis, dan kerak benua paling tebal di daerah pegunungan. Meskipun 75% massa kerak bumi hanya terdiri dari silikon dan oksigen (tidak murni, terikat pada zat yang berbeda), kerak bumi memiliki keanekaragaman kimia terbesar di antara semua lapisan bumi.
Kekayaan mineral juga berperan - berbagai zat dan campuran yang tercipta selama miliaran tahun dalam sejarah planet ini. Kerak bumi tidak hanya mengandung mineral “asli” yang diciptakan oleh proses geologis, namun juga warisan organik yang sangat besar, seperti minyak dan batu bara, serta inklusi asing.
Aspek fisik - litosfer
Berdasarkan karakteristik fisik Bumi, seperti kekerasan atau elastisitas, kita akan mendapatkan gambaran yang sedikit berbeda - bagian dalam planet akan ditutupi oleh litosfer (dari bahasa Yunani lainnya lithos, “berbatu, keras” dan “sphaira” bola). Ia jauh lebih tebal daripada kerak bumi: litosfer meluas hingga kedalaman 280 kilometer dan bahkan menutupi bagian atas mantel yang padat!
Karakteristik cangkang ini sepenuhnya sesuai dengan namanya - ini adalah satu-satunya lapisan padat Bumi, selain inti bagian dalam. Namun kekuatannya bersifat relatif - litosfer bumi adalah salah satu yang paling mobile di tata surya, itulah sebabnya planet ini telah mengubah penampilannya lebih dari satu kali. Namun kompresi, kelengkungan, dan perubahan elastis lainnya yang signifikan memerlukan waktu ribuan tahun, bahkan lebih.
- Fakta menariknya adalah planet ini mungkin tidak memiliki kerak permukaan. Jadi, permukaannya adalah mantelnya yang mengeras; Planet yang paling dekat dengan Matahari telah lama kehilangan keraknya akibat berbagai tabrakan.
Ringkasnya, kerak bumi adalah bagian atas litosfer yang secara kimiawi beragam, yaitu cangkang keras bumi. Awalnya komposisinya hampir sama. Namun ketika hanya astenosfer di bawahnya dan suhu tinggi yang mempengaruhi kedalaman, maka hidrosfer, atmosfer, sisa-sisa meteorit, dan organisme hidup secara aktif berpartisipasi dalam pembentukan mineral di permukaan.
Lempeng litosfer
Ciri lain yang membedakan bumi dengan planet lain adalah keanekaragaman jenis bentang alam yang berbeda-beda di dalamnya. Tentu saja, air juga memainkan peran yang sangat penting, yang akan kita bahas nanti. Tetapi bahkan bentuk dasar lanskap planet di planet kita berbeda dengan Bulan yang sama. Lautan dan pegunungan di satelit kita adalah lubang akibat pemboman meteorit. Dan di Bumi mereka terbentuk sebagai hasil pergerakan lempeng litosfer selama ratusan dan ribuan juta tahun.
Anda mungkin pernah mendengar tentang lempeng - ini adalah pecahan besar litosfer yang stabil dan melayang di sepanjang cairan astenosfer, seperti pecahan es di sungai. Namun, ada dua perbedaan utama antara litosfer dan es:
- Kesenjangan antara lempeng-lempeng itu kecil dan cepat tertutup karena zat cair yang keluar darinya, dan lempeng-lempeng itu sendiri tidak hancur akibat tumbukan.
- Berbeda dengan air, tidak ada aliran konstan di dalam mantel, yang dapat menentukan arah konstan pergerakan benua.
Jadi, kekuatan pendorong di balik pergeseran lempeng litosfer adalah konveksi astenosfer, bagian utama mantel - aliran panas dari inti bumi naik ke permukaan ketika aliran dingin turun kembali. Mengingat ukuran benua berbeda-beda, dan topografi sisi bawahnya mencerminkan ketidakteraturan di sisi atasnya, maka pergerakannya juga tidak merata dan tidak konsisten.
Pelat utama
Selama miliaran tahun pergerakan lempeng litosfer, mereka berulang kali bergabung menjadi benua super, setelah itu mereka terpisah lagi. Dalam waktu dekat, dalam 200–300 juta tahun, pembentukan superbenua yang disebut Pangea Ultima juga diperkirakan akan terjadi. Kami merekomendasikan menonton video di akhir artikel - video ini dengan jelas menunjukkan bagaimana lempeng litosfer telah bermigrasi selama beberapa ratus juta tahun terakhir. Selain itu, kekuatan dan aktivitas pergerakan benua ditentukan oleh pemanasan internal bumi - semakin tinggi bumi, semakin besar perluasan planet, dan semakin cepat dan bebas pergerakan lempeng litosfer. Namun, sejak awal sejarah bumi, suhu dan radiusnya perlahan-lahan menurun.
- Fakta menariknya adalah pergeseran lempeng dan aktivitas geologis tidak selalu disebabkan oleh pemanasan internal planet ini. Misalnya saja di satelit Yupiter terdapat banyak gunung berapi aktif. Namun energi untuk melakukan hal ini tidak disediakan oleh inti satelit, melainkan oleh gesekan gravitasi c, yang menyebabkan interior Io memanas.
Batas-batas lempeng litosfer sangat sewenang-wenang - beberapa bagian litosfer tenggelam di bawah bagian lain, dan beberapa, seperti lempeng Pasifik, sepenuhnya tersembunyi di bawah air. Ahli geologi saat ini menghitung 8 lempeng utama yang menutupi 90 persen seluruh wilayah bumi:
- Australia
- Daerah Kutub Selatan
- Afrika
- Indo
- Hindustan
- Pasifik
- Amerika Utara
- orang Amerika Selatan
Pembagian seperti itu muncul baru-baru ini - misalnya, lempeng Eurasia, 350 juta tahun yang lalu, terdiri dari bagian-bagian yang terpisah, selama penggabungan itulah Pegunungan Ural, salah satu yang tertua di Bumi, terbentuk. Para ilmuwan hingga saat ini terus mempelajari patahan dan dasar laut, menemukan lempeng-lempeng baru dan memperjelas batas-batas lempeng lama.
Aktivitas geologi
Lempeng litosfer bergerak sangat lambat - mereka merayap satu sama lain dengan kecepatan 1–6 cm/tahun, dan menjauh dengan kecepatan maksimum 10–18 cm/tahun. Namun interaksi antar benualah yang menciptakan aktivitas geologi bumi, terlihat di permukaan - letusan gunung berapi, gempa bumi dan pembentukan gunung selalu terjadi di zona kontak lempeng litosfer.
Namun, ada pengecualian - yang disebut hot spot, yang juga bisa terjadi jauh di dalam lempeng litosfer. Di dalamnya, aliran lelehan materi astenosfer pecah ke atas, melelehkan litosfer, yang menyebabkan peningkatan aktivitas vulkanik dan gempa bumi secara teratur. Paling sering, hal ini terjadi di dekat tempat di mana satu lempeng litosfer merayap ke lempeng lainnya - bagian bawah lempeng yang tertekan tenggelam ke dalam mantel bumi, sehingga meningkatkan tekanan magma di lempeng atas. Namun, kini para ilmuwan cenderung percaya bahwa bagian litosfer yang “tenggelam” sedang mencair, meningkatkan tekanan di kedalaman mantel dan dengan demikian menciptakan aliran ke atas. Hal ini dapat menjelaskan anomali jarak beberapa titik panas dari patahan tektonik.
- Fakta menariknya, gunung berapi perisai yang bercirikan bentuknya datar sering kali terbentuk di titik panas. Mereka meletus berkali-kali, tumbuh karena aliran lahar. Ini juga merupakan format khas gunung berapi asing. Yang paling terkenal adalah di Mars, titik tertinggi di planet ini - tingginya mencapai 27 kilometer!
Kerak bumi samudera dan benua
Interaksi lempeng juga menghasilkan pembentukan dua jenis kerak yang berbeda – samudera dan benua. Karena lautan, pada umumnya, merupakan persimpangan lempeng litosfer yang berbeda, keraknya terus berubah - dipecah atau diserap oleh lempeng lain. Di lokasi patahan, terjadi kontak langsung dengan mantel, tempat magma panas naik. Saat mendingin di bawah pengaruh air, lapisan tipis basal terbentuk, batuan vulkanik utama. Dengan demikian, kerak samudera diperbarui sepenuhnya setiap 100 juta tahun - wilayah tertua yang terletak di Samudra Pasifik mencapai usia maksimum 156–160 juta tahun.
Penting! Kerak samudera bukanlah seluruh kerak bumi yang berada di bawah air, melainkan hanya bagian-bagian mudanya yang berada di persimpangan benua. Sebagian kerak benua berada di bawah air, di zona lempeng litosfer yang stabil.
Umur kerak samudera (merah menandakan kerak muda, biru menandakan kerak tua).
