Как называется верхняя часть литосферы земли. Литосфера как элемент географической оболочки. Слои литосферы Земли

Общая характеристика литосферы.

Термин "литосфера" был предложен в 1916 году Дж. Барреллом и вплоть до 60-х гг. двадцатого столетия выступал синонимом земной коры. Затем было доказано, что в состав литосферы входят также и верхние слои мантии мощностью до нескольких десятков километров.

В строении литосферы выделяются подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Мощность литосферы варьируется от 5 до 200 км. Под континентами толщина литосферы меняется от 25 км под молодыми горами, вулканическими дугами и континентальными рифтовыми зонами до 200 и более километров под щитами древних платформ. Под океанами литосфера более тонкая и достигает минимальной отметки в 5 км под срединно-океаническими хребтами , на периферии океана, постепенно утолщаясь, доходит до 100-километровой толщины. Наибольшей мощности литосфера достигает в наименее прогретых областях, наименьшей – в наиболее жарких.

По реакции на длительно действующие нагрузки в литосфере принято выделять верхний упругий и нижний пластичный слой . Также на разных уровнях в тектонически активных областях литосферы прослеживаются горизонты относительно пониженной вязкости, для которых характерны пониженные скорости сейсмических волн. Геологи не исключают возможности проскальзывания по этим горизонтам одних слоёв относительно других. Это явление получило название расслоенности литосферы.

Наиболее крупными элементами литосферы являются литосферные плиты с размерами в поперечнике 1–10 тыс. км. В настоящее время литосфера разделена на семь главных и несколько малых плит. Границы между плитами проводятся вдоль зон наибольшей сейсмической и вулканической активности.

Границы литосферы.

Верхняя часть литосферы граничит с атмосферой и гидросферой . Атмосфера, гидросфера и верхний слой литосферы находятся в прочной взаимосвязи и частично проникают друг в друга.

Нижняя граница литосферы располагается над астеносферой – слоем пониженной твёрдости, прочности и вязкости в верхней мантии Земли . Граница между литосферой и астеносферой нерезкая – переход литосферы в астеносферу характеризуется уменьшением вязкости, изменением скорости сейсмических волн и увеличением электропроводности. Все эти изменения происходят вследствие повышения температуры и частичного плавления вещества. Отсюда и основные методы определения нижней границы литосферы – сейсмологический и магнитотеллурический .

) и жесткую верхнюю часть мантии. Слои литосферы отделены друг от друга границей Мохоровича . Рассмотрим подробнее части, на которые разделена литосфера.

Земная кора. Строение и состав.

Земная кора – часть литосферы, самая верхняя из твердых оболочек Земли. На долю земной коры приходится 1% от общей массы Земли (см. Физические характеристики Земли в цифрах).

Строение земной коры различается на континентах и под океанами, а также в переходных областях.

Материковая земная кора имеет толщину 35-45 км, в горных областях до 80 км. Например, под Гималаями - свыше 75 км, под Западно-Сибирской низиной – 35-40 км, под Русской платформой – 30-35.

Материковая земная кора делится на слои:

- Осадочный слой – слой, покрывающий верхнюю часть континентальной земной коры. Состоит из осадочных и вулканических горных пород. Местами (преимущественно на щитах древних платформ) осадочный слой отсутствует.

- Гранитный слой – условное название для слоя, где скорость распространения продольных сейсмических волн не превышает 6,4 км/сек. Состоит из гранитов и гнейсов - метаморфических горных пород, главными минералами которых являются плагиоклаз, кварц и калиевый полевой шпат.

- Базальтовый слой - условное название для слоя, где скорость распространения продольных сейсмических волн находится в диапазоне 6,4 - 7,6 км/сек. Сложен базальтами, габбро (магматическая интрузивная горная порода основного состава) и очень сильно метаморфизованными осадочными породами.

Слои материковой земной коры могут быть смяты, разорваны и смещены по линии разрыва. Гранитный и базальтовый слои часто разделены поверхностью Конрада , которая характеризуется резким скачком скорости сейсмических волн.

Океаническая земная кора имеет толщину 5-10 км. Наименьшая толщина характерна для центральных районов океанов.

Океаническая земная кора делится на 3 слоя :

- Слой морских осадков – толщина менее 1 км. Местами отсутствует вовсе.

- Средний слой или «второй» - слой со скоростью распространения продольных сейсмических волн от 4 до 6 км/сек – толщина от 1 до 2,5 км. Состоит из серпентина и базальта, возможно, с примесью осадочных пород.

- Самый нижний слой или «океанический» – скорость распространения продольных сейсмических волн находится в диапазоне 6,4-7,0 км/сек. Сложен из габбро.

Выделяют также переходный тип земной коры . Он характерен для островно-дуговых зон на окраинах океанов, а также для некоторых участков материков, например, в районе Черного моря.

Земная поверхность в основном представлена равнинами континентов и океанического дна. Континенты окружены шельфом - мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной около 80 км, которая после резкого обрывчатого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, расположенные в основном в северной и западной частях Тихого океана.

Граница (поверхность) Мохоровичича

Нижняя граница земной коры проходит по границе (поверхности) Мохоровичича – зоне, в которой происходит резкий скачок скоростей сейсмических волн. Продольных с 6,7-7,6 км/сек до 7,9-8,2 км/сек., а поперечных – с 3,6-4,2 км/сек до 4,4-4,7 км/сек.

Для этой же области характерно резкое увеличение плотности вещества – с 2,9-3 до 3,1-3,5 т/м³. То есть на границе Мохоровичича менее упругий материал земной коры заменяется более упругим веществом верхней мантии.

Наличие поверхности Мохоровичича установлено для всего Земного шара на глубине 5-70 км. По всей видимости, данная граница разделяет слои с разным химическим составом.

Поверхность Мохоровичича повторяет рельеф земной поверхности, являясь его зеркальным отражением. Под океанами она выше, под континентами – ниже.

Поверхность (граница) Мохоровичича (сокращенно Мохо) открыта в 1909 году хорватским геофизиком и сейсмологом Андреем Мохоровичичем и названа в его честь.

Верхняя мантия

Верхняя мантия – нижняя часть литосферы, находящаяся под земной корой. Другое название верхней мантии – субстрат.

Скорость распространения продольных сейсмических волн около 8 км/сек.

Нижняя граница верхней мантии проходит на глубине 900 км (при делении мантии на верхнюю и нижнюю) или на глубине 400 км (при делении ее на верхнюю, среднюю и нижнюю).

Относительно состава верхней мантии однозначного ответа нет. Одни исследователи на основании изучения ксенолитов полагают, что верхняя мантия имеет оливин-пироксеновый состав. Другие считают, что вещество верхней мантии представлено гранатовыми перидотитами с примесью в верхней части эклогита.

Верхняя мантия не однородна по составу и строению. В ней наблюдаются зоны пониженных скоростей сейсмических волн, также наблюдаются различия в строении под разными тектоническими зонами.

Изостазия.

Явление изостазии было обнаружено при изучении силы тяжести у подножия горных массивов. Ранее считалось, что такие массивные сооружения, как, например, Гималаи, должны увеличивать силу притяжения Земли. Однако исследования, проведенные в середине 19 века, опровергли эту теорию – сила тяжести на поверхности всей земной поверхности остается одинаковой.

Было установлено, что крупные неровности рельефа компенсируются, уравновешиваются чем-то на глубине. Чем мощнее участок земной коры, тем глубже он погружен в вещество верхней мантии.

На основании сделанных открытий, ученые пришли к выводу, что земная кора стремится к уравновешенности за счет мантии. Это явления получило название изостазии .

Изостазия иногда может нарушиться из-за действия тектонических сил, но со временем земная кора все равно возвращается к равновесию.

На основе гравиметрических исследований было доказано, что большая часть земной поверхности находится в состоянии равновесия. Изучением явления изостазии на территории бывшего СССР занимался М.Е.Артемьев.

Наглядно проследить явление изостазии можно на примере ледников. Под тяжестью мощных ледниковых покровов четырех- и более километровой толщины земная кора под Антарктидой и Гренландией «просела», опустившись ниже уровня океана. В Скандинавии же и в Канаде, сравнительно недавно освободившихся от ледников, наблюдается поднятие земной коры.

Химические соединения, из которых состоят элементы земной коры, называются минералами . Из минералов образованы горные породы.

Основные виды горных пород:

Магматические;

Осадочные;

Метаморфические.

В составе литосферы преобладают в основном магматические горные породы. На их долю приходится около 95% всего вещества литосферы.

Состав литосферы на континентах и под океанами существенно различается.

Литосфера на континентах состоит из трех слоев:

Осадочные породы;

Гранитные породы;

Базальтовые.

Литосфера под океанами двухслойная:

Осадочные породы;

Базальтовые породы.

Химический состав литосферы представлен в основном всего восемью элементами. Это кислород, кремний, водород, алюминий, железо, магний, кальций и натрий. На долю этих элементов приходится около 99,5% вещества земной коры.

Таблица 1. Химический состав земной коры на глубинах 10 - 20 км.

Элемент

Массовая доля, %

Кислород

Алюминий

Литосфера - внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических пород. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25- 200 и 5-100км.
Рассмотрим в общем виде геологическое строение Земли. Третья за отдаленностью от Солнца планета - Земля имеет радиус 6370 км, среднюю плотность- 5,5 г/см3 и состоит из трех оболочек - коры, мантии и ядра. Мантия и ядро делятся на внутренние и внешние части.

Земная кора — тонкая верхняя оболочка Земли, которая имеет толщину на континентах 40-80 км, под океанами - 5-10 км и составляет всего около 1 % массы Земли. Восемь элементов - кислород, кремний, водород, алюминий, железо, магний, кальций, натрий - образовывают 99,5 % земной коры. На континентах кора трехслойная: осадо

чные породы укрывают гранитные, а гранитные залегают на базальтовых. Под океанами кора «океанического», двухслойного типа; осадочные породы залегают просто на базальтах, гранитного пласта нет. Различают также переходный тип земной коры (островно-дуговые зоны на окраинах океанов и некоторые участки на материках, например Черное море). Наибольшую толщину земная кора имеет в горных районах (под Гималаями — свыше 75 км), среднюю - в районах платформ (под Западно-Сибирской низиной - 35-40, в границах Русской платформы - 30-35), а наименьшую- в центральных районах океанов (5-7 км). Преобладающая часть земной поверхности - это равнины континентов и океанического дна. Континенты окружены шельфом- мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной близко 80 км, которая после резкого обрывчастого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, подавляющее большинство которых расположенная на северной и западной окраинах Тихого океана.

Основная часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95 %), среди которых на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах-базальты.

Актуальность экологического изучения литосферы обусловленная тем, что литосфера есть средой всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов антропогенной деятельности (составных природной среды), через значительные изменения которого развивается глобальный экологический кризис. В верхней части континентальной земной коры развиты грунты, значение которых для человека тяжело переоценить. Грунты — органо-минеральный продукт многолетней (сотни и тысячи лет) общей деятельности живых организмов, воды, воздуха, солнечного тепла и света есть одними из важнейших природных ресурсов. В зависимости от климатических и геолого-географических условий грунты имеют толщину от 15-25 см до 2-3 м.

Грунты возникли вместе с живым веществом и развивались под влиянием деятельности растений, животных и микроорганизмов, пока не стали очень ценным для человека плодородным субстратом. Основная масса организмов и микроорганизмов литосферы сосредоточенная в грунтах, па глубине не большее нескольких метров. Современные грунты являются трехфазной системой (разнозернистые твердые частицы, вода и газы, растворенные в воде, и порах), которая состоит из смеси минеральных частиц (продукты разрушения горных пород), органических веществ (продукты жизнедеятельности биоты ее микроорганизмов и грибов). Грунты играют огромную роль в кругообороте воды, веществ и углекислого газа.

С разными породами земной коры, как и с ее тектоническими структурами, связанные разные полезные ископаемые: горючие, металлические, строительные, а также такие, что есть сырьем для химической и пищевой промышленности.

В границах литосферы периодически происходили и происходят грозные экологические процессы (сдвиги, сели, обвалы, эрозия), которые имеют огромное значение для формирования экологических ситуаций в определенном регионе планеты, а иногда приводят к глобальным экологическим катастрофам.

Глубинные толщи литосферы, которые исследуют геофизическими методами, имеют довольно сложную и еще недостаточно изученное строение, так же, как мантия и ядро Земли. Но уже известно, что с глубиной плотность пород возрастает, и если на поверхности она составляет в среднему 2,3-2,7 г/см3, то на глубине близко 400 км — 3,5 г/см3, а на глубине 2900 км (граница мантии и внешнего ядра) — 5,6 г/см3. В центре ядра, где давление достигает 3,5 тыс. т/см2, она увеличивается до 13-17 г/см3. Установлен также и характер возрастания глубинной температуры Земли. На глубине 100 км она составляет приблизительно 1300 К, на глубине близко 3000 км -4800, а в центре земного ядра - 6900 К.

Преобладающая часть вещества Земли находится в твердом состоянии, но на границе земной коры и верхней мантии (глубины 100-150 км) залегает толща смягченных, тестообразных горных пород. Эта толща (100-150 км) называется астеносферой. Геофизики считают, что в разреженном состоянии могут находиться и другие участки Земли (за счет разуплотнения, активного радиораспада пород и т.п.), в частности — зона внешнего ядра. Внутреннее ядро находится в металлической фазе, но относительно его вещественного состава единоого мнения на сегодня нет.


Термин литосфера - твердая верхняя оболочка Земли - был предложен Э. Зюссом. Согласно современным представлениям, литосфера - верхняя твердая оболочка Земли, имеющая большую прочность и переходящая без четкой определенной границы в нижележащую астеносферу, прочность материала которой относительно мала.
Астеносфера (термин предложен в 1914 г. Дж. Бареллом) - слой мантии, способный к вязкому и пластическому течению под действием относительно малых напряжений. Пластичность мантии в области астеносферы позволяет литосфере двигаться как по вертикали, так и в горизонтальном направлении. Это приводит к различным деформациям земной коры - горообразованию, складчатости, континентальному дрейфу. В настоящее время можно
считать доказанным, что тектоническое развитие верхних оболочек твердой Земли определяется перемещением и взаимодействием литосферных плит. В связи с этим получает признание новейшая геологическая теория, рассматривающая литосферу Земли как систему подвижных блоков - литосферных плит. При этом процессы дифференциации вещества мантии Земли и образование океанической и континентальной коры связывается с движением литосферных плит. Каждая из литосферных плит перемещается по астеносфере от зон растяжения, где формируются их новые участки с океаническим типом коры, к зонам сжатия, где они сталкиваются и засасываются вглубь мантии. На рис. 10 приведен схематический разрез земной коры и литосферы.

Верхний слой литосферы - земная кора, она является наиболее неоднородной твердой оболочкой Земли. Химический состав земной коры, ее строение неоднородны (табл. 9).
Земная кора сложена горными породами различного типа и происхождения. Их распространение в общем виде может быть представлено следующим образом: осадочные породы - 9,2%; метаморфические породы - 20,0%; магматические породы - 70,8%.

Таблица 8 - Химический состав земной коры (по Вронскому, Войткевичу, 1997)


Компоненты
Тип коры
Земная
кора
в среднем

Континентальный
Субконтинентальный
Океанический

Si02
57,23
56,88
48,17
55,24

тю2
0,71
0,73
1,40
0,86

А120з
14,46
14,43
14,90
14,55

Fe203
2,36
2,37
2,64
2,42

FeO
5,41
5,64
7,37
5,86

MnO
0,13
0,13
0,24
0,15

MgO
4,77
4,97
7,:42
5,37

CaO
6,98
7,14
12,19
8,12

Na20
2,40
2,39
2,58
2,44

K20
1,98
1,90
0,33
1,61

p205
0,16
0,16
0,22
0,17

C0pr
0,08
0,07
0,05
0,07

n
о
ы
1,48
1,37
1,35
1,44

so3
0,12
од
-
0,09

Shup
0,08
0,08
0,05
0,08

Cl
0,04
0,04
-
0,03

F
0,03
0,03
0,02
0,03

H20
1,57
1,56
1,05
1,46

Сумма
100,99
99,99
99,98
99,99

Объем 10 км
6500
1540
2170
10210

Средняя мощность, км
43,6
23,7
7,3
20,0

Средняя плотность, г/см2
2,78
2,79
2,81
2,79
/>Масса 1024 г
18,07
4,30
6,09
28,46

Поверхность континентов на 80% занята осадочными породами, а океаническое дно покрыто почти полностью свежими осадками, как продуктами сноса материала с континентов и деятельности морских организмов.
Распространенность химических элементов в земной коре предопределяет характер ее минерального и петрографического состава (рис. 11).

Минеральный состав


Земная кора - верхний твердый слой нашей планеты - первоначально возникла как продукт выплавления материала мантии, который в дальнейшем ходе геологической истории оказался существенно переработанным в биосфере под влиянием воздуха, воды, деятельности живых организмов. В ходе этого преобразования установилось минеральное и химическое различие между осадочными и магматическими породами, состоящее в следующем (Вронский, Войткевич, 1997): Отношение окисного железа к закисному (РегОз: FeO) в осадочных и изверженных породах имеет противоположное значение. В осадочных породах преобладает окис- ное железо. Это вызвано тем, что осадочные породы формировались в биосфере в присутствии свободного кислорода, который привел к окислению огромных масс железа, а также других поливалентных химических элементов. Содержание натрия в осадочных породах значительно понижено (почти в 3 раза) по сравнению с породами изверженными при почти одинаковом содержании калия. Это, по-видимому, связано с тем, что натрий в условиях биосферы легко выщелачивается природными водами и уносится в океан, где он аккумулируется в пелагических осадках океана. Осадочные породы более обогащены НгО и СО2, которые как компоненты встречаются в изверженных породах в довольно небольших концентрациях. Осадочные породы в разном количестве содержат органический углерод, которого обычно нет в глубинных магматических породах. Органические соединения в осадочных породах - это продукты фотосинтеза и биоминерализации, протекавших в биосфере Земли с незапамятных времен.
В ходе развития Земли осуществляется геологический цикл горных пород (рис. 12).
Рисунок 12 - Геологический цикл горных пород Земли по представлениям Дж. Хеттона (Вронский, Войткевич, 1997)

При длительном пребывании свежих осадков на глубине начинается их уплотнение - переход к типичным горным породам. Переход этот связан с процессом, который обозначается как диагенез. Сам диагенез представляет собой физико-химический этап уравновешивания осадка, бывший первоначально неравновесной физико-химической системой. Эта система была обводнена и обогащена органическим веществом, а также живыми бактериями. В таких условиях организмы поглощают кислород иловых вод и создают восстановительную обстановку. Происходит восстановление окислов поливалентных металлов. Иловые воды часто растворяют твердые фазы и приводят к перераспределению вещества. Возникают вторичные минералы, иногда определяющие цементацию обломочного материала с образованием песчаников, конгломератов, брекчий.
С погружением осадочных толщ в более глубокие горизонты, в область повышенных температур и давлений, происходит перекристаллизация вещества, которая характерна для метаморфизма. Метаморфические процессы весьма разнообразны по форме проявления и характеру преобразования пород. Главными видами метаморфизма являются: региональный, контактовый, динамометаморфизм и метаморфизм гидротермальный. Региональный метаморфизм наиболее распространен. Продуктами его являются сланцеватые породы - кристаллические сланцы и гнейсы. Контактовый метаморфизм обычно проявляется в результате взаимодействия нормальных осадочных пород с горячей магмой и ее выделениями. При этом образуются скарны (на контакте с известняками) и роговики (на контакте с песчаноглинистыми породами), лишенные слоистости.
Особое место в формировании глубинных пород занимает ультраметаморфизм. Это процесс высоких температур, приводящий к возникновению жидкой расплавленной фазы. В этом случае происходит процесс переплавления твердых горных пород, до этого не находящихся в состоянии расплава. С этим процессом связана гранитизация - преобразование химического и минерального состава горных пород в направлении к гранитному. При широком и интенсивном развитии процессов анатексиса возрождается магма, дающая на поверхности те горные породы, которые снова подвергаются выветриванию и таким образом цикл геологического круговорота завершается.

Осуществляется за счет уменьшения вязкости пород, увеличения их электропроводности, а также за счет скорости, с которой распространяются сейсмические волны. Литосфера имеет разную толщину на суше и под океанами. Среднее ее значение составляет 25-200 км для суши и 5-100 км для .

На 95% литосфера состоит из изверженных пород магмы. Граниты и гранитоиды являются преобладающими породами на континентах, в то время как в такой породой являются базальты.

Литосфера представляет собой среду для всех известных минеральных ресурсов, также она является объектом человеческой деятельности. Изменения литосферы оказывают влияние на экологический .

Грунты являются одной из составляющих верхних частей земной коры . Для человека они имеют огромное значение. Они представляют собой органо-минеральный продукт, который является следствием тысячелетней деятельности различных организмов, а также таких факторов как воздух, вода, солнечные свет и тепло. Толщина грунта, особенно в сравнении с толщиной самой литосферы, сравнительно небольшая. В разных регионах она составляет от 15-20 см до 2-3 м.

Грунты появились вместе с возникновением живого вещества. Далее они развивались, на них оказывала влияние деятельность микроорганизмов, растений и животных. Основное число всех микроорганизмов и организмов, существующих в литосфере, сосредоточено именно в грунтах на глубине нескольких метров.

Литосферой называют внешнюю оболочку Земли из относительно твердого материала: это земная кора и верхний слой мантии. Термин « » был введен в употребление американским ученым Баррелом в 1916 году, но в то время под этим понятием подразумевали только твердые горные породы, из которых состоит земная кора – более мантия не считалась частью этой оболочки. Позже в включили верхние участки этого слоя планеты (шириной до нескольких десятков километров): они граничат с так называемой астеносферой, которая отличается пониженной вязкостью, высокой температурой, при которой вещества уже начинают плавиться.

Толщина различна в разных частях Земли: под ее слой может составлять от пяти километров в толщину – под самыми глубокими местами, а у берега уже повышается до 100 километров. Под континентами литосфера простирается до двухсот километров в глубину.

В прошлом считалось, что литосфера имеет монолитную структуру и не разбивается на части. Но это предположение давно опровергнуто – эта состоит из нескольких плит, которые двигаются по пластичной мантии и взаимодействуют между собой.

Гидросфера

Как следует из названия, гидросфера – это оболочка Земли, состоящая из воды, а точнее, это все воды на поверхности нашей планеты и под Землей: океаны, моря, реки и озера, а также подземные воды. Льды и вода в газообразном состоянии или пар тоже являются частью водной оболочки. Гидросфера состоит более чем из полутора миллиардов кубических километров воды.

Вода покрывает 70% поверхности Земли, большая ее часть приходится на Мировой океан – почти 98%. Всего полтора процента отводится льдам на полюсах, а остальное – реки, озера, водоемы, подземные воды. Пресная вода же составляет всего 0,3% всей гидросферы.

Гидросфера обязана своим появлением

Состоит из множества слоев, нагромождающихся друг на друга. Однако лучше всего нам известны земная кора и литосфера. Это не удивляет - ведь мы не только обитаем на них, но и черпаем из глубин большинство доступных нам природных ресурсов. Но еще верхние оболочки Земли сохраняют миллионы лет истории нашей планеты и всей Солнечной системы.

Эти два понятия так часто встречаются в прессе и литературе, что вошли повседневный словарь современного человека. Оба слова используются для обозначения поверхности Земли или другой планеты - однако между понятиями есть разница, базирующаяся на двух принципиальных подходах: химическом и механическом.

Химический аспект - земная кора

Если разделять Землю на слои, руководствуясь различиями в химическом составе, верхним слоем планеты будет земная кора. Это относительно тонкая оболочка, заканчивающаяся на глубине от 5 до 130 километров под уровнем моря - океаническая кора тоньше, а континентальная, в районах гор, толще всего. Хотя 75% массы коры приходится только на кремний и кислород (не чистые, связанные в составе разных веществ), она отличается наибольшим химическим разнообразием среди всех слоев Земли.

Играет роль и богатство минералов - различных веществ и смесей, созданных за миллиарды лет истории планеты. Земная кора содержит не только «родные» минералы, которые были созданы геологическими процессами, но и массивное органическое наследие, вроде нефти и угля, а также инопланетные, включения.

Физический аспект - литосфера

Опираясь на физические характеристики Земли, такие как твердость или упругость, мы получим несколько иную картину - внутренности планеты будет укутывать литосфера (от др. греческого lithos, «скалистый, твердый» и «sphaira» сфера). Она намного толще земной коры: литосфера простирается до 280 километров вглубь и даже захватывает верхнюю твердую часть мантии!

Характеристики этой оболочки полностью соответствуют названию - это единственный, кроме внутреннего ядра, твердый слой Земли. Прочность, правда, относительная - литосфера Земли является одной из самых подвижных в Солнечной системе, из-за чего планета уже не раз изменяла свой внешний вид. Но для значительного сжатия, искривления и прочих эластических изменений требуются тысячи лет, если не больше.

  • Интересный факт - планета может и не обладать поверхностной корой. Так, поверхность - это его затвердевшая мантия; кору ближайшая к Солнцу планета потеряла давным-давно в результате многочисленных столкновений.

Подводя итог, земная кора - это верхняя, химически разнообразная часть литосферы, твердой оболочки Земли. Первоначально они обладали практически одинаковым составом. Но когда на глубины воздействовала только нижележащая астеносфера и высокие температуры, в формировании минералов на поверхности активно участвовали гидросфера, атмосфера, метеоритные остатки и живые организмы.

Литосферные плиты

Еще одна черта, которая отличает Землю от других планет - это разнообразие на ней разнотипных ландшафтов. Конечно, свою невероятно большую роль сыграли и вода, о чем мы расскажем немного позже. Но даже основные формы планетарного ландшафта нашей планеты отличаются от той же Луны. Моря и горы нашего спутника - это котлованы от бомбардировки метеоритами. А на Земле они образовались в результате сотен и тысяч миллионов лет движения литосферных плит.

О плитах вы уже наверняка слышали - это громадные устойчивые фрагменты литосферы, которые дрейфуют по текучей астеносфере, словно битый лед по реке. Однако между литосферой и льдом есть два главных отличия:

  • Прорехи между плитами небольшие, и быстро затягиваются за счет извергающегося с них расплавленного вещества, а сами плиты не разрушаются от столкновений.
  • В отличие от воды, в мантии отсутствует постоянное течение, которое могло бы задавать постоянное направление движения материкам.

Так, движущей силой дрейфа литосферных плит является конвекция астеносферы, основной части мантии - более горячие потоки от земного ядра поднимаются к поверхности, когда холодные опускаются обратно вниз. Учитывая то, что материки различаются в размерах, и рельеф их нижней стороны зеркально отражает неровности верхней, движутся они также неравномерно и непостоянно.

Главные плиты

За миллиарды лет движения литосферных плит они неоднократно сливались в суперконтиненты, после чего снова разделялись. В ближайшем будущем, через 200– 300 миллионов лет, тоже ожидается образование суперконтинента под именем Пангея Ультима. Рекомендуем посмотреть видео в конце статьи - там наглядно показано, как мигрировали литосферные плиты за последние несколько сотен миллионов лет. Кроме того, силу и активность движения материков определяет внутренний нагрев Земли - чем он выше, тем сильнее расширяется планета, и тем быстрее и свободнее движутся литосферные плиты. Однако с начала истории Земли ее температура и радиус постепенно снижаются.

  • Интересный факт - дрейф плит и геологическая активность не обязательно должны питаться от внутреннего самонагрева планеты. К примеру, спутник Юпитера, обладает множеством активных вулканов. Но энергию для этого дает не ядро спутника, а гравитационное трение с , из-за которого недра Ио разогреваются.

Границы литосферных плит весьма условны - одни части литосферы тонут под другими, а некоторые, как Тихоокеанская плита, вообще скрыты под водой. Геологи сегодня насчитывают 8 основных плит, которые покрывают 90 процентов всей площади Земли:

  • Австралийская
  • Антарктическая
  • Африканская
  • Евразийская
  • Индостанская
  • Тихоокеанская
  • Северо-Американская
  • Южно-Американская

Такое разделение появилось недавно - так, Евразийская плита еще 350 миллионов лет назад состояла из отдельных частей, во время слияния которых образовались Уральские горы, одни из самых древних на Земле. Ученые по сей день продолжают исследование разломов и дна океанов, открывая новые плиты и уточняя границы старых.

Геологическая активность

Литосферные плиты движутся очень медленно - они наползают друг друга со скоростью 1–6 см/год, и отдаляются максимально на 10-18 см/год. Но именно взаимодействие между материками создает геологическую активность Земли, ощутимую на поверхности - извержения вулканов, землетрясения и образование гор всегда происходят в зонах контакта литосферных плит.

Однако есть исключения - так называемые горячие точки, которые могут существовать и в глубине литосферных плит. В них расплавленные потоки вещества астеносферы прорываются наверх, проплавляя литосферу, что приводит к повышенной вулканической активности и регулярным землетрясениям. Чаще всего это происходит неподалеку от тех мест, где одна литосферная плита наползает на другую - нижняя, вдавленная часть плиты погружается в мантию Земли, повышая тем самым давление магмы на верхнюю плиту. Однако сейчас ученые склоняются к той версии, что «утонувшие» части литосферы расплавляются, повышая давление в глубинах мантии и создавая тем самым восходящие потоки. Так можно объяснить аномальную отдаленность некоторых горячих точек от тектонических разломов.

  • Интересный факт - в горячих точках часто образуются щитовые вулканы, характерные своей пологой формой. Они извергаются много раз, разрастаясь за счет текучей лавы. Также это типичный формат инопланетных вулканов. Самый известный из них на Марсе, самая высокая точка планеты - высота его достигает 27 километров!

Океаническая и континентальная кора Земли

Взаимодействие плит также приводит к формированию двух различных типов земной коры - океанической и континентальной. Поскольку в океанах, как правило, находятся стыки различных литосферных плит, их кора постоянно изменяется - разламывается или поглощается другими плитами. На месте разломов возникает непосредственный контакт с мантией, откуда поднимается раскаленная магма. Остывая под воздействием воды, она создает тонкий слой из базальтов - основной вулканической породы. Таким образом, океаническая кора полностью обновляется раз в 100 миллионов лет - самые старые участки, которые находятся в Тихом океане, достигают максимального возраста в 156–160 млн лет.

Важно! Океаническая кора - это не вся та земная кора, что находится под водой, а лишь ее молодые участки на стыке материков. Часть континентальной коры находится под водой, в зоне стабильных литосферных плит.

Возраст океанической коры (красный соответствует молодой коре, синий - старой).