Які типи земної кори
Типи земної кори
Земну кору вивчено значно краще, ніж глибинні сфери Землі. Як показали геофізичні дослідження, в будові земної кори беруть участь три шари порід. Верхній шар називається осадовим, бо він складений переважно осадовими породами: пісками, глинами, вапняками та ін. Поширений майже скрізь на планеті, але його товщина коливається в значних межах — від кількох метрів на виходах на поверхню давніх кристалічних порід до 15 км в Баренцовому морі. Середній шар називається гранітним за його схожість за щільністю з магматичними породами — гранітами. Поширений переважно під материками, товщина його змінюється від 0 до 20 км. Верхня частина гранітів в деяких районах, наприклад на Кольському півострові, в північних і центральних районах України, виходить на земну поверхню і доступна для безпосереднього вивчення. Нижній шар земної кори найменш досліджений, умовно названий базальтовим внаслідок схожості за щільністю з цією гірською породою. Як і осадові породи, має повсюдне поширення, а товщини його коливаються від 3 до 40 км.
Особливості будови земної кори під континентами і океанами стали причиною поділу її на два типи: континентальну і океанічну. Границя між ними не збігається з межами материків і океанів, вона проходить по океанічному дну на глибинах 2000—3500 м. Досить часто виділяють ще третій тип земної кори — перехідний: в цій зоні спостерігається чергування ділянок континентальної та океанічної кори.
Континентальний тип земної кори найтовщий. Його середня товщина 43,5 км, мінімальна, близько 20 км, — на стику з океанічною корою, максимальна, до 75 км, — під гірськими хребтами Тибету, Тянь-Шаню, Паміру. В цьому типі здебільшого добре виражені всі три шари порід — осадові, гранітні та базальтові.
Океанічний тип земної кори має малу товщину (5—20 км) при значному поширенні. Характерна його особливість — відсутність гранітного шару. Тому осадові породи незначної товщини залягають безпосередньо над базальтовими.
Для перехідного типу земної кори характерна велика контрастність, властива зонам сучасних геосинкліналей. До перехідного типу належить ділянка кори під Курильською дугою, ділянки, зайняті Чорним, Середземним, Червоним і Карибським морями, а також деякі підводні хребти. Утворення перехідного типу кори пов’язане з активним гороутворенням.
Важливі дані про будову і товщину земної кори на одних і тих самих широтах дають гравіметричні дослідження — вивчення сили тяжіння. Нагадаємо, що її величина є рівнодійною притягання маси Землі і відцентрової сили обертання планети.
Гірські хребти створюють у верхніх шарах додаткову масу і тому повинні б збільшити величину сили тяжіння пропорційно масі гір. В океанах же густина води близько 1 г/см8, тому сила тяжіння над її поверхнею повинна б бути меншою, ніж в горах. Низинні райони на суші займають проміжне положення, і тому логічно припустити, що сила тяжіння тут матиме середньоширотні значення.
Вимірювання показали, що фактично сила тяжіння на одній і тій самій паралелі скрізь практично однакова. Це означає, що в горах вона менша від нормальної, тобто тут проявляється, як прийнято говорити, від’ємна гравіметрична аномалія, на морі сила тяжіння більша розрахункової і аномалія тут додатна, на низовинах величини сили тяжіння близькі до розрахункових.
Рис. 16. Ізостазія: a — рівнина; б і в — гірські країни; г — плато; д — океан; 1 — осадові породи; 2 — гранітний шар; 3 — базальтовий шар; 4 — верхня мантія; 5 — океан; 6 — поверхня Мохоровичича (Мохо)
Такий розподіл сили тяжіння та її аномалій пояснюють ізостазією — зрівноваженням ваги земної кори різної густини на верхній мантії. Гірські хребти мають глибокі, але легкі “корені”, а океанічне дно складене переважно важкими базальтовими породами (рис. 13). Якщо десь порушена рівновага від зміни навантаження, земна кора поступово спливає (наприклад при руйнуванні гір, таненні льодовиків та ін.) або занурюється в мантію, якщо її вага збільшується. Таким чином, земна кора ніби “плаває” на верхній мантії, а нижня межа кори дзеркально відображає рельєф поверхні Землі. У цьому відношенні кора нагадує айсберг в океані. Згідно із законом Архімеда, всі айсберги, щоб вони могли плавати, мають бути глибоко занурені у воду. Чим вищий айсберг, тим більша його підводна частина. Цей закон можна застосувати і для земної кори — материки мають товстішу кору ніж опущені простори океанічного дна.
Описане явище ізостазії означає, що океан — це не тільки результат наявності води в ньому; поділ земної поверхні на сушу і море зумовлений різною будовою надр Землі. Материки не можуть опуститися нижче рівня Світового океану, бо вони складені головним чином легкими гірськими породами. У будові океанічного дна переважають більш важкі породи. Таким чином, материк не може перетворитися в океан і навпаки.
Думки щодо поділу земної кори на різні типи дотримуються не всі вчені. Деякі геологи вважають, що земна кора скрізь на Землі однакова. Виявлені ж відмінності в характері проходження сейсмічних хвиль і розподілі сили тяжіння пояснюються тим, що кора під океаном зазнає величезного тиску водних мас і насичена водою. Це і змінює її властивості.
Важливі дані про будову земної кори дають відомості, одержані в процесі глибокого буріння. Так, результати аналізів гірських порід, взятих з Кольської надглибокої свердловини, виявилися досить несподіваними. Там, де за геофізичними даними передбачалася наявність базальтового шару (у зв’язку з різкою зміною швидкості проходження хвиль), свердловина пересікла світлі архейські гнейси. Це дуже змінені, чи мета-морфізовані, гірські породи осадового або магматичного походження з високим вмістом кремнезему, і, що дуже важливо, одна з головних складових частин гранітного шару. Виникає питання: невже всі здогадки геологів і геофізиків про будову глибоких надр земної кори виявилися неправильними? Ні, це не так. Надглибоке буріння ще раз показало, наскільки складні природні процеси і яка непроста будова кори. У даному випадку різка зміна швидкостей хвиль пов’язана не з переходом від гранітного шару до базальтового, а з розущільненням порід за рахунок утворення тріщин в процесі звільнення води з кристалічних сіток мінералів під впливом високого тиску і температури.
Результати глибокого буріння змінили уявлення про характер розподілу температур в надрах Землі. Раніше вважалося, що в межах Балтійського щита й у подібних йому регіонах збільшення температур з глибиною незначне. Очікувалося, що на глибині близько 7 км температура досягає 50е, а 10 км — 100°. Насправді температура виявилася значно вищою. До глибини 3 км температура збільшувалася на 1° через кожні 100 м, що відповідало розрахункам. Але далі її приріст досяг 2,5° на кожні 100 м, і, таким чином, на глибині 10 км температура виявилася рівною 180°. Допускають, що висока температура — наслідок інтенсивного теплого потоку, який іде від розігрітої мантії.
Щоб краще вивчити глибинну будову Землі, передбачається закласти кілька нових надглибоких свердловин у різних районах Землі. Деякі з них повинні досягнути границі Мохоровичича. Це означає, що в недалекому майбутньому до рук учених попадуть унікальні зразки геологічних порід. Цілком ймовірно, що глибоке буріння дозволить виявити родовища корисних копалин, розширить уявлення людей про будову надр Землі.
Источник
Вік гірських порід, особливо осадових, можна встановити також за рештками живих організмів, знайдених у їхніх шарах. Це можливо завдяки тому, що протягом конкретних проміжків геологічного часу були поширені певні, притаманні їм види живих організмів.
Беручи до уваги розвиток органічного світу, геологічний етап розвитку Землі підрозділяють на геологічні ери, а їх, у свою чергу, на більш дрібні проміжки часу — періоди та епохи. Назви ер відображають розвиток життя на Землі. Так, палеозойська ера означає еру давнього життя, а кайнозойська — сучасного. У палеозої панували морські безхребетні, риби, земноводні й спорові рослини, у мезозої — плазуни та голонасінні рослини, а в кайнозої — ссавці й покритонасінні рослини.
Дві найдавніші й найтриваліші ери в геологічному етапі розвитку Землі, коли існували тільки найпростіші організми, називають архейською і протерозойською. їх відклади дуже змінені метаморфізмом і містять дуже мало викопних решток. Часто ці дві ери називають докембрієм. У свою чергу, гірські породи чи тектонічні структури, ЯКІ сформувалися давніше за кембрійський період палеозою, датують як докембрійські.
Така періодизація геологічного етапу розвитку Землі прийнята в усьому світі. її зображають у вигляді геохронологічної шкали, яка відображає послідовність етапів геологічної історії, розвитку органічного світу.
Отже, за рештками живих організмів у гірських породах, використовуючи геохронологічну шкалу, можна з’ясувати, коли утворились ці відклади (в яку еру, період). За викопними рештками встановлюють, які шари є давнішими, а які молодшими, тобто визначають відносний геологічний вік.
Типи земної кори
Земна кора неоднорідна за будовою і товщиною. Найпоширенішими є два типи земної кори: материковий і океанічний.
Материкова земна кора має загальну потужність близько 60—75 км у гірських районах, ЗО— 40 км — на рівнинах. Складається вона з трьох шарів: осадового (потужністю 20—25 км), гранітного (гранітно-гнейсового) і базальтового.
Загальна потужність океанічної земної кори в середньому становить 5—7 км. Вона складена двома основними шарами. Зверху залягає малопотужний (у середньому близько 1 км) шар пухких морських відкладів кременисто-карбонатного складу. Під ним розташований базальтовий шар. Гранітного шару між осадовим і базальтовим немає.
Таким чином, океанічна земна кора відрізняться від материкової за потужністю, будовою та віком (не більше як 160—180 млн років).
Внутрішні сили, що зумовлюють зміни земної кори
У 1912 р. німецький геофізик А. Вегенер сформулював гіпотезу дрейфу материків” її суть полягає у плаванні легких гранітних материків по щільнішому розігрітому базальтовому шарі.
Починаючи з 1960-х рр. історія формування материків розглядається з позицій нової теорії — тектоніки літосферних плит. Вона спирається на головну ідею А. Веґенера щодо горизонтальних рухів материків. Виникнення цієї теорії стало можливим у зв’язку з вивченням і з’ясуванням особливостей рельєфу й геологічної будови дна Світового океану і встановлення того факту, що системою розломів літосфера розділена горизонтально на величезні блоки — літосферні плити, які мають здатність переміщуватися, ковзаючи по астеносфері.
Основна активність внутрішніх (ендогенних) сил Землі проявляється на краях літосферних
плит, тобто місцях, де вони стикаються і взаємодіють одна з одною. Виділяють три типи взаємодій літосферних плит: перший — розсування (розходження) плит; другий — зустрічного руху; третій — трансформних розломів, уздовж яких плити зміщуються одна щодо одної, не зближуючись і не віддаляючись.
Перший тип взаємодій має конструктивний характер. У місцях розсування двох літосферних плит, як правило, утворюються серединні океанічні хребти.
Їхнє утворення пов’язано з тим, що там із надр Землі надходить магма (розплавлена рідка або тістоподібна маса, насичена водяною парою й газами, під дією яких піднімається вгору). Вона нарощує краї літосферних плит. Поступово магма розсуває літосферні плити, розширюючи дно океану і збільшуючи площу земної кори океанічного типу. Тріщину в центральній частині серединного океанічного хребта, куди підходять потоки магми, називають рифтом. Мантійні потоки б’ють в підніжжя континенту і поступово розколюють його на частини. Ці частини з часом віддаляються і зароджується новий океан з серединно-океанічним хребтом на місці колишнього материкового рифтового розлому.
Отже, перший тип взаємодій літосферних плит характеризується їх розсуванням, що супроводжується розривними тектонічними рухами, землетрусами, активним вулканізмом.
Одна й та сама літосферна плита може з одного боку нарощуватись у зоні серединного океанічного хребта, а з другого — занурюватись під іншу плиту. У місцях зустрічного руху літосферних плит виникає другий тип взаємодій. Він характеризується процесами підсування однієї плити під край іншої, насуванням верхньої на нижню, або стиканням і стискуванням у місцях контакту.
У випадку, коли відбувається другий тип взаємодій між літосферними плитами, розвиваються острівні дуги з глибоководними жолобами.
Якщо край літосферної плити з океанічною земною корою підсувається під континентальну (навпаки бути не може, оскільки океанічна завжди важча), то на дні океану утворюється океанічний жолоб, а край материкової плити зминається в складки з вираженим вулканічним пасмом (Андійський тип).
При стисканні і підсуванні материкових країв літосферних плит відбувається зминання в складки верхніх шарів обох плит, утворюються гірські хребти з глибокими крайовими прогинами.
Із порівняння різних типів взаємодій літосферних плит можна зробити висновок, що саме при зустрічному русі (стиканні, насуванні, підсуванні) відбувається формування суходолу (материків та островів), гірських країн’, а також утворення земної кори материкового типу.
Підсування однієї плити під іншу призводить до того, що в результаті тертя виникають розриви шарів, які спричиняють землетруси. Через тріщини в плиті, що насувається, надходить до поверхні магма. Інтенсивний вулканізм на межі плит призводить до викидання на поверхню легкоплавких хімічних елементів і сполук, які утворюються при частковому розплаві плити, що занурюється в астеносферу. Ці речовини, остигаючи, утворюють гранітний матеріал, який відрізняє земну кору материкового типу від океанічної. З остигаючої магми в океані формуються острівні дуги, а в горах — вулканічні хребти.
Переважна більшість гірських масивів виникає не внаслідок вулканізму, а в результаті зминання в складки гірських порід під впливом зустрічного руху літосферних плит. Такі рухи називають ще орогенічними.
У більшості випадків зминаються в складки гірські породи плити, що насувається зверху. Але процес горотворення може відбуватися й на зустрічній плиті, що занурюється. Це відбувається внаслідок того, що часто плита може мати надто товстий шар в’язких осадових відкладів, які не можуть бути затягнуті під край наповзаючої зверху плити. Ці відклади зминаються у складки, а при подальшому стискуванні зриваються з кристалічної основи, утворюючи скиби. Так, при стиканні
літосферних плит виникають тектонічні структури, які називають складчастими областями.
Крім розривних та орогенічних рухів існують ще вертикальні, повільні коливання земної кори.
Отже, земна кора зазнає як вертикальних, так і горизонтальних рухів. Зокрема, існування гірської країни зберігається завдяки тому, що продовжується процес підсування однієї плити під іншу. Унаслідок припинення або зміни напрямку руху двох літосферних плит із зустрічного на протилежний, гори поступово старіють, руйнуються, перетворюючись на рівнину чи морський басейн.
Найвищі частини гірських країн із потовщеною земною корою, що виникли 3,5—0,8 млрд років тому, поступово перетворилися на кристалічні щити давніх платформ.
Давні платформи є твердими, відносно стійкими ділянками земної кори з двоярусною будовою. Нижній ярус (фундамент) складений твердими кристалічними породами (гранітами, базальтами, кристалічними сланцями тощо), другий ярус утворюють осадові породи (пісок, глина, вапняк . та ін.).
Кристалічними щитами називають частини стійких ділянок земної кори, де давні тверді магматичні та метаморфічні породи виходять на поверхню. Для них характерними є переважно висхідні тектонічні рухи.
Однак більшу площу платформ займають ділянки з двоярусною будовою, в основі яких залягають тверді кристалізовані породи давніх зруйнованих гір, що зверху перекриті великою товщею осадових порід. Якщо потужність останніх дуже незначна (до 200 м), а кристалічний фундамент опуклий, таке утворення вважають масивом або тектонічним підняттям (антиклізою).
Для двох інших типів ділянок давніх платформ в минулому були характерними переважно
низхідні рухи (опускання). Це приводило до затоплення території морем і нагромадження у ньому осадових відкладів. Якщо на сьогодні в межах такої структури товща осадових порід становить до 2000 м, то її називають плитою. Ділянку платформи, де кристалічний фундамент вгнутий і розташований на великих глибинах (2000—7000 м), вважають тектонічною западиною.
Верхній ярус платформ утворений, як правило, відкладами морського походження. Адже, завдяки дії сили тяжіння, продукти вивітрювання гірських порід з піднятих ділянок суходолу переносяться і нагромаджуються в зниженнях (морських басейнах, озерах тощо). Про періоди, коли платформа в результаті повільних вертикальних коливань ставала дном моря чи знову суходолом, можемо судити, вивчивши вік і походження шарів порід, що утворюють верхній ярус платформ. Велика товща відкладів свідчить про існування у цей геологічний час морського басейну, а відсутність шарів окремих періодів — про режим суходолу, коли йшло не відкладення, а навпаки, змив і винесення продуктів вивітрювання.
Крім давніх платформ і складчастих областей, для земної кори характерними є тектонічні структури, які називають молодими платформами або плитами. Це відносно стійкі ділянки земної кори із зруйнованими горами, які існували 0,5— 0,2 млрд років тому, а зараз зверху перекриті горизонтальними шарами осадових порід.
Внутрішні сили, що зумовлюють зміни земної кори
Походження материків і океанів
Вулкани та райони їхнього поширення
Землетруси та райони їхнього поширення
Форми земної поверхні
Складчасті та складчасто-брилові гори
Зовнішні сили, що зумовлюють зміни земної кори
Генетичні типи рельєфу
Походження рівнин
Значення рельєфу в господарській діяльності людини. Надра та їхня охорона
Источник
3.
Гутенберга
АСТЕНОСФЕРА
Внутрішня будова Землі.
2.
На основі детальних геофізичних досліджень було встановлено неоднорідність внутрішньої будови Землі і виділено три основні внутрішні геосфери: ядро, мантію та земну кору. Для зручності, кожен шар у будові Землі нумерують літерами латинського алфавіту.
А → Земна кора:
конт – (мах. – 70-80 км)
(сер. – 35-40 км)
Розділ Мохоровічіча:
(межа земної кори і мантії)
В → верхня мантія
(шар Гутенберга)
(410-650 км)
тут (у верхній частині)
знаходиться
(речовина у розм’якшеному
стані – tº = 1200º)
С → середня мантія
(шар Голіцина)
(650-1000 км)
Д´ → нижня мантія
(1000-2700 км)
Д´´ → перехідна оболонка
(шар Берзан)
(2700-2900 км)
Розділ (поверхня) Віхерта-
(2900 км)
Е → зовнішнє ядро(рідке)
(2900-4980 км)
F → перехідна зона
(4980-5120 км)
G → внутрішнє ядро(тверде)
(5120-6370 (6371, 6378) км)
ТЕКТОНОСФЕРА– шар, який утворюють Земна кора і Мантія.
ЛІТОСФЕРА – утворюють Земна кора і надастеносферний шар Мантії.
ЯДРО – (r = 3482 км; 17% – об’єму Землі; 34% – маси Землі).
Кожна з геосфер має свої особливості, можна сказати особисті якості, завдяки яким вони дуже неоднозначно реагують на зовнішні впливи.
Особливо це стосується земної кори, яка насичена зовнішньою (головним чином сонячною енергією) й не лише акумулює її, але й у величезній кількості випромінює. Вона знаходиться ніби у «перенапруженому» стані при постійно нестійкій рівновазі.
В геосферах постійно відбувається перерозподіл енергії, що поступає ззовні (внутрішній обмін, кругообіг речовин). Чутливість кожної геосфери до зовнішніх впливів багато в чому залежить від її постійно мінливого, нестійкого, напруженого внутрішнього енергетичного стану.
Для геосфер дуже важливо буває встановити причини, що викликають крупні зміни й катастрофи. При певних умовах ними можуть бути сонячні спалахи і, навіть, сила притягання Місяця та ін небесних тіл. Основні сили, що впливають на земні геосфери за енергоємністю, періодичністю, мінливістю, взаємозв’язком з іншими силами:
1) променева енергія Сонця; 2) гравітаційний вплив сусідніх космічних тіл; 3) земні фактори; 4) вплив далеких зірок і галактик.
Існує 2 основні типи земної кори (ЗК): (континентальний; океанічний) і 2 перехідні – (субконтинентальний, субокеанічний – характерні для Тихого океану).
КОНТИНЕНТАЛЬНА земна кора (КЗК) має в своїй будові 3 шари:
ОСАДОВИЙ (потуж. 10-15 км) – виникає в результаті осідання речовини на дні океанів, морів, озер, річок і представлена вапняками, глинами, пісковиками, пісками, гіпсом, сіллю. Його підошвою є поверхня Конрада (з 1925 р.);
ГРАНІТНО-МЕТАМОРФІЧНИЙ (потуж. 10-20 км) – виникає в результаті кристалізації магми і представлений гранітами і породами, що виникли внаслідок метаморфізації з магматичних і осадових – гнейсами, кристалічними сланцями та ін. характеризується високим вмістом SіО2 (кремнезему).
БАЗАЛЬТОВИЙ (потуж. близько 40 км) – представлений продуктами вулканічних вивержень (базальти) і метаморфічними породами (амфіболіти).
ОКЕАНІЧНА земна кора (ОЗК), характерна для ложа Світового океану, також має 3 шари:
ОСАДОВИЙ (потуж. кілька сотень метрів) – представлений глибоководними осадами (мул).
БАЗАЛЬТОВИЙ (потуж. до 3 км).
ОСНОВНІ та УЛЬТРАОСНОВНІ ПОРОДИ (потуж. 5-6 км) – представлені габро, перидотитом, серпентинітом та ін. (вміст SіО2до 50%).
Сполучення обох типів ЗК відбувається по-різному. На узбережжях Атлантичного, Індійського і Пн. Льодовитого океанів гранітний шар поступово з’являється в межах континентального схилу. У цьому випадку ОЗК і КЗК контактують в зоні підніжжя континентального схилу. Такий тип перехідної зони називається АТЛАНТИЧНИМ.
Для Тихого океану все не так. Тут мають місце, як уже зазначалось вище, 2 перехідні типи ЗК:
СУБКОНТИНЕНТАЛЬНИЙ (від континентального типу ЗК відрізняється меншою потужністю (20-30 км) і нечітко вираженою поверхнею Конрада):
1) осадовий шар – сотні метрів;
2) гранітно-метаморфічний – (близько 10 км);
3) базальтовий – (10-15 км).
Фактично, це ЗК острівних дуг – Алеутські, Курильські, Японські, Рюкю, Філіппіни.
СУБОКЕАНІЧНИЙ (має загальну потужність до 25 км і підвищену потужність осадового шару до 15 км). Цей тип ЗК характерний для глибоководних улоговин морів (Японське, Охотське) і для деяких внутрішніх морів (Чорне, Середземне).
Субконтинентальні й субокеанічні ділянки дна океанів з’єднують між собою зони розломів. Цей складний і різкий перехідний тип ЗК, з наявністю обох вище названих, називають ТИХООКЕАНСЬКИМ.
Источник