Склад материкової земної кори
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Кора.
Земна́ кора́ — зовнішній шар земної кулі, одна зі структурних оболонок планети, як ядро, мантія. Земна кора є твердим утворенням товщиною 5—40 км, що становить 0,1—0,5 % радіуса Землі. Від мантії Землі відокремлена поверхнею Мохоровичича. Фактично земна кора ніби плаває на поверхні магми, і тому на планеті спостерігаються її деформації та рухи. В основі сучасних уявлень про структуру лежать геофізичні дані про швидкість поширення пружних (переважно поперечних) хвиль.
Типи земної кори[ред. | ред. код]
Схематичний профіль перехідної зони «континент-океан»
Земна кора відрізняється під материками та океанами за складом та потужністю. Розрізняють материкову та океанічну земну кору, що різняться за складом, будовою, потужністю й іншими характеристиками. У залежності від густини порід, що її складають, у корі виділяють три шари: «базальтовий», «гранітний» та осадовий.
Потужність континентальної кори в залежності від тектонічних умов становить від 25-45 км (на платформах) до 60-80 км (в областях гороутворення). У континентальній корі розрізняють осадовий (до 20-25 км), «гранітний» або «гранітно-метаморфічний» (в середньому 15 км, густина порід 2,6-2,7 т/м³) і «базальтовий» (20-35 км, густина порід 2,7-3,0 т/м³) шари. Назви «гранітного» і «базальтового» шарів умовні і історично пов’язані з виділенням межі Конрада, яка їх розділяє. Обидва ці шари іноді об’єднують в поняття консолідованої кори.
Основна відмінності океанічної кори від континентальної — відсутність «гранітного» шару, істотно менша потужність (2-10 км), більш молодий вік (юра, крейда, кайнозой), велика латеральна однорідність. Океанічна кора складається з трьох шарів. Перший шар, або осадовий, має потужність до 1-2 км. Другий шар — вулканічний, або акустичний підмурівок, має в середньому потужність 1-2 км (за іншими даними, 1,2-1,8 км). Детальні дослідження дозволили розділити його на три горизонти (2А, 2В і 2С). Третій шар океанічної кори — «базальтовий» потужністю 4-8 км (інші дані — від 2 до 5 км).
Вік[ред. | ред. код]
Материкова земна кора є послідовним нашаруванням осадових гірських порід різного віку. Нижні горизонти таких нашарувань є найстаршими. Часто вони можуть бути метаморфізованими, тобто такими, які пройшли певну термічну обробку в земних надрах. Вік гірських порід визначають застосовуючи спеціальні методи. Цим займається наука геохронологія. Великою кількістю радіологічних досліджень доведено, що вік найстарших гірських порід земної кори за торієм-232 є не більшим ніж 3,5 мільярда років. Тому прийнято вважати, що вік найстарших гірських порід земної кори не перевищує 3,5 млрд років — а вік нашої планети — приблизно 5 млрд. років.
Протягом перших 2 млрд років, можливо, сформувалося від 50 % до 70-80 % всієї сучасної континентальної кори, в наступні 2 млрд років — щонайбільше 40 %, і лише близько 10 % — за останні 500 млн років, тобто у фанерозої. Переломний момент в розвитку земної кори мав місце у пізньому докембрії, коли в умовах існування великих плит вже зрілої континентальної кори стали можливі великомасштабні горизонтальні переміщення, що супроводжувалися субдукцією та обдукцією новоутвореної літосфери. З цього часу утворення і розвиток земної кори відбувається в геодинамічній обстановці, зумовленій механізмом тектоніки плит.
Рухи[ред. | ред. код]
Земна кора, як і гідросфера, є рухомою системою. Глибинними розломами земна кора розділена на блоки. В результаті взаємодії двох сил — тяжіння Землі до Місяця і відцентрової внаслідок обертання Місяця навколо Землі, виникають добові вертикальні рухи земної кори а також припливи і відпливи води в океанах і морях. Подібно такі рухи відбуваються за рахунок обертання Землі разом з Місяцем довкола Сонця. Встановлено, що такі плавні рухи земної кори відбуваються двічі протягом доби і досягають амплітуди декількох десятків сантиметрів. Напрямки цих рухів не є постійними, вони періодично змінюються. У масштабі мільйонів років вони викликали затоплення морем величезних територій і навпаки — виникнення та ріст гірських масивів. Унаслідок такого піднімання земної кори ростуть молоді гори, наприклад структури альпійської гірської системи, до якої належать і Крим, і Карпати. Геофізичними дослідженнями встановлено, що зараз поверхня Карпат піднімається зі швидкістю 0,1 — 10 мм за рік.
Коливальні рухи земної кори[ред. | ред. код]
Повільні плавні безперервні вертикальні переміщення мас гірських порід; одна з форм тектонічних рухів. Причину їх вбачають у глибинних процесах, що відбуваються в мантії Землі, деякі вчені — у космогенних процесах. Коливальні рухи земної кори впливають на зміни рівня Світового океану, що є однією з причин трансгресій та регресій моря, на склад, шаруватість і потужність осадів, на інтенсивність процесів денудації тощо.
Радіальні рухи земної кори[ред. | ред. код]
Рухи земної кори, паралельні радіусу Землі. Протікають повільно або швидко, при землетрусах — стрибкоподібно. Нерідко називаються коливальними рухами земної кори.
Основні тектонічні елементи земної кори[ред. | ред. код]
Найбільш древні і тектонічно малорухливі обширні області материків — древні платформи (кратони), утворені фундаментом з метаморфічних порід докембрійської, в основі архейської і ранньопротерозойської доби, які виступають на поверхню в межах щитів, і платформних чохлів. Євразія поділяється на такі платформи: Східноєвропейська, Сибірська, Китайсько-Корейська, Південнокитайська, Індостанська, Аравійська. На других материках — по одній платформі більш великих розмірів. Інший основний тип тектонічних областей материків і перехідних зон — широкі і досить протяжні рухомі пояси, що виникли 1,6-1 млрд років тому і які протягом пізнього протерозою і фанерозою пройшли складну історію тектонічного розвитку.
Головні типи сучасних тектонічних областей ложа океанів — їх рухомі зони — так звані серединно-океанічні рифтові пояси і розташовані між ними і околицями материків більш стабільні області — океанічні плити.
| Глибина[3] км | Шари | Щільність г/см³ | |
|---|---|---|---|
| 0-60 | Літосфера | — | |
| 0-35(75) | Земна кора | 2,2-2,9 | |
| 35-60 | … Верхня мантія Землі | 3,4-4,4 | |
| 35-2890 | Мантія | 3,4-5,6 | |
| 70—150(400) | … Астеносфера | — | |
| 2890-5100 | Зовнішнє ядро | 9,9-12,2 | |
| 5100-6378 | Внутрішнє ядро | 12,8-13,1 |
Хімічний склад[ред. | ред. код]
Більшість (99,79 %) маси кори припадає усього на 9 елементів, масові частки яких представлені в наступній таблиці[4]:
Оскільки кисень і кремній є найбільш поширеними елементами, їх сполуки — силікати, є основними породооутворюючими породами земної кори.
Див. також[ред. | ред. код]
- Континентальна земна кора
- Океанічна земна кора
- Перехідні зони «континент-океан»
Примітки[ред. | ред. код]
Джерела[ред. | ред. код]
- Дослідження гравітаційного поля, топографії океану та рухів земної кори в регіоні Антарктики: монографія / О. М. Марченко, К. Р. Третяк, А. Я. Кульчицький та ін. ; за заг. ред. О. М. Марченка, К. Р. Третяка ; М-во освіти і науки, молоді та спорту України, Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Л. : Вид-во Львів. політехніки, 2012. — 308 c. : іл., 6 окр. арк. іл. — Бібліогр.: с. 294—304 (221 назва). — ISBN 978-617-607-206-5
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — : Східний видавничий дім, 2004—2013.
- Третяк П. Р. Лісівнича історія. Навчальний посібник. — Львів, 2002.
Источник
§ 3. Будова земної
кори і рельєф
1. Пригадайте, що таке земна кора.
2. Чим материкова кора відрізняється від океанічної?
3. Які розрізняють форми рельєфу?
БУДОВА
ЗЕМНОЇ КОРИ. Як відомо, земна кора – це верхній шар нашої планети. Разом з
верхньою частиною мантії вона утворює літосферу – тверду оболонку Землі.
Розрізняють два головні типи земної кори. Материкова земна кора
складається з трьох шарів (осадового, гранітного, базальтового). Океанічна
земна кора утворена лише двома шарами (осадовим і базальтовим) і дуже
тонка. Такий тип кори є лише під западинами океанів.
Учені вважають, що спочатку на нашій планеті утворилася
земна кора океанічного типу. Під впливом процесів, що відбуваються в надрах
Землі, вона потовщувалася і на її поверхні утворилися складки – гірські
ділянки. Протягом мільярдів років земна кора зазнавала тривалих змін:
розламувалася на велетенські скиби, прогиналася западинами, вигиналася горами,
поки не набула сучасного вигляду.
Мал. Будова земної
кори
РУХИ ЛІТОСФЕРНИХ ПЛИТ.Згідно з теорією руху літосферних
плит, що ґрунтується на гіпотезі дрейфу материків, земна кора разом з частиною
верхньої мантії не є суцільним покриттям нашої планети. Вона розбита глибокими
розломами на величезні блоки – літосферні плити. Більшість плит включають як материкову, так і океанічну земну
кору. Їх товщина 60 – 100 км.
Літосферні плити здатні повільно переміщуватися по
в’язкій поверхні мантії (астеносфері), ніби гігантські крижини поверхнею води.
Швидкість їх руху видається мізерною – кілька сантиметрів на рік. Проте цей рух
відбувається протягом сотень мільйонів років, тому плити за такий час
переміщуються на тисячі кілометрів. Отже, сучасне розміщення материків і
океанів – це результат тривалого горизонтального руху літосферних плит. Ці рухи також призводять до того, що на стиках
плит в одних місцях відбувається їх зіткнення, а в інших – розсування.
Внаслідок зіткнення
двох літосферних плит з материковою корою їхні краї разом з усіма
нагромадженими осадовими породами зминаються у складки, породжуючи гірські
хребти. Якщо ж зближуються плити, одна з океанічною, а друга з материковою
корою, то перша прогинається і ніби пірнає під материкову. При цьому
припіднятий край материкової кори зминається в складки, формуючи гори, уздовж
узбереж виникають ланцюги островів і глибоководні жолоби.
При розсуванні літосферних плит на їх межах утворюються тріщини.
Таке трапляється здебільшого на дні океанів з тонкою корою – в рифтових долинах – поздовжніх ущелинах
(завширшки кілька десятків кілометрів), що розділяють серединно-океанічні хребти – величезні підводні гірські споруди.
Тріщинами на поверхню дна піднімається розплавлена магма. При її охолодженні з
магматичних порід виникає смуга молодої земної кори. Вона поступово
розповзається в обидва боки від глибинного розлому, що її породив, нарощуючи
краї літосферних плит. Внаслідок цього океанічне ложе розширюється. На дні
океану працює ніби гігантський конвеєр, що пересуває ділянки з молодою корою
від місця їх зародження до материкових околиць океану. Швидкість їх руху
маленька, а шлях довгий. Тому ці ділянки досягають берегів через 15 – 20 млн
років. Пройшовши цей шлях, вони опускаються в глибоководний жолоб і, пірнаючи
під материк, занурюються в мантію, з якої вони утворилася в центральних
частинах серединно-океанічних хребтів.
СТІЙКІ
ТА РУХОМІ ДІЛЯНКИ ЗЕМНОЇ КОРИ.Рухи літосферних плит указують на
те, що на земній поверхні є
відносно стійкі та рухомі ділянки.
Відносно стійкі ділянки земної
кори називають платформами. Це найдавніші за віком вирівняні
ділянки літосферних плит. Вони лежать в основі материків і
океанічних западин. Платформи мають двошарову будову. Нижній ярус – фундамент,
утворений кристалічний магматичними і метаморфічними породами. Верхній –
осадовий чохол, складений осадовими породами, що ніби чохлом накривають зверху
фундамент. Подекуди тверді кристалічні породи фундаменту виступають з-під
пухких осадових порід чохла на поверхню платформи. Такі ділянки називають щитами.
Ділянки ж перекриті чохлом називають – плитами (не плутайте з
літосферними плитами). За
геологічним віком розрізняють давні
і молоді платформи. Давні платформи
утворилися в найдавніші геологічні часи – в архейську і протерозойську
ери, тобто в докембрії. Вік їх
фундаменту 1,5 – 4 млрд років. Фундамент молодих
платформ утворився тільки 0,5 млрд років тому.
Між відносно стійкими ділянками земної кори розміщуються
нестійкі зони – рухомі пояси.
Вони збігаються з місцями глибинних розломів на суходолі і в океанах (в
серединно-океанічних хребтах і глибоководних жолобах). У цих вузьких, але витягнутих на тисячі кілометрів
зонах, скупчені вулкани і часто трапляються землетруси. Тому їх називають сейсмічними
поясами.
РОЗМІЩЕННЯ
ФОРМ РЕЛЬЄФУ.Рельєф тісно пов’язаний з будовою
земної кори. Сучасний її зовнішній вигляд формують найбільші форми рельєфу –
виступи материків і западини океанів, гори і величезні рівнини. Вони утворилися
в результаті рухів літосферних плит. У розміщенні форм рельєфу на поверхні
Землі є певні закономірності.
Виступи материків відповідають земній корі материкового
типу, а океанічні западини – областям поширення океанічної кори. Великі рівнини
розміщуються на давніх платформах. Від
того на якій ділянці платформи розташована рівнина залежить її висота: на щитах
найчастіше лежать височини і плоскогір’я, на плитах – низовини.
Гори суходолу та
серединно-океанічні хребти і глибоководні жолоби на дні океанів розташовуються
у рухомих поясах на межах літосферних плит. На суходолі при зіткненні
літосферних плит породи на їх краях зминаються в складки – утворюється область складчастості. При цьому
виникають молоді складчасті гори. Поступово, протягом мільйонів років, вони
руйнуються. Наступні рухи земної кори розломами розбивають їх на окремі брили.
По цих розломах відбувається вертикальне зміщення: якщо одна ділянка
піднімається відносно сусідніх, то утворюється горст, якщо опускається – грабен.
Так утворюються складчасто-брилові гори.
ЗМІНА
РЕЛЬЄФУ.Основною причиною різноманітності
рельєфу є взаємодія внутрішніх і зовнішніх сил, що діють одночасно.
Внутрішні сили в основному створюють великі форми
рельєфу. Зовнішні ж сили (вивітрювання, робота текучих вод, вітру, підземних
вод, льодовиків, морського прибою) руйнують гірські породи і переносять
продукти руйнування з одних ділянок земної поверхні на інші, де відбувається їх
відкладення і нагромадження. Зміна рельєфу Землі відбувається безперервно.
Змінюються обриси гір, їх висота, вирівнюються горби, заповнюються зниження.
Навіть, хоча й дуже повільно, змінюються обриси материків.
Рельєф нашої планети формувався тривалий час. При цьому
періоди горотворення чергувалися з періодами менш активних рухів земної кори,
коли гірські масиви руйнувалися зовнішніми процесами і перетворювалися на
рівнини.
ЯК
ЧИТАТИ КАРТУ «БУДОВА ЗЕМНОЇ КОРИ».На тематичній карті «Будова
земної кори» показано розташування літосферних плит та напрямки і швидкість їх
руху. На плитах виділено кольором платформи і області складчастості. Вони краще
вивчені і більш достовірно показані на суходолі. Як видно з карти, ядра сучасних материків утворюють здебільшого давні
докембрійські платформи. Їх обрамляють молоді платформи та області
складчастості, що утворилися в наступні ери. Часто на карті «Будова земної
кори» наводиться спеціальна шкала – геохронологічна
таблиця, що відображає відтинки геологічного часу (геологічні ери,
періоди), яким відповідає певний етап формування земної кори (епохи
горотворення).
На карті на дні морів і океанів позначено океанічні
платформи, серединноокеанічні хребти, глибоководні жолоби, зони розломів.
Штриховкою та значками відмічені зони землетрусів і вулкани. На місцезнаходження родовищ різних за походженням
(осадових, магматичних, метаморфічних) корисних копалин вказують типові значки.
Мал. Геохронологічна таблиця
Працюємо з картою
1.
Назвіть і покажіть великі літосферні плити. Якими типами земної кори вони
утворені?
2.
Визначте, в якому напрямку переміщуються Південноамериканська і
Африканська, Євразійська і Індо-Австралійська плити.
3.
Визначте, які літосферні плити і в яких місцях переміщуються з найбільшою
швидкістю.
4.
Де проходять межі літосферних плит? Які процеси та явища виникають на їх межах?
Поясніть, чому у межах Тихоокеанського вогняного кільця зосереджено 80 % усіх
сучасних вулканів.
5.
Назвіть острови Атлантичного океану, що лежать на межах літосферних плит.
Які острови цього океану розташовані поза їх межами?
6.
Наведіть приклади сусідства глибоководних жолобів і острівних дуг. Які
природні процеси та явища виникають поблизу них?
7.
Які форми рельєфу виникають на межах літосферних плит на суходолі? Наведіть
конкретні приклади.
8.
Назвіть давні (докембрійські) платформи.
9.
Області складчастості яких періодів є на Євразійській плиті?
Запитання і
завдання
1. Чим земна кора материкового
типу відрізняється від кори океанічного типу?
2. Якими є наслідки зближення і
розсування літосферних плит?
3. Яку будову має платформа? Які
розрізняють платформи за віком? Назвіть, користуючись картою „Будова земної
кори”, найбільші давні та молоді платформи.
4. Визначте за картою, де
розташовані серединноокеанічні хребти, ланцюги островів та глибоководні жолоби.
5. Які існують закономірності у
розміщенні форм рельєфу?
Источник
Земна кора складається в основному з дев’яти елементів, на які припадає 99,79 % (табл. 1). Серед решти переважають титан, фосфор, марганець, фтор, сірка, стронцій, барій, вуглець, хлор, нікель. Тому, попри велику кількість можливих комбінацій хімічних елементів, число основних породоутворюючих мінералів у цілому невелике. Декілька елементів — таких, як золото, срібло, мідь, сірка, платина, вуглець у формі графіту і алмазу — зустрічаються в чистому вигляді, але більшість — у вигляді хімічних сполук. Оскільки вміст кисню в земній корі є найбільшим, то хімічні сполуки з ним інших елементів особливо поширені. Кремній та алюміній, які займають відповідно друге і третє місця, найчастіше входять до складу силікатних мінералів. Силікати — це сполуки кремнію і кисню з іншими елементами — такими, як алюміній, натрій, калій, залізо і магній. Порівняно рідше мінеральні сполуки містять карбонати, сульфіди, сульфати, хлориди, фосфати, гідроксиди, нітрати і борати.
Таблиця 1. Вміст у земній корі найбільш поширених елементів (за О.П. Виноградовим, 1959 р.)
Елемент | Відсоток від загальної маси | Елемент | Відсоток від загальної маси |
Кисень | 47,2 | Натрій | 2,64 |
Кремній | 27,6 | Калій | 2,6 |
Алюміній | 8,8 | Магній | 2,1 |
Залізо | 5,1 | Водень | 0,15 |
Кальцій | 3,6 | Усі решта | 0,21 |
Хімічний склад у земній корі безперервно оновлюється. Пояснюється це постійним переміщенням хімічних елементів у складі газів, водних і твердих розчинів. Завдяки міграції елементів між різними шарами кори, а також між материками і океанами здійснюється взаємний обмін речовиною. Але дослідження хімічного складу континентального й океанічного типів кори показали, що між ними є помітні відмінності: в континентальній земній корі підвищений вміст оксидів кремнію, натрію, калію і фосфору, в океанічному типі оксидів алюмінію, кальцію, заліза, титану, марганцю.
Хімічний склад земної кори, маса якої становить лише 1 % маси планети, відмінний від складу Землі в цілому. За даними О.Є. Ферсмана, найпоширенішими елементами Землі є (% маси): залізо — 39,76; кисень — 27,71; кремній — 14,53; магній — 8,69; нікель — 3,46; кальцій — 2,32; алюміній — 1,79; сірка — 0,64; інші — 1,1. Середній хімічний склад земних порід близький до складу більшості метеоритів. Таку ж схожість засвідчили дослідження ґрунту Місяця, доставленого на Землю автоматичними станціями і астронавтами. Таким чином, зіставлення хімічного і мінерального складу метеоритів та інших тіл Сонячної системи свідчить про єдність походження матерії внутрішніх планет.
В природі мінерали (однорідні за складом і будовою хімічні сполуки або однорідні елементи) зустрічаються у твердому, рідкому або газоподібному стані. Основну масу складають тверді мінерали. Кристали мінералів мають форму багатогранників, для них характерне строго закономірне розташування атомів, з яких вони складаються.
Мінерали визначаються з допомогою спеціальних методів дослідження за кольором, блиском, спайністю, зломом, твердістю, кольором риски, питомою масою, розчинністю, магнітними властивостями, заломленням світлових і рентгенівських променів.
У природних умовах мінерали складають різні сполучення і утворюють гірські породи, які за походженням поділяють на три групи: магматичні, осадові, метаморфічні. Основну масу земної кори складають магматичні гірські породи (близько 95 % її маси). Поверхня ж Землі на 75 % складена осадовими породами і на 25 % — магматичними і метаморфічними породами.
Магматичні породи утворюються з магми або лави (вилитої на поверхню магми). Породи, що утворилися з магми на глибині, називаються інтрузивними, а на поверхні — ефузивними. Магматичні породи складаються переважно з силікатів і алюмосилікатів, найважливішими компонентами яких є оксиди кремнезему Si02 і глинозему А1203. За вмістом кремнезему магматичні породи поділяються на чотири групи, які представлено в табл. 2.
Таблиця 2. Поділ магматичних порід за вмістом кремнезему
Породи | Вміст Si02, % | Характерні породи | |
Інтрузивні | Ефузивні | ||
Ультраосновні | 40 | Дуніти, піроксеніт, перідотит | |
Основні | 40—52 | Габро | Базальт, діабаз |
Середні | 52—65 | Діорит | Андезит |
Кислі | 65 | Граніт | Ліпарит (ріоліт) |
Осадові гірські породи бувають уламкового, органічного і хімічного походження. Відомо, що під дією тепла та холоду, вологи, вітру гірські породи постійно руйнуються, розпадаються на уламки, пісок, пил, мул. Текучі води, льодовики, вітер зносять цей вивітрений матеріал у моря, озера, низовини. Найбільша кількість піщаного і мулистого матеріалу осідає в морях і океанах. Спочатку він представляє собою напіврідку масу, але пізніше під тиском нових шарів ущільнюється і згодом перетворюється в тверду осадову породу: пісок — у пісковик, глина — в глинистий сланець. Ці гірські породи уламкового походження. Осадові породи органічного походження утворюються в результаті нагромадження органічних решток після відмирання тварин та рослин. Так, наприклад, органічного походження є крейда, яка складається головним чином з панцирів дрібних одноклітинних водоростей і мікроскопічних раковин корененіжок. Органічне походження має багато вапняків і такі корисні копалини, як кам’яне та буре вугілля. Осадові породи хімічного походження утворюються в результаті випадання з водних розчинів різноманітних розчинених речовин (наприклад, кам’яна сіль).
Метаморфічні гірські породи утворюються в процесі глибинного перетворення осадових і магматичних порід, які, будучи похованими під пластами нових нашарувань, опиняються в умовах великого тиску і високої температури. Інколи відбувається повне переплавлення порід, внаслідок чого з граніту та одночасно з осадових порід утворюється гнейс, а наприклад, з рихлого пісковику — дуже твердий кварцит. Перекристалізація вапняку приводить до утворення мармуру. Метаморфічні породи відрізняються специфічним мінеральним складом і набувають нових текстурних ознак, наприклад сланцюватості. До числа найпоширеніших метаморфічних порід належать глинисті сланці, гнейси, кварцити, мармури, скарни, роговики.
Источник