Земна кора. Шари землі та її структура З яких газів складається земна кора

Земна кора в науковому розумінні є найвищою і твердою геологічною частиною оболонки нашої планети.

Наукові дослідження дозволяють вивчити її докладно. Цьому сприяють багаторазові буріння свердловин як у континентах, і на океанському дні. Будова землі та земної кори на різних ділянках планети відрізняються і за складом, і за характеристиками. Верхньою межею земної кори є видимий рельєф, а нижньою – зона поділу двох середовищ, яка також відома як поверхня Мохоровичича. Часто її називають просто "кордон М". Цю назву вона отримала завдяки хорватському сейсмологу Мохоровичичу А. Він довгі роки спостерігав за швидкістю сейсмічних рухів залежно від рівня глибини. У 1909 році він встановив наявність різниці між земною корою та розпеченою мантією Землі. Кордон М пролягає тому рівні, де швидкість сейсмічних хвиль підвищується з 7.4 до 8.0 км/с.

Хімічний склад Землі

Вивчаючи оболонки нашої планети, вчені робили цікаві та навіть приголомшливі висновки. Особливості будови земної кори роблять її схожою з такими ж ділянками на Марсі та Венері. Більш ніж 90 % складових елементів представлені киснем, кремнієм, залізом, алюмінієм, кальцієм, калієм, магнієм, натрієм. Поєднуючись між собою у різних комбінаціях, вони утворюють однорідні фізичні тіла – мінерали. Вони можуть увійти до складу гірських порід у різних концентраціях. Будова земної кори дуже неоднорідна. Так, гірські породи в узагальненому вигляді є агрегатами більш-менш постійного хімічного складу. Це самостійні геологічні тіла. Під ними розуміється чітко окреслена область земної кори, що має у своїх межах однакове походження, вік.

Гірські породи за групами

1. Магматичні. Назва говорить сама за себе. Вони виникають з магми, що вистигла з жерла древніх вулканів. Будова цих порід залежить від швидкості застигання лави. Чим вона більша, тим менше кристали речовини. Граніт, наприклад, сформувався в товщі земної кори, а базальт з'явився внаслідок поступового виливання магми на її поверхню. Різноманітність таких порід досить велика. Розглядаючи будову земної кори, бачимо, що вона складається з магматичних мінералів на 60 %.

2. Осадові. Це породи, які стали результатом поступового відкладення на суші та дні океану уламків тих чи інших мінералів. Це можуть бути як пухкі компоненти (пісок, галька), зціментовані (піщаник), залишки мікроорганізмів (кам'яне вугілля, вапняк), продукти хімічних реакцій (калійна сіль). Вони становлять до 75% усієї земної кори на материках.
За фізіологічним способом утворення осадові породи поділяються на:

• Уламкові. Це залишки різних гірських порід. Вони руйнувалися під впливом природних факторів (землетрус, тайфун, цунамі). До них можна віднести пісок, гальку, гравій, щебінь, глину.
• Хімічні. Вони поступово утворюються з водяних розчинів тих чи інших мінеральних речовин (солі).
• Органічні чи біогенні. Складаються з останків тварин чи рослин. Це горючі сланці, газ, нафта, вугілля, вапняк, фосфорити, крейда.

3. Метаморфічні породи. Вони можуть перетворюватися інші компоненти. Це відбувається під впливом температури, що змінюється, великого тиску, розчинів або газів. Наприклад, з вапняку можна отримати мармур, граніту - гнейс, з піску - кварцит.

Мінерали та гірські породи, які людство активно використовує у своїй життєдіяльності, називаються корисними копалинами. Що вони являють собою?

Це природні мінеральні утворення, які впливають на будову землі та земної кори. Вони можуть використовуватися в сільському господарстві та промисловості як у природному вигляді, так і піддаючись переробці.

Види корисних мінералів. Їхня класифікація

Залежно від фізичного стану та агрегації, корисні копалини можна розділити на категорії:

1. Тверді (руда, мармур, вугілля).
2. Рідкі (мінеральна вода, нафта).
3. Газоподібні (метан).

Характеристики окремих видів корисних копалин

За складом та особливостями застосування розрізняють:

1. Горючі (вугілля, нафту, газ).
2. Рудні. Вони включають радіоактивні (радій, уран) та шляхетні метали (срібло, золото, платина). Є руди чорних (залізо, марганець, хром) та кольорових металів (мідь, олово, цинк, алюміній).
3. Нерудні корисні копалини грають істотну роль такому понятті, як будова земної кори. Географія їх велика. Це неметалеві та негорючі гірські породи. Це будівельні матеріали (пісок, гравій, глина) та хімічні речовини (сірка, фосфати, калійні солі). Окремий розділ присвячено дорогоцінним та поділковим каменям.

Розподіл корисних копалин на планеті безпосередньо залежить від зовнішніх чинників і геологічних закономірностей.

Так, паливні корисні копалини в першу чергу видобувають у нафтогазоносних та вугільних басейнах. Вони мають осадове походження та формуються на осадових чохлах платформ. Нафта і вугілля дуже рідко залягають разом.

Рудні корисні копалини найчастіше відповідають фундаменту, виступам та складчастим областям платформних плит. У таких місцях вони можуть створювати величезні за протяжністю пояси.

Ядро

Земна оболонка, як відомо, багатошарова. Ядро розташовується в самому центрі, а його радіус приблизно дорівнює 3500 км. Його температура набагато вища, ніж у Сонця і становить близько 10000 К. Точних даних про хімічний склад ядра не отримано, але приблизно воно складається з нікелю та заліза.

Зовнішнє ядро ​​знаходиться в розплавленому стані і має більшу потужність, ніж внутрішнє. Останнє піддається колосальному тиску. Речовини, з яких воно складається, знаходяться у постійному твердому стані.

Мантія

Геосфера Землі оточує ядро ​​і становить близько 83 відсотків усієї оболонки нашої планети. Нижня межа мантії знаходиться на величезній глибині майже 3000 км. Цю оболонку прийнято умовно розділяти на менш пластичну і щільну верхню частину (саме з неї утворюється магма) і нижню кристалічну, ширина якої становить 2000 кілометрів.

Склад та будова земної кори

Щоб говорити про те, які елементи входять до складу літосфери, потрібно дати деякі поняття.

Земна кора - це зовнішня оболонка літосфери. Її щільність менша удвічі проти середньої щільністю планети.

Від мантії земна кора відділена кордоном М, яку вже говорилося вище. Так як процеси, що відбуваються на обох ділянках, взаємно впливають один на одного, їх симбіоз називається літосферою. Це означає "кам'яна оболонка". Її потужність коливається не більше 50-200 кілометрів.

Нижче літосфери розташована астеносфера, яка має менш щільну і в'язку консистенцію. Її температура становить близько 1200 градусів. Унікальною особливістю астеносфери є можливість порушувати свої межі та проникати у літосферу. Вона є джерелом вулканізму. Тут знаходяться розплавлені вогнища магми, що впроваджується у земну кору та виливається на поверхню. Вивчаючи ці процеси, вчені змогли зробити багато дивовижних відкриттів. Саме так вивчалася будова земної кори. Літосфера була сформована багато тисяч років тому, але зараз у ній відбуваються активні процеси.

Структурні елементи земної кори

Порівняно з мантією та ядром, літосфера – це жорсткий, тонкий і дуже крихкий шар. Вона складена із комбінації речовин, у складі яких на сьогоднішній день виявлено понад 90 хімічних елементів. Вони розподілені неоднорідно. 98 відсотків маси земної кори посідає сім складових. Це кисень, залізо, кальцій, алюміній, калій, натрій та магній. Вік найдавніших порід та мінералів становить понад 4.5 мільярдів років.

Вивчаючи внутрішню будову земної кори, можна назвати різні мінерали.
Мінерал - порівняно однорідна речовина, яка може бути як усередині, так і на поверхні літосфери. Це кварц, гіпс, тальк тощо. Гірські породи складаються з одного або кількох мінералів.

Процеси, що формують земну кору

Будова океанічної земної кори

Ця частина літосфери переважно складається з базальтових порід. Будова океанічної земної кори вивчена не так досконало, як континентальна. Теорія тектонічних плит пояснює, що океанічна земна кора є відносно молодою, а її останні ділянки можна датувати пізньою юрою.
Її товщина практично не змінюється з часом, тому що вона визначається кількістю розплавів, що виділяються з мантії у зоні серединно-океанічних хребтів. На неї суттєво впливає глибина осадових шарів на дні океану. У найбільш об'ємних ділянках вона становить від 5 до 10 км. Цей вид земної оболонки відноситься до океанічної літосфери.

Континентальна кора

Літосфера взаємодіє з атмосферою, гідросферою та біосферою. У процесі синтезу вони утворюють найскладнішу та реакційно активну оболонку Землі. Саме в тектоносфері відбуваються процеси, що змінюють склад та будову цих оболонок.
Літосфера на земній поверхні не є однорідною. Вона має кілька шарів.

1. Осадовий. Він переважно утворюється гірськими породами. Тут переважають глини та сланці, а також широко поширені карбонатні, вулканогенні та піщані породи. В осадових шарах можна зустріти такі корисні копалини, як газ, нафту та кам'яне вугілля. Усі вони мають органічне походження.
2. Гранітний шар. Він складається з магматичних та метаморфічних порід, які найбільш близькі за своєю природою до граніту. Цей шар зустрічається далеко не скрізь, найяскравіше він виражений на континентах. Тут його глибина може становити десятки кілометрів.
3. Базальтовий шар утворюють породи, близькі до однойменного мінералу. Він щільніший, ніж граніт.

Глибина та зміна температури земної кори

Поверхневий шар прогрівається сонячним теплом. Це геліометрична оболонка. Вона зазнає сезонних коливань температури. Середня потужність шару становить близько 30 м-коду.

Нижче знаходиться шар, ще тонший і крихкий. Його температура постійна і приблизно дорівнює середньорічній, характерній цій галузі планети. Залежно від континентального клімату, глибина цього шару збільшується.
Ще глибше у земній корі знаходиться ще один рівень. Це геотермічний шар. Будова земної кори передбачає його наявність, яке температура визначається внутрішнім теплом Землі і з глибиною.

Підвищення температури відбувається за рахунок розпаду радіоактивних речовин, що входять до складу гірських порід. Насамперед це радій та уран.

Геометричний градієнт – величина наростання температури залежно від ступеня збільшення глибини шарів. Цей параметр залежить від різних факторів. Будова та типи земної кори впливають на нього, так само як і склад гірських порід, рівень та умови їх залягання.

Тепло земної кори є важливим джерелом енергії. Його вивчення дуже актуальне на сьогоднішній день.

Таке питання, як будова Землі, цікавить багатьох учених, дослідників і навіть віруючих. З бурхливим розвитком науки і техніки з початку 18 століття багато гідних трудівників науки витратили чимало зусиль для того, щоб зрозуміти нашу планету. Сміливці спускалися на дно океану, літали у найвищі верстви атмосфери, бурили величезну глибину свердловини для дослідження ґрунтів.

Сьогодні є досить цілісна картина того, з чого складається Земля. Щоправда, влаштування планети та всіх її областей все ще не відоме на 100%, але вчені поступово розширюють межі пізнання і отримують все більше об'єктивної інформації з цього приводу.

Форма та розміри планети Земля

Форма та геометричні розміри Землі – основні поняття, якими вона описується, як небесне тіло. У середні віки вважалося, що планета має плоску форму, знаходиться в центрі Всесвіту, а навколо неї обертається Сонце та інші планети.

Але такі сміливі дослідники природи, як Джордано Бруно, Микола Коперник, Ісаак Ньютон спростували подібні міркування і математично довели, що Земля має форму кулі з приплюснутими полюсами і обертається навколо Сонця, а не навпаки.

Структура планети дуже різноманітна, при тому, що її розміри досить невеликі за мірками навіть сонячної системи – довжина екваторіального радіусу становить 6378 км, полярного радіусу – 6356 км.

Довжина одного з меридіанів дорівнює 40 008 км, а екватор простягається на 40 007 км. З цього також видно, що планета дещо «приплющена» між полюсами, її вага становить 5.9742×10 24 кг.

Земні оболонки

Земля складається з багатьох оболонок, що утворюють своєрідні верстви. Кожен шар є центрально симетричним по відношенню до базової центральної точки. Якщо візуально виконати розріз грунту на всій його глибині, то відкриються шари з різним складом, агрегатним станом, щільністю і т.д.

Усі оболонки поділяються на дві великі групи:

1. Внутрішня будова описується відповідно внутрішніми оболонками. Ними є земна кора та мантія Землі.
2. Зовнішні оболонки, до яких належить гідросфера та атмосфера.

Будова кожної оболонки предмет вивчення окремих наук. Вчені досі, у вік бурхливого технічного прогресу, в повному обсязі питання з'ясували остаточно.

Земна кора та її типи

Земна кора - це одна з оболонок планети, що займає лише близько 0,473% від її маси. Глибина кори 5 – 12 кілометрів.

Цікаво відзначити, що глибше вчені практично не проникали, а якщо провести аналогію, то кора - це як шкірка на яблуку по відношенню до всього його обсягу. Подальше і точніше вивчення потребує зовсім іншого рівня розвитку техніки.

Якщо дивитися на планету в розрізі, то в міру різної глибини проникнення всередину її структури можна виділити по порядку такі типи земної кори:

1. Океанічна кора- Складається переважно з базальтів, знаходиться на дні океанів під величезними шарами води.
2. Континентальна чи материкова кора— покриває сушу, складається з дуже багатого хімічного складу, що включає 25% кремній, 50% кисень, а також 18% інших основних елементів таблиці Менделєєва. З метою зручного вивчення цієї кори її ще поділяють на нижню та верхню. Найбільш давні відносяться до нижньої частини.

Температура кори збільшується в міру поглиблення.

Мантія

Основний обсяг нашої планети складає мантія. Вона займає весь простір між розглянутою вище корою та ядром і складається з багатьох верств. Найменша товщина до мантії становить близько 5-7 км.

Сучасний рівень розвитку науки і техніки не дозволяє безпосередньо вивчати цю частину Землі, тому для отримання інформації про неї використовують непрямі методи.

Найчастіше народження нової земної кори супроводжується її контактом з мантією, що особливо активно відбувається у місцях під океанськими водами.

Сьогодні вважається, що існує верхня та нижня мантії, які поділяються кордоном Мохоровичича. Відсотки цього розподілу прораховані досить точно, але потребують уточнення у майбутньому.

Зовнішнє ядро

Ядро планети також є однорідним. Величезні температури, тиск змушують протікати тут багато хімічних процесів, виробляється розподіл мас, речовин. Ядро ділиться на внутрішнє та зовнішнє.

Зовнішнє ядро ​​має товщину близько 3000 км.Хімічний склад цього шару: залізо та нікель, що знаходяться в рідкій фазі. Температура середовища тут коливається від 4400 до 6100 градусів за Цельсієм у міру наближення до центру.

Внутрішнє ядро

Центральна частина Землі, радіус якої приблизно 1200 км. Найнижчий шар, який також складається із заліза та нікелю, а також деяких домішок легких елементів. Агрегатний стан цього ядра схоже на аморфний. Тиск тут досягає неймовірних 3,8 млн бар.

А ви знаєте скільки кілометрів до ядра землі? Відстань приблизно 6371 км, що легко обчислюється, якщо знати діаметр та інші параметри кулі.

Порівняння потужності внутрішніх верств Землі

Геологічна будова часом оцінюється таким параметром, як потужність внутрішніх верств. Вважається, що найпотужнішою є мантія, тому що у неї найбільша товщина.

Зовнішні сфери земної кулі

Планета Земля відрізняється від будь-якого іншого відомого вченим космічного об'єкта тим, що має ще й зовнішні сфери, до яких належать:

• гідросфера;
• атмосфера;
• біосфери.

Методи дослідження цих сфер значно відрізняються, адже всі вони дуже відрізняються за своїм складом та об'єктом вивчення.

Гідросфера

Під гідросферою розуміється вся водна оболонка Землі, включаючи як величезні океани, що займають приблизно 74% поверхні, і моря, річки, озера і навіть невеликі струмки і водойми.

Найбільша товщина гідросфери становить близько 11 км. і спостерігається в районі Маріанської западини.Саме вода вважається джерелом життя і тим, що відрізняється наша куля від решти у Всесвіті.

Гідросфера займає приблизно 1,4 млрд км 3 обсягу. Тут вирує життя, і забезпечуються умови для функціонування атмосфери.

Атмосфера

Газова оболонка нашої планети, що надійно закриває її надра від космічних об'єктів (метеоритів), космічного холоду та інших явищ, несумісних із життям.

Товщина атмосфери становить за різними оцінками близько 1000 км.Біля поверхні ґрунту щільність атмосфери становить щільність 1,225 кг/м3.

На 78% газова оболонка складається з азоту, на 21% з кисню, решта посідає такі елементи, як аргон, вуглекислий газ, гелій, метан та інші.

Біосфера

Незалежно від того, як вивчають аналізоване питання вчені, біосфера становить найважливішу частину структури Землі – це оболонка, яка населена живими істотами, включаючи самих людей.

Біосфера непросто населена живими істотами, а й постійно змінюється під впливом, особливо, під впливом людини її діяльності. Цілісне вчення про цю сферу розробив великий учений В. І. Вернадський. Саме це визначення запровадив австрійський геолог Зюсс.

Висновок

Поверхня Землі, а також усі оболонки її зовнішньої та внутрішньої структури є дуже цікавим предметом дослідження для цілих поколінь вчених.

Хоча на перший погляд здається, що розглянуті сфери досить розрізнені, але вони пов'язані непорушними зв'язками. Наприклад, життя і вся біосфера просто неможливі без гідросфери та атмосфери, ті ж, у свою чергу, беруть початок з надр.

Характерна риса еволюції Землі - диференціація речовини, виразом якої є оболонкова будова нашої планети. Літосфера, гідросфера, атмосфера, біосфера утворюють основні оболонки Землі, що відрізняються хімічним складом, потужністю та станом речовини.

Внутрішня будова Землі

Хімічний склад Землі(Рис. 1) схожий зі складом інших планет земної групи, наприклад Венери або Марса.

У цілому нині переважають такі елементи, як залізо, кисень, кремній, магній, нікель. Вміст легких елементів невеликий. Середня густина речовини Землі 5,5 г/см 3 .

Про внутрішню будову Землі достовірних даних дуже мало. Розглянемо рис. 2. Він зображує внутрішню будову Землі. Земля складається із земної кори, мантії та ядра.

Рис. 1. Хімічний склад Землі

Рис. 2. Внутрішня будова Землі

Ядро

Ядро(Рис. 3) розташоване в центрі Землі, його радіус становить близько 3,5 тис км. Температура ядра досягає 10 000 К, тобто вона вища, ніж температура зовнішніх шарів Сонця, а його густина становить 13 г/см 3 (порівняйте: вода - 1 г/см 3). Ядро імовірно складається зі сплавів заліза та нікелю.

Зовнішнє ядро ​​Землі має більшу потужність, ніж внутрішнє (радіус 2200 км) і знаходиться у рідкому (розплавленому) стані. Внутрішнє ядро ​​піддається колосальному тиску. Речовини, які його складають, перебувають у твердому стані.

Мантія

Мантія- Геосфера Землі, яка оточує ядро ​​і становить 83% від обсягу нашої планети (див. рис. 3). Нижня її кордон розташовується на глибині 2900 км. Мантія поділяється на менш щільну та пластичну верхню частину (800-900 км), з якої утворюється магма(у перекладі з грецької означає «густа мазь»; це розплавлена ​​речовина земних надр — суміш хімічних сполук та елементів, у тому числі газів, в особливому напіврідкому стані); і кристалічну нижню, товщиною близько 2000 км.

Рис. 3. Будова Землі: ядро, мантія та земна кора

Земна кора

Земна кора -зовнішня оболонка літосфери (див. рис. 3). Її щільність приблизно удвічі менша, ніж середня щільність Землі, — 3 г/см 3 .

Від мантії земну кору відокремлює. кордон Мохоровичича(її часто називають кордоном Мохо), що характеризується різким наростанням швидкостей сейсмічних хвиль. Вона була встановлена ​​у 1909 р. хорватським ученим Андрієм Мохоровичичем (1857- 1936).

Оскільки процеси, що відбуваються у верхній частині мантії, впливають на рух речовини в земній корі, їх об'єднують під загальною назвою літосфера(Кам'яна оболонка). Потужність літосфери коливається від 50 до 200 км.

Нижче літосфери розташовується астеносфера— менш тверда і менш в'язка, але пластична оболонка з температурою 1200 °С. Вона може перетинати кордон Мохо, проникаючи в земну кору. Астеносфера – це джерело вулканізму. У ній знаходяться осередки розплавленої магми, яка впроваджується у земну кору або виливається на земну поверхню.

Склад та будова земної кори

У порівнянні з мантією та ядром земна кора є дуже тонким, жорстким і крихким шаром. Вона складена легшою речовиною, у складі якої нині виявлено близько 90 природних хімічних елементів. Ці елементи не однаково представлені у земній корі. На сім елементів – кисень, алюміній, залізо, кальцій, натрій, калій та магній – припадає 98 % маси земної кори (див. рис. 5).

Своєрідні поєднання хімічних елементів утворюють різні гірські породи та мінерали. Вік найдавніших із них налічує не менше 4,5 млрд років.

Рис. 4. Будова земної кори

Рис. 5. Склад земної кори

Мінерал- Це відносно однорідне за своїм складом та властивостями природне тіло, що утворюється як у глибинах, так і на поверхні літосфери. Прикладами мінералів є алмаз, кварц, гіпс, тальк та ін. (Характеристику фізичних властивостей різних мінералів ви знайдете в додатку 2.) Склад мінералів Землі наведено на рис. 6.

Рис. 6. Загальний мінеральний склад Землі

Гірські породискладаються з мінералів. Вони можуть складатися як із одного, так і з кількох мінералів.

Осадові гірські породи -глина, вапняк, крейда, піщаник та ін. - утворилися шляхом осадження речовин у водному середовищі та на суші. Вони лежать пластами. Геологи називають їх сторінками історії Землі, тому що ним можна дізнатися про природні умови, що існували на нашій планеті в давнину.

Серед осадових гірських порід виділяють органогенні та неорганогенні (уламкові та хемогенні).

Органогеннігірські породи утворюються внаслідок накопичення останків тварин та рослин.

Уламкові гірські породиутворюються в результаті вивітрювання, псрсотложснія за допомогою води, льоду або вітру продуктів руйнування гірських порід, що раніше виникли (табл. 1).

Таблиця 1. Уламкові гірські породи в залежності від розмірів уламків

Назва породи	Розмір облом кін (часток)
	Понад 50 см
	5 мм - 1 см
	1 мм - 5 мм
Пісок та пісковики	0,005 мм - 1 мм
	Менш 0,005 мм

Хемогеннігірські породи формуються в результаті осадження з вод морів та озер розчинених у них речовин.

У товщі земної кори з магми утворюються магматичні гірські породи(рис. 7), наприклад граніт та базальт.

Осадові та магматичні породи при зануренні на великі глибини під впливом тиску та високих температур зазнають значних змін, перетворюючись на метаморфічні гірські породи.Так, наприклад, вапняк перетворюється на мармур, кварцовий пісковик — на кварцит.

У будові земної кори виділяють три шари: осадовий, "гранітний", "базальтовий".

Осадовий шар(див. рис. 8) утворений в основному осадовими гірськими породами. Тут переважають глини та глинисті сланці, широко представлені піщані, карбонатні та вулканогенні породи. В осадовому шарі зустрічаються такі поклади корисних копалин,як кам'яне вугілля, газ, нафту. Усі вони органічного походження. Наприклад, кам'яне вугілля - це продукт перетворення рослин стародавніх часів. Потужність осадового шару коливається в широких межах - від повної відсутності в деяких районах суші до 20-25 км. у глибоких западинах.

Рис. 7. Класифікація гірських порід за походженням

"Гранітний" шарскладається з метаморфічних та магматичних порід, близьких за своїми властивостями до граніту. Найбільш поширені тут гнейси, граніти, кристалічні сланці та ін.

«Базальтовий» шарутворений гірськими породами, близькими до базальтів. Це метаморфізовані магматичні породи, більш щільні проти породами «гранітного» шару.

Потужність та вертикальна структура земної кори різні. Вирізняють кілька типів земної кори (рис. 8). Відповідно до найпростішої класифікації розрізняють океанічну та материкову земну кору.

Континентальна та океанічна кора різні за товщиною. Так, максимальна товщина земної кори спостерігається під гірськими системами. Вона складає близько 70 км. Під рівнинами потужність земної кори становить 30-40 км, а під океанами вона найтонша - всього 5-10 км.

Рис. 8. Типи земної кори: 1 – вода; 2- осадовий шар; 3 - перешаровування осадових порід та базальтів; 4 - базальти та кристалічні ультраосновні породи; 5 - гранітно-метаморфічний шар; 6 - гранулитово-базитовий шар; 7 - нормальна мантія; 8 - розущільнена мантія

Відмінність континентальної та океанічної земної кори за складом порід проявляється в тому, що гранітний шар в океанічній корі відсутній. Та й базальтовий шар океанічної кори дуже своєрідний. За складом порід він відрізняється від аналогічного шару континентальної кори.

Кордон суші та океану (нульова позначка) не фіксує переходу континентальної земної кори до океанічної. Заміщення континентальної океанічної кори відбувається в океані приблизно на глибині 2450 м.

Рис. 9. Будова материкової та океанічної земної кори

Виділяють і перехідні типи земної кори - субокеанічну та субконтинентальну.

Субокеанічна корарозташована вздовж континентальних схилів та підніжжів, може зустрічатися в окраїнних та середземних морях. Вона є континентальною корою потужністю до 15-20 км.

Субконтинентальна корарозташована, наприклад, на вулканічних острівних дугах.

За матеріалами сейсмічного зондування -Швидкість проходження сейсмічних хвиль - ми отримуємо дані про глибинну будову земної кори. Так, Кольська надглибока свердловина, яка вперше дозволила побачити зразки порід із глибини понад 12 км, принесла багато несподіваного. Передбачалося, що у глибині 7 км має розпочатися «базальтовий» шар. Насправді ж він не був виявлений, а серед гірських порід переважали гнейси.

Зміна температури земної кори із глибиною.Приповерхневий шар земної кори має температуру, що визначається сонячним теплом. Це геліометричний шар(Від грец. Геліо - Сонце), що зазнає сезонних коливань температури. Середня його потужність – близько 30 м.

Нижче розташований ще тонший шар, характерною рисою якого є постійна температура, що відповідає середньорічній температурі місця спостережень. Глибина цього шару збільшується за умов континентального клімату.

Ще глибше у земній корі виділяється геотермічний шар, температура якого визначається внутрішнім теплом Землі та з глибиною зростає.

Збільшення температури відбувається головним чином за рахунок розпаду радіоактивних елементів, що входять до складу гірських порід, насамперед радію та урану.

Величину наростання температури гірських порід із глибиною називають геотермічний градієнт.Він коливається в досить широких межах — від 0,1 до 0,01 °С/м — і залежить від складу гірських порід, умов їх залягання та інших чинників. Під океанами температура з глибиною наростає швидше, ніж континентах. У середньому з кожними 100 м глибини теплішає на 3 °С.

Величина, обернена до геотермічного градієнта, називається геотермічним щаблем.Вона вимірюється м/°С.

Тепло земної кори є важливим енергетичним джерелом.

Частина земної кори, що простягається ло глибин, доступних для геологічного вивчення, утворює надра Землі.Надра Землі вимагають особливої ​​охорони та розумного використання.

Відмінною рисою земної літосфери, пов'язаної з феноменом глобальної тектоніки нашої планети, є наявність двох типів кори: материкової, складової континентальних масивів, і океанічної. Вони різняться складом, будовою, потужністю і характером переважаючих тектонічних процесів. Важлива роль функціонуванні єдиної динамічної системи, що є Земля, належить океанічній корі. Для з'ясування цієї ролі насамперед необхідно звернутися до розгляду властивих їй особливостей.

Загальна характеристика

Океанічний тип кори утворює найбільшу геологічну структуру планети - ложе океану. Ця кора має невелику товщину – від 5 до 10 км (для порівняння, потужність кори континентального типу в середньому становить 35-45 км і може досягати 70 км). Займає вона близько 70% загальної площі поверхні Землі, але за масою майже вчетверо поступається материковій корі. Середня щільність порід близька до 2,9 г/см 3 тобто вище, ніж у материків (2,6-2,7 г/см 3).

На відміну від відокремлених блоків материкової кори, океанічна є єдиною планетарною структурою, яка, однак, не є монолітною. Літосфера Землі розчленована на ряд рухомих плит, сформованих ділянками кори і верхньої мантії, що її підстилає. Океанічний тип кори є на всіх літосферних плитах; існують плити (наприклад, Тихоокеанська або Наска), які не мають континентальних масивів.

Тектоніка плит та вік кори

В океанічній плиті розрізняють такі великі структурні елементи, як стабільні платформи – таласократони – та активні серединно-океанічні хребти та глибоководні жолоби. Хребти – це ділянки спредингу, або розсування плит та утворення нової кори, а жолоби – зони субдукції, або підсуву однієї плити під край іншої, де кора знищується. Таким чином, відбувається безперервне її оновлення, внаслідок чого вік найдавнішої кори даного типу не перевищує 160-170 млн. років, тобто вона сформувалася в юрському періоді.

З іншого боку, слід мати на увазі, що океанічний тип з'явився на Землі раніше, ніж континентальний (ймовірно, на рубежі катархей - архей, близько 4 млрд. років тому), і характеризується набагато примітивнішою будовою та складом.

Чим і як складена земна кора під океанами

В даний час виділяють зазвичай три основні шари океанічної кори:

1. Осадовий. Утворений він переважно карбонатними породами, частково - глибоководними глинами. Поблизу схилів материків, особливо у дельт великих річок, є і теригенні опади, що надходять в океан із суші. У цих районах потужність опадів може становити кілька кілометрів, але в середньому вона невелика – близько 0,5 км. Поблизу серединноокеанічних хребтів опади практично відсутні.
2. Базальтовий. Це лави подушечного типу, що вилилися, як правило, під водою. Крім того, до даного шару відносять розташований нижче складний комплекс дайок - особливих інтрузій - долеритового (тобто базальтового) складу. Середня товщина його 2-2,5 км.
3. Габро-серпентинітовий. Складний інтрузивним аналогом базальту – габро, а в нижній частині – серпентинітами (метаморфізованими ультраосновними породами). Потужність цього шару, згідно з сейсмічними даними, досягає 5 км, а іноді й більше. Підошва його відокремлена від верхньої мантії, що підстилає кору, особливою поверхнею розділу - кордоном Мохоровичича.

Будова океанічної кори свідчить про те, що, по суті, цю освіту можна у певному сенсі розглядати як диференційований верхній шар земної мантії, що складається з її розкристалізованих порід, який перекритий зверху тонким шаром морських опадів.

«Конвеєр» океанічного дна

Зрозуміло, чому у складі цієї кори мало осадових порід: вони просто не встигають накопичитись у значних кількостях. Розростаючись від спредингових зон в районах серединно-океанічних хребтів завдяки надходженню гарячої мантійної речовини в ході конвекційного процесу, літосферні плити ніби відносять океанічну кору далі від місця формування. Їх захоплює горизонтальна ділянка все тієї ж повільної, але потужної конвективної течії. У зоні субдукції плита (і кора у її складі) занурюється назад у мантію як холодна частина цього потоку. Значна частина опадів у своїй здирається, зминається й у кінцевому підсумку йде приріст кори материкового типу, тобто скорочення площі океанів.

Океанічному типу кори властива така цікава властивість, як смугові магнітні аномалії. Ці ділянки прямої і зворотної намагніченості базальту, що чергуються, паралельні зоні спредингу і розташовуються симетрично по обидва боки від неї. Вони виникають при кристалізації базальтової лави, коли вона набуває залишкової намагніченості відповідно до напряму геомагнітного поля в ту чи іншу епоху. Оскільки воно багаторазово відчувало інверсії, напрямок намагніченості періодично змінювався на протилежний. Дане явище використовується при палеомагнітному геохронологічному датуванні, а півстоліття тому воно послужило одним із найвагоміших аргументів на користь правильності теорії тектоніки плит.

Океанічний тип кори в кругообігу речовини та в тепловому балансі Землі

Беручи участь у процесах тектоніки літосферних плит, океанічна кора є важливим елементом довготривалих геологічних циклів. Такий, наприклад, повільний мантійно-океанічний кругообіг води. У мантії міститься дуже багато води, і чимало її надходить в океан при формуванні базальтового шару молодої кори. Але за час свого існування кора, у свою чергу, збагачується завдяки формуванню осадового шару водою океанів, значна частка якої, частково у зв'язаному вигляді, сягає мантії при субдукції. Аналогічні цикли діють і інших речовин, наприклад, для вуглецю.

Тектоніка плит відіграє ключову роль в енергетичному балансі Землі, забезпечуючи повільне перенесення тепла від гарячих внутрішніх областей та тепловіддачу з поверхні. До того ж відомо, що за всю геологічну історію планета віддала до 90% тепла саме через тонку кору під океанами. Якби не працював цей механізм, Земля позбавлялася б надлишку тепла іншим шляхом - можливо, подібно до Венери, де, як припускають багато вчених, відбувалося глобальне руйнування кори при прориві на поверхню перегрітої речовини мантії. Таким чином, значення океанічної кори для функціонування нашої планети в придатному для життя режимі також винятково велике.