История
Толщина континентальной коры. Океанская и материковая земная кора. Граница между верхней и нижней корой

Толщина континентальной коры. Океанская и материковая земная кора. Граница между верхней и нижней корой

Земная кора — многослойное образование. Верхнюю ее часть — осадочный чехол, или первый слой,— образуют осадочные породы и не уплотненные до состояния пород осадки. Ниже как на континентах, так и в океанах залегает кристаллический фундамент. В его строении и кроются основные различия между континентальным и океаническим типами земной коры. На континентах в составе фундамента выделяются два мощных слоя — «гранитный» и базальтовый. Под абиссальным ложем океанов «гранитный» слой отсутствует. Однако базальтовый фундамент океана отнюдь не однороден в разрезе, он разделяется на второй и третий слои.

До сверхглубокого и глубоководного бурения о структуре земной коры судили главным образом по геофизическим данным, а именно по скоростям продольных и поперечных сейсмических волн. В зависимости от состава и плотности пород, слагающих те или иные слои земной коры, скорости прохождения сейсмических волн значительно изменяются. В верхних горизонтах, где преобладают слабо уплотненные осадочные образования, они относительно невелики, в кристаллических же породах резко возрастают по мере увеличения их плотности.

После того как в 1949 г. впервые были измерены скорости распространения сейсмических волн в породах ложа океана, стало ясно, что скоростные разрезы коры континентов и океанов весьма различны. На небольшой глубине от дна, в фундаменте под абиссальной котловиной, эти скорости достигали величин, которые на материках фиксировались в самых глубоких слоях земной коры. Вскоре выяснилась причина подобного несоответствия. Дело в том, что кора океанов оказалась поразительно тонкой. Если на континентах толщина земной коры составляет в среднем 35 км, а под горно-складчатыми системами даже 60 и 70 км, то в океане она не превышает 5—10, редко 15 км, а в отдельных районах мантия находится почти у самого дна.

Стандартный скоростной разрез континентальной коры включает верхний, осадочный слой со скоростью продольных волн 1—4 км/с, промежуточный, «гранитный» — 5,5—6,2 км/с и нижний, базальтовый — 6,1 — 7,4 км/с. Ниже, как полагают, залегает так называемый перидотитовый слой, входящий уже в состав астеносферы, со скоростями 7,8—8,2 км/с. Названия слоев носят условный характер, так как реальные сплошные разрезы континентальной коры никто до сих пор не видел, хотя Кольская сверхглубокая скважина проникла в глубь Балтийского щита уже на 12 км.

В абиссальных котловинах океана под тонким осадочным плащом (0,5—1,5 км), где скорости сейсмических волн не превышают 2,5 км/с, находится второй слой океанической коры. По данным американского геофизика Дж. Уорзела и других ученых, он отличается удивительно близкими значениями скорости — 4,93—5,23 км/с,

в среднем 5,12 км/с, а средняя мощность под ложем океанов равна 1,68 км (в Атлантическом — 2,28, в Тихом — 1,26 км). Впрочем, в периферийных частях абиссали, ближе к окраинам континентов, мощности второго слоя довольно резко увеличиваются. Под этим слоем выделяется третий слой коры с не менее однородными скоростями распространения продольных сейсмических волн, равными 6,7 км/с. Его толщина колеблется от 4,5 до 5,5 км.

В последние годы выяснилось, что для скоростных разрезов океанической коры характерен больший разброс значений, чем это предполагалось ранее, что, по-видимому, связано с глубинными неоднородностями, существующими в ней.

Как видим, скорости прохождения продольных сейсмических волн в верхних (первом и втором) слоях континентальной и океанической коры существенно различны.

Что касается осадочного чехла, то это обусловлено преобладанием в его составе на континентах древних образований мезозойского, палеозойского и докембрийского возраста, претерпевших довольно сложные преобразования в недрах. Дно же океана, как говорилось выше, относительно молодо, и осадки, лежащие над базальтами фундамента, слабо уплотнены. Это связано с действием целого ряда факторов, определяющих эффект недоуплотнения, который известен как парадокс глубоководного диагенеза.

Сложнее объяснить разницу в скоростях сейсмических волн при их распространении через второй («гранитный») слой континентальной и второй (базальтовый) слой океанической коры. Как ни странно, в базальтовом слое океана эти скорости оказались ниже (4,82— 5,23 км/с), чем в «гранитном» (5,5—6,2 км/с). Дело тут в том, что скорости продольных сейсмических волн в кристаллических породах с плотностью 2,9 г/см3 приближаются к 5,5 км/с. Отсюда вытекает, что если «гранитный» слой на континентах действительно сложен кри-сталлическими породами, среди которых преобладают метаморфические образования нижних ступеней трансформации (по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове), то в составе второго слоя океанической коры, помимо базальтов, должны участвовать образования с плотностью меньшей, чем у кристаллических пород (2—2,55 г/см3).

Действительно, в 37-м рейсе бурового судна «Гломар Челленджер» были вскрыты породы океанического фундамента. Бур проник сквозь несколько базальтовых покровов, между которыми находились горизонты карбонатных пелагических осадков. В одной из скважин была пройдена 80-метровая толща базальтов с прослоями известняков, в другой — 300-метровая серия пород вулкано-генно-осадочного происхождения. Бурение первой из перечисленных скважин было остановлено в ультраосновных породах — габбро и гипербазитах, которые, вероятно, уже относятся к третьему слою океанической коры.

Глубоководное бурение и исследование рифтовых зон с подводных обитаемых аппаратов (ПОА) позволили выяснить в общих чертах структуру океанической коры. Правда, нельзя с уверенностью утверждать, что нам известен полный и непрерывный ее разрез, не искаженный последующими наложенными процессами. Наиболее детально изучен в настоящее время верхний, осадочный слой, вскрытый частично или полностью почти в 1000 точках дна буром «Гломара Челленджера» и «Джойдес Резо-люшн». Гораздо менее исследован второй слой океанической коры, который вскрыт на ту или иную глубину гораздо меньшим числом скважин (несколькими десятками). Однако сейчас очевидно, что этот слой сформирован, в основном лавовыми покровами базальтов, между которыми заключены разнообразные осадочные образования небольшой мощности. Базальты относятся к толеитовым разностям, возникшим в подводных условиях. Это подушечные лавы, сложенные зачастую пустотелыми лавовыми трубами и подушками. Находящиеся между базальтами осадки в центральных частях океана состоят из остатков мельчайших планктонных организмов с карбонатной или кремнистой функцией.

Наконец, третий слой океанической коры отождествляют с так называемым дайковым поясом — сериями небольших магматических тел (интрузий), тесно пригнанных одно к другому. Состав этих интрузий основной в ультраосновной. Это габбро и гипербазиты, формировавшиеся не при излиянии магм на поверхности дна, как базальты второго слоя, а в недрах самой коры. Иначе говоря, речь идет о магматических расплавах, которые застыли вблизи магматического очага, так и не достигнув поверхности дна. Их более «тяжелый» ультраосновной состав свидетельствует об остаточном характере этих магматических расплавов. Если же вспомнить, что толщина третьего слоя обычно в 3 раза превышает мощность второго слоя океанической коры, то определение ее как базальтовой может показаться большим преувеличением.

Подобно этому и «гранитный» слой континентальной коры, как выяснилось в процессе бурения Кольской сверхглубокой скважины, оказался вовсе не гранитным, по крайней мере в верхней его половине. Как уже говорилось выше, в пройденном здесь разрезе преобладали метаморфические породы низших и средних ступеней преобразования. В большинстве своем они являются измененными при высоких температурах и давлении, существующих в недрах Земли, древними осадочными породами. В этой связи сложилась парадоксальная ситуация, заключающаяся в том, что мы теперь больше знаем о коре океанической, чем о континентальной. И это при том, что первая изучается интенсивно от силы два десятилетия, тогда как вторая — объект исследований по крайней мере полутора столетий.

Обе разновидности земной коры не являются антагонистами. В краевых частях молодых океанов, Атлантического и Индийского, граница между континентальной и океанической корой несколько «размыта» 8а счет постепенного утонения первой из них в области перехода от континента к океану. Эта граница в целом тектонически спокойна, т. е. не проявляет себя ни мощными сейсмическими толчками, которые случаются здесь крайне редко, ни вулканическими извержениями.

Однако такое положение сохраняется не везде. В Тихом океане граница между континентальной и океанической корой относится, пожалуй, к самым драматическим рубежам раздела на нашей планете. Так что же все-таки, эти две разновидности земной коры — антиподы или нет? Думается, что мы можем с полным основанием считать их таковыми. Ведь несмотря на существование целого ряда гипотез, предполагающих океанизацию континентальной коры или, напротив, превращение океанического субстрата в континентальный за счет целого ряда минеральных трансформаций базальтов, на самом деле доказательств непосредственного перехода одного типа коры в другой нет. Как будет показано ниже, континентальная кора формируется в специфических тектонических обстановках в активных зонах перехода между материком и океаном и в основном в результате преобразования другой разновидности земной коры, называемой субокеанической. Океанический субстрат исчезает в зонах Беньофа, либо выдавливается как ласта из тюбика, на край континента, либо превращается в тектонический меланж (крошево из перетертых пород) в областях «захлопывания» океанов.

Библиотека
материалов

ООО Учебный центр

«ПРОФЕССИОНАЛ»

Реферат по дисциплине:

«География»

По теме:

«Внутреннее строение Земли.

Материковая и океаническая земная кора.

Происхождение материковых выступов и

океанических впадин»

Исполнитель:

Логунова Юлия Александровна

Звенигород 2018 год

Содержание 2

Введение 3

Внутреннее строение Земли 4

Земная кора
Мантия
Внешнее ядро
Внутреннее ядро

Материковая и океаническая земная кора 7

Материковая земная кора
Океаническая земная кора

Происхождение материковых выступов и океанических впадин 10

Заключение 14

Список литературы 15

Введение

Актуальность данной темы определяется тем, что Земля входит в состав системы, где центром является Солнце, в котором заключено 99,87% массы всей системы. Земля окружена мощной газовой оболочкой - атмосферой. Она является своеобразным регулятором обменных процессов между Землей и Космосом. Земная кора - это верхняя (каменная) оболочка Земли, называемая литосферой (по-гречески «литое» - камень).

Главнейшими методами изучения внутренних частей нашей планеты являются геофизические, в первую очередь наблюдения за скоростью распространения сейсмических волн, образующихся от взрывов или землетрясений. Подобно тому, как от камня, брошенного в воду, в разные стороны расходятся по поверхности воды волны, так в твердом веществе от очага взрыва распространяются упругие волны.

Скорость волн увеличивается с возрастанием плотности вещества. При резком изменении плотности вещества скорость волн будет скачкообразно меняться. В результате изучения распространения сейсмических волн через Землю обнаружено, что имеется несколько определенных границ скачкообразного изменения скоростей волн. Поэтому предполагается, что Земля состоит из нескольких концентрических оболочек (геосфер).

Объектом исследования является внутреннее строение Земли, а также влияние океанов на происхождение материков.

Предмет исследования – влияние происхождения материковых выступов и океанических впадин с внутренним строением Земли.

Целью данной работы является выявление и изучение движения земной коры на происхождение материковых выступов и океанических впадин.

Внутреннее строение Земли

Земная кора - термин, хотя и вошедший в естественнонаучный обиход в эпоху Возрождения, длительное время трактовался весьма свободно по причине того, что непосредственно определить толщину коры и изучить ее глубинные части было невозможно. Открытие сейсмических колебаний и создание метода определения скорости распространения их волн в средах разной плотности дали мощный импульс для изучения земных недр. С помощью сейсмографических исследований в начале XX в. было обнаружено принципиальное различие скорости прохождения сейсмических волн через горные породы, слагающие земную кору, и вещество мантии и объективно установлена граница их раздела (граница Мохоровичича). Тем самым понятие «земная кора» получило конкретное научное обоснование.

Земная кора - внешняя твердая оболочка Земли, верхняя часть литосферы. От мантии Земля отделена поверхностью Мохоровичича. Различают материковую кору толщиной от 35 – 45 км под равнинами до 70 км в области гор и океаническую – 5 – 10 км на дне морей и океанов. Возраст наиболее древних участков земной коры установлен в 3,54 млрд. лет.

В строении земной коры океанического типа выделяют следующие слои: неуплотненных осадочных пород (до 1 км), вулканический океанический, который состоит из уплотненных осадков (1-2 км), базальтовый (4-8 км).

Земная материковая кора состоит из таких оболочек: коры выветривания, осадочной, метаморфической, гранитной, базальтовой.

Мантия – часть ( ), расположенная непосредственно под и выше . В мантии находится большая часть вещества Земли . Мантия есть и на других планетах . Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности .

Границей между корой и мантией служит или , сокращённо , Мохо . На ней происходит резкое увеличение сейсмических скоростей – от 7 до 8 – 8 , 2 км / с . Находится эта граница на глубине от 7 (под океанами ) до 70 километров (под складчатыми поясами ). Мантия Земли подразделяется на верхнюю мантию и нижнюю мантию . Границей между этими геосферами служит слой Голицына , располагающийся на глубине около 670км .

Отличие состава земной коры и мантии – следствие их происхождения: исходно однородная Земля в результате частичного плавления разделилась на легкоплавкую и лёгкую часть – кору и плотную и тугоплавкую мантию .

Самый первый слой ядра, который непосредственно контактирует с мантией – это внешнее ядро. Его верхняя граница находится на глубине 2,3 тысячи километров под уровнем моря, а нижняя - на глубине 2900 километров. По составу оно ничем не отличается от нижележащих оболочек – давления гравитации попросту недостаточно для того, чтобы раскаленный металл затвердел. Зато его жидкое состояние является главным козырем Земли в сравнении с другими внутренними планетами Солнечной системы.

Дело в том, что именно жидкая часть ядра ответственна за возникновение магнитного поля . Биологи считают, что именно активное магнитное поле стало залогом выживания первобытных одноклеточных существ.

Внешнее ядро подогревает мантию - причем в отдельных местах настолько сильно, что восходящие потоки магмы достигают даже поверхности, вызывая извержения вулканов.

Внутри жидкой оболочки находится внутреннее ядро. Это твердая сердцевина Земли, диаметр которой составляет 1220 километров. Эта часть ядра очень плотная – средняя концентрация вещества достигает 12,8 – 13г/см 3 , что в два раза больше густоты железа, и горячий – накал достигает 5 – 6 тысяч градусов по Цельсию.

Высокое давление в центре Земли заставляет металл затвердевать при температурах, превышающих точку его кипения. При этом формируются необычные кристаллы, которые отличаются устойчивостью даже в обычных условиях. Считается, что внутреннее ядро представляет собой лес из многокилометровых кристаллов железа и никеля, которые направлены с юга на север. Для того чтобы проверить эту теорию, японские ученые потратили десять лет на создание особой алмазной наковальни – только в ней можно добиться такого давления и температуры, как в центре нашей планеты.

Материковая и океаническая земная кора

В строении Земли различают два вида земной коры – материковая земная кора и океаническая земная кора .

Материковая земная кора имеет три геологических слоя:

1) осадочный;

2) гранитный;

3) базальтовый.

Океаническая земная кора моложе материковой и состоит только из двух слоёв:

1) осадочный;

2) базальтовый.

Континентальная (материковая) земная кора и состоит из нескольких слоев. Верхний – слой осадочных горных пород. Мощность этого слоя до 10-15 км. Под ним залегает гранитный слой. Горные породы, которые его слагают, по своим физическим свойствам сходны с гранитом. Толщина этого слоя от 5 до 15 км. Под гранитным слоем располагается базальтовый слой, состоящий из базальта и горных пород, физические свойства которых напоминают базальт. Толщина этого слоя от 10 км до 35 км. Таким образом, общая толщина материковой земной коры достигает 30 – 70 км.

Главные закономерности в распределении магнитных минералов в континентальной земной коре:

" Литологическая " – осадочные породы практически всегда немагнитны , магматические – и магнитные , и немагнитные в зависимости от тектонической обстановки и процессов дифференциации , породы мантии – немагнитные ;

Тектоническая – магматические магнитные породы относятся к зонам растяжения (спрединг , островные дуги , горячие точки ), а магматические немагнитные – к зонам сжатия (коллизионный , соскладчатый магматизм

" Магматическая " – " внутри " зон растяжения идет процесс магматической кристаллизационной дифференциации , который приводит к образованию двух групп пород – первая – это практически немагнитные и слабомагнитные кумуляты , вторая – продукты дифференциации – магнитные . Магнитные породы – это , как правило , исходно магматические породы , главным образом , основного состава , реже среднего и кислого .

Первично - магматическое распределение магнитных минералов заметно не нарушалось последующим метаморфизмом . Крайне редки скопления магнитных минералов иного происхождения .

Океаническая земная кора отличается от материковой коры тем, что не имеет гранитного слоя, или он очень тонок, поэтому толщина океанической земной коры всего лишь 6 – 15 км.

Океаническая кора - тип земной коры, распространенный в океанах. От континентов кора океанов отличается меньшей мощностью и базальтовым составом. Она образуется в срединно-океанических хребтах и поглощается в зонах субдукции. Древние фрагменты океанической коры, сохранившиеся в складчатых сооружениях на континентах, называются офиолитами. В срединно-океанических хребтах происходит интенсивное гидротермальное изменение океанической коры, в результате которого из неё выносятся легкорастворимые элементы

Стандартная океаническая кора имеет протяженность 7 км, и строго закономерное строение. Сверху вниз она сложена следующими комплексами:

осадочные породы, представленные глубоководными океаническими осадками;

базальтовые покровы, излившиеся под водой (подушечные лавы);

дайковый комплекс, состоит из вложенных друг в друга базальтовых даек (комплекс параллельных даек);

слой основных расслоенных интрузий;

мантия, представлена дунитами и перидотитами.

В подошве океанической коры обычно зелагают дуниты и перидотиты. Эти породы могут образовываться как в результате кристализации расплавов, так и быть первичными мантийными породами. Их можно различить по ориентировке зерен в породе. В породах прошедших магматическую стадию кристаллы ориентированны произвольно. В мантийных породах, претерпеших течение в конвективных ячейках, зерна ориентированны в соответствии со своими реологическими свойствами.

Слой расслоенных интрузий образуется в срединно-океаническом хребте, в магматических камерах, расположеных на глубине 2 - 4 км. Эти массисы вложены в друг друга.

Океаническая кора может иметь повышенную мощность в районах плюмового магматизма. В таких местах расположены океанические острова и океанические плато.

Океаническая кора может заползать поверх континентальной коры, в результате обдукции (надвигание тектонических пластин).

Происхождение материковых выступов и океанических впадин

Для восстановления картины прошлого земной поверхности большое значение имеют вопросы происхождения материков и океанических впадин, перемещения материков. Характер расположения материков и океанов в большой мере определяет систему циркуляции воздушных масс и особенно океанических вод, осуществляющих горизонтальный перенос энергии, воды, минерального вещества и др.

По поводу происхождения материков и океанов существует ряд точек зрения. Одни из них давно отвергнуты. Другие в большей или меньшей степени подтверждаются фактами, число которых резко возросло за последние 30 лет в связи с активным изучением океанов, применением более совершенных методов изучения земной коры, в том числе дистанционных.

Самые крупные структуры земной коры материков - геосинклинальные складчатые пояса и древние платформы. Они сильно отличаются друг от друга по своему строению и истории геологического развития.

Прежде чем перейти к описанию строения и развития этих главных структур, необходимо рассказать о происхождении и сущности термина «геосинклиналь». Этот термин происходит от греческих слов «гео» - Земля и «синклино» - прогиб. Его впервые употребил американский геолог Д. Дэна более 100 лет назад, изучая Аппалачские горы. Он установил, что морские палеозойские отложения, которыми сложены Аппалачи, имеют в центральной части гор максимальную мощность, значительно большую, чем на их склонах. Этот факт Дэна объяснил совершенно правильно. В период осадконакопления в палеозойскую эру на месте Аппалачских гор располагалась прогибавшаяся впадина, которую он и назвал геосинклиналью. В ее центральной части прогибание шло интенсивнее, чем на крыльях, об этом свидетельствуют большие мощности отложений. Свои выводы Дэна подтвердил рисунком, на котором изобразил геосинклиналь Аппалачей. Учитывая, что осадконакопление в палеозое происходило в морских условиях, он отложил вниз от горизонтальной линии - предполагаемого уровня моря - все измеренные мощности отложений в центре и на склонах Аппалачских гор. На рисунке получилась ясно выраженная крупная впадина на месте современных Аппалачских гор.

На современных материках выделяют от 10 до 16 древних платформ. Наиболее крупными являются Восточно-Европейская, Сибирская, Северо-Американская, Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская и Антарктическая.

Дно океана – важнейшая составная часть сложной системы, называемой океан. Оно представляет собой впадины со сложным рельефом, разделенные подводными поднятиями и имеющие совершенно иное строение подстилающих слоев, чем континенты. Скрытые океаническими водами пространства занимают большую часть поверхности Земли, поэтому познание их строения помогает понять и строение всей планеты.

Несмотря на то, что океанологические исследования очень сильно возросли за два последних десятилетия и широко проводятся в настоящее время, геологическое строение дна океанов остается еще плохо изученным.

Известно, что в пределах шельфа продолжаются структуры материковой земной коры, а в зоне континентального склона происходит смена континентального типа земной коры океаническим. Поэтому к собственно океаническому дну относятся впадины дна океанов, расположенные за материковым склоном. Эти огромные впадины отличаются от материков не только строением земной коры, но и своими тектоническими структурами.

Наиболее обширные площади океанического дна представляют собой глубоководные равнины, расположенные на глубинах 4-6 км и разделенные подводными возвышенностями. Особенно крупные глубоководные равнины имеются в Тихом океане. По краям этих огромных равнин расположены глубоководные желоба - узкие и очень длинные прогибы, вытянутые на сотни и тысячи километров.

Глубина дна в них достигает 10-11 км, а ширина не превышает 2-5 км. Это самые глубокие участки на поверхности Земли. По окраинам этих желобов расположены цепочки островов, называемые островными дугами. Таковыми являются Алеутская и Курильская дуги, острова Японии, Филиппинские, Самоа, Тонга и др.

На дне океана встречается много различных подводных возвышенностей. Одни из них образуют настоящие подводные горные хребты и цепи гор, другие поднимаются со дна в виде отдельных холмов и гор, третьи появляются над поверхностью океана в виде островов.

Исключительное значение в структуре дна океанов имеют срединно-океанические хребты, получившие свое название потому, что впервые были обнаружены посредине Атлантического океана. Они прослежены на дне всех океанов, образуя единую систему поднятий на расстоянии более 60 тыс. км. Это одна из самых грандиозных тектонических зон Земли. Начинаясь в водах Северного Ледовитого океана, она протягивается широкой грядой (700-1000 км) в средней части Атлантического океана и, огибая Африку, проходит в Индийский океан. Здесь эта система подводных хребтов образует две ветви. Одна идет в Красное море; другая огибает с юга Австралию и продолжается в южной части Тихого океана до берегов Америки. В системе срединно-океанических хребтов часто проявляются землетрясения и сильно развит подводный вулканизм.

Современные скудные геологические данные о строении океанических впадин не позволяют еще решить проблему их происхождения. Пока можно лишь сказать, что разные океанические впадины имеют различное происхождение и возраст. Наиболее древний возраст имеет впадина Тихого океана. Большинство исследователей считает, что она возникла еще в докембрии и ее ложе является остатком древнейшей первичной земной коры. Впадины других океанов более молодые, большинство ученых считает, что они образовались на месте ранее существовавших материковых массивов. Наиболее древней из них является впадина Индийского океана, предполагается, что она возникла в палеозойскую эру. Атлантический океан возник в начале мезозоя, а Северный Ледовитый - в конце мезозоя или в начале кайнозоя.

Заключение

Исследование глубинного строения Земли относится к наиболее крупным и актуальным направлениям геологических наук. Новая стратификация мантии Земли позволяет значительно менее схематично, чем прежде, подойти к сложной проблеме глубинной геодинамики. Различие в сейсмических характеристиках земных оболочек (геосфер), отражающих различие в их физических свойствах и минеральном составе, создает возможности для моделирования геодинамических процессов в каждой из них в отдельности. Геосферы в этом смысле, как теперь совершенно ясно, обладают известной автономностью. Однако эта исключительно важная тема лежит за рамками данной статьи. От дальнейшего развития сейсмотомографии, как и некоторых других геофизических исследований, а также изучения минерального и химического состава глубин будут зависеть существенно более обоснованные построения в отношении состава, структуры, геодинамики и эволюции Земли в целом.

Вместе с тем изучение внутреннего строения Земли жизненно важно. С ним связаны образование и размещение многих видов полезных ископаемых, рельефа земной поверхности, возникновение вулканов и землетрясений. Знания о внутреннем строении Земли необходимы и для составления геологических и географических прогнозов.

Пройдя курс Вы получите:
- Удостоверение о повышении квалификации;
- Подробный план уроков (150 стр.);
- Задачник для обучающихся (83 стр.);
- Вводную тетрадь «Знакомство со счетами и правилами»;
- БЕСПЛАТНЫЙ доступ к CRM-системе, Личному кабинету для проведения занятий;
- Возможность дополнительного источника дохода (до 60.000 руб. в месяц)!

Оставьте свой комментарий

Чтобы задавать вопросы.

Континентальная кора как по составу, так и по строению резко отличается от океанической. Её мощность меняется от 20-25 км под островными дугами и участками с переходным типом коры до 80 км под молодыми складчатыми поясами Земли, например под Андами или Альпийско-Гималайским поясом. В среднем мощность континентальной коры под древними платформами приблизительно равна 40 км, а её масса, включая субконтинентальную кору, достигает 2,2510× 25 г. Рельеф континентальной коры весьма сложен. Однако в нем выделяются обширные заполненные осадками равнины, обычно расположенные над протерозойскими платформами, выступы наиболее древних (архейских) щитов и горные системы более молодого возраста. Рельефу континентальной коры присущи и максимальные перепады высот, достигающие 16-17 км от подножий континентальных склонов в глубоководных желобах до высочайших горных вершин.

Строение континентальной коры очень неоднородное, однако, как и в океанической коре, в её толще, особенно в древних платформах, иногда выделяются три слоя: верхний осадочный и два нижних, сложенных кристаллическими породами. Под молодыми подвижными поясами строение коры оказывается более сложным, хотя общее её расчленение приближается к двухслойному.

Осадочный слой на континентах изучен достаточно полно как с помощью геофизических методов разведки, так и прямым бурением. Строение поверхности консолидированной коры в местах её обнажения на древних щитах изучалось как прямыми геологическими, так и геофизическими методами, а на континентальных платформах, перекрытых осадками, - в основном геофизическими методами исследования. Так, было установлено, что скорости сейсмических волн в слоях земной коры нарастают сверху вниз от 2-3 до 4,5-5,5 км/с в низах осадочной толщи; до 6-6,5 км/с в верхнем слое кристаллических пород и до 6,6-7,0 км/с в нижнем слое коры. Почти повсеместно континентальная кора, как и океаническая, подстилается высокоскоростными породами границы Мохоровичича со скоростями сейсмических волн от 8,0 до 8,2 км/с, но это уже свойства подкоровой литосферы, сложенной породами мантии.

Мощность верхнего осадочного слоя континентальной коры меняется в широких пределах - от нуля на древних щитах до 10-12 и даже 15 км на пассивных окраинах континентов и в краевых прогибах платформ. Средняя мощность осадков на стабильных протерозойских платформах обычно близка к 2-3 км. Среди осадков на таких платформах преобладают глинистые отложения и карбонаты мелководных морских бассейнов. В краевых прогибах и на пассивных окраинах континентов атлантического типа осадочные разрезы обычно начинаются с грубообломочных фаций, сменяемых выше по разрезу песчано-глинистыми отложениями и карбонатами прибрежных фаций. Как в основании, так и в самых верхних частях разрезов осадочных толщ краевых прогибов иногда встречаются хемогенные осадки - эвапориты, отмечающие собой условия осадконакопления в узких полузамкнутых морских бассейнах с аридным климатом. Обычно такие бассейны возникают только на начальной или конечной стадии развития морских бассейнов и океанов, если, конечно, эти океаны и бассейны в моменты своего образования или закрытия располагались в поясах аридного климата. Примерами отложения таких формаций на ранних стадиях формирования океанических бассейнов могут служить эвапориты в основании осадочных разрезов шельфовых зон Африки в Атлантическом океане и соленосные отложения Красного моря. Примерами отложения соленосных формаций, приуроченных к закрывающимся бассейнам, служат эвапориты реногерцинской зоны в Германии и пермские соленосно-гипсоносные толщи в Предуральском краевом прогибе на востоке Русской платформы.

Верхняя часть разреза консолидированной континентальной коры обычно представлена древними, в основном докембрийскими породами гранитогнейсового состава или чередованием гранитоидов с поясами зеленокаменных пород основного состава. Иногда эту часть разреза жесткой коры называют «гранитным» слоем, подчёркивая тем самым преобладание в нем пород гранитоидного ряда и подчинённость базальтоидов. Породы «гранитного» слоя обычно бывают преобразованы процессами регионального метаморфизма до амфиболитовой фации включительно. Верхняя часть этого слоя всегда представляет собой денудационную поверхность, по которой когда-то происходил размыв тектонических структур и магматических образований древних складчатых (горных) поясов Земли. Поэтому вышележащие осадки на коренных породах континентальной коры всегда залегают со структурным несогласием и обычно с большим временным сдвигом по возрасту.

В более глубоких частях коры (приблизительно на глубинах около 15-20 км) часто прослеживается рассеянная и непостоянная граница, вдоль которой скорость распространения продольных волн возрастает примерно на 0,5 км/с. Это так называемая граница Конрада, оконтуривающая сверху нижний слой континентальной коры, иногда условно называемый «базальтовым», хотя определённых данных о его составе у нас ещё очень мало. Скорее всего нижние части континентальной коры сложены породами среднего и основного состава, метаморфизованными до амфиболитовой или даже до гранулитовой фации (при температурах более 600 °С и давлении выше 3-4 кбар). Не исключено, что в основании тех блоков континентальной коры, которые формировались в своё время за счёт столкновений островных дуг, могут залегать фрагменты древней океанической коры, включающие в себя не только основные, но и серпентинизированные ультраосновные породы.

Гетерогенность континентальной коры особенно ярко видна даже при простом взгляде на геологическую карту материков. Обычно отдельные и тесно переплетённые неоднородные по составу и строению блоки коры представляют собой разновозрастные геологические структуры - остатки древних складчатых поясов Земли, последовательно примыкавших друг к другу в процессе роста континентальных массивов. Иногда такие структуры, наоборот, являются следами бывших расколов древних материков (например, авлакогены). Контактируют между собой такие блоки обычно по шовным зонам, часто называемым не очень удачно глубинными разломами.

Проведённые в последнее десятилетие исследования глубинного строения континентальной коры сейсмическим методом отражённых волн с накапливанием сигналов (проект COCORT) показали, что шовные зоны, разделяющие разновозрастные складчатые пояса, представляют собой, как правило, гигантские надвиги-взбросы. Крутые в верхних частях коры надвиговые поверхности с глубиной быстро выполаживаются. По горизонтали такие надвиговые структуры часто прослеживаются на многие десятки и до сотни километров, тогда как по глубине они иногда подходят к самому основанию континентальной коры, маркируя собой древние и ныне уже отмершие зоны поддвига литосферных плит или сопряжённые с ними вторичные надвиги.

В структуре Земли исследователи выделяют 2 типа земной коры - материковую и океаническую.

Что представляет собой материковая земная кора?

Материковая земная кора , именуемая также континентальной, характеризуется наличием в ее структуре 3 различных слоев. Верхний представлен осадочными породами, второй - гранитом или гнейсами, третий состоит из базальта, гранулитов и других метаморфических пород.

Материковая земная кора

Толщина материковой земной коры - порядка 35-45 км, иногда достигает 75 км (как правило, в областях горных массивов). Рассматриваемый тип земной коры покрывает примерно 40 % поверхности Земли. С точки зрения объема он соответствует приблизительно 70 % от земной коры.

Возраст материковой земной коры достигает 4,4 млрд лет.

Что представляет собой океаническая земная кора?

Основной минерал, формирующий океаническую земную кору , - базальт. Но кроме него в ее структуру входят:

осадочные породы;
расслоенные интрузии.

В соответствии с распространенной научной концепцией, океаническая кора формируется постоянно за счет тектонических процессов. Она значительно моложе материковой, возраст ее древнейших участков - около 200 млн лет.

Океаническая земная кора

Толщина океанической коры составляет порядка 5-10 км в зависимости от конкретного участка измерений. Можно отметить, что с течением времени она почти не меняется. В среде ученых распространен подход, по которому океаническая кора должна рассматриваться как относящаяся к океанической литосфере. В свою очередь, ее толщина во многом зависит от возраста.

Сравнение

Главное отличие материковой земной коры от океанической заключается, очевидно, в их расположении. Первая размещает на себе континенты, сушу, вторая - океаны и моря.

Материковая кора представлена в основном осадочными породами, гранитами и гранулитами. Океаническая - преимущественно базальтом.

Материковая земная кора значительно толще и возрастнее. Она уступает океанической с точки зрения площади покрытия поверхности земли, но превосходит с точки зрения занимаемого объема во всей земной коре.

Можно отметить, что в некоторых случаях океаническая земная кора способна наслаиваться поверх материковой в процессе обдукции.

Определив, в чем разница между материковой и океанической земной корой, зафиксируем выводы в небольшой таблице.

Таблица

Материковая земная кора	Океаническая земная кора
Размещает на себе континенты, сушу	Размещает на себе океаны и моря
Представлена в основном осадочными породами, гранитами, гранулитами	Состоит преимущественно из базальта
Имеет толщину до 75 км, обычно - 35-45 км	Имеет толщину обычно в пределах 10 км
Возраст некоторых участков материковой земной коры достигает 4,4 млрд лет	Самые старые участки океанической коры имеют возраст порядка 200 млн лет
Занимает около 40 % от поверхности Земли	Занимает порядка 60 % от поверхности Земли
Занимает около 70 % от объема земной коры	Занимает около 30 % от объема земной коры

Земная кора – многослойное образование. Верхнюю ее часть – осадочный чехол, или первый слой,– образуют осадочные породы и не уплотненные до состояния пород осадки. Ниже как на континентах, так и в океанах залегает кристаллический фундамент. В его строении и кроются основные различия между континентальным и океаническим типами земной коры. На континентах в составе фундамента выделяются два мощных слоя – «гранитный» и базальтовый. Под абиссальным ложем океанов «гранитный» слой отсутствует. Однако базальтовый фундамент океана отнюдь не однороден в разрезе, он разделяется на второй и третий слои.

После того как в 1949 г. впервые были измерены скорости распространения сейсмических волн в породах ложа океана, стало ясно, что скоростные разрезы коры континентов и океанов весьма различны. На небольшой глубине от дна, в фундаменте под абиссальной котловиной, эти скорости достигали величин, которые на материках фиксировались в самых глубоких слоях земной коры. Вскоре выяснилась причина подобного несоответствия. Дело в том, что кора океанов оказалась поразительно тонкой. Если на континентах толщина земной коры составляет в среднем 35 км, а под горно‑складчатыми системами даже 60 и 70 км, то в океане она не превышает 5–10, редко 15 км, а в отдельных районах мантия находится почти у самого дна.

Стандартный скоростной разрез континентальной коры включает верхний, осадочный слой со скоростью продольных волн 1–4 км/с, промежуточный, «гранитный» – 5,5–6,2 км/с и нижний, базальтовый – 6,1–7,4 км/с. Ниже, как полагают, залегает так называемый перидотитовый слой, входящий уже в состав астеносферы, со скоростями 7,8–8,2 км/с. Названия слоев носят условный характер, так как реальные сплошные разрезы континентальной коры никто до сих пор не видел, хотя Кольская сверхглубокая скважина проникла в глубь Балтийского щита уже на 12 км.

В абиссальных котловинах океана под тонким осадочным плащом (0,5–1,5 км), где скорости сейсмических волн не превышают 2,5 км/с, находится второй слой океанической коры. По данным американского геофизика Дж. Уорзела и других ученых, он отличается удивительно близкими значениями скорости – 4,93–5,23 км/с, в среднем 5,12 км/с, а средняя мощность под ложем океанов равна 1,68 км (в Атлантическом – 2,28, в Тихом – 1,26 км). Впрочем, в периферийных частях абиссали, ближе к окраинам континентов, мощности второго слоя довольно резко увеличиваются. Под этим слоем выделяется третий слой коры с не менее однородными скоростями распространения продольных сейсмических волн, равными 6,7 км/с. Его толщина колеблется от 4,5 до 5,5 км.

В последние годы выяснилось, что для скоростных разрезов океанической коры характерен больший разброс значений, чем это предполагалось ранее, что, по‑видимому, связано с глубинными неоднородностями, существующими в ней [Пущаровский, 1987].

Сложнее объяснить разницу в скоростях сейсмических волн при их распространении через второй («гранитный») слой континентальной и второй (базальтовый) слой океанической коры. Как ни странно, в базальтовом слое океана эти скорости оказались ниже (4,82–5,23 км/с), чем в «гранитном» (5,5–6,2 км/с). Дело тут в том, что скорости продольных сейсмических волн в кристаллических породах с плотностью 2,9 г/см 3 приближаются к 5,5 км/с. Отсюда вытекает, что если «гранитный» слой на континентах действительно сложен кристаллическими породами, среди которых преобладают метаморфические образования нижних ступеней трансформации (по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове), то в составе второго слоя океанической коры, помимо базальтов, должны участвовать образования с плотностью меньшей, чем у кристаллических пород (2–2,55 г/см 3).

Действительно, в 37‑м рейсе бурового судна «Гломар Челленджер» были вскрыты породы океанического фундамента. Бур проник сквозь несколько базальтовых покровов, между которыми находились горизонты карбонатных пелагических осадков. В одной из скважин была пройдена 80‑метровая толща базальтов с прослоями известняков, в другой – 300‑метровая серия пород вулканогенно‑осадочного происхождения. Бурение первой из перечисленных скважин было остановлено в ультраосновных породах – габбро и гипербазитах, которые, вероятно, уже относятся к третьему слою океанической коры.

Глубоководное бурение и исследование рифтовых зон с подводных обитаемых аппаратов (ПОА) позволили выяснить в общих чертах структуру океанической коры. Правда, нельзя с уверенностью утверждать, что нам известен полный и непрерывный ее разрез, не искаженный последующими наложенными процессами. Наиболее детально изучен в настоящее время верхний, осадочный слой, вскрытый частично или полностью почти в 1000 точках дна буром «Гломара Челленджера» и «Джойдес Резолюшн». Гораздо менее исследован второй слой океанической коры, который вскрыт на ту или иную глубину гораздо меньшим числом скважин (несколькими десятками). Однако сейчас очевидно, что этот слой сформирован в основном лавовыми покровами базальтов, между которыми заключены разнообразные осадочные образования небольшой мощности. Базальты относятся к толеитовым разностям, возникшим в подводных условиях. Это подушечные лавы, сложенные зачастую пустотелыми лавовыми трубами и подушками. Находящиеся между базальтами осадки в центральных частях океана состоят из остатков мельчайших планктонных организмов с карбонатной или кремнистой функцией.

Наконец, третий слой океанической коры отождествляют с так называемым дайковым поясом – сериями небольших магматических тел (интрузий), тесно пригнанных одно к другому. Состав этих интрузий основной в ультраосновной. Это габбро и гипербазиты, формировавшиеся не при излиянии магм на поверхности дна, как базальты второго слоя, а в недрах самой коры. Иначе говоря, речь вдет о магматических расплавах, которые застыли вблизи магматического очага, так и не достигнув поверхности дна. Их более «тяжелый» ультраосновной состав свидетельствует об остаточном характере этих магматических расплавов. Если же вспомнить, что толщина третьего слоя обычно в 3 раза превышает мощность второго слоя океанической коры, то определение ее как базальтовой может показаться большим преувеличением.

Подобно этому и «гранитный» слой континентальной коры, как выяснилось в процессе бурения Кольской сверхглубокой скважины, оказался вовсе не гранитным, по крайней мере в верхней его половине. Как уже говорилось выше, в пройденном здесь разрезе преобладали метаморфические породы низших и средних ступеней преобразования. В большинстве своем они являются измененными при высоких температурах и давлении, существующих в недрах Земли, древними осадочными породами. В этой связи сложилась парадоксальная ситуация, заключающаяся в том, что мы теперь больше знаем о коре океанической, чем о континентальной. И это при том, что первая изучается интенсивно от силы два десятилетия, тогда как вторая – объект исследований по крайней мере полутора столетий.

Обе разновидности земной коры не являются антагонистами. В краевых частях молодых океанов, Атлантического и Индийского, граница между континентальной и океанической корой несколько «размыта» за счет постепенного утонения первой из них в области перехода от континента к океану. Эта граница в целом тектонически спокойна, т. е. не проявляет себя ни мощными сейсмическими толчками, которые случаются здесь крайне редко, ни вулканическими извержениями.

Однако такое положение сохраняется не везде. В Тихом океане граница между континентальной и океанической корой относится, пожалуй, к самым драматическим рубежам раздела на нашей планете. Так что же все‑таки, эти две разновидности земной коры – антиподы или нет? Думается, что мы можем с полным основанием считать их таковыми. Ведь несмотря на существование целого ряда гипотез, предполагающих океанизацию континентальной коры или, напротив, превращение океанического субстрата в континентальный за счет целого ряда минеральных трансформаций базальтов, на самом деле доказательств непосредственного перехода одного типа коры в другой нет. Как будет показано ниже, континентальная кора формируется в специфических тектонических обстановках в активных зонах перехода между материком и океаном и в основном в результате преобразования другой разновидности земной коры, называемой субокеанической. Океанический субстрат исчезает в зонах Беньофа, либо выдавливается, как паста из тюбика, на край континента, либо превращается в тектонический меланж (крошево из перетертых пород) в областях «захлопывания» океанов. Впрочем, об этом позднее.