Struktura i sastav zemljine kore i litosfere. Struktura zemljine litosfere i njene karakteristike. Struktura litosfere. Koncept tektonskih ploča

Zemljina kora i gornji (čvrsti) dio omotača čine litosferu. To je "loptica" čvrste materije poluprečnika oko 6400 km. Zemljina kora je vanjski omotač litosfere. Sastoji se od sedimentnih, granitnih i bazaltnih slojeva. Razlikovati okeansku i kontinentalnu koru. Prvi nema sloj granita. Maksimalna debljina zemljine kore oko 70 km - pod planinskim sistemima, 30-40 km - pod ravnicama, najtanja zemljina kora je ispod okeana, samo 5-10 km.

Ostatak nazivamo unutrašnjom litosferom, koja uključuje i centralni dio, koji se naziva jezgro. O unutrašnjim slojevima litosfere ne znamo gotovo ništa, iako oni čine skoro 99,5% ukupne mase Zemlje. Mogu se proučavati samo kroz seizmička istraživanja.

Litosfera je podijeljena na blokove - litosferske ploče su veliki kruti blokovi zemljine kore koji se kreću duž relativno plastične astenosfere. Litosfera ispod okeana i kontinenata značajno varira.

Litosfera ispod okeana prošla je mnoge faze djelomičnog topljenja kao rezultat formiranja okeanske kore, jako je osiromašena taljivim elementima u tragovima i uglavnom se sastoji od dunita i harcburgita.

Litosfera ispod kontinenata je mnogo hladnija, deblja i, naizgled, raznovrsnija. Ne učestvuje u procesu konvekcije plašta, i prošao je manje ciklusa parcijalnog topljenja. Generalno, bogatija je nekompatibilnim rijetkim elementima. Lherzoliti, wehrliti i druge stijene bogate rijetkim elementima igraju značajnu ulogu u njegovom sastavu.

Litosfera je podijeljena na otprilike 10 velikih ploča, od kojih su najveće euroazijska, afrička, indo-australska, američka, pacifička i antarktička. Litosferne ploče se pomiču sa kopnom koja se uzdiže na njih. Teorija kretanja litosferskih ploča zasniva se na hipotezi A. Wegenera o pomeranju kontinenata.

Litosferne ploče stalno mijenjaju svoj oblik; mogu se rascijepiti kao rezultat riftinga i zavariti zajedno, formirajući jednu ploču kao rezultat sudara. S druge strane, podjela zemljine kore na ploče nije jednoznačna, a kako se geološko znanje akumulira, identifikuju se nove ploče, a neke granice ploča se prepoznaju kao nepostojeće. Kretanje litosferskih ploča uzrokovano je kretanjem materije u gornjem plaštu. U zonama rifta kida zemljinu koru i gura ploče. Većina pukotina nalazi se na dnu okeana, gdje je Zemljina kora tanja. Na kopnu, najveće pukotine se nalaze u regijama afričkih Velikih jezera i Bajkalskog jezera. Brzina kretanja litosferskih ploča je -1-6 cm godišnje.

Kada se litosferske ploče sudare na svojim granicama, nastaju planinski sistemi ako u zoni sudara obje ploče nose kontinentalnu koru (Himalaje), i dubokomorske rovove ako jedna od ploča nosi okeansku koru (Peruanski rov). Ova teorija je u skladu s pretpostavkom o postojanju drevnih kontinenata: južnog - Gondvane i sjevernog - Laurazije.

Granice litosfernih ploča su pokretna područja u kojima dolazi do formiranja planina, koncentrisana su područja potresa i najaktivnijih vulkana (seizmički pojasevi). Najprostraniji seizmički pojasevi su Pacifički i Mediteransko - Transazijski.

Na dubini od 120-150 km ispod kontinenata i 60-400 km ispod okeana nalazi se sloj omotača koji se naziva astenosfera. Čini se da sve litosferske ploče lebde u polutečnoj astenosferi, poput ledenih ploča u vodi.

litosfera Zemljina kora antropogena

Litosfera je krhki, vanjski, tvrdi sloj Zemlje. Tektonske ploče su segmenti litosfere. Njegov vrh je lako uočljiv - nalazi se na površini Zemlje, ali se osnova litosfere nalazi u prelaznom sloju između zemljine kore i, što je područje aktivnog istraživanja.

Sklapanje litosfere

Litosfera nije potpuno kruta, ali ima blagu elastičnost. Savija se kada se na njega nanese dodatno opterećenje ili, naprotiv, savija se ako stepen opterećenja oslabi. Glečeri su jedna vrsta opterećenja. Na primjer, na Antarktiku je debela ledena kapa uvelike spustila litosferu na nivo mora. Dok u Kanadi i Skandinaviji, gdje su se glečeri otopili prije oko 10.000 godina, litosfera nije mnogo pogođena.

Evo nekih drugih vrsta stresa na litosferu:

Vulkanska erupcija;
Sedimentacija;
Porast nivoa mora;
Formiranje velikih jezera i akumulacija.

Primjeri smanjenja utjecaja na litosferu:

Planinska erozija;
Formiranje kanjona i dolina;
Sušenje velikih vodenih površina;
Pad nivoa mora.

Savijanje litosfere iz gore navedenih razloga je obično relativno malo (obično mnogo manje od kilometra, ali mjerljivo). Možemo modelirati litosferu koristeći jednostavnu inženjersku fiziku i dobiti ideju o njenoj debljini. Takođe smo u mogućnosti da proučavamo ponašanje seizmičkih talasa i postavimo osnovu litosfere na dubinama gde ovi talasi počinju da usporavaju, što ukazuje na prisustvo mekšeg kamena.

Ovi modeli sugeriraju da se debljina litosfere kreće od manje od 20 km blizu srednjeokeanskih grebena do otprilike 50 km u starijim okeanskim regijama. Pod kontinentima je litosfera deblja - od 100 do 350 km.

Iste ove studije pokazuju da ispod litosfere postoji topliji, mekši sloj stijene nazvan astenosfera. Stena astenosfere je viskozna, nije kruta i polako se deformiše pod opterećenjem, poput kita. Stoga se litosfera može kretati kroz astenosferu pod utjecajem tektonike ploča. To također znači da zemljotresi formiraju pukotine koje se protežu samo kroz litosferu, ali ne i izvan nje.

Struktura litosfere

Litosfera uključuje koru (planine kontinenata i okeansko dno) i najgornji dio omotača ispod zemljine kore. Ova dva sloja se razlikuju po mineralogiji, ali su mehanički vrlo slični. Uglavnom djeluju kao jedna ploča.

Čini se da se litosfera završava tamo gdje temperatura dostigne određeni nivo koji uzrokuje da stijena srednjeg plašta (peridotit) postane previše mekana. Ali ima mnogo komplikacija i pretpostavki, a možemo samo reći da te temperature variraju od 600º do 1200º C. Mnogo zavisi od pritiska i temperature, kao i od promena u sastavu stena usled tektonskog mešanja. Vjerovatno je nemoguće precizno odrediti jasnu donju granicu litosfere. Istraživači često ukazuju na termičku, mehaničku ili Hemijska svojstva litosfere u svojim radovima.

Okeanska litosfera je vrlo tanka u centrima širenja gdje se formira, ali vremenom postaje deblja. Kako se hladi, toplija stijena iz astenosfere hladi se na donjoj strani litosfere. Tokom oko 10 miliona godina, okeanska litosfera postaje gušća od astenosfere ispod nje. Stoga je većina okeanskih ploča uvijek spremna za subdukciju.

Savijanje i uništavanje litosfere

Sile koje savijaju i lome litosferu potiču prvenstveno od tektonike ploča. Kada se ploče sudare, litosfera na jednoj ploči tone u vrući omotač. U ovom procesu subdukcije, ploča se savija nadole za 90 stepeni. Dok se savija i tone, potopljena litosfera snažno puca, uzrokujući zemljotrese u planinskoj ploči koja se spušta. U nekim slučajevima (kao što je sjeverna Kalifornija), subdukcijski dio može se u potpunosti srušiti, uranjajući duboko u Zemlju dok ploče iznad njega mijenjaju svoju orijentaciju. Čak i na velikim dubinama, potopljena litosfera može biti krhka milionima godina ako je relativno hladna.

Kontinentalna litosfera se može podijeliti i Donji dio ruši i pada. Ovaj proces se naziva delaminacija. Gornji dio kontinentalne litosfere uvijek je manje gust od dijela plašta, koji je, pak, gušći od astenosfere ispod. Sile gravitacije ili otpora iz astenosfere mogu povući slojeve Zemljine kore i plašta. Desaminacija omogućava da se vrući omotač podigne i topi ispod dijelova kontinenata, uzrokujući široko rasprostranjeno uzdizanje i vulkanizam. Mjesta kao što su kalifornijska Sierra Nevada, istočna Turska i dijelovi Kine se proučavaju za proces slojevitosti.

Litosfera planete Zemlje je čvrsta školjka globus, koji uključuje višeslojne blokove zvane litosferske ploče. Kako Wikipedia ističe, u prijevodu s grčkog to je "kamena lopta". Ima heterogenu strukturu u zavisnosti od pejzaža i plastičnosti stijena koje se nalaze u gornjim slojevima tla.

Granice litosfere i lokacija njenih ploča nisu u potpunosti shvaćene. Moderna geologija ima samo ograničenu količinu podataka o unutrašnjoj strukturi globusa. Poznato je da litosferski blokovi imaju granice sa hidrosferom i atmosferskim prostorom planete. U bliskom su međusobnom odnosu i dodiruju se. Sama struktura se sastoji od sljedećih elemenata:

Astenosfera. Sloj smanjene tvrdoće, koji se nalazi u gornjem dijelu planete u odnosu na atmosferu. Na mjestima ima vrlo malu čvrstoću i sklona je lomovima i duktilnosti, posebno ako podzemne vode teku unutar astenosfere.
Mantle. Ovo je dio Zemlje koji se naziva geosfera, koji se nalazi između astenosfere i unutrašnjeg jezgra planete. Ima polutečnu strukturu, a njegove granice počinju na dubini od 70-90 km. Odlikuje se velikim seizmičkim brzinama, a njegovo kretanje direktno utiče na debljinu litosfere i aktivnost njenih ploča.
Core. Središte globusa, koje ima tečnu etiologiju, i očuvanje magnetnog polariteta planete i njena rotacija oko svoje ose zavisi od kretanja njenih mineralnih komponenti i molekularne strukture rastopljenih metala. Glavna komponenta Zemljinog jezgra je legura gvožđa i nikla.

Šta je litosfera? U stvari, to je čvrsta ljuska Zemlje, koja djeluje kao međusloj između plodnog tla, mineralnih naslaga, ruda i plašta. Na ravnici je debljina litosfere 35-40 km.

Bitan! U planinskim područjima ova brojka može doseći 70 km. U području takvih geoloških visina kao što su planine Himalaja ili Kavkaz, dubina ovog sloja doseže 90 km.

Struktura Zemlje

Slojevi litosfere

Ako detaljnije razmotrimo strukturu litosferskih ploča, one su razvrstane u nekoliko slojeva, koji čine geološke karakteristike određenog područja Zemlje. Oni formiraju osnovna svojstva litosfere. Na osnovu toga razlikuju se sljedeći slojevi tvrde ljuske globusa:

Sedimentno. Pokriva većinu gornjeg sloja svih zemljanih blokova. Uglavnom se sastoji od vulkanskih stijena, kao i ostataka organskih tvari, koje su se tokom mnogih milenijuma razlagale u humus. Plodna tla su također dio sedimentnog sloja.
Granit. To su litosferske ploče koje su u stalnom kretanju. Pretežno se sastoje od super jakog granita i gnajsa. Posljednja komponenta je metamorfna stijena, čija je velika većina ispunjena mineralima poput kalijevog šparta, kvarca i plagioklasa. Seizmička aktivnost ovog sloja čvrste školjke je na nivou od 6,4 km/sec.
Basaltic. Sastoji se pretežno od bazaltnih naslaga. Ovaj dio Zemljine čvrste ljuske nastao je pod utjecajem vulkanske aktivnosti još u davna vremena, kada je došlo do formiranja planete i nastanka prvih uslova za razvoj života.

Šta je litosfera i njena višeslojna struktura? Na osnovu navedenog možemo zaključiti da se radi o čvrstom dijelu globusa, koji ima heterogen sastav. Njegovo formiranje odvijalo se tokom nekoliko milenijuma, a njegov kvalitativni sastav zavisi od toga koji su se metafizički i geološki procesi odvijali u određenom regionu planete. Utjecaj ovih faktora se ogleda u debljini litosferskih ploča i njihovoj seizmičkoj aktivnosti u odnosu na građu Zemlje.

Slojevi litosfere

Okeanska litosfera

Ova vrsta zemljine školjke značajno se razlikuje od njenog kopna. To je zbog činjenice da su granice litosfernih blokova i hidrosfere usko isprepletene, a u nekim njenim dijelovima vodeni prostor je raspoređen izvan površinskog sloja litosfernih ploča. To se odnosi na rasjede dna, depresije, kavernozne formacije različite etiologije.

Okeanska kora

Zato oceanske ploče imaju svoju strukturu i sastoje se od sljedećih slojeva:

morski sedimenti ukupne debljine od najmanje 1 km (u dubokom oceanu mogu biti potpuno odsutni);
sekundarni sloj (odgovoran za širenje srednjih i longitudinalnih talasa koji se kreću brzinom do 6 km/sec, aktivno učestvuje u kretanju ploča, što izaziva potrese različite snage);
donji sloj čvrste ljuske zemaljske kugle u području gdje se nalazi okeansko dno, koji je uglavnom sastavljen od gabra i graniči se s plaštom (prosječna aktivnost seizmičkog talasa je od 6 do 7 km/sec.).

Razlikuje se i prijelazni tip litosfere, koji se nalazi u području okeanskog tla. Karakteristična je za otočne zone formirane u luku. Njihova pojava u većini slučajeva povezana je s geološkim procesom pomicanja litosferskih ploča, koje su se naslagale jedna na drugu, formirajući ovu vrstu nepravilnosti.

Bitan! Slična struktura litosfere može se naći na periferiji Tihog okeana, kao iu nekim dijelovima Crnog mora.

Koristan video: litosferne ploče i moderni reljef

Hemijski sastav

Litosfera nije raznolika u pogledu sadržaja organskih i mineralnih jedinjenja i uglavnom je predstavljena u obliku 8 elemenata.

Većina njih su stijene koje su nastale u periodu aktivne erupcije vulkanske magme i kretanja ploča. Hemijski sastav litosfere je sljedeći:

Kiseonik. Zauzima najmanje 50% ukupne strukture čvrste ljuske, ispunjavajući njene greške, udubljenja i šupljine nastale tokom kretanja ploča. Igra ključnu ulogu u ravnoteži pritiska kompresije tokom geoloških procesa.
Magnezijum. Ovo je 2,35% Zemljine čvrste ljuske. Njegova pojava u litosferi povezana je s magmatskom aktivnošću u ranim periodima formiranja planete. Nalazi se u kontinentalnim, morskim i okeanskim dijelovima planete.
Iron. Stena koja je glavni mineral litosferskih ploča (4,20%). Njegova glavna koncentracija je u planinskim predjelima svijeta. Upravo u ovom dijelu planete nalazi se najveća gustoća ovog hemijskog elementa. Nije predstavljen u čistom obliku, ali se nalazi u litosferskim pločama pomiješanim s drugim mineralnim naslagama.

Struktura litosfere

Zemljina litosfera se sastoji od dva sloja: zemljine kore i dijela gornjeg omotača. Granica između njih je tzv. Mohorovičićeva granica, identifikovana na osnovu povećanja brzine širenja longitudinalnih seizmičkih talasa i gustine materije.

Zemljina kora je gornji čvrsti omotač Zemlje. Kora nije jedinstvena formacija jedinstvena za Zemlju, jer... nalazi se na većini zemaljskih planeta, Zemljinom satelitu - Mjesecu i satelitima džinovskih planeta: Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna. Međutim, samo na Zemlji postoje dvije vrste kore: oceanska i kontinentalna. U pograničnim područjima razvija se srednji tip kore - subkontinentalni ili suboceanski, koji se formira, na primjer, u zonama otočnog luka. U zonama srednjeokeanskih grebena može se razlikovati kora tipa rift, zbog odsustva sloja gabro-serpentinita u tim zonama i bliskog položaja astenosfere.

Okeanska kora se sastoji od tri sloja: gornjeg sedimentnog, srednjebazaltnog i donjeg gabro-serpentinita, koji je donedavno bio uključen u bazaltni sastav.

Njegova debljina se kreće od 2 km u zonama srednjeokeanskog grebena do 130 km u zonama subdukcije, gdje okeanska kora tone u plašt. Ova razlika je zbog činjenice da se u zonama srednjeokeanskih grebena formira okeanska kora; kako se udaljava od grebena, njena debljina se povećava, rijetko prelazi vrijednost od 7 km, dostižući maksimum u zonama slijeganja. kore u gornji plašt. Najveći broj subdukcionih zona javlja se u Tihom okeanu; Snažni potresi su povezani s njima.

Sedimentni sloj koji prekriva taline je mali: njegova debljina rijetko prelazi 0,5 km, dostižući debljinu od 10-12 km samo u blizini delta velikih rijeka. Sedimentni sloj se sastoji od pijeska, naslaga životinjskih ostataka i taloženih minerala. U njegovom podnožju se često nalaze tanki metalonosni sedimenti, koji nisu konzistentni po potezu, a prevladavaju oksidi željeza. Donji dio sloja čine karbonatne stijene koje se ne nalaze na velikim dubinama zbog rastvaranja ljuski foraminifera i kokolitofora koji čine karbonatne stijene pod visokim pritiskom. Na dubinama većim od 4,5 km, karbonatne stijene zamjenjuju se crvenim dubokomorskim glinama i silicijumskim muljem.

Bazaltni sloj u gornjem dijelu sastavljen je od bazaltnih lava toleitskog sastava, koje se zbog karakterističnog oblika nazivaju i jastučaste lave. Ispod se nalazi kompleks nasipa formiran doleritskim nasipima. Nasipi su kanali kroz koje je bazaltna lava tekla na površinu. Iz tog razloga bazaltni sloj je izložen na mnogim mjestima uz srednjeokeanske grebene.

U zonama subdukcije bazaltni sloj se pretvara u ekgoliti, koji gustoćom većom od okolnih peridotita (najčešćih stijena plašta) tonu u dubinu. Masa ekgolita trenutno čini oko 7% mase cijelog Zemljinog omotača.

Gabro-serpentinitski sloj leži direktno iznad gornjeg plašta. Njegov sastav uključuje gabroide i serpentinizovani peridotit, koji nastaju tokom spore kristalizacije bazaltnih talina u komori magme i tokom hidratacije osnovnih stena plašta duž pukotina litosfere. Debljina sloja je 3-6 km; može se pratiti u svim okeanima. Brzine longitudinalnih seizmičkih talasa unutar sloja su 6,5-7 km/sec.

Starost okeanske kore je u prosjeku 100 miliona godina. Najstariji dijelovi okeanske kore stari su 156 miliona godina (kasna jura) i nalaze se u depresiji Pijafeta u Tihom okeanu.

Tako mlado doba objašnjava se stalnim formiranjem i apsorpcijom okeanske kore. Svake godine, u zonama rifta srednjeokeanskih grebena, kao rezultat odvajanja bazaltne lave koja se nalazi ispod njih i njenog izlivanja na površinu okeanskog dna, formira se 24 km 3 magmatskih stijena težine 70 milijardi tona. Ako se uzme u obzir da je ukupna masa okeanske kore, prema proračunima, 5,9 × 10 18 tona, ispada da se čitava okeanska kora obnovi za 100 miliona godina, što se uzima kao njena prosječna starost. Debljina okeanske kore ostaje praktički nepromijenjena tokom vremena, zbog građenja od otpuštene taline.

Okeanska kora je koncentrisana ne samo unutar korita Svjetskog okeana. Njegovi mali drevni dijelovi poznati su u zatvorenim bazenima, primjer za to je sjeverna depresija Kaspijskog mora. Ukupna površina okeanske kore je 306 miliona km 2.

Kontinentalna kora, kao što ime govori, leži ispod Zemljinih kontinenata i velikih ostrva. Za razliku od okeanske kore, kontinentalna kora se sastoji od tri sloja: gornjeg sedimentnog, srednjeg granita i donjeg bazaltnog. Debljina ove vrste kore ispod mladih planina dostiže 75 km, ispod ravnica kreće se od 35 do 45 km, pod otočnim lukovima se smanjuje na 20-25 km.

Sedimentni sloj kontinentalne kore čine: glinoviti sedimenti i karbonati plitkih morskih basena unutar proterozojskih platformi; grubo klastične facije, zamijenjene u višim dijelovima presjeka pješčano-glinovitim naslagama i karbonatima obalnih facija u rubnim koritima i na pasivnim rubovima kontinenata atlantskog tipa.

Granitni sloj zemljine kore nastaje kao rezultat prodiranja magme u pukotine u zemljinoj kori. Sastoji se od silicijum dioksida, aluminijuma i drugih minerala. Debljina sloja granita dostiže 25 km. Brzina longitudinalnih seizmičkih valova kreće se od 5,5 do 6,3 km/sec. Sloj je vrlo star: njegova prosječna starost je oko 3 milijarde godina.

Na dubinama od 15-20 km često je vidljiva Conradova granica duž koje se brzina širenja longitudinalnih seizmičkih valova povećava za 0,5 km/sec. Granica razdvaja slojeve granita i bazalta.

Bazaltni sloj nastaje kada osnovne (bazaltne) lave izbijaju na površinu kopna u zonama magmatizma unutar ploča. Bazalt je teži od granita i sadrži više gvožđa, magnezijuma i kalcijuma. Brzina longitudinalnih seizmičkih talasa unutar sloja je od 6,5 do 7,3 km/sec.

Granica između granitnih i bazaltnih slojeva na više mjesta prolazi tzv. površine Conrad, unutar koje dolazi do naglog povećanja brzine longitudinalnih seizmičkih talasa od 6 do 6,5 km/sec. Na drugim mjestima, brzina longitudinalnih seizmičkih valova postepeno raste i granica između slojeva je zamagljena. I konačno, postoje područja u kojima se uočava nekoliko površina odjednom, unutar kojih se povećavaju seizmički valovi.

Ukupna masa zemljine kore procjenjuje se na 2,8 × 10 19 tona, što je samo 0,473% mase cijele planete Zemlje.

U nastavku je Zemljina kora odvojena od gornjeg omotača Mohorovičićevom ili Moho granicom, koju je 1909. godine ustanovio hrvatski geofizičar i seizmolog Andrej Mohorovičić. Na granici dolazi do naglog povećanja brzina uzdužnih i poprečnih seizmičkih valova. Gustoća tvari se također povećava. Moho granica se možda ne poklapa sa granicama Zemljine kore, očigledno odvajajući područja različitog hemijskog sastava: laganu kiselu koru i gusti ultrabazični omotač.

Sloj koji leži ispod zemljine kore naziva se plašt. Plašt je podijeljen slojem Golitsyna na gornji i donji, granica između kojih prolazi na dubini od oko 670 km.

Unutar gornjeg plašta izdvaja se astenosfera - sloj ploče, unutar kojeg se smanjuju brzine seizmičkih valova.