 |
Геосферы: ядро, мантия, земная кора. Их строение и состав.
|
|
|
|
Химический состав Земли. В целом преобладают железо, кислород, кремний, магний, никель. Содержание легких элементов невелико. Средняя плотность вещества Земли 5,5 г/см3. О внутреннем строении Земли достоверных данных весьма мало.
Ядро расположено в центре Земли, его радиус составляет около 3,5 тыс. км. Температура ядра достигает 10 000 К, его плотность составляет 13 г/см3. Ядро предположительно состоит из сплавов железа и никеля. Ядро занимает 16% земного шара по объему и 31,5% по массе. Внешнее ядро Земли имеет большую мощность, чем внутреннее (радиус 2200 км) и находится в жидком (расплавленном) состоянии. Внутреннее ядро подвержено колоссальному давлению. Вещества, слагающие его, находятся в твердом состоянии.
Мантия — геосфера Земли, которая окружает ядро и составляет 83 % от объема нашей планеты. Нижняя ее граница располагается на глубине 2900 км. Мантия разделяется на менее плотную и пластичную верхнюю часть (800-900 км), из которой образуется магма (с греческого «густая мазь»; это расплавленное вещество земных недр — смесь химических соединений и элементов, в том числе газов, в особом полужидком состоянии); и кристаллическую нижнюю, толщиной около 2000 км.
Земная кора - внешняя оболочка литосферы. Ее плотность 3 г/см3.
От мантии земную кору отделяет граница Мохоровичича (ее часто называют границей Мохо), характеризующаяся резким нарастанием скоростей сейсмических волн. Она была установлена в 1909 г. хорватским ученым Андреем Мохоровичичем.
Поскольку процессы, происходящие в самой верхней части мантии, влияют на движения вещества в земной коре, их объединяют под общим названием литосфера (каменная оболочка). Мощность литосферы колеблется от 50 до 200 км.
|
|
|
Ниже литосферы располагается астеносфера — менее твердая и менее вязкая, но более пластичная оболочка с температурой 1200 °С. Она может пересекать границу Мохо, внедряясь в земную кору. Астеносфера — это источник вулканизма. В ней находятся очаги расплавленной магмы, которая внедряется в земную кору или изливается на земную поверхность.
Земная кора. Мощность земной коры в различных районах Земного шара неодинакова. Под океанами она изменяется от 4 до 20 км, а под континентами – от 20 до 75 км. Средняя толщина (мощность) составляет всего 33 км. Нижняя граница земной коры определяется резким увеличением скорости распространения сейсмических волн и называется разделом Мохоровичича (юг. сейсмограф), где отмечено скачкообразное увеличение скорости распространения упругих (сейсмических) волн.
Кора имеет слоистое строение. В ней выделяют три слоя: осадочный (самый верхний), гранитный и базальтовый. Мощность гранитного слоя увеличивается в молодых горах (Альпы, Кавказ) и достигает 25…30 км. В районах древней складчатости (Урал, Алтай) наблюдается уменьшение мощности гранитного слоя. Базальтовый слой распространен повсеместно. Чаще базальты встречаются уже на глубине 10 км. В виде отдельных пятен они внедряются в мантию на глубине 70…75 км (Гималаи). Границу раздела между гранитным и базальтовым слоем называют поверхностью Конрада (австр. геофизик), также характеризующаяся скачкообразным увеличением скорости прохождения сейсмических волн. Выделяют два типа земной коры: континентальную (трехслойную) и океаническую (двухслойную). Граница между ними не совпадает с границей материков и океанов и проходит по дну океанов. Континентальный тип коры состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев. Мощность зависит от геологического строения района. Океанический тип коры состоит из осадочного и базальтового слоев. Осадочный слой покрывает практически все дно океанов. Мощность его колеблется в пределах сотен и даже тысяч метров.
|
|
|
Литосфера – каменная оболочка Земли, объединяющая земную кору, подкорковую часть верхней мантии и подстилаемая астеносферой (слой пониженной твердости, прочности и вязкости).
4. Астеносфера, литосфера, тектоносфера, их строение.
Литосфера - это твердая оболочка Земли, включающая слои земной коры и верхнюю твердую часть верхней мантии. Снизу она подстилается астеносферным слоем, а сверху ограничена атмосферой и гидросферой. Мощность литосферы непостоянна под континентами и океанами и достигает 100-120 км. О вещественном составе литосферы можно судить по магматическим горным породам, которые произошли из её слоев; нижняя часть этой оболочки сложена ультрабазитами.
Астеносфера - предполагаемый слой мантии, подстилающий литосферу, способный к вязкому или пластическому течению. Характеризуется следующими особенностями:
а) по Дэна - это “жидкий подкоровый слой”; средняя мощность под континентами - 100-200 км; с подошвой на глубине 250 км; под срединно-океаническими хребтами соответственно 30-50 км и подошва находится на глубине 400 км;
б) имеет пониженную скорость сейсмических волн;
в) вязкость на 2-3 порядка ниже, чем в выше- и нижележащей мантии; г) при небольшом изменении Р и Т начинается плавление и возникают магматические очаги;
д) Причина образования астеносферы - нарастание Т преобладает над эффектом давления; температуры близки к области плавления;
е) вещество находится в аморфном состоянии;
ж) астеносфера может содержать свободную воду, что снижает Т плавления;
з) сама астеносфера, вероятно, не однородна и состоит из нескольких слоев.
Роль астеносферы:
а) в ней затухают движения, исходящие из более глубинных слоев мантии;
б) генератор движений в литосфере, т.к. происходит магмо-образование и подъем блоков ЗК;
в) по пластичной астеносфере происходит перемещение твердой литосферы.
Между литосферой и астеносферным слоем устанавливается изостатическое равновесие, что отражается явлением изостазии. Изостазия - это равновесное состояние литосферы по отношению к астеносфере. Это означает, что давление литосферы примерно на глубине 100 км везде одинаково.
Тектоносфера - внешняя оболочка Земли, охватывающая ЗК и верхнюю часть мантию, в которой происходят тектонические и магматические процессы, обуславливающие вертикальную и горизонтальную неоднородность состава Земли.
|
|
|
