 |
Самые глубокие океанические желоба
|
|
|
|
Земная кора и литосфера.
Состав, строение и развитие.
Земная поверхность: формы рельефа суши, дна Мирового океана;
Полезные ископаемые,
Зависимость их размещения от строения земной коры и рельефа.
Минеральные ресурсы Земли, их виды и оценка
Происхождение Земли
Земля — небольшое космическое тело, часть Солнечной системы.
Из современных взглядов на происхождение Земли наиболее распространена гипотеза О. Ю. Шмидта об образовании Земли из холодного газово-пылевого облака. Частицы этого облака, вращаясь вокруг Солнца, сталкивались, «слипались», образуя сгустки, нараставшие как снежный ком.
Вначале, 4,5 млрд. лет назад, Земля представляла собой шар, состоящий из одних газов. Постепенно тяжелые металлы, такие как железо и никель, опускались к центру и уплотнялись. Легкие породы и минералы всплывали на поверхность, охлаждались и отвердевали.
Существуют и гипотезы образования планет в результате космических катастроф — мощных взрывов, вызванных распадом звездного вещества.
Ученые продолжают искать новые пути решения проблемы происхождения Земли.
Внутреннее строение Земли
Земля состоит из земной коры, мантии и ядра.
Литосфера (от греч. Lithos - камень и sphair – шар ) – это верхняя
твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть мантии.
Мощность литосферы составляет в среднем от 70 до 250 км.
Земная кора — самая верхняя часть литосферы. Она представляет собой как бы тонкое «покрывало», под которым скрыты неспокойные земные недра. По сравнению с другими геосферами земная кора кажется тонкой пленкой, в которую обернут земной шар.
Земная кора - наружный твердый слой планеты. Его масса - 2,85 · 1022 кг, объем -,02 · 1019 м3 (0,8 % объема Земли). Его средняя толщина 25 - 30 км, под океанами тоньше (3 - 10 км), в горных районах доходит до 70 км. Земная кора состоит из трех слоев: базальтового, гранитного и осадочного.
|
|
|
Самые распространенные минералы — полевой шпат и кварц.
Граница между земной корой и мантией называется поверхностью Мохо (по имени югославского ученого А. Мохоровичича).
В среднем толщина земной коры составляет всего 0,6% от длины земного радиуса. Внешний облик нашей планеты определяют выступы материков и впадины океанов, заполненные водой.
Земная кора не везде имеет одинаковую толщину.
Различают два основных типа земной коры: материковый и океанический.
Материковая земная кора
Толщина 70-250км
Состоит из трех слоев:
Нижнего - базальтового,
Среднего - гранитного,
и верхнего - осадочного.
Океаническая земная кора
Толщина 5-10км
Состоит из двух слоев:
Нижнего – базальтового, и верхнего – осадочного.
Химический состав Земной коры
| Элементы | % |
| Кислород | 46,8 |
| Кремний | 27,3 |
| Алюминий | 8,7 |
| Железо | 5,1 |
| Кальций | 3,6 |
| Натрий | 2,6 |
| Калий | 2,6 |
| Магний | 2,1 |
| Прочие: | 1,2 |
| Всего: |
Строение земной коры
В связи с неровностью земной поверхности в ее структуре выделяются суша и океан. В их пределах расположены грандиозные горные цепи и глубокие океанические впадины, обширные равнины и подводные плато, низменности, балки, котловины, барханы и т.д.
Земная кора имеет неодинаковую толщину, состав, строение на материках и под океанами. Различают кору материковую, океаническую и переходную.
Материковая кора трехслойная (слой осадочных пород, гранитный, базальтовый), ее толщина на равнинах 30—50 км, в горах — до 70—80 км.
Океаническая кора тоньше (5—15 км) и состоит из двух слоев — верхнего осадочного и нижнего базальтового. На границе материков и океанов, в районах островов толщина земной коры составляет 15—30 км, гранитный слой выклинивается, земная кора носит переходный характер.
|
|
|
Переходная кора является промежуточной зоной между материковой и океанической корой, ее толщина колеблется в промежутке 30—50 км.
Земная коранаходится в постоянном движении. Первым гипотезу о дрейфе материков (т.е. горизонтальном движении земной коры) выдвинул в начале ХХ века А. Вегенер. На ее основе создана теория литосферных плит. Согласно этой теории, литосфера не является монолитом, а состоит из семи крупных и нескольких более мелких плит, «плавающих» на астеносфере. Пограничные области между литосферными плитами называют сейсмическими поясами — это самые «беспокойные» области планеты.
Земная кора разделяется на устойчивые и подвижные участки.
Устойчивые участки земной коры — платформы — образуются на месте геосинклиналей, потерявших подвижность.
Платформа состоит из кристаллического фундамента и осадочного чехла. В зависимости от возраста фундамента выделяют древние (докембрийские) и молодые (палеозойские, мезозойские) платформы. В основании всех материков лежат древние платформы.
Подвижные, сильно расчлененные участки земной поверхности называются геосинклиналями (складчатыми областями). В их развитии выделяют два этапа: на первом этапе земная кора испытывает опускания, происходит накопление осадочных горных пород и их метаморфизация. Затем начинается поднятие земной коры, горные породы сминаются в складки. На Земле было несколько эпох интенсивных горообразований: байкальская, каледонская, герцинская, мезозойская, кайнозойская. В соответствии с этим выделяют различные области складчатости.
Распространение и возраст платформ и геосинклиналей показывается на тектонической карте (карте строения земной коры).
Теория литосферных плит
В процессе становления наук о Земле выдвигалось много различных гипотез о развитии земной коры.
Во второй половине XX в. развернулись обширные исследования дна мирового океана, в результате которых появились совершенно новые представления о развитии океанов и материков, основанные на взглядах немецкого ученого первой половины XX в. А. Вагенера.
В основу теории литосферных плит положено представление, что вся литосфера разделена узкими активными зонами – глубинными разломами– на отдельные жесткие плиты, плавающие на пластичном слое верхней мантии.
|
|
|
Глубинные разломы характеризуются высокой сейсмичностью и вулканизмом и располагаются в зонах раздвижения плит и в зонах их столкновения.
Движение литосферных плит, а также деятельность внутренних и внешних сил приводят к деформации земной коры
Литосферные плиты – крупные жесткие блоки литосферы Земли.
Плиты, как правило, разделены глубоководными разломами и перемещаются по вязкому слою мантии относительно – друг друга со скоростью 2-3 см в год.
В местах схождения континентальных плит происходит их столкновение, образуются горные пояса.
При взаимодействии континентальной и океанической плит, плита с океанической земной корой подныривает под плиту с континентальной земной корой, в результате образуются глубоководные желоба и островные дуги.
Самые глубокие океанические желоба
| Желоб | Океан | Глубина |
| Марианский | Тихий | 10 924 м |
| Тонга | Тихий | 10 800 м |
| Филлипинский | Тихий | 10 497 м |
| Кермадек | Тихий | 10 047 м |
| Бонин | Тихий | 9 994 м |
В зонах раздвижения литосферных плит - зонах срединно-океанических хребтов – рождается новая океаническая земная кора. В зонах столкновения литосферных плит – зонах островных дуг и сопряженных с ними глубоководных желобов – происходит «подныривание» одной плиты (чаще с океанической земной корой) под другую (чаще с материковым или переходным типом земной коры). В результате такого «подныривания» верхний край плиты прогибается и образуется глубоководный желоб.
Ярки примером таких дуг являются Курильские и Японские острова, рядом с которыми располагаются соответствующие глубоководные желоба.
Границы литосферных плит как в местах их разрыва, так и в местах столкновения – это подвижные участки земной коры, к которым приурочено большинство действующих вулканов, где часты землетрясения.
Эти участки, являющиеся областями новой складчатости, образуют сейсмические пояса Земли.
|
|
|
Чем дальше от границ подвижных участков к центру плиты, тем более устойчивыми становятся участки земной коры. Москва, например, находится в центре Евразийской плиты, ее территория считается вполне устойчивой.
Мантия Земли
Под земной корой, ближе к центру Земли, располагается слой толщиной почти 3000км, называемый мантией.
Внутри мантии на глубине 100-250км под континентами и 50-100км под океанами, находится слой повышенной пластичности вещества, так называемая астеносфера. Ученые предполагают, что мантия состоит из магния, железа и кремния и имеет очень высокую температуру – до 20000С.
Установлено, что температура горных пород с глубиной возрастает: в среднем на 10С на каждые 33 метра в глубь Земли. Увеличение температуры происходит за счет распада радиоактивных элементов, входящих в состав земного ядра.
Мантия (от греч. mantion — покрывало) — средний слой, связывающий ядро и земную кору. Мантия имеет толщину 2865 км, массу 4,013 · 1024 кг, ее объем составляет 8,966 · 1020 м3 (83 % объема Земли). Мантия состоит из трех слоев: слоя Голицына, слоя Гуттенберга и субстрата. Верхняя часть мантии, называемая магмой, содержит слой с пониженной вязкостью, плотностью и твердостью — астеносферу, на которой уравновешиваются участки земной поверхности. Граница между мантией и ядром называется слоем Гуттенберга.
Ядро Земли
Ядро Земли – пока загадка для науки. С определенной достоверностью можно говорить лишь о его радиусе – 3500 км и температуре – около 4000 0С.
Многие ученые считают не случайным тот факт, что площадь поверхности ядра – 148,7 млн км 2 – как бы уравновешивается площадью поверхности суши Земли – 149 млн км 2 создавая баланс ее внутренних и внешних сил.
Ядро - центр Земли, его диаметр 6964 км, масса 1,934 · 1024 кг, объем - 1,752 · 1020 м3 (16,2 % объема Земли).
Ядро состоит из двух частей: субъядра (твердая часть) и внешнего ядра (жидкая часть). Для ядра характерны высокие (до 5000 ºС) температуры. В его состав входят около 89 % железа и 6 % никеля. Перемещение вещества в ядре создает на Земле магнитное поле, защищающее планету от космического излучения.
Горные породы и минералы
Слои земной коры состоят из горных пород и минералов.
Минерал – природное тело, приблизительно однородное по химическому составу и физическим свойствам, образующееся в результате физико-химических процессов в глубинах и на поверхности литосферы. Это составная часть горных пород (Земли и некоторых других планет), руд и метеоритов.
По определению, горная порода — устойчивый состав совокупности минералов, находящийся в разных агрегатных состояниях.
|
|
|
Горная порода – природная совокупность минералов более или менее постоянного состава, образующая самостоятельное тело в земной коре.
По происхождению выделяют магматические, осадочные, метаморфические, вулканические и метасоматические горные породы.
Магматические и метаморфические горные породы слагают 90% объема земной коры, остальные 10% приходятся на долю осадочных, которые занимают 75 %земной поверхности.
Магматические горные породы образуются в результате застывания магмы, поднимающейся из сильно разогретых глубин Земли.
В случае, когда магма медленно остывает на большой глубине, образуются интрузивные (или глубинные) горные породы, имеющие кристаллическую структуру (гранит, селенит, дунит).
При быстром застывании магмы, излившейся на поверхность, образуются э ффузивные (или излившиеся) горные породы (базальт, андезит).
Магматические горные породыобразуются при остывании и кристаллизации магмы, внедряющейся в земную кору по трещинам. Они составляют около 60 % земной коры. Если их образование происходило на большей глубине без выхода на поверхность, то такие породы называются интрузивными. Они медленно остывают, кристаллизация происходит долго, и получаются крупнокристаллические горные породы (гранит, диорит, габбро). Если магма излилась и застыла на поверхности земли, то образуются эффрузивные породы. За счет сравнительно быстрого остывания в породе образуются мелкие кристаллы, например: базальт, андезит, липарит. Магматические горные породы обычно сложены силикатами (SiO2). Их подразделяют на ультраосновные (кремнезема менее 40 %), основные (кремнезема от 40 % до 50 %), средние (кремнезема от 50—65 %) и кислые (кремнезема более 65 %).
Осадочные горные породы, в отличие от магматических, образуются только на поверхности Земли и формируются под воздействием внешних сил.
По происхождению выделяют неорганические (обломочные и хемогенные) и органические осадочные породы.
Обломочные горные породы образовались в результате выветривания, переотложения водой, льдом или ветром продуктов разрушения ранее возникших горных пород. К ним относятся: песок, глина, валунный суглинок.
Хемогенные горные породы формируются в результате осаждения из воды морей и озер растворенных в ней веществ. Например, каменная соль.
Органические породы образуются в результате накопления останков животных и растений, как правило, на дне океанов, морей и озер. Например, известняк (его разновидность – ракушечник), мел и горючие полезные ископаемые.
Осадочные горные породывозникли путем осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников. Они составляют 75 % толщи земной коры и 10 % ее массы, обычно залегают пластами. По условиям образования осадочные породы разделяются на следующие категории:
● Обломочные, возникли при разрушении другого типа пород — песок, песчаники, глина;
● Химические, возникли в результате химических реакций в водных растворах — соли, гипс, фосфориты;
● Органические, возникли в результате накопления известковых или растительных остатков — известняк, мел, торф, угли.
Как осадочные, так и магматические горные породы при погружении на большие глубины под влиянием повышенного давления и высоких температур подвергаются значительным изменениям – метаморфизму, превращаясь в метаморфические горные породы. Так, например, известняк превращается в мрамор, песчаник – в кварцит, гранит – в гнейс.
Метаморфические горные породы образуются в результате изменения осадочных или магматических горных пород с полным или частичным изменением их минерального состава и структуры. К ним относят гнейсы (преобразованный гранит), кварциты (преобразованный песчаник), мрамор (измененный известняк), различные руды.
Вулканические горные породы образуются в результате извержений вулканов. Различают излившиеся, или эффрузивные (базальт, андезит, трахит, липарит, диабаз) и вулкагенно-обломочные, или пирокластические (туфы, вулканические брекчии) вулканические горные породы.
Метасоматические горные породы образуются в результате метасоматизма. При этом происходят следующие стадии их образования: ранняя щелочная (магнезиальные и известковые скарны), кислотная (гейзеры и вторичные кварциты), поздняя щелочная (березит, лиственит).
|
|
|
