Земная кора и литосфера. Тектоника литосферных плит. Этапы геологической истории земной коры.
Пост обновлен 13 окт. 2020 г.
Мы смотрим в небо и размышляем о том, как устроен космос. Мы читаем о космонавтах и спутниках. И кажется, что все загадки, неразгаданные человеком, находятся там — за пределами земного шара. На самом деле, мы живем на планете, полной удивительных тайн. И мечтаем о космосе, не задумываясь, как сложно и интересно устроена наша Земля.
Внутреннее строение Земли
Планета состоит из трех основных слоев:
Земная кора - самый верхний слой
Мантия - средний слой
Ядро - внутреннее положение
Выделяют отдельный слой - литосферу. Литосфера - это твердая оболочка земного шара, в состав которой входит земная кора и верхняя часть мантии. Подробно про нее чуть ниже.
Для лучшей визуализации Землю можно сравнить с яйцом. Яичная скорлупа будет представлять собой земную кору, яичный белок — мантию, а желток — ядро.
Земная кора
Земная кора — это тонкая оболочка, покрывающая поверхность нашей планеты.
Толщина под океанами - около 15 км, под материками - 30 - 40 км (наибольшую мощность земная кора имеет под Гималаями - около 70 км)
Вернемся к аналогии с яйцом, земная кора по отношению ко всей планете тоньше, чем яичная скорлупа.
Состав земной коры:
Земная кора это каменная оболочка, в ее состав входят оксиды кремния, алюминий, железо и щелочные металлы (литий, натрий, калий и другие)
Почему земная кора под океанами тоньше?
Континентальная земная кора состоит из трех слоев:
Осадочный (10-15 км в основном осадочных пород)
Гранитный (5-15 км метаморфических пород, по свойствам схожих с гранитом)
Базальтовый (10-35 км магматических пород)
Океаническая земная кора состоит из двух слоев. В ней отсутсвует гранитный слой.
Строение океанической коры:
Осадочный слой
Базальтовый слой
Под земной корой располагается мантия.
Мантия - оболочка, расположенная между ядром и земной корой , самая массивная из внутренних оболочек Земли.
Мантия имеет мощность (толщину) до 2900 км и на нее приходится почти 70% массы.
Мантию подразделяют на два слоя:
Верхний слой (глубина до 400 км)
Нижний слой (от 400 км до 2900 км)
Мантия в основном состоит из тяжелых металлов (кремния, магния и железа)
В верхней мантии, на границе с земной корой, выделяют пластичный и более подвижный слой - астеносфера (похожий на горячее тесто). Ее мощность 100 - 250 км.
Почему Астеносфера заслуживает нашего внимания:
По пластичному слою астеносферы перемещаются литосферные плиты.
Извержение вулканов происходит благодаря астносефрному слою (магма - это вещество, которое проникает из астеносферы и изливается на поверхность)
Из вещества астеносферы образуются магматические и метаморфические горные породы.
Ядро
Ядро - центральная и самая горячая часть земли
Под покрывалом из мантии располагается ядро. Оно находится в 2900 км от поверхности планеты.
Давайте посчитаем его радиус вместе:
Радиус земного шара 6400 км. Ядро находится в 2900 км от поверхности, значит радиус ядра 6400 км - 2900 км = 3500 км
Все верно, ядро имеет форму шара радиусом 3500 км и состоит из железо - никелевого сплава .
Изучают ядро с помощью геофизическим мотодов, например - сейсмических волн (скорость распространения волн меняется при разном составе вещества)
Ядро - самая плотная и тяжелая часть нашей планеты. (земля постоянно вращается вокруг своей оси, поэтому самые тяжелые элементы, под действием центробежной силы, перемещаются к центру).
Ядро состоит из двух слоев:
твердого внутреннего ядра (радиусом около 1300 км)
жидкого внешнего (около 2200 км)
Твердое внутреннее ядро плавает во внешнем жидком слое. Из-за этого плавного движения вокруг Земли образуется ее магнитное поле (оно защищает планету от опасных космических излучений, и на него реагирует стрелка компаса)
Ядро — самая горячая часть нашей планеты. Его температура может достигать 6000 градусов (температура плавления железа)
Мы достигли центра Земли, пора возвращаться на поверхность!
Литосфера
Литосфера — каменная оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть мантии до слоя астеносферы. (Очень важно не путать ее с земной корой)
Толщина литосферы под континентами больше (150 - 300 км) чем под океанами (от нескольких метров до 150 км).
Литосфера состоит из литосферных плит - крупных блоков разделенных глубокими разломами.
Всего выделяют 7 крупных литосферных плит и несколько более мелких:
Литосферные плиты плавно перемещаются по астеносфере. Средняя скорость их движения — около 5 сантиметров в год.
Они могут сталкиваться образуя горы, расходится образую cрединно окенические хребты, подлезать под друг друга.
Подвижными областями земли являются границы литосферных плит. Именно там чаще всего наблюдается вулканизм и происходят землятресения.
Основные виды взаимодействия литосферных плит:
Спрединг - процесс образования новой океанической коры. Когда две океанические плиты (намного реже такое происходит в континентальной коре) движутся в разные стороны образуется зона рифта (огромного разлома в земной коре). В рифтах происходит излияние магмы на поверхность, застывание и образование новой океанической земной коры и срединно океанических хребтов.
Пример: Атлантический океан образовался в результате того, что Северо - Американская и Евразийская плиты перемещаются в разные стороны.
Субдукция - процесс, при котором океаническая плита (как более легкая) погружается под континентальную. На линии контакта образуются глубоководные желоба и высокие горы.
Пример: плита Наска и Южно Американскую плиты сближаются, плита Наска - более легкая, поэтому она ‘подныревает’ под тяжелую континентальную плиту, образую глубоководные желоба вдоль западного побережья Южной Америки и высокие горы Анды.
Коллизия - процесс столкновения континентальных плит, приводит к смятию коры и образования горных цепей.
Пример: образование Гималеав - результат колизии Индостанской и Евроазиатской континентальных плит.
Литосферных плиты двигаются уже на протяжение нескольких миллиардов лет и продолжают двигаться и в наши дни. Предлагаю на пару минут окунуться в историю Земли и посмотреть какой была наша Земля на протяжение своей истории.
Этапы геологической истории земной коры
Облик поверхности Земли многократно менялся с момента её образования (4,6 млрд лет назад). За это время материки и океаны меняли свои размеры и очертания.
Облик земли 240 млн лет назад: единый метрик Пангея
120 млн лет назад: Пангея раскалилась на два материка Гондвану и Лавразию.
Облик земли 65 млн лет назад: континенты потихоньку начинают приобретать современные очертания
Наши дни:
Геологическая хронология
Геологическое развитие Земли поделено на эры, которые в свою очередь поделены на периоды. Протяжённость эр составляет сотни миллионов и даже миллиарды лет. Начиная с палеозойской эры, подразделяются на периоды.
Периоды легко запомнить с помощью считалки: Каждый отличный студент должен курить папиросы; ты, Юра, мал - пей ночью чай. Первая буква слов в считалке - это название периода, начиная с самого раненого.
Как определить к какому периоду относится горная порода?
Палеонтологи определяют возраст горных порода по остаткам живых организмов.
Например, в ленинградской области в известняках, которые располагаются в метре от поверхности земли, встречаются маленькие ракушки. Значит можно сделать вывод, что когда - то на этой территории было море.
Эпохи горообразования
В истории земли эпохи активного горообразования сменялись эпохами относительного спокойствия.
Каждая эпоха горообразование (эпоха складчатости) получила свое название. Названия складчатостей часто совпадает с названиями эр.
Выделяют: архейскую (докембрийскую) складчатость, байкальскую, каледонскую, герцинскую, мезозойскую и альпийскую складчатости.
Какие горные хребты образовывались в каждую из складчатостей:
Архейская - сформировались все платформы (древние ядра материков)
Байкальская - Енисейский кряж, Восточный Саян, Становое нагорье, Витимское плоскогорье
Каледонская - Западный Саян
Герцинская - горы Урала, Монголии, Центральной Европы
Мезозойская - Кордильеры, горы северо-востока России
Кайонозойская (альпийская) - Альпийско - Гималайский пояс