Литосфера и земная кора

Строение

Недра Земли можно делить на слои по их механическим (в частности реологическим) или химическим свойствам. По механическим свойствам выделяют литосферу, астеносферу, мезосферу, внешнее ядро и внутреннее ядро. По химическим свойствам Землю можно разделить на земную кору, верхнюю мантию, нижнюю мантию, внешнее ядро и внутреннее ядро.

Схематическое изображение внутреннего строения Земли: 1 — континентальная кора; 2 — океаническая кора; 3 — верхняя мантия; 4 — нижняя мантия; 5 — внешнее ядро; 6 — внутреннее ядро; А — поверхность Мохоровичича; B — граница Гутенберга; C — разрыв Леманн-Буллен

Геологические слои Земли находятся на следующих глубинах под поверхностью[нет в источнике]:

Глубина	Слой
Километры	Мили
0—60	0—37	Литосфера (глубина разнится от 5 до 200 км)
0—35	0—22	Кора (глубина разнится от 5 до 70 км)
35—60	22—37	Верхняя часть мантии
35—2890	22—1790	Мантия
100—200	62—125	Астеносфера
35—660	22—410	Верхняя мезосфера (верхняя мантия)
660—2890	410—1790	Нижняя мезосфера (нижняя мантия)
2890—5150	1790—3160	Внешнее ядро
5150—6371	3160—3954	Внутреннее ядро

Слои Земли были определены косвенно с помощью измерения времени распространения преломлённых и отражённых сейсмических волн, созданных землетрясениями. Ядро не пропускает поперечные волны, а скорость распространения волн отличается в разных слоях. Изменения в скорости сейсмических волн между различными слоями вызывает их преломление благодаря закону Снелла.

Ядро

Основная статья: Ядро Земли

Средняя плотность Земли 5515 кг/м3. Поскольку средняя плотность вещества поверхности составляет всего лишь около 3000 кг/м3, мы должны заключить, что плотные вещества существуют в ядре Земли. Ещё одно доказательство высокой плотности ядра основано на сейсмологических данных. Следует учитывать и уплотнение вещества давлением. Имеются данные лабораторных исследований с выводом об изменения плотности веществ более плотной упаковкой атомов, например, железо уже при 1 млн атмосфер уплотняется примерно на 30%. «…Плотность верхней мантии начиная от значения 3,2 г/см3 на поверхности постепенно возрастает с глубиной вследствие сжатия её вещества… …В нижней мантии существенных перестроек в кристаллическом строении вещества больше не происходит, поскольку все окислы в этой геосфере уже находятся в состоянии предельно плотной упаковки атомов и сжатие мантийного вещества происходит только благодаря сжатию самих атомов.»

Сейсмические измерения показывают, что ядро делится на две части — твёрдое внутреннее ядро радиусом ~1220 км и жидкое внешнее ядро радиусом ~3400 км.

Мантия

Основная статья: Мантия Земли

Мантия Земли простирается до глубины 2890 км, что делает её самым толстым слоем Земли. Давление в нижней мантии составляет около 140 ГПа (1,4·106атм). Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием по отношению к вышележащей коре. Высокие температуры в мантии делают силикатный материал достаточно пластичным, чтобы могла существовать конвекция вещества в мантии, выходящего на поверхность через разломы в тектонических плитах. Плавление и вязкость вещества зависят от давления и химических изменений в мантии. Вязкость мантии разнится от 1021 до 1024Па·с в зависимости от глубины. Для сравнения, вязкость воды составляет около 10−3 Па·с, а песка — 107 Па·с.

Кора

Основная статья: Земная кора

Толщина земной коры разнится от 5 до 70 км в глубину от поверхности. Самые тонкие части океанической коры, которые лежат в основе океанических бассейнов (5—10 км), состоят из плотной (мафической (англ.)) железо-магниевой силикатной породы, такой как базальт.

Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы.

Метод измерения теплового потока для изучения строения пла­нет

Еще один путь изучения глубинного строения Земли — это изучение ее теплового потока. Известно, что Земля, го­рячая изнутри, отдает свое тепло. О нагреве глубоких гори­зонтов свидетельствуют извержения вулканов, гейзеры, го­рячие источники. Тепло — главный энергетический источник Земли.

Прирост температуры с углублением от поверхно­сти Земли в среднем составляет около 15° С на 1 км. Это значит, что на границе литосферы и астеносферы, располо­женной примерно на глубине 100 км, температура должна быть близкой к 1500° С. Установлено, что при такой темпера­туре происходит плавление базальтов. Это означает, что астеносферная оболочка может служить источником магмы ба­зальтового состава.

С глубиной изменение температуры про­исходит по более сложному закону и находится в зависи­мости от изменения давления. Согласно расчетным данным, на глубине 400 км температура не превышает 1600° С и на границе ядра и мантии оценивается в 2500—5000° С.

Установлено, что выделение тепла происходит постоян­но по всей поверхности планеты. Тепло — важнейший физи­ческий параметр. От степени нагрева горных пород зависят некоторые их свойства: вязкость, электропроводность, магнитность, фазовое состояние. Поэтому по термическому состоянию можно судить о глубинном строении Земли.

Изме­рение температуры нашей планеты на большой глубине — задача технически сложная, так как измерениям доступны лишь первые километры земной коры. Однако внутренняя температура Земли может быть изучена косвенным путем при измерениях теплового потока.

Несмотря на то, что основным источ­ником тепла на Земле является Солнце, суммарная мощность теплового потока нашей планеты превышает в 30 раз мощность всех электростанций Земли.

Измерения показали, что средний тепловой поток на кон­тинентах и в океанах одинаков. Этот результат объясняется тем, что в океанах большая часть тепла (до 90%) поступает из мантии, где интенсивнее происходит процесс переноса вещества движущимися потоками — конвекцией.

Внутренняя температура Земли. Чем ближе к ядру, тем больше наша планета походит на Солнце!

Конвек­ция — процесс, при котором разогретая жидкость расширяет­ся, становясь легче, и поднимается, а более холодные слои опускаются. Поскольку мантийное вещество ближе по сво­ему состоянию к твердому телу, конвекция в нем протека­ет в особых условиях, при невысоких скоростях течения ма­териала.

Какова же тепловая история нашей планеты? Ее пер­воначальный разогрев, вероятно, связан с теплом, образован­ным при соударении частиц и их уплотнении в собственном поле силы тяжести. Затем тепло явилось результатом радио­активного распада. Под воздействием тепла возникла слои­стая структура Земли и планет земной группы.

Радиоактив­ное тепло в Земле выделяется и сейчас. Существует гипоте­за, согласно которой на границе расплавленного ядра Земли продолжаются и поныне процессы расщепления вещества с выделением огромного количества тепловой энергии, разо­гревающей мантию.

Какие проявления внутренних и внешних сил мы видим на земной поверхности

Михаил Васильевич Ломоносов (1711 — 1765) в своём знаменитом труде «О слоях земных» писал: «Твёрдо помнить должно, что видимые телесные на земле вещи и весь мир не в таком состоянии были с начала от создания, как ныне находим, но великие происходили в нём перемены…»

Сегодня учёные знают, что есть внешние и внутренние силы, которые приводят в движение все природные процессы. Это энергия, излучаемая Солнцем, и энергия, заключённая в недрах Земли.

Время от времени земные глубины напоминают нам о том, что внутри их что- то происходит. Мы можем видеть, как энергия недр прорывается на поверхность, вызывая землетрясения, извержения вулканов и выход горячих источников. Правда, мы не можем увидеть, как движутся континенты, поднимаются и опускаются огромные участки земной коры, вырастают горы, меняются очертания морских берегов. Такие изменения становятся заметны лишь через сотни и тысячи лет.

Материковая (континентальная) кора Земли

Поскольку континентальная кора занята такими материками, как Евразия, Африка, Северная и Южная Америка, Австралия, Антарктида, ее часто называют материковой. Этот тип имеет трехслойное строение:

1. Поверхностный уровень содержит слой осадочных пород. Он развит широко, но обладает прерывистым характером, редко демонстрирует высокую мощность.
2. Средний слой состоит из гнейсов и гранитов, образовавшихся более трех миллиардов лет назад.
3. Нижний слой представляет собой скопление разнообразных метаморфических пород, самыми многочисленными из которых являются гранулиты. Они состоят из полевого шпата, плагиоклаза, кварца, граната, гиперстена, биотита.

Установить состав и понять строение коры ученым удалось при помощи применения метода глубинного бурения. Кроме того, ученые активно используют косвенные геохимические и геофизические методы, позволяющие судить о строении слоя по химическим и физическим признакам веществ.

Ускорение свободного падения на поверхности Земли

Из школьной программы мы знаем, что это ускорение тела при свободном падении (движение в пространстве, где на тело воздействует сила тяжести).

Хотя поверхность Земли имеет упомянутое ускорение как постоянную величину 9,81 м/с2, она действительна для широты 45,50 над уровнем моря. Понятно, что это среднее значение, которое допустимо применять для решения несложных задач. Однако для точных расчётов определённого места следует учитывать время, широту и высоту над уровнем моря. В таком случае можно получить максимально приближенное к реальности значение ускорения свободного падения.

Ускорение свободного падения у поверхности Земли

Стоит отметить, что в результате вращения Земли, её форма похожа на сплюснутый эллипсоид. Точнее геоид, то есть эллипсоид с большим диаметром экватора по сравнению с диаметром полюсов.Также отметим, что при расчётах, которые связаны с вращением Земли, необходимо помнить про центробежное ускорение. Проще говоря, баланс сил всего в совокупности.

Как видно, поверхность Земли неоднозначна и неоднородна, множество факторов влияет на неё. Безусловно, её условия и свойства во многом отличаются от других планет. Именно благодаря этим отличительным качествам мы с вами и живём на нашей голубой родине.

Колебательные движения

Под колебательными смещениями принято понимать медленное движение земной коры, которое не ощутимо для людей. В результате таких движений происходит смещение в вертикальной плоскости: одни участки поднимаются, а другие – опускаются. Эти процессы можно выявить, используя особые устройства. Так было выявлено, что Приднепровская возвышенность каждый год поднимается и опускается на 9 мм, а северо-восточная часть Восточноевропейской равнины опускается на 12 мм.

Вертикальные движения земной коры провоцируют сильные приливы. Если же уровень земли опускается ниже уровня моря, то вода наступает на сушу, а если поднимается выше – вода отступает. В наше время процесс отступления воды наблюдается на Скандинавском полуострове, а наступление воды – в Голландии, в северной части Италии, на Причерноморской низменности, а также в южных районах Великобритании. Характерными чертами опускания суши – образование морских заливов. Во время поднятия коры морское дно превращается в сушу. Таким образом сформировались известные равнины: Амазонская, Западно-Сибирская и некоторые другие.

Строение океанической земной коры

Данная часть литосферы преимущественно состоит из базальтовых пород. Строение океанической земной коры изучено не так досконально, как континентальное. Теория тектонических плит объясняет, что океаническая земная кора является относительно молодой, а самые ее последние участки можно датировать поздней юрой.Ее толщина практически не изменяется со временем, так как она определяется количеством расплавов, выделяющихся из мантии в зоне срединно-океанических хребтов. На нее существенно влияет глубина осадочных слоев на дне океана. В наиболее объемных участках она составляет от 5 до 10 километров. Данный вид земной оболочки относится к океанической литосфере.

Континентальная земная кора

Этот вид коры имеет мощность  от тридцати пяти до семидесяти километров. Состоит она из трех слоев (нижнего, среднего и верхнего), но их качественный состав в значительной степени отличается от слоев океанической коры.

Нижний слой толщиной примерно в двадцать километров имеет базальтовую природу

Средний принято считать гранитным. Но в его составе встречаются не только граниты, но и гнейсы. Он является наиболее толстым слоем

Важно знать, что под океанами такой слой не встречается

Верхний слой составляют осадочные породы. Его толщина (мощность) колеблется и в разных районах составляет  от трех до десяти километров. На некоторых участках осадочный слой может отсутствовать. Такие участки принято именовать щитами например, Балтийский щит).

На некоторых участках материков горные породу выветриваются. Из-за этого появляются участи так называемой коры выветривания.

Стоит отметить, что гранитный слой отделяется от базальтового поверхностью Конрада. Сейсмические волны здесь имеют довольно большую скорость, которая может доходить до 7,6 километров в секунду.

Линия Мохо, отделяющая земную кору от мантии (это справедливо и для океанов, и для материков) характеризуется скоростью этих волн доходящей до восьми километров в час. Однако на поверхности Мохоровичича эта скорость повышается скачкообразно.

Встречаются и участки переходного типа (смешанные). Например, смешанные участки встречаются в районе Курильских, Алеутских островов и некоторых других территорий Восточной Азии.

Особо выделяют земную кору срединных океанических хребтов. Эти участки коры меньше всего изучены, не имеют линии Мохо, а вещество мантии может не только проходить в кору, но даже подниматься на поверхность.

состав

Состав земной коры
кислород	46%
Кремний	28%
алюминий	8%
утюг	6%
магний	4%
Кальций	2,4%
все остальные	5,6%

Симатический слой океанической коры (или петрографически связанный материал) предположительно частично продолжается под континентальной сиальной корой и образует ее нижнюю треть (см. Рисунок и ). Из анализа землетрясений смог валы Андрия Мохоровича продемонстрировать скачок скорости 1909 года и, таким образом, косвенно увеличить плотность мантии на 0,5 г / куб.см или почти на 20%. Этот так называемый разрыв Мохоровичич (сокращенно Мохо ) проходит на разной глубине под континентами (согласно Ледерштегеру, в среднем глубина 33 км, согласно современным сейсмическим данным 38 км). Около 1920 года Виктор Конрад обнаружил второй скачок плотности, разрыв Конрада, названный в его честь, на глубине около 20 км. Он соответствует (не полностью сплошному) разделительному слою между породами коры Сиал и Сима. Обычно сегодня различают верхнюю и нижнюю корку .

Почти все химические элементы, а именно 93 из 118 элементов таблицы Менделеева (2018 г.),  можно найти в земной коре, включая океаны и атмосферу. Кислород составляет 46% по весу, за ним следует кремний с 28% и алюминий с 8%. Другими важными компонентами являются железо и магний, а также кальций и натрий . Остальные 85 элементов вместе составляют около 5,6%, большинство из которых присутствует только в следах.

Виды движения коры

Ученые выделяют несколько признаков, ко которым можно классифицировать движение литосферных плит. Это связано с различными характеристиками движений.

Чаще всего их делят по направлению движения:

• Вертикальные. Это поднятие и опускание коры. Они наблюдались повсеместно и происходили на протяжении всей истории Земли.
• Горизонтальные. Связаны с образованием складок, смятием слоев.

Также движение различают в зависимости от скорости, с которой литосферные плиты перемещаются:

• Быстрое. Около острова Пасхи скорость плит составляет где-то 18 см/год.
• Медленное. Обычная скорость плит составляет от 1 до 6 см/год.

Очередная классификация подразделяет движения коры на 3 группы:

• Амплитудные перемещения. Скорость – 55 мм/год, длительность – миллионы лет.
• Разрывы. Так как появляются в местах, где непрочные горные породы, поэтому быстро разрастаются.
• Движение в складчатых областях. Возникает на стыке плит, при этом появляются горные системы.

Отдельными видами движений являются вулканизм и землетрясения.

Тропосфера

0 Это нижний слой, он же самый плотный. Именно сейчас вы находитесь в нем. Геономия, наука о строении Земли, занимается изучением данного слоя. Его верхний предел варьируется от семи до двадцати километров, при этом чем выше температура, тем шире слой. Если рассматривать строение Земли в разрезе на полюсах и на экваторе, то он будет заметно отличаться, на экваторе он гораздо шире

Что еще важного можно сказать о данном слое? Именно здесь происходит круговорот воды, формируются циклоны и антициклоны, генерируется ветер, если говорить обобщенно, то происходят все процессы, связанные с погодой и климатом. Очень интересное свойство, распространяющееся только на Тропосферу, если подняться на сто метров, то температура воздуха упадет примерно на один градус. За пределами данной оболочки закон действует с точностью наоборот

Есть одно место между тропосферой и стратосферой, где температура не меняется – тропопауза

За пределами данной оболочки закон действует с точностью наоборот. Есть одно место между тропосферой и стратосферой, где температура не меняется – тропопауза

https://youtube.com/watch?v=4PTRyVVtH58

Внешние сферы земного шара

Планета Земля отличается от любого другого известного ученым космического объекта тем, что обладает еще и внешними сферами, к которым принадлежат:

• гидросфера;
• атмосфера;
• биосфера.

Методы исследования этих сфер значительно отличаются, ведь все они очень разнятся по своему составу и объекту изучения.

Гидросфера

Под гидросферой понимается вся водная оболочка Земли, включая как огромные океаны, занимающие примерно 74% поверхности, так и моря, реки, озера и даже небольшие ручьи и водоемы.

Наибольшая толщина гидросферы составляет около 11 км и наблюдается в районе Марианской впадины. Именно вода считается источником жизни и тем, что отличается наш шар от всех остальных во Вселенной.

Гидросфера занимает примерно 1,4 млрд. км3 объема. Здесь кипит жизнь, и обеспечиваются условия для функционирования атмосферы.

Атмосфера

Газовая оболочка нашей планеты, надежно закрывающая ее недра от космических объектов (метеоритов), космического холода и других явлений, несовместимых с жизнью.

Толщина атмосферы составляет по разным оценкам около 1000 км. Возле поверхности грунта плотность атмосферы составляет плотность 1,225 кг/м3.

На 78% газовая оболочка состоит из азота, на 21% из кислорода, остальное приходится на такие элементы, как аргон, углекислый газ, гелий, метан и прочие.

Биосфера

В независимости от того, как изучают рассматриваемый вопрос ученые, биосфера составляет важнейшую часть структуры Земли – это та оболочка, которая населена живыми существами, включая и самих людей.

Биосфера не просто населена живыми существами, но еще и постоянно изменяется под их воздействием, в особенности, под воздействием человека и его деятельности. Целостное учение об этой сфере разработал великий ученый В. И. Вернадский. Самое это определение ввел австрийский геолог Зюсс.

Изучение строения земной коры с помощью сейсмоволн

Сейсмические колебания могут быть вызваны источниками двух видов: естественными и искусственными. Естествен­ными источниками колебаний являются землетрясения, волны которых несут необходимую информацию о плотности по­род, сквозь которые они проникают.

Арсенал искусственных источников колебаний более обширен, но в первую очередь ис­кусственные колебания вызываются обыкновенным взрывом, однако есть и более “тонкие” способы работы – генераторы направленных импульсов, сейсмовибраторов и т.п.

Проведением взрывных работ и изучением скоростей сейсмических волн занимается сейсморазведка — одна из важнейших отраслей современной геофизики.

Что же дало изучение сейсмических волн внутри Земли? Анализ их распространения выявил несколько скачков изменения ско­рости при прохождении через недра планеты.

Земная кора

Первый скачок, при котором скорости возрастают с 6,7 до 8,1 км/с, как счи­тают геологи, регистрирует подошву земной коры. Эта по­верхность располагается в разных местах планеты на различных уровнях, от 5 до 75 км. Граница земной коры и нижележащей оболочки — мантии, получила название «поверхности Мохоровичича», по имени впервые установившего ее югославского ученого А. Мохо­ровичича.

Мантия

Мантия залегает на глубинах до 2 900 км и делится на две части: верхнюю и нижнюю. Граница между верхней и нижней мантией также фиксируется по скачку скорости рас­пространения продольных сейсмических волн (11,5 км/с) и располагается на глубинах от 400 до 900 км.

Верхняя ман­тия имеет сложное строение. В ее верхней части имеется слой расположенный на глубинах 100—200 км, где проис­ходит затухание поперечных сейсмических волн на 0,2— 0,3 км/с, а скорости продольных волн, по существу, не ме­няются. Этот слой назван волноводом. Его толщина обычно равняется 200—300 км.

Часть верхней мантии и кора, залегаю­щие над волноводом, называются литосферой, а сам слой пониженных скоростей — астеносферой.

Таким образом, литосфера представляет собой жесткую твердую оболочку, подстилаемую пластичной астеносфе­рой. Предполагается, что в астеносфере возникают процес­сы, вызывающие движение литосферы.

Внутреннее строение нашей планеты

Ядро Земли

В подошве мантии происходит резкое уменьшение ско­рости распространения продольных волн с 13,9 до 7,6 км/с. На этом уровне лежит граница между мантией и ядром Зем­ли, глубже которой поперечные сейсмические волны уже не распространяются.

Радиус ядра достигает 3500 км, его объем: 16% объема планеты, а масса: 31% массы Земли.

Многие ученые считают, что ядро находится в расплавленном состоя­нии. Его внешняя часть характеризуется резко пониженными значениями скоростей продольных волн, во внутренней ча­сти (радиусом в 1200 км) скорости сейсмических волн вновь возрастают до 11 км/с. Плотность пород ядра равна 11 г/см3, и она обуславливается наличием тяжелых элементов. Таким тяжелым элементом может быть железо. Вероятнее всего, железо является составной частью ядра, так как ядро чисто железного или железо-никелевого состава должно иметь плотность, на 8—15% превышающую существующую плот­ность ядра. Поэтому к железу в ядре, по-видимому, при­соединены кислород, сера, углерод и водород.

Землетрясения

В отдельных уголках планеты происходят сильные движения земной коры, которые мы называем землетрясениями. Они возникают в результате толчков в глубинах Земли: за доли секунд или секунды земля опускается или поднимается на сантиметры или даже метры. В результате колебаний происходит изменение расположения одних участков коры относительно других в горизонтальных направлениях. Причиной движения является разрыв или смещение земли, происходящий на большой глубине. Это место в недрах планеты называют очагом землетрясения, а эпицентр находится на поверхности, где люди ощущают тектоническое движения земной коры. Именно в эпицентрах происходят самые сильные толчки, идущие снизу вверх, а затем расходящиеся в стороны. Сила землетрясений измеряется в баллах – от одного до двенадцати.

Наука, изучающая движение земной коры, а именно землетрясения – это сейсмология. Для измерения силы толчков применяют специальное устройство – сейсмограф. Он в автоматическом режиме измеряет и записывает любые, даже самые маленькие колебания земли.

Преобразование рельефа Земли в ходе хозяйственной деятельности людей

Сотни миллионов лет рельеф нашей планеты формировался только под воздействием внутренних и внешних природных процессов. А сейчас основное влияние на него оказывает деятельность человека. Самое сильное и пагубное воздействие оказывает открытая добыча полезных ископаемых.

При подземных разработках по добыче полезных ископаемых нарушается залегание пластов пород, происходит оседание поверхности, также нарушается режим подземных вод, и даже разрушаются здания, дороги, другие сооружения.

Охрана природы требует от предприятий, занимающихся добычей минерального сырья, проведения мер по восстановлению земель:

1. Приступая к работе предприятия должны провести мероприятия по пересадке деревьев и кустарников.
2. Удалить и сложить в определенном месте плодородный слой почвы.
3. После завершения работы засыпать карьер породами из отвалов, сверху насыпать почву.
4. Передать земли в пользование сельскому хозяйству.

В начале 21 века рельефопреобразующая деятельность человека значительно расширилась. Дороги, аэродромы, мосты, плотины, насыпи, жилые дома, общественные здания, городские застройки — образуют антропогенный рельеф.

Город может повлиять на температуру воздуха территории, на которой он располагается, на направление и силу ветра, снеговой покров и перенос пыли, глубину залегания подземных вод и другие природные факторы.

Рельеф меняется и при распашке земель, такие работы могут привести к развитию ветровой и водной эрозии почв и пород, находящихся под этими почвами.

Съемки планеты из космоса показали, что на планете осталось всего 30% земель, не затронутых хозяйственной деятельностью человека.

С целью сохранения уникальных литосферных памятников в список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО внесены следующие уникальные места на планете:

Гранд-Каньон (Северная Америка);

Мамонтова Пещера (Северная Америка);

Вулканический горный массив на Эфиопском нагорье (Африка);

Горный массив в центральной части Гималаев с высочайшей вершиной планеты — Джомолунгмой (Евразия);

Ленские столбы (Евразия).

Изменение рельефа человеком, как вмешательство в естественные природные процессы, не может привести к положительным последствиям. Поэтому в настоящее время очень остро стоит вопрос рационального природопользования, он является одной из глобальных проблем современности.

Химический состав земной коры

Большинство горных пород, составляющих земную кору, представляют собой силикаты, которые обычно описывают их составом в оксидах , причем кислород является самым распространенным химическим элементом; Среди элементов, которые могут принимать восстановленную форму, только хлор , сера и фтор способны создавать минералы. На самом деле их общее количество в любой породе редко превышает 69%.

В начале XX — го  века, Франк Виглсворт Кларк подсчитал , что 47% земной коры состоит из кислорода настоящее время, прежде всего , как оксиды, из которых основными из которых являются оксиды кремния , алюминия , железа , кальция , магния , калия и натрия . Диоксид кремния является основным компонентом коры в виде силикатов , наиболее распространенных минералов магматических и метаморфические . После синтеза, основанного на анализе 5 919 типов горных пород, Кларк получает состав корки, выраженный в массовых процентах оксидов. На момент проведения данной работы отбор проб касается только возникших континентов, поэтому его результаты соответствуют только составу верхней континентальной коры. С тех пор геохимики определили средний состав океанической коры и косвенными методами (скорость распространения сейсмических волн , тепловой поток ) смогли оценить состав среднего и нижнего слоев.

Согласно геохимической модели из Goldschmidt , «земной коры обогащен литофильные элементов (они образуют твердые оксиды, не очень плотно, которые сосредоточены в поверхностных слоях Земли) , но она сильно обеднена siderophilic элементов (высокой плотности увлекается железом к ядру) и атмофилами (слишком летучими, чтобы интегрироваться в массу Земли). Он также обеднен халькофильными элементами , которые более плотны, чем оксиды, образованные литофилами  » .

Средний химический состав континентальной коры по Кларку

Окись	Процент (% мас.)
SiO 2	59,71
Al 2 O 3	15.41
CaO	4,90
MgO	4,36
Na 2 O	3,55
FeO	3,52
К 2 О	2,80
Fe 2 O 3	2,63
H 2 O	1,52
TiO 2	0,60
P 2 O 5	0,22
итого =	99,22

Средний химический состав океанической коры по Конди

Окись	Процент (% мас.)
SiO 2	50,5
Al 2 O 3	15.3
CaO	11,3
FeO и Fe 2 O 3	10,4
MgO	7,6
Na 2 O	2,7
TiO 2	1.6
К 2 О	0,2
итого =	99,6

Геохимическая классификация по Гольдшмидт

ЧАС

Привет

Ли

Быть

B

ПРОТИВ

НЕТ

О

F

Родившийся

N / A

Mg

Al

да

п

S

Cl

Ar

K

Это

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Или же

Cu

Zn

Ga

Ge

Туз

Se

Br

Kr

Руб.

Sr

Y

Zr

Nb

Пн

Tc

RU

Rh

Pd

Ag

CD

В

Sn

Sb

Ты

я

Xe

CS

Ба

*

Читать

Hf

Ваш

W

Re

Кость

Ir

Pt

В

Hg

Tl

Pb

Би

По

В

Rn

Пт

Ра

* *

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Ур.

Ц

Og

↓

*

В

Этот

Pr

Nd

Вечера

См

Имел

Б-г

Tb

Dy

Хо

Э

Тм

Yb

* *

Ac

Чт

Па

U

Np

Мог

Являюсь

См

Bk

Cf

Является

FM

Мкр

Нет

Литофилы

Сидерофилы

Халькофилов

Атмофилов

Земная кора в основном состоит из силикатов (их известно около 1000, что составляет 95% компонентов земной коры ), карбонатов , оксидов и гидроксидов металлов (особенно оксида и гидроксида железа ). Наиболее часто встречающимися силикатами являются тектосиликаты (группа полевых шпатов составляет около 60% массы коры, а кремнезем — в основном кварц — от 10 до 13%), иносиликаты ( пироксены , 10% коры и амфибол , 7%). и филлосиликаты , включая глинистые минералы .

Геологическая активность

Литосферные плиты движутся очень медленно — они наползают друг друга со скоростью 1–6 см/год, и отдаляются максимально на 10-18 см/год. Но именно взаимодействие между материками создает геологическую активность Земли, ощутимую на поверхности — извержения вулканов, землетрясения и образование гор всегда происходят в зонах контакта литосферных плит.

Однако есть исключения — так называемые горячие точки, которые могут существовать и в глубине литосферных плит. В них расплавленные потоки вещества астеносферы прорываются наверх, проплавляя литосферу, что приводит к повышенной вулканической активности и регулярным землетрясениям. Чаще всего это происходит неподалеку от тех мест, где одна литосферная плита наползает на другую — нижняя, вдавленная часть плиты погружается в мантию Земли, повышая тем самым давление магмы на верхнюю плиту. Однако сейчас ученые склоняются к той версии, что «утонувшие» части литосферы расплавляются, повышая давление в глубинах мантии и создавая тем самым восходящие потоки. Так можно объяснить аномальную отдаленность некоторых горячих точек от тектонических разломов.

Динамика мантии

Интересный факт — в горячих точках часто образуются щитовые вулканы, характерные своей пологой формой. Они извергаются много раз, разрастаясь за счет текучей лавы. Также это типичный формат инопланетных вулканов. Самый известный из них вулкан Олимп на Марсе, самая высокая точка планеты — высота его достигает 27 километров!

Океаническая и континентальная кора Земли

Взаимодействие плит также приводит к формированию двух различных типов земной коры — океанической и континентальной. Поскольку в океанах, как правило, находятся стыки различных литосферных плит, их кора постоянно изменяется — разламывается или поглощается другими плитами. На месте разломов возникает непосредственный контакт с мантией, откуда поднимается раскаленная магма. Остывая под воздействием воды, она создает тонкий слой из базальтов — основной вулканической породы. Таким образом, океаническая кора полностью обновляется раз в 100 миллионов лет — самые старые участки, которые находятся в Тихом океане, достигают максимального возраста в 156–160 млн лет.

Важно! Океаническая кора — это не вся та земная кора, что находится под водой, а лишь ее молодые участки на стыке материков. Часть континентальной коры находится под водой, в зоне стабильных литосферных плит

Возраст океанической коры (красный соответствует молодой коре, синий — старой). Смотреть в полном размере.

Континентальная кора, напротив, находится на стабильных участках литосферы — ее возраст на отдельных участках превышает 2 миллиарда лет, а некоторые минералы зародились вместе с Землей! Отсутствие активных разрушительных процессов позволило развиться мощному слою осадочных пород, а также сохранить прослойки разных эпох развития планеты. Это позволило также создать метаморфические вещества — минералы, сформированные за счет попадания осадочных или магматических пород в непривычные условия. Яркими примерами таких минералов являются алмазы.

Химический состав Земли

Изучая оболочки нашей планеты, ученые делали интересные и даже потрясающие выводы. Особенности строения земной коры делают ее схожей с такими же участками на Марсе и Венере. Более чем 90 % составляющих элементов ее представлены кислородом, кремнием, железом, алюминием, кальцием, калием, магнием, натрием. Сочетаясь между собой в различных комбинациях, они образуют однородные физические тела — минералы. Они могут войти в состав горных пород в разных концентрациях. Строение земной коры весьма неоднородно. Так, горные породы в обобщенном виде представляют собой агрегаты более-менее постоянного химического состава. Это самостоятельные геологические тела. Под ними понимается четко очерченная область земной коры, имеющая в своих границах одинаковое происхождение, возраст.