Літосфера Землі

Літосферою називається зовнішня тверда щодо міцна оболонка Землі.

Загальна характеристика літосфери. – Межі літосфери. – Будова літосфери. – Изостазия. – Хімічний склад літосфери.

Загальна характеристика літосфери.

Термін “літосфера” був запропонований в 1916 році Дж. Барреллом і аж до 60-х рр. двадцятого сторіччя виступав синонімом земної кори. Потім було доведено, що до складу літосфери входять також і верхні шари мантії потужністю до декількох десятків кілометрів.

У будову літосфери виділяються рухливі області (складчасті пояси) і відносно стабільні платформи.

Потужність літосфери варіюється від 5 до 200 км Під континентами товщина літосфери змінюється від 25 км під молодими горами, вулканічними дугами і континентальними рифтовими зонами до 200 і більше кілометрів під щитами древніх платформ. Під океанами літосфера більш тонка і досягає мінімальної позначки в 5 км під серединно-океанічними хребтами, на периферії океану, поступово потовщені, доходить до 100-кілометрової товщини. Найбільшої потужності літосфера досягає в найменш прогрітих областях, найменше – у найбільш спекотних.

По реакції на довгостроково діючі навантаження в літосфері прийнято виділяти верхній пружний і нижній пластичний шар. Також на різних рівнях в тектонічно активних областях літосфери простежуються горизонти щодо зниженої в’язкості, для яких характерні знижені швидкості сейсмічних хвиль. Геологи не виключають можливості прослизання по цих горизонтів одних шарів щодо інших. Це явище отримало назву розшарованості літосфери.

Найбільш великими елементами літосфери є літосферні плити з розмірами в поперечнику 1-10 тис. км. В даний час літосфера розділена на сім головних і кілька малих плит. Межі між плитами проводяться вздовж зон найбільшої сейсмічної і вулканічної активності.

Межі літосфери.

Верхня частина літосфери межує з атмосферою і гідросферою. Атмосфера, гідросфера і верхній шар літосфери перебувають у міцному взаємозв’язку і частково проникають один в одного.

Нижня межа літосфери розташовується над астеносферою – шаром зниженої твердості, міцності і в’язкості у верхній мантії Землі. Межа між літосферою і астеносферою нерізко – перехід літосфери в астеносферу характеризується зменшенням в’язкості, зміною швидкості сейсмічних хвиль і збільшенням електропровідності. Всі ці зміни відбуваються внаслідок підвищення температури і часткового плавлення речовини. Звідси і основні методи визначення нижньої межі літосфери – сейсмологічний і магнитотеллурический.

Будова літосфери.

В даний час в будову літосфери прийнято виділяти земну кору (дивіться Земна кора в цифрах) і жорстку верхню частину мантії. Шари літосфери відокремлені один від одного кордоном Мохоровича. Розглянемо докладніше частини, на які розділена літосфера.

Земна кора. Будова і склад.
Земна кора – частина літосфери, сама верхня з твердих оболонок Землі. На частку земної кори припадає 1% від загальної маси Землі (див. Фізичні характеристики Землі в цифрах).

Будова земної кори розрізняється на континентах і під океанами, а також в перехідних областях.

Материкова земна кора має товщину 35-45 км, в гірських областях до 80 км. Наприклад, під Гімалаями – понад 75 км, під Західно-Сибірської низиною – 35-40 км, під Російської платформою – 30-35.

Материкова земна кора ділиться на шари:

– Осадовий шар – шар, що покриває верхню частину континентальної земної кори. Складається з осадових і вулканічних гірських порід. Місцями (переважно на щитах стародавніх платформ) осадовий шар відсутній.

– Гранітний шар – умовна назва для шару, де швидкість поширення поздовжніх сейсмічних хвиль не перевищує 6,4 км/сек. Складається з гранітів і гнейсів – метаморфічних гірських порід, головними мінералами яких є плагіоклаз, кварц і калієвий польовий шпат.

– Базальтовий шар – умовна назва для шару, де швидкість поширення поздовжніх сейсмічних хвиль знаходиться в діапазоні 6,4 – 7,6 км/сек. Складний базальтами, габро (магматична інтрузивна гірська порода основного складу) і дуже сильно метаморфізованими осадовими породами.

Шари материкової земної кори можуть бути зім’яті, розірвані і зміщені по лінії розриву. Гранітний і базальтовий шари часто розділені поверхнею Конрада, яка характеризується різким стрибком швидкості сейсмічних хвиль.

Океанічна земна кора має товщину 5-10 км. Найменша товщина характерна для центральних районів океанів.

Океанічна земна кора ділиться на 3 шари:

– Шар морських опадів – товщина менш 1 км. Місцями відсутня зовсім.

– Середній шар або «другий» шар зі швидкістю поширення поздовжніх сейсмічних хвиль від 4 до 6 км/с – товщина від 1 до 2,5 км. Складається з серпентину і базальту, можливо, з домішкою осадових порід.

– Самий нижній шар або «океанічний» – швидкість поширення поздовжніх сейсмічних хвиль знаходиться в діапазоні 6,4-7,0 км/сек. Складний з габро.

Виокремлюють також перехідний тип земної кори. Він характерний для островно-дугових зон на околицях океанів, а також для деяких ділянок материків, наприклад, в районі Чорного моря.

Земна поверхня в основному представлена рівнини континентів і океанічного дна. Континенти оточені шельф – мілководної смугою глибиною до 200 м та середньою шириною близько 80 км, яка після різкого обрывчатого вигину дна переходить в континентальний схил (нахил змінюється від 15-17 до 20-30°). Схили поступово вирівнюються і переходять в абиссальные рівнини (глибини 3,7-6,0 км). Найбільші глибини (9-11 км) мають океанічні жолоби, розташовані в основному в північній і західній частинах Тихого океану.

Межа (поверхня Мохоровичича
Нижня межа земної кори проходить по межі (поверхні) Мохоровичича – зоні, в якій відбувається різкий стрибок швидкостей сейсмічних хвиль. Поздовжніх з 6,7-7,6 км/сек до 7,9-8,2 км/сек., а поперечних – з 3,6-4,2 км/сек до 4,4-4,7 км/сек.

Для цієї ж області характерне різке збільшення щільності речовини – з 2,9-3 до 3,1-3,5 т/м3. Тобто на границі Мохоровичича менш пружний матеріал земної кори замінюється більш пружним речовиною верхньої мантії.

Наявність поверхні Мохоровичича встановлено для всієї Земної кулі на глибині 5-70 км По всій видимості, ця межа розділяє шари з різним хімічним складом.

Поверхня Мохоровичича повторює рельєф земної поверхні, будучи його дзеркальним відображенням. Під океанами вона вище, під континентами – нижче.

Поверхня (межа) Мохоровичича (скорочено Мохо) відкрита в 1909 році хорватським геофізиком і сейсмологом Андрієм Мохоровичичем і названа в його честь.

Верхня мантія
Верхня мантія – нижня частина літосфери, знаходиться під земною корою. Інша назва верхньої мантії – субстрат.

Швидкість поширення поздовжніх сейсмічних хвиль близько 8 км/с.

Нижня межа верхньої мантії проходить на глибині 900 км (при поділі мантії на верхню і нижню) або на глибині 400 км (при поділі її на верхню, середню і нижню).

Щодо складу верхньої мантії однозначної відповіді немає. Одні дослідники на підставі вивчення ксенолітів вважають, що верхня мантія має олівін-пироксеновый складу. Інші вважають, що речовина верхньої мантії представлено гранатовими перидотитами з домішкою у верхній частині эклогита.

Верхня мантія не однорідна за складом і будовою. В ній спостерігаються зони знижених швидкостей сейсмічних хвиль, також спостерігаються відмінності в будові під різними тектонічними зонами.

ІзостазІя.

Явище изостазии було виявлено при вивченні сили тяжіння біля підніжжя гірських масивів. Раніше вважалося, що такі масивні споруди, як, наприклад, Гімалаї, повинні збільшувати силу тяжіння Землі. Однак дослідження, проведені в середині 19 століття, спростували цю теорію – сила тяжіння на поверхні всієї земної поверхні залишається однаковою.

Було встановлено, що великі нерівності рельєфу компенсуються, врівноважуються ніж на глибині. Чим могутніше ділянка земної кори, тим глибше він занурений в речовину верхньої мантії.

На підставі зроблених відкриттів, вчені прийшли до висновку, що земна кора прагне до врівноваженості за рахунок мантії. Це явище отримало назву изостазии.

Изостазия іноді може порушитися через дії тектонічних сил, але з часом земна кора все одно повертається до рівноваги.

На основі гравіметричних досліджень було доведено, що велика частина земної поверхні знаходиться в стані рівноваги. Вивченням явища изостазии на території колишнього СРСР займався М. Е. Артем’єв.

Наочно простежити явище изостазии можна на прикладі льодовиків. Під вагою потужних льодовикових покривів чотирьох – і більше кілометрової товщини земна кора під Антарктидою і Гренландією «просіла», опустившись нижче рівня океану. У Скандинавії ж і в Канаді, порівняно недавно звільнилися від льодовиків, спостерігається підняття земної кори.

Хімічний склад літосфери.

Хімічні сполуки, з яких складаються елементи земної кори, називаються мінералами. З мінералів утворені гірські породи.

Основні види гірських порід:

– магматичні;

– осадові;

– метаморфічні.

У складі літосфери переважають в основному магматичні гірські породи. На їх частку припадає близько 95% всього речовини літосфери.

Склад літосфери на континентах і під океанами істотно розрізняється.

Літосфера на континентах складається з трьох шарів:

  • – осадові породи;
  • – гранітні породи;
  • – базальтові.

Літосфера під океанами двошарова:

  • – осадові породи;
  • – базальтові породи.
����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������°����¯�¿�½������³����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������·����¯�¿�½������º����¯�¿�½������°...
ПОДІЛИТИСЯ: