Строение земной коры и полезные ископаемые мира

ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

О внутреннем строении Земли известно меньше, чем о внешних оболочках планеты и о космическом пространстве. Непосредственно доступна исследованию незначительная часть земной поверхности примерно до 10-километровой толщины. 

О внутреннем строении Земли ученые узнают с помощью сейсмического метода. На поверхности планеты производят взрыв. Специальные приборы отмечают, с какой скоростью распространяются в земной коре колебания, вызванные им. Получив эти данные, ученые определяют, какие горные породы пройдены сейсмическими волнами: ведь скорость прохождения волн в различных породах неодинакова. 

ВИДЕО. ПЕРЕДАЧА А. ГОРДОНА. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ.

Ядро окружено мантией (греч. mantion — покрывало, плащ). Мантия составляет 83% объема Земли. Ее толщина примерно 2900 км. 

Мантия Земли разделяется на:

верхнюю (800-900 км), менее плотную и более эластичную, и нижнюю, кристаллическую, состоящую, по-видимому, из тяжелых минералов с железом и магнием. Верхнюю часть мантии называют астеносферой (греч. asthenes — слабый и sphaira — шар). В связи с малой твердостью и вязкостью образующего ее вещества это самая подвижная сфера земного шара с сосредоточением в ней расплавленных магм. Именно с астеносферой связаны тектонические движения — смятие в складки осадочных пород, разломы и трещины, подъем горных пород и отдельных глыб, извержение вулканов. По поверхности астеносферы движутся литосферные плиты. 

Обычно в мантии выделяют 4 слоя. Как меняется химический состав в них, остается пока загадкой. Выяснено, что преобладают в ней два химических элемента: кремний и магний. Все процессы в мантии идут медленно и затухают с глубиной.

Выше мантии располагается слой земной коры. Толщина ее колеблется от 5 до 80 км. Это самая твердая оболочка планеты. Земная кора и верхняя часть мантии образуют оболочку, которая называется литосферой (греч. lithos — камень и sphaira — шар). Общая оболочка не сплошная, она разделена на крупные блоки — литосферные плиты, которые находятся в постоянном движении. Литосфера совершает также и вертикальные колебания. 

ВИДЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ 

Оболочка Земли включает земную кору и верхнюю часть мантии. Поверхность земной коры имеет большие неровности, главные из которых — выступы материков и их понижения — огромные океанические впадины. Существование и взаимное расположение материков и океанических впадин связано с различиями в строении земной коры. 

_________________________________________________________________________

Для определения химического состава земной коры доступны только ее верхние части — до глубины не более 15-20 км. 

97,2% от всего состава земной коры приходится на: 

кислород — 49,13%, 

алюминий — 7,45%, 

кальций — 3,25%, 

кремний — 26%, 

железо — 4,2%,

калий — 2,35%

магний — 2,35%, 

натрий — 2,24%. 

_______________________________________________________________________

Материковая земная кора. Она состоит из нескольких слоев. Верхний — слой осадочных горных пород. Мощность этого слоя до 10-15 км. Под ним залегает гранитный слой. Горные породы, которые его слагают, по своим физическим свойствам сходны с гранитом. Толщина этого слоя от 5 до 15 км. Под гранитным слоем располагается базальтовый слой, состоящий из базальта и горных пород, физические свойства которых напоминают базальт. Толщина этого слоя от 10 км до 35 км. Таким образом, общая толщина материковой земной коры достигает 30-70 км.

СТРОЕНИЕ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Посмотрев на географическую карту, можно увидеть, что вся поверхность материков — это сочетание равнин и гор, двух основных типов рельефа. Этим формам рельефа, как правило, соответствуют платформы и складчатые области.

Платформы. Платформы — самые стабильные и спокойные участки земной коры. Здесь не бывает землетрясений, а доходящие сюда сейсмические волны от горных областей существенно ослаблены. Платформы построены из двух структурных «этажей». Нижний — складчатое основание, фундамент. Как правило, это очень древние породы докембрийского возраста (старше 570 млн лет) — базальты, граниты, кристаллические сланцы — гнейсы, песчаники. 

Складчатое основание может рассказать о тех далёких геологических эпохах, когда породы сминались в складки, разбивались разломами, разрушались и вновь возрождались. Затем наступил этап спокойного накопления осадков верхнего структурного «этажа» — его называют чехлом. Образование чехла связано с накоплением осадочных толщ в мелководных водоёмах, таянием ледниковых покровов, сносом и распределением на платформах материала разрушения складчатых областей. Сантиметр за сантиметром, пласт за пластом осадки наслаиваются друг на друга, повторяя конфигурацию поверхности фундамента. Участки, где фундамент перекрыт чехлом, т.е. имеются сразу два структурных «этажа», называются плитами. Участки, не перекрытые осадочным чехлом, — щиты. В них породы кристаллического фундамента выходят на поверхность. Щиты образуются в условиях медленного поднятия земной коры. Осадочный чехол постепенно разрушается, перемещается к более низким местам. Глубокие пологие впадины называются синеклизами, а приподнятые участки платформ, но перекрытые чехлом, — антеклизами.

Складчатые области. Складчатые области, в отличие от стабильных платформ, имеют неспокойный характер. Протяженные хребты гор объединяются в пояса и горные страны. Они располагаются там, где в земной коре возникают огромные напряжения (это границы литосферных плит, глубинные разломы, надвиги). Породы сминаются в складки, разрываются разломами на блоки, которые, в свою очередь, могут подниматься и опускаться относительно друг друга.

Самые крупные горные пояса планеты — это Альпийско-Гималайский горный пояс, протягивающийся через всю Евразию, Кордильерско-Андийский, пересекающий обе Америки.

Платформы и складчатые области находятся в постоянном движении. В складчатых областях извергаются вулканы, часто случаются землетрясения. На платформах существуют протяжен-ные глубокие прогибы, ограниченные разломами. Их называют авлакогенами. Образующиеся в местах растяжения платформ авлакогены являются, по существу, рифтовыми впадинами.

Восточную часть Африканского континента рассекает цепочка рифтов — поднятых и опущенных блоков, активных и древних вулканов, называемая Восточно-Африканской рифтовой системой. Края рифтовых трещин продолжают расходиться в раз-ные стороны. Самый глубокий из рифтов — это впадина Красного моря.

Другой пример рифтовой зоны на континенте Евразия — долина реки Рейн в среднем течении. Рейнский грабен разделяет на две части некогда составлявшие единый горный массив: Шварцвальд и Вогезы.

Между складчатой областью и платформой, как правило, находится краевой прогиб, который заполнен материалом, поступающим с растущих гор. 

Океаническая земная кора. Она отличается от материковой коры тем, что не имеет гранитного слоя или он очень тонок, поэтому толщина океанической земной коры всего лишь 6-15 км. 

Ниже базальтового слоя находится поверхность Мохо и верхняя мантия. 

Рельеф дна океанов очень сложен. Среди разнообразных форм рельефа особенно выделяются огромные срединно-океанические хребты. В этих местах происходит зарождение молодой базальтовой океанической коры из вещества мантии. Через глубинный разлом, проходящий вдоль вершин по центру хребта — рифт, магма выходит на поверхность, растекаясь в разные стороны в виде лавовых подводных потоков, постоянно раздвигая в разные стороны стенки рифтового ущелья. Этот процесс называется спредингом. Срединно-океанические хребты возвышаются над дном океанов на несколько километров, а их протяженность достигает 80 тыс. км. Хребты рассекаются параллельными поперечными разломами. Их называют трансформными. Рифтовые зоны — самые неспокойные сейсмические зоны Земли.

Базальтовый слой перекрывают толщи морских осадочных отложений — илов, глин разного состава.

Строение материковой и океанической земной коры. 

На другие элементы таблицы Менделеева приходится от десятых до сотых долей процента.

Большинство ученых полагают, что сначала на нашей планете появилась кора океанического типа. Под влиянием процессов, происходивших внутри Земли, в земной коре образовались складки, то есть горные участки. Толщина коры увеличивалась. Так образовались выступы материков, то есть начала формироваться материковая земная кора.

В последние годы в связи с исследованиями земной коры океанического и материкового типа создана теория строения земной коры, которая основана на представлении о литосферных плитах. Теория в своем развитии опиралась на гипотезу дрейфа материков, созданную в начале XX века немецким ученым А. Вегенером.

При добыче полезных ископаемых в шахтах люди давно заметили, что температура земной коры с глубиной повышается. Установлено, что тепло в земную кору поступает из мантии. 

Ученые установили, что температура горных пород с глубиной возрастает в среднем на каждые 33 м в глубь Земли на 1°. 

Увеличение температуры происходит по многим причинам, но главным образом — в результате распада радиоактивных элементов, входящих в состав горных пород. Вместе с температурой возрастает и давление верхних земных пластов на нижние. Подсчитано, что на глубине 50 км во многих районах земного шара температура пород превышает 1000°С. При такой температуре почти все они должны быть в жидком, расплавленном виде. Но этого не происходит. Горные породы там в твердом состоянии. И это потому, что давление на такой глубине в тринадцать тысяч раз больше, чем на поверхности. Иначе говоря, на каждый квадратный сантиметр горной породы давят 13 тонн.