Какого слоя нет в земной коре океанического типа: Строение земной коры — урок. География, 5 класс.

Содержание

Строение земной коры — урок. География, 5 класс.

Земная кора — ближайшая к поверхности твёрдая оболочка Земли.

Земная кора на суше и в Мировом океане отличается по мощности и количеству слоёв.

Толщина континентальной земной коры доходит до до \(75\) км. Она состоит из \(3\)-х слоёв. Верхний — осадочный, в котором преобладают осадочные породы. Гранитный слой состоит преимущественно из гранита и метаморфических горных пород. Базальтовый слой — из более плотных пород, плотность которых сравнима с базальтами.

 

  

Максимальная мощность океанической земная кора составляет \(5\) км. Она сложена \(2\)-мя слоями. Верхний слой — осадочный, нижний слой — базальтовый. Гранитный слой в океанической земной коре отсутствует.

Мощность континентальной коры под равнинами составляет \(30\)–\(50\) км, под горами — до \(75\) км. Мощность океанической коры — от \(5\) до \(10\) км.

Кора существует и на некоторых других планетах Солнечной системы, но только у Земли она подразделяется на \(2\) типа: континентальную и океаническую. На других планетах в большинстве случаев она состоит из базальтов.

Поверхность Мохоровичича

Учёный-геофизик Андрия Мохоровичич, изучая данные о сильном землетрясении \(1909\) года около города Загреб на Балканском полуострове, обратил внимание на то, что на глубине около \(30\) км скорость сейсмических волн, распространившихся от землетрясения, резко увеличилась. Андрия предположил, что существует некая граница раздела земной коры и мантии. На ней происходит увеличение скоростей сейсмических волн из-за увеличения плотности вещества.

 

Эту границу принято называть «поверхность Мохоровичича» («Мохо» или поверхность «М»).

 

 

 

Андрия Мохоровичич (\(1857\)–\(1936\)) — хорватский геофизик и сейсмолог. Андрия Мохоровичич родился \(23\) января \(1857\) года в городе Истрия (Хорватия). Долгое время преподавал метеорологию в Навигационном училище в Бакре и Загребе. С \(1910\) года был директором Государственного управления метеорологической службы и обсерватории в Загребе. В \(1909\) году открыл границу, разделяющую земную кору и мантию, эту поверхность позже назовут в его честь. Андрия также известен тем, что разработал методику регистрации землетрясений и сконструировал ряд геофизических приборов.

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.

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.

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.

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%.

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.

Океаническая кора и офиолиты континентов

Главная задача наук о Земле — выяснить состав и структуру земной коры, историю ее эволюции. В конечном счете эти сведения помогут глуб­же вскрыть закономерности происхождения и размещения в земной коре полезных ископаемых. До недавнего времени все полезные ископаемые — нефть, газ, черные, цветные и редкие металлы — извлекались из недр континентов. В послед­ние годы в связи с резким увеличением спроса на минеральное сырье, а особенно на топливо, встала проблема разведки и изучения подводных недр. Поэтому весьма актуальным стало изучение геологического строения дна океанов и морей. Земная кора под океанами и морями, за исключением шельфовых обла­стей, куда протягиваются геологические структуры материков, резко от­личается от коры континентов. Для океанической коры характерно трех­слойное строение. Под верхним, первым, или осадочным, слоем, мощность которого колеблется от нескольких сотен метров до 2—3 км, залегает так называемый базальтовый слой, сложенный различными вулканическими породами, главным образом базальтами и диабазами. Мощность этого слоя в океанах около 3 км, а под островными дугами — до 5—10 км. Базальто­вый слой подстилается третьим слоем, сложенным габброидами, которые переслаиваются с ультрабазитами-пироксенитами, гарцбургитами и дуни-тами. Судя по геофизическим данным, строение третьего слоя океаниче­ской коры очень неоднородно, и, возможно, в его состав в разных частях океанов входят тектонизированные породы верхней мантии и метаморфи-зованные образования второго, базальтового слоя. На это косвенно указы­вают и резко изменяющиеся скорости прохождения сейсмических волн в его пределах, колеблющиеся от 6,2 до 7,8 м/с, и, кроме того, мощности слоя, изменяющиеся от 3 км под впадинами океанов и окраинных морей до 10 км под островными дугами. Если геофизические и геологические разделы между вторым и третьим слоями океанической коры не столь резки, то граница между третьим сло­ем и верхней мантией (поверхность Мохоровичича) обычно четко просле­живается на огромных расстояниях. Природа этой границы до конца не установлена: либо ее существование обусловлено резкими различиями в петрологическом составе пород верхней мантии и третьего слоя океаниче  На основных направлениях научных исследований  ской коры, либо она имеет тектоническое происхождение и возникла в ре­зультате относительного перемещения блоков океанической коры по по­верхности верхней мантии. На решение вопросов геологической истории и строения дна океанов направлены усилия ученых многих стран. Работа геологов в океане имеет свои специфические особенности. Дело в том, что здесь неприменимы ме­тоды геологических наблюдений, разрабатывавшиеся на протяжении мно­гих десятилетий при изучении континентов. Уже в течение последних 15 лет с американского судна «Гломар Челленджер» международные экспе­диции (с участием советских ученых) проводят глубоководное бурение океанического дна. В результате бурения почти 600 скважин получены данные о строении первого осадочного слоя океанической коры, а в по­следние годы и верхней части второго, базальтового слоя. Эти данные трудно переоценить, так как сейчас практически только по ним восста­навливается вся картина, показывающая характер и скорость накопления осадков в океане за последние 10—120 млн. лет. Геологи получили также исключительно ценные сведения о вещественном составе верхов базальто­вого слоя и характере его изменения в пределах подводных горных хреб­тов, а также по латерали — от центральных зон океанов, срединных хреб­тов, по направлению к континенту. Однако возможности глубоководного подводного бурения, так же как и геофизических методов, пока, к сожале­нию, ограниченны. При помощи бурения еще нельзя получить данных о ве­щественном строении низов второго и третьего слоев коры океана. А толь­ко по этим данным и можно определить возраст океанов и начальные про­цессы эволюции верхних оболочек Земли.

Вещественный состав Земли | Образовательный геологический сайт Юрия Попова

Вещественный состав мантии и ядра Земли
Вещественный состав земной коры

Вещественный состав мантии и ядра Земли

О вещественном составе глубинных зон прямых данных практически нет. Выводы базируются на геофизических данных, дополняемых результатами экспериментов и математического моделирования. Существенную информацию несут метеориты и фрагменты верхнемантийных пород, выносимые из недр глубинными магматическими расплавами.

Валовый химический состав Земли очень близок к составу углистых хондритов – метеоритов, по составу близких первичному космическому веществу, из которого формировалась Земля и другие космические тела Солнечной системы. По валовому составу Земля на 92% состоит всего из пяти элементов (в порядке убывания содержания): кислорода, железа, кремния, магния и серы. На все остальные элементы приходится около 8%.

Однако в составе геосфер Земли перечисленные элементы распределены неравномерно — состав любой оболочки резко отличается от валового химического состава планеты. Это связано с процессами дифференциации первичного хондритового вещества в процессе формирования и эволюции Земли.

Основная часть железа в процессе дифференциации сконцентрировалась в ядре. Это хорошо согласуется и с данными о плотности вещества ядра, и с наличием магнитного поля, с данными о характере дифференциации хондритового вещества, и с другими фактами. Эксперименты при сверхвысоких давлениях показали, что при давлениях достигаемых на границе ядра и мантии, плотность чистого железа близко к 11 г/см3, что выше фактической плотности этой части планеты. Следовательно, во внешнем ядре присутствует некоторое количество лёгких компонентов. В качестве наиболее вероятных компонентов рассматриваются водород или сера. Так расчёты показывают, что смесь 86% железа + 12% серы + 2% никеля соответствует плотности внешнего ядра и должна находится в расплавленном состоянии при Р-Т условиях этого участка планеты. Твёрдое внутреннее ядро, представлено никелистым железом, вероятно, в соотношении 80% Fe + 20% Ni, что отвечает составу железных метеоритов.

Для описания химического состава мантии к сегодняшнему дню предложено несколько моделей (табл.). Несмотря на имеющиеся между ними различия, всеми авторами принимается, что примерно на 90% мантия состоит из окислов кремния, магния и двухвалентного железа; еще 5 – 10% представлены окислами кальция, алюминия и натрия. Таким образом, на 98% мантия состоит всего из шести перечисленных окислов.

Химический состав мантии Земли
Окислы Содержание, весовые %
Пиролитовая
модель
Лерцолитовая
модель
Хондритовая
модель
SiO2 45,22 45,3 48,1
TiO2 0,7 0,2 0,4
Al2O3 3,5 3,6 3,8
FeO 9,2 7,3 13,5
MnO 0,14 0,1 0,2
MgO 37,5 41,3 30,5
CaO 3,1 1,9 2,4
Na2O 0,6 0,2 0,9
К2О 0,13 0,1 0,2

Дискуссионным является форма нахождения этих элементов: в форме каких минералов и горных пород они находятся?

До глубины 410 км, согласно лерцолитовой модели, мантия состоит на 57% из оливина, на 27% из пироксенов и на 14% из граната; её плотность около 3,38 г/см3. На границе 410 км оливин переходит в шпинель, а пироксен – в гранат. Соответственно, нижняя мантия состоит из гранат-шпинелевой ассоциации: 57% шпинели + 39% граната + 4% пироксена. Превращение минералов в более плотные модификации на рубеже 410 км приводит к увеличению плотности до 3,66 г/см3, что отражается в возрастании скорости прохождения сейсмических волн через это вещество.

Следующий фазовый переход приурочен к границе 670 км. На этом уровне давление определяет разложение минералов, типичных для верхней мантии, с образованием более плотных минералов. Вследствие такой перестройки минеральных ассоциаций плотность нижней мантии у границы 670 км становится около 3,99 г/см3 и постепенно нарастает с глубиной под воздействием давления. Это фиксируется скачкообразным нарастанием скорости сейсмических волн и дальнейшим плавным нарастанием скорости границы 2900 км. На границе мантии и ядра, вероятно, происходит разложение силикатных минералов на металлическую и неметаллическую фазы. Этот процесс дифференциации мантийного вещества сопровождается ростом металлического ядра планеты и выделением тепловой энергии.

Суммируя приведённые данные, необходимо отметить, что разделение мантии обусловлено перестройкой кристаллической структуры минералов без значимого изменения её химического состава. Сейсмические границы раздела приурочены к участкам фазовых превращений и связаны с изменением плотности вещества.

Раздел ядро/мантия является, как отмечено ранее, очень резким. Здесь резко изменяются скорости и характер прохождения волн, плотность, температура и другие физические параметры. Такие радикальные изменения не могут быть объяснены перестройкой кристаллической структуры минералов и, несомненно, связаны с изменением химического состава вещества.

Более подробные сведения имеются в вещественном составе земной коры, верхние горизонты которой доступны для непосредственно изучения.

Вещественный состав земной коры

Химический состав земной коры отличается от более глубоких геосфер в первую очередь обогащённостью относительно лёгкими элементами – кремнием и алюминием.

Достоверные сведения имеются только о химическом составе самой верхней части земной коры. Первые данные о её составе были опубликованы в 1889 году американским ученым Ф. Кларком, как среднеарифметические из 6000 химических анализов горных пород. Позже, на основании многочисленных анализов минералов и горных пород, эти данные многократно уточнялись, но и сейчас процентное содержание химического элемента в земной коре называется кларком. Около 99 % в составе земной коры занимают всего 8 элементов, то есть они имеют наибольшие кларки (данные об их содержании приведены в таблице). Кроме того, могут быть названы ещё несколько элементов, имеющих относительно высокие кларки: водород (0,15%), титан (0,45%), углерод (0,02%), хлор (0,02%), которые в сумме составляют 0,64%. На все остальные элементы, содержащиеся в земной коре в тысячных и миллионных долях, остаётся 0,33%. Таким образом, в пересчёте на окислы, земная кора в основном состоит из SiO2 и Al2O3 (имеет «сиалический» состав, SIAL), что существенно отличает её от мантии, обогащённой магнием и железом.

Вместе с тем, нужно иметь в виду, что приведённые выше данные о среднем составе земной коры отражают лишь общую геохимическую специфику этой геосферы. В пределах земной коры по составу существенно различается океанический и континентальный типы коры. Океаническая кора образуется за счёт поступающих из мантии магматических расплавов, поэтому в значительно большей степени обогащена железом, магнием и кальцием, чем континентальная.

Среднее содержание химических элементов в земной коры
(по Виноградову)

Химический элемент

Содержание, вес.%
(кларк)

Кислород

47,00

Кремний

29,5

Алюминий

8,05

Железо

4,65

Кальций

2,96

Натрий

2,5

Калий

2,5

Магний

1,87

Химический состав континентальной и океанической коры

Окислы

Содержание, вес.%

Континентальная кора

Океанская кора

SiO2

60,2

48,6

TiO2

0,7

1,4

Al2O3

15,2

16.5

Fe2O3

2,5

2,3

FeO

3,8

6,2

MnO

0,1

0,2

MgO

3,1

6,8

CaO

5,5

12,3

Na2O

3,0

2,6

K2O

2,8

0,4

Не менее значимые различия обнаруживаются и между верхней и нижней частью континентальной коры. В значительной мере это связано с формированием коровых магм, возникающих за счёт плавления пород земной коры. При плавлении разных по составу пород выплавляются магмы, в значительной мере состоящие из кремнезёма и окисла алюминия (они содержат обычно более 64% SiO2), а оксиды железа и магния остаются в глубинных горизонтах в виде нерасплавленного «остатка». Имеющие малую плотность расплавы, внедряются в более высокие горизонты земной коры, обогащая их SiO2 и Al2O3.

Химический состав верхней и нежней континентальной коры
(по Тейлору и Мак-Леннану)

Окислы

Содержание, вес.%

Верхняя кора

Нижняя кора

SiO2

66,00

54,40

TiO2

0,5

1,0

Al2O3

15,2

16.1

FeO

4,5

10,6

MgO

2,2

6,3

CaO

4,2

8,5

Na2O

3,9

2,8

K2O

3,4

0,28

Химические элементы и соединения в земной коре могут образовывать собственные минералы или находится в рассеянном состоянии, входя в форме примесей в какие-либо минералы и горные породы.

определение понятия, строение земной коры – Российский учебник

Глоссарий


Астеносфера — расположенный на глубине около 150-200 км частично расплавленный, находящийся в вязком состоянии слой.


Лава — лишенная газов, застывшая на поверхности Земли магма.


Магма — огненная масса в слое астеносферы, расплавленная, содержащая большое количество газов.


Литосферные плиты — гигантские участки земной коры, свободно перемещающиеся по вязкому слою мантии.


Области складчатости — участки земной коры между плитами литосферы, находящиеся в относительном движении, в рельефе им соответствуют горные системы суши и дна морей.

Определение литосферы


Литосферой (λίθος – «камень» и σφαίρα – «шар») называют твердую земную оболочку, которая полностью покрывает планету, защищая ее от достигающей 60000 °С температуры раскаленного ядра. Литосфера расположена между атмосферой и гидросферой сверху и астеносферой снизу. Толщина твердой оболочки Земли не однородна, и на различных участках составляет от десятков до нескольких сотен километров.  

Пангея


Несмотря на солидный возраст, формирование планеты не окончено до сих пор. И тонкая поверхность коры, что является домом для человека, растений и животных, и горячие недра находятся в постоянном движении. Меняются очертания материков, рельеф местности, климатические условия.


Глядя на современные космические снимки планеты с очертанием шести отдельных континентов, сложно поверить, что около 250 миллионов лет назад на планете существовал единый сверхконтинент, носящий название Пангея.


В результате активных процессов в недрах планеты единый материк раскололся на современные континенты, которые, благодаря медленному, от 2.5 см до 7 см в год (по данным различных источников), движению тектонических плит за миллионы лет удалились на максимальное расстояние. Доказательства этой теории подробно изложены на странице 178 учебника «География. Землеведение 5-6 классы» под редакцией Климановой О. А.


Поднимаясь на царапающие облака горы или спускаясь в недра океана, человек считает себя покорителем природы, но ни один рукотворный небоскреб не сравнился по высоте с горами, и ни один батискаф не спустился в самую глубокую Марианскую впадину.


Поверхность литосферы не сплошная, а представлена отдельными плитами, которые в некоторых местах находят друг друга, образуя горные хребты или расходятся, формируя морские впадины.


В строении литосферы ученые выделяют восемь крупных плит и значительное количество более мелких. Плиты не зафиксированы неподвижно, а медленно передвигаются по горячей и жидкой астеносфере, образуя в местах стыков пластин зоны сейсмической активности.


География. Землеведение. 5-6 классы. Учебник


Учебник адресован учащимся 5-6 классов и входит в линию учебников по географии под редакцией О.А. Климановой и А.И. Алексеева. Методический аппарат учебника хорошо проработан и отражает замысел развивающего и личностно-ориентированного обучения; возможность параллельной работы с электронным приложением к учебнику способствует эффективному усвоению учебного материала. Учебник особенно подходит для гимназий и классов с углублённым изучением гуманитарных предметов.

Купить

Крупнейшие тектонические плиты:

  • Австралийская плита
  • Антарктическая плита
  • Африканская плита
  • Евразийская плита
  • Индостанская плита
  • Тихоокеанская плита
  • Северо-Американская плита
  • Южно-Американская плита

Строение литосферы


Если смотреть на Землю в поперечном разрезе вдоль полюсов, то можно выделить: земную кору, пограничный слой, мантию, ядро.


К литосфере относятся: земная кора, переходный слой и самый верхний, вязкий слой мантии.


Литосфера, о которой мы ведем сейчас речь — это всего лишь около 1% от радиуса земли, но именно этот 1% позволяет существовать жизни на планете.


Земная кора — самый верхний слой литосферы. В неоднородности земной коры можно убедиться, стоя на берегу и глядя на обрыв скромной реки, где слои различных пород находятся друг над другом. Найденные при раскопках полезные ископаемые (нефть, газ, железная руда, алмазы) рассказывают ученым о процессах, происходящих на планете миллионы лет назад.


Земная кора — не только самый верхний слой литосферы, но и самый тонкий — ее размер составляет от 80 километров на горных участках планеты до 30 км на равнинных. По типу земная кора делится на океаническую и материковую. Такое деление характерно только для Земли, на остальных планетах такого разделения нет, если верить показаниям космических зондов и планетоходов.


В коре материкового типа выделяют три слоя пород:

  • осадочный — сформирован породами осадочного и вулканического происхождения;
  • гранитный — сформирован породами метаморфического горного происхождения, которые представлен кварцем и полевым шпатом;
  • базальтовый — в формировании участвовали магматические породы.


Океаническая кора состоит из осадочного и базальтового слоев.


Под земной корой, в точности повторяя ее очертания, и отделяя ее от мантии, расположен пограничный слой или поверхность Мохоровичича. Граница Мохоровичича представляет собой тонкий слой из пепла, который образуется в результате электроразрядных молний, протекающих в верхнем слое мантии.


Огромное давление между мантией и земной корой привело к тому, что слой пепла спрессовался и при пропускании сейсмических волн ведет себя как плотное, практически монолитное вещество. Поверхность Мохоровичича выполняет гидро-, электро- и теплоизоляционную функции.


Мантия делится на два слоя:

  • верхний, который относится к литосфере;
  • нижний, окутывающий раскаленное ядро.


Ядро, жидкое снаружи и плотное внутри, состоит преимущественно из железа и никеля.


В верхнем слое мантии образуется раскаленная магма, ищущая свой выход через разломы в земной коре в местах соприкосновения тектонических плит. И именно в недрах обычный уголь под действием давления и температуры превращается в самый прочный (и к тому же драгоценный) камень — алмаз.

Способы изучения земной коры


Вы спросите, откуда ученым это известно? Ведь толщина земной коры составляет около 60-70 километров, а буровые установки, созданные человеком, достигли глубины чуть более 12 километров.


Про один из способов изучения земных недр рассказывается на странице 86 учебника «География. Землеведение. 5-6 классы» под редакцией Климановой О.А.


Вулканы — смертельно опасные, но в тоже время впечатляющие и завораживающие доказательства огненных процессов, происходящих в земных недрах. Преодолев сопротивление земной коры, на поверхность под давлением выбрасывается раскаленная магма, которая, остывая в атмосфере, превращается в реки лавы, несущие вулканические камни и газ, а с ними сведения для ученых о процессах, происходящих глубоко внутри Земли.


По линиям глубинных разломов земной коры расположены активные действующие вулканы. Тихоокеанское огненное кольцо, в которое входят вулканы Камчатки, Японии, Филиппинских островов, Индонезии, Мексики, Алеутских островов, Южной Америки и Огненной Земли дает ученым ответы на вопросы, а наблюдателям — незабываемое зрелище.


Но «дыхание» планеты и ее активную жизнь можно увидеть и на менее разрушительных примерах.


Среди древних городских развалин небольшого городка Поццуоли, расположенного на берегах Неаполитанского залива, в центре города есть остатки древнего храма и прилегающей к нему рыночной площади, построенных более двух тысяч лет назад, еще во времена Римской Империи. Даже невооруженным глазом заметно, что мраморные колонны изъедены морскими камнеточцами почти на 6 метров в высоту.


Из исторических хроник известно, что к XIII веку городская площадь опустилась ниже уровня моря. Однако произошло это не одномоментно, в результате землетрясения или другого катаклизма, а медленно, год за годом. В течение трех веков остатки зданий были затоплены,затем суша неспеша начала подниматься. К 1800 году руины вновь оказались выше уровня моря, и любознательные туристы могут своими глазами наблюдать уникальное явление брадисеймса, когда слой магмы настолько близко подходит к земной коре, что в результате подземных движений поверхность Земли поднимается и опускается.


География. Страноведение. 7 класс. Учебник


Учебник предназначен для учащихся 7 классов и входит в линию учебников под редакцией О. А. Климановой и А. И. Алексеева. В учеьнике увеличена доля страноведческой информации, причём все страны и территории рассматриваются с учётом взаимосвязей природы и хозяйства, материальной и духовной культуры населения. Первостепенное внимание уделено странам Евразии — «родного материка» россиян; в числе стран Евразии рассматривается и Россия.

Купить

Методические советы


С помощью наводящих вопросов и наглядного материала в виде таблиц и схем ребята узнают о движении литосферных плит, указывая на карте их границы.


  1. Ребята схематически зарисовывают строение материковой и океанической коры.


  2. Затем рассматривают образцы минералов различного происхождения, определяют отличия между представителями разных литосферных слоев.


  3. Заключительный этап — тестирование по теме.

Темы докладов

  • От Пангеи до 6 континентов.Движение литосферных плит
  • Сокровища недр Земли
  • Три жизни углерода: от графита до алмаза
  • Чем богаты, тем и рады. Полезные ископаемые родного края

ТЕСТ

  1. Как называется твердая оболочка Земли?
    • литосфера +
    • наносфера
    • атмосфера

  2. Пангея — это…
    • имя древнегреческой богини плодородия
    • название единого континента, когда-то существовавшего на планете Земля +
    • название планеты в Крабовидной Туманности

  3. Что называют Тихоокеанским огненным кольцом?
    • пожары на нефтяных танкерах в Тихом океане
    • активные действующие вулканы,расположенные по линиям глубинных разломов земной коры +
    • рой светящегося планктона, видимый в Тихом океане ночью

  4. Какое еще явление свидетельствует о «дыхании» планеты?
    • космонавтика
    • тектоника
    • брадисеймс +

  5. Поверхность Мохоровичича расположена…
    • между земной корой и верхним слоем магмы +
    • между базальтовым и осадочными слоями земной коры
    • между нижним слоем магмы и земным ядром

#ADVERTISING_INSERT#

Древняя континентальная кора могла образоваться в результате метеоритной бомбардировки

В местах падения на поверхность Земли астероидов и крупных метеоритов образуются ударные кратеры, а энергия, выделяющаяся при таких событиях, настолько велика, что породы внутри кратера плавятся, заполняя его магматическим расплавом. При остывании этого расплава происходит расслоение (дифференциация) по плотности и составу, а после кристаллизации возникают крупные расслоенные интрузии (магматические тела), строение которых весьма напоминает строение континентальной земной коры. Исследование ударного кратера Садбери (Канада) показало, что в доархейское время, когда Земля подвергалась массированной метеоритной бомбардировке и практически вся ее поверхность была покрыта расплавом, именно по такой схеме могло происходить становление континентальной земной коры и зарождение материков.

Снаружи Земля покрыта твердой оболочкой — земной корой, которая не является монолитной, а разбита на плиты, неоднородные по своему строению и составу. Два главных типа плит — континентальные и океанические — различаются составом коры (соответственно, континентальной и океанической), мощностью (толщиной) и возрастом.

В центральных частях океанов (в зонах срединно-океанических хребтов) плиты раздвигаются, снизу поступает мантийный материал, который формирует океаническую кору, состоящую главным образом из базальтов, поверх которых отлагается слой осадков. Таким образом, океаническая кора имеет двуслойное строение.

Континентальная кора имеет трехслойное строение: осадочный слой сверху, затем располагается «гранитный» слой, состоящий главным образом из гранитов и гнейсов, а внизу — условно названный «базальтовым» нижний слой коры, идентифицируемый только на основе геофизических данных (даже самые глубокие скважины так и не достигли верхней границы «базальтового» слоя). Континентальная кора более мощная (толщиной до 75 км, в среднем — 35–45 км) и более древняя, чем океаническая. Первые блоки континентальной коры (кратоны) возникли на Земле еще в архее, 2,4–4,0 млрд лет назад. Кратоны составляют «ядра» всех континентов. Согласно теории тектоники плит, вокруг этих «ядер» непрерывно идет наращивание континентальных окраин за счет переплавления погружающейся в зонах субдукции океанической коры вместе с осадочным слоем. Но как образовались сами архейские кратоны, если первые достоверные признаки движения литосферных плит фиксируются лишь начиная с позднего протерозоя (1 млрд лет назад)?

Вероятно, процессы движения земной коры в архее сильно отличались от современных в силу того, что литосфера была еще сильно разогрета и часть пород земной коры находилась в расплавленном состоянии. Этот первичный расплав был исключительно базальтового состава. И именно тогда в этой полурасплавленной коре каким-то образом происходили процессы дифференциации (расслоения) первичного корового вещества, приведшие к образованию стратифицированной континентальной коры, верхние горизонты которой образовали более легкие и кислые по составу граниты, а нижние — более плотные и тяжелые породы основного состава.

В качестве одного из процессов, который мог бы привести к дифференциации вещества земной коры (разделению ее на слои) в архейское время, был предложен механизм гравитационного перемешивания (D. Wiemer et al., 2018. Earth’s oldest stable crust in the Pilbara Craton formed by cyclic gravitational overturns). Однако для того, чтобы огромные массы расположенного близко к поверхности и уже начинающего остывать базальта прошли все этапы дифференциации с образованием гранитов, требуется интенсивный источник тепла и энергии. В раннеархейское и доархейское (катархейское) время такими источниками вполне могли быть мощные импактные события — падения на Землю астероидов и крупных метеоритов в период поздней тяжелой бомбардировки (4,1–3,8 млрд лет назад). Учитывая тот факт, что падение астероида размером 50 км может вызвать появление гигантского озера магмы, простирающегося на сотни километров, интенсивная бомбардировка могла привести к появлению крупных областей расплавленных пород площадью тысячи квадратных километров при толщине расплавов в десятки километров.

Международная группа ученых во главе с Раисом Латыповым (Rais Latypov) из Витватерсрандского университета в ЮАР, изучая ударный кратер Садбери в Канаде, нашла серьезные подтверждения гипотезы о том, что метеоритная бомбардировка действительно могла быть причиной первичной дифференциации вещества внешней оболочки Земли и образования земной коры континентального типа.

При падении астероида диаметром 10–15 км, которое произошло 1,85 млрд лет назад, в кратере Садбери возник слой магматического расплава, нагретого до 1700–2000°C, а затем сформировалась расслоенная магматическая структура (магматический комплекс Садбери — Sudbury Igneous Complex) вытянутой овальной формы (62 км по длинной оси и 30 км — по короткой, рис. 2). Такая форма комплекса, по мнению авторов обсуждаемой статьи, связана с тем, что столкновение астероида с поверхностью Земли произошло по касательной. Позднее, в эпоху гренвильской складчатости (1090–930 млн лет назад), эта область подверглась сжимающим силам, действовавшим с юго-востока, что еще сильнее вытянуло кратер. Расслоенное магматическое тело прослеживается на глубину до 15 км. Это третий по величине ударный кратер на Земле и самая хорошо сохранившаяся расслоенная интрузия импактного происхождения. Магматический комплекс Садбери состоит из слоев таких изверженных пород, как габбро, нориты и гранофиры. Очевидно, что разделение слоев произошло в результате магматической дифференциации, при которой из первично однородной магмы образовались породы различного состава, однако каков был механизм этой дифференциации, до сих пор не было известно.

В отличие от других крупных расслоенных интрузивных комплексов импактного происхождения (Стиллуотер (Stillwater) в США, Бушвельд в ЮАР и других), верхние части которых уничтожены эрозией, в комплексе Садбери частично сохранились породы кровли — верхнего слоя магматических пород комплекса. Авторы обнаружили, что фрагменты кровли сложены теми же самыми породами, которые залегают в основании комплекса — высокотемпературными меланократовыми норитами, которые авторы назвали меланоритами. Эти породы резко отличаются от представленных в нижней части комплекса Садбери фельзических (felsic) норитов как петрографически (доля ортопироксена в них составляет 23–35% по сравнению с 6–9% в фельзических норитах), так и геохимически (содержание MgO в них составляет 8–9% по сравнению с 4–6% в фельзических норитах).

Фрагменты тел тех же самых меланоритов размером от 10 до 100 м авторы обнаружили в виде обломков, распределенных по всей толще пород интрузивного комплекса Садбери. Это стало возможным благодаря детальному петрографическому и геохимическому картированию комплекса (так как внешне меланориты практически неотличимы от вмещающих пород). По трем геохимическим профилям (траверсам), отмеченным на рис. 2, было отобрано более 600 образцов, что впервые позволило задокументировать тела меланоритов на разных стратиграфических уровнях интрузивного тела.

Авторы интерпретируют картину образования магматического комплекса Садбери следующим образом (рис. 3). После удара астероида в кратере образовался очаг магмы однородного гранодиоритового состава, перекрытый сверху слоем обломочных отложений, выброшенных из кратера при ударе. По мере застывания магмы происходила ее дифференциация — расслоение за счет фракционной кристаллизации. Доказательством того, что застывание (кристаллизация) происходила одновременно в двух направлениях (снизу вверх и сверху вниз), служит тот факт, что самые высокотемпературные породы, кристаллизовавшиеся из расплава первыми, — меланориты — встречаются как в кровле магматического массива, так и в его основании. Так как в центральной части массива некоторое время продолжалось конвекционное перемешивание магматического расплава, застывшая кровля массива периодически разрушалась, и ее обломки, более плотные по сравнению с расплавом, погружались вниз, фиксируясь в породах внутренних частей массива по мере их кристаллизации.

Таким образом, впервые обнаруженные в породах магматического комплекса фрагменты меланоритов, заключенные в породах более кислого состава, позволили воссоздать всю картину последовательной кристаллизации расслоенного комплекса Садбери, а детальное изучение строения комплекса — доказать, что мощные импактные события действительно могли приводить к переплавлению древней базальтовой коры с образованием расслоенных комплексов пород различного состава, в том числе — кислых пород богатых кремнеземом («гранитного» слоя), которые локализовались в верхней части новообразованной коры континентального типа.

Несмотря на то что образование магматического комплекса Садбери произошло 1,85 млрд лет назад (в палеопротерозойской эре), то есть значительно позже периода поздней тяжелой бомбардировки, авторы считают, что характер импактных событий и последующих процессов магматической дифференциации в архее и катархее вряд ли сильно отличался, и полученные результаты вполне можно распространять на все предшествующие периоды.

Источник: Rais Latypov, Sofya Chistyakova, Richard Grieve, Hannu Huhma. Evidence for igneous differentiation in Sudbury Igneous Complex and impact-driven evolution of terrestrial planet proto-crusts // Nature Communications. 2019. V. 10. Article number 508. DOI: 10.1038/s41467-019-08467-9

Владислав Стрекопытов

Внутреннее строение Земли | Тест по географии (5 класс):

Контрольная работа по теме «Внутренние строение Земли». Вариант 1.

Часть А. Тест. Выбрать 1 вариант ответа.

1. Что называют Литосферой?

А) Земную кору и верхнюю часть мантии.

Б) Земную кору

В)Мантию

Г) Мантию и ядро.

2.  Что расположено между внешним ядром и земной корой?

А) Внутреннее ядро

Б) Тектонические плиты

В) Мантия

Г) Нет правильного ответа

3. Самая глубокая скважина называется?

А) Мурманская буровая.

Б) Кольская буровая

В) Северная

Г) Буровая

4. По трещинам и через кратер вулкана устремляется вверх?

А) Пепел

Б) Лава

В) Магма

Г) Вода

5. Какого слоя нет в океанической земной коре?

А) Каменного

Б) Базальтового

В) Гранитного

Г) Осадочного

6. Какая порода относится к метаморфическим?

А) Песок

Б) Известняк

В)Гранит

Г) Гнейс

7. Для оценки влияния сейсмических волн на земную поверхность используют Шкалу?

А) 14 –балльную

Б) 12 – балльную

В) 15- балльную

Г) 10-балльную

8. Наука занимающаяся различными измерениями называется ?

А)Геодезия

Б) Геология

В) Сейсмология

Г) Землеведение.

Часть В. Задания на соответствие.

В1. 1.Магматические горные породы                          А. Мрамор      Г. Гнейс

       2. Осадочные горные породы                                 Б. Гранит        Д. Глина

       3. Метаморфические породы                                  В. Уголь          Е. Пемза

В2. 1. Выпуклые формы рельефа                               А. Яма              Б. горы        В. Плато

     2. Вогнутые формы рельефа                               Г. Нагорье      Д. Котловина    Е. Овраг  

                                                                                     Ж. Кочки        З. Долина          И. Холм

Часть С. Ответь на вопрос.

С1. Что такое рельеф?

С2. Составь цепочку: из чего состоит земная кора?

Контрольная работа по теме «Внутренние строение Земли». Вариант 2.

Часть А. Тест. Выбрать 1 вариант ответа.

1. Материковая земная кора

А) толще, чем океаническая земная кора

Б) тоньше, чем океаническая земная кора

В) по толщине одинаковы

2. Что находится в центре Земли?

А) Внешнее ядро

Б)Внутреннее ядро

В) Мантия

Г) Земная кора.

3. Наука, изучающая состав и строение земной коры.

А) Геодезия

Б) Сейсмология

В) Геология

Г) Землеведение

4. Чашеобразное углубление на вершине вулкана называется?

А) Кратер

Б) Жерло

В) Магма

Г) Вулканический очаг.

5. К магматическим горным породам относится?

А) Глина

Б) Базальт

В) Мрамор

Г) Сланец

6. Максимальная толщина континентальной земной коры равна.

А) 50 км

Б) 60 км

В) 70 км

Г) 100 км

7. Какого слоя нет в океанической земной коре?

А) Каменного

Б) Базальтового

В) Гранитного

Г) Осадочного

8. Гейзер- это горячий источник, периодически выбрасывающий из недр:

а) грязевые потоки,

б) горячую воду и пар,

в) газы и пепел.

Часть В. Задания на соответствие.

В1. 1.Землетрясения                                              А. Кратер        В. Эпицентр

       2.Вулкан                                                           Б. Очаг            Г. Жерло

В2. 1.Магматические горные породы                          А. Мрамор      Г. Гнейс    Ж.. Песок

       2. Осадочные горные породы                                 Б. Гранит      Д. Глина    З. Сланец

       3. Метаморфические породы                                  В. Уголь        Е. Пемза   И. Базальт

Часть С. Ответь на вопрос.

1. Что такое Цунами и как оно образуется?

2. Какие формы рельефа относятся к выпуклым?

корочка | Национальное географическое общество

«Кора» описывает внешнюю оболочку планеты земного типа. Тонкая кора нашей планеты глубиной 40 километров (25 миль) — всего 1% массы Земли — содержит всю известную жизнь во Вселенной.

Земля состоит из трех слоев: коры, мантии и ядра. Кора состоит из твердых пород и минералов. Под корой находится мантия, которая также в основном состоит из твердых пород и минералов, но перемежается пластичными областями полутвердой магмы. В центре Земли находится горячее плотное металлическое ядро.

Слои Земли постоянно взаимодействуют друг с другом, а кора и верхняя часть мантии являются частью единой геологической единицы, называемой литосферой. Глубина литосферы варьируется, и разрыв Мохоровича (Мохо) — граница между мантией и корой — не существует на одинаковой глубине. Изостази описывает физические, химические и механические различия между мантией и корой, которые позволяют коре «плавать» на более податливой мантии. Не все регионы Земли находятся в изостатическом равновесии.Изостатическое равновесие зависит от плотности и толщины коры, а также от динамических сил, действующих в мантии.

Так же, как меняется глубина корки, меняется и ее температура. Верхняя кора выдерживает температуру окружающей среды или океана — жарко в засушливых пустынях и замерзает в океанических желобах. Рядом с Мохо температура коры колеблется от 200 ° по Цельсию (392 ° по Фаренгейту) до 400 ° по Цельсию (752 ° по Фаренгейту).

Создание корки

Миллиарды лет назад планетарная капля, которая стала Землей, возникла как горячий вязкий каменный шар.Самый тяжелый материал, в основном железо и никель, опустился к центру новой планеты и стал ее ядром. Расплавленный материал, окружавший ядро, был ранней мантией.

За миллионы лет мантия остыла. Вода, заключенная в минералах, извергалась лавой — процесс, называемый «дегазациями». По мере того, как выделялось все больше воды, мантия затвердевала. Материалы, которые изначально оставались в жидкой фазе во время этого процесса, называемые «несовместимыми элементами», в конечном итоге стали хрупкой корой Земли.

От ила и глины до алмазов и угля — земная кора состоит из магматических, метаморфических и осадочных пород. Наиболее распространенные породы в коре — магматические, образованные в результате охлаждения магмы. Земная кора богата магматическими породами, такими как гранит и базальт. Метаморфические породы претерпели резкие изменения из-за тепла и давления. Сланец и мрамор — знакомые метаморфические породы. Осадочные породы образуются в результате накопления материала на поверхности Земли.Песчаник и сланец — это осадочные породы.

Динамические геологические силы создали земную кору, и кора продолжает формироваться под действием движения и энергии планеты. Сегодня тектоническая активность ответственна за формирование (и разрушение) материалов земной коры.

Земная кора делится на два типа: океаническая кора и континентальная кора. Зону перехода между этими двумя типами коры иногда называют разрывом Конрада. Силикаты (в основном соединения, состоящие из кремния и кислорода) являются наиболее распространенными породами и минералами как в океанической, так и в континентальной коре.

Океаническая кора

Океаническая кора, простирающаяся на 5-10 километров (3-6 километров) под дном океана, в основном состоит из различных типов базальтов. Геологи часто называют породы океанической коры «сима». Сима означает силикат и магний, самые распространенные минералы в океанической коре. (Базальты — это похожие на скалы.) Океаническая кора плотная, почти 3 грамма на кубический сантиметр (1,7 унции на кубический дюйм).

Океаническая кора постоянно образуется на срединно-океанических хребтах, где тектонические плиты разрываются друг от друга.Когда магма, которая поднимается из этих трещин на поверхности Земли, остывает, она становится молодой океанической корой. Возраст и плотность океанической коры увеличивается по мере удаления от срединно-океанических хребтов.

Подобно тому, как океаническая кора образуется на срединно-океанических хребтах, она разрушается в зонах субдукции. Субдукция — это важный геологический процесс, при котором тектоническая плита, состоящая из плотного литосферного материала, плавится или опускается ниже плиты, состоящей из менее плотной литосферы на границе сходящейся плиты.

На конвергентных границах плит между континентальной и океанической литосферой плотная океаническая литосфера (включая кору) всегда погружается под континентальную.Например, на северо-западе США океаническая плита Хуан-де-Фука погружается под континентальную Северо-Американскую плиту. На сходящихся границах между двумя плитами, несущими океаническую литосферу, более плотный (обычно более крупный и глубокий океанский бассейн) субдуцируется. В Японском желобе плотная Тихоокеанская плита погружается под менее плотную Охотскую плиту.

По мере того как литосфера погружается в мантию, она становится более пластичной и пластичной. Благодаря мантийной конвекции богатые минералы мантии могут быть в конечном итоге «переработаны», когда они всплывают на поверхность в виде лавы, образующей корку, на срединно-океанических хребтах и ​​вулканах.

В основном из-за субдукции океаническая кора намного моложе континентальной коры. Самая старая существующая океаническая кора находится в Ионическом море, части восточного Средиземноморского бассейна. Дну Ионического моря около 270 миллионов лет. (С другой стороны, самым старым частям континентальной коры более 4 миллиардов лет.)

Геологи собирают образцы океанической коры путем бурения на дне океана, с помощью подводных аппаратов и изучения офиолитов.Офиолиты — это участки океанической коры, которые поднялись над уровнем моря в результате тектонической активности, иногда появляясь как дайки в континентальной коре. Офиолиты часто более доступны для ученых, чем океаническая кора на дне океана.

Континентальная кора

Континентальная кора в основном состоит из разных типов гранитов. Геологи часто называют породы континентальной коры «сиальными». Сиал означает силикат и алюминий, самые распространенные минералы в континентальной коре.Сиал может быть намного толще, чем сима (толщиной до 70 километров (44 мили)), но также немного менее плотным (около 2,7 грамма на кубический сантиметр (1,6 унции на кубический дюйм)).

Как и океаническая кора, континентальная кора образована тектоникой плит. На границах сходящихся плит, где тектонические плиты сталкиваются друг с другом, континентальная кора поднимается вверх в процессе горообразования или горообразования. По этой причине самые толстые части континентальной коры находятся на самых высоких горных хребтах мира.Как и айсберги, высокие пики Гималаев и Анд являются лишь частью континентальной коры региона — кора неравномерно простирается под Землей, а также взлетает в атмосферу.

Кратоны — самая старая и стабильная часть континентальной литосферы. Эти части континентальной коры обычно находятся глубоко внутри большинства континентов. Кратоны делятся на две категории. Щиты — это кратоны, в которых древняя скала из фундамента выходит в атмосферу.Платформы — это кратоны, в которых порода фундамента погребена под вышележащими отложениями. И щиты, и платформы предоставляют геологам важную информацию о ранней истории и формировании Земли.

Континентальная кора почти всегда намного старше океанической. Поскольку континентальная кора редко разрушается и повторно используется в процессе субдукции, некоторые участки континентальной коры имеют почти такой же возраст, как сама Земля.

Внеземная кора

Другие планеты земной группы нашей солнечной системы (Меркурий, Венера и Марс) и даже наша собственная Луна имеют корки.Как и Земля, эти внеземные корки образованы в основном силикатными минералами. Однако, в отличие от Земли, корки этих небесных тел не сформированы взаимодействием тектонических плит.

Несмотря на меньшие размеры Луны, лунная кора толще земной. Лунная кора не имеет однородной толщины и обычно имеет тенденцию быть толще на «дальней стороне», которая всегда обращена от Земли.

Хотя считается, что Меркурий, Венера и Марс не имеют тектонических плит, у них действительно есть динамическая геология.У Венеры, например, есть частично расплавленная мантия, но в коре Венеры не хватает воды, удерживаемой в ловушках, чтобы сделать ее такой же динамичной, как земная кора.

Между тем кора Марса представляет собой самые высокие горы в Солнечной системе. Эти горы на самом деле представляют собой потухшие вулканы, образовавшиеся в результате извержения расплавленной породы в одном и том же месте на поверхности Марса в течение миллионов лет. В результате извержений образовались огромные горы из богатых железом магматических пород, которые придают марсианской коре характерный красный оттенок.

Одна из самых вулканических корок в Солнечной системе — это корка спутника Юпитера Ио. Богатые сульфидные породы в ионической коре окрашивают Луну в пестрый набор желтых, зеленых, красных, черных и белых тонов.

Океаническая кора | геология | Британника

Океаническая кора , самый внешний слой литосферы Земли, который находится под океанами и формируется в центрах спрединга на океанических хребтах, которые встречаются на расходящихся границах плит.

Толщина океанической коры составляет около 6 км (4 миль).Он состоит из нескольких слоев, не считая вышележащих отложений. Самый верхний слой, толщиной около 500 метров (1650 футов), включает лавы, сделанные из базальта (то есть горного материала, состоящего в основном из плагиоклаза [полевого шпата] и пироксена). Океаническая кора несколько отличается от континентальной: она тоньше, плотнее, моложе и имеет другой химический состав. Однако, как и континентальная кора, океаническая кора разрушается в зонах субдукции.

Лавы, как правило, бывают двух типов: подушкообразные и пластовые потоки.Подушка-лава, кажется, имеет именно такую ​​форму, как следует из названия — как большие мягкие подушки примерно 1 метр (3 фута) в поперечном сечении и от 1 до нескольких метров в длину. Обычно они образуют небольшие холмы высотой в десятки метров в центрах спрединга. Листовые потоки выглядят как мятые простыни. Обычно они тонкие (всего около 10 см [4 дюйма] толщиной) и покрывают большую площадь, чем лава подушек. Есть свидетельства того, что потоки листов извергаются при более высоких температурах, чем у подушек.На Восточно-Тихоокеанском поднятии на 8 ° южной широты серия извержений пластового потока (возможно, с середины 1960-х годов) покрыла более 220 квадратных километров (85 квадратных миль) морского дна на средней глубине 70 метров (230 футов). .

Под лавой находится слой, состоящий из подводящих или покрытых слоями дамб, толщина которых превышает 1 км (0,6 мили). Дайки — это трещины, которые служат водопроводной системой для транспортировки магмы (расплавленной породы) на морское дно для образования лавы. Они имеют ширину около 1 метра (3 фута), субвертикальны и вытянуты вдоль направления центра распространения, где они образовались, и примыкают друг к другу — отсюда термин , обозначенный как .Эти дайки также имеют базальтовый состав. Под дамбами находятся два слоя общей толщиной около 4,5 км (3 мили). Оба они включают габбро, которые по сути являются базальтами с более крупными минеральными зернами. Считается, что эти слои габбро представляют собой магматические очаги или карманы лавы, которые в конечном итоге извергаются на морское дно. Верхний слой габбро изотропный (однородный) по структуре. В некоторых местах этот слой включает стручки плагиогранита — дифференцированной породы, более богатой кремнеземом, чем габбро.Нижний слой габбро имеет слоистую структуру и, очевидно, представляет собой дно или стенки магматического очага. Эта слоистая структура называется кумулятивной, что означает, что слои (толщиной до нескольких метров) являются результатом осаждения минералов из жидкой магмы. Слои кумулятивного габбро содержат меньше кремнезема, но более богаты железом и магнием, чем верхние части корки. Оливин, силикат железа и магния, является обычным минералом в нижнем слое габбро.

Члены экипажа на борту бурового судна осматривают керн породы во время научной экспедиции, которая впервые преуспела в бурении через верхнюю часть океанической коры.

JOI Alliance / IODP
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Океаническая кора лежит на поверхности мантии Земли, как и континентальная кора. Порода мантии состоит в основном из перидотита, который состоит в основном из минерального оливина с небольшими количествами пироксена и амфибола.

Исследования океанической коры

Сведения о структуре и составе океанической коры получены из нескольких источников. При отборе донных проб во время ранней разведки были выявлены все разновидности вышеупомянутых пород, но структура коры и содержание составляющих пород оставались неясными. Одновременно с этим эксперименты по сейсмической рефракции позволили исследователям определить слоистый характер океанической коры. Эти эксперименты включали измерение времени прохождения сейсмических волн, генерируемых взрывами (например, динамитными взрывами) на расстояниях в несколько десятков километров.Результаты ранних экспериментов по рефракции показали наличие двух слоев под осадочным покровом. Более сложные эксперименты и анализы привели к разделению этих слоев на две части, каждая из которых имеет разную скорость сейсмических волн, которая увеличивается с глубиной. Сейсмическая скорость — это своего рода отпечаток пальца, который можно отнести к ограниченному количеству типов горных пород. Отобранные данные горных пород и результаты сейсморазведки были объединены для создания модели структуры и состава земной коры.

Большие успехи в понимании океанической коры были достигнуты благодаря изучению офиолитов.Это срезы дна океана, которые поднялись над уровнем моря под действием тектоники плит. В разных местах мира обнажается вся последовательность океанической коры и верхней мантии. Эти области включают, среди прочего, Ньюфаундленд и хребты тихоокеанского побережья Калифорнии, остров Кипр в Средиземном море и горы в Омане на юго-восточной оконечности Аравийского полуострова. Офиолиты удивительно подробно раскрывают структуру и состав океанической коры.Кроме того, процесс образования земной коры и гидротермальной циркуляции, а также происхождение морских магнитных аномалий могут быть изучены со сравнительной ясностью. Хотя очевидно, что офиолиты имеют морское происхождение, существуют некоторые разногласия относительно того, представляют ли они типичную океаническую кору или кору, сформированную в других местах, помимо океанического центра спрединга — например, за островными дугами.

Образование и разрушение земной коры

Трехмерная диаграмма, показывающая образование и разрушение земной коры в соответствии с теорией тектоники плит; включены три вида границ плит — расходящиеся, сходящиеся (или сталкивающиеся) и сдвиговые (или трансформирующиеся).

Британская энциклопедия, Inc.

Возраст океанической коры не превышает 200 миллионов лет. Такая кора образуется сегодня в океанских спрединговых центрах. Многие офиолиты намного старше самой древней океанической коры, что свидетельствует о непрерывности процессов формирования на протяжении сотен миллионов лет. Методы, которые могут использоваться для определения возраста материала земной коры, включают прямое датирование образцов горных пород с помощью радиометрического датирования (измерение относительного содержания определенного радиоактивного изотопа и его дочерних изотопов в образцах) или путем анализа ископаемых свидетельств, морского магнитного поля. аномалии, или глубина океана.Из них особого внимания заслуживают магнитные аномалии.

Морская магнитная аномалия — это изменение силы магнитного поля Земли, вызванное магнетизмом горных пород на дне океана. Морские магнитные аномалии обычно составляют 1 процент от общей напряженности геомагнитного поля. Они могут быть сильнее («положительно») или слабее («отрицательно»), чем среднее общее поле. Кроме того, магнитные аномалии возникают в длинных полосах, которые проходят параллельно центрам спрединга на сотни километров и могут достигать нескольких десятков километров в ширину.

Слои Земли Урок № 1

Четыре слоя

Земля состоит из четырех различных слоев. Многие геологи полагают, что по мере охлаждения Земли более тяжелые и плотные материалы опускались к центру, а более легкие поднимались наверх. Из-за этого кора состоит из самых легких материалов (горных пород, базальтов и гранитов), а ядро ​​состоит из тяжелых металлов (никеля и железа).

Кора — это слой, на котором вы живете, и он наиболее широко изучен и понят.Мантия намного горячее и обладает способностью течь. Внешнее и внутреннее ядра еще горячее, а давление настолько велико, что вы были бы сжаты в шар размером меньше шарика, если бы вы смогли добраться до центра Земли !!!!!!

Корка

Земная кора подобна кожуре яблока. Он очень тонкий по сравнению с тремя другими слоями. Кора имеет толщину всего около 3-5 миль (8 км) под океанами ( океаническая кора ) и около 25 миль (32 км) под континентами ( континентальная кора ).Температура земной коры варьируется от температуры воздуха наверху до примерно 1600 градусов по Фаренгейту (870 градусов по Цельсию) в самых глубоких частях земной коры. Вы можете испечь буханку хлеба в духовке при температуре 350 градусов по Фаренгейту, при температуре 1600 градусов по Фаренгейту камни начинают таять.

Кора Земли разбита на множество частей, называемых плитами. Пластины «плавают» на мягкой, пластиковой мантии, которая расположена ниже корки. Эти пластины обычно движутся плавно, но иногда они заедают и создают давление.Давление нарастает, и камень изгибается, пока не сломается. Когда это происходит, результатом является землетрясение!

Обратите внимание, насколько тонка кора Земли по сравнению с другими слоями. Семь континентов и океанические плиты в основном плавают через мантию, которая состоит из гораздо более горячего и плотного материала.

Кора состоит из двух основных типов пород: гранита и базальта. Континентальная кора сложена преимущественно гранитом.Океаническая кора состоит из вулканической породы лавы , называемой базальтом.

Базальтовые породы океанических плит намного плотнее и тяжелее, чем гранитные породы континентальных плит. Из-за этого континенты движутся по более плотным океаническим плитам. Кора и верхний слой мантии вместе составляют зону твердой, хрупкой породы, называемую литосферой . Слой ниже жесткой литосферы представляет собой зону асфальтоподобной консистенции, называемую Астеносферой .Астеносфера — это часть мантии, которая течет и перемещает плиты Земли.

Мантия

Мантия — это слой, расположенный непосредственно под симой. Это самый большой слой Земли, его толщина составляет 1800 миль. Мантия состоит из очень горячей плотной породы. Этот слой камня даже течет, как асфальт, под тяжелым грузом. Это течение связано с большими перепадами температур от низа до верха мантии.Движение мантии — причина движения плит Земли! Температура мантии колеблется от 1600 градусов по Фаренгейту вверху до примерно 4000 градусов по Фаренгейту внизу!

Конвекционные токи

Мантия сделана из гораздо более плотного и толстого материала, из-за чего пластины «плавают» на ней, как масло на воде.

Многие геологи считают, что мантия «течет» из-за конвекционных течений. Конвекционные токи возникают из-за того, что очень горячий материал в самой глубокой части мантии поднимается, затем охлаждается, снова опускается, а затем нагревается, поднимается и повторяет цикл снова и снова. В следующий раз, когда вы разогреете на сковороде что-нибудь вроде супа или пудинга, вы сможете наблюдать, как в жидкости движутся конвекционные потоки. Когда конвекционные потоки текут в мантии, они также перемещают кору. Эти токи позволяют корке свободно перемещаться по ней. Конвейерная лента на фабрике перемещает коробки, как конвекционные потоки в мантии перемещают плиты Земли.

Наружное ядро ​​

Ядро Земли похоже на шар из очень горячих металлов. (От 4000 градусов по Фаренгейту до 9000 градусов по Фаренгейту). Внешний сердечник настолько горячий, что все металлы в нем находятся в жидком состоянии. Внешнее ядро ​​расположено примерно на 1800 миль под земной корой и имеет толщину около 1400 миль. Внешний сердечник состоит из расплавленных металлов никеля и железа.

Внутреннее ядро ​​

Внутреннее ядро ​​Земли имеет такие высокие температуры и давления, что металлы сжимаются вместе и не могут двигаться, как жидкость, а вынуждены колебаться на месте как твердое тело.Внутреннее ядро ​​начинается примерно на 4000 миль под земной корой и имеет толщину около 800 миль. Температура может достигать 9000 градусов по Фаренгейту, а давление — 45000000 фунтов на квадратный дюйм. Это в 3 000 000 раз больше атмосферного давления для вас на уровне моря !!!

Ответьте вместе с партнером на следующие вопросы на листе бумаги. Если вам нужно оглянуться назад, чтобы найти ответы, используйте заголовки страниц, расположенные непосредственно под вопросами, чтобы помочь вам. Когда вы закончите вопросы, нажмите на значок Земли, чтобы вернуть программу к началу.

1. Назовите четыре слоя Земли в порядке от внешнего к центру Земли.

2. Что заставляет мантию «течь»?

3. Какие два основных металла составляют внешнее и внутреннее ядро?

4. Опишите своими словами, как формировались слои Земли. «Четыре слоя» вам поможет.

Что скрывается под земной корой

Слои Земли дают геологам и геофизикам ключи к разгадке того, как образовалась Земля, слои, из которых состоят другие планетные тела, источник ресурсов Земли и многое другое. Современные достижения позволили ученым изучить то, что лежит у нас под ногами, более подробно, чем когда-либо прежде, и все же в нашем понимании все еще остаются значительные пробелы.

Я надеюсь, что это руководство проведет вас по слоям Земли, даст общее представление о нашем понимании и наших текущих пробелах.Имейте в виду, что это область постоянных исследований, и в ближайшие годы и десятилетия она, вероятно, станет более усовершенствованной.

На втором году обучения в Эдинбурге [1826-27] я посетил лекции Джеймсона по геологии и зоологии, но они были невероятно скучными. Единственное влияние, которое они произвели на меня, было решимостью никогда, пока я жил, не читать книгу по геологии. — Чарльз Дарвин

Слои Земли

Земля имеет слои, похожие на слои лука, и их можно разрезать, чтобы понять физические и химические свойства каждого слоя и его влияние на остальную часть Земли.Вообще говоря, Земля имеет 4 слоя:

  • Внешняя кора , на которой мы живем
  • Пластиковая мантия
  • Жидкость внешняя сердцевина
  • Твердое внутреннее ядро ​​

При различении слоев геологи делят подразделения на две категории, реологические или химические.Реологическая дифференциация говорит о жидком состоянии горных пород при огромном давлении и температуре. Например, горная порода будет совершенно иначе реагировать на деформацию при нормальных атмосферных температурах и давлениях по сравнению с менее чем тысячами километров горных пород. Если мы разделим Землю на части на основе реологии, мы увидим литосферу, астеносферу, мезосферу, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро. Однако, если мы дифференцируем слои на основе химических вариаций, мы объединяем слои в кору, мантию, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро.

Чтобы понять разницу в различных частях мантии или внешнего и внутреннего ядра, вы должны понимать фазовые диаграммы, о которых я расскажу ниже.

Земная кора

Кора — это то, чем мы живем, и она, безусловно, самый тонкий из слоев земли. Толщина варьируется в зависимости от того, где вы находитесь на Земле: океаническая кора составляет 5-10 км, а континентальные горные хребты — до 30-45 км. Тонкая океаническая кора более плотная, чем более толстая континентальная кора, и поэтому «плавает» ниже в мантии по сравнению с континентальной корой.Вы найдете самую тонкую океаническую кору вдоль срединно-океанических хребтов, где активно формируется новая кора. Для сравнения, когда два континента сталкиваются, как в случае Индийской плиты и Евразийской плиты, вы получаете одни из самых толстых участков коры, поскольку она скомкана.

Температура земной коры будет варьироваться от температуры воздуха на поверхности до примерно 870 градусов Цельсия на более глубоких участках. При этой температуре вы начинаете плавить породу и формировать нижележащую мантию.Геологи подразделяют земную кору на разные плиты, которые перемещаются относительно друг друга.

Учитывая, что поверхность Земли в основном постоянна по площади, вы не можете образовать кору, не разрушив сопоставимое количество коры. С конвекцией подстилающей мантии мы видим внедрение мантийной магмы вдоль срединно-океанических хребтов, постоянно формируя новую океаническую кору. Однако, чтобы освободить место для этого, океаническая кора должна поглотить (опуститься ниже) континентальную кору. Геологи тщательно изучили историю этого движения плит, но нам крайне не хватает определения того, почему и как эти плиты движутся так, как они это делают.

Земная кора «плавает» поверх мягкой пластмассовой мантии внизу. В некоторых случаях мантия явно вызывает изменения в коре, как на Гавайских островах. Тем не менее, продолжаются дискуссии о том, происходит ли субдукция океанической коры и спрединг срединных океанических хребтов за счет толкающего или тянущего механизма.

В очень широком смысле, океаническая кора состоит из базальта, а континентальная кора состоит из горных пород, похожих на гранит.Ниже коры находится твердая относительно более холодная часть верхней мантии, которая объединяется с корой, образуя слой литосферы . Литосфера физически отличается от нижележащих слоев из-за низких температур и обычно простирается на 70-100 км в глубину.

Под литосферой находится слой астеносферы , гораздо более горячая и податливая часть верхней мантии. Астеносфера начинается в нижней части литосферы и простирается примерно на 700 км вглубь Земли.Астеносфера действует как смазывающий слой под литосферой, который позволяет литосфере перемещаться по поверхности Земли.

Мантия Земли

Мантия — это слой земли, который находится под корой и является самым большим слоем, составляющим 84% объема Земли. Мантия начинается у разрыва Мохоровичич, также известного как Мохо. Мохо определяется как контраст плотности от менее плотной коры к более плотной мантии и где скорости сейсмических волн увеличиваются.Мантия действует подобно пластику, и при очень высоких температурах и давлениях порода деформируется в геологических масштабах времени. Эта деформация вызывает процесс, похожий на конвекцию, в мантии, где есть большие зоны апвеллинга и нисходящего потока.

Мантия простирается на 2 890 км вглубь поверхности Земли. Температура колеблется от 500 до 900 градусов Цельсия в верхней части до более 4000 градусов Цельсия у границы ядра. Считается, что мантия Земли состоит из минералов, аналогичных перидотиту.Перидотит драгоценного качества называется перидотом, поэтому в следующий раз, когда вы окажетесь в ювелирном магазине, взгляните на перидот, и вы увидите что-то похожее на 84% Земли!

Видео выше дает представление о глобальной циркуляции мантийной магмы вокруг Земли. Конечно, это сильно упрощено, но дает схематическое представление о процессе создания срединно-океанических хребтов, вулканов и гор.

Внешнее ядро ​​Земли

Внешнее ядро ​​- это жидкий, в основном, железный слой земли, лежащий под мантией.Геологи подтвердили, что внешнее ядро ​​жидкое из-за сейсмических исследований недр Земли. Внешнее ядро ​​имеет толщину 2300 км и опускается примерно на 3400 км вглубь Земли. Никто никогда не видел внешнее ядро, но, основываясь на ряде показателей, геологи полагают, что внешнее ядро ​​на 80% состоит из железа, немного никеля и ряда различных более легких элементов. Когда Земля только начинала охлаждаться миллиарды лет назад, более тяжелые элементы погружались в центр Земли, а менее плотные элементы поднимались на поверхность.Следовательно, мы видим общее увеличение плотности по мере приближения к центру Земли.

Внешнее ядро ​​достаточно горячее, чтобы его расплавить, но не под давлением, достаточным для того, чтобы железо снова стало твердым, как это видно на внутреннем ядре. Температура внешнего ядра колеблется от 4030 до 5730 градусов по Цельсию. Удивительно, но внешнее ядро ​​достаточно жидкое и имеет достаточно низкую вязкость, чтобы вращаться быстрее, чем вся Земля. Эта дифференциальная скорость вращения вместе с конвекцией и турбулентным потоком внешнего ядра из железа создает магнитное поле Земли.

Внутреннее ядро ​​Земли

Внутреннее ядро ​​- это центральный слой Земли, во многом оно похоже на внешнее ядро. Он также в основном состоит из железа и никеля и имеет радиус около 1220 км. Различие между внешним ядром и внутренним ядром определяется плотностью. Давление становится достаточно высоким, чтобы, несмотря на очень высокие температуры, внутреннее ядро ​​оставалось твердым. Он также обогащен необычными тяжелыми элементами, включая золото, серебро, платину, палладий и вольфрам.

Температура достигает 5400 градусов Цельсия, а давление — 360 гигапаскалей. Внутреннее ядро ​​составляет около 70% радиуса Луны и имеет примерно такую ​​же температуру, как и поверхность Солнца! Теперь давайте ответим на некоторые часто задаваемые вопросы, если вы ищете быстрые ответы.

Часто задаваемые вопросы о слоях Земли

  • Что такое внешний слой Земли?
    • Внешний слой Земли — это кора , твердый тонкий слой, состоящий из континентальной и океанической коры.
  • Каковы разные части Земли?
    • Различные части Земли — кора, мантия, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро.
  • Сколько слоев на Земле?
    • Вообще говоря, на Земле 4 слоя. Однако это зависит от того, как вы измеряете каждый слой, исходя из физических или химических свойств.
  • Какова глубина внутреннего ядра Земли?
    • Внутреннее ядро ​​Земли начинается на расстоянии 5150 км от поверхности Земли и простирается до центра Земли.
  • Какие материалы составляют внутреннее ядро?
    • Внутреннее ядро ​​состоит в основном из железа на 80% и никеля, а также из следовых количеств тяжелых металлов.
  • Какова глубина земной коры?
    • Земная кора колеблется от 5 до 60 километров в зависимости от океанической коры по сравнению с континентальной
  • Какие два типа земной коры?
    • Два типа коры: плотная и тонкая океаническая кора и менее плотная и более толстая континентальная кора.

Надеюсь, вам понравился этот путеводитель по слоям Земли, и он пробудил новый интерес к тому, что лежит у нас под ногами!

Кора и морское дно океана

Состав и слои океанической коры

Кора — это самый внешний слой Земли над мантией. Как обсуждалось ранее, земную кору можно разделить на два типа: континентальную и океаническую. Континентальная кора имеет толщину от 25 до 70 км и составляет в общей сложности примерно 70 процентов от общего объема земной коры, хотя покрывает лишь около 40 процентов площади поверхности планеты.Океаническая кора намного тоньше, ее толщина составляет от 5 до 10 км.

Континентальная кора имеет среднюю плотность 2,7 г / см 3 и состоит в основном из кислых пород. Фельзическая порода богата легкими элементами, такими как кремний, алюминий, кислород, натрий и калий. Присутствие этих более легких элементов является причиной того, что континентальная кора немного менее плотная, чем океаническая кора, средняя плотность которой составляет 2,9 г / см 3 .

Океаническая кора в основном состоит из более плотных пород, образующих отдельные слои. По состоянию на 2014 год геологам не удавалось успешно пробурить океаническую кору до мантии. Наибольшая глубина, которую удалось пробурить ученым, составляет примерно два километра. Многое из того, что сегодня ученые знают об океанической коре, было обнаружено путем наблюдений и выводов. Офиолиты , например, представляют собой части океанической коры, которые были подняты и обнажены над уровнем моря, часто над континентальной корой (рис.7.55). Наблюдая офиолиты и данные существующих буровых установок и сейсмическую информацию, ученые могут сделать выводы о характеристиках океанической коры, в частности о слоистости.


Жизненный цикл океанической коры

Все горные породы в земной коре постоянно перерабатываются в круговороте горных пород. Цикл горных пород — это переход горных пород между тремя различными типами горных пород в течение миллионов лет геологического времени (рис. 7.56). Магматическая порода образуется в результате охлаждения и кристаллизации расплавленной магмы на вулканах и срединно-океанических хребтах, где образуется новая кора.Примеры магматических пород — базальт, гранит и андезит (рис. 7.57 A). Со временем магматические породы могут подвергаться выветриванию и эрозии в результате воздействия воды и атмосферы с образованием отложений. Отложение и упрочнение этих отложений образует осадочных пород и пород (рис. 7.57 B). И магматические, и осадочные породы могут физически и химически преобразоваться в породы третьего типа. Метаморфические породы образуются, когда изверженные или осадочные породы подвергаются воздействию высоких температур и давления.Примеры метаморфических пород включают мрамор, сланец, сланец и гнейс (рис. 7.57 C). Метаморфические породы также могут трансформироваться в осадочные породы в результате выветривания, эрозии и отложения отложений (рис. 7.56).


Все три типа горных пород в земной коре — магматические, осадочные и метаморфические — также могут быть возвращены в их исходную расплавленную форму магмы. Этот процесс происходит, когда океаническая кора выталкивается обратно в мантию в зонах субдукции.По мере того, как старая океаническая кора погружается и плавится в магму, новая океаническая кора в виде вулканической породы образуется в срединно-океанических хребтах и ​​горячих точках вулканов. Эта переработка составляет переработку 60 процентов поверхности Земли каждые 200 миллионов лет, в результате чего самая старая из зарегистрированных океанических пород коры примерно того же возраста. Из-за этого повторного использования возраст океанической коры варьируется в зависимости от местоположения. Области образования новой коры в срединно-океанических хребтах намного моложе, чем зоны, расположенные дальше (рис.7.58). Напротив, континентальная кора редко перерабатывается и, как правило, намного старше. Все самые старые зарегистрированные породы на Земле расположены на континентальной коре в северной Канаде и западной Австралии, и возраст их составляет примерно от 3,8 до 4,4 миллиарда лет.

Деятельность

Смоделируйте цикл горных пород, используя цветные карандаши, чтобы понять процессы, которые происходят при образовании осадочных, метаморфических и вулканических пород.

Глубоководные отложения

Осадки представляют собой встречающиеся в природе материалы, которые были разделены на более мелкие части.Одной из особенностей океанической коры, которую ученые смогли подробно изучить, являются глубоководные отложения, часто путем исследования кернов глубоководных отложений (рис. 7.59).

Двумя наиболее распространенными типами отложений на дне океана являются литогенные отложения, образованные из горных пород, и биогенные отложения, полученные от живых организмов.


Литогенные осадки представляют собой небольшие породы и минералы, которые являются результатом эрозии и выветривания континентальной коры.Литогенные отложения могут переноситься в океан стоком, реками и ветром. Большие шлейфы литогенных отложений часто можно наблюдать у береговых линий после сильных дождей (рис. 7.60).

Литогенные отложения остаются во взвешенном состоянии и вызывают высокую мутность воды, потому что они находятся в постоянном движении из-за течений или прибрежного прибоя. Когда они достигают береговой линии и относительно более спокойной воды, они начинают оседать. Более крупные частицы, такие как камни и песок, оседают очень близко к берегу, а более мелкие частицы оседают дальше.Поскольку мелкие частицы опускаются медленно, океанские течения могут переносить литогенные осадки на большие расстояния. Небольшие частицы (<4 микрометров), известные как абиссальная глина , составляют большую часть отложений на дне океана. До появления теории тектоники плит ранние ученые предполагали, что, поскольку континентальная эрозия имеет место постоянно, литогенные отложения должны постоянно заполнять океанические бассейны, в результате чего образуется очень толстый слой отложений. Однако первые керны отложений выявили гораздо более тонкий слой отложений, чем ожидалось.Это стало дополнительным свидетельством того, что континентальная кора непрерывно перерабатывалась вместе со слоем наносов.

Биогенные отложения , также иногда называемые «илами», состоят в основном из остатков живых организмов — фитопланктона и зоопланктона. Когда растения и животные умирают, их останки медленно опускаются на морское дно. Бактерии потребляют большую часть органического вещества — углеродные части организмов, которые помогают возвращать углерод обратно в биологическую систему.Оставшиеся частицы состоят из более твердых структур, таких как раковины и скелеты. Они делятся на две категории: известняковые, , если скелет был сделан из карбоната кальция, и кремнистый, , если скелет был сделан из силикатов. По мере того, как мелкие частицы опускаются, они склонны собираться в сгустки, видимые невооруженным глазом. Глубоководные исследователи впервые заметили это явление на пилотируемых подводных аппаратах и ​​придумали термин морской снег для описания частиц, постоянно падающих вниз (рис.7,61).

Для получения более подробной информации об отложениях см. Пляжи и песок, а также Модуль 2, Раздел 7: Химия морского дна, Тема 7.1 Типы отложений.

Известковые и кремнистые соединения обладают уникальными свойствами в океанской воде. Оба вещества растворяются по мере опускания, но с разной скоростью в зависимости от температуры. Только примерно один процент биогенных остатков превращается в отложения. Карбонат кальция быстро растворяется в холодной воде, богатой углекислым газом, под высоким давлением, но в теплой воде он относительно часто встречается в твердом виде.Глубина, на которой кальций полностью растворяется, известна как глубина компенсации кальция ( CCD ). Следовательно, известковые отложения не часто встречаются в глубоководных отложениях ниже ПЗС. Глубина ПЗС различается. В бассейне Тихого океана его глубина составляет примерно 4,2–4,5 км. Некоторые особенности морского дна, такие как срединно-океанические хребты, вулканы и подводные горы, могут возвышаться над CCD; это области, где могут откладываться известковые отложения. Кремнистые соединения отличаются от известковых, поскольку они растворяются в теплой воде быстрее, чем в холодной, поэтому они могут быть обычными как в глубоководных отложениях, так и в более мелководных районах, где наблюдается сильный подъем холодной воды.

Деятельность

Смоделируйте отбор кернов отложений в океане, чтобы лучше понять наслоение отложений и отбор проб отложений.

Вулканы на морском дне и гидротермальные источники

Срединно-океанические хребты и зоны спрединга являются домом для гидротермальных источников. Гидротермальные источники в океане аналогичны гейзерам и горячим источникам на континентах, где грунтовые воды просачиваются на глубину до 2 км в очень горячие районы.Образующиеся кипяток и пар устремляются на поверхность. В гидротермальных жерлах прохладная морская вода просачивается в трещины и трещины, образованные расширяющимся морским дном. По мере того, как вода движется вниз, она нагревается от геотермальных источников, достигая температуры до 400 ° C. Во время этого процесса в воде растворяются такие минералы, как медь, цинк, железо и сера. Хотя вода очень горячая, она не кипит из-за высокого гидростатического давления. Когда перегретая вода поднимается через вентиляционные отверстия, поскольку она является плавучей, она встречает относительно холодную и богатую кислородом океанскую воду, и многие из растворенных минералов выпадают в виде частиц.Если большинство осадков представляют собой сульфиды и имеют черный цвет, вентиляционные отверстия известны как black smokers из-за их темного вздымающегося вида (рис. 7.63 A). Белые курильщики выделяют минералы более светлых оттенков (рис. 7.63 B). В некоторых случаях эти частицы объединяются, образуя дымовые трубы вокруг вентиляционных отверстий (рис. 7.64). В 2000 году ученые обнаружили поле дымовых труб в бассейне Атлантического океана, которое достигло 55 метров в высоту. Гидротермальные источники находятся в обширных регионах на морском дне.



Одним из самых удивительных открытий для ученых, впервые взглянувших на фотографии гидротермальных жерл, было окружающее их высокопродуктивное бентическое сообщество. Многие виды организмов приспособились жить в этих экстремальных средах обитания. К ним относятся крабы, моллюски и черви (рис. 7.65). Основу пищевой сети в этих сообществах составляют микроорганизмы или микробы, которые используют соединения, особенно сероводород и метан, из вентиляционных отверстий и превращают их в полезную энергию и пищу.Практически в любой другой экосистеме на Земле основным источником энергии является солнце. Некоторые черви через вентиляционную трубку адаптировались и полностью зависят от симбиотических микробов, которые превращают сероводород и метан в пищу (рис. 7.65). Червь обеспечивает подходящую среду и постоянное снабжение микроорганизмов питательными веществами, а микробы снабжают червя пищей.

Ученые обнаружили первые гидротермальные источники в 1976 году на Галапагосском рифте глубиной 2,5 км в бассейне восточной части Тихого океана.Эти отверстия были обнаружены, когда ученые наблюдали необычные горячие точки во время глубоководных исследований. Последующие погружения с использованием подводных аппаратов позволили ученым воочию увидеть гидротермальные источники.

Для получения дополнительной информации о глубоководных экосистемах см. Модуль 4, Блок 4: Водные экосистемы, Тема 4.4 Морские экосистемы на шельфе.

Состав и структура Земли

Ядро, мантия и кора — подразделения в зависимости от состава.Кора составляет менее 1 процента Земли по массе и состоит из океанической коры, а континентальная кора часто является более кислой породой. Мантия горячая и составляет около 68 процентов массы Земли. Наконец, сердечник в основном состоит из металлического железа. Ядро составляет около 31% Земли. Литосфера и астеносфера — подразделения, основанные на механических свойствах. Литосфера состоит как из коры, так и из части верхней мантии, которая ведет себя как хрупкое твердое тело. Астеносфера представляет собой частично расплавленный материал верхней мантии, который ведет себя пластично и может течь.Эта анимация от Earthquide показывает слои по составу и механическим свойствам.

Кора и литосфера

Внешняя поверхность Земли — это ее кора; холодная, тонкая, хрупкая внешняя оболочка из камня. Кора очень тонкая по сравнению с радиусом планеты. Есть два очень разных типа корки, каждый со своими отличительными физическими и химическими свойствами. Океаническая кора состоит из магмы, которая извергается на морское дно, создавая потоки базальтовой лавы, или остывает глубже, создавая интрузивную магматическую породу габбро.Морское дно покрывают отложения, в основном грязь и раковины крошечных морских существ. Осадки наиболее толсты у берега, там, где они смываются с континентов реками и ветровыми течениями. Континентальная кора состоит из множества различных типов магматических, метаморфических и осадочных пород. Средний состав — гранит, гораздо менее плотный, чем основные магматические породы океанической коры. Поскольку континентальная кора толстая и имеет относительно низкую плотность, она поднимается выше над мантией, чем океаническая кора, которая опускается в мантию, образуя бассейны.Наполненные водой, эти бассейны образуют океаны планеты. Литосфера — это внешний механический слой, который ведет себя как хрупкое твердое тело. Толщина литосферы составляет около 100 километров. Определение литосферы основано на том, как ведут себя земные материалы, поэтому она включает кору и самую верхнюю мантию, которые обе являются хрупкими. Поскольку он жесткий и хрупкий, при воздействии на литосферу напряжений он ломается. Это то, что мы переживаем как землетрясение.

Мантия

Две самые важные особенности мантии: (1) она сделана из твердой породы и (2) она горячая.Ученые знают, что мантия состоит из горных пород, основываясь на данных сейсмических волн, теплового потока и метеоритов. Свойства соответствуют перидотиту ультраосновной породы, который состоит из силикатных минералов, богатых железом и магнием. Перидотит редко встречается на поверхности Земли. Ученые знают, что мантия чрезвычайно горячая из-за тепла, исходящего от нее, и из-за ее физических свойств. Тепло течет внутри Земли двумя разными способами: теплопроводностью и конвекцией. Проводимость определяется как теплопередача, которая происходит за счет быстрых столкновений атомов, которые могут происходить только в том случае, если материал твердый.Тепло перетекает из более теплых мест в более прохладные, пока все не достигнут одинаковой температуры. Мантия горячая в основном из-за тепла, отводимого от ядра. Конвекция — это процесс, в котором материал может двигаться, и поток может создавать конвекционные потоки. Конвекция в мантии — это то же самое, что конвекция в горшке с водой на плите. Конвекционные токи в мантии Земли образуются при нагревании материала вблизи ядра. Когда ядро ​​нагревает нижний слой мантийного материала, частицы движутся быстрее, уменьшая его плотность и заставляя подниматься.Поднимающийся материал запускает конвекционный поток. Когда теплый материал достигает поверхности, он распространяется по горизонтали. Материал остывает, потому что его больше нет рядом с сердцевиной. Со временем он становится достаточно холодным и плотным, чтобы снова погрузиться в мантию. В нижней части мантии материал движется горизонтально и нагревается ядром. Он достигает места, где поднимается теплый мантийный материал, и мантийная конвективная ячейка завершается.

Конвекция в мантии — это то же самое, что конвекция в горшочке с водой на плите.Конвекционные токи в мантии Земли образуются при нагревании материала вблизи ядра. Когда ядро ​​нагревает нижний слой мантийного материала, частицы движутся быстрее, уменьшая его плотность и заставляя подниматься. Поднимающийся материал запускает конвекционный поток. Когда теплый материал достигает поверхности, он распространяется по горизонтали. Материал остывает, потому что его больше нет рядом с сердцевиной. Со временем он становится достаточно холодным и плотным, чтобы снова погрузиться в мантию. В нижней части мантии материал движется горизонтально и нагревается ядром.Он достигает места, где поднимается теплый мантийный материал, и мантийная конвективная ячейка завершается.

Ядро

В центре планеты находится плотное металлическое ядро. Ученые знают, что ядро ​​металлическое по нескольким причинам. Плотность поверхностных слоев Земли намного меньше общей плотности планеты, рассчитанной по вращению планеты. Если поверхностные слои менее плотные, чем в среднем, то внутренняя часть должна быть плотнее средней.Расчеты показывают, что ядро ​​на 85 процентов состоит из металлического железа, а металлический никель составляет большую часть из оставшихся 15 процентов. Также считается, что металлические метеориты представляют собой ядро. Если бы ядро ​​Земли не было металлическим, на планете не было бы магнитного поля. Металлы, такие как железо, являются магнитными, а горная порода, из которой состоит мантия и кора, — нет. Ученые знают, что внешнее ядро ​​жидкое, а внутреннее твердое, потому что S-волны останавливаются на внутреннем ядре. Сильное магнитное поле вызвано конвекцией в жидком внешнем ядре.Конвекционные токи во внешнем сердечнике возникают из-за тепла от еще более горячего внутреннего сердечника. Тепло, которое не дает затвердеть внешнему ядру, создается за счет разрушения радиоактивных элементов во внутреннем ядре.

слоев Земли — SEG Wiki

Вид в разрезе слоев Земли.

Ученые определяют и описывают недра Земли с помощью глубокого бурения и сейсмической томографии. Эти методы позволили исследователям узнать о внутренней химической и физической структуре Земли.

Слои по химическому составу

Во время раннего формирования Земли планета претерпела период дифференциации, который позволил самым тяжелым элементам опускаться к центру, а более легким — подниматься на поверхность. Внутренний слой Земли можно определить по полученному химическому составу. Три основных слоя Земли включают кору (1 процент от объема Земли), мантию (84 процента) и ядро ​​(внутренний и внешний вместе 15 процентов). [1]

Корка

Твердая кора — самый внешний и самый тонкий слой нашей планеты.Кора имеет толщину в среднем 25 миль (40 километров) и разделена на пятнадцать основных тектонических плит, которые жесткие в центре и имеют геологическую активность на границах, такую ​​как землетрясения и вулканизм.

Наиболее распространенные элементы в земной коре включают (указаны здесь в массовых процентах) кислород, кремний, алюминий, железо и кальций. Эти элементы объединяются, чтобы сформировать самые распространенные минералы в земной коре, члены семейства силикатов — плагиоклаз и щелочные полевые шпаты, кварц, пироксены, амфиболы, слюды и глинистые минералы.

Все три типа горных пород (магматические, осадочные и метаморфические) можно найти в земной коре. Материал земной коры классифицируется как океаническая кора или континентальная кора. Океаническая кора лежит в основе наших океанических бассейнов, она тонкая, примерно 7 километров в толщину, и состоит из плотных горных пород, в первую очередь из вулканического базальта. Континентальная кора более толстая, от 6 до 47 миль (от 10 до 75 километров), и в ней много менее плотных магматических гранитов. Самые старые породы на нашей планете являются частью континентальной коры и имеют возраст примерно 4 миллиарда лет.Кора океана постоянно перерабатывается в системе тектоники плит нашей планеты, и возникла она только примерно 200 миллионов лет назад.

Интегрированная программа морского бурения (IODP) пробурила глубину коры океана (4 644 фута ниже морского дна), но еще не пробила следующий слой, мантию. [2] Граница между корой и подстилающей мантией называется разрывом Мохоровича, часто называемым Мохо.

Мантия

Материал мантии горячий (от 932 до 1652 градусов по Фаренгейту, от 500 до 900 градусов по Цельсию), плотный и движется как полутвердый камень.Мантия имеет толщину 1 802 мили (2 900 км) и состоит из силикатных минералов, похожих на те, что обнаружены в коре, за исключением того, что они содержат больше магния и железа и меньше кремния и алюминия.

Основание мантии на границе с внешним ядром называется разрывом Гутенберга. Именно на этой глубине (1 802 мили, 2 900 км) вторичные волны землетрясений или S-волны исчезают, поскольку S-волны не могут проходить через жидкость.

Ученые используют сейсмическую томографию для построения трехмерных изображений мантии, но все еще существуют ограничения технологии полного картирования недр Земли. [3]

Наружное ядро ​​

Внешнее ядро ​​состоит в основном из железа и никеля, причем эти металлы находятся в жидкой форме. Внешнее ядро ​​имеет температуру от 7 200 до 9 000 градусов по Фаренгейту (от 4 000 до 5 000 градусов по Цельсию) и, по оценкам, имеет толщину 1430 миль (2300 км). Это движение жидкости во внешнем ядре, которое генерирует магнитное поле Земли.

Внутреннее ядро ​​

Внутреннее ядро ​​- самая горячая часть нашей планеты, где температура составляет от 9000 до 13000 градусов по Фаренгейту (от 5000 до 7000 градусов по Цельсию).Этот твердый слой меньше нашей Луны и имеет толщину 750 миль (1200 км) и состоит в основном из железа. Железо находится под таким сильным давлением со стороны вышележащей планеты, что не может плавиться и остается в твердом состоянии.

Считается, что твердое внутреннее ядро ​​образовалось относительно недавно, около полмиллиарда лет назад. [4] В феврале 2015 года ученые сообщили в журнале Nature Geoscience о своем открытии, что внутреннее ядро ​​на самом деле может быть двумя отдельными ядрами со сложными структурными свойствами, где кристаллы железа во внешнем слое внутреннего ядра ориентированы с севера на юг. , а кристаллы железа во внутреннем ядре ориентированы с востока на запад. [5] Это новое открытие может помочь ученым больше узнать об истории и формировании планеты Земля.

Слои на основе физических свойств

Земля разделена на слои на основе механических свойств в дополнение к слоям состава, описанным выше.

Литосфера

Литосфера — это самый внешний слой Земли толщиной ~ 100 км, определяемый ее механическими свойствами. Этот жесткий слой включает хрупкую верхнюю часть мантии и кору.Литосфера разделена на 15 основных тектонических плит, и именно на границе этих плит происходят основные тектонические явления, такие как землетрясения и вулканы. Литосфера содержит океаническую и континентальную кору, возраст и мощность которой различаются в зависимости от местоположения и геологического времени. Литосфера — это самый холодный слой Земли с точки зрения температуры, а тепло из нижних слоев порождает движения плит. Термин «литосфера» не следует путать с использованием термина «геосфера», который используется для обозначения всех систем Земли, включая атмосферу, гидросферу и биосферу.

Астеносфера

Астеносфера включает верхнюю часть мантии, которая очень вязкая и механически слабая. Граница литосферы и астеносферы (LAB) — это место, где геофизики отмечают разницу в пластичности (а измеряет способность твердого материала деформироваться или растягиваться под действием напряжения) между двумя слоями. Эта граница в верхней мантии отмечена на изотерме 1300 o C. Выше изотермы отмечается, где мантия ведет себя жестко, а ниже — пластично.Считается, что именно пластичные породы в верхней части астеносферы находятся в зоне движения огромных твердых и хрупких литосферных плит земной коры. Сейсмические волны относительно медленно проходят через астеносферу.

Мезосфера

Мезосфера относится к мантии в области под литосферой и астеносферой, но выше внешнего ядра. Верхняя граница определяется как резкое увеличение скорости и плотности сейсмических волн на глубине 660 километров (410 миль).Этот слой не следует путать с атмосферной мезосферой.

См. Также

Список литературы

  1. ↑ Робертсон, Юджин К. (14 января 2011 г.). Внутреннее пространство Земли. [1] Геологическая служба США. По состоянию на 11 марта 2015 г.
  2. ↑ Бритт, Роберт Рой. (7 апреля 2005 г.). Отверстие, пробуренное до дна земной коры, прорыв к мантийным ткацким станкам. [2] По состоянию на 11 марта 2015 г.
  3. ↑ Foulger, G.R., и 11 дополнительных авторов. (25 августа 2015 г.). Что лежит в глубине мантии внизу? [3] По состоянию на 26 августа 2015 г.
  4. ↑ Дэвис, Кристофер; Поццо, Моника; и Алфе, Дарио. (2015). Ограничения, обусловленные свойствами материала, на динамику и эволюцию ядра Земли. [4]. По состоянию на 30 августа 2015 г.
  5. ↑ Ван, Дао; Сун, Сяодун; и Ся, Хан Х. (9 февраля 2015 г.). Экваториальная анизотропия во внутренней части внутреннего ядра Земли из-за автокорреляции кода землетрясения. [5]. По состоянию на 11 марта 2015 г.

Внешние ссылки

  • Для учителей K-12, на сайте National Geographic Education: кора, мантия, ядро, литосфера,
  • Эггер, А.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.