У дома Торове Структурата и съставът на литосферата. Земната кора е изградена от големи блокове, наречени литосферни плочи. Етапи на развитие на хипотезата

Торове

Структурата и съставът на литосферата. Земната кора е изградена от големи блокове, наречени литосферни плочи. Етапи на развитие на хипотезата

Срок "литосфера"се използва в науката от средата на 19 век, но съвременно значениетой придоби преди по-малко от половин век. Геологическият речник от изданието от 1955 г. казва: литосфера- същото като земната кора. В речника на изданието от 1973 г. и в следващите: литосфера… v съвременното разбираневключва земната кора ... и здрава Горна частгорна мантияЗемята. Горната мантия е геоложки термин за много голям слой; горната мантия е с дебелина до 500, според някои класификации - над 900 км, а литосферата включва само горните от няколко десетки до двеста километра.

Литосферата е външната обвивка на "твърдата" Земя, разположена под атмосферата и хидросферата над астеносферата. Дебелината на литосферата варира от 50 km (под океаните) до 100 km (под континентите). Съдържа земната кора и субстрата, който е част от горната мантия. Пространствената (хоризонтална) структура на литосферата е представена от нейните големи блокове – т.нар. литосферни плочи, разделени една от друга с дълбочина тектонски разломи... Литосферните плочи се движат хоризонтално със средна скорост от 5-10 см годишно.

Вътрешна структураОт земятавключва три обвивки: земна кора, мантия и ядро. Такава структура на Земята е установена чрез методи за дистанционно наблюдение, базирани на измерване на скоростта на разпространение на сеизмичните вълни с два компонента - надлъжен и срязващи вълни.

земната кора - камениста черупка, съставена от твърдо вещество с излишък от силициев диоксид, алкали, вода и недостатъчно количество магнезий и желязо. Отделя се от горната мантия границата на Мохоровичич(слой Мохо), върху който има скок в скоростите на надлъжните сеизмични вълни до около 8 km / s. Смята се, че тази линия, установена през 1909 г. от югославския учен А. Мохорович, съвпада с външната перидотитна обвивка на горната мантия. Дебелината на земната кора (1% от общата маса на Земята) е средно 35 км: под младите нагънати планини на континентите тя се увеличава до 80 км, а под средноокеанските хребети намалява до 6 - 7 км. (като се брои от повърхността на океанското дъно).

Мантияпредставлява най-голямата обвивка на Земята по отношение на обем и тегло, простираща се от дъното на земната кора до граници на Гутенберг,съответстваща на дълбочина от приблизително 2900 km и взета за долна граница на мантията. Мантията е подразделена на дъно(50% от масата на Земята) и горен(осемнадесет%). Според съвременните схващания съставът на мантията е доста равномерен поради интензивно конвективно смесване от интрамантийни течения. Преки данни за материалния състав на мантията почти няма. Предполага се, че се състои от разтопена силикатна маса, наситена с газове. Скоростите на разпространение на надлъжни и напречни вълни в долната мантия се увеличават съответно до 13 и 7 km / s. Горната мантия от дълбочина 50-80 km (под океаните) и 200-300 km (под континентите) до 660-670 km се нарича астеносферата.Това е слой с повишена пластичност на вещество, близко до точката на топене.

Ядрое сфероид със среден радиус около 3500 км. Също така няма пряка информация за състава на ядрото. Известно е, че това е най-плътната обвивка на Земята. Ядрото също е разделено на две области: външен,на дълбочина 5150 km, като е в течно състояние, и вътрешен -твърдо. Във външното ядро, скоростта на разпространение надлъжни вълнипада до 8 km/s, а срязващите вълни изобщо не се разпространяват, което се приема като доказателство за неговото течно състояние... По-дълбоко от 5150 km скоростта на разпространение на надлъжните вълни се увеличава и напречните вълни преминават отново. Вътрешното ядро представлява 2% от масата на Земята, а външното - 29%.

Външната "твърда" обвивка на Земята, включително земната кора и горната част на мантията, образува литосфера... Капацитетът му е 50-200 км.

Литосферата и подлежащите движещи се слоеве на астеносферата, където обикновено възникват и се осъществяват вътрешноземни движения от тектонски характер, както и често има огнища на земетресения и разтопена магма, се наричат. тектоносферата.Структурата и дебелината на земната кора не са еднакви: тази част от нея, която може да се нарече континентална, има три слоя (утаечен, гранит и базалт) и средна дебелина около 35 км. Под океаните структурата му е по-проста (два слоя: утаечен и базалтов), средната дебелина е около 8 км. Разграничават се и преходни типове на земната кора (виж тема 3).

В науката се затвърди мнението, че земната кора във вида, в който съществува, е производно на мантията. През цялата геоложка история е имало насочен необратим процес на обогатяване на земната повърхност с материя от вътрешността на Земята. В структурата на земната кора участват три основни типа. скали: магматични, седиментни и метаморфни.

Магматични скали се образуват в недрата на Земята при условия на високи температури и налягания в резултат на кристализация на магма. Те съставляват 95% от масата на веществото, което изгражда земната кора. В зависимост от условията, при които е протекъл процесът на втвърдяване на магмата, се образуват интрузивни (образувани на дълбочина) и ефузивни (изляти върху повърхността) скали. Интрузивните включват: гранит, габро, магматичен - базалт, липарит, вулканичен туф и др.

Седиментните скали се образуват на земната повърхност по различни начини: някои от тях се образуват от продуктите на разрушаването на скалите, които са се образували по-рано (кластични: пясъци, геленоиди), други поради жизнената дейност на организмите (органогенни: варовици, креда , черупчести скали; силициеви скали, въглища и кафяви въглища, някои руди), глина (глини), химически (каменна сол, гипс).

Метаморфните скали се образуват в резултат на трансформация на скали от друг произход (магматични, седиментни) под въздействието на различни фактори: висока температураи налягане в дълбините, контакт със скали с различен химичен състав и др. (гнейсове, кристални шисти, мрамор и др.).

По-голямата част от обема на земната кора е заета от кристални скали с магматичен и метаморфен произход (около 90%). В пряк контакт с вода, въздух, участва активно в географските процеси (дебелина - 2,2 km: от 12 km в корита, до 400 - 500 m в дъното на океана). Най-разпространени са глини и шисти, пясъци и пясъчници, карбонатни скали. Важна роля в географската обвивка играят льосите и льосоподобните глини, които съставляват повърхността на земната кора в неледниковите райони на северното полукълбо.

В земната кора - горната част на литосферата - 90 химични елементи, но само 8 от тях са широко разпространени и представляват 97,2%. кислород - 49%, силиций - 26, алуминий - 7,5, желязо - 4,2, калций - 3,3, натрий - 2,4, калий - 2,4, магнезий - 2,4%.

Земната кора е разделена на отделни геоложки различни по възраст, повече или по-малко активни (динамично и сеизмично) блокове, които са подложени на постоянно движение, както вертикално, така и хоризонтално. Големи, относително стабилни блокове от земната кора с ниска сеизмичност и слабо разчленен релеф се наричат платформи. Имат кристално нагъната основа и седиментна покривка с различна възраст. В зависимост от възрастта платформите се делят на древни (предкамбрийска възраст) и млади (палеозойски и мезозойски). Древните платформи са ядра на съвременните континенти, чието общо издигане е било придружено от по-бързо издигане или падане на отделните им структури (щитове и плочи).

Начини на развитие на литосферата.

Досега няма единно разбиране за пътищата на развитие на литосферата. Има няколко тектонски концепции, всяка от които, макар и да се основава на неоспорими факти, отразява едната страна на тектоничната история на Земята, без да обхваща общия й ход, и противоречи на други факти, които от своя страна се обясняват успешно от друга теория. Това състояние на тектоничния проблем се обяснява с факта, че геологията и геофизиката основават заключенията си върху изследването на континентите, които заемат едва 29,2% от Земята, и изследването на океанското дъно, т.е. по-голямата част от планетата току-що е започнала.

1. „Фиксисти“ (от лат. неподвижен, непроменен) твърдят, че континентите винаги са оставали на местата, които заемат сега, и се опитват да обяснят цялата история на релефа, палеоклиматите и органичния свят от тези позиции.

2. "Мобилисти" (от лат. - мобилен) доказват, че блоковете на литосферата се движат. Тази теория беше особено засилена в последните годинивъв връзка с получаването на нови фактически материалипри изследване на дъното на океаните.

3. Концепцията за континентален растеж за сметка на океанското дъно. Поддръжниците на тази концепция смятат, че първоначалните континенти са се образували под формата на сравнително малки масиви (сега съставляващи платформите на континентите), а след това са нараснали поради образуването на планини на дъното на океана, в непосредствена близост до краищата на оригинала " ядра" на земята.

4. Увеличаването на размера на сушата става чрез формирането на планини в геосинклинали. Геосинклиналният процес, като един от основните в развитието на континенталната кора, е основа за по-нататъшно обяснение на развитието на земния релеф.

5. Ротационна теория. Тъй като фигурата на Земята не съвпада с повърхността на математически сфероид и е пренаредена поради неравномерно въртене, зоналните ивици и меридионалните сектори на въртяща се планета са неизбежно тектонски неравни, с различна степен на активност реагират на тектонски напрежения, причинени от вътрешноземни процеси.

Теория на литосферната плочаза първи път изразен от Е. Биханов (1877) и накрая разработен от немския геофизик А. Вегенер (1912). Според тази хипотеза, преди горния палеозой, земната кора е била събрана в континенталната част на Пангея. В началото тази хипотеза (теория на мобилизма) завладя всички, беше приета с ентусиазъм, но след 2-3 десетилетия се оказа, че физични свойстваскалите не позволяват подобно "плуване", а върху теорията за континенталния дрейф беше поставен дебел кръст. До 60-те години на миналия век. доминиращата система от възгледи за динамиката и развитието на земната кора била т.нар. теория на фиксизма ( fixus- твърдо; непроменен; фиксирана (лат.), която утвърждаваше постоянното (неподвижно) положение на континентите на повърхността на Земята и водещата роля на вертикалните движения в развитието на земната кора.

Едва през 60-те години, когато глобалната система от средноокеански хребети вече е била открита, е изградена практически нова теория, в която от хипотезата на А. Вегенер има само промяна в относителното положение на континентите, по-специално обяснение на сходството на очертанията на континентите от двете страни на Атлантика.

Най-важната разлика съвременната тектоника на плочите(нова глобална тектоника) от хипотезата на А. Вегенер е, че континентите на А. Вегенер са се движили по протежение на веществото, образуващо океанското дъно, в съвременната теория участват плочи, които включват както сушата, така и океанското дъно; границите между плочите могат да минават по дъното на океана, над сушата и по границите на континентите и океаните.

Движението на литосферните плочи - разпространение(английски spreading - разширяване, разпространение). Но повърхността Глобусътне може да се увеличи. Появата на нови участъци от земната кора по страните на средноокеанските хребети трябва някъде да бъде компенсирана от изчезването й. Ако смятаме, че литосферните плочи са достатъчно стабилни, естествено е да предположим, че изчезването на кората, подобно на образуването на нова, трябва да се случи по границите на сближаващите се плочи. В този случай може да има три различни случаи:

Две области от океанската кора се сближават;

Област от континентална кора се доближава до зона от океанска кора;

Две области от континенталната кора се сближават.

Процесът, който възниква, когато части от океанската кора се приближават една към друга, може да бъде схематично описан по следния начин: ръбът на една плоча се издига донякъде, образувайки островна дъга; другият отива под него, тук нивото на горната повърхност на литосферата намалява, образува се дълбоководен океански ров. Такива са Алеутските острови и Алеутският ров, който ги заобикаля; Курилски островии Курилско-Камчатския окоп; Японски острови и Японски ров; Марианските острови и Марианската падина са в тихоокеански... В Атлантическия океан – Антилските острови и Пуерто Рико; Южни Сандвичеви острови и Южен Сандвичев ров. Движението на плочите една спрямо друга е придружено от значителни механични напрежения, следователно на всички тези места има висока сеизмичност, интензивно вулканична активност... Огнища на земетресението са разположени главно върху контактната повърхност на две плочи и могат да бъдат на голяма дълбочина. Ръбът на плочата, който е влязъл дълбоко в дълбините, се потапя в мантията, където постепенно се превръща в мантийна материя. Потъващата плоча се нагрява и от нея се топи магма, която се излива във вулканите на островните дъги.

Нарича се процесът на потапяне на една плоча под друга субдукция(буквално - бутане). Типичен пример- Централна Кордилера и Южна Америкаи системата на бреговата траншея – централноамериканска, перуанска и чилийска.

Когато два участъка от континенталната кора се приближат един към друг, ръбът на всеки от тях се нагъва (характерни са разломите, образуват се планини, сеизмичните процеси са интензивни). Вулканизъм също се наблюдава, но по-малко от първите два случая, т.к земната кора на такива места е много мощна. Така се образува алпийско-хималайският планински пояс, простиращ се от Северна Африкаи западния край на Европа през цяла Евразия до Индокитай; включва най-много високи планинина Земята по цялата й дължина има висока сеизмичност, в западната част на пояса има активни вулкани.

Според прогнозата, при запазване на общата посока на движение на литосферните плочи, Атлантическия океан, източноафриканските рифтове (те ще бъдат запълнени с водите на Московска област) и Червено море, което директно ще свързва Средиземно море с Индийския океан, ще се разшири значително.

Преосмислянето на идеите на А. Вегенер доведе до факта, че вместо на континентален дрейф, цялата литосфера започва да се разглежда като движеща се твърдост на Земята и тази теория в крайна сметка се свежда до така наречената „тектоника“. на литосферни плочи" (днес - "нова глобална тектоника").

Основните положения на новата глобална тектоника са както следва:

1. Литосферата на Земята, включително земната кора и най-горната част на мантията, е покрита от по-пластична, по-малко вискозна обвивка - астеносферата.

2. Литосферата е разделена на ограничен брой големи, няколко хиляди километра в диаметър, и средни (около 1000 km) относително твърди и монолитни плочи.

3. Литосферните плочи се движат една спрямо друга в хоризонтална посока; естеството на тези движения може да бъде три:

а) разстилане (разпръскване) със запълване на получената зейнала кора от нов океански тип;

б) субдукция (субдукция) на океанската плоча под континенталната или океанската плоча с поява на вулканична дъга или континентално-краен вулкано-плутоничен пояс над зоната на субдукция;

в) плъзгане на една плоча спрямо друга по вертикалната равнина на т.нар. трансформни разломи, напречни на осите на средните хребети.

4. Движението на литосферните плочи по повърхността на астеносферата се подчинява на теоремата на Ойлер, която гласи, че движението на спрегнатите точки върху сферата става по окръжности, начертани по отношение на ос, минаваща през центъра на Земята; точките на изход на оста към повърхността се наричат полюси на въртене или отваряне.

5. В мащаба на планетата като цяло разпространението автоматично се компенсира чрез субдукция, тоест колко нова океанска кора се ражда за даден период от време, същото количество по-стара океанска кора се абсорбира в зоните на субдукция, поради при което обемът на Земята остава непроменен.

6. Движението на литосферните плочи става под въздействието на конвективни течения в мантията, включително в астеносферата. Под осите на разпространение на срединните хребети се образуват възходящи течения; те стават хоризонтални в периферията на хребетите и се спускат в зони на субдукция в периферията на океаните. Самата конвекция се причинява от натрупването на топлина в недрата на Земята поради освобождаването й при разпадането на естествено радиоактивни елементи и изотопи.

Нови геоложки материали за наличието на вертикални течения (потоци) от разтопена материя, издигащи се от границите на ядрото и мантията до земната повърхност, формират основата за изграждането на нов, т.нар. Тектоника на шлейфа или хипотезата за плюма. Тя се основава на концепцията за вътрешна (ендогенна) енергия, концентрирана в долните хоризонти на мантията и във външното течно ядро на планетата, чиито запаси са практически неизчерпаеми. Високоенергийните струи (плюмове) проникват в мантията и се втурват под формата на потоци в земната кора, като по този начин определят всички характеристики на тектоно-магматичната дейност. Някои привърженици на хипотезата за струята дори са склонни да вярват, че именно този енергиен обмен е в основата на всички физикохимични трансформации и геоложки процесив тялото на планетата.

V Напоследъкмного изследователи все повече са склонни да вярват, че неравномерното разпределение на ендогенната енергия на Земята, както и периодизацията на някои екзогенни процеси, се контролират от външни (космически) фактори по отношение на планетата. От тях най-ефективната сила, която пряко влияе върху геодинамичното развитие и трансформацията на земната материя, очевидно е ефектът от гравитационния ефект на Слънцето, Луната и други планети, като се вземат предвид инерционните сили на въртенето на Земята около оста си и орбиталното му движение. Въз основа на този постулат концепция за центробежна планетарна мелницапозволява, първо, да се даде логично обяснение на механизма на континенталния дрейф, и второ, да се определят основните посоки на сублитосферните потоци.

Движения на литосферата.

Взаимодействието на земната кора с горната мантия е причина за дълбоки тектонски движения, предизвикани от въртенето на планетата, термична конвекция или гравитационна диференциация на материала на мантията (бавно потъване на по-тежките елементи в дълбините и издигане на по-леките нагоре) , е наречена зоната на появата им на дълбочина около 700 км тектоносферата.

Има няколко класификации на тектоничните движения, всяка от които отразява една от страните - посока (вертикална, хоризонтална), място на проявление (повърхностно, дълбоко) и т.н.

От географска гледна точка разделянето на тектонските движения на осцилаторни (епейрогени) и гънкообразуващи (орогенни) изглежда успешно.

Същността епирогенни движениясе свежда до факта, че огромни участъци от литосферата претърпяват бавно издигане или спадане, значително са вертикални, дълбоки, тяхното проявление не е придружено рязка промянапървоначалното наслояване на скалите.

За формирането на съвременните ландшафти голямо значение са имали колебателните движения от близкото геоложко минало - неогена и кватернера. Те получиха името най-нови или неотектонични... Обхватът на неотектоничните движения е много значителен. В планините Тиен Шан например амплитудата им достига 12-15 км и без неотектонични движения на мястото на тази високопланинска страна би имало пенеплейн - почти равнина, възникнала на мястото на разрушени планини. В равнините амплитудата на неотектоничните движения е много по-малка, но и тук много форми на релефа - хълмове и низини, положението на водосборите и речните долини - се свързват с неотектониката.

В момента се проявява най-новата тектоника. Скоростта на съвременните тектонски движения се измерва в милиметри, по-рядко в първите сантиметри (в планините). На руската равнина максимални скоростиза Донбас и североизточната част на Днепърското възвишение се установяват издигания до 10 мм годишно, максимално слягане до 11,8 мм годишно - в Печорската низина.

Последиците от епейрогенните движения са:

1. Преразпределение на съотношението между площите на сушата и морето (регресия, трансгресия).Бавното преминаване на морето към стръмни брегове се съпровожда от развитието на протриване(абразия - отрязване на брега от морето) на повърхността и абразивния склеп, ограничаващ я откъм сушата.

2. Поради факта, че вибрациите на земната кора възникват в различни точки или с различни знаци, или с различна интензивност - променя се самият вид на земната повърхност. Най-често възходите и спусканията, покриващи огромни площи, създават големи вълни върху него: по време на издигания - куполи с огромни размери, по време на спускания - купи и огромни депресии

Сгъващи движения- движения на земната кора, в резултат на които се образуват гънки, т.е. вълнообразно огъване на слоеве с различна сложност. Те се различават от осцилаторните (епейрогени) по редица съществени характеристики: те са епизодични във времето, за разлика от осцилаторните, които никога не спират; те не са повсеместни и всеки път са ограничени до относително зони с ограничен достъпземната кора; Покривайки много дълги периоди от време, сгъваемите движения все пак протичат по-бързо от осцилаторните и са придружени от висока магматична активност. В процесите на нагъване движението на материята на земната кора винаги върви в две посоки: хоризонтално и вертикално, т.е. тангенциално и радиално. Резултатът от тангенциалното движение е образуването на гънки, тласъци и др.

Осцилаторните и сгъваемите движения са две крайни форми на единен процес на движение на земната кора. Осцилаторните движения са първични, универсални, понякога с определени условияа в определени територии те се развиват в орогенни движения: нагъването става във възходящите области.

Най-характерният външен израз на сложни процеси на движение на земната кора е образуването на планини, планински вериги и планински страни.. Тези два случая са най-характерни и отговарят на два основни типа планински страни: вид нагънати планини(Алпи, Кавказ, Кордилера, Андите) и вид блокови планини(Тиен Шан, Алтай).

Земята се състои от много химични елементи – кислород, азот, силиций, желязо и пр. Когато се комбинират помежду си, химичните елементи образуват минерали. Общо в природата има около 2650 минерала, които образуват 3780 минерални разновидности (Таблица 4). За тяхното определяне и изследване от голямо значение са физичните свойства, които включват вид на кристали, блясък, цвят на минерала, цвят на характеристиките на минерала, прозрачност, твърдост, разцепване, счупване и специфично тегло.

Таблица 4

Кристалохимични кларкси (средно съдържание) на разпространение на минерали в природата

Група за класификация на минерали	Процент минерали дадено група	Основното композиции минерали	С приблизително счетоводство химически сортове минерали
1. Роден
2. Сулфиди
3. Хромати (хромови шпинели)
4. Волфрамати и молибдати

6. Силикати
7. Фосфати
8. Нитрати
9. Сулфати
10. Халогениди
11. Йодат
12. Борати
13. Карбонати
14. Органични съединения

Кристалите с изометрични форми, удължени в една или две посоки, се отличават с външния си вид.

Блясъкът на минералите се подразделя на стъклен, диамантен, полуметален, метален, мазен, восъчен и матов. Минералът

риболов с паралелно-влакнеста структура, има копринен прилив (азбест, селенит, тигрово око), прозрачни минерали със слоеста кристална структура - седефен нюанс (мусковит, гипс, талк и др.).

Цветът на минералите е един от най-важните признаци, по които се диагностицират минералите. Терминът "цвят на линията" се отнася до цвета на фин минерален прах, ако се начертае върху матовата повърхност на порцеланова чиния.

Прозрачността е свойството на веществото да пропуска светлина през себе си. Той прави разлика между прозрачни, полупрозрачни и непрозрачни минерали.

За оценка на твърдостта е приета скалата на Моос, представена от десет минерала, от които всеки следващ драска всички предишни с острия си край: талк - гипс - калцит - флуорит - апатит - ортоклаз - кварц - топаз - корунд - диамант .

Разцепването е способността на кристалите да се разделят или разцепват по определени кристалографски равнини, успоредни на действителните или възможни лица. Тук е възприета петстепенна скала за разцепване: много перфектна, перфектна, средна, несъвършена, много несъвършена, превръщаща се в фрактура, подобна на раковина, като в дебело стъкло.

Специфичното тегло на минералите варира от малки стойности (2,1-2,5 t / m 3 за халит) до много високо (23 t / m 3 за осмозен иридий).

Например, кварцът (8102) има призматична кристална форма, стъклен блясък, без разцепване, вдлъбната фрактура, твърдост 7 точки, специфично тегло 2,65 g / cm 3, няма линия поради високата си твърдост ; халитът (№ C1) е с кубична кристална форма, твърдост 2 точки, специфично тегло 2,1 g/cm 3, стъклен блясък, бял цвят, цветът на линията също е бял, перфектно разцепване, солен вкус и др.

Повечето минерали имат кристална структура... Кристалната форма за даден минерал е винаги постоянна. Например, кварцовите кристали имат формата на призма, халитът - формата на куб и т. н. Размерите на минералите варират от микроскопични до гигантски. И така, на остров Мадагаскар е намерен кристал от берил с дължина 8 м и напречно сечение 3 м. Теглото му е почти 400 тона.

Обемно разделяне на минералите на Земята. По произход минералите се подразделят на магматичен, седиментен, метаморфен, метасоматичен, контактно-пневматолитичен и пневматолитичен, хидротермален, екзогенно изветряне и органогенен произход. Разпределението на скалообразуващите минерали в земната кора съответства на съотношението на основните групи скали (табл. 5). В земната кора най-често се срещат около 40-50 минерала, които се наричат скалообразуващи.

Съществува различни класификацииминерали: по произход, кристална форма и пр. Но най-голяма стойностза използване

Разработването на минерали за промишлени цели има своята химическа класификация. Повечето отминералите са съставени от два или повече химични елемента. Някои минерали се образуват от един химичен елемент. Можете да разберете за съдържанието на химични елементи в минерала от неговата химична формула.

Таблица 5

Разпределение на скалообразуващите минерали в земната кора

Срок "литосфера"се използва в науката от средата на 19 век, но съвременното си значение придобива преди по-малко от половин век. Геологическият речник от изданието от 1955 г. казва: литосфера- същото като земната кора. В речника на изданието от 1973 г. и в следващите: литосфера... в съвременния смисъл включва земната кора ... и твърда горната част на горната мантияЗемята. Горната мантия е геоложки термин за много голям слой; горната мантия е с дебелина до 500, според някои класификации - над 900 км, а литосферата включва само горните от няколко десетки до двеста километра.

Литосферата е външната обвивка на "твърдата" Земя, разположена под атмосферата и хидросферата над астеносферата. Дебелината на литосферата варира от 50 km (под океаните) до 100 km (под континентите). Съдържа земната кора и субстрата, който е част от горната мантия. Границата между земната кора и субстрата е повърхността на Мохорович, при пресичане на която отгоре надолу скоростта на надлъжните сеизмични вълни се увеличава рязко. Пространствената (хоризонтална) структура на литосферата е представена от нейните големи блокове – т.нар. литосферни плочи, разделени една от друга от дълбоки тектонски разломи. Литосферните плочи се движат хоризонтално със средна скорост от 5-10 см годишно.

Структурата и дебелината на земната кора не са еднакви: тази част от нея, която може да се нарече континентална, има три слоя (утаечен, гранит и базалт) и средна дебелина около 35 км. Под океаните структурата му е по-проста (два слоя: утаечен и базалтов), средната дебелина е около 8 км. Разграничават се и преходни типове на земната кора (виж тема 3).

В науката се затвърди мнението, че земната кора във вида, в който съществува, е производно на мантията. През цялата геоложка история е имало насочен необратим процес на обогатяване на земната повърхност с материя от вътрешността на Земята. Три основни типа скали участват в структурата на земната кора: магматични, седиментни и метаморфни.

Метаморфните скали се образуват в резултат на трансформация на скали с различен произход (магматични, седиментни) под въздействието на различни фактори: висока температура и налягане в недрата, контакт със скали с различен химичен състав и др. (гнейс, кристални шисти, мрамор и др.).

По-голямата част от обема на земната кора е заета от кристални скали с магматичен и метаморфен произход (около 90%). За географската обвивка обаче е по-значима ролята на тънък и прекъснат седиментарен слой, който на по-голямата част от земната повърхност е в пряк контакт с вода, въздух, участва активно в географските процеси (дебелина - 2,2 km: от 12 км в корита, до 400 - 500 м в дъното на океана). Най-разпространени са глини и шисти, пясъци и пясъчници, карбонатни скали. Важна роля в географската обвивка играят льосите и льосоподобните глини, които съставляват повърхността на земната кора в неледниковите райони на северното полукълбо.

В земната кора – горната част на литосферата – са открити 90 химични елемента, но само 8 от тях са широко разпространени и съставляват 97,2%. Според A.E. Ферсман, те са разпределени, както следва: кислород - 49%, силиций - 26, алуминий - 7,5, желязо - 4,2, калций - 3,3, натрий - 2,4, калий - 2,4, магнезий - 2,4%.

Земната кора е разделена на отделни геоложки различни по възраст, повече или по-малко активни (динамично и сеизмично) блокове, които са обект на постоянни движения, както вертикални, така и хоризонтални. Големи (с диаметър няколко хиляди километра), относително стабилни блокове от земната кора с ниска сеизмичност и слабо разчленен релеф се наричат платформи ( плат- апартамент, форма- форма (фр.). Имат кристално нагъната основа и седиментна покривка с различна възраст. В зависимост от възрастта платформите се делят на древни (предкамбрийска възраст) и млади (палеозойски и мезозойски). Древните платформи са ядра на съвременните континенти, чието общо издигане е било придружено от по-бързо издигане или падане на отделните им структури (щитове и плочи).

Субстратът на горната мантия, разположен върху астеносферата, е вид твърда платформа, върху която се е образувала земната кора по време на геоложкото развитие на Земята. Веществото на астеносферата, очевидно, има нисък вискозитет и претърпява бавни движения (текове), които, вероятно, са причина за вертикалните и хоризонталните движения на литосферните блокове. Те са в положение на изостаза, което предполага взаимното им балансиране: издигането на едни зони предизвиква понижаване на други.

Литосферата е външната твърда обвивка на Земята, която включва земната кора и горната част на мантията. Литосферата включва седиментни, магмени и метаморфни скали.

Долната граница на литосферата е неясна и се определя от намаляване на вискозитета на средата, скоростта на сеизмичните вълни и увеличаване на топлопроводимостта. Литосферата покрива земната кора и горната част на мантията с дебелина няколко десетки километра до астеносферата, в която се променя пластичността на скалите. Основните методи за определяне на границата между горната граница на литосферата и астеносферата са магнитотелурични и сеизмологични.

Дебелината на литосферата под океаните варира от 5 до 100 км ( максимална стойноств периферията на океаните, минимумът - под Средноокеанските хребети), под континентите - 25-200 km (максимум - под древни платформи, минимум - под сравнително млади планински вериги, вулканични дъги). Структурата на литосферата под океаните и континентите има значителни различия. Под континентите, в структурата на земната кора на литосферата, се разграничават седиментни, гранитни и базалтови слоеве, чиято дебелина обикновено достига 80 km. Под океаните земната кора многократно е претърпявала частични процеси на топене по време на образуването на океанската кора. Следователно той е изчерпан с нискотопими редки съединения, лишени от гранитен слой, а дебелината му е много по-малка от тази на континенталната част на земната кора. Дебелината на астеносферата (слой от омекотени, пастообразни скали) е около 100-150 km.

Образуване на атмосфера, хидросфера и кора

Образуването е станало по време на отделянето на вещества от горния слой на мантията на младата Земя. В момента процесът на образуване на земната кора продължава на дъното на океана в средните хребети, което е придружено от отделяне на газове и малки обеми вода. Кислородът присъства във високи концентрации в съвременната земна кора, следван от силиций и алуминий в процентно изражение. По принцип литосферата се образува от такива съединения като силициев диоксид, силикати, алумосиликати. Кристални вещества от магматичен произход са участвали във формирането на по-голямата част от литосферата. Те са се образували при охлаждане на магма, изпусната на повърхността на Земята, която е в разтопено състояние в недрата на планетата.

В студените райони дебелината на литосферата е най-голяма, а в топлите райони най-малка. Дебелината на литосферата може да се увеличи с общо намаляване на плътността на топлинния поток. Горният слой на литосферата е еластичен, а долният слой е пластичен по естеството на реакцията на постоянно действащи натоварвания. В тектонично активните зони на литосферата се разграничават хоризонти с намален вискозитет, където сеизмичните вълни се движат с по-ниска скорост. Според учените според тези хоризонти едни слоеве спрямо други се "плъзгат". Това явление се нарича стратификация на литосферата. В структурата на литосферата има подвижни зони (сгънати пояси) и относително стабилни зони (платформи). Блокове от литосферата (литосферни плочи) се движат по сравнително пластичната астеносфера, достигайки размери от 1 до 10 хиляди километра в диаметър. В момента литосферата е разделена на седем основни и редица малки плочи. Границите, разделящи плочите една от друга, са зоните на максимална вулканична и сеизмична активност.

Литосферата е външната, особено здрава обвивка на планетата Земя, предимно от твърда материя. За първи път понятието "литосфера" е дефинирано от учения Дж. Бърел. До 60-те години на миналия век терминът "земна кора" беше синоним на литосферата, смяташе се, че това е едно и също понятие. Но по-късно учените доказаха, че литосферата включва и горния слой на мантията, който има дебелина от няколко десетки километра. Характеризира се с намаляване на вискозитета на почвата и увеличаване на електрическата проводимост на минералите. Това обстоятелство направи възможно да се смята, че литосферата е доста сложна обвивка на Земята по своя състав и структура.

В структурата на литосферата могат да се разграничат както относително мобилни платформи, така и стабилни региони. Взаимодействието на живата и минералната материя се осъществява на повърхността, т.е. в почвата. След като настъпи разлагането на организмите, останките преминават в състояние на хумус (чернозем). Съставът на почвата се състои главно от минерали, живи същества, газове, вода и вещества от органична природа. От минералите, които изграждат литосферата, се образуват скали, като:

магматичен;
Утаечен;
Метаморфни скали.

Около 96% от структурата на литосферата е изградена от скали. От своя страна в състава на скалите могат да се разграничат следните минерали: гранит, диарит и дифузи са 20,8% от общия състав, докато габро базалтите съставляват 50,34%. Кристалните шисти представляват 16,9%, останалото са седиментни скали като шисти и пясъци.

V химичен съставлитосферата, могат да се разграничат следните елементи:

Кислород, той масова частв състава на твърдата обвивка на Земята е 49,13%;
делът на алуминия и силиция е по 26%;
желязото е 4,2%;
делът на калция в литосферата е само 3,25%;
натрий, магнезий, калий представляват около 2,4%;
такива елементи като въглерод, титан, хлор и водород представляват незначителен дял в структурата, техните показатели варират от 1 до 0,2%.

Земната кора е съставена предимно от различни минерали, които са се образували чрез магмени скали. различни форми... Днес понятието "земна кора" включва втвърден слой от земната повърхност, разположен над сеизмичната граница. По правило границата е на различни нива, където има резки флуктуации в показанията на сеизмичните вълни. Тези вълни възникват при различни видове земетресения. Учените разграничават два вида земна кора: континентална и океанска.

Континентална коразаема около 45% от земната повърхност, докато има по-голяма дебелина от океанската. Под дебелината на планината дължината му е 60-70 км. Кората се състои от базалт, гранит и седиментни слоеве.

Океанска корапо-тънък от континенталния. Състои се от базалтов и седиментен слой; мантията започва под базалтовия слой. По правило топографията на океанското дъно има сложна структура. В допълнение към обичайните форми на релефа се отличават океанските хребети. Именно на тези места се осъществява образуването на базалтови слоеве от мантията. На местата на разлома, преминаващи по централната част на билото, се образуват потоци от лава, които служат за образуването на базалт. По принцип хребетите се издигат над океанското дъно на няколко хиляди километра, поради което рифовите зони се считат за най-неспокойните по отношение на сеизмичните показатели.

В твърдата обвивка на Земята се наблюдават постоянно химични процеси, при което настъпва разрушаване на скалите. Тези процеси протичат под въздействието на резки колебания в температурата, водата, кислорода и валежите. От това можем да заключим, че химическата промяна в земната кора е неразривно свързана с други също толкова важни черупки на Земята. Като правило химичните реакции в литосферата протичат под въздействието на компоненти на други черупки. Повечето от процесите протичат с участието на вода, минерали, които могат да действат като компоненти на окисление или редукция при химични реакции.

Химични реакции в почвата

Почвата е горният слой на литосферата, играе решаваща ролявъв взаимодействието на всички черупки на Земята. Това е местообитание на много живи същества, което дава възможност да се разглежда литосферата неразривно свързана с биосферата. Благодарение на почвата се осъществява газообмен между атмосферата и земната кора, както и атмосферата и хидросферата. Отличителен белег химична реакцияв почвата е възможността за едновременно протичане на биологични, физични и химични процеси.
Всички химични реакции в почвата се основават на кислород и вода. Структурата на хумуса включва минерали като: кварц, глина и варовик. Характерна особеностпочвата като част от литосферата е, че съдържа 92 химични елемента.