Acasă îngrășăminte Structura și compoziția litosferei. Scoarța terestră este formată din blocuri mari numite plăci litosferice. Etapele dezvoltării ipotezelor

îngrășăminte

Structura și compoziția litosferei. Scoarța terestră este formată din blocuri mari numite plăci litosferice. Etapele dezvoltării ipotezelor

Termen "litosferă" a fost folosit în știință încă de la mijlocul secolului al XIX-lea, dar sens contemporan a dobândit cu mai puțin de jumătate de secol în urmă. Chiar și în dicționarul geologic al ediției din 1955 se spune: litosferă- la fel ca scoarța terestră. În ediția dicționarului din 1973 și mai târziu: litosferă… în înțelegere modernă include scoarța terestră... și rigidă partea de sus Mantaua superioara Pământ. Manta superioară este un termen geologic pentru un strat foarte mare; mantaua superioară are o grosime de până la 500, conform unor clasificări - peste 900 km, iar litosfera le cuprinde doar pe cele superioare de la câteva zeci până la două sute de kilometri.

Litosfera este învelișul exterior al Pământului „solid”, situat sub atmosferă și hidrosfera deasupra astenosferei. Grosimea litosferei variază de la 50 km (sub oceane) la 100 km (sub continente). Este format din scoarța terestră și substratul, care face parte din mantaua superioară. Structura spațială (orizontală) a litosferei este reprezentată de blocurile sale mari - așa-numitele. plăci litosferice separate între ele prin adâncime falii tectonice. Plăcile litosferice se deplasează pe o direcție orizontală cu o viteză medie de 5-10 cm pe an.

Structura interna Pământ include trei scoici: scoarța terestră, mantaua și miezul. O astfel de structură a Pământului a fost stabilită prin metode de la distanță bazate pe măsurarea vitezei de propagare a undelor seismice, care au două componente - longitudinală și unde transversale.

Scoarta terestra - o coajă de piatră compusă dintr-o substanță solidă cu un exces de silice, alcali, apă și o cantitate insuficientă de magneziu și fier. Se separă de mantaua superioară granița Mohorović(stratul Moho), pe care are loc un salt în vitezele undelor seismice longitudinale până la aproximativ 8 km/s. Această limită, stabilită în 1909 de savantul iugoslav A. Mohorovic, se crede că coincide cu învelișul exterior de peridotită a mantalei superioare. Grosimea scoarței terestre (1% din masa totală a Pământului) este în medie de 35 km: sub munții tineri pliați de pe continente crește la 80 km, iar sub crestele oceanice scade la 6–7 km (numărând de la suprafața fundului oceanului).

Manta este cea mai mare înveliș a Pământului în ceea ce privește volumul și greutatea, extinzându-se de la talpa scoarței terestre până la se învecinează cu Gutenberg, corespunzând unei adâncimi de aproximativ 2900 km și luată drept limita inferioară a mantalei. Mantaua este subdivizată în inferior(50% din masa Pământului) și top(optsprezece%). Conform conceptelor moderne, compoziția mantalei este destul de omogenă datorită amestecării convective intense prin curenți intramantali. Aproape nu există date directe despre compoziția materială a mantalei. Se presupune că este compus dintr-o masă de silicat topit saturată cu gaze. Vitezele de propagare a undelor longitudinale și transversale în mantaua inferioară cresc la 13 și, respectiv, 7 km/s. Mantaua superioară de la o adâncime de 50-80 km (sub oceane) și 200-300 km (sub continente) până la 660-670 km se numește astenosferă. Acesta este un strat de plasticitate crescută a unei substanțe aproape de punctul de topire.

Miez este un sferoid cu o rază medie de aproximativ 3500 km. De asemenea, nu există informații directe despre compoziția miezului. Se știe că este cel mai dens înveliș al Pământului. Nucleul este, de asemenea, subdivizat în două sfere: extern, la o adâncime de 5150 km, care este în stare lichidă și intern - greu. În miezul exterior, viteza de propagare unde longitudinale scade la 8 km/s, iar undele transversale nu se propagă deloc, ceea ce este luat ca dovadă a acesteia. stare lichida. La o adâncime mai mare de 5150 km, viteza de propagare a undelor longitudinale crește și undele transversale trec din nou. Miezul interior reprezintă 2% din masa Pământului, cel exterior - 29%.

Învelișul exterior „dur” al Pământului, inclusiv scoarța terestră și partea superioară a mantalei, formează litosferă. Capacitatea sa este de 50-200 km.

Litosfera și straturile mobile subiacente ale astenosferei, unde sunt de obicei generate și realizate mișcări intraterestre de natură tectonică, iar cutremurele și magma topită sunt adesea localizate, sunt numite tectonosferă. Structura și grosimea scoarței terestre nu sunt aceleași: acea parte a acesteia, care poate fi numită continent, are trei straturi (sedimentare, granit și bazalt) și o grosime medie de aproximativ 35 km. Sub oceane, structura sa este mai simplă (două straturi: sedimentar și bazalt), grosimea medie este de aproximativ 8 km. Se disting și tipurile de tranziție ale scoarței terestre (vezi subiectul 3).

În știință, opinia a înrădăcinat ferm că scoarța terestră în forma în care există este un derivat al mantalei. De-a lungul istoriei geologice, a avut loc un proces ireversibil direcționat de îmbogățire a suprafeței Pământului cu materie din interiorul Pământului. Trei tipuri principale sunt implicate în structura scoarței terestre. stânci: magmatică, sedimentară și metamorfică.

Rocile magmatice se formează în intestinele Pământului în condiții de temperaturi și presiuni ridicate ca urmare a cristalizării magmei. Ele reprezintă 95% din masa materiei care alcătuiește scoarța terestră. În funcție de condițiile în care a avut loc procesul de solidificare a magmei, se formează roci intruzive (formate la adâncime) și efuzive (turnate la suprafață). Cele intruzive includ: granit, gabro, cele magmatice - bazalt, liparit, tuf vulcanic etc.

Rocile sedimentare se formează pe suprafața pământului în diverse moduri: unele dintre ele se formează din produsele distrugerii rocilor care s-au format mai devreme (detritice: nisipuri, gelatine), altele datorită activității vitale a organismelor (organogenice: calcare, cretă). , rocă coajă; roci silicioase, cărbune tare și brun, unele minereuri), argilă (argile), chimică (sare gemă, gips).

Rocile metamorfice se formează ca urmare a transformării rocilor de altă origine (ignee, sedimentare) sub influența diverșilor factori: temperatura ridicatași presiunea în intestine, contactul cu roci de compoziție chimică diferită etc. (gneisuri, șisturi cristaline, marmură etc.).

Majoritatea volumului scoarței terestre este ocupat de roci cristaline de origine magmatică și metamorfică (aproximativ 90%). Contactează direct cu apa, aerul, participă activ la procesele geografice (grosime - 2,2 km: de la 12 km în jgheaburi, până la 400 - 500 m în albia oceanică). Cele mai comune sunt argile și șisturi, nisipurile și gresiile, rocile carbonatice. Un rol important în învelișul geografic îl joacă loess și loess-like loams, care formează suprafața scoarței terestre în regiunile neglaciare ale emisferei nordice.

În scoarța terestră - partea superioară a litosferei - 90 elemente chimice, dar doar 8 dintre ele sunt răspândite și reprezintă 97,2%. oxigen - 49%, siliciu - 26, aluminiu - 7,5, fier - 4,2, calciu - 3,3, sodiu - 2,4, potasiu - 2,4, magneziu - 2,4%.

Scoarța terestră este împărțită în blocuri separate, neuniforme din punct de vedere geologic, mai mult sau mai puțin active (dinamic și seismic), care sunt supuse mișcări constante, atât pe verticală, cât și pe orizontală. Blocurile mari, relativ stabile ale scoarței terestre cu seismicitate scăzută și relief slab disecat sunt numite platforme. Au un subsol cristalin pliat și o acoperire sedimentară de diferite vârste. În funcție de vârstă, platformele sunt împărțite în vechi (de vârstă precambriană) și tinere (Paleozoic și Mezozoic). Platformele antice sunt nucleele continentelor moderne, a căror ridicare generală a fost însoțită de o creștere sau cădere mai rapidă a structurilor lor individuale (scuturi și plăci).

Modalități de dezvoltare a litosferei.

Până în prezent, nu există o idee unificată despre modalitățile de dezvoltare ale litosferei. Există mai multe concepte tectonice, fiecare dintre ele, deși bazată pe fapte incontestabile, reflectă o latură a istoriei tectonice a Pământului fără a-și acoperi cursul general și contrazice alte fapte, care, la rândul lor, sunt explicate cu succes printr-o altă teorie. Această stare a problemei tectonice se explică prin faptul că geologia și geofizica își bazează concluziile pe studiul continentelor, care ocupă doar 29,2% din Pământ, și pe studiul fundului oceanului, i.e. cea mai mare parte a planetei, tocmai a început.

1. „Fixiștii” (din latină imobil, neschimbător) susțin că continentele au rămas mereu în locurile pe care le ocupă acum și încearcă să explice întreaga istorie a reliefului, a paleoclimatelor și a lumii organice din aceste poziții.

2. „Mobiliștii” (din latină - mobil) dovedesc că blocurile litosferei se mișcă. Această teorie a devenit deosebit de puternică în anul trecutîn legătură cu primirea de noi materialele reale când explorează fundul oceanelor.

3. Conceptul de creștere a continentelor datorită fundului oceanelor. Susținătorii acestui concept cred că continentele originale s-au format sub formă de rețele relativ mici (constituind acum platformele continentelor), iar apoi au crescut datorită formării munților pe fundul oceanului adiacent marginilor „nucleelor” originale. de pamant.

4. O creștere a dimensiunii terenului are loc prin formarea munților în geosinclinale. Procesul geosinclinal, ca unul dintre principalele în dezvoltarea scoarței continentale, stă la baza explicației ulterioare a dezvoltării reliefului terestră.

5. Teoria rotației. Deoarece figura Pământului nu coincide cu suprafața unui sferoid matematic și este reconstruită din cauza rotației inegale, benzile zonale și sectoarele meridionale de pe o planetă în rotație sunt inevitabil inegale din punct de vedere tectonic, reacționând cu grade variate de activitate la tensiunile tectonice cauzate de intraterestre. proceselor.

Teoria plăcilor litosferice exprimată mai întâi de E. Bykhanov (1877) și dezvoltată în cele din urmă de geofizicianul german A. Wegener (1912). Conform acestei ipoteze, înainte de Paleozoicul superior, scoarța terestră era adunată în Pangea continentală.La început, această ipoteză (teoria mobilismului) a cucerit pe toată lumea, a fost acceptată cu entuziasm, dar după 2-3 decenii s-a dovedit că proprietăți fizice rocile nu permit astfel de „plutire”, iar teoria derivei continentale a fost pusă o cruce grasă. Până în anii 1960. sistemul dominant de vederi asupra dinamicii și dezvoltării scoarței terestre a fost așa-numitul. teoria fixismului ( fixus- solidă; nealterat; fix (lat.), afirmând poziția invariabilă (fixă) a continentelor pe suprafața Pământului și rolul principal al mișcărilor verticale în dezvoltarea scoarței terestre.

Abia în anii 1960, când sistemul global al crestelor mijlocii oceanice a fost deja descoperit, s-a construit o teorie practic nouă, în care a rămas doar o schimbare a poziției relative a continentelor din ipoteza lui A. Wegener, în special, o explicație a asemănării contururilor continentelor de pe ambele maluri ale Atlanticului.

Cea mai importantă diferență tectonica modernă a plăcilor(noua tectonica globala) din ipoteza lui A. Wegener este ca, dupa A. Wegener, continentele s-au deplasat de-a lungul substantei care alcatuia fundul oceanului, in timp ce in teoria moderna placile sunt implicate in miscare, care includ zone de pământul și fundul oceanului; Granițele dintre plăci pot trece de-a lungul fundului oceanului și pe uscat și de-a lungul granițelor continentelor și oceanelor.

Mișcarea plăcilor litosferice - răspândirea(Răspândire engleză - extindere, distribuție). Dar suprafața globul nu poate crește. Apariția de noi secțiuni de scoarță terestră pe părțile laterale ale crestelor mijlocii oceanice trebuie compensată prin dispariția ei undeva. Dacă credem că plăcile litosferice sunt suficient de stabile, este firesc să presupunem că dispariția crustei, precum și formarea uneia noi, ar trebui să aibă loc la granițele plăcilor care se apropie. Pot fi trei ocazie diferită:

Două secțiuni ale scoarței oceanice se apropie;

O secțiune a scoarței continentale se apropie de o secțiune a oceanului;

Două secțiuni ale crustei continentale se apropie.

Procesul care are loc atunci când părți ale scoarței oceanice se apropie unele de altele poate fi descris schematic după cum urmează: marginea unei plăci se ridică oarecum, formând un arc insular; celălalt trece sub el, aici scade nivelul suprafeței superioare a litosferei și se formează un șanț oceanic de adâncime. Așa sunt Insulele Aleutine și șanțul Aleutian care le încadrează; Insulele Kurileși șanțul Kuril-Kamchatsky; Insulele japoneze și șanțul japonez; Insulele Mariane și șanțul Marianelor sunt în Oceanul Pacific. În Atlantic - Antilele și șanțul Puerto Rico; Insulele South Sandwich și South Sandwich Trench. Mișcarea plăcilor una față de alta este însoțită de solicitări mecanice semnificative, prin urmare, în toate aceste locuri, se observă o seismicitate ridicată, intensă activitate vulcanica. Sursele de cutremure sunt situate în principal pe suprafața de contact dintre două plăci și pot fi la adâncimi mari. Marginea plăcii, care a ajuns adânc, se cufundă în manta, unde treptat se transformă în materie de manta. Placa de scufundare este încălzită, magma este topită din ea, care se revarsă în vulcanii arcurilor insulei.

Procesul de scufundare a unei plăci sub alta se numește subducție(literal – împingere). Exemplu tipic– Cordillera Central și America de Sudși un sistem de tranșee care curge de-a lungul coastei - America Centrală, Peruană și Chile.

Când două secțiuni ale scoarței continentale se apropie una de cealaltă, marginea fiecăreia dintre ele experimentează plierea (faliile sunt caracteristice, se formează munți, iar procesele seismice sunt intense). Se observă și vulcanismul, dar mai puțin decât în primele două cazuri, deoarece. scoarța terestră în astfel de locuri este foarte puternică. Așa s-a format centura montană alpino-himalaya, întinzându-se din Africa de Nordși extremitatea vestică a Europei din toată Eurasia până în Indochina; include cel mai mult munti inalti pe Pământ, pe toată lungimea sa, se observă o seismicitate ridicată, în vestul centurii există vulcani activi.

Potrivit prognozei, menținând direcția generală de mișcare a plăcilor litosferice, Oceanul Atlantic, Rifturile Africii de Est (se vor umple cu apele regiunii Moscova) și Marea Roșie se vor extinde semnificativ, ceea ce va conecta direct Marea Mediterană cu Oceanul Indian.

Regândirea ideilor lui A. Wegener a condus la faptul că, în loc de deriva continentelor, întreaga litosferă a început să fie considerată ca firmamentul în mișcare al Pământului, iar această teorie s-a redus în cele din urmă la așa-numitul „ tectonica plăcilor litosferice” (azi - „noua tectonică globală”).

Principalele prevederi ale noii tectonici globale sunt următoarele:

1. Litosfera Pământului, inclusiv scoarța și partea superioară a mantalei, este acoperită de un înveliș mai plastic, mai puțin vâscos - astenosfera.

2. Litosfera este împărțită într-un număr limitat de plăci mari, cu câteva mii de kilometri diametru și de dimensiuni medii (aproximativ 1000 km) relativ rigide și monolitice.

3. Plăcile litosferice se mișcă unele față de altele pe o direcție orizontală; Natura acestor mișcări poate fi triplă:

a) împrăștiere (împrăștiere) cu umplerea golului rezultat cu crustă nouă de tip oceanic;

b) subîmpingere (subducție) a unei plăci oceanice sub una continentală sau oceanică cu aspect de arc vulcanic sau centură vulcanico-plutonică marginal-continentală deasupra zonei de subducție;

c) alunecarea unei plăci față de alta de-a lungul unui plan vertical, așa-numitul. transforma faliile transversale pe axele crestelor mediane.

4. Mișcarea plăcilor litosferice pe suprafața astenosferei se supune teoremei lui Euler, care afirmă că deplasarea punctelor conjugate de pe sferă are loc de-a lungul cercurilor desenate față de axa care trece prin centrul Pământului; punctele de ieșire ale axei către suprafață sunt numite poli de rotație sau dezvăluire.

5. La scara planetei în ansamblu, răspândirea este compensată automat prin subducție, adică cât de multă crustă oceanică nouă se naște într-o anumită perioadă de timp, aceeași cantitate de crustă oceanică mai veche este absorbită în zonele de subducție, datorită căreia volumul Pământului rămâne neschimbat.

6. Mișcarea plăcilor litosferice are loc sub influența curenților convectivi din manta, inclusiv din astenosferă. Sub axele de separare a crestelor mediane se formează curenți ascendente; devin orizontale la periferia crestelor si coboara in zone de subductie la marginile oceanelor. Convecția în sine este cauzată de acumularea de căldură în intestinele Pământului datorită eliberării sale în timpul dezintegrarii elementelor și izotopilor radioactivi în mod natural.

Noile materiale geologice cu privire la prezența curenților verticali (jeturi) de materie topită care se ridică de la limitele nucleului și mantaua în sine până la suprafața pământului au stat la baza construcției unui nou așa-numit. tectonica „penă” sau ipotezele „pene”. Se bazează pe conceptul de energie internă (endogenă) concentrată în orizonturile inferioare ale mantalei și în miezul lichid exterior al planetei, ale cărei rezerve sunt practic inepuizabile. Jeturile de înaltă energie (penele) pătrund în manta și se repezi sub formă de fluxuri în scoarța terestră, determinând astfel toate caracteristicile activității tectono-magmatice. Unii adepți ai ipotezei penei sunt chiar înclinați să creadă că acest schimb de energie este cel care stă la baza tuturor transformărilor fizico-chimice și procese geologiceîn corpul planetei.

ÎN În ultima vreme Mulți cercetători sunt din ce în ce mai înclinați să creadă că distribuția neuniformă a energiei endogene a Pământului, precum și periodizarea unor procese exogene, sunt controlate de factori externi (cosmici) în raport cu planeta. Dintre acestea, cea mai eficientă forță care afectează direct dezvoltarea geodinamică și transformarea materiei Pământului, aparent, este efectul influenței gravitaționale a Soarelui, Lunii și a altor planete, ținând cont de forțele inerțiale ale rotației Pământului în jurul axei sale. și mișcarea sa orbitală. Pe baza acestui postulat conceptul de mori planetare centrifuge permite, în primul rând, să se ofere o explicație logică a mecanismului derivei continentale și, în al doilea rând, să se determine direcțiile principale ale fluxurilor sublitosferice.

Mișcările litosferei.

Interacțiunea scoarței terestre cu mantaua superioară este cauza unor mișcări tectonice profunde excitate de rotația planetei, convecția termică sau diferențierea gravitațională a substanței mantalei (coborârea lentă a elementelor mai grele mai adânc și ridicarea celor mai ușoare în sus), a fost numită zona apariției lor la o adâncime de aproximativ 700 km tectonosferă.

Există mai multe clasificări ale mișcărilor tectonice, fiecare dintre acestea reflectând una dintre laturi - orientare (verticală, orizontală), loc de manifestare (suprafață, adâncime) etc.

Din punct de vedere geografic, împărțirea mișcărilor tectonice în oscilatorii (epeirogene) și pliante (orogene) pare să aibă succes.

Esență mișcări epirogene se reduce la faptul că zone uriașe ale litosferei experimentează ridicări lente sau tasări, sunt în esență verticale, adânci, manifestarea lor nefiind însoțită de schimbare bruscă apariția inițială a rocilor.

Pentru formarea peisajelor moderne, mișcările oscilatorii ale trecutului geologic recent - perioada neogenă și cuaternară - au avut o mare importanță. Au primit numele recent sau neotectonic. Gama de mișcări neotectonice este foarte semnificativă. În munții Tien Shan, de exemplu, amplitudinea lor ajunge la 12-15 km, iar fără mișcări neotectonice, pe locul acestei țări muntoase înalte ar exista o penecampie - aproape o câmpie care a apărut pe locul munților distruși. Pe câmpie, amplitudinea mișcărilor neotectonice este mult mai mică, dar și aici, multe forme de relief - zone de înălțime și câmpie, poziția bazinelor hidrografice și văilor râurilor - sunt asociate cu neotectonica.

Cea mai recentă tectotică se manifestă și în prezent. Viteza mișcărilor tectonice moderne se măsoară în milimetri, mai rar în primii centimetri (la munte). Pe câmpia rusească viteze maxime se stabilesc ridicări de până la 10 mm pe an pentru Donbass și nord-estul Muntelui Nipru, subsidență maximă, până la 11,8 mm pe an, în Ținutul Pechora.

Consecințele mișcărilor epirogene sunt:

1. Redistribuirea raportului dintre zonele terestre și maritime (regresiune, transgresie) Transgresarea lentă a mării către coastele abrupte este însoțită de dezvoltarea abraziv(abraziune - tăierea coastei de către mare) a suprafeței și a corneiului de abraziune limitând-o din partea terestră.

2. Datorită faptului că fluctuaţiile scoarţei terestre apar în puncte diferite sau cu semn diferit, sau cu intensitate diferită - însuși aspectul suprafeței pământului se schimbă. Cel mai adesea, ridicările sau tasările, care acoperă suprafețe vaste, creează valuri mari pe ea: în timpul ridicărilor, cupole uriașe; în timpul tasării, boluri și depresiuni uriașe.

Mișcări de pliere- mișcări ale scoarței terestre, în urma cărora se formează pliuri, adică. îndoirea ondulată a straturilor de complexitate variabilă. Ele se deosebesc de oscilatorii (epeirogeni) printr-o serie de trăsături esențiale: sunt episodice în timp, spre deosebire de cele oscilatorii, care nu se opresc niciodată; nu sunt omniprezente și de fiecare dată sunt limitate la un relativ zone limitate scoarța terestră; Cu toate acestea, acoperind intervale de timp foarte mari, mișcările de pliere au loc mai repede decât cele oscilatorii și sunt însoțite de activitate magmatică ridicată. În procesele de pliere, mișcarea materiei scoarței terestre merge întotdeauna în două direcții: orizontal și vertical, adică. tangențial și radial. Consecința mișcării tangențiale este formarea de pliuri, răsturnări etc.

Mișcările oscilatorii și de pliere sunt două forme extreme ale unui singur proces al mișcării scoarței terestre. Mișcările oscilatorii sunt primare, universale, uneori, cu anumite condiții iar în anumite zone se dezvoltă în mişcări orogene: plierea are loc în zonele ridicate.

Cea mai caracteristică expresie externă a proceselor complexe de mișcare a scoarței terestre este formarea munților, lanțurilor muntoase și țărilor muntoase.Aceste două cazuri sunt cele mai caracteristice și corespund celor două tipuri principale de țări muntoase: tip de munți pliați(Alpi, Caucaz, Cordillera, Anzi) și tip de munți blocați(Tien Shan, Altai).

Pământul este format din multe elemente chimice - oxigen, azot, siliciu, fier etc. Atunci când sunt combinate, elementele chimice formează minerale. În total, există aproximativ 2650 de minerale în natură, care formează 3780 de soiuri minerale (Tabelul 4). Pentru definirea și studiul lor sunt de mare importanță proprietățile fizice, care includ aspectul cristalelor, strălucirea, culoarea mineralului, culoarea trăsăturii minerale, transparența, duritatea, clivajul, fractura și greutatea specifică.

Tabelul 4

Clarks chimici cristalin (conținut mediu) ale distribuțiilor minerale în natură

Grupa de clasificare a mineralului	La sută minerale dat grupuri	Principal formulări minerale	DIN contabilitate aproximativă chimic soiuri minerale
1. Nativ
2. Sulfuri
3. Cromații (spinele crom)
4. Tungstați și molibdați

6. Silicati
7. Fosfați
8. Nitrați
9. Sulfați
10. Halogenuri
11. Yodates
12. Borați
13. Carbonați
14. Compuși organici

În aparență, cristalele se disting cu forme izometrice, alungite în una sau două direcții.

Strălucirea mineralelor este împărțită în sticlă, diamant, semimetalic, metalic, uleios, ceros, mat. La miner

pescuitul cu structură paralel-fibroasă are un luciu mătăsos (azbest, selenit, ochi de tigru), minerale transparente cu structură cristalină stratificată - luciu sidef (moscovit, gips, talc etc.).

Culoarea mineralelor este una dintre cele mai importante caracteristici prin care mineralele sunt diagnosticate. Termenul „culoare striată” se referă la culoarea unei pulberi fine de mineral, dacă aceasta este trasă pe suprafața mată a unei farfurii de porțelan.

Transparența este proprietatea unei substanțe de a lăsa lumina să treacă. Potrivit acestuia, se disting mineralele transparente, translucide și opace.

Pentru aprecierea durității s-a adoptat scara Mohs, reprezentată de zece minerale, fiecare din care zgârie pe toate precedentele cu capătul ascuțit: talc - gips - calcit - fluorit - apatit - ortoclază - cuarț - topaz - corindon - diamant.

Clivajul este capacitatea cristalelor de a diviza sau de a diviza de-a lungul anumitor planuri cristalografice paralele cu fețele reale sau posibile. Aici se adoptă o scară de clivaj în cinci trepte: foarte perfect, perfect, mediu, imperfect, foarte imperfect, transformându-se într-o fractură concoidală, ca cea a sticlei groase.

Greutatea specifică a mineralelor variază de la valori mici (2,1-2,5 t/m 3 pentru halit) la valori foarte mari (23 t/m 3 pentru iridiu osmic).

De exemplu, cuarțul (8102) are formă de cristal prismatic, luciu sticlos, fără clivaj, fractură concoidală, duritate 7 puncte, greutate specifică 2,65 g/cm 3 , nu are caracteristici datorită durității sale mari; Halita (Nr. C1) are o formă de cristal cubică, duritate 2 puncte, greutate specifică 2,1 g / cm 3, luciu de sticlă, culoare albă, culoarea liniei este, de asemenea, albă, clivaj perfect, gust sărat etc.

Majoritatea mineralelor au structură cristalină. Forma cristalului pentru un mineral dat este întotdeauna constantă. De exemplu, cristalele de cuarț au forma unei prisme, halitul are forma unui cub etc. Dimensiunile mineralelor variază de la microscopice la gigantice. Așadar, pe insula Madagascar a fost găsit un cristal de beril lung de 8 m și secțiune transversală de 3 m. Greutatea lui este de aproape 400 de tone.

Separarea volumetrică a mineralelor Pământului. Mineralele după origine se împart în magmatice, sedimentare, metamorfice, metasomatice, de contact-pneumatolitice și pneumatolitice, hidrotermale, exogene, de origine organogenă. Distribuția mineralelor care formează roci în scoarța terestră corespunde raportului dintre principalele grupuri de roci (Tabelul 5). În scoarța terestră, aproximativ 40-50 de minerale sunt cele mai comune, care sunt numite formatoare de roci.

Exista diverse clasificări minerale: după origine, forma cristalină etc.. Dar cea mai mare valoare pentru utilizare

Mineralele de uz industrial au clasificarea lor chimică. Majoritatea mineralele constă din două sau mai multe elemente chimice. Unele minerale sunt formate dintr-un element chimic. Conținutul de elemente chimice dintr-un mineral poate fi găsit prin formula sa chimică.

Tabelul 5

Distribuția mineralelor care formează roci în scoarța terestră

Termen "litosferă" a fost folosit în știință de la mijlocul secolului al XIX-lea, dar și-a dobândit sensul modern cu mai puțin de jumătate de secol în urmă. Chiar și în dicționarul geologic al ediției din 1955 se spune: litosferă- la fel ca scoarța terestră. În ediția dicționarului din 1973 și mai târziu: litosferă... în sensul modern, include scoarța terestră ... și rigidă partea superioară a mantalei superioare Pământ. Manta superioară este un termen geologic pentru un strat foarte mare; mantaua superioară are o grosime de până la 500, conform unor clasificări - peste 900 km, iar litosfera le cuprinde doar pe cele superioare de la câteva zeci până la două sute de kilometri.

Litosfera este învelișul exterior al Pământului „solid”, situat sub atmosferă și hidrosfera deasupra astenosferei. Grosimea litosferei variază de la 50 km (sub oceane) la 100 km (sub continente). Este format din scoarța terestră și substratul, care face parte din mantaua superioară. Limita dintre scoarța terestră și substrat este suprafața Mohorovichică, la traversarea acesteia de sus în jos, viteza undelor seismice longitudinale crește brusc. Structura spațială (orizontală) a litosferei este reprezentată de blocurile sale mari - așa-numitele. plăci litosferice separate între ele prin falii tectonice profunde. Plăcile litosferice se deplasează pe o direcție orizontală cu o viteză medie de 5-10 cm pe an.

Structura și grosimea scoarței terestre nu sunt aceleași: acea parte a acesteia, care poate fi numită continent, are trei straturi (sedimentare, granit și bazalt) și o grosime medie de aproximativ 35 km. Sub oceane, structura sa este mai simplă (două straturi: sedimentar și bazalt), grosimea medie este de aproximativ 8 km. Se disting și tipurile de tranziție ale scoarței terestre (vezi subiectul 3).

În știință, opinia a înrădăcinat ferm că scoarța terestră în forma în care există este un derivat al mantalei. De-a lungul istoriei geologice, a avut loc un proces ireversibil direcționat de îmbogățire a suprafeței Pământului cu materie din interiorul Pământului. Trei tipuri principale de roci iau parte la structura scoarței terestre: magmatică, sedimentară și metamorfică.

Rocile metamorfice se formează ca urmare a transformării rocilor de altă origine (ignee, sedimentare) sub influența diverșilor factori: temperatură și presiune ridicată în intestine, contact cu roci de altă compoziție chimică etc. (gneisuri, șisturi cristaline, marmură etc.).

Majoritatea volumului scoarței terestre este ocupat de roci cristaline de origine magmatică și metamorfică (aproximativ 90%). Cu toate acestea, pentru învelișul geografic este mai semnificativ rolul unui strat sedimentar subțire și discontinuu, care, pe cea mai mare parte a suprafeței pământului, este în contact direct cu apa, aerul, participă activ la procesele geografice (grosime - 2,2 km). : de la 12 km în jgheaburi, până la 400 - 500 m în fundul oceanului). Cele mai comune sunt argile și șisturi, nisipurile și gresiile, rocile carbonatice. Un rol important în învelișul geografic îl joacă loess și loess-like loams, care formează suprafața scoarței terestre în regiunile neglaciare ale emisferei nordice.

În scoarța terestră - partea superioară a litosferei - au fost găsite 90 de elemente chimice, dar doar 8 dintre ele sunt răspândite și reprezintă 97,2%. Potrivit A.E. Fersman, sunt distribuite astfel: oxigen - 49%, siliciu - 26, aluminiu - 7,5, fier - 4,2, calciu - 3,3, sodiu - 2,4, potasiu - 2,4, magneziu - 2, 4%.

Scoarța terestră este împărțită în blocuri separate, neuniforme din punct de vedere geologic, mai mult sau mai puțin active (dinamic și seismic), care sunt supuse unor mișcări constante, atât pe verticală, cât și pe orizontală. Blocurile mari (cu câteva mii de kilometri diametru), relativ stabile ale scoarței terestre, cu seismicitate scăzută și relief slab disecat sunt numite platforme ( plat- apartament, formă- formă (fr.). Au un subsol cristalin pliat și o acoperire sedimentară de diferite vârste. În funcție de vârstă, platformele sunt împărțite în vechi (de vârstă precambriană) și tinere (Paleozoic și Mezozoic). Platformele antice sunt nucleele continentelor moderne, a căror ridicare generală a fost însoțită de o creștere sau cădere mai rapidă a structurilor lor individuale (scuturi și plăci).

Substratul mantalei superioare, situat pe astenosferă, este un fel de platformă rigidă pe care s-a format scoarța terestră în cursul dezvoltării geologice a Pământului. Substanța astenosferei, aparent, se caracterizează prin vâscozitate scăzută și suferă deplasări lente (curenți), care, probabil, sunt cauza mișcărilor verticale și orizontale ale blocurilor litosferice. Se află într-o poziție de izostazie, ceea ce presupune echilibrarea lor reciprocă: ridicarea unor zone determină coborârea altora.

Litosfera este învelișul solid exterior al Pământului, inclusiv scoarța terestră și partea superioară a mantalei. Litosfera include roci sedimentare, magmatice și metamorfice.

Limita inferioară a litosferei este neclară și este determinată de o scădere a vâscozității mediului, de viteza undelor seismice și de o creștere a conductibilității termice. Litosfera acoperă scoarța terestră și partea superioară a mantalei cu o grosime de câteva zeci de kilometri până la astenosferă, în care plasticitatea rocilor se modifică. Principalele metode de determinare a limitei dintre limita superioară a litosferei și astenosferă sunt magnetotelurice și seismologice.

Grosimea litosferei de sub oceane variază de la 5 la 100 km ( valoare maximă la periferia oceanelor, minim - sub crestele Mid-ocean), sub continente - 25-200 km (maxim - sub platforme antice, minim - sub lanțuri muntoase relativ tinere, arcuri vulcanice). Structura litosferei de sub oceane și continente are diferențe semnificative. Sub continente în structura scoarței terestre a litosferei se disting straturi sedimentare, granitice și bazalt, a căror grosime în ansamblu ajunge la 80 km. Sub oceane, scoarța terestră a suferit în mod repetat procese de topire parțială în timpul formării scoarței oceanice. Prin urmare, este epuizat în compuși fuzibili rari, lipsiți de un strat de granit, iar grosimea sa este mult mai mică decât cea a părții continentale a scoarței terestre. Grosimea astenosferei (un strat de roci înmuiate, păstoase) este de aproximativ 100-150 km.

Formarea atmosferei, hidrosferei și a scoarței terestre

Formarea a avut loc în timpul eliberării de substanțe din stratul superior al mantalei tânărului Pământ. În prezent, pe fundul oceanului din crestele mijlocii, continuă procesul de formare a scoarței terestre, care este însoțit de eliberarea de gaze și volume mici de apă. Oxigenul este prezent în concentrații mari în compoziția scoarței pământului modern, urmat de siliciu și aluminiu în procente. Practic, litosfera este formată din compuși precum dioxid de siliciu, silicați, aluminosilicați. Substanțele cristaline de origine magmatică au luat parte la formarea majorității litosferei. S-au format în timpul răcirii magmei care a venit la suprafața Pământului, care se află în intestinele planetei în stare topită.

În regiunile reci, grosimea litosferei este cea mai mare, iar în regiunile calde este cea mai mică. Grosimea litosferei poate crește cu o scădere generală a densității fluxului de căldură. Stratul superior al litosferei este elastic, iar stratul inferior este plastic în ceea ce privește natura reacției la sarcinile care acționează constant. În zonele active din punct de vedere tectonic ale litosferei se disting orizonturi cu vâscozitate redusă, unde undele seismice se deplasează cu o viteză mai mică. Potrivit oamenilor de știință, conform acestor orizonturi, unele straturi „alunecă” în raport cu altele. Acest fenomen se numește stratificarea litosferei. În structura litosferei se disting zone mobile (benzi pliate) și zone relativ stabile (platforme). Blocurile litosferei (plăci litosferice) se deplasează de-a lungul astenosferei relativ plastice, atingând dimensiuni de la 1 la 10 mii de kilometri în diametru. În prezent, litosfera este împărțită în șapte plăci principale și un număr de plăci mici. Limitele care separă plăcile unele de altele sunt zonele de activitate vulcanică și seismică maximă.

Litosfera este învelișul exterior deosebit de puternic al planetei Pământ, în principal din materie solidă. Pentru prima dată, conceptul de „litosferă” a fost definit de omul de știință J. Burrell. Până în anii 60 ai secolului trecut, termenul „crustă terestră” era sinonim pentru litosferă, se credea că acesta era același concept. Dar, ulterior, oamenii de știință au demonstrat că litosfera include și stratul superior al mantalei, care are o grosime de câteva zeci de kilometri. Se caracterizează printr-o scădere a vâscozității solului și o creștere a conductibilității electrice a mineralelor. Această împrejurare a făcut posibil să se considere că litosfera este destul de complexă în compoziția și structura învelișului Pământului.

În structura litosferei, se pot distinge atât platforme relativ mobile, cât și regiuni stabile. Interacțiunea dintre vii și materie minerală se realizează la suprafață, adică. în sol. După descompunerea organismelor, rămășițele se transformă într-o stare de humus (cernoziom). Compoziția solului este formată în principal din minerale, ființe vii, gaze, apă și substanțe de natură organică. Din mineralele care alcătuiesc litosfera se formează roci, cum ar fi:

magmatic;
Sedimentar;
roci metamorfice.

Aproximativ 96% din structura litosferei este alcătuită din roci. La rândul lor, în compoziția rocilor se pot distinge următoarele minerale: granitul, diaritul și substanțele difuzive reprezintă 20,8% din compoziția totală, în timp ce bazalții de gabro reprezintă 50,34%. Șisturile reprezintă 16,9%, restul sunt roci sedimentare precum șisturile și nisipul.

ÎN compoziție chimică Litosfera poate fi împărțită în următoarele elemente:

oxigen, ea fractiune in masaîn compoziția învelișului solid al Pământului a fost de 49,13%;
Aluminiul și siliciul au reprezentat 26% fiecare;
fierul a fost de 4,2%;
proporția de calciu în litosferă este de numai 3,25%;
sodiu, magneziu, potasiu au reprezentat aproximativ 2,4% fiecare;
o pondere nesemnificativă în structură a fost alcătuită din elemente precum carbon, titan, clor și hidrogen, indicatorii acestora variand de la 1 la 0,2%.

Scoarța terestră este compusă în mare parte din diferite minerale care s-au format prin intermediul rocilor magmatice. diferite forme. Astăzi, conceptul de „crustă terestră” include un strat întărit al suprafeței pământului, situat deasupra graniței seismice. De regulă, granița este deschisă diferite niveluri, unde există fluctuații puternice în citirile undelor seismice. Aceste valuri apar în timpul diferitelor tipuri de cutremure. Oamenii de știință disting două tipuri de scoarță terestră: continentală și oceanică.

crusta continentală ocupă aproximativ 45% din suprafața pământului, în timp ce are o putere mai mare decât oceanul. Sub grosimea munților, lungimea sa este de 60-70 km. Crusta este formată din bazalt, granit și straturi sedimentare.

crustă oceanică mai subțire decât continentală. Este format dintr-un strat de bazalt și sedimentar, mantaua începe sub stratul de bazalt. De regulă, topografia fundului oceanului are o structură complexă. Pe lângă formele de relief obișnuite, se disting crestele oceanice. În aceste locuri are loc formarea straturilor de bazalt din manta. Fluxurile de lavă se formează în punctele de falie care trec de-a lungul părții centrale a crestei, care servește la formarea bazaltului. Practic, crestele se ridică deasupra fundului oceanului timp de câteva mii de kilometri, din această cauză, zonele de recif sunt considerate cele mai instabile din punct de vedere al indicatorilor seismici.

În învelișul solid al Pământului sunt observate în mod constant procese chimice, timp în care are loc distrugerea rocilor. Aceste procese apar sub influența fluctuațiilor bruște ale temperaturii, apei, oxigenului și precipitațiilor. Din aceasta, putem concluziona că schimbarea chimică a scoarței terestre este indisolubil legată de alte învelișuri nu mai puțin importante ale pământului. De regulă, reacțiile chimice din litosferă apar sub influența componentelor altor învelișuri. Cele mai multe procese au loc cu participarea apei, a mineralelor, care pot acționa ca componente de oxidare sau de reducere a reacțiilor chimice.

Reacții chimice în sol

Solul este stratul superior al litosferei rol esentialîn interacţiunea tuturor învelişurilor Pământului. Este habitatul multor ființe vii, ceea ce ne permite să considerăm că litosfera este indisolubil legată de biosfera. Datorită solului are loc schimbul de gaze al atmosferei și al scoarței terestre, precum și al atmosferei și al hidrosferei. caracteristică reacții chimiceîn sol este posibilitatea apariției simultane a proceselor biologice, fizice și chimice.
Baza tuturor reacțiilor chimice din sol este oxigenul și apa. Structura humusului include minerale precum cuarțul, argila și calcarul. trăsătură caracteristică solul ca parte a litosferei este că conține 92 de elemente chimice.