Hem gödningsmedel Litosfärens struktur och sammansättning. Jordskorpan består av stora block som kallas litosfäriska plattor. Stadier av hypotesutveckling

gödningsmedel

Litosfärens struktur och sammansättning. Jordskorpan består av stora block som kallas litosfäriska plattor. Stadier av hypotesutveckling

Termin "litosfären" har använts inom vetenskapen sedan mitten av 1800-talet, men samtida betydelse han förvärvade för mindre än ett halvt sekel sedan. Även i den geologiska ordboken för 1955 års upplaga sägs det: litosfären- samma som jordskorpan. I ordboksutgåvan från 1973 och senare: litosfären… i modern förståelse inkluderar jordskorpan ... och stel övre delövre mantel Jorden. Övre mantel är en geologisk term för ett mycket stort lager; den övre manteln har en tjocklek på upp till 500, enligt vissa klassificeringar - över 900 km, och litosfären inkluderar endast de övre från flera tiotal till tvåhundra kilometer.

Litosfären är det yttre skalet på den "fasta" jorden, belägen under atmosfären och hydrosfären ovanför astenosfären. Tjockleken på litosfären varierar från 50 km (under haven) till 100 km (under kontinenterna). Den består av jordskorpan och substratet, som är en del av den övre manteln. Litosfärens rumsliga (horisontella) struktur representeras av dess stora block - den så kallade. litosfäriska plattor separerade från varandra med djup tektoniska fel. Litosfäriska plattor rör sig i horisontell riktning med en medelhastighet på 5-10 cm per år.

Inre struktur Jorden innehåller tre skal: jordskorpan, manteln och kärnan. En sådan struktur av jorden etablerades med avlägsna metoder baserade på mätning av utbredningshastigheten för seismiska vågor, som har två komponenter - längsgående och tvärgående vågor.

jordskorpan - ett stenigt skal som består av ett fast ämne med ett överskott av kiseldioxid, alkali, vatten och en otillräcklig mängd magnesium och järn. Den separeras från den övre manteln Mohorovićs gräns(Moho-skikt), på vilket det finns ett hopp i hastigheterna för longitudinella seismiska vågor upp till cirka 8 km/s. Denna gräns, fastställd 1909 av den jugoslaviske vetenskapsmannen A. Mohorovic, tros sammanfalla med det yttre peridotitskalet på den övre manteln. Tjockleken på jordskorpan (1 % av jordens totala massa) är i genomsnitt 35 km: under unga vikta berg på kontinenterna ökar den till 80 km, och under medelhavsryggar minskar den till 6–7 km (räknat från ytan på havsbotten).

Mantelär jordens största skal i termer av volym och vikt, sträcker sig från jordskorpans sula till gränsar till Gutenberg, motsvarande ett djup av cirka 2900 km och taget som mantelns nedre gräns. Manteln är indelad i lägre(50 % av jordens massa) och topp(arton%). Enligt moderna koncept är mantelns sammansättning ganska homogen på grund av intensiv konvektiv blandning av intramantalströmmar. Det finns nästan inga direkta uppgifter om mantelns materialsammansättning. Det antas att det är sammansatt av en smält silikatmassa mättad med gaser. Utbredningshastigheterna för longitudinella och tvärgående vågor i den nedre manteln ökar till 13 respektive 7 km/s. Den övre manteln från ett djup av 50-80 km (under haven) och 200-300 km (under kontinenterna) till 660-670 km kallas astenosfären. Detta är ett lager av ökad plasticitet av ett ämne nära smältpunkten.

Kärnaär en sfäroid med en medelradie på cirka 3500 km. Det finns heller ingen direkt information om kärnans sammansättning. Det är känt att det är det tätaste skalet på jorden. Kärnan är också uppdelad i två sfärer: extern, till ett djup av 5150 km, vilket är i flytande tillstånd, och inre - hård. I den yttre kärnan, fortplantningshastigheten längsgående vågor sjunker till 8 km/s, och tvärgående vågor utbreder sig inte alls, vilket tas som bevis på dess flytande tillstånd. Djupare än 5150 km ökar utbredningshastigheten för longitudinella vågor och tvärgående vågor passerar igen. Den inre kärnan står för 2% av jordens massa, den yttre - 29%.

Jordens yttre "hårda" skal, inklusive jordskorpan och den övre delen av manteln, bildas litosfären. Dess kapacitet är 50-200 km.

Litosfären och de underliggande rörliga skikten av astenosfären, där inomjordiska rörelser av tektonisk karaktär vanligtvis genereras och realiseras, och jordbävningar och smält magma ofta finns, kallas tektonosfären. Jordskorpans struktur och tjocklek är inte densamma: den delen av den, som kan kallas fastlandet, har tre lager (sedimentär, granit och basalt) och en genomsnittlig tjocklek på cirka 35 km. Under haven är dess struktur enklare (två lager: sedimentär och basalt), den genomsnittliga tjockleken är cirka 8 km. Övergångstyper av jordskorpan urskiljs också (se avsnitt 3).

Inom vetenskapen har åsikten starkt förankrat att jordskorpan i den form den existerar är ett derivat av manteln. Genom den geologiska historien har en riktad irreversibel process av anrikning av jordens yta med materia från jordens inre ägt rum. Tre huvudtyper är involverade i jordskorpans struktur. stenar: magmatisk, sedimentär och metamorf.

Magmatiska bergarter bildas i jordens tarmar under förhållanden med höga temperaturer och tryck som ett resultat av magmakristallisation. De utgör 95 % av massan av den materia som utgör jordskorpan. Beroende på de förhållanden under vilka processen med stelning av magma ägde rum, bildas påträngande (bildade på ett djup) och utströmmande (hälls till ytan) stenar. Påträngande sådana inkluderar: granit, gabbro, magmatiska sådana - basalt, liparit, vulkanisk tuff, etc.

Sedimentära bergarter bildas på jordens yta på olika sätt: en del av dem bildas från produkter från förstörelsen av stenar som bildades tidigare (detrital: sand, gelatin), en del på grund av organismernas vitala aktivitet (organogena: kalkstenar, krita , skalstenar, kiselstenar, hårt och brunt kol, en del malmer), lera (leror), kemisk (stensalt, gips).

Metamorfa bergarter bildas som ett resultat av omvandlingen av bergarter av ett annat ursprung (magmatiska, sedimentära) under påverkan av olika faktorer: hög temperatur och tryck i tarmarna, kontakt med stenar av annan kemisk sammansättning, etc. (gnejser, kristallina skiffer, marmor, etc.).

Det mesta av jordskorpans volym upptas av kristallina bergarter av magmatiskt och metamorft ursprung (cirka 90%). Den kommer i direkt kontakt med vatten, luft, deltar aktivt i geografiska processer (tjocklek - 2,2 km: från 12 km i dalar, upp till 400 - 500 m i havsbotten). De vanligaste är leror och skiffer, sand och sandsten, karbonatstenar. En viktig roll i det geografiska höljet spelas av löss och lössliknande lerjordar, som bildar ytan av jordskorpan i de icke-glaciala områdena på norra halvklotet.

I jordskorpan - den övre delen av litosfären - 90 kemiska grundämnen, men endast 8 av dem är utbredda och står för 97,2 %. syre - 49%, kisel - 26, aluminium - 7,5, järn - 4,2, kalcium - 3,3, natrium - 2,4, kalium - 2,4, magnesium - 2,4%.

Jordskorpan är uppdelad i separata geologiskt ojämnt åldrade, mer eller mindre aktiva (dynamiskt och seismiskt) block, som är föremål för ständiga rörelser, både vertikalt och horisontellt. Stora relativt stabila block av jordskorpan med låg seismicitet och svagt dissekerad relief kallas plattformar. De har en kristallin vikt källare och ett sedimentärt täcke av olika åldrar. Beroende på ålder är plattformarna indelade i forntida (prekambrisk ålder) och unga (paleozoikum och mesozoikum). De gamla plattformarna är kärnorna i moderna kontinenter, vars allmänna lyftning åtföljdes av en snabbare uppgång eller fall av deras individuella strukturer (sköldar och plattor).

Sätt att utveckla litosfären.

Fram till nu finns det ingen enhetlig idé om hur litosfären utvecklas. Det finns flera tektoniska begrepp, som var och en, även om den är baserad på obestridliga fakta, återspeglar en sida av jordens tektoniska historia utan att täcka dess allmänna förlopp, och motsäger andra fakta, som i sin tur framgångsrikt förklaras av en annan teori. Detta tillstånd av det tektoniska problemet förklaras av det faktum att geologi och geofysik baserar sina slutsatser på studiet av kontinenterna, som bara upptar 29,2% av jorden, och studiet av havsbotten, d.v.s. större delen av planeten, har precis börjat.

1. "Fixister" (från latin orörlig, oföränderlig) hävdar att kontinenterna alltid har legat kvar på de platser de ockuperar nu, och de försöker förklara hela historien om reliefen, paleoklimaten och den organiska världen från dessa positioner.

2. "Mobilister" (från latin - mobil) bevisar att litosfärens block rör sig. Denna teori har blivit särskilt stark i senaste åren i samband med mottagandet av ny faktiska material när man utforskar havens botten.

3. Begreppet tillväxt av kontinenter på grund av havens botten. Anhängare av detta koncept tror att de ursprungliga kontinenterna bildades i form av relativt små arrayer (som nu utgör kontinenternas plattformar) och sedan växte på grund av bildandet av berg på havsbotten intill kanterna på de ursprungliga "kärnorna" av land.

4. En ökning av markens storlek sker genom bildandet av berg i geosynkliner. Den geosynklinala processen, som en av de viktigaste i utvecklingen av den kontinentala jordskorpan, är grunden för ytterligare förklaringar av utvecklingen av landreliefen.

5. Rotationsteori. Eftersom jordens figur inte sammanfaller med ytan på en matematisk sfäroid och byggs om på grund av ojämn rotation, är zonband och meridionalsektorer på en roterande planet oundvikligen tektoniskt ojämlika, och reagerar med varierande grad av aktivitet på tektoniska spänningar orsakade av intraterrestriska processer.

Teori om litosfäriska plattor först uttryckt av E. Bykhanov (1877) och slutligen utvecklat av den tyske geofysikern A. Wegener (1912). Enligt denna hypotes, före den övre paleozoikum, samlades jordskorpan i fastlandet Pangea. Först erövrade denna hypotes (teorin om mobilism) alla, den accepterades med entusiasm, men efter 2-3 decennier visade det sig att fysikaliska egenskaper stenar tillåter inte sådan "flytande", och teorin om kontinentaldrift sattes ett fett kors. Fram till 1960-talet. det dominerande systemet av synpunkter på dynamiken och utvecklingen av jordskorpan var den sk. fixism teori ( fixus- fast; oförändrad; fixerad (lat.), hävdar kontinenternas oföränderliga (fasta) position på jordens yta och den ledande rollen av vertikala rörelser i utvecklingen av jordskorpan.

Först på 1960-talet, när det globala systemet av åsar i mitten av havet redan hade upptäckts, byggdes en praktiskt taget ny teori, där endast en förändring i kontinenternas relativa position återstod från i synnerhet A. Wegeners hypotes, en förklaring av likheten mellan kontinenternas konturer på båda sidor av Atlanten.

Den viktigaste skillnaden modern plattektonik(ny global tektonik) från hypotesen om A. Wegener är att enligt A. Wegener rörde sig kontinenterna längs det ämne som utgjorde havsbotten, medan i den moderna teorin är plattor involverade i rörelsen, vilket inkluderar områden med land och havsbotten; Gränserna mellan plattor kan löpa längs havets botten, och på land, och längs gränserna för kontinenter och hav.

Rörelse av litosfäriska plattor - spridning(Engelsk spridning - expansion, distribution). Men ytan Globen kan inte öka. Uppkomsten av nya delar av jordskorpan på sidorna av medelhavsryggarna måste kompenseras genom att de försvinner någonstans. Om vi tror att litosfäriska plattor är tillräckligt stabila, är det naturligt att anta att skorpans försvinnande, liksom bildandet av en ny, bör ske vid gränserna för annalkande plattor. Det kan finnas tre annorlunda tillfälle:

Två delar av havsskorpan närmar sig;

En del av den kontinentala skorpan närmar sig en del av oceanen;

Två delar av den kontinentala jordskorpan närmar sig.

Processen som sker när delar av havsskorpan närmar sig varandra kan schematiskt beskrivas enligt följande: kanten på en platta stiger något och bildar en öbåge; den andra går under den, här minskar nivån på litosfärens övre yta, och en djuphavsvattendike bildas. Sådana är de aleutiska öarna och den aleutiska skyttegraven som ramar in dem; Kurilöarna och Kuril-Kamchatsky-graven; Japanska öarna och den japanska skyttegraven; Marianerna och Mariangraven är inne Stilla havet. I Atlanten - Antillerna och Puerto Rico-graven; South Sandwich Islands och South Sandwich Trench. Rörelsen av plattor i förhållande till varandra åtföljs av betydande mekaniska spänningar, därför observeras på alla dessa platser hög seismicitet, intensiv vulkanisk aktivitet. Källorna till jordbävningar ligger huvudsakligen på kontaktytan mellan två plattor och kan vara på stora djup. Kanten på plattan, som har gått djupt, störtar in i manteln, där den gradvis övergår i mantelmateria. Den nedsänkta plattan värms upp, magma smälts ur den, som rinner ut i öns bågars vulkaner.

Processen att sänka en platta under en annan kallas subduktion(bokstavligen - trycka). Typiskt exempel– Cordillera Central och Sydamerika och ett system av skyttegravar som löper längs kusten - centralamerikanska, peruanska och chilenska.

När två sektioner av den kontinentala skorpan närmar sig varandra, upplever kanten av var och en av dem vikning (fel är karakteristiska, berg bildas och seismiska processer är intensiva). Vulkanism observeras också, men mindre än i de två första fallen, eftersom. jordskorpan på sådana platser är mycket kraftfull. Så här bildades bergsbältet alp-Himalaya, som sträcker sig från Nordafrika och den västra delen av Europa över hela Eurasien till Indokina; den innehåller det mesta höga berg på jorden, längs hela dess längd, observeras hög seismicitet, väster om bältet finns aktiva vulkaner.

Enligt prognosen, samtidigt som den allmänna rörelseriktningen för litosfäriska plattor bibehålls, kommer Atlanten, de östafrikanska rivningarna (de kommer att fyllas med vattnet i Moskva-regionen) och Röda havet att expandera avsevärt, vilket direkt kommer att koppla samman Medelhavet med Indiska oceanen.

Omtänkandet av A. Wegeners idéer ledde till det faktum att, istället för kontinenternas drift, började hela litosfären betraktas som jordens rörliga himlavalv, och denna teori kom slutligen ner på den så kallade " tektonik av litosfäriska plattor" (idag - "ny global tektonik").

De viktigaste bestämmelserna i den nya globala tektoniken är följande:

1. Jordens litosfär, inklusive skorpan och den översta delen av manteln, är underliggande av ett mer plastiskt, mindre trögflytande skal - astenosfären.

2. Litosfären är uppdelad i ett begränsat antal stora, flera tusen kilometer breda och medelstora (cirka 1000 km) relativt stela och monolitiska plattor.

3. Litosfäriska plattor rör sig i förhållande till varandra i horisontell riktning; Arten av dessa rörelser kan vara trefaldig:

a) spridning (spridning) med fyllning av det resulterande gapet med ny skorpa av oceanisk typ;

b) undertryck (subduktion) av en oceanisk platta under en kontinental eller oceanisk sådan med utseendet av en vulkanbåge eller ett marginalkontinentalt vulkaniskt-plutoniskt bälte ovanför subduktionszonen;

c) glidning av en platta i förhållande till en annan längs ett vertikalplan, den sk. transformera förkastningar tvärs axlarna för medianryggarna.

4. Rörelsen av litosfäriska plattor på ytan av astenosfären lyder Euler-satsen, som säger att rörelsen av konjugerade punkter på sfären sker längs cirklar ritade i förhållande till axeln som går genom jordens centrum; utgångspunkterna för axeln till ytan kallas rotationspoler, eller avslöjande.

5. På planetens skala som helhet kompenseras spridningen automatiskt genom subduktion, dvs hur mycket ny oceanisk skorpa föds under en given tidsperiod, samma mängd äldre oceanisk skorpa absorberas i subduktionszoner, på grund av vilket jordens volym förblir oförändrad.

6. Rörelsen av litosfäriska plattor sker under påverkan av konvektiva strömmar i manteln, inklusive astenosfären. Under axlarna för separationen av medianryggarna bildas stigande strömmar; de blir horisontella vid åsarnas periferi och sjunker ner i subduktionszoner vid havens kanter. Själva konvektionen orsakas av ackumulering av värme i jordens tarmar på grund av dess utsläpp under sönderfallet av naturligt radioaktiva element och isotoper.

Nya geologiska material på förekomsten av vertikala strömmar (strålar) av smält materia som stiger från själva kärnans gränser och manteln till jordytan utgjorde grunden för byggandet av en ny, s.k. "plym"-tektonik, eller plymhypoteser. Den är baserad på konceptet med intern (endogen) energi koncentrerad i mantelns nedre horisonter och i planetens yttre flytande kärna, vars reserver är praktiskt taget outtömliga. Högenergijetstrålar (plymer) penetrerar manteln och rusar i form av strömmar in i jordskorpan, och bestämmer därigenom alla egenskaper hos tektono-magmatisk aktivitet. Vissa anhängare av plymhypotesen är till och med benägna att tro att det är detta energiutbyte som ligger till grund för alla fysikalisk-kemiska omvandlingar och geologiska processer i planetens kropp.

PÅ senare tid Många forskare är alltmer benägna att tro att den ojämna fördelningen av jordens endogena energi, liksom periodiseringen av vissa exogena processer, styrs av yttre (kosmiska) faktorer i förhållande till planeten. Av dessa är uppenbarligen den mest effektiva kraften som direkt påverkar den geodynamiska utvecklingen och omvandlingen av jordens materia effekten av gravitationspåverkan från solen, månen och andra planeter, med hänsyn tagen till tröghetskrafterna från jordens rotation runt dess axeln och dess omloppsrörelse. Baserat på detta postulat begreppet centrifugal planetariska kvarnar gör det för det första möjligt att ge en logisk förklaring av mekanismen för kontinentaldrift, och för det andra att bestämma huvudriktningarna för sublitosfäriska flöden.

Litosfärens rörelser.

Samspelet mellan jordskorpan och den övre manteln är orsaken till djupa tektoniska rörelser exciterade av planetens rotation, termisk konvektion eller gravitationsdifferentiering av mantelsubstansen (långsam sänkning av tyngre element djupt in i och höjning av lättare uppåt) , zonen för deras utseende till ett djup av cirka 700 km namngavs tektonosfären.

Det finns flera klassificeringar av tektoniska rörelser, som var och en reflekterar en av sidorna - orientering (vertikal, horisontell), plats för manifestation (yta, djup), etc.

Ur en geografisk synvinkel tycks uppdelningen av tektoniska rörelser i oscillerande (epeirogen) och veckning (orogen) vara framgångsrik.

Väsen epirogena rörelser kommer ner till det faktum att enorma områden av litosfären upplever långsamma höjningar eller sättningar, är väsentligen vertikala, djupa, deras manifestation åtföljs inte av plötslig förändring ursprunglig förekomst av stenar.

För bildandet av moderna landskap var oscillerande rörelser från det senaste geologiska förflutna - neogen- och kvartärperioden - av stor betydelse. De fick namnet nyligen eller neotektonisk. Omfånget av neotektoniska rörelser är mycket betydande. I Tien Shan-bergen, till exempel, når deras amplitud 12-15 km, och utan neotektoniska rörelser skulle en peneplain existera i platsen för detta höga bergiga land - nästan en slätt som uppstod på platsen för de förstörda bergen. På slätterna är amplituden av neotektoniska rörelser mycket mindre, men även här är många landformer - högland och lågland, läget för vattendelar och floddalar - förknippade med neotektonik.

Den senaste tektoniken manifesterar sig också för närvarande. Hastigheten hos moderna tektoniska rörelser mäts i millimeter, mindre ofta i de första centimeterna (i bergen). På den ryska slätten maximala hastigheter höjningar på upp till 10 mm per år är etablerade för Donbass och nordost om Dnepr Upland, maximal sättning, upp till 11,8 mm per år, i Pechora Lowland.

Konsekvenserna av epirogena rörelser är:

1. Omfördelning av förhållandet mellan land- och havsområden (regression, överskridande) Den långsamma övergången av havet till branta kuster åtföljs av utvecklingen skrovlig(nötning - avskärning av kusten av havet) av ytan och nötningslisten som begränsar den från landsidan.

2. På grund av det faktum att fluktuationerna i jordskorpan uppstår vid olika punkter eller med olika tecken, eller med olika intensitet - själva utseendet på jordens yta förändras. Oftast skapar höjningar eller sättningar, som täcker stora områden, stora vågor på den: under höjningar, enorma kupoler; under sättningar, skålar och enorma fördjupningar.

Fällningsrörelser- rörelser av jordskorpan, som ett resultat av vilka veck bildas, d.v.s. vågig böjning av lager av varierande komplexitet. De skiljer sig från oscillerande (epeirogena) i ett antal väsentliga egenskaper: de är episodiska i tiden, i motsats till oscillerande, som aldrig slutar; de är inte allestädes närvarande och varje gång är begränsade till en relativt begränsade områden jordskorpan; Under mycket stora tidsintervall går emellertid vikningsrörelser snabbare än oscillerande och åtföljs av hög magmatisk aktivitet. I veckningsprocesserna går rörelsen av jordskorpans materia alltid i två riktningar: horisontellt och vertikalt, d.v.s. tangentiellt och radiellt. Konsekvensen av tangentiell rörelse är bildandet av veck, överstötningar etc.

Oscillerande och vikningsrörelser är två extrema former av en enda process av jordskorpans rörelse. Oscillerande rörelser är primära, universella, ibland, med vissa villkor och i vissa områden utvecklas de till orogena rörelser: veckning sker i upplyfta områden.

Det mest karakteristiska yttre uttrycket för de komplexa processerna för rörelsen av jordskorpan är bildandet av berg, bergskedjor och bergiga länder. Dessa två fall är de mest karakteristiska och motsvarar de två huvudtyperna av bergiga länder: typ av vikta berg(Alperna, Kaukasus, Cordillera, Anderna) och typ av blockiga berg(Tien Shan, Altai).

Jorden består av många kemiska grundämnen - syre, kväve, kisel, järn, etc. När de kombineras bildar de kemiska grundämnena mineraler. Totalt finns det cirka 2650 mineraler i naturen, som bildar 3780 mineralsorter (tabell 4). För deras definition och studie är fysikaliska egenskaper av stor betydelse, som inkluderar utseendet på kristaller, briljans, färg på mineralet, färg på mineralegenskapen, transparens, hårdhet, klyvning, fraktur och specifik vikt.

Tabell 4

Kristallkemiska clarks (genomsnittliga innehåll) av mineralfördelningar i naturen

Klassificeringsgrupp för mineralet	Procent mineraler given grupper	Main formuleringar mineraler	FRÅN ungefärlig redovisning kemisk olika sorter mineraler
1. Infödd
2. Sulfider
3. Kromater (kromspineller)
4. Tungstater och molybdater

6. Silikater
7. Fosfater
8. Nitrater
9. Sulfater
10. Halider
11. Yodates
12. Borates
13. Karbonater
14. Organiska föreningar

I utseende särskiljs kristaller med isometriska former, långsträckta i en eller två riktningar.

Mineralernas briljans är uppdelad i glas, diamant, semi-metallic, metallisk, oljig, vaxartad, matt. Hos gruvarbetaren

fiske med en parallellfibrös struktur har en silkeslen glans (asbest, selenit, tigeröga), genomskinliga mineraler med en skiktad kristallstruktur - pärlemor-glans (muskovit, gips, talk, etc.).

Färgen på mineraler är en av de viktigaste egenskaperna för att diagnostisera mineraler. Termen "linjefärg" hänvisar till färgen på ett fint pulver av ett mineral, om det dras över den matta ytan på en porslinsplatta.

Transparens är egenskapen hos ett ämne att släppa igenom ljus. Enligt den särskiljs transparenta, genomskinliga och ogenomskinliga mineraler.

För att bedöma hårdheten antogs Mohs-skalan, representerad av tio mineraler, som var och en repar alla föregående med sin skarpa ände: talk - gips - kalcit - fluorit - apatit - ortoklas - kvarts - topas - korund - diamant.

Klyvning är förmågan hos kristaller att delas eller delas längs vissa kristallografiska plan parallellt med verkliga eller möjliga ytor. En femstegs klyvningsskala används här: mycket perfekt, perfekt, medium, imperfekt, mycket imperfekt, förvandlas till en konkoidal fraktur, som den i tjockt glas.

Mineralernas specifika vikt varierar från små värden (2,1-2,5 t/m 3 för halit) till mycket höga värden (23 t/m 3 för osmiskt iridium).

Till exempel har kvarts (8102) en prismatisk kristallform, glasartad lyster, ingen klyvning, konkoidal fraktur, hårdhet 7 punkter, specifik vikt 2,65 g/cm 3 , har inga egenskaper på grund av sin höga hårdhet; halit (nr C1) har en kubisk kristallform, hårdhet 2 punkter, specifik vikt 2,1 g/cm 3, glasglans, vit färg, linjefärgen är också vit, perfekt klyvning, salt smak osv.

De flesta mineraler har kristallstruktur. Formen på kristallen för ett givet mineral är alltid konstant. Till exempel har kvartskristaller formen av ett prisma, halit har formen av en kub, etc. Storleken på mineraler varierar från mikroskopiska till gigantiska. Så på ön Madagaskar hittades en beryllkristall som var 8 m lång och 3 m i tvärsnitt och väger nästan 400 ton.

Volumetrisk separation av jordens mineraler. Mineraler efter ursprung delas in i magmatiskt, sedimentärt, metamorft, metasomatiskt, kontaktpneumatolytiskt och pneumatolytiskt, hydrotermiskt, exogent väder, organogent ursprung. Fördelningen av bergbildande mineral i jordskorpan motsvarar förhållandet mellan bergarternas huvudgrupper (tabell 5). I jordskorpan är cirka 40-50 mineraler vanligast, som kallas stenbildande.

Existera olika klassificeringar mineraler: efter ursprung, kristallform etc. Men högsta värde för användning

Mineraler för industriella ändamål har sin kemiska klassificering. Mest av mineraler består av två eller flera kemiska grundämnen. Vissa mineraler bildas av ett kemiskt element. Innehållet av kemiska grundämnen i ett mineral kan hittas av dess kemiska formel.

Tabell 5

Fördelning av stenbildande mineral i jordskorpan

Termin "litosfären" har använts inom vetenskapen sedan mitten av 1800-talet, men det fick sin moderna betydelse för mindre än ett halvt sekel sedan. Även i den geologiska ordboken för 1955 års upplaga sägs det: litosfären- samma som jordskorpan. I ordboksutgåvan från 1973 och senare: litosfären... i modern mening, inkluderar jordskorpan ... och stel den övre delen av den övre manteln Jorden. Övre mantel är en geologisk term för ett mycket stort lager; den övre manteln har en tjocklek på upp till 500, enligt vissa klassificeringar - över 900 km, och litosfären inkluderar endast de övre från flera tiotal till tvåhundra kilometer.

Litosfären är det yttre skalet på den "fasta" jorden, belägen under atmosfären och hydrosfären ovanför astenosfären. Tjockleken på litosfären varierar från 50 km (under haven) till 100 km (under kontinenterna). Den består av jordskorpan och substratet, som är en del av den övre manteln. Gränsen mellan jordskorpan och substratet är Mohorovichic-ytan, när man korsar den från topp till botten, ökar hastigheten för longitudinella seismiska vågor abrupt. Litosfärens rumsliga (horisontella) struktur representeras av dess stora block - den så kallade. litosfäriska plattor separerade från varandra genom djupa tektoniska förkastningar. Litosfäriska plattor rör sig i horisontell riktning med en medelhastighet på 5-10 cm per år.

Jordskorpans struktur och tjocklek är inte densamma: den delen av den, som kan kallas fastlandet, har tre lager (sedimentär, granit och basalt) och en genomsnittlig tjocklek på cirka 35 km. Under haven är dess struktur enklare (två lager: sedimentär och basalt), den genomsnittliga tjockleken är cirka 8 km. Övergångstyper av jordskorpan urskiljs också (se avsnitt 3).

Inom vetenskapen har åsikten starkt förankrat att jordskorpan i den form den existerar är ett derivat av manteln. Genom den geologiska historien har en riktad irreversibel process av anrikning av jordens yta med materia från jordens inre ägt rum. Tre huvudtyper av stenar deltar i jordskorpans struktur: magmatisk, sedimentär och metamorf.

Metamorfa bergarter bildas som ett resultat av omvandlingen av bergarter av ett annat ursprung (magmatiska, sedimentära) under påverkan av olika faktorer: hög temperatur och tryck i tarmarna, kontakt med bergarter av en annan kemisk sammansättning, etc. (gnejser, kristallina skiffer, marmor, etc.).

Det mesta av jordskorpans volym upptas av kristallina bergarter av magmatiskt och metamorft ursprung (cirka 90%). Men för det geografiska skalet är rollen som ett tunt och diskontinuerligt sedimentärt lager mer betydande, som på större delen av jordens yta är i direkt kontakt med vatten, luft, tar en aktiv del i geografiska processer (tjocklek - 2,2 km: från 12 km i dalar, upp till 400 - 500 m i havsbotten). De vanligaste är leror och skiffer, sand och sandsten, karbonatstenar. En viktig roll i det geografiska höljet spelas av löss och lössliknande lerjordar, som bildar ytan av jordskorpan i de icke-glaciala områdena på norra halvklotet.

I jordskorpan - den övre delen av litosfären - hittades 90 kemiska grundämnen, men endast 8 av dem är utbredda och står för 97,2%. Enligt A.E. Fersman, de är fördelade enligt följande: syre - 49%, kisel - 26, aluminium - 7,5, järn - 4,2, kalcium - 3,3, natrium - 2,4, kalium - 2,4, magnesium - 2, fyra%.

Jordskorpan är uppdelad i separata geologiskt ojämnt åldrade, mer eller mindre aktiva (dynamiskt och seismiskt) block, som utsätts för ständiga rörelser, både vertikala och horisontella. Stora (flera tusen kilometer breda), relativt stabila block av jordskorpan med låg seismicitet och svagt dissekerad relief kallas plattformar ( plat- platt, form- form (fr.). De har en kristallin vikt källare och ett sedimentärt täcke av olika åldrar. Beroende på ålder är plattformarna indelade i forntida (prekambrisk ålder) och unga (paleozoikum och mesozoikum). De gamla plattformarna är kärnorna i moderna kontinenter, vars allmänna lyftning åtföljdes av en snabbare uppgång eller fall av deras individuella strukturer (sköldar och plattor).

Substratet för den övre manteln, som ligger på astenosfären, är en slags stel plattform på vilken jordskorpan bildades under jordens geologiska utveckling. Ämnet i astenosfären kännetecknas tydligen av låg viskositet och upplever långsamma förskjutningar (strömmar), som förmodligen är orsaken till vertikala och horisontella rörelser av litosfäriska block. De är i en position av isostasi, vilket innebär deras ömsesidiga balansering: uppkomsten av vissa områden orsakar sänkning av andra.

Litosfären är det yttre solida skalet på jorden, inklusive jordskorpan och den övre delen av manteln. Litosfären inkluderar sedimentära, magmatiska och metamorfa bergarter.

Litosfärens nedre gräns är suddig och bestäms av en minskning av mediets viskositet, hastigheten för seismiska vågor och en ökning av värmeledningsförmågan. Litosfären täcker jordskorpan och den övre delen av manteln flera tiotals kilometer tjocka till astenosfären, där plasticiteten hos stenar förändras. De huvudsakliga metoderna för att bestämma gränsen mellan den övre gränsen av litosfären och astenosfären är magnetotelluriska och seismologiska.

Tjockleken på litosfären under haven sträcker sig från 5 till 100 km ( maximalt värde i havens periferi, minimum - under Mid-ocean-ryggarna), under kontinenterna - 25-200 km (maximalt - under antika plattformar, minimum - under relativt unga bergskedjor, vulkaniska bågar). Strukturen av litosfären under haven och kontinenterna har betydande skillnader. Under kontinenterna i litosfärens jordskorpa särskiljs sedimentära, granit- och basaltskikt, vars tjocklek som helhet når 80 km. Under haven har jordskorpan upprepade gånger genomgått partiella smältningsprocesser under bildandet av oceanskorpan. Därför är den utarmad i smältbara sällsynta föreningar, saknar ett granitskikt och dess tjocklek är mycket mindre än den kontinentala delen av jordskorpan. Tjockleken på astenosfären (ett lager av mjukgjorda, degiga stenar) är cirka 100-150 km.

Bildning av atmosfären, hydrosfären och jordskorpan

Bildandet inträffade under frigörandet av ämnen från det övre lagret av manteln på den unga jorden. För närvarande fortsätter bildandet av jordskorpan på havsbotten i de mellersta åsarna, vilket åtföljs av frigörande av gaser och små volymer vatten. Syre finns i höga koncentrationer i sammansättningen av den moderna jordskorpan, följt av kisel och aluminium i procent. I grund och botten bildas litosfären av föreningar som kiseldioxid, silikater, aluminosilikater. Kristallina ämnen av magmatiskt ursprung deltog i bildandet av större delen av litosfären. De bildades under avkylningen av magma som kom till jordens yta, som finns i planetens tarmar i smält tillstånd.

I kalla regioner är litosfärens tjocklek störst, och i varma regioner är den minst. Litosfärens tjocklek kan öka med en allmän minskning av värmeflödestätheten. Det övre skiktet av litosfären är elastiskt, och det undre skiktet är plast när det gäller typen av reaktion på ständigt verkande belastningar. I tektoniskt aktiva områden av litosfären urskiljs horisonter med reducerad viskositet, där seismiska vågor färdas med lägre hastighet. Enligt forskare, enligt dessa horisonter, "glider" vissa lager i förhållande till andra. Detta fenomen kallas skiktning av litosfären. I litosfärens struktur urskiljs rörliga områden (vikta bälten) och relativt stabila områden (plattformar). Block av litosfären (litosfäriska plattor) rör sig längs den relativt plastiska astenosfären och når storlekar från 1 till 10 tusen kilometer i diameter. För närvarande är litosfären uppdelad i sju huvudplattor och ett antal små plattor. Gränserna som skiljer plattorna från varandra är zonerna med maximal vulkanisk och seismisk aktivitet.

Litosfären är det yttre särskilt starka skalet på planeten jorden, huvudsakligen från fast materia. För första gången definierades begreppet "litosfär" av vetenskapsmannen J. Burrell. Fram till 60-talet av förra seklet var termen "jordskorpan" en synonym för litosfären, man trodde att detta var samma koncept. Men därefter visade forskare att litosfären också inkluderar det övre lagret av manteln, som har en tjocklek på flera tiotals kilometer. Det kännetecknas av en minskning av markens viskositet och en ökning av den elektriska ledningsförmågan hos mineraler. Denna omständighet gjorde det möjligt att överväga att litosfären är ganska komplex i sammansättning och struktur av jordens skal.

I litosfärens struktur kan både relativt mobila plattformar och stabila regioner urskiljas. Samspelet mellan levande och mineraliskt material utförs på ytan, d.v.s. i jorden. Efter nedbrytning av organismer förvandlas resterna till ett tillstånd av humus (chernozem). Jordens sammansättning består huvudsakligen av mineraler, levande varelser, gaser, vatten och ämnen av organisk natur. Från mineralerna som utgör litosfären bildas bergarter, såsom:

vulkanisk;
Sedimentär;
metamorfiska stenar.

Cirka 96% av litosfärens struktur består av stenar. I sin tur kan följande mineral urskiljas i bergarternas sammansättning: granit, dirit och diffusiva ämnen utgör 20,8 % av den totala sammansättningen, medan gabbrobasalter utgör 50,34 %. Skiffer står för 16,9 %, resten är sedimentära bergarter som skiffer och sand.

PÅ kemisk sammansättning Litosfären kan delas in i följande element:

syre, det massfraktion i sammansättningen av jordens fasta skal var 49,13%;
Aluminium och kisel stod för 26 % vardera;
järn var 4,2%;
andelen kalcium i litosfären är endast 3,25 %;
natrium, magnesium, kalium stod för cirka 2,4 % vardera;
en obetydlig andel av strukturen bestod av sådana element som kol, titan, klor och väte, deras indikatorer varierade från 1 till 0,2%.

Jordskorpan består till största delen av olika mineraler som bildades med hjälp av magmatiska bergarter. olika former. Idag omfattar begreppet "jordskorpan" ett härdat lager av jordytan, beläget ovanför den seismiska gränsen. Som regel är gränsen på olika nivåer, där det finns skarpa fluktuationer i avläsningarna av seismiska vågor. Dessa vågor uppstår under olika typer av jordbävningar. Forskare särskiljer två typer av jordskorpan: kontinental och oceanisk.

kontinental skorpa upptar cirka 45 % av jordens yta, medan den har en högre kraft än havet. Under bergens tjocklek är dess längd 60-70 km. Skorpan består av basalt, granit och sedimentära lager.

oceanisk skorpa tunnare än kontinentala. Den består av ett basalt- och sedimentlager, manteln börjar under basaltlagret. Som regel har havsbottens topografi en komplex struktur. Förutom de vanliga landformerna urskiljs oceaniska åsar. Det är på dessa platser som bildandet av basaltlager från manteln äger rum. Lavaflöden bildas i förkastningspunkterna som passerar längs den centrala delen av åsen, som tjänar till att bilda basalt. I grund och botten stiger åsarna över havsbotten i flera tusen kilometer, på grund av detta anses revzonerna vara de mest instabila när det gäller seismiska indikatorer.

I jordens fasta skal observeras ständigt kemiska processer, under vilken förstörelsen av stenar sker. Dessa processer sker under inverkan av kraftiga fluktuationer i temperatur, vatten, syre och nederbörd. Av detta kan vi dra slutsatsen att den kemiska förändringen i jordskorpan är oupplösligt kopplad till andra inte mindre viktiga skal på jorden. Som regel sker kemiska reaktioner i litosfären under påverkan av komponenter i andra skal. De flesta processer sker med deltagande av vatten, mineraler, som kan fungera som komponenter för oxidation eller reduktion av kemiska reaktioner.

Kemiska reaktioner i marken

Jord är det översta lagret av litosfären väsentlig roll i samspelet mellan jordens alla skal. Det är livsmiljön för många levande varelser, vilket gör att vi kan betrakta litosfären som är oupplösligt kopplad till biosfären. Tack vare marken sker gasutbytet av atmosfären och jordskorpan, liksom atmosfären och hydrosfären. funktion kemiska reaktioner i marken finns möjligheten till samtidig förekomst av biologiska, fysikaliska och kemiska processer.
Grunden för alla kemiska reaktioner i marken är syre och vatten. Humusens struktur inkluderar mineraler som kvarts, lera och kalksten. karaktäristiskt drag jord som en del av litosfären är att den innehåller 92 kemiska grundämnen.