Литосфера планеты. Внутренняя структура Земли

С детства меня тянуло к новым знаниям как магнитом. Пока все знакомые при первой же возможности бежали во двор кататься на велосипеде и гонять мяч, я часами зачитывалась детскими энциклопедиями. В одной из них мне встретился ответ на вопрос, что такое литосфера. Об этом сейчас я и расскажу вам.

Как устроена планета и что такое литосфера

Представьте себе резиновый мяч-попрыгунчик. Он полностью сделан из одного вещества – то есть имеет однородную структуру.

Наша планета внутри совсем не однородна.

• В самом центре Земли находится плотное раскаленное ядро.
• За ним следует мантия.
• На поверхности планету, будто одеяло, укрывает земная кора.

Часть слоя мантии вместе с земной корой образуют литосферу – оболочку нашей планеты. На ней мы живем, по ней ходим и ездим на машинах, строим дома и сажаем растения.

Что такое литосферные плиты

Литосфера – это не целостная оболочка. Представьте себе теперь уже резиновый мяч, который разрезали и склеили заново. Каждый крупный кусочек такого мячика – это литосферная плита.

Границы плит очень условны , ведь они постоянно меняются, сдвигаются, сталкиваются – в общем, живут активной и насыщенной жизнью. Конечно, по нашим меркам они двигаются не слишком быстро – на пару-тройку сантиметров в год , ну максимум – на шесть. Но в масштабах планеты это все равно ведет к большим изменениям.

Прошлое литосферы

Геологам крайне интересно, как же развивалась планета. Они выяснили забавную закономерность: с определенной периодичностью все континенты собираются вместе , объединяясь в один, после чего расходятся снова . Будто группа друзей, которые встретились, посидели и снова разбежались по делам.

Сейчас планета находится в стадии разъединения , произошедшего после того, как единый континент Пангея разделился на кусочки.

Считается, что все они снова соберутся в единое целое - Пангею Ультиму - через 200 миллионов лет. Этому будут очень рады те, кто боится летать на самолетах – не надо будет пересекать океаны.

Правда, придется приготовиться к сильным изменениям климата . Британцам предстоит запасать теплые вещи – их откинет к Северному Полюсу. Жители Сибири же могут радоваться – им светит жизнь в субтропиках.

Полезно2 Не очень

Комментарии0

Впервые о строении нашей планеты я, как и все, узнал на уроках географии , однако, какого-либо интереса к этому я не испытывал. Действительно, на уроке скучно, так и тянет на улицу поиграть в футбол и все такое. Совсем по-другому обстояло дело когда я начал читать роман Жюля Верна «Путешествие к центру земли» . До сих пор вспоминаю свои впечатления от прочитанного.

Строение Земли

Проникнуть вглубь Земли для человека достаточно проблематично, поэтому изучение глубин ведется при помощи сейсмической аппаратуры . Как и ряд планет, входящих в земную группу , Земля имеет слоистое строение . Под корой расположена мантия , а центральную часть занимает ядро , состоящее из сплава железа и никеля . Каждый из слоев значительно отличается по своему строению и составу. За время существования нашей планеты более тяжелые породы и вещества уходили вглубь под действием силы тяжести, а более легкие оставались на поверхности . Радиус - расстояние от поверхности до центра, составляет более 6 тысяч километров .

Что такое литосфера

Этот термин впервые был применен в 1916 коду , и до середины прошлого века представлял собой синоним понятию «земная кора» . Уже после было доказано, что литосфера захватывает и верхние слои мантии в глубину до нескольких десятков километров. В строении выделяют как стабильные (неподвижные) области, так и подвижные (складчатые пояса) . Толщина этого слоя составляет от 5 до 250 километров . Под поверхностью океанов литосфера имеет минимальную толщину , а максимальная наблюдается в горных районах . Этот слой является единственным доступным для человека. В зависимости от расположения, под континентом или океаном, строение коры может различаться. Наибольшую площадь составляет океаническая кора, тогда как континентальная составляет 40%, но имеет более сложное строение. Наука выделяет три слоя:

• осадочный;
• гранитный;
• базальтовый.

В этих слоях встречаются самые древние породы , некоторые из которых имеют возраст до 2 миллиардов лет.

Толщина коры под океанами составляет от 5 до 10 километров. Наиболее тонкая кора наблюдается в центральных океанических районах. В океанической коре, подобно континентальной, выделяют 3 слоя:

• морские осадки;
• средний;
• океанический.

Упоминая океаническую кору , стоит отметить самое глубокое место мирового океана - Марианский желоб , расположенный в западной части Тихого океана . Глубина впадины свыше 11 километров . Наивысшей точкой литосферы можно считать самую высокую гору - Эверест , высота которой составляет 8848 метров над уровнем моря. Самая глубокая скважина , пробуренная в толще земной коры, уходит вглубь на 12262 метров . Она расположена на Кольском полуострове в 10 километрах западнее города Полярный , что в Мурманской области .

Сколько существует человечество, столько ведутся споры о том, какое строение имеет Земля . Порой выдвигались совершенно безумные теории . Из самых ярких можно отметить теорию о полой Земле , теорию о клеточной космогонии и теорию, согласно которой айсберги появляются из недр Земли , что совершенно невозможно себе представить. В продолжении теории о полой Земле, существует предположении о заселенном центре , якобы и там проживают люди :)

Полезно1 Не очень

Комментарии0

Я всегда очень любил изучать географию. В детстве мне было интересно узнать больше о Земле, по которой мы ходим ежедневно. Конечно, когда я понял, что внутри нашей планеты находится ядерный реактор, меня это мало порадовало. Однако, строение земного шара и без того очень захватывающее. Например, верхняя твердая часть земной поверхности.

Что собой представляет литосфера

Литосферой (с греч. - «каменный шар») называют оболочку земной поверхности, а точнее твердую ее часть. То есть, океаны, моря, и другие водоемы не являются литосферой. Однако, дно любого водного ресурса тоже принято считать твердой оболочкой. Из-за этого и колеблется толщина твердой коры. В морях и океанах она тоньше. На суше, особенно там, где возвышаются горы - толще.

Какая толщина у твердой части Земли

Но у литосферы есть предел, если копнуть в глубину, то следующим за литосферой шаром является мантия. Кроме земной коры, верхний и твердый покров мантии также входит в нижнюю часть литосферы. Но глубже в недрах земного шара второй слой размягчается, становится пластичнее. Вот такие участки и являются пределом твердой оболочки земли. Толщина колеблется от 5 до 120 километров.

Время разделило литосферу на части

Существует такое понятие, как литосферная плита. Вся твердая оболочка Земли раскололась на несколько десятков плит. Они имеют свойство медленно двигаться благодаря податливости мягкой части мантии. Интересно, что на стыках этих плит формируется, как правило, вулканическая и сейсмическая активность. Вот таких размеров самые крупные литосферные плиты.

• Тихоокеанская плита - 103 000 000 км².
• Северо-Американская плита - 75 900 000 км².
• Евразийская плита - 67 800 000 км².
• Африканская плита - 61 300 000 км².

Плиты могут быть континентальные и океанические. Отличаются они толщиной, океанические - намного тоньше.

Вот чем является та часть земного шара, где мы ходим, ездим, спим и существуем. Чем больше я узнаю об устройстве нашей планеты, тем больше меня удивляет и восхищает, как все глобально продумано и устроено.

Полезно0 Не очень

Комментарии0

После окончания школы я рассматривала геодезию как один из вариантов для дальнейшего обучения. Чтобы поступить на инженерную специальность, помимо математики требовалась география, поэтому я усердно готовилась к сдаче вступительных экзаменов. Одной из тем, которая мне хорошо тогда запомнилась, была структура Земли - это очень интересный раздел, который повествует об устройстве нашей планеты.

Земная кора или литосфера

Представьте себе обыкновенное куриное яйцо. Оно, как и Земля имеет твердую оболочку (скорлупу) снаружи, жидкий белок внутри и в самом центре - желток. Мне это немного напоминает упрощенное строение Земли. Но вернусь к литосфере.

Твердая оболочка планеты похожа на яичную скорлупу тем, что она очень тонкая и легкая. Земная кора - это лишь 1% от всей массы Земли и в отличие от скорлупы литосфера не обладает целостной структурой: земная кора состоит из плит, дрейфующих по расплавленному магматическому слою.

За один календарный год материки смещаются на 7 см.

Этим объясняются частые землетрясения и извержения вулканов, которым подвержены территории расположенные вблизи стыков литосферных плит.

Причина тонкости литосферы

Чтобы понять, почему литосфера приняла ту форму, в которой мы её знаем, нужно обратиться к истории Земли.

4 млрд лет назад основой для нашей планеты послужил астероид изо льда. Он вращался вокруг Солнца в гигантском облаке космического мусора, который «прилипал» к нему.

Вскоре Земля стала массивной и весь её вес начал давить на внутренние слои так сильно, что они расплавились.

Плавление привело к таким последствиям:

• на поверхность поднялся водяной пар;
• из недр вышли газы;
• сформировалась атмосфера.

Из-за земного тяготения пар и газы не смогли уйти в космос.

В атмосфере оказалось невероятное количество водяного пара, который обрушился из облаков на кипящую магму. Под воздействием осадков магма охлаждалась и окаменевала.

Новоиспеченные куски земной коры сталкивались друг с другом и сминались - появились материки, а в местах понижений скопилась вода, которая сформировала Мировой океан.

Полезно0 Не очень

Комментарии0

В моем понимании литосфера – наша среда обитания, наш дом, благодаря которому обеспечивается существование всего живого. Я считаю, что литосфера - это важнейший ресурсный потенциал Земли . Только представьте, сколько запасов различных полезных ископаемых она содержит!

Что такое литосфера с научной точки зрения

Литосфера – твердая, но в тоже время очень хрупкая оболочка нашей планеты. Наружная ее часть граничит с гидросферой и атмосферой. Она состоит из земной коры и верхней части мантии.

Кора делится на два типа – океанический и континентальный. Океаническая – молодая, она относительно небольшой толщины. Она совершает постоянные колебания в горизонтальном направлении. Континентальный или, как его еще называют, материковый слой намного толще.

Строение земной коры

Существует два основных типа участков коры: относительно неподвижные платформы и подвижные области. Из-за движения плит возникают землетрясения, цунами и прочие опасные природные явления. Изучает эти процессы раздел науки – тектоника . Благодаря тому, что я живу в относительно неподвижной центральной части Европейской равнины, мне посчастливилось ни разу в жизни не увидеть разрушительную силу землетрясений воочию.

Давайте теперь перейдем непосредственно к строению.

Континентальная кора имеет в составе три основных слоя, расположенных пластами:

• Осадочный. Поверхностный слой, по которому мы с вами ходим. Толщина его достигает до 20 км.
• Гранитный. Образуют его магматические породы. Его толща составляет 10-40 км.
• Базальтовый. Массивный слой магматического происхождения толщиной 15-35 км.

Из чего состоит земная кора

Удивительно, но земная кора, кажущаяся нам такой мощной и толстой, состоит из относительно легких по массе веществ. В ее составе насчитывается около 90 различных элементов .

В состав осадочного слоя входят:

• глина;
• глинистые сланцы;
• песчаники;
• карбонаты;
• вулканические породы;
• каменный уголь.

Прочие элементы:

• кислород (50% от всей коры);
• кремний (25%);
• железо;
• калий;
• кальций и т.д.

Как мы видим, литосфера – очень сложная структура. Неудивительно, что она еще не полностью изучена.

Мне всегда было интересно докапываться до сути. Поэтому в детстве я совершенно не могла понять, как это древние «грамотеи» утверждали, что земля стоит на слонах, черепахах и прочей живности, не проверив этот факт. А после того как я увидела картинки со стекающими с края земли морями, решила основательно разобраться в вопросе устройства родной планеты.

Что такое литосфера

Это та самая «земля», которая этаким блинчиком располагалась на спинах трёх китов (в представлении древних «учёных»), то есть твёрдая оболочка планеты . На ней мы строим дома и выращиваем посевы, на её поверхности бушуют океаны, возвышаются горы и это она трясётся, когда происходит землетрясение. И хоть при слове «оболочка» представляется что-то цельное и монолитное, но, тем не менее, литосфера состоит из отдельных кусочков - литосферных плит, медленно дрейфующих по раскалённой мантии.

Литосферные плиты

Как льдины в реке, литосферные плиты плывут, постоянно сталкиваясь друг с другом или наоборот разъезжаясь в разные стороны . А надо заметить, плиточки - ни чего себе так, большие (90% поверхности Земли состоит всего из 13 таких плит ).

Самые крупные из них:

• Тихоокеанская плита - 103300000 квадратных км;
• Северо-Американская - 75900000;
• Евразийская - 67800000;
• Африканская - 61300000;
• Антарктическая - 60900000.

Естественно когда такие махины сталкиваются, это не может не закончиться чем-то грандиозным. Правда, происходить это будет очень-очень медленно, так как скорость движения литосферных плит составляет от 1 до 6 см/год.

Если одна плита упирается в другую и начинает медленно наползать на неё или обе не желают уступать , образуются горы (иногда очень высокие). А в том месте, где одна «корка» земли ушла вниз может возникнуть глубокий жёлоб.

Если плиты наоборот поссорились и удаляются друг от друга - в образовавшуюся прореху начинает поступать магма, образуя небольшие хребты.

А бывает и так, что плиты и не сталкиваются, и не разбегаются, а просто трутся боками друг о друга, как кот о ногу.

Тогда в земле появляется очень глубокая длинная трещина, и к сожалению могут происходить сильные землетрясения, что наглядно демонстрирует разлом Сан-Андреас в сейсмически неустойчивой Калифорнии.

Полезно0 Не очень

Литосфера - внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических пород. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25- 200 и 5-100км.
Рассмотрим в общем виде геологическое строение Земли. Третья за отдаленностью от Солнца планета - Земля имеет радиус 6370 км, среднюю плотность- 5,5 г/см3 и состоит из трех оболочек - коры, мантии и ядра. Мантия и ядро делятся на внутренние и внешние части.

Земная кора — тонкая верхняя оболочка Земли, которая имеет толщину на континентах 40-80 км, под океанами - 5-10 км и составляет всего около 1 % массы Земли. Восемь элементов - кислород, кремний, водород, алюминий, железо, магний, кальций, натрий - образовывают 99,5 % земной коры. На континентах кора трехслойная: осадо

чные породы укрывают гранитные, а гранитные залегают на базальтовых. Под океанами кора «океанического», двухслойного типа; осадочные породы залегают просто на базальтах, гранитного пласта нет. Различают также переходный тип земной коры (островно-дуговые зоны на окраинах океанов и некоторые участки на материках, например Черное море). Наибольшую толщину земная кора имеет в горных районах (под Гималаями — свыше 75 км), среднюю - в районах платформ (под Западно-Сибирской низиной - 35-40, в границах Русской платформы - 30-35), а наименьшую- в центральных районах океанов (5-7 км). Преобладающая часть земной поверхности - это равнины континентов и океанического дна. Континенты окружены шельфом- мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной близко 80 км, которая после резкого обрывчастого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, подавляющее большинство которых расположенная на северной и западной окраинах Тихого океана.

Основная часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95 %), среди которых на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах-базальты.

Актуальность экологического изучения литосферы обусловленная тем, что литосфера есть средой всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов антропогенной деятельности (составных природной среды), через значительные изменения которого развивается глобальный экологический кризис. В верхней части континентальной земной коры развиты грунты, значение которых для человека тяжело переоценить. Грунты — органо-минеральный продукт многолетней (сотни и тысячи лет) общей деятельности живых организмов, воды, воздуха, солнечного тепла и света есть одними из важнейших природных ресурсов. В зависимости от климатических и геолого-географических условий грунты имеют толщину от 15-25 см до 2-3 м.

Грунты возникли вместе с живым веществом и развивались под влиянием деятельности растений, животных и микроорганизмов, пока не стали очень ценным для человека плодородным субстратом. Основная масса организмов и микроорганизмов литосферы сосредоточенная в грунтах, па глубине не большее нескольких метров. Современные грунты являются трехфазной системой (разнозернистые твердые частицы, вода и газы, растворенные в воде, и порах), которая состоит из смеси минеральных частиц (продукты разрушения горных пород), органических веществ (продукты жизнедеятельности биоты ее микроорганизмов и грибов). Грунты играют огромную роль в кругообороте воды, веществ и углекислого газа.

С разными породами земной коры, как и с ее тектоническими структурами, связанные разные полезные ископаемые: горючие, металлические, строительные, а также такие, что есть сырьем для химической и пищевой промышленности.

В границах литосферы периодически происходили и происходят грозные экологические процессы (сдвиги, сели, обвалы, эрозия), которые имеют огромное значение для формирования экологических ситуаций в определенном регионе планеты, а иногда приводят к глобальным экологическим катастрофам.

Глубинные толщи литосферы, которые исследуют геофизическими методами, имеют довольно сложную и еще недостаточно изученное строение, так же, как мантия и ядро Земли. Но уже известно, что с глубиной плотность пород возрастает, и если на поверхности она составляет в среднему 2,3-2,7 г/см3, то на глубине близко 400 км — 3,5 г/см3, а на глубине 2900 км (граница мантии и внешнего ядра) — 5,6 г/см3. В центре ядра, где давление достигает 3,5 тыс. т/см2, она увеличивается до 13-17 г/см3. Установлен также и характер возрастания глубинной температуры Земли. На глубине 100 км она составляет приблизительно 1300 К, на глубине близко 3000 км -4800, а в центре земного ядра - 6900 К.

Преобладающая часть вещества Земли находится в твердом состоянии, но на границе земной коры и верхней мантии (глубины 100-150 км) залегает толща смягченных, тестообразных горных пород. Эта толща (100-150 км) называется астеносферой. Геофизики считают, что в разреженном состоянии могут находиться и другие участки Земли (за счет разуплотнения, активного радиораспада пород и т.п.), в частности — зона внешнего ядра. Внутреннее ядро находится в металлической фазе, но относительно его вещественного состава единоого мнения на сегодня нет.

Общая характеристика литосферы.

Термин "литосфера" был предложен в 1916 году Дж. Барреллом и вплоть до 60-х гг. двадцатого столетия выступал синонимом земной коры. Затем было доказано, что в состав литосферы входят также и верхние слои мантии мощностью до нескольких десятков километров.

В строении литосферы выделяются подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Мощность литосферы варьируется от 5 до 200 км. Под континентами толщина литосферы меняется от 25 км под молодыми горами, вулканическими дугами и континентальными рифтовыми зонами до 200 и более километров под щитами древних платформ. Под океанами литосфера более тонкая и достигает минимальной отметки в 5 км под срединно-океаническими хребтами , на периферии океана, постепенно утолщаясь, доходит до 100-километровой толщины. Наибольшей мощности литосфера достигает в наименее прогретых областях, наименьшей – в наиболее жарких.

По реакции на длительно действующие нагрузки в литосфере принято выделять верхний упругий и нижний пластичный слой . Также на разных уровнях в тектонически активных областях литосферы прослеживаются горизонты относительно пониженной вязкости, для которых характерны пониженные скорости сейсмических волн. Геологи не исключают возможности проскальзывания по этим горизонтам одних слоёв относительно других. Это явление получило название расслоенности литосферы.

Наиболее крупными элементами литосферы являются литосферные плиты с размерами в поперечнике 1–10 тыс. км. В настоящее время литосфера разделена на семь главных и несколько малых плит. Границы между плитами проводятся вдоль зон наибольшей сейсмической и вулканической активности.

Границы литосферы.

Верхняя часть литосферы граничит с атмосферой и гидросферой . Атмосфера, гидросфера и верхний слой литосферы находятся в прочной взаимосвязи и частично проникают друг в друга.

Нижняя граница литосферы располагается над астеносферой – слоем пониженной твёрдости, прочности и вязкости в верхней мантии Земли . Граница между литосферой и астеносферой нерезкая – переход литосферы в астеносферу характеризуется уменьшением вязкости, изменением скорости сейсмических волн и увеличением электропроводности. Все эти изменения происходят вследствие повышения температуры и частичного плавления вещества. Отсюда и основные методы определения нижней границы литосферы – сейсмологический и магнитотеллурический .

) и жесткую верхнюю часть мантии. Слои литосферы отделены друг от друга границей Мохоровича . Рассмотрим подробнее части, на которые разделена литосфера.

Земная кора. Строение и состав.

Земная кора – часть литосферы, самая верхняя из твердых оболочек Земли. На долю земной коры приходится 1% от общей массы Земли (см. Физические характеристики Земли в цифрах).

Строение земной коры различается на континентах и под океанами, а также в переходных областях.

Материковая земная кора имеет толщину 35-45 км, в горных областях до 80 км. Например, под Гималаями - свыше 75 км, под Западно-Сибирской низиной – 35-40 км, под Русской платформой – 30-35.

Материковая земная кора делится на слои:

- Осадочный слой – слой, покрывающий верхнюю часть континентальной земной коры. Состоит из осадочных и вулканических горных пород. Местами (преимущественно на щитах древних платформ) осадочный слой отсутствует.

- Гранитный слой – условное название для слоя, где скорость распространения продольных сейсмических волн не превышает 6,4 км/сек. Состоит из гранитов и гнейсов - метаморфических горных пород, главными минералами которых являются плагиоклаз, кварц и калиевый полевой шпат.

- Базальтовый слой - условное название для слоя, где скорость распространения продольных сейсмических волн находится в диапазоне 6,4 - 7,6 км/сек. Сложен базальтами, габбро (магматическая интрузивная горная порода основного состава) и очень сильно метаморфизованными осадочными породами.

Слои материковой земной коры могут быть смяты, разорваны и смещены по линии разрыва. Гранитный и базальтовый слои часто разделены поверхностью Конрада , которая характеризуется резким скачком скорости сейсмических волн.

Океаническая земная кора имеет толщину 5-10 км. Наименьшая толщина характерна для центральных районов океанов.

Океаническая земная кора делится на 3 слоя :

- Слой морских осадков – толщина менее 1 км. Местами отсутствует вовсе.

- Средний слой или «второй» - слой со скоростью распространения продольных сейсмических волн от 4 до 6 км/сек – толщина от 1 до 2,5 км. Состоит из серпентина и базальта, возможно, с примесью осадочных пород.

- Самый нижний слой или «океанический» – скорость распространения продольных сейсмических волн находится в диапазоне 6,4-7,0 км/сек. Сложен из габбро.

Выделяют также переходный тип земной коры . Он характерен для островно-дуговых зон на окраинах океанов, а также для некоторых участков материков, например, в районе Черного моря.

Земная поверхность в основном представлена равнинами континентов и океанического дна. Континенты окружены шельфом - мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной около 80 км, которая после резкого обрывчатого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, расположенные в основном в северной и западной частях Тихого океана.

Граница (поверхность) Мохоровичича

Нижняя граница земной коры проходит по границе (поверхности) Мохоровичича – зоне, в которой происходит резкий скачок скоростей сейсмических волн. Продольных с 6,7-7,6 км/сек до 7,9-8,2 км/сек., а поперечных – с 3,6-4,2 км/сек до 4,4-4,7 км/сек.

Для этой же области характерно резкое увеличение плотности вещества – с 2,9-3 до 3,1-3,5 т/м³. То есть на границе Мохоровичича менее упругий материал земной коры заменяется более упругим веществом верхней мантии.

Наличие поверхности Мохоровичича установлено для всего Земного шара на глубине 5-70 км. По всей видимости, данная граница разделяет слои с разным химическим составом.

Поверхность Мохоровичича повторяет рельеф земной поверхности, являясь его зеркальным отражением. Под океанами она выше, под континентами – ниже.

Поверхность (граница) Мохоровичича (сокращенно Мохо) открыта в 1909 году хорватским геофизиком и сейсмологом Андреем Мохоровичичем и названа в его честь.

Верхняя мантия

Верхняя мантия – нижняя часть литосферы, находящаяся под земной корой. Другое название верхней мантии – субстрат.

Скорость распространения продольных сейсмических волн около 8 км/сек.

Нижняя граница верхней мантии проходит на глубине 900 км (при делении мантии на верхнюю и нижнюю) или на глубине 400 км (при делении ее на верхнюю, среднюю и нижнюю).

Относительно состава верхней мантии однозначного ответа нет. Одни исследователи на основании изучения ксенолитов полагают, что верхняя мантия имеет оливин-пироксеновый состав. Другие считают, что вещество верхней мантии представлено гранатовыми перидотитами с примесью в верхней части эклогита.

Верхняя мантия не однородна по составу и строению. В ней наблюдаются зоны пониженных скоростей сейсмических волн, также наблюдаются различия в строении под разными тектоническими зонами.

Изостазия.

Явление изостазии было обнаружено при изучении силы тяжести у подножия горных массивов. Ранее считалось, что такие массивные сооружения, как, например, Гималаи, должны увеличивать силу притяжения Земли. Однако исследования, проведенные в середине 19 века, опровергли эту теорию – сила тяжести на поверхности всей земной поверхности остается одинаковой.

Было установлено, что крупные неровности рельефа компенсируются, уравновешиваются чем-то на глубине. Чем мощнее участок земной коры, тем глубже он погружен в вещество верхней мантии.

На основании сделанных открытий, ученые пришли к выводу, что земная кора стремится к уравновешенности за счет мантии. Это явления получило название изостазии .

Изостазия иногда может нарушиться из-за действия тектонических сил, но со временем земная кора все равно возвращается к равновесию.

На основе гравиметрических исследований было доказано, что большая часть земной поверхности находится в состоянии равновесия. Изучением явления изостазии на территории бывшего СССР занимался М.Е.Артемьев.

Наглядно проследить явление изостазии можно на примере ледников. Под тяжестью мощных ледниковых покровов четырех- и более километровой толщины земная кора под Антарктидой и Гренландией «просела», опустившись ниже уровня океана. В Скандинавии же и в Канаде, сравнительно недавно освободившихся от ледников, наблюдается поднятие земной коры.

Химические соединения, из которых состоят элементы земной коры, называются минералами . Из минералов образованы горные породы.

Основные виды горных пород:

Магматические;

Осадочные;

Метаморфические.

В составе литосферы преобладают в основном магматические горные породы. На их долю приходится около 95% всего вещества литосферы.

Состав литосферы на континентах и под океанами существенно различается.

Литосфера на континентах состоит из трех слоев:

Осадочные породы;

Гранитные породы;

Базальтовые.

Литосфера под океанами двухслойная:

Осадочные породы;

Базальтовые породы.

Химический состав литосферы представлен в основном всего восемью элементами. Это кислород, кремний, водород, алюминий, железо, магний, кальций и натрий. На долю этих элементов приходится около 99,5% вещества земной коры.

Таблица 1. Химический состав земной коры на глубинах 10 - 20 км.

Ядро, мантия и кора - это внутреннее строение Земли. А что такое литосфера? Так называют внешнюю твердую неорганическую оболочку нашей планеты. К ней относится вся земная кора и верхняя часть мантии.

В упрощенном виде литосфера представляет собой верхний состоящий из трех пластов. В ученом мире нет однозначного определения понятия об этой планетарной оболочке. И о ее составе споры тоже пока продолжаются. Но по имеющимся сведениям все-таки можно составить основные представления о том, что такое литосфера.

Структура, состав и границы

Несмотря на то, что литосфера охватывает абсолютно всю земную поверхность и верхний слой мантии, в весовом эквиваленте это выражается только в одном проценте от общей массы нашей планеты. Хотя оболочка имеет малые объемы, ее подробное изучение вызвало массу вопросов, и не только о том, что такое литосфера, но и из какого материала она образована, в каком состоянии находится в разных частях.

Основную часть оболочки составляют твердые породы, которые на границе с мантией приобретают пластичную консистенцию. В структуре земной коры выделяют стабильные платформы и области складчатости.

Разную толщину и может колебаться от 25 до 200 километров. На океаническом дне она тоньше - от 5 до 100 километров. Литосфера Земли ограничена другими оболочками: гидросферой (водной) и атмосферой (воздушной).

Сложена земная кора тремя слоями:

• осадочным;
• гранитным;
• базальтовым.

Таким образом, если посмотреть на то, что такое литосфера в разрезе, то это будет напоминать слоеный пирог. Его основой является базальт, а сверху он покрыт осадочным слоем. Между ними, в виде начинки, находится гранит.

Осадочный слой на материках образовался в результате разрушения и видоизменения гранитных и базальтовых На океаническом дне подобное напластование образуется в результате накопления выносимых реками с материков осадочных пород.

Гранитный слой состоит из метаморфических и магматических пород. На материках он занимает промежуточное положение между другими пластами, а на дне океанов он полностью отсутствует. Считается, что в самом "сердце" планеты располагается базальт, состоящий из магматических горных пород.

Земная кора не является монолитом, она состоит из отдельных блоков, называемых которые находятся в постоянном движении. Они как бы плавают на пластичной астеносфере.

За время своего существования человечество в хозяйственной деятельности постоянно использовало составные части литосферы. В земной коре содержатся все которые широко используются людьми, и добыча их из недр постоянно увеличивается.

Огромную ценность представляет почва - сохранение плодородного слоя литосферы сегодня является одной из самых требующих немедленного решения.

Некоторые процессы, происходящие в границах оболочки, например, эрозия, обвалы, сели, могут быть вызваны антропогенной деятельностью и представлять угрозу. Они не только влияют на формирование экологических ситуаций на определенных территориях, но и могут привести к глобальным экологическим катаклизмам.

Около 40000 километров. Географические оболочки Земли - это системы планеты, где все компоненты внутри взаимосвязаны и определены друг относительно друга. Выделяют четыре типа оболочек - атмосферу, литосферу, гидросферу и биосферу. Агрегатные состояния веществ в них встречаются всех типов - жидкие, твердые и газообразные.

Оболочки Земли: атмосфера

Атмосфера является внешней оболочкой. В ее состав вошли разные газы:

• азот - 78,08%;
• кислород - 20,95%;
• аргон - 0,93%;
• углекислый газ - 0,03%.

Помимо них встречаются озон, гелий, водород, инертные газы, но их доля в общем объеме составляет не более 0,01%. В состав этой оболочки Земли также входит пыль и водяной пар.

Атмосфера, в свою очередь, делится на 5 слоев:

• тропосфера - высота от 8 до 12 км, характерно присутствие водяного пара, формирование осадков, движение воздушных масс;
• стратосфера - 8-55 км, содержит озоновый слой, поглощающий УФ-излучение;
• мезосфера - 55-80 км, низкая по сравнению с нижней тропосферой плотность воздуха;
• ионосфера - 80-1000 км, в состав входят ионизированные атомы кислорода, свободные электроны и другие заряженные молекулы газов;
• верхняя атмосфера (сфера рассеяния) - более 1000 км, молекулы двигаются с огромными скоростями и могут проникать в космос.

Атмосфера поддерживает жизнь на планете, поскольку она способствует сохранению тепла на Земле. Также она не допускает проникновения прямых солнечных лучей. А ее осадки повлияли на почвообразовательный процесс и формирование климата.

Оболочки Земли: литосфера

Это твердая оболочка, слагающая земную кору. В состав земного шара входят несколько концентрических слоев с разной толщиной и плотностью. Также они имеют неоднородный состав. Усредненное значение плотности Земли - 5,52 г/см 3 , а в верхних слоях - 2,7. Это свидетельствует о том, что внутри планеты находятся более тяжелые вещества, нежели на поверхности.

Верхние литосферные слои имеют мощность 60-120 км. В них преобладают магматические горные породы - гранит, гнейс, базальт. Большинство из них в течение миллионов лет подвергалось процессам разрушения, воздействию давления, температур и превратилось в рыхлые породы - песок, глина, лёсс и т.д.

До 1200 км находится так называемая сигматическая оболочка. Основными слагающими ее веществами являются магний и кремний.

На глубинах 1200-2900 км находится оболочка, получившая название средняя полуметаллическая или рудная. В основном здесь содержатся металлы, в частности железо.

Ниже 2900 км располагается центральная часть Земли.

Гидросфера

Состав этой оболочки Земли представлен всеми водами планеты, будь то океаны, моря, реки, озера, болота, грунтовые воды. Располагается гидросфера на поверхности Земли и занимает 70% всей площади - 361 млн. км 2 .

В океане сосредоточено 1375 млн. км 3 воды, на поверхности суши и в ледниках - 25, в озерах - 0,25. По мнению академика Вернадского, большие запасы воды находятся в толще земной коры.

На поверхности суши воды задействованы в непрерывном водообмене. Испарение происходит в основном с поверхности океана, где вода - соленая. За счет процесса конденсации в атмосфере суша обеспечивается пресной водой.

Биосфера

Структура, состав и энергия этой оболочки Земли обусловливаются процессами деятельности живых организмов. Биосферные границы - поверхность суши, почвенный слой, нижняя атмосфера и вся гидросфера.

Растения распределяют и накапливают энергию Солнца в виде различных органических веществ. Живые организмы осуществляют миграционный процесс химических веществ в почве, атмосфере, гидросфере, осадочных породах. Благодаря животным в этих оболочках происходят газообмен, окислительно-восстановительные реакции. Атмосфера является также результатом деятельности живых организмов.

Оболочка представлена биогеоценозами, которые являются генетически однородными участками Земли с одним типом растительного покрова и населяющими животными. Биогеоценозы имеют свойственные для них почвы, рельеф и микроклимат.

Все оболочки Земли находятся в тесном непрерывном взаимодействии, которое выражается как обмен веществами и энергией. Исследования в области этого взаимодействия и выявление общих из принципов важно для познания почвообразовательного процесса. Географические оболочки Земли - уникальные системы, характерные только для нашей планеты.