Строение и состав литосферы земли. Вещественный состав земной коры

Одной из важных тем при изучении географии считается состав и строение литосферы, которая оказывает значительно влияние на жизнь людей.

Понятие литосферы

Самой верхней и твердой оболочкой, состоящей из близких по составу к гранитам пород, является литосфера. Точно толщина литосферы еще не определена, многие считают, что толщина составляет 60-30 км, многие, что она равна 90-100 км.

К литосфере имеет определенное отношение и земная кора, особенно к верхней и твердой ее части. Зачастую к литосфере также относят рудную, базальтовую и гранитную оболочки - более мощные слои, их толщина может составлять около 1200 км.

Состав литосферы: химические элементы

Исследовать литосферу можно только в области суши, благодаря этому географы изучают состав и строение земной коры. На данный момент, есть возможность исследовать области, которые относятся к поверхности земной коры вплоть до больших глубин. Это происходит за счет естественных обнажений, который можно найти по берегам морей, рек и сильно разрушенных гор.

Поэтому состав и строение земной коры известен приблизительно до глубины 16 км. А о тех слоях, которые находятся намного глубже, мы можем лишь догадываться. Специальные гравиметрические исследования и изучение сейсмических явлений позволяет нам строить догадки по этому поводу.

Земная кора в основном состоит из пород магматического происхождения - это около 90 %. Граниты пользуются наибольшим распространением, именно из них сложена верхняя и твердая часть земной коры. Но химический состав гранитов существенно отличается от магматических пород, являющихся результатами современных извержений.

Первая группа пород носит название сиалических - в них содержится большое количество кремния и алюминия. Для второй группы характерно содержание большого количества магния - это симатические породы. Породы из первой группы имеют меньший удельный вес.

Благодаря многочисленным исследованиям, стало понято, что поверхностная часть литосферы - та часть, которая доступна для изучения людям, главным образом состоит из сиалических пород. А те слои, которые находятся намного глубже - это породы симатические.

Следует помнить, что большая часть поверхности литосферы скрыта от человеческих глаз океанами и морями. Поэтому состав и строение литосферы относится лишь к тем участкам, которые находятся на суше.

Также породы, из которых состоит литосфера можно разделить на три основные группы. Породы, которые произошли от расплавленных магматических масс, относят к первой группе. Это - базальт, диорит и гранит, их общее название -магматические породы .

Вторая группа состоит из осадочных пород , которые образовались путем осаждения материалов из воды и воздуха. К ним относятся песчаник, известняк и глинистый сланец. Третья группа - это породы, испытавшие сильные изменения под влиянием высокой температуры и давления. Их называют метаморфическими , в состав входит мрамор, гнейс и графит. Такие изменения также могли испытать и магматические, и осадочные породы.породы

Разделы:

Необходимые пояснения.

В 7 классе уроки темы «Литосфера и ее строение» несколько дублируют аналогичную тему в 6 классе. Материал этот сложный, поэтому объяснение его ведется с опорой на знания, полученные в 5 и 6 классах, но на новом уровне. Ученикам даются не готовые формулировки, но усвоение знаний методами анализа, аналогий и поиска. При объяснении материала задействовано много межпредметных связей: биологии, химии, физики. Есть элементы опережающего обучения. Например, понятие «щит», приуроченность полезных ископаемых к определенным формам рельефа и т.д.

Планирование уроков темы 1 «Литосфера и ее строение»

1 урок – Вещественный состав и строение земной коры
2 урок - Дрейф материков и эволюция земной коры.
3 урок – Теория литосферных плит и ее практическое значение. Рельеф Земли.

Обобщающее повторение в форме игры «Географическое лото».

Дополнительный урок (по возможности) – «Камни-самоцветы» дается после 1 урока или после 3 урока совместно с учителем химии и требует обязательной красочно оформленной выставки.

Урок "Вещественный состав и строение земной коры"

Цель урока - сформировать представление об эволюции оболочек Земли и возникновении в процессе эволюции земной коры различного типа и состава.

Оборудование:

1. Коллекция минералов и горных пород.
2. Демонстрационная таблица или слайд «Образование Солнечной системы»
3. Демонстрационные рисунки или слайды «Строение материковой и океанической земной коры».
4. Демонстрационная таблица или слайд «Классификация полезных ископаемых».

Ход урока.

1. Повторение пройденного.

Знания о строении нашей планеты и ее оболочках невозможно получить без правильных представлений и Вселенной. Наша планета Земля – одна из планет Солнечной системы, расположенной во Вселенной. Вспомним материал из курса природоведения 5 класса и физической географии 6 класса.

Что такое Вселенная?

(Это огромное и бесконечное пространство, которое нас окружает)

Что мы называет Галактикой?

(Это звездная система, часть Вселенной)

Как называется наша Галактика?

(Млечный путь)

За что она получила такое название?

(На небе можно разглядеть широкую светящуюся полосу неправильной формы, вид которой напоминал древним людям пролитое молоко)

Сколько звезд расположено в нашей Галактике.

(100 миллионов звезд разных размеров и яркости)

Назовите ближайшую к нам звезду.

(Солнце)

Что называется Солнечной системой?

(Солнце с вращающимися вокруг него планетами)

Чем отличаются планеты от звезд?

(Светят отраженным светом)

Как можно охарактеризовать положение нашей планеты в Солнечной системе?

(Это третья от Солнца планета, расположенная на расстоянии 149 млн. 600 тыс. километров.)

Сколько лет существует Земля как космическое тело?

(Приблизительно 4,5 млрд. лет)

Сколько лет назад сформировалась твердая поверхность планеты?

(Примерно 2 млрд. лет назад)

2. Объяснение нового материала.

• . Существует много гипотез о происхождении планет. Современные представления таковы. Солнечная система образовалась из холодного газово-пылевого облака, имеющего форму диска. При вращении облака его частицы слипались, сгущались и превращались в более крупные тела. Облако уплотнялось. Вместо беспорядочного движения его содержимое начало медленное вращение. В центе облака оформилось в округлое тело основная его масса, из которого вспыхнуло Солнце, вокруг сформировалась Земля и другие планеты. Планеты образовались примерно 5 млрд. лет назад. Наша Земля – первоначально холодная разогревалась изнутри, где сильнее было давление и трение. При повышении температуры в глубине Земли образовался расплав ее вещества.
  Тяжелые вещества расплава скопились в центре, образовав ядро, а легкие – стремились к поверхности. Такое перераспределение вещества вызвало образование оболочек Земли.
  В результате длительных процессов изменения вещества Земли, она, из звездной стадии переходит в планетарную. Именно появление земной коры означает начало нового этапа развития Земли – его называют геологическим этапом. На этом этапе образуются горные породы и минералы. Они, как и все, что нас окружает, состоят из мельчайших частиц, о существовании которых догадались еще в Древней Греции.

• Чтобы хорошо это представить, нам предстоит опять вернуться к тому, что мы проходили в 5 и 6 классах.

Из чего состоят все тела и вещества природы?

(Из атомов и молекул)

Как устроен атом?

(Атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг ядра отрицательно заряженных электронов.)

Чем отличаются атомы друг от друга?

(Массой ядра и количеством электронов)

Как называется определенный вид атомов?

(Химическим элементом)

Для чего атомы объединяются в молекулы?

(Для большей устойчивости)

Как называется соединение разных химических элементов?

(Минералом)

Какие бывают минералы?

(Аморфные и кристаллические. Аморфных или бесформенных минералов очень мало.)

• Иногда кристаллы в земной коре вырастают крупные и красивые. У нас еще будет возможность поговорить об этих уникальных образованиях. Чаще же при разглядывании камней мы видим в общей массе отдельные мелкие «зернышки», отличающиеся по цвету, блеску, шероховатости и т. д. Это отдельные минералы образуют горные породы. Итак, отличие минералов от горных пород в том, что минералы – это однородные по составу и строению части горных пород , а горные породы – чаще всего неоднородны и состоят из различных минералов.

Породы, слагающие земную кору, имеют разный возраст. Самые древние -3,7 – 3,8 млрд. лет - были обнаружены в Антарктиде.
Первичная земная кора была очень тонкой. Из расплавов под земной корой изливалась магма, вырывались газы и водяной пар. Формировалась атмосфера. Когда температура на поверхности Земли опустилась ниже 100 градусов, начали выпадать первые дожди.

• Рассмотрим схему 1 на стр. 9 «Классификация горных пород».

Как вы думаете, образование каких горных пород происходило в начале геологической стадии развития Земли?

(Магматических)

Действительно, из верхней части мантии происходило образование базальтового слоя земной коры. Схема №1 напоминает вам, что магматические породы делятся на глубинные и излившиеся.
- К какому типу магматических пород относятся базальты?

(Излившихся)

• Давайте рассмотрим образцы базальта. Они имеют темный цвет и однообразную структуру. Излившиеся базальты застывали быстро. Газ и водяной пар из них выделились, остались железо и магний, поэтому они тяжелые. Базальтовый слой составил основание земной коры, ее первый этаж.
• Если же магма прорывала образовавшуюся земную кору и остывала в глубинах Земли, то остывание происходило по-другому: путем перераспределения вещества. Молекулы успевали «устроиться» рядом с себе подобными - появлялись минералы в виде кристаллов. Образовавшаяся порода в таком случае однородной выглядеть уже не будет.
• Сейчас я покажу вам одну из самых распространенных кристаллических горных пород.

Вспомните, как называется горная порода, название которой переводится как «зернистая».

(Гранит)

К какому типу магматических горных пород можно отнести гранит?

(Глубинные)

Граниты, поднявшиеся из глубины, могли образовывать поднятия в виде куполов. Одно из таких поднятий мы с вами найдем при изучении Австралии. Это очень красивая гора – Айерс Рок. При разрушении магматических горных пород образовались осадочные. При изменении под действием температуры, давления и горячих растворов магмы магматические и осадочные породы превращались в метаморфические – измененные.

• - С помощью схемы 1 на стр. 9 вспомните и назовите группы осадочных пород земной коры.

(Обломочные, глинистые, органические, химические)

Назовите метаморфические горные породы, которые я вам продемонстрирую, и скажите, из каких пород они образовались.

(Гнейс – из гранита, мрамор – из известняка.)

• Уже на ранней стадии формирования земной коры наметилось ее различие в материковой и океанической части. Материковая и океаническая земная кора образовались из одного и того же вещества мантии, а различия между ними образовались в результате из-за разности в их выплавлении.

Вода, образовавшаяся в результате обращения пара в жидкость, скапливалась там, где земная кора образовывала впадины и была тоньше. Наиболее устойчивые участки коры, состоящие из магматических и метаморфических горных пород, сцементированные внедряющейся магмой, образовывали ядра будущих материков.

• Рассмотрим рис. 1 на стр. 10 и ответим на вопросы поставленной перед нами географической задачи:

Определите различия в количестве слоев земной коры материков и океанов.

(Земная кора материков – базальтовый слой, гранитный слой, осадочный слой. Земная кора океанов – базальтовый слой, осадочный слой).

Как отличается толщина земной коры материков и океанов?

(Земная кора материков толще океанической)

Назовите толщину материковой и океанической земной коры, пользуясь информацией на стр. 8 учебника.

(5- 10 км в океанах и от 30 до 80 км на материках)

Глядя на рисунок 1 стр. 10, объясните, что называется земной корой и что – литосферой.

(Земная кора – верхняя твердая оболочка Земли. Литосфера – оболочка Земли, включающая в себя земную кору и часть верхней мантии).

• Границей между земной корой и мантией служит раздел Мохо.Он назван по имени хорватского ученого – сейсмолога Мохоровичича, который его открыл.

Верхнюю часть мантии объединяют вместе с земной корой, потому что она обладает свойствами твердого тела. Раздел между верхней и нижней мантией происходит по слою, названному астеносферой. Это частично расплавленное и потому менее плотное вещество, по которому происходит скольжение верхнего твердого вещества. Она – основной источник магмы.
Астеносфера расположена на глубине 100-250 км под материками и 50-100 км под океанами.
В земной коре обоих типов происходило образование полезных ископаемых – образований, которые человек использует в хозяйственной деятельности. Полезные ископаемые можно разделить как горные породы – по происхождению: на магматические, осадочные и метаморфические. Можно разделить их по принципу использования человеком.

• Рассмотрите классификацию на схеме 2 стр. 9.

Приведите примеры горных пород каждой группы.

(Топливные – нефть, газ, уголь.
Строительные – песок, глина, гранит, базальт.
Рудные – соединения железа, алюминия, меди и др. с неметаллами
Химическое сырье – соли, апатиты, фосфориты).

К полезным ископаемым относят как некоторые горные породы, так и минералы.
- Как вы думаете, что из перечисленного чаще встречается в недрах земли?

(Горные породы)

Действительно, в природе, где происходит круговорот вещества и энергии, взаимодействие и взаимопроникновение молекул и атомов, минералы встретить труднее. Особенно ценятся минералы, которые образовали крупные кристаллы. Некоторые кристаллы очень красивы. Бывают красивы и сочетания кристаллов в горных породах, выглядящие в виде различных линий и расцветок. Такие горные породы и минералы образуют особую группу полезных ископаемых – поделочные и драгоценные камни.

3. Закрепление пройденного.

• Расположите перечисленные процессы в нужной последовательности.

Образование газового облака во Вселенной, разогрев недр в результате сближения частиц и нарастании сил трения, появление базальтовых пород, образование ядра планеты, вращение и сгущение газового облака, образование сгустков будущих планет и Солнца в центре облака, появление гранитов, формирование мантии и первичной тонкой земной коры, появление осадочных пород.

(Образование газового облака во Вселенной, вращение и сгущение газового облака, образование сгустков будущих планет и Солнца в центре облака, разогрев недр в результате сближения частиц и нарастании сил трения, образование ядра планеты, формирование мантии и первичной тонкой земной коры, появление базальтовых пород, появление гранитов, появление осадочных пород).

• Где и почему следует искать осадочные полезные ископаемые – на возвышенностях или в понижениях? Поясните ответ.

(Осадочные породы накапливались в понижениях, поэтому в месте древних прогибов следует искать осадочные полезные ископаемые)

• Правда ли то, что магматические полезные ископаемые есть в любом месте, только не везде их можно достать? Поясните ответ.

(Так как магматический слой земной коры есть в любом месте, то теоретически, везде есть магматические полезные ископаемые. Только «добраться» к ним через многокилометровый слой осадков трудно. Надо искать места неглубоко залегания)

• Может ли одно и то же полезное ископаемое находиться как в форме минерала, так и в составе горной породы?

(Конечно. Например кварц входит в состав как горной породы – гранита, так может быть в виде минералов. Красивые и прозрачные кристаллы кварца называют горным хрусталем).

• Может ли минерал быть искусственным?

(Если минерал – это соединение разных химических элементов, то такое соединение можно создать искусственным путем. Первый искусственно созданный кристалл назвали фианитом. Сейчас научились выращивать разные кристаллы. Например, большинство рубинов в современных украшениях выращены искусственно).

4. Домашнее задание:

1. Выписать в тетрадь определения:

• минерал
• горная порода
• земная кора
• литосфера
• географическая оболочка

При желании сделать пояснительные рисунки к выписанным определениям.

1. Узнать название ювелирных и поделочных камней, которые хранятся дома у вас или у ваших знакомых. Расспросить, что им известно о свойствах камней, которые они надевают в виде украшений.

5. Литература.

1. Герасимова Т. П. «Общая география. Учебник для 10 класса». С-Пб. «Спец. Лит». 2001
2. Детская энциклопедия. Земля. М. «Педагогика». 1971
3. Крылова О. В. «Материки и океаны. Учебник для 7 класса». М. «Просвещение». 2002.
4. Кондратьев Б. А. Метревели П. М. «Уроки географии». М. «Просвещение» 1985
5. Музафаров В. Г. «Основы геологии». М. «Просвещение». 1982
6. Сухов П. В. «География. Учебник для 8 класса» М. «Просвещение». 1991.
7. Ушаков С. А., Ясаманов Н. А. «Дрейф материков и климаты Земли». М. «Мысль». 1984

Геосфе́ры (от греч. гео-Земля, и сфера - шар) - географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля .

Выделяются следующие геосферы:

атмосфера , гидросфера , литосфера , земная кора , мантия и ядро Земли.

Литосфера (от греч. - камень и шар, сфера)- внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25- 200 и 5-100км.

Ниже коры находится мантия , которая отличается составом и физическими свойствами- она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы. Разделяет кору и мантию граница Мохоровичича , или сокращённо Мохо, на которой происходит резкое увеличение скоростей сейсмических волн . С внешней стороны большая часть коры покрыта гидросферой , а меньшая находится под воздействием атмосферы .

Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 0,25 - на кремний . Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba- составляют 99,8 % массы земной коры

Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. включает твердое минеральное вещество горных пород, в том числе органического происхождения, воду или другие жидкие компоненты (например, жидкие углеводороды), газы, присутствующие в порах и трещинах твердой фазы или растворенные в подземных водах.

Литосфера под океанами состоит в основном из базальтового слоя.

Поверхностная и приповерхностная части литосферыявляются средой обитания человека, всеобщим средством его труда. Здесь он живет и осуществляет хозяйственную деятельность: строит наземные и подземные сооружения, из недр добывает разнообразные твердые, жидкие и газообразные компоненты, проводит мелиорацию земель и т. д.

Решение экологических проблем невозможно без изучения литосферы – внешней оболочки Земли. Литосфера является материальной основой биосферы – сферы живого вещества. Именно в литосфере формируются почвы, ландшафты, биосообщества.

В настоящее время литосфера существенно изменяется в процессе хозяйственной деятельности человека.

18. Рекультивация земель.

Рекультивация земель это:

Искусственное воссоздание плодородия почвы и растительного покрова нарушенное вследствие горных разработок, строительства дорог, плотин и т.д.

Она включает:

Восстановление рельефа (засыпку оврагов, карьеров, уничтожение отвалов горных пород и т. д.;

Восстановление почв и растительности;

Лесовосстановление;

Создание новых ландшафтов.

Выполнение выше перечисленных мероприятий позволяет вернуть не пригодные земли для возделывания сельскохозяйственных культур.

Рекультивация земель - это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности земель, а также на улучшение условий окружающей среды.

Нарушенными считают земли, утратившие первоначальную природно-хозяйственную ценность и, как правило, являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду.

Нарушают земли при выполнении открытых и подземных горных работ, складировании промышленных, строительных и коммунально-бытовых отходов, строительстве линейных сооружений, а также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строительных и других работ. При этом, как правило, нарушается почвенный покров, изменяются гидрогеологический и гидрологический режимы, образуется техногенный рельеф, а также происходят другие качественные изменения, ухудшающие экологическую обстановку в целом.

Строение и состав литосферы

Литосфера – это внешняя оболочка «твёрдой» Земли, расположенная ниже атмосферы и гидросферы над астеносферой.

Мощность литосферы изменяется от 50 км (под океанами) до 100 км (под материками).

В её составе – земная кора и субстрат, входящий в состав верхней мантии.

Границей между земной корой и субстратом служит поверхность Мохоровичича, при пересечении которой сверху вниз скачкообразно увеличивается скорость продольных сейсмических волн. Пространственное (горизонтальное) строение литосферы представлено её крупными блоками – т.н. литосферными плитами, отделёнными друг от друга глубинными тектоническими разломами. Литосферные плиты движутся в горизонтальном направлении со средней скоростью 5-10 см в год.

В строении земной коры принимают участие три основных типа горных пород: магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические породы образуются в недрах Земли в условиях высоких температур и давлений в результате кристаллизации магмы. Они составляют 95% массы вещества, слагающего земную кору. В зависимости от условий, в которых происходил процесс застывания магмы, формируются интрузивные (образовавшиеся на глубине) и эффузивные (излившиеся на поверхность) горные породы. К интрузивным относятся: гранит, габбро, к изверженным – базальт, липарит, вулканический туф и др.

Осадочные породы образуются на земной поверхности различными путями: часть из них формируется из продуктов разрушения пород, образовавшихся ранее (обломочные: пески, гелечники), часть за счет жизнедеятельности организмов (органогенные: известняки, мел, ракушечник; кремнистые породы, каменный и бурый уголь, некоторые руды), глинистые (глины), химические (каменная соль, гипс).

Метаморфические породы образуются в результате превращения пород другого происхождения (магматических, осадочных) под воздействием различных факторов: высокой температуры и давления в недрах, контакта с породами другого химического состава и др. (гнейсы, кристаллические сланцы, мрамор и др.).

Большую часть объема земной коры занимают кристаллические породы магматического и метаморфического происхождения (около 90%).

Земная кора разделена на отдельные геологически разновозрастные, более или менее активные (в динамическом и сейсмическом отношении) глыбы, которые подвержены постоянным движениям, как вертикальным, так и горизонтальным.

Крупные (несколько тысяч километров в поперечнике), относительно устойчивые глыбы земной коры с низкой сейсмичностью и слабо расчленённым рельефом получили название платформ (plat – плоский, form – форма (фр.).

Они имеют кристаллический складчатый фундамент и разновозрастный осадочный чехол. В зависимости от возраста, платформы делятся на древние (докембрийские по возрасту) и молодые (палеозойские и мезозойские).

Древние платформы являются ядрами современных континентов, общее вздымание которых сопровождалось более быстрым поднятием или опусканием их отдельных структур (щиты и плиты).

Движения литосферы. Эпейрогенез. Орогенез. Геосинклинали и платформы, Вулканизмом (Самостоятельно)

Землетрясением называют быстрые движения земной коры, вызывающие в ней устойчивые (т.е. сохраняющиеся и после прекращения движения) изменения.

Глубина очагов землетрясений (гипоцентров) обычно не превышает 40-60 км, чаще всего 15-20 км.

Однако в отдельных случаях (преимущественно по окраинам бассейна Тихого океана) очаги лежат гораздо глубже – до 300-700 км. На Земле в среднем каждый год бывает более 100 тыс. землетрясений, из них около 10% ощущается людьми. Вместе с тем землетрясения распределены по Земле далеко не равномерно. Их почти не бывает в центральной части Тихого океана (кроме Гавайских островов) и на всех древних платформах материков, что говорит об отсутствии здесь процессов горообразования (Канада, Бразилия, Русская платформа, Африка, Индия, Австралия и Антарктида).

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.