Земна кора поняття і структура

1.Строеніе Землі

Більшу частину поверхні Землі (до 71%) займає Світовий океан. Середня глибина Світового океану - 3900 м. Існування осадових порід, вік яких перевищує 3,5 млрд. Років, є доказом існування на Землі великих водойм вже в ту далеку пору. На сучасних континентах найпоширеніші рівнини, переважно ниці, а гори - особливо високі - займають незначну частину поверхні планети, так само як і глибоководні западини на дні океанів. Форма Землі, як відомо близька до кулястої, при більш детальних вимірах виявляється дуже складної, навіть якщо змалювати її рівною поверхнею океану (не спотвореному приливами, вітрами, течіями) і умовним продовженням цієї поверхні під континенти. Нерівність підтримуються нерівномірним розподілом маси в надрах Землі.

Одна з особливостей Землі - її магнітне поле, завдяки якому ми можемо користуватися компасом. Магнітний полюс Землі, якого притягається північний кінець стрілки компаса, не збігається з Північним географічним полюсом. Під дією сонячного вітру магнітне поле Землі спотворюється і набуває "шлейф" в напрямку від Сонця, який простягається на сотні тисяч кілометрів.

Про внутрішню будову Землі, насамперед, судять про особливості проходження крізь різні шари Землі механічних коливань, що виникають при землетрусах або вибухах. Цінні відомості дають також вимірювання величини теплового потоку, що виходить з надр, результати визначень загальної маси, моменту інерції і полярного стиснення нашої планети. Маса Землі знайдена з експериментальних вимірювань фізичної постійної тяжіння і прискорення сили тяжіння. Для маси Землі отримано значення 5,967 1024 кг. На основі цілого комплексу наукових досліджень була побудована модель внутрішньої будови Землі.

Тверда оболонка Землі - літосфера. Її можна порівняти зі шкаралупою, що охоплює всю поверхню Землі. Але ця "шкаралупа" як би розтріскалася на частини і складається з декількох великих літосферних плит, повільно переміщаються одна щодо іншої. За їх кордонів концентрується переважна кількість землетрусів. Верхній шар літосфери - це земна кора, мінерали якої складаються переважно з оксидів кремнію і алюмінію, оксидів заліза і лужних металів. Земна кора має нерівномірну товщину: 35-65 км на континентах і 6-8 км під дном океану. Верхній шар земної кори складається з осадових порід, нижній з базальтів. Між ними знаходиться шар гранітів, характерний тільки для континентальної кори. Під корою розташована так звана мантія, має інший хімічний склад і велику щільність. Кордон між корою і мантією називається поверхнею Мохоровичича. У ній стрибкоподібно збільшується швидкість поширення сейсмічних хвиль. На глибині 120-250 км під материками і 60-400 км під океанами залягає шар мантії, званий астеносферой. Тут речовина знаходиться в близькому до плавлення стані, в'язкість його сильно знижена. Всі плити літосфери як би плавають в полужидкой астеносфері, як крижини у воді. Більш товсті ділянки земної кори, а так само ділянки, що складаються з менш щільних порід, піднімаються по відношенню до інших ділянок кори. У той же час додаткове навантаження на ділянку кори, наприклад, внаслідок накопичення товстого шару материкових льодів, як це відбувається в Антарктиді, призводить до поступового занурення ділянки. Таке явище називається ізостатичним вирівнювання. Нижче астеносфери, починаючи з глибини близько 410 км "упаковка" атомів в кристалах мінералів ущільнена під впливом великого тиску. Різкий перехід виявлено сейсмічними методами досліджень на глибині близько 2920 км. Тут починається земне ядро, або, точніше кажучи, зовнішнє ядро, так як в його центрі знаходиться ще одне - внутрішнє ядро, радіус якого 1250 км. Зовнішнє ядро, очевидно, знаходиться в рідкому стані, оскільки поперечні хвилі, що поширюються по в рідини, через нього не проходять. З існуванням рідкого зовнішнього ядра пов'язують походження магнітного поля Землі. Внутрішнє ядро, очевидно, тверде. У нижньої межі мантії тиск сягає 130 ГПа, температура там не вище 5000 До У центрі Землі температура, можливо, піднімається вище 10 000 К.

2. Склад земної картаючи

Земна кора складається з декількох шарів, товщина і будова яких різні в межах океанів і материків. У зв'язку з цим виділяють океанічний, материковий і проміжний типи земної кори, які будуть описані далі.

За складом в земній корі виділяють звичайно три шари - осадовий, гранітний і базальтовий.

Осадовий шар складний осадовими гірськими породами, які є продуктом руйнування і перевідкладення матеріалу нижніх шарів. Цей шар хоча і покриває всю поверхню Землі, але місцями настільки тонкий, що практично можна говорити про його уривчастості. У той же час іноді він досягає потужності в кілька кілометрів.

Гранітний шар складний в основному магматичними породами, що утворилися в результаті застигання розплавленої магми, серед яких переважають різниці, багаті кремнеземом (кислі породи). Цей шар, що досягає на материках потужності 15-20 км, під океанами сильно скорочується і навіть може зовсім бути відсутнім.

Базальтовий шар також складається магматичних речовиною, але біднішим кремнеземом (основними породами) і володіє великою питомою вагою. Цей шар розвинений в підставі земної кори в усіх областях земної кулі.

Материковий тип земної кори характеризується присутністю всіх трьох шарів і є значно потужнішим, ніж океанічний.

Земна кора представляє собою основний об'єкт вивчення геології. Земна кора складається з досить різноманітних гірських порід, що складаються з не менше різноманітних мінералів. При вивченні гірської породи перш за все досліджують її хімічний і мінералогічний склад. Однак цього недостатньо для повного пізнання гірської породи. Однаковий хімічний і мінералогічний склад можуть мати породи різного походження, а отже, і різних умов залягання і поширення.

Під структурою породи розуміють розміри, склад і форму складають її мінеральних часток і характер їх зв'язку один з одним. Розрізняють різні типи структур залежно від того, складена гірська порода з кристалів або аморфного речовини, яка величина кристалів (цілі кристали або уламки їх входять до складу породи), який ступінь окатанности уламків, абсолютно не пов'язані один з одним утворюють породу мінеральні зерна або вони спаяні будь-яким цементуючим речовиною, безпосередньо зрослися один з одним, проросли один одного і т. д.

Під текстурою розуміють взаємне розташування складових породу компонентів, або спосіб заповнення ними простору, займаного гірською породою. Прикладом текстур можуть бути: шарувата, коли порода складається з шарів, що чергуються різного складу і структури, Сланцеватая, коли порода легко розпадається на тонкі плитки, масивна, пориста, суцільна, пухирчаста і т.д.

Під формою залягання гірських порід розуміється форма тіл, утворених ними в земній корі. Для одних порід - це пласти, тобто порівняно тонкі тіла, обмежені паралельними поверхнями; для інших - жили, штоки і т.п.

В основу класифікації гірських порід кладеться націєтворення, тобто спосіб походження. Виділяють три великі групи порід: магматичні, або вивержені, осадові і метаморфічні.

Магматичні породи утворюються в процесі застигання силікатних розплавів, що знаходяться в надрах земної кори під великим тиском. Ці розплави отримали назву магми (від грецького слова «мазь»). В одних випадках магма впроваджується в товщу що лежать вище порід і застигає на більшій чи меншій глибині, в інших - вона застигає, ізлівшісь на поверхню Землі у вигляді лави.

Осадові породи утворюються в результаті руйнування на поверхні Землі раніше існуючих порід і подальшого відкладення і накопичення продуктів цього руйнування.

Метаморфічні породи являють собою результат метаморфізму, тобто перетворення раніше існуючих магматичних і осадових гірських порід під впливом різкого підвищення температури, підвищення або зміни характеру тиску (зміни всебічного тиску на орієнтоване), а також під впливом інших факторів.

3.1.Состояніе Землі

Стан землі характеризується температурою, вологістю, фізичною структурою і хімічним складом. Діяльність людини і функціонування рослинного і тваринного світу можуть покращувати і погіршувати показники стану землі. Основними процесами впливу на землю є: безповоротне вилучення з сільськогосподарської діяльності; тимчасове вилучення; механічний вплив; добавка хімічних і органічних елементів; залучення в сільськогосподарську діяльність додаткових територій (осушення, зрошення, вирубка лісу, рекультивація); нагрівання; самовідновлення.

3.1.Состояніе земної кори

В останні час спостерігається досить складна картина розподілу полів стискають і розтягують напруги, виявлена ​​китайським геологом Х.С. Лю (1978 рік) і пов'язана з взаємодією різних за розмірами плит земної кори, що викликає утворення зсувних порушень, при яких краю плит ковзають одна відносно одної. За розрахунками П.М. Кропоткіна, ділянки земної кори, охоплені розтягуванням, не перевищують 2% загальної площі, а вся інша її частина знаходиться в стані стиснення.

Виявлена ​​зусиллями дослідників різних країн в останні десятиліття глобальна картина напруженого стану земної кори дала дуже багато для розуміння тонусу літосфери, як образно помітили С.І. Шерман і Ю.І. Дніпровський (1989 рік) [2]. Цей тонус безпосередньо впливає на геологічні процеси, що відбуваються в даний час, і перш за все на сейсмологічні, що дозволяє ставити питання про довгострокові прогнози землетрусів.

У чому криється причина практично повсюдного стиснення, що спостерігається в земній корі? Одне з можливих пояснень полягає в визнання короткочасного зменшення радіуса Землі, що забезпечує виникнення ефекту стиснення. Для того щоб довести зміна радіуса Землі, необхідні точні дані по варіаціям сили тяжіння, флуктуацій швидкості обертання Землі і чендлеровскім коливань полюса. Задовільні дані з цих питань в даний час є недостатніми, і, отже, можливість скорочення радіуса Землі поки розглядається як гіпотеза.

Існують методи виявлення не тільки сучасних, а й древніх полів напружень, що дає можливість зрозуміти багато геологічні закономірності, наприклад розміщення рудних покладів, майже завжди пов'язаних з ділянками розтягування (рис. 4). Знаючи положення таких зон в минулі епохи, можна прогнозувати пошуки рудних корисних копалин. Те ж стосується і сейсмічності. Наприклад, американські геологи М.Д. Зобак і М.Л. Зобак довели, що палеосейсміческіе зони всередині Північно-Американської плити ще в історичний час були дуже активними, хоча зараз знаходяться в стані спокою. Зміна поля напружень може викликати нову активізацію і відновлення землетрусів.

Зусилля вчених зараз спрямовані на складання спеціальних карт з показом на них орієнтування осей головних напружень, крім того, важливо виокремити складові різного рангу поля напружень. Енергійна техногенна діяльність людини: створення величезних водосховищ, відкачка колосальних обсягів газу, нафти, води із земних надр, розробка глибоких кар'єрів - все це порушує природні поля напружень і існуюче динамічна рівновага в земній корі, особливо її верхній частині. Тому необхідно спостерігати за сучасними полями напружень, в тому числі і точними інструментальними методами.