6 лет назад
Нету коментариев

Литосфера — сложное образование преимущественно твердого вещества, обволакивающего мантию Земли слоем от 50 до 200 км. Литосфера залегает на астеносфере — пластичном слое, находящемся в верхней мантии Земли. Благодаря пластичности астеносфера выполняет роль субстрата, по которому перемещаются литосферные плиты.

Литосфера изостатически уравновешена на поверхности астеносферы, т. е. ее блоки занимают положение в зависимости от их плотности и мощности соответственно закону Архимеда.

Верхнюю часть литосферы мощностью до 30—60 км на континентах (в среднем 35—40 км) и 5—10 км под океанами называют земной корой. В литосферу также входит слой верхней мантии над астеносферой. Он отделен от земной коры разделом Мохоровичича, на котором резко меняется плотность вещества (рис. П.З).

Строение земной коры и литосферы

Строение земной коры и литосферы

На рис. П.З схематически показаны три столбика литосферы и гидросферы, которые оказывают одинаковое давление на поверхность астеносферы (уровень компенсации), независимо от длины этих столбиков и различий в соотношениях мощностей слоев земной коры и верхней мантии в каждом из них. Различия мощности компенсируются неодинаковой средней плотностью вещества в каждом таком столбике, которая тем меньше, чем больше мощность, а также различной высотой поверхности рельефа.

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

Магматические породы образуются за счет застывания магмы. В зависимости от условий, в которых происходил этот процесс, формируются интрузивные (образовавшиеся на глубине) и эффузивные (излившиеся на поверхность) горные породы. К интрузивным породам относятся гранит, габбро и другие породы, к изверженным — базальт, липарит, вулканический туф, вулканическое стекло и др.

Осадочные породы образуются на земной поверхности различными путями. Часть из них формируется из продуктов разрушения пород, образовавшихся ранее. Они называются обломочными или кластическими. Обломки, из которых эти породы состоят, имеют самые разные размеры — от глыб и валунов до пылеватых частиц.

Часть осадочных пород формируется за счет жизнедеятельности организмов. Они называются органогенными. Это известняки (мел, ракушечник и др.), кремнистые породы, каменный и бурый уголь, некоторые руды.

Значительное место в земной коре занимают хемогенные осадочные породы, образующиеся за счет химических реакций, происходящих на земной поверхности (преимущественно в водной среде). К ним в первую очередь относятся известняки и мергели, соли (галит, ангидрит), руды металлов и др.

Метаморфические породы образуются в результате превращения пород другого происхождения под воздействием различных факторов: высокой температуры и давления в недрах, контакта с породами другого химического состава или физического состояния и др. К ним относятся гнейсы, кристаллические сланцы, мрамор и др.

Большую часть объема земной коры занимают кристаллические породы магматического и метаморфического происхождения (около 90 %). Однако для географической оболочки более существенна роль маломощного и прерывистого осадочного слоя, который на большей части земной поверхности непосредственно контактирует с воздухом и водой, принимает активное участие в различных географических процессах.

Средняя мощность осадочного слоя, или стратисферы (от «стратос» — слой; букв, слоистая оболочка), всего 2,2 км, реальная мощность колеблется от 12 км в прогибах до 400—500 м в океаническом ложе.

Наиболее распространенными горными породами в осадочной толще являются, по А. Б. Ронову, глины и глинистые сланцы (50 %), пески и песчаники (23,6%), карбонатные (23,49%) породы (известняки, доломиты). Важную роль в географической оболочке играют лёссы и лёссовидные суглинки, слагающие поверхность земной коры во внеледниковых районах северного полушария.

Типы земной коры. Различают два основных (материковая и океаническая) и один переходный (промежуточный) типы коры (см. рис. П.З). Материковая земная кора состоит из трех слоев: осадочного, «гранитного» и «базальтового». Последние два слоя названы условно: по некоторым физическим свойствам (и прежде всего по скорости прохождения сейсмических волн) породы этих слоев близки соответственно граниту и базальту. Средняя мощность материковой коры 35 км. Материковая кора имеет меньшую, чем океаническая, плотность вещества, поэтому возвышается («плавает») над океанической.

Океаническая кора двухслойная. Ее основная масса сложена базальтовым слоем, на котором лежит маломощный осадочный слой. Гранитный слой отсутствует. Мощность океанической коры 5— 10 км, причем мощность осадочного слоя, как правило, менее 1 км.

Переходный тип земной коры пространственно расположен между участками материковой и океанической коры. Это кора двухслойная, состоящая (в отличие от океанической) из очень мощного слоя осадочных пород, подстилаемого базальтом. Для нее характерна значительная пространственная неоднородность. Она известна в окраинных морях Восточной Азии (от Берингова до Южно-Китайского), Зондском архипелаге и других районах мира.

Различия в строении материковой и океанической коры обусловлены эволюционными причинами. Считают, что океаническая кора первична, а материковая — вторична, хотя известный возраст материковой коры в 10—20 раз больше, чем океанической.

Основные черты структуры земной коры и планетарного рельефа. Земная кора формировалась чрезвычайно длительное время. Наиболее древние из изученных горных пород имеют возраст 3,9±0,1 млрд. лет. Наиболее древние элементы материковой земной коры — древние докембрийсше платформы. Они обычно имеют двухслойное строение. Нижний слой — фундамент, состоящий из смятых в складки, разбитых на блоки (дислоцированных) метаморфических пород — гнейсов, кристаллических сланцев и т. п. Они являются продуктами древнейших эпох складчатостей, которые завершились более 1,5 млрд. лет тому назад. Метаморфические породы прорваны магматическими интрузиями. На фундаменте лежит горизонтально залегающая толща слоистых осадочных горных пород, которые накопились значительно позже, чем образовался фундамент.

На протяжении последних полумиллиона лет древние платформы отличает стабильность, отсутствие складчатых движений, слабая дислоцированность. В северном полушарии выделяют Североамериканскую, Русскую, Сибирскую и Китайскую платформы, в южном — Южноамериканскую, Африканскую, Аравийскую, Индостанскую, Австралийскую и Антарктическую (рис. 11.4).

Основные структурные элементы материковой земной коры

Основные структурные элементы материковой земной коры

Докембрийские платформы окаймлены более молодыми сооружениями. К ним относятся так называемые молодые платформы, фундамент которых сформировался в палеозое в каледонскую и герцинскую складчатости, а также складчатые горные сооружения. Наиболее молодыми структурными элементами материковой земной коры являются геосинклинали. Геосинклиналь (геосинклинальная система) — это высокоподвижный, линейно вытянутый и сильно расчлененный участок земной коры, для которого характерны большие скорости вертикальных движений и значительная их изменчивость и в пространственном, и во временном аспектах.

Соотношения между различными типами коры сложны и окончательно не изучены. Предполагается, что имеет место однонаправленный эволюционный процесс зарождения океанической коры, который происходит, в соответствии с современными представлениями, в рифтовых зонах, расположенных в осевых частях срединно-океанических хребтов. В последующем океаническая кора в геосинклинальном бассейне, где происходит накопление и метаморфизация большой толщи осадочных отложений, превращается в более сложно устроенную материковую кору. Из метаморфизованных отложений образуется «гранитный» (по существу гнейсово-сланцевый) слой. Конечной стадией геосинклинального развития является формирование складчатой страны, в пределах которой структура земной коры приближается к структуре фундамента платформ. Обычно складчатость завершается поднятием и расчленением рельефа, вследствие чего образуется горная страна. Внешние процессы довольно быстро (за десятки миллионов лет) способны разрушить горную страну и превратить ее в холмистую равнину, на поверхности которой в дальнейшем накапливаются осадочные породы (преимущественно в морских условиях во время трансгрессий).

В геологической истории складчатые и горообразовательные процессы неоднократно захватывали значительные участки земной коры. В течение фанерозоя (геологический отрезок времени, охватывающий последние 550—600 млн. лет, см. геохронологическую шкалу в гл. IV) имели место каледонская, герцинская, тихоокеанская (мезозойская) и альпийская складчатости. В настоящее время геосинклинальные процессы характерны для Тихоокеанского подвижного пояса (Курило-Камчатская островная гряда, Японские и другие острова), Азиатско-Австралийского средиземного моря, Карибского моря и Мексиканского залива, Средиземного, Черного и южной части Каспийского морей и др. В указанных районах известна кора переходного типа, обладающая свойствами и океанической (двухслойная) и материковой (большая мощность).

Океаническая земная кора изучена пока недостаточно. Выделяют не менее двух основных структурных элементов этой коры: талассократоны (букв, океанические платформы) — устойчивые области океанского ложа и георифтогенали — зоны срединно-океанических хребтов, где, как считают, вещество мантии поднимается на поверхность земной коры и преобразуется в базальтовый слой океанической коры.

Крупнейшие структурные элементы земной коры находят отражение в планетарных формах рельефа земной поверхности. Материки и океаны соответствуют распространению основных типов коры. Но граница материковой и океанической коры не совпадает с береговой линией океана. Она проходит по изобате — 2000 м (по подножию материкового склона). Шельф является подводной частью материка.

В пределах материков в платформенных областях преобладают низменности, равнины, плато, плоскогорья; в затопленной части — шельфовые моря, т. е. участки, характеризующиеся небольшой высотой и слабой расчлененностью рельефа. Так, в области Русской платформы сформировались Восточно-Европейская равнина и Северо-Германская низменность; Южноамериканской платформе отвечают два элемента планетарного рельефа — Амазонская низменность и Бразильское нагорье. Большая часть Африканской платформы занята невысокими плато и плоскогорьями. Такое соответствие между тектонической структурой и рельефом объясняется характером платформенного развития в фанерозое, отличающимся стабильностью (рис. II. 5).

Типы планетарных морфоструктур

Типы планетарных морфоструктур

В областях проявления каледонской, герцинской, тихоокеанской и альпийской складчатостей находятся древние и молодые горы. Древними называют горы, которые характеризуются небольшими высотами и амплитудами рельефа, сглаженными формами и другими морфологическими чертами. Молодыми называют горы альпийского облика — высокие, сильно расчлененные, с резкими очертаниями. К первым относятся Урал, горы Средней Европы, Алтай, Саяны и др., ко вторым — Альпы, Гималаи, Кавказ, Анды, Кордильеры и др. Исследования последних лет, связанные с изучением новейшей тектоники, показали, что между морфологическим обликом и возрастом складчатости горных сооружений нет полной корреляции, так как внешний облик гор в большой мере зависит от интенсивности и амплитуды неотектонических движений в течение последних двух-трех десятков миллионов лет. Чем активнее движения, тем более молодыми кажутся горы.

Современные геосинклинальные области характеризуются сочетанием и резким чередованием глубоководных океанических желобов (Марианский, Курило-Камчатский и др.) и котловин окраинных морей (Японское, Охотское и др.); им свойственны архипелаги островов.

Талассократонам — областям океанических платформ соответствуют глубоководные равнины (средняя глубина 3—4 км). Георифтогенали выражены срединно-океаническими хребтами. Это вытянутые валообразные пологие поднятия, возвышающиеся над ложем океана на 2—3 км. В осевой части хребтов находится желоб — рифт с плоским дном и крутыми склонами. Вдоль рифтов наблюдаются повышенная сейсмическая активность и многочисленные вулканические извержения.

Система срединных хребтов — глобальная, она протягивается на 60 тыс. км, т. е. в полтора раза превосходит протяженность экватора.