Понятие «литосфера»

От греческого lithos – камень и sphaira - шар.

Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли, включает в себя не только земную кору, но и верхний слой мантии астеносферу. Мощность литосферы до 100км. Мощность непосредственно исследованной земной коры 11 км. До 60-х гг. 20 в. литосфера понималась как синоним земной коры. Состоит из пород магматического происхождения на 90% и на 10% из пород осадочного и метаморфического происхождения. Верхние слои сложены гранитами, нижние – габбро, диоритами, базальтами.

Литосферу как часть твердого тела Земли, ее вещественный состав, строение, происхождение и развитие изучает геология; как одну из внешних оболочек, компонент географической оболочки – физическая география. К физико-географическим наукам, изучающим литосферу, относится геоморфология – наука о рельефе твердой земной поверхности. Она изучает закономерности в хаосе неровностей земной поверхности, это наука о строении, истории развития и современной динамике рельефа Земли. Цель геоморфологии - познание законов развития рельефа и использование их в практической деятельности людей. История геоморфологии как науки началась в 17-18 в.в.

Типы земной коры

Самой большой частью литосферы является земная кора. Земная кора, самая верхняя из твёрдых оболочек Земли. Нижней границей земной коры считается поверхность раздела, при прохождении которой сверху вниз продольные сейсмические волны скачком увеличивают скорость с 6,7-7,6 км/сек до 7,9-8,2 км/сек – граница Мохоровичича (раздел Мохо).

Земная кора различна на материках и под океаном. Сейсмические исследования показывают, что существуют два главных типа земной коры – континентальный и океанический.

Континентальная земная кора (рис. 1.1.) обычно имеет толщину 35-45 км, в областях горных стран — до 70 км. Она состоит из трех слоев – осадочный чехол, гранитный слой и базальтовый слой.

Осадочный чехол имеет толщину до 10 км и состоит из разновозрастных неизмененных или слабоизменённых осадочных и вулканических горных пород. Слои нередко смяты в складки, разорваны и смещены по разрыву. В некоторых местах (на щитах) осадочная оболочка отсутствует;

Гранитный слой – более плотный, его мощность 10-15 км, он сложен гранитами и гнейсами;

Базальтовый слой – еще более плотный, толщиной 15-35 км, сложен базальтами, габбро и очень сильно метаморфизованными осадочными породами в различных соотношениях.

 Океаническая земная кора имеет толщину 5-10 км (вместе с толщей воды — 9-12 км ).Она разделяется на 3 слоя: под тонким (менее 1 км ) слоем морских осадков лежит «второй» слой со скоростями продольных сейсмических волн 4-6 км/сек; его толщина 1-2,5 км . Вероятно, он сложен серпентинитом и базальтом, быть может, с прослоями осадков. Нижний, «океанический», слой толщиной в среднем около 5 км имеет скорости прохождения сейсмических волн 6,4-7,0 км/сек; вероятно, он сложен габбро. Толщина слоя осадков на дне океана изменчива, местами их нет совсем.

В переходной зоне от материка к океану наблюдается земная кора переходного типа.

Земная кора геосинклинальных поясов переходного типа, образуется на стыке океанических и материковых платформ, при этом происходит образование гранитного слоя в результате глубокой метаморфизации магматических и осадочных горных пород в зонах субдукции, отличается пестротой и сложностью строения, встречается земная кора переходного типа океаническая (окраинные моря Тихого океана, Каспийское море и др.) и материковая (островные дуги и др.). Земная кора переходного типа как и океаническая состоит из базальтового слоя, поверх которого располагается мощный, до 10-20 км , осадочный.

Рифтогенный тип земной коры (5-7 км ) возникает в зонах спрединга (рифтах), где на поверхность поступает вещество Мантии и возникают срединно-океанические хребты, рождается молодая океаническая земная кора.

Теория литосферных плит

Литосфера является одной из геосфер Земли. Литосфера всегда представлялась плотной целостной и непрерывной оболочкой планеты. Но более детальные научные исследования доказали, что литосфера разделена на блоки, которые впоследствии получили название литосферные плиты. Эти научные исследования стали основой для создания единой теории литосферных плит , целью которой является объяснение причин и следствий движения литосферных плит.

Теория литосферных плит - тектоническая гипотеза, представляющая собой современный вариант мобилизма.

Предположения о подвижности материков начали высказываться ещё в 19 в., но научно разработанная гипотеза мобилизма была сформулирована впервые в 1912 немецким геофизиком А. Вегенером (теория дрейфа материков).

Теория литосферных плит оформилась в виде законченной концепции в 1968 (Дж. Морган, З. Ле Пишон, Б. Изакс, Дж. Оливер, Л. Сайкс и др.) в развитие идей американских геологов Р. С. Дитца и X. X. Хесса о раздвижении океанического дна. Однако основные принципы этой теории были намечены в 1929 шотландским геологом А. Холмсом, который объединил гипотезу подкорковых течений О. Ампферера, радиогенную гипотезу Дж. Джоли и гипотезу дрейфа материков А. Вегенера.

Согласно теории литосферных плит , литосфера, подстилаемая менее вязкой астеносферой, разделена на ряд плит. Границы плит являются зонами максимальной тектонической, сейсмической и вулканической активности. Вдоль этих границ происходит раздвигание, надвиг, поддвиг или горизонтальное смещение плит друг относительно друга. В рифтовых зонах срединных хребтов океанов плиты раздвигаются и раздвигание заполняется базальтовой магмой, поднимающейся из астеносферы.

Конвекционные течения в астеносфере увлекают плиты в стороны от оси срединных хребтов, а вдоль островных дуг и окраин материков плиты океанической коры погружаются под кору материковую с наращиванием последней в обстановке сжатия и выделения тепла, а также подъёма кремнезёма, щелочей, водяных паров, обусловливающего андезитовый вулканизм, гранитизацию, складчатость и региональный метаморфизм. Современный планетарный рельеф сформировался в результате длительной истории развития планеты. Особенности планетарного рельефа объясняются прежде всего историей формирования литосферных плит и их движения в ходе геологической истории.

Современный планетарный рельеф начал свое формирование 5,0-5,5 млрд. лет назад и он продолжается до сих пор.

Современное положение материков и океанов является следствием непрерывного движения литосферных плит.