4.Состав и строение литосферы

Литосферой (от греч. «литос» — камень) называют верхнюю твердую оболочку Земли, состоящую из земной коры и слоя верхней мантии, подстилающего земную кору. Нижняя граница литосферы проводится на глубинах около 100 км |под континентами и около 50 км под дном океана. Возраст литосферы ≈ 4,7 млрд лет. Верхняя часть литосферы (та, где существует жизнь) - составная часть биосферы. Земная кора – важнейший ресурс для человечества. Она содержит горючие полезные ископаемые (уголь, нефть, газ), рудные (железо, медь, олово и т.д.) и нерудные полезные ископаемые, а также естественные строительные материалы (песок, гравий, известняк и т.д.).

Сейсмические исследования свидетельствуют о том, что при землетрясениях возникают различные сейсмические волны, распространяющиеся в породах Земли с разными скоростями. Наиболее быстрые из них - первичные, или Р-волны, — распространяются подобно звуховым, с колебаниями, совпадающими с направлением распространения (продольные волны). Наиболее медленные сейсмические волны, так называемые S-волны, или вторичные, по характеру колебаний подобны световым. Они имеют колебания, перпендикулярные к направлению распространения. В 1926 г. югославский геолог Мохорович обнаружил резкое увеличение скоростей Р- и S- волн на глубине около 50 км. Эту границу раздела стали называть поверхностъю Мохоровича, или, сокращенно, Мохо. По современным данным, глубина залегания поверхности Мохоровича, а следовательно и толщина земной коры, изменяется от 6 км под дном океана до 70 км в горных районах.

Оболочку твердой литосферы, лежащую выше поверхности Мохо, принято называть земной корой, а лежащую ниже мощную оболочку - мантией. Мощность коры под континентами значительно больше, нежели под океаном. Установлено, что плотность земного вещества с глубиной возрастает. На этом основании предполагается, что в составе мантии преобладают более тяжелые химические элементы, такие как железо, хром, магний.

Наиболее изученной частью Земли является ее верхний слой - земная кора. Среднее содержание химических элементов в земной коре впервые определил американский геохимик Ф. Кларк. В честь Ф. Кларка, А.Е.Ферсман предложил называть кларком среднее содержание элементов в земной коре, выраженное в процентах. Анализ показывает, что земная кора более чем на 99% состоит всего из 10 химических элементов (см. табл. 1).

Таблица 1. Элементный состав земной коры (массовый кларк).

1. O	46,60	10. Н	0,140	19.	Сr	0,0200	28.	Y	0,0040
2. Si	27,72	11. Р	0,118	20.	Zr	0,0160	29.	Li	0,0030
3. Аl	8,13	12. Мn	0,100	21.	Rb	0,0120	30.	Nd	0,0024
4. Fе	5,00	13. F	0,070	22.	V	0,0110	31.	Nb	0,0024
5. Са	3,63	14. S	0,052	23.	Ni	0,0080	32.	Со	0,0023
6. Na	2,83	15. Sr	0,045	24.	Zn	0,0065	33.	Lа	0,0018
7. К	2,59	16. Ва	0,040	25.	N	0,0046	34.	Gа	0,0015
8. Мg	2,09	17. С	0,032	26.	Се	0,0046	35.	Рb	0,0015
9. Тi	0,44	18. Сl	0,020	27.	Сu	0,0045	Итого:		99,75%

Остальные элементы (в сумме) – 0,25%.

На долю остальных 80 элементов, встречающихся в земной коре, приходится менее одного процента. (Элементы с атомным номером больше чем у урана-92 не встречаются в естественных условиях. В настоящее время все элементы от 93 до 110 в таблице Менделеева получены искусственно, а также элементы, не найденные в природе: технеций и прометий . Следовательно в природе найдено только 90 элементов).

Из анализа среднего химического состава земной коры, можно сделать следующие важные выводы:

1. земная кора сложена в основном из десяти элементов: О, Si, Al, Fе, Са, Na, K, Mg, Ti, H;

2. на долю остальных 80 элементов приходится менее одного процента массы коры;

3. среди главнейших по распространенности элементов особая роль в земной коре принадлежит кислороду.

4. кислород, кремний и алюминий являются главными элементами земной коры (вспомним, что азот, кислород и аргон - главные элементы атмосферы, а водород - главный элемент Вселенной).