12.2 Литосфера Земли

Согласно сейсмическим данным недра Земли разделяются на три основные области: кору, мантию и ядро. Основные типы земной коры – океанический и материковый. Океаническая кора с учетом слоя воды достигает толщины примерно 10 км и имеет базальтовый состав. Материковая кора имеет толщину до нескольких десятков километров в горных районах, она состоит из двух слоев: гранитного и базальтового. Средняя толщина ~ 35 км.

Мантия – силикатная оболочка Земли, расположенная от 35 до 2885 км. Ядро Земли состоит из двух частей. Внешнее ядро – слой жидкости, содержащий 35% массы планеты, и состоит из смеси серы (12%) и железа (88%). Внутреннее ядро – твердое – железо – никелевый сплав (20% никеля и 80% железа). Граница между внешним ядром и внутренним расположена на глубине примерно 5000 км. В состав Земли входят многие другие элементы, в том числе и радиоактивные, выделяющие тепло за счет распада.

Современные модели строения Земли выделяют литосферу – наружную область поверхности, включающую в себя кору и верхнюю зону мантии примерно до глубины 70 км. Литосфера расколота на 10 больших плит, по границам которых расположено подавляющее число очагов землетрясений. С литосферой связана хозяйственная деятельность человека, вся его жизнь, а также жизнь животного и растительного мира. Масса литосферы оценивается в 5,98·10²⁴ кг. Она сложена из трех основных типов пород: магматических, застывших из расплавленного состояния; осадочных, образовавшихся в процессе распада магматических пород; метаморфических – измененных магматических и осадочных пород. Магма – сложный раствор – расплав силикатного состава. Основными структурообразующими элементами литосферы служат кислород, кремний, алюминий, водород, натрий, железо, кальций, магний, калий и другие химические элементы с уровнем содержания На 90% литосфера состоит из 9 элементов, основной из которых кислород составляет 90%. Кора материков в основном сложена гранитами, в состав которых входят кварцSiO₂, полевые шпаты К (или Na) [AlSi₃O₈], Ca[Al₂Si₂O₈], слюда.

На поверхности Земли магматические породы подвержены изменениям за счет выветривания, происходящего под действием эрозии ветра, действия воды и солнечных лучей (физические факторы). Они оказывают механическое воздействие. Химическое выветривание состоит во взаимодействии пород с веществами атмосферы и гидросферы. В химические процессы активно вмешиваются бактерии, растения и животные. Вода, термические напряжения, ветры, ледники в сочетании с силами гравитации обуславливают формирование и движение оболочки осадочных пород. Основные компоненты осадочных пород – песчаники, глины и сланцы, известняки.

В процессе горообразования и сопутствующего движения земной коры большие объемы первичных пород, а также осадочных могут переместиться в глубины Земли и подвергнуться действию высокой температуры и давления, в результате которого перейти в метаморфическое состояние:

Песчаник → кварцит, известняк → мрамор

Литосфера – объект хозяйственной деятельности. Она источник руд и ископаемого органического топлива. Литосфера богата минеральными удобрениями. Граниты, базальты – строительный материал и т.д.

Рис. 12.1. Схема внутреннего строения Земли

Под литосферой расположена перидотитовая оболочка толщиной около

1100 км, сложенная из ультрафиолетовых пород, в составе которых доминирует кремний и магний. Затем идет промежуточная оболочка толщиной 2300 км, и затем центральное ядро. По современным представлениям его температура равна 2– 2,5 тыс. ºС. Плотность вещества 9,9 – 11 . Агрегатное состояние вещества и его химический состав не ясен. Однако известно, что высокая плотность ядра обусловлена скорее не химическим составом, а скорее давлением, под которым оно находится в центре Земли.