Литосфера

Земная кора является твердой оболочкой Земли, состоящей из магматических, осадочных и метаморфических горных пород. Поэтому ее называют также литосферой, или каменной оболочкой (греч. «литое»— камень). Земная кора неоднородна по своему строению и мощности. Как отмечалось ранее, литосфера состоит из трех основных слоев: осадочного, гранитного и базальтового. Земная кора ограничена снизу поверхностью Мохоровичича (или разделом Мохо), которая ее отделяет от мантии; верхними ее границами являются гидросфера и атмосфера.

Осадочный слой слагает внешнюю часть земной коры и состоит из осадочных горных пород, возникших в поверхнос­тных условиях. Осадочные породы обычно рыхлые, иногда сцементированные и уплотненные, залегают в виде слоев и пластов. Плотность горных пород этого слоя колеблется от значений, близких к единице (нефть, каменный уголь), до 2,64 г/см³ (песчаник) и 2,83 г/см³ (доломит). Осадочный слой обычно имеет небольшую мощность: от нескольких метров до нескольких десятков и сотен метров. Лишь в отдельных местах толща осадочного слоя достигает нескольких километров. Максимальная мощность осадочного слоя 10—15 км. В некоторых местах земной коры осадочный слой полностью отсутствует

Гранитный слой располагается ниже слоя осадочных пород. Он сложен магматическими и метаморфическими горными породами, богатыми кремнием и алюминием. Породы, слагающие гранитный слой, богаты кремнекислотой, ее содержание достигает 65—75%; поэтому их относят к так называемым кислым породам. Плотность пород, входящих в эту оболочку, колеблется от 2,52 до 2,9 г/см³. В тех случаях, когда гранитный слой выходит на поверхность Земли, его называют щитом. Примерами могут служить Балтийский щит, Канадский и т.д. Щиты обычно не прикрыты осадочными породами. Гранитный слой имеет мощность от 20 до 40 км в разных районах земного шара. Иногда он полностью отсутствует, например, на дне Тихого океана. В связи с этим принято выделять два типа земной коры: континентальный и океанический. Считают, что температура в нижней части гранитного слоя составляет 1000 °С, а давление достигает 10 000 атм.

Базальтовый слой, подстилающий гранитный и присутствующий повсеместно, сложен породами, близкими по составу и физическим свойствам к базальтам, породам, бедным кремнекислотой, — их принято называть основными. Плотность базальтового слоя колеблется от 2,9 до 3,3 г/см. Базальтовый слой имеет мощность от 5 до 30 км. На материках и в областях горных сооружений он перекрыт гранитным и осадочным слоями. Под дном Тихого океана базальтовый слой перекрывается только маломощным покровом осадочного происхождения и имеет мощность 5—6 км.

Итак, земная кора состоит из трех слоев: осадочного, гранитного и базальтового общей мощностью от 5 до 80 км. Строение земной коры различно в разных ее участках: в некоторых областях океанов она состоит из двух слоев — осадочного и базальтового (океанический тип), в пределах равнинных частей материков земная кора имеет трехслойное строение (материковый тип) и характеризуется мощностью 40—50 км. В пределах горных районов она также имеет трехслойное строение и обладает наибольшей мощностью — под Гималаями мощность литосферы достигает 80 км. Океанический тип земной коры характеризуется наименьшей мощностью — 5— 15 км; здесь ближе всего к поверхности располагается неведомая нам мантия, к этим районам приковано внимание ученых, составляющих проекты бурения глубоких скважин и проникновения в глубь Земли.

Неоднородное строение земной коры обусловлено неравномерностью распределения химических элементов. В результате многолетних исследований русских академиков В. И. Вернадского, А. Е. Ферсмана и американского ученого Ф.У. Кларка — основоположников науки геохимии — вычислен средний химический состав литосферы. Ф. Кларк предложил определять процентное содержание каждого химического элемента в Земле. Это содержание принято называть кларком. Данные химического состава Земли, приводимые Ф. Кларком, уточнялись А. Е. Ферсманом и норвежским геохимиком В. Гольдшмидтом, а в последующие годы академиком А. П. Виноградовым. В таблице приводится распространенность главных химических элементов в земной коре (по данным известных ученых-геохимиков).