9. Понятие изостазии

Изостазия (изостатическое равновесие) — гидростатически равновесное состояние земной коры, при котором менее плотная земная кора (средняя плотность 2.8 г/см³) «плавает» в более плотном слое верхней мантии — астеносфере (средняя плотность 3.3 г/см³), подчиняясь закону Архимеда. Изостазия не является локальной, то есть в изостатическом равновесии находятся достаточно крупные (100—200 км) блоки.

Теория изостазии возникла в результате первых геофизических наблюдений. После создания Ньютоном теории гравитации начались исследования поля тяжести Земли. Возникло предположение, что над горами сила тяжести должна быть больше чем на равнинах или в океане, так как сами горы имеют массу. Однако измерения показали, что в районах с разным рельефом сила тяжести очень близка, и горы «ничего не весят». Для объяснения этого противоречия возникло предположение, что под горами расположены огромные пещеры, которые и компенсируют лишнюю массу гор. Однако затем была предложена гипотеза изостазии, ставшая краеугольным камнем всех крупных геодинамических гипотез. Она играла важную роль в теориях геосинклиналей, дрейфа континентов, и тектоники плит.

10. Представление о химическом составе Земли

Земля состоит из следующих сферических оболочек (модель К. Буллена, 1963): земной коры (слой А), мантии (слои В, С, D) и ядра (слои E, F, G). Земная кора и верхняя мантия, где происходят тектонические процессы, выделяют в качестве тектоносферы, которая делится на литосферу и астеносферу

Выделяют несколько типов земной коры: 1) континентальный; 2) субконтинентальный 3) океанский; и 4) субокеанский. Континентальная, в свою очередь, подразделяется на два подтипа 1А) континентальная земная кора орогенных поясов и 1Б) континентальная земная кора платформ.

Граница между условно базальтовым слоем и гранитным называется «границей Конрада». Эту границу в конце 80-х годов непосредственно изучили, когда Кольская сверхглубокая скважина пересекла ее на глубине около 7 км. Никакого вещественно выраженного раздела там не оказалось. Это видимо чисто геофизическая граница, связанная с физическим переходом вещества в новое состояние — более плотное или более напряженное.

2. Субконтинентальный тип земной коры (островных или вулканических дуг). Этот тип земной коры стал выделяться в связи с нечетко выраженной границей Конрада в областях развития вулканических дуг по краям континентов в так называемых областях субдукции активных континентальных окраин (Курильские, Алеутские острова).

3. Океанская земная кора. Формируется в зонах срединно-океанических хребтов в результате раздвижения океанического дна — СПРЕДИНГА. Имеет трехслойное строение и 5–9 (12) в среднем 6–7 км мощности. Первый, самый верхний, слой сложен рыхлыми осадками и достигает всего 600 м мощности. Второй слой представлен базальтовыми лавами подушечного типа в верхней своей части и в виде параллельных вертикальных даек в нижней. Мощность его 1,0–1,5 до 2,5–3,0 км. Третий слой состоит из интрузивного габбро, которое в верхней части имеет массивную текстуру, в средней — полосчатую, а в нижней приобретает черты ультрабазитовых пород. Мощность этого слоя составляет от 3,5 до 5,0 км.

Остатки или обломки земной коры океанского типа в пределах континентов называются офиолитами («ophiolite» — термин ввел в геологическую литературу Штейман, 1905 г.). В пределы континентальной земной коры они попадают в результате обдуцирования во время столкновения и коллизии литосферных плит. Значение их велико — они маркируют шовную зону (сутуру), по которой произошло замыкание или закрытие океана геологического прошлого.

4. Субокеанский тип земной коры наблюдается под окраинными и внутренними морями (Охотское, Японское, Средиземноморское, Черное и др.). По строению земная кора этого типа близка к земной коре океанского типа, отличаясь от нее повышенной мощностью (до 4–10 км) осадочного слоя, располагающегося на третьем океаническом слое мощностью 5–10, местами до 25–30 км

Для обозначения величины содержания конкретного элемента в той или иной среде используется понятие «кларк». Этот термин связан с именем Ф.У. Кларка – американского геохимика, впервые предпринявшего на базе обширного аналитического материала вычисление средних содержаний химических элементов в различных типах горных пород и в литосфере в целом. В память о его вкладе А.Е. Ферсман в 1924 г. предложил именовать среднее содержание любого конкретного элемента в определённой вещественной среде кларком этого химического элемента. Единица измерения кларка – г/т (т.к. при низких величинах кларков многих элементов использовать процентные значения неудобно).