6. Тепловое поле Земли.

Тепловой поток, поднимающийся из недр Земли, является важным физическим полем, которое позволяет судить не только о строении, но, как мы увидим позже, и о возрасте Земли. Тепловой поток мы можем наблюдать только на поверхности планеты. Он зависит от температурного градиента в измеряемой точке и определяется формулой

где   -- теплопроводность горных пород, grad   -- геотермический градиент. Понятно, что для положительного теплового потока температура горных пород должна убывать отсюда знак минус в формуле.

температурный градиент можно измерить близко к поверхности, хотя очень важно знать и глубинные распределения температуры. От этого зависят наши представления об источниках тепловой энергии планеты.

См. презентацию.

7. Литосфера, астеносфера. Особенности, выделение, роль в геологии.

Литосфе́ра (от греч. λίθος — камень и σφαίρα — шар, сфера) — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.

Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толщина составляет 5—10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.

Для обозначения внешней оболочки литосферы применялся ныне устаревший термин сиаль, происходящий от названия основных элементов горных пород Si и Al

Литосфера (от "литос" - камень) — твердая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород.

Литосфера разбита на блоки — литосферные плиты, которые двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.

Литосфера имеет около 100 км толщины в океанических областях (3-4км в осевых областях СОХ) и 100-400 км в континентальных областях. Наибольшей толщины литосфера достигает под кратонами. Океаническая литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления. В результате образования окенической коры она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами и в основном состоит из дунитов и гарцбургитов. Континентальная литосфера значительно холоднее, мощнее и, видимо, разнообразнее. Она не участвует в процессе мантийной конвекции и кличество выплавленных из нее магм значительно ниже. В целом она богаче несоместимыми редкими элементами. В её составе значительную роль играют лерцолиты, верлиты и другие богатые редкими элементами породы. Время формирования субконтинентальной литосферы представляют сферу особого интереса, так как оно должно быть связно с образованием континентальной коры.

Астеносфера (от греч. "астенос" - "слабый" и "сфера" - "шар") - слой пониженной вязкости в верхней мантии Земли, подстилающий более холодную и твердую литосферу. Астеносфера фиксируется сейсмическими методами по понижению скоростей сейсмических волн примерно на 4% (vs = 8.5 км/сек, vp = 11 км/сек), вызванному частичным плавлением граней кристаллов (доля расплава - 1-2%). Толщина астеносферы порядка 100 км, но это размытая величина, поскольку жесткость возрастает с глубиной плавно.

Астеносфера находится в состоянии гидростатического равновесия, поскольку способна к медленному течению из областей высокого давления в области пониженного давления, выравнивая его таким образом.

Глубина залегания астеносферы значительно варьирует. Она наиболее близка к поверхности под континентальными рифтами срединно-океаническими хребтами (10-20 км). Под континентами глубина залегания астеносферы значительно больше (100-200, до 400 км). Под крупными горными сооружениями литосфера имеет максимальную мощность, и иногда зона пониженных скоростей, соответствующая астеносфере, вообще не фиксируется. Мощную субконтинентальную литосферу иногда называют литосферным килем.

Астеносфера играет в динамике Земли исключительно важную роль. Именно в астеносфере происходит наиболее интенсивная мантийная конвекция, которая приводит в движение литосферные плиты.