Žemės pluta. Gilioji žemės struktūra

1. Gilioji Žemės sandara

Geografinis apvalkalas sąveikauja, viena vertus, su gilia planetos medžiaga, kita vertus, su viršutiniais atmosferos sluoksniais. Gilioji Žemės struktūra turi didelę įtaką geografinio apvalkalo formavimuisi. Sąvoka "Žemės struktūra" paprastai reiškia jos vidinę, t.y. giluminę struktūrą, pradedant nuo žemės plutos iki planetos centro.

Žemės masė yra 5,98 x 10 27 g.

Vidutinis Žemės tankis yra 5,517 g/cm3.

Žemės sudėtis. Remiantis šiuolaikinėmis mokslinėmis idėjomis, Žemė susideda iš šių cheminių elementų: geležies - 34,64%, deguonies - 29,53%, silicio - 15,20%, magnio - 12,70%, nikelio - 2,39%, sieros - 1,93%, chromo - 0,26 %, manganas - 0,22%, kobaltas - 0,13%, fosforas - 0,10%, kalis - 0,07% ir kt.

Patikimiausi duomenys apie vidinę Žemės sandarą gaunami stebint seismines bangas, tai yra žemės drebėjimų sukeltus svyruojančius žemės medžiagos judesius.

Staigus seisminių bangų greičio pokytis (fiksuojamas seismografuose) 70 km ir 2900 km gylyje atspindi staigų medžiagos tankio padidėjimą šiose ribose. Tai suteikia pagrindo izoliuoti šiuos tris apvalkalus (geosferas) vidiniame Žemės kūne: iki 70 km gylio - žemės pluta, nuo 70 km iki 2900 km - mantija, o iš ten - į Žemės centrą. - šerdis. Branduolys yra padalintas į išorinę ir vidinę šerdį.

Žemė susiformavo maždaug prieš 5 milijardus metų iš kažkokio šalto dujų ir dulkių ūko. Planetos masei pasiekus dabartinę vertę (5,98 x 10 27 g), prasidėjo jos savaiminis kaitimas. Pagrindiniai šilumos šaltiniai buvo: pirma, gravitacinis suspaudimas ir, antra, radioaktyvusis skilimas. Dėl šių procesų vystymosi pradėjo kilti temperatūra Žemės viduje, o tai lėmė metalų tirpimą. Kadangi medžiaga buvo labai suspausta Žemės centre ir nuo paviršiaus atvėsinta spinduliuotės būdu, lydymasis daugiausia vyko nedideliame gylyje. Taip susidarė išlydytas sluoksnis, iš kurio silikatinės medžiagos, būdamos lengviausios, kilo į viršų, sukeldamos žemės plutą. Metalai liko lydymosi lygyje. Kadangi jų tankis yra didesnis nei nediferencijuotos giluminės medžiagos, jie palaipsniui nuskendo. Tai paskatino metalinės šerdies susidarymą.

Šerdyje yra 85-90% geležies. 2900 km gylyje (mantijos ir šerdies riba) dėl didžiulio slėgio (1 370 000 atm.) medžiaga yra itin kietos būsenos. Mokslininkai mano, kad išorinė šerdis yra išlydyta, o vidinė – kieta. Žemiškosios materijos diferenciacija ir branduolio atsiskyrimas yra galingiausias procesas Žemėje ir pagrindinis, pirmasis vidinis mūsų planetos vystymosi variklis.

Branduolio vaidmuo formuojantis Žemės magnetosferai. Šerdis turi galingą poveikį Žemės magnetosferos formavimuisi, kuri apsaugo gyvybę nuo žalingos ultravioletinės spinduliuotės. Sparčiai besisukančios planetos elektrai laidžiame išoriniame skystame šerdyje vyksta sudėtingi ir intensyvūs medžiagos judėjimai, dėl kurių sužadinamas magnetinis laukas. Magnetinis laukas tęsiasi į artimą Žemės erdvę keliais Žemės spinduliais. Sąveikaujant su saulės vėju, geomagnetinis laukas sukuria Žemės magnetosferą. Viršutinė magnetosferos riba yra maždaug 90 tūkstančių km aukštyje. Magnetosferos susidarymas ir žemės gamtos izoliacija nuo Saulės vainiko plazmos buvo pirmoji ir viena svarbiausių sąlygų gyvybei atsirasti, biosferai vystytis ir geografiniam apvalkalui susidaryti.

MANTIJĄ daugiausia sudaro Mg, O, FeO ir SiO2, kurie sudaro magmą. Magmoje yra vandens, chloro, fluoro ir kitų lakiųjų medžiagų. Mantijoje nuolat vyksta medžiagų diferenciacijos procesas. Medžiagos, pašviesintos pašalinus metalus, kyla į žemės plutą, o sunkesnės medžiagos skęsta. Tokie medžiagos judėjimai mantijoje apibrėžiami terminu „konvekcinės srovės“.

Astenosferos samprata. Viršutinė mantijos dalis (100–150 km atstumu) vadinama astenosfera. Astenosferoje temperatūros ir slėgio derinys yra toks, kad medžiaga būtų išlydyta, judri. Astenosferoje atsiranda ne tik nuolatinės konvekcinės srovės, bet ir horizontalios astenosferos srovės.

Horizontaliųjų astenosferos srovių greitis siekia vos keliasdešimt centimetrų per metus. Tačiau per geologinį laiką šios srovės paskatino litosferos padalijimą į atskirus blokus ir jų horizontalų judėjimą, vadinamą žemynų dreifu. Astenosferoje yra ugnikalnių ir žemės drebėjimų centrų. Mokslininkai mano, kad geosinklinai susidaro virš besileidžiančių srovių, o vidurio vandenyno keteros ir plyšių zonos – virš kylančių srovių.

2. Žemės plutos samprata. Hipotezės, aiškinančios žemės plutos kilmę ir raidą

Žemės pluta – tai kieto Žemės kūno paviršinių sluoksnių kompleksas. Mokslinėje geografinėje literatūroje nėra vienos idėjos apie žemės plutos kilmę ir vystymosi kelius.

Yra keletas hipotezių (teorijų), paaiškinančių žemės plutos susidarymo ir vystymosi mechanizmą. Labiausiai pagrįstos hipotezės yra šios:

• 1. Fiksizmo teorija (iš lot. fixus – nejudantis, nekintantis) teigia, kad žemynai visada išliko tose vietose, kurias šiuo metu užima. Ši teorija neigia bet kokį žemynų ir didelių litosferos dalių judėjimą (Charles Darwin, A. Wallace ir kt.).
• 2. Mobilizmo teorija (iš lot. mobilis – mobilus) įrodo, kad litosferos blokai nuolat juda. Ši koncepcija ypač tvirtai įsitvirtino pastaraisiais metais, gavus naujų mokslinių duomenų tiriant Pasaulio vandenyno dugną.
• 3. Žemyno augimo vandenyno dugno sąskaita koncepcija mano, kad pirmieji žemynai susiformavo santykinai mažų masyvų pavidalu, kurie dabar sudaro senovės žemynines platformas. Vėliau šie masyvai išaugo dėl kalnų formavimosi vandenyno dugne, greta pradinių sausumos branduolių kraštų. Vandenyno dugno tyrimas, ypač vandenyno vidurio kalnagūbrių srityje, davė pagrindo abejoti šios koncepcijos teisingumu.
• 4. Geosinklinų teorija teigia, kad žemės ploto padidėjimas atsiranda dėl kalnų susidarymo geosinklinijose. Geosinklininis procesas, kaip vienas iš pagrindinių žemyninės plutos vystymosi procesų, yra daugelio šiuolaikinių mokslinių paaiškinimų pagrindas.
• 5. Sukimosi teorija savo paaiškinimą grindžia teiginiu, kad kadangi Žemės figūra nesutampa su matematinio sferoido paviršiumi ir yra persirikiavusi dėl netolygaus sukimosi, zoninės juostos ir dienovidiniai sektoriai besisukančioje planetoje neišvengiamai yra tektoniškai nelygūs. . Jie įvairiu aktyvumo laipsniu reaguoja į tektoninius įtempius, kuriuos sukelia intražeminiai procesai.

Okeaninė ir žemyninė pluta. Yra du pagrindiniai žemės plutos tipai: okeaninė ir žemyninė. Taip pat išskiriamas jo pereinamasis tipas.

Okeaninė pluta. Šiuolaikinės geologijos eros vandenyno plutos storis svyruoja nuo 5 iki 10 km. Jį sudaro trys sluoksniai:

• 1) viršutinis plonas jūrinių nuosėdų sluoksnis (storis ne didesnis kaip 1 km);
• 2) vidurinis bazalto sluoksnis (storis nuo 1,0 iki 2,5 km);
• 3) apatinis gabbro sluoksnis (storis apie 5 km).

Žemyninė (žemyninė) pluta. Žemyninė pluta turi sudėtingesnę struktūrą ir didesnį storį nei vandenyno pluta. Jo storis vidutiniškai siekia 35-45 km, o kalnuotose šalyse padidėja iki 70 km. Jį sudaro trys sluoksniai:

• 1) apatinis sluoksnis (bazaltinis), sudarytas iš bazaltų (storis apie 20 km);
• 2) vidurinis sluoksnis (granitas), daugiausia sudarytas iš granitų ir gneisų; sudaro pagrindinį žemyninės plutos storį, nesitęsia po vandenynais;
• 3) viršutinis sluoksnis (nuosėdinis) apie 3 km storio.

Kai kuriose vietovėse kritulių storis siekia 10 km: pavyzdžiui, Kaspijos žemumoje. Kai kuriose Žemės vietose visai nėra nuosėdinio sluoksnio, o paviršiuje atsiranda granito sluoksnis. Tokios sritys vadinamos skydais (pavyzdžiui, Ukrainos skydas, Baltijos skydas).

Žemynuose dėl uolienų dūlėjimo susidaro geologinis darinys, vadinamas dūlėjimo pluta.

Granito sluoksnį nuo bazalto sluoksnį skiria Konrado paviršius. Prie šios ribos seisminių bangų greitis padidėja nuo 6,4 iki 7,6 km/sek.

Riba tarp žemės plutos ir mantijos (tiek žemynuose, tiek vandenynuose) eina palei Mohorovicic paviršių (Moho linija). Seisminių bangų greitis jame staigiai padidėja iki 8 km/val.

Be dviejų pagrindinių žemės plutos tipų (okeaninės ir žemyninės), yra ir mišraus (pereinamojo) tipo sričių.

Žemyninėse seklumose arba šelfuose pluta yra apie 25 km storio ir paprastai panaši į žemyninę plutą. Tačiau bazalto sluoksnis gali iškristi. Rytų Azijoje, salų lankų regione (Kurilų salos, Aleutų salos, Japonijos salos ir kt.), žemės pluta yra pereinamojo tipo. Galiausiai, vandenyno vidurio keterų pluta yra labai sudėtinga ir iki šiol mažai tyrinėta. Čia nėra Moho ribos, o mantijos medžiaga kyla išilgai gedimų į plutą ir net į jos paviršių.

Sąvoką „žemės pluta“ reikėtų skirti nuo „litosferos“ sąvokos. Sąvoka „litosfera“ yra platesnė nei „žemės pluta“. Litosferoje šiuolaikinis mokslas apima ne tik žemės plutą, bet ir aukščiausią astenosferos mantiją, tai yra iki maždaug 100 km gylio.

Izostazės samprata. Gravitacijos pasiskirstymo tyrimas parodė, kad visos žemės plutos dalys – žemynai, kalnuotos šalys, lygumos – yra subalansuotos viršutinėje mantijoje. Ši subalansuota padėtis vadinama izostaze (iš lot. isoc – lygi, stasis – padėtis). Izostatinė pusiausvyra pasiekiama dėl to, kad žemės plutos storis yra atvirkščiai proporcingas jos tankiui. Sunkioji vandenyno pluta yra plonesnė už lengvesnę žemyninę.

Izostazė yra net ne pusiausvyra, o pusiausvyros troškimas, nuolat sutrikdomas ir vėl atkuriamas. Pavyzdžiui, Baltijos skydas, ištirpus pleistoceno ledyno žemyniniam ledui, per metus pakyla apie 1 cm. Suomijos plotas nuolat didėja dėl jūros dugno. Olandijos teritorija, priešingai, mažėja. Nulinės pusiausvyros linija šiuo metu eina šiek tiek į pietus nuo 600 šiaurės platumos. Šiuolaikinis Sankt Peterburgas yra maždaug 1,5 m aukščiau nei Petro Didžiojo laikų Sankt Peterburgas. Kaip rodo šiuolaikinių mokslinių tyrimų duomenys, net ir didžiųjų miestų sunkumo pakanka izostatiniams po jais esančios teritorijos svyravimams. Todėl didžiųjų miestų teritorijose žemės pluta yra labai judri. Apskritai žemės plutos reljefas yra veidrodinis Moho paviršiaus (žemės plutos dugno) vaizdas: pakilusios sritys atitinka mantijos įdubas, žemesnės – aukštesnį jos viršutinės ribos lygį. Taigi po Pamyru Moho paviršiaus gylis siekia 65 km, o Kaspijos žemumoje – apie 30 km.

Žemės plutos šiluminės savybės. Kasdieniniai dirvožemio temperatūros svyravimai tęsiasi iki 1,0 - 1,5 m gylio, o metiniai svyravimai vidutinio klimato platumose žemyninio klimato šalyse - iki 20-30 m gylyje Žemės paviršiaus Saulė nustoja , yra pastovios temperatūros dirvožemio sluoksnis. Jis vadinamas izoterminiu sluoksniu. Žemiau izoterminio sluoksnio giliai į Žemę temperatūra pakyla. Tačiau šį temperatūros padidėjimą sukelia vidinė žemės žarnų šiluma. Vidinė šiluma praktiškai nedalyvauja formuojant klimatą. Tačiau jis yra vienintelis energijos pagrindas visiems tektoniniams procesams.

Laipsnių skaičius, kuriuo temperatūra pakyla kas 100 m gylio, vadinamas geoterminiu gradientu.

Atstumas metrais, kurį nuleidus temperatūra pakyla 10C, vadinamas geoterminiu žingsniu. Geoterminio laiptelio dydis priklauso nuo reljefo, uolienų šilumos laidumo, vulkaninių šaltinių artumo, požeminio vandens cirkuliacijos ir kt. Vidutiniškai geoterminis laiptelis yra 33 m Vulkaninėse vietovėse geoterminis laiptelis gali būti tik 5 m. o geologiškai ramiose vietose (ant platformų) gali siekti 100 m.

3. Struktūrinis-tektoninis žemynų atskyrimo principas. Žemynų ir pasaulio dalių samprata

Du kokybiškai skirtingi žemės plutos tipai – žemyninė ir vandenyninė – atitinka du pagrindinius planetos reljefo lygius – žemynų paviršių ir vandenynų dugną. Žemynų identifikavimas šiuolaikinėje geografijoje atliekamas struktūriniu-tektoniniu principu.

Struktūrinis-tektoninis žemynų atskyrimo principas.

Esminis kokybinis žemyninės ir vandenyninės plutos skirtumas, taip pat kai kurie reikšmingi viršutinės mantijos struktūros skirtumai po žemynais ir vandenynais įpareigoja atskirti žemynus ne pagal jų matomą aplinką vandenynuose, o pagal struktūrines. tektoninis principas.

Struktūrinis-tektoninis principas teigia, kad, pirma, žemynas apima kontinentinį šelfą (šelfą) ir žemyninį šlaitą; antra, kiekvieno žemyno papėdėje yra branduolys arba senovės platforma; trečia, kiekvienas žemyninis blokas yra izostatiškai subalansuotas viršutinėje mantijoje.

Struktūrinio-tektoninio principo požiūriu žemynas yra izostatiškai subalansuotas žemyninės plutos masyvas, turintis senovinės platformos pavidalo struktūrinį šerdį, prie kurio greta jaunesnės sulankstytos struktūros.

Iš viso Žemėje yra šeši žemynai: Eurazija, Afrika, Šiaurės Amerika, Pietų Amerika, Antarktida ir Australija. Kiekviename žemyne ​​yra viena platforma, o vien Eurazijos bazėje jų yra šešios: Rytų Europos, Sibiro, Kinijos, Tarimo (Vakarų Kinija, Taklamakano dykuma), Arabijos ir Hindustano. Arabų ir induistų platformos yra senovės Gondvanos dalys, greta Eurazijos. Taigi Eurazija yra nevienalytis nenormalus žemynas.

Ribos tarp žemynų yra gana akivaizdžios. Siena tarp Šiaurės Amerikos ir Pietų Amerikos eina palei Panamos kanalą. Eurazijos ir Afrikos siena brėžiama palei Sueco kanalą. Beringo sąsiauris skiria Euraziją nuo Šiaurės Amerikos.

Dvi žemynų eilės. Šiuolaikinėje geografijoje išskiriamos šios dvi žemynų serijos:

• 1. Pusiaujo žemynų serija (Afrika, Australija ir Pietų Amerika).
• 2. Šiaurės žemynų serija (Eurazija ir Šiaurės Amerika).

Antarktida, piečiausias ir šalčiausias žemynas, lieka už šių gretų.

Šiuolaikinė žemynų padėtis atspindi ilgą žemyninės litosferos raidos istoriją.

Pietiniai žemynai (Afrika, Pietų Amerika, Australija ir Antarktida) yra vieno paleozojaus megakontinento Gondvanos dalys („fragmentai“). Šiauriniai žemynai tuo metu buvo sujungti į kitą megakontinentą – Lauraziją. Tarp Laurazijos ir Gondvanos paleozojaus ir mezozojuje buvo didžiulių jūrų baseinų sistema, vadinama Tethys vandenynu. Šis vandenynas driekėsi nuo Šiaurės Afrikos (per Pietų Europą, Kaukazą, Vakarų Aziją, Himalajus iki Indokinijos) iki šiuolaikinės Indonezijos. Neogene (prieš maždaug 20 mln. metų) šios geosinklinos vietoje iškilo Alpių raukšlių juosta.

Pagal savo didelį dydį Gondvanos superkontinentas, pagal izostazės dėsnį, turėjo storą (iki 50 km) plutą, kuri buvo giliai palaidota mantijoje. Po šiuo superkontinentu konvekcinės srovės buvo ypač intensyvios astenosferoje; labai aktyviai judėjo suminkštėjusi mantijos medžiaga. Dėl to pirmiausia žemyno viduryje susiformavo iškilimas, o vėliau jis suskilo į atskirus blokus, kurie, veikiami tų pačių konvekcinių srovių, pradėjo judėti horizontaliai. Yra žinoma, kad kontūro judėjimą sferos paviršiuje visada lydi jo sukimasis (Euler ir kt.). Todėl Gondvanos dalys ne tik judėjo, bet ir atsiskleidė geografinėje erdvėje.

Pirmasis Gondvanos skilimas įvyko ties triaso ir juros periodo riba (maždaug prieš 190-195 mln. metų); Afro-Amerika atsiskyrė. Tada ties juros ir kreidos periodo riba (maždaug prieš 135-140 mln. metų) Pietų Amerika atsiskyrė nuo Afrikos. Ties mezozojaus ir kainozojaus riba (maždaug prieš 65-70 mln. metų) Hindustano blokas susidūrė su Azija, o Antarktida nutolo nuo Australijos. Dabartinėje geologinėje eroje litosfera, pasak mokslininkų, yra padalinta į šešis plokščių blokus, kurie ir toliau juda.

Gondvanos skilimas sėkmingai paaiškina pietinių žemynų formą, geologinį panašumą, taip pat augalijos ir gyvūnų pasaulio istoriją. Laurasijos skilimo istorija nebuvo taip nuodugniai ištirta kaip Gondvanos.

Žemynų išsidėstymo modeliai. Dabartinei žemynų vietai būdingi šie modeliai:

• 1. Didžioji dalis žemės yra Šiaurės pusrutulyje. Šiaurės pusrutulis yra žemyninis, nors čia tik 39 % sudaro sausuma ir apie 61 % vandenynas.
• 2. Šiauriniai žemynai išsidėstę gana kompaktiškai. Pietiniai žemynai išsidėstę labai išsibarstę ir atskirti.
• 3. Planetos topografija yra antisemitinė. Žemynai išsidėstę taip, kad kiekvienas iš jų priešingoje Žemės pusėje tikrai turi atitinkamą vandenyną. Tai geriausiai galima pamatyti palyginus Arkties vandenyną ir Antarkties žemę. Jei gaublys sumontuotas taip, kad kuris nors iš žemynų būtų viename iš ašigalių, tai kitame ašigalyje tikrai bus vandenynas. Yra tik viena nedidelė išimtis: Pietų Amerikos antipodo pabaiga Pietryčių Azijai. Antipodalumas, kadangi beveik neturi išimčių, negali būti atsitiktinis reiškinys. Šis reiškinys pagrįstas visų besisukančios Žemės paviršiaus dalių pusiausvyra.

Pasaulio dalių samprata. Be geologiškai nulemto žemės padalijimo į žemynus, yra ir žemės paviršiaus padalijimas į atskiras pasaulio dalis, susiformavęs žmonijos kultūrinės ir istorinės raidos procese. Iš viso yra šešios pasaulio dalys: Europa, Azija, Afrika, Amerika, Australija ir Okeanija, Antarktida. Viename Eurazijos žemyne ​​yra dvi pasaulio dalys (Europa ir Azija), o du Vakarų pusrutulio žemynai (Šiaurės Amerika ir Pietų Amerika) sudaro vieną pasaulio dalį - Ameriką.

Siena tarp Europos ir Azijos yra labai savavališka ir brėžiama palei Uralo kalnagūbrio, Uralo upės, šiaurinės Kaspijos jūros dalies ir Kuma-Manych įdubos baseino liniją. Gilios lūžių linijos, skiriančios Europą nuo Azijos, driekiasi per Uralą ir Kaukazą.

Žemynų ir vandenynų plotas. Žemės plotas skaičiuojamas šiuolaikinėje pakrantėje. Pasaulio vandenynas užima apie 361,06 milijono km2 Žemės rutulio paviršiaus, o tai sudaro apie 70,8% viso Žemės paviršiaus. Žemės plotas sudaro apie 149,02 mln. km 2, t.y. apie 29,2% mūsų planetos paviršiaus.

Šiuolaikinių žemynų plotas pasižymi šiomis vertybėmis:

Eurazija – 53,45 km2, įskaitant Aziją – 43,45 mln. km2, Europa – 10,0 mln. km2;

Afrika – 30,30 mln. km2;

Šiaurės Amerika – 24,25 mln. km2;

Pietų Amerika – 18,28 mln. km2;

Antarktida – 13,97 mln. km2;

Australija – 7,70 mln. km2;

Australija su Okeanija – 8,89 km2.

Šiuolaikiniai vandenynai apima:

Ramusis vandenynas – 179,68 mln. km2;

Atlanto vandenynas – 93,36 mln. km2;

Indijos vandenynas – 74,92 mln. km2;

Arkties vandenynas – 13,10 mln km2.

Tarp šiaurinio ir pietinio žemynų (pagal skirtingą kilmę ir išsivystymą) labai skiriasi plotas ir paviršiaus pobūdis. Pagrindiniai geografiniai skirtumai tarp šiaurinio ir pietinio žemynų yra šie:

• 1. Eurazija savo dydžiu nepalyginama su kitais žemynais, joje yra daugiau nei 30% mūsų planetos sausumos.
• 2. Šiauriniai žemynai turi nemažą šelfų plotą. Šelfas ypač reikšmingas Arkties ir Atlanto vandenyne, taip pat Ramiojo vandenyno Geltonojoje, Kinijos ir Beringo jūrose. Pietiniuose žemynuose, išskyrus povandeninę Australijos tęsinį Arafuros jūroje, beveik nėra šelfo.
• 3. Dauguma pietinių žemynų guli ant senovinių platformų. Šiaurės Amerikoje ir Eurazijoje senovinės platformos užima mažesnę viso ploto dalį, o daugiausia jų yra paleozojaus ir mezozojaus orogenijos suformuotose srityse. Afrikoje apie 96% jos teritorijos yra platformų zonose ir tik 4% yra paleozojaus ir mezozojaus amžiaus kalnuose. Azijoje tik 27% teritorijos užima senovinės platformos ir 77% įvairaus amžiaus kalnai.
• 4. Pietinių žemynų pakrantės linija, susidariusi daugiausia dėl tektoninių lūžių, gana tiesi; Yra keletas pusiasalių ir žemyninių salų. Šiauriniams žemynams būdinga išskirtinai vingiuota pakrantė, gausybė salų, pusiasalių, dažnai nusidriekiančių toli į vandenyną. Salos ir pusiasaliai sudaro apie 39% viso ploto Europoje, Šiaurės Amerikoje - 25%, Azijoje - 24%, Afrikoje - 2,1%, Pietų Amerikoje - 1,1% ir Australijoje (išskyrus Okeaniją) - 1,1%.
• 4. Vertikalus žemės skrodimas

Kiekvienas iš pagrindinių planetos lygių – žemynų paviršius ir vandenyno dugnas – skyla į keletą nedidelių lygių. Pagrindinis ir smulkus lygis susiformavo ilgalaikio žemės plutos vystymosi metu ir tęsiasi dabartiniais geologiniais laikais. Pakalbėkime apie šiuolaikinį žemyninės plutos padalijimą į didelio aukščio lygius. Žingsniai skaičiuojami nuo jūros lygio.

• 1. Depresijos – tai žemės plotai, esantys žemiau jūros lygio. Didžiausia įduba Žemėje yra pietinė Kaspijos žemumos dalis, kurios minimalus aukštis –28 m. Vidurinės Azijos viduje yra itin sausa velėnos įduba, kurios gylis yra apie –154 m. Giliausia įduba Žemėje baseinas; Negyvosios jūros krantai yra 392 m žemiau jūros lygio. Vandens užimtos depresijos, kurių lygis yra aukščiau vandenyno lygio, vadinamos kriptodepresijomis. Tipiški kriptodepresijos pavyzdžiai yra Baikalo ežeras ir Ladogos ežeras. Kaspijos jūra ir Negyvoji jūra nėra kriptodepresijos, nes vandens lygis juose nesiekia vandenyno lygio. Įdubimų (be kriptodepresijų) užimamas plotas yra palyginti mažas ir siekia apie 800 tūkst. km2.
• 2. Žemumos (žemumos) – žemės plotai, esantys nuo 0 iki 200 m virš jūros lygio. Žemumų yra daug visuose žemynuose (išskyrus Afriką) ir jos užima didesnį plotą nei bet kuris kitas žemės lygis. Bendras visų Žemės rutulio žemumų lygumų plotas yra apie 48,2 milijono km2.
• 3. Kalvos ir plynaukštės plyti 200–500 m aukštyje ir skiriasi viena nuo kitos vyraujančiomis reljefo formomis: kalvose reljefas nelygus, plynaukštėje santykinai lygus. Virš žemumų pamažu kyla kalvos, o plynaukštė kyla kaip pastebima atbraila. Kalvos ir plynaukštės skiriasi viena kita ir savo geologine sandara. Kalvų ir plokščiakalnių užimamas plotas yra apie 33 mln. km2.

Virš 500 m yra kalnai. Jie gali būti skirtingos kilmės ir amžiaus. Pagal aukštį kalnai skirstomi į žemus, vidutinius ir aukštus.

• 4. Žemi kalnai kyla ne aukščiau kaip 1000 m. Paprastai žemi kalnai yra arba senovės sugriauti kalnai, arba šiuolaikinių kalnų sistemų papėdės. Žemi kalnai užima apie 27 milijonus km2.
• 5. Vidutinių kalnų aukštis yra nuo 1000 iki 2000 m Vidutinio aukščio kalnų pavyzdžiai: Uralas, Karpatai, Užbaikalija, kai kurie Rytų Sibiro kalnagūbriai ir daugelis kitų kalnuotų šalių. Teritorija, kurią užima vidutinio dydžio kalnai, yra apie 24 mln. km2.
• 6. Aukšti (alpių) kalnai iškyla virš 2000 m. Terminas „alpių kalnai“ dažnai taikomas tik kainozojaus amžiaus kalnams, esantiems daugiau nei 3000 m aukštyje. Aukšti kalnai užima apie 16 mln. km2.

Žemiau vandenyno lygio tęsiasi žemyninė žemuma, užtvindyta vandeniu – šelfas, arba žemyninė sekluma. Dar visai neseniai, remiantis tuo pačiu įprastiniu pasakymu, kaip ir sausumos etapai, šelfas buvo vadinamas povandeninėmis lygumomis, kurių gylis siekė iki 200 m. Dabar lentynos riba brėžiama ne pagal formaliai pasirinktą izobatą, o išilgai tikrosios, geologiškai nustatytas žemyno paviršiaus galas ir jo perėjimas į žemyno šlaitą . Todėl šelfas tęsiasi į vandenyną iki skirtingo gylio kiekvienoje jūroje, dažnai viršijantis 200 m ir pasiekiantis 700 ir net 1500 m.

Išoriniame santykinai plokščios šelfo krašte yra staigus paviršiaus lūžis žemyno šlaito ir žemyninės pėdos link. Lentynas, nuolydis ir pėda kartu sudaro žemynų povandeninį kraštą. Jis tęsiasi iki vidutinio 2450 m gylio.

Žemynai, įskaitant jų povandenines pakraščius, užima apie 40 % Žemės paviršiaus, o sausumos plotas – apie 29,2 % viso žemės paviršiaus.

Kiekvienas žemynas yra izostatiškai subalansuotas astenosferoje. Yra tiesioginis ryšys tarp žemynų ploto, jų reljefo aukščio ir panardinimo į mantiją gylio. Kuo didesnis žemyno plotas, tuo didesnis jo vidutinis aukštis ir litosferos storis. Vidutinis sausumos aukštis 870 m. Vidutinis Azijos aukštis 950 m, Europos – 300 m, Australijos – 350 m.

Hipsometrinės (batigrafinės) kreivės samprata. Apibendrintas žemės paviršiaus profilis pavaizduotas hipsometrine kreive. Su vandenynu susijusi jo dalis vadinama batigrafine kreive. Kreivė sukonstruota taip. Skirtinguose aukščiuose ir gyliuose esančių plotų matmenys paimti iš hipsometrinių ir batigrafinių žemėlapių ir brėžiami koordinačių ašių sistemoje: aukščiai brėžiami išilgai ordinačių linijos nuo 0 į viršų, o gyliai – žemyn; palei abscisę – plotas milijonais kvadratinių kilometrų.

5. Pasaulio vandenyno dugno reljefas ir struktūra. Salos

Vidutinis Pasaulio vandenyno gylis yra 3794 m.

Pasaulio vandenyno dugną sudaro šios keturios planetinės morfoskulptūrinės formos:

• 1) povandeniniai žemyno pakraščiai,
• 2) pereinamosios zonos,
• 3) vandenyno dugnas,
• 4) vidurio vandenyno kalnagūbriai.

Žemynų povandeninę ribą sudaro šelfas, žemyninis šlaitas ir žemyninė pėda. Jis nusileidžia į 2450 m gylį. Žemės pluta čia yra žemyninio tipo. Bendras povandeninių žemyno pakraščių plotas yra apie 81,5 milijono km2.

Žemyninis šlaitas į vandenyną įbrido gana stačiai, šlaitų vidurkis yra apie 40, bet kartais siekia 400;

Žemyninė pėda yra žemyninės ir vandenyninės plutos ribos latakas. Morfologiškai tai kaupiamoji lyguma, susidariusi dėl nuosėdų, nuneštų nuo žemyno šlaito.

Vidurio vandenyno kalnagūbriai yra viena ir ištisinė sistema, apimanti visus vandenynus. Tai didžiuliai kalnų statiniai, kurių plotis siekia 1-2 tūkstančius km, o virš vandenyno dugno pakyla 3-4 tūkstančius km. Kartais vidurio vandenyno kalnagūbriai pakyla virš vandenyno lygio ir sudaro daugybę salų (Islandija, Azorai, Seišeliai ir kt.). Savo didybe jie gerokai lenkia kalnuotas žemynų šalis ir yra prilyginami žemynams. Pavyzdžiui, Vidurio Atlanto kalnagūbris yra kelis kartus didesnis už didžiausią sausumos kalnų sistemą – Kordiljeras ir Andus. Visiems vandenyno vidurio kalnagūbriams būdingas padidėjęs tektoninis aktyvumas.

Vidurio vandenyno keteros sistemą sudaro šios struktūros:

• - Vidurio Atlanto kalnagūbris (tęsiasi nuo Islandijos palei visą Atlanto vandenyną iki Tristan da Kunjos salos);
• - Vidurio Indijos kalnagūbris (jo viršūnes išreiškia Seišelių salos);
• - Rytų Ramiojo vandenyno pakilimas (tęsiasi į pietus nuo Kalifornijos pusiasalio).

Pagal reljefą ir tektoninio aktyvumo ypatybes vandenyno vidurio kalnagūbriai yra: 1) riftiniai ir 2) neplyšiniai.

Plyšiams (pavyzdžiui, Vidurio Atlantui) būdingas „plyšio“ slėnis - gilus ir siauras tarpeklis su stačiais šlaitais (tarpeklis eina palei keteros keterą išilgai savo ašies). Plyšio slėnio plotis yra 20-30 km, o lūžio gylis gali būti žemiau vandenyno dugno iki 7400 m (Romanche Trench). Plyšių keterų reljefas yra sudėtingas ir nelygus. Visiems šio tipo kalnagūbriams būdingi plyšių slėniai, siauros kalnų grandinės, milžiniški skersiniai lūžiai, tarpkalninės įdubos, ugnikalnių kūgiai, povandeniniai ugnikalniai, salos. Visoms plyšių keteroms būdingas didelis seisminis aktyvumas.

Neplyšiniams kalnagūbriams (pavyzdžiui, Rytų Ramiojo vandenyno pakilimui) būdingas „plyšio“ slėnio nebuvimas ir jų reljefas yra ne toks sudėtingas. Seisminis aktyvumas nebūdingas neplyšiniams kalnagūbriams. Tačiau jiems būdingas bendras visų vandenyno vidurio kalnagūbrių bruožas – didžiuliai skersiniai lūžiai.

Svarbiausios vidurio vandenyno keterų geofizinės savybės yra šios:

• -padidėjęs šilumos srautas iš Žemės žarnų;
• -specifinė žemės plutos sandara;
• -magnetinio lauko anomalijos;
• -vulkanizmas;
• - seisminis aktyvumas.

Nuosėdų, sudarančių viršutinį žemės plutos sluoksnį, pasiskirstymas vandenyno vidurio keterose paklūsta tokiam modeliui: pačiame kalnagūbryje nuosėdos yra plonos arba jų visai nėra; Tolstant nuo kalnagūbrio didėja nuosėdų storis (iki kelių kilometrų) ir jų amžius. Jei pačiame plyšyje lavos amžius yra maždaug 13 tūkstančių metų, tai už 60 km jai jau 8 milijonai metų. Pasaulio vandenyno dugne nerasta senesnių nei 160 milijonų metų uolų. Šie faktai rodo nuolatinį vandenyno vidurio keterų atsinaujinimą.

Vidurio vandenyno kalnagūbrių susidarymo mechanizmai. Vidurio vandenyno kalnagūbrių susidarymas yra susijęs su viršutine magma. Viršutinė magma yra didžiulė konvekcinė sistema. Mokslininkų teigimu, dėl vidurio vandenyno kalnagūbrių formavimosi kyla Žemės vidus. Išilgai plyšių slėnių išteka lava ir sudaro bazalto sluoksnį. Prisijungdamos prie senosios plutos, naujos lavos dalys sukelia horizontalų litosferos blokų poslinkį ir vandenyno dugno išsiplėtimą. Horizontalių judėjimų greitis įvairiose Žemės vietose svyruoja nuo 1 iki 12 cm per metus: Atlanto vandenyne - apie 4 cm/metus; Indijos vandenyne – apie 6 cm/metus, Ramiajame – iki 12 cm/metus. Šios nereikšmingos vertės, padaugintos iš milijonų metų, suteikia milžiniškus atstumus: per 150 milijonų metų, prabėgusių nuo Pietų Amerikos ir Afrikos padalijimo, šie žemynai išsiskyrė 5 tūkst. Šiaurės Amerika nuo Europos atsiskyrė prieš 80 milijonų metų. O prieš 40 milijonų metų Hindustanas susidūrė su Azija ir prasidėjo Himalajų formavimasis.

Dėl vandenyno dugno išsiplėtimo vidurio vandenyno kalnagūbrių zonoje visai nepadaugėja žemiškos medžiagos, o tik jos tekėjimas ir transformacija. Išilgai vandenyno vidurio kalnagūbrių auganti ir nuo jų horizontaliai plintanti bazaltinė pluta per milijonus metų nukeliauja tūkstančius kilometrų ir kai kuriuose žemynų pakraščiuose vėl nusileidžia į Žemės gelmes, pasiimdama vandenyną. nuosėdos. Šis procesas paaiškina skirtingą uolų amžių kalnagūbrių keterose ir kitose vandenynų dalyse. Šis procesas taip pat sukelia žemynų dreifą.

Pereinamosios zonos apima giliavandenes griovius, salų lankus ir ribinių jūrų baseinus. Pereinamosiose zonose žemyninės ir vandenyninės plutos sritys yra sudėtingai sujungtos.

Gilių vandenynų tranšėjos randamos šiuose keturiuose Žemės regionuose:

• - Ramiajame vandenyne palei Rytų Azijos ir Okeanijos pakrantes: Aleutų griovys, Kurilų-Kamčiatkos griovys, Japonijos griovys, Filipinų griovys, Marianos griovys (didžiausias gylis Žemėje 11 022 m), Vakarų Melanezijos griovys, Tonga;
• - Indijos vandenyne - Javos įduba;
• - Atlanto vandenyne - Puerto Riko įduba;
• - Pietų vandenyne - South Sandwich.

Vandenyno dugną, kuris sudaro apie 73% viso pasaulio vandenyno ploto, užima giliavandenės lygumos (nuo 2450 iki 6000 m). Apskritai šios giliavandenės lygumos atitinka vandenynų platformas. Tarp lygumų yra vidurio vandenyno kalnagūbriai, taip pat kitos kilmės kalvos ir pakilimai. Šie pakilimai padalija vandenyno dugną į atskirus baseinus. Pavyzdžiui, nuo Šiaurės Atlanto kalnagūbrio į vakarus yra Šiaurės Amerikos baseinas, o į rytus – Vakarų Europos ir Kanarų baseinai. Vandenyno dugne yra daug vulkaninių kūgių.

Salos. Vystantis žemės plutai ir jai sąveikaujant su Pasaulio vandenynu susidarė didelės ir mažos salos. Bendras salų skaičius nuolat kinta. Vienos salos atsiranda, kitos išnyksta. Pavyzdžiui, formuojasi ir eroduoja deltos salos, tirpsta ledo masyvai, kurie anksčiau buvo klaidingi salomis („žemėmis“). Jūros nerijos įgauna salos pobūdį ir, atvirkščiai, salos susijungia su žeme ir virsta pusiasaliais. Todėl salų plotas skaičiuojamas tik apytiksliai. Tai apie 9,9 milijono km2. Apie 79% visos salos sausumos yra 28 didelėse salose. Didžiausia sala yra Grenlandija (2,2 mln. km2).

IN 28 didžiausios pasaulio salos apima:

• 1. Grenlandija;
• 2. Naujoji Gvinėja;
• 3. Kalimantanas (Borneo);
• 4. Madagaskaras;
• 5. Bafino sala;
• 6. Sumatra;
• 7. Didžioji Britanija;
• 8. Honshu;
• 9. Viktorija (Kanados arktinis salynas);
• 10. Ellesmere Land (Kanados Arkties salynas);
• 11. Sulavesis (Celebes);
• 12. Pietų Naujosios Zelandijos sala;
• 13. Java;
• 14. Naujosios Zelandijos Šiaurės sala;
• 15. Niufaundlendas;
• 16. Kuba;
• 17. Luzonas;
• 18. Islandija;
• 19. Mindanao;
• 20. Naujoji Žemė;
• 21. Haitis;
• 22. Sachalinas;
• 23. Airija;
• 24. Tasmanija;
• 25. Bankai (Kanados Arkties salynas);
• 26. Šri Lanka;
• 27. Hokaidas;
• 28. Devonas.

Tiek didelės, tiek mažos salos išsidėsčiusios pavieniui arba grupėmis. Salų grupės vadinamos archipelagais. Archipelagai gali būti kompaktiški (pavyzdžiui, Franzo Jozefo žemė, Špicbergenai, Didžiosios Sundos salos) arba pailgi (pavyzdžiui, Japonijos, Filipinų, Didieji ir Mažieji Antilai). Pailgi salynai kartais vadinami kalnagūbriais (pavyzdžiui, Kurilų kalnagūbris, Aleutų kalnagūbris). Ramiojo vandenyno platybėse išsibarstę mažų salų archipelagai yra sujungti į šias tris dideles grupes: Melanezija, Mikronezija (Karolinos salos, Marianos, Maršalo salos), Polinezija.

Pagal kilmę visas salas galima sugrupuoti taip:

I. Žemyninės salos:

• 1) platformų salos,
• 2) žemyno šlaito salos,
• 3) orogeninės salos,
• 4) salos lankai,
• 5) pakrantės salos: a) skroblai, b) Dalmatija, c) fiordas, d) nerijos ir strėlės, e) delta.

II. Nepriklausomos salos:

• 1) vulkaninės salos, įskaitant a) lavos plyšių išsiliejimą, b) centrinį lavos išsiliejimą - skydą ir kūginę;
• 2) koralų salos: a) pakrantės rifai, b) barjeriniai rifai, c) atolai.

Žemyninės salos yra genetiškai susijusios su žemynais, tačiau šie ryšiai yra kitokio pobūdžio, o tai turi įtakos salų gamtai ir amžiui, jų florai ir faunai.

Platforminės salos yra žemyninėje seklumoje ir geologiškai yra žemyno tęsinys. Platformines salas nuo pagrindinės sausumos skiria negilūs sąsiauriai. Platforminių salų pavyzdžiai: Britų salos, Špicbergeno archipelagas, Franzo Josefo žemė, Severnaja Zemlija, Naujojo Sibiro salos, Kanados Arkties salynas.

Sąsiaurių formavimasis ir dalies žemynų pavertimas salomis siekia naujausius geologinius laikus; todėl salos žemės pobūdis mažai skiriasi nuo žemyno.

Žemyninio šlaito salos taip pat yra žemynų dalys, tačiau jų atsiskyrimas įvyko anksčiau. Šias salas nuo gretimų žemynų skiria ne švelnus įdubimas, o gilus tektoninis lūžis. Be to, sąsiauriai yra okeaninio pobūdžio. Žemyninio šlaito salų flora ir fauna labai skiriasi nuo žemyno ir paprastai yra salos pobūdžio. Kontinentinio šlaito salų pavyzdžiai yra: Madagaskaras, Grenlandija ir kt.

Orogeninės salos yra žemynų kalnų raukšlių tąsa. Taigi, pavyzdžiui, Sachalinas yra viena iš Tolimųjų Rytų kalnuotos šalies raukšlių, Naujoji Zelandija yra Uralo tęsinys, Tasmanija yra Australijos Alpės, Viduržemio jūros salos yra Alpių raukšlių atšakos. Naujosios Zelandijos archipelagas taip pat yra orogeninės kilmės.

Salų lankų girliandos aplink Rytų Aziją, Ameriką ir Antarktidą. Didžiausias salų lankų regionas yra prie Rytų Azijos krantų: Aleutų kalnagūbris, Kurilų kalnagūbris, Japonijos kalnagūbris, Ryukyu kalnagūbris, Filipinų kalnagūbris ir kt. Antrasis salų lankų regionas yra prie Amerikos krantų. : Didieji Antilai, Mažieji Antilai. Trečiasis regionas yra salų lankas, esantis tarp Pietų Amerikos ir Antarktidos: Ugnies žemes archipelagas, Folklando salos ir kt. Tektoniškai visi salų lankai apsiriboja šiuolaikinėmis geosinklinijomis.

Žemyninės pakrantės salos yra skirtingos kilmės ir atstovauja įvairių tipų pakrantėms.

Nepriklausomos salos niekada nebuvo žemynų dalys ir daugeliu atvejų susiformavo nepriklausomai nuo jų. Didžiausia nepriklausomų salų grupė yra vulkaninės.

Visuose vandenynuose yra vulkaninių salų. Tačiau ypač daug jų yra vandenyno vidurio kalnagūbrių zonose. Vulkaninių salų dydį ir ypatybes lemia išsiveržimo pobūdis. Lavos įtrūkimai sukuria dideles salas, savo dydžiu ne mažesnės už platformų salas. Didžiausia vulkaninės kilmės sala Žemėje yra Islandija (103 tūkst. km2).

Pagrindinė ugnikalnių salų masė susidaro dėl centrinio tipo išsiveržimų. Natūralu, kad šios salos negali būti labai didelės. Jų plotas priklauso nuo lavos pobūdžio. Pagrindinė lava plinta dideliais atstumais ir sudaro skydinius ugnikalnius (pavyzdžiui, Havajų salose). Rūgščios lavos išsiveržimas suformuoja aštrų mažo ploto kūgį.

Koralų salos yra koralų polipų, diatomų, foraminiferų ir kitų jūrų organizmų atliekos. Koralų polipai yra gana reiklūs gyvenimo sąlygoms. Jie gali gyventi tik šiltuose vandenyse, kurių temperatūra ne žemesnė kaip 200C. Todėl koralų struktūros yra paplitusios tik atogrąžų platumose ir tęsiasi už jų tik vienoje vietoje - Bermudų srityje, skalaujamoje Golfo srovės.

Priklausomai nuo jų padėties šiuolaikinės žemės atžvilgiu, koralų salos skirstomos į tris grupes:

• 1) pakrantės rifai,
• 2) barjeriniai rifai,
• 3) atolai.

Pakrantės rifai prasideda tiesiai nuo žemyno ar salos pakrantės atoslūgio metu ir ribojasi su ja plačios terasos pavidalu. Prie upių žiočių ir prie mangrovių jos nutrūksta dėl mažo vandens druskingumo.

Barjeriniai rifai išsidėstę tam tikru atstumu nuo sausumos, nuo jos atskirti vandens juosta – mariomis. Didžiausias šiuo metu turimas rifas yra Didysis barjerinis rifas. Jo ilgis apie 2000 km; Lagūnos plotis svyruoja nuo 35 iki 150 km, o gylis 30-70 m. Pakrantės ir barjeriniai rifai riboja beveik visas Ramiojo vandenyno pusiaujo ir tropinių vandenų salas.

Atolai yra tarp vandenynų. Tai žemos atviro žiedo formos salos. Atolo skersmuo svyruoja nuo 200 m iki 60 km. Atolo viduje yra iki 100 m gylio marios. Sąsiaurio gylis tarp marių ir vandenyno toks pat. Išorinis atolo nuolydis visada status (nuo 9 iki 450). Šlaitai, nukreipti į marias, yra švelnūs; Juose gyvena įvairūs organizmai.

Trijų tipų koralų struktūrų genetinis ryšys yra neišspręsta mokslinė problema. Pagal Charleso Darwino teoriją barjeriniai rifai ir atolai susidaro iš pakrančių rifų palaipsniui skęstant saloms. Šiuo atveju koralų augimas kompensuoja jo pagrindo nusileidimą. Vietoje salos viršūnės atsiranda lagūna, o pakrantės rifas virsta žiediniu atolu.

Planetos, kurioje gyvename, sandara jau seniai užėmė mokslininkų mintis. Buvo išsakyta daug naivų sprendimų ir puikių spėjimų, tačiau dar visai neseniai niekas negalėjo įrodyti jokios hipotezės teisingumo ar klaidingumo įtikinamais faktais. Ir net ir šiandien, nepaisant milžiniškų Žemės mokslo sėkmių, visų pirma dėl geofizinių metodų, skirtų tyrinėti jos vidų, kūrimo, nėra vienos ir galutinės nuomonės apie vidinių Žemės rutulio dalių sandarą.

Tiesa, visi ekspertai sutaria dėl vieno: Žemė susideda iš kelių koncentrinių sluoksnių arba kriauklių, kurių viduje yra sferinė šerdis. Naujausi metodai leido labai tiksliai išmatuoti kiekvienos iš šių įdėtų sferų storį, tačiau kas tai yra ir iš ko jie susideda, dar nėra iki galo nustatyta.

Kai kurios Žemės vidaus savybės yra žinomos, o kitas galima tik spėlioti. Taigi, naudojant seisminį metodą, buvo galima nustatyti žemės drebėjimo ar sprogimo sukeltų tampriųjų virpesių (seisminių bangų) praėjimo per planetą greitį. Šio greičio dydis apskritai yra labai didelis (keli kilometrai per sekundę), tačiau tankesnėje terpėje jis didėja, purioje smarkiai sumažėja, o skystoje terpėje tokie svyravimai greitai išnyksta.

Seisminės bangos gali prasiskverbti per Žemę greičiau nei per pusvalandį. Tačiau pasiekus sąsają tarp skirtingo tankio sluoksnių, jie dalinai atsispindi ir grįžta į paviršių, kur jautriais instrumentais galima fiksuoti jų atvykimo laiką.

Tai, kad po viršutiniu kietu mūsų planetos apvalkalu yra dar vienas sluoksnis, buvo spėta dar senovėje. Pirmasis tai pasakė senovės graikų filosofas Empedoklis, gyvenęs V amžiuje prieš Kristų. Stebėdamas garsiojo Etnos ugnikalnio išsiveržimą, jis pamatė išsilydžiusią lavą ir padarė išvadą, kad po kietu, šaltu žemės paviršiaus apvalkalu yra išsilydžiusios magmos sluoksnis. Drąsus mokslininkas mirė bandydamas prasiskverbti pro ugnikalnio kraterį, kad geriau suprastų jo struktūrą.

Ugninės-skysčios gilios žemės vidaus struktūros idėja ryškiausiai išplėtota XVIII amžiaus viduryje vokiečių filosofo I. Kanto ir prancūzų astronomo P. Laplaso teorijoje. Ši teorija gyvavo iki XIX amžiaus pabaigos, nors niekas negalėjo išmatuoti, kokiame gylyje baigiasi šalta kieta pluta ir prasideda skystoji magma. 1910 metais Jugoslavijos geofizikas A. Mohorovičius tai padarė seisminiu metodu. Tyrinėdamas žemės drebėjimą Kroatijoje, jis atrado, kad 60-70 kilometrų gylyje seisminių bangų greitis smarkiai kinta. Virš šios atkarpos, kuri vėliau buvo pavadinta Mohorovičiaus riba (arba tiesiog „Moho“), bangos greitis neviršija 6,5–7 kilometrų per sekundę, o žemiau staigiai padidėja iki 8 kilometrų per sekundę.

Taip paaiškėjo, kad tiesiai po litosfera (pluta) yra visai ne išsilydžiusi magma, o atvirkščiai – šimto kilometrų sluoksnis, net tankesnis už plutą. Po juo yra astenosfera (susilpnėjęs sluoksnis), kurios medžiaga yra suminkštėjusi.

Kai kurie tyrinėtojai mano, kad astenosfera yra kietų granulių ir skysto lydalo mišinys.

Sprendžiant iš seisminių bangų sklidimo greičio, po astenosfera yra itin tankūs sluoksniai iki 2900 kilometrų gylio.

Sunku pasakyti, kas yra šis daugiasluoksnis vidinis apvalkalas (mantija), esantis tarp Moho paviršiaus ir šerdies. Viena vertus, jis turi kieto kūno požymių (jame greitai sklinda seisminės bangos), kita vertus, mantija turi neabejotiną takumą.

Reikėtų pažymėti, kad fizinės sąlygos šioje mūsų planetos vidaus dalyje yra visiškai neįprastos. Ten vyrauja aukšta temperatūra ir milžiniškas šimtų tūkstančių atmosferų slėgis. Žymus sovietų mokslininkas, akademikas D. Ščerbakovas mano, kad mantijos medžiaga, nors ir kieta, turi plastiškumo. Galbūt jį galima palyginti su batų tepalu, kuris po plaktuko smūgių suskyla į skeveldras aštriais kraštais. Tačiau laikui bėgant net ir šaltyje ima plisti kaip skystis ir tekėti nedideliu šlaitu žemyn, o pasiekęs paviršiaus kraštą varva žemyn.

Centrinė Žemės dalis, jos šerdis, yra kupina dar daugiau paslapčių. Kas tai yra skystas ar kietas? Iš kokių medžiagų jis susideda? Seisminiais metodais nustatyta, kad šerdis yra nevienalytė ir padalinta į du pagrindinius sluoksnius – išorinį ir vidinį. Pagal kai kurias teorijas jis susideda iš geležies ir nikelio, pagal kitas – iš itin tankinto silicio. Pastaruoju metu buvo iškelta mintis, kad centrinė šerdies dalis yra geležies-nikelis, o išorinė – silicis.

Akivaizdu, kad geriausiai žinomos iš visų geosferų, kurios yra prieinamos tiesioginiam stebėjimui ir tyrimams: atmosfera, hidrosfera ir pluta. Mantija, nors ir priartėja prie žemės paviršiaus, matyt, niekur nėra apnuoginta. Todėl nėra vieningos nuomonės net dėl ​​jo cheminės sudėties. Tiesa, akademikas A. Yanshinas mano, kad kai kurie reti mineralai iš vadinamosios mer-richbite-redderite grupės, anksčiau žinomos tik kaip meteoritų dalis, o neseniai aptiktos Rytų Sajano kalnuose, yra mantijos atodangos. Tačiau šią hipotezę vis tiek reikia kruopščiai išbandyti.

Žemynų žemės plutą pakankamai išsamiai ištyrė geologai. Didelį vaidmenį čia suvaidino gilus gręžimas. Viršutinį žemyninės plutos sluoksnį sudaro nuosėdinės uolienos. Kaip rodo pats pavadinimas, jie yra vandeninės kilmės, tai yra, dalelės, sudariusios šį žemės plutos sluoksnį, nusėdo iš vandeninės suspensijos. Didžioji dauguma nuosėdinių uolienų susidarė senovės jūrose, rečiau jų kilmė yra gėlo vandens telkiniai. Labai retais atvejais nuosėdinės uolienos susidarė dėl oro sąlygų tiesiogiai sausumoje.

Pagrindinės nuosėdinės uolienos yra smėlis, smiltainis, molis, kalkakmenis ir kartais akmens druska. Nuosėdinio plutos sluoksnio storis įvairiose žemės paviršiaus vietose skiriasi. Kai kur siekia 20-25 kilometrus, tačiau vietomis kritulių visai nebūna. Šiose vietose ant „dienos paviršiaus“ iškyla kitas žemės plutos sluoksnis – granitas.

Tokį pavadinimą jis gavo dėl to, kad yra sudarytas ir iš pačių granitų, ir iš jiems artimų uolienų – granitoidų, gneisų ir žėručio skiltelių.

Granito sluoksnis siekia 25-30 kilometrų storį, o iš viršaus dažniausiai jį dengia nuosėdinės uolienos. Žemiausias žemės plutos sluoksnis – bazaltas – nebepasiekiamas tiesioginiam tyrimui, nes niekur nepasiekia paviršiaus ir nepasiekia gilūs šuliniai. Apie bazalto sluoksnio struktūrą ir savybes sprendžiama tik remiantis geofiziniais duomenimis. Su dideliu tikrumu daroma prielaida, kad šį apatinį plutos sluoksnį sudaro magminės uolienos, panašios į bazaltus, kilusios iš atvėsusios vulkaninės lavos. Bazalto sluoksnio storis siekia 15–20 kilometrų.

Dar visai neseniai buvo manoma, kad žemės plutos sandara visur vienoda ir tik kalnuose ji kyla, suformuodama raukšles, o po vandenynais skęsta, suformuodama milžiniškus dubenis. Vienas iš mokslo ir technologijų revoliucijos rezultatų buvo sparti daugelio mokslų, įskaitant jūrų geologiją, raida XX amžiaus viduryje. Šioje žmonijos žinių šakoje buvo padaryta daug esminių atradimų, kurie radikaliai pakeitė ankstesnes idėjas apie plutos struktūrą po vandenyno dugnu. Nustatyta, kad jei po kraštinėmis jūromis ir šalia žemynų, tai yra, šelfo srityje, pluta vis dar tam tikru mastu yra panaši į žemyninę, tai vandenyno pluta yra visiškai kitokia. Pirma, jo storis yra labai mažas: nuo 5 iki 10 kilometrų. Antra, po vandenyno dugnu jis susideda ne iš trijų, o tik iš dviejų sluoksnių – nuosėdinio, 1-2 kilometrų storio ir bazalto. Žemyninei plutai taip būdingas granito sluoksnis tęsiasi link vandenyno tik iki žemyno šlaito, kur nutrūksta.

Šie atradimai smarkiai sustiprino geologų susidomėjimą vandenyno tyrimais. Buvo vilties jūros dugne aptikti paslaptingo bazalto, o gal net mantijos atodangų. Itin viliojančiai atrodo ir povandeninio gręžimo, kurio pagalba galima pasiekti gilius sluoksnius per gana ploną ir lengvai įveikiamą nuosėdų sluoksnį, perspektyvos.

Žemės pluta sudaro aukščiausią kietosios Žemės apvalkalą ir dengia planetą beveik ištisiniu sluoksniu, kurio storis kinta nuo 0 kai kuriose vandenyno vidurio keterų ir vandenynų lūžių srityse iki 70–75 km po aukštų kalnų struktūromis (Khain, Lomise, 1995). ). Plutos storis žemynuose, nulemtas išilginių seisminių bangų praėjimo greičio padidėjimo iki 8-8,2 km/s ( Mohorovičių siena, arba Moho siena), siekia 30-75 km, o vandenyno įdubose 5-15 km. Pirmasis žemės plutos tipas buvo pavadintas okeaninis,antra- žemyninis.

Vandenyno pluta užima 56 % žemės paviršiaus ir yra nedidelio 5–6 km storio. Jo struktūra susideda iš trijų sluoksnių (Khain ir Lomise, 1995).

Pirma, arba nuosėdinės, ne didesnis kaip 1 km storio sluoksnis susidaro centrinėje vandenynų dalyje, o jų pakraščiuose siekia 10–15 km storį. Vidurio vandenyno kalnagūbrių ašinėse zonose jo visiškai nėra. Sluoksnio sudėtis apima molingus, silikatinius ir karbonatus giliavandenių pelaginių nuosėdų (6.1 pav.). Karbonatinės nuosėdos pasiskirsto ne giliau nei kritinis karbonato kaupimosi gylis. Arčiau žemyno atsiranda iš sausumos atneštos klastinės medžiagos priemaišos; tai vadinamosios hemipelaginės nuosėdos. Išilginių seisminių bangų sklidimo greitis čia siekia 2–5 km/s. Šio sluoksnio nuosėdų amžius neviršija 180 milijonų metų.

Antras sluoksnis jo pagrindinėje viršutinėje dalyje (2A) jis sudarytas iš bazaltų su retais ir plonais pelaginiais tarpsluoksniais

Ryžiai. 6.1. Vandenynų litosferos pjūvis, palyginti su vidutiniu ofiolitinių alochtonų pjūviu. Žemiau pateikiamas pagrindinių atkarpos vienetų formavimo vandenyno plitimo zonoje modelis (Khain ir Lomise, 1995). Legenda: 1-

pelaginės nuosėdos; 2 – išsiveržę bazaltai; 3 – lygiagrečių pylimų (doleritų) kompleksas; 4 – viršutiniai (nesluoksniuoti) gabbros ir gabro-doleritai; 5, 6 – sluoksniuotasis kompleksas (kumuliatai): 5 – gabroidai, 6 – ultrabazitai; 7 – tektonizuoti peridotitai; 8 – bazinė metamorfinė aureolė; 9 – bazaltinės magmos pokytis I–IV – nuoseklus kristalizacijos sąlygų pasikeitimas kameroje su atstumu nuo plitimo ašies

ikiniai krituliai; bazaltai dažnai turi būdingą pagalvės (skerspjūvio) atskyrimą (pagalvių lavas), tačiau pasitaiko ir masyvių bazaltų apdangalų. Apatinėje antrojo sluoksnio dalyje (2B) sukurti lygiagretūs dolerito pylimai. Bendras 2-ojo sluoksnio storis – 1,5–2 km, o išilginių seisminių bangų greitis – 4,5–5,5 km/s.

Trečias sluoksnis Vandenyno pluta susideda iš pagrindinės ir pavaldžios ultrabazinės sudėties holokristalinių magminių uolienų. Viršutinėje jo dalyje paprastai susidaro gabro tipo uolienos, o apatinę dalį sudaro „juostinis kompleksas“, susidedantis iš kintamų gabbro ir ultraramafitų. 3 sluoksnio storis 5 km. Išilginių bangų greitis šiame sluoksnyje siekia 6–7,5 km/s.

Manoma, kad 2-ojo ir 3-iojo sluoksnių uolienos susidarė kartu su 1-ojo sluoksnio uolienomis.

Okeaninė pluta, tiksliau vandenyno tipo pluta, neapsiriboja savo pasiskirstymu vandenyno dugne, bet taip pat vystosi ribinių jūrų giliavandeniuose baseinuose, tokiuose kaip Japonijos jūra, Pietų Ochotsko (Kuril) baseinas. Ochotsko jūros, Filipinų, Karibų jūros ir daugelio kitų

jūros. Be to, yra rimtų priežasčių įtarti, kad giliose žemynų įdubose ir sekliose vidaus ir pakraščio jūrose, pavyzdžiui, Barenco, kur nuosėdinės dangos storis yra 10–12 km ar daugiau, ją dengia okeaninio tipo pluta. ; Tai liudija 6,5 ​​km/s eilės išilginių seisminių bangų greičiai.

Aukščiau buvo pasakyta, kad šiuolaikinių vandenynų (ir ribinių jūrų) plutos amžius neviršija 180 milijonų metų. Tačiau sulenktose žemynų juostose aptinkame ir kur kas senesnę, iki ankstyvojo prekambro, vandenyno tipo plutą, kuriai atstovauja vadinamoji. ofiolito kompleksai(arba tiesiog ofiolitai). Šis terminas priklauso vokiečių geologui G. Steinmannui ir buvo jo pasiūlytas XX amžiaus pradžioje. apibūdinti būdingą uolienų „triadą“, paprastai randamą kartu centrinėse susiklosčiusių sistemų zonose, būtent serpentinizuotos ultramafinės uolienos (analogiškos 3 sluoksniui), gabro (analogiškos 2B sluoksniui), bazaltai (analogiški 2A sluoksniui) ir radiolaritai (analogiški). į 1 sluoksnį). Šios uolienų paragenezės esmė ilgą laiką buvo interpretuojama klaidingai, ypač gabbros ir hiperbazitai buvo laikomi įkyriais ir jaunesniais nei bazaltai ir radiolaritai. Tik 60-aisiais, kai buvo gauta pirmoji patikima informacija apie vandenyno plutos sudėtį, tapo akivaizdu, kad ofiolitai yra geologinės praeities vandenyno pluta. Šis atradimas buvo labai svarbus norint teisingai suprasti Žemės judančių juostų atsiradimo sąlygas.

Vandenynų plutos struktūros

Nepertraukiamo platinimo sritys vandenyno pluta išreikštas Žemės reljefe okeaninisdepresijos. Vandenyno baseinuose išskiriami du didžiausi elementai: vandenyno platformos Ir okeaninės orogeninės juostos. Vandenyno platformos(arba tha-lassocratons) dugno topografijoje atrodo kaip didelės bedugnės lygios arba kalvotos lygumos. KAM okeaninės orogeninės juostos Tai apima vandenyno vidurio kalnagūbrius, kurių aukštis virš supančios lygumos yra iki 3 km (kai kuriose vietose jie iškyla salų pavidalu virš vandenyno lygio). Išilgai gūbrio ašies dažnai atsekama plyšių zona - siauri 12-45 km pločio grabenai 3-5 km gylyje, rodantys plutos išsiplėtimo dominavimą šiose srityse. Jiems būdingas didelis seismiškumas, smarkiai padidėjęs šilumos srautas ir mažas viršutinės mantijos tankis. Geofiziniai ir geologiniai duomenys rodo, kad nuosėdinės dangos storis mažėja artėjant prie ašinių kalnagūbrių zonų, o vandenyno pluta patiria pastebimą pakilimą.

Kitas pagrindinis žemės plutos elementas yra pereinamoji zona tarp žemyno ir vandenyno. Tai yra didžiausias žemės paviršiaus skrodimo plotas, kur yra salos lankai, pasižymintis dideliu seismiškumu ir moderniu andezitiniu bei andezito-bazaltiniu vulkanizmu, giliavandenėmis tranšėjomis ir ribinių jūrų giliavandenėmis įdubomis. Žemės drebėjimų šaltiniai čia sudaro seismofokalinę zoną (Benioffo-Zavaritsky zoną), pasineriančią po žemynais. Pereinamoji zona yra labiausiai

aiškiai pasireiškė vakarinėje Ramiojo vandenyno dalyje. Jai būdingas tarpinis žemės plutos struktūros tipas.

Žemyninė pluta(Khain, Lomise, 1995) yra pasiskirstę ne tik pačiuose žemynuose, t. Tačiau bendras žemyninės plutos vystymosi plotas yra mažesnis nei vandenyno plutos, kuris sudaro 41% žemės paviršiaus. Vidutinis žemyninės plutos storis 35-40 km; jis mažėja link žemynų pakraščių ir mikrokontinentų viduje, o po kalnų statiniais padidėja iki 70–75 km.

Apskritai, žemyninė pluta, kaip ir okeaninis, turi trijų sluoksnių struktūrą, tačiau sluoksnių, ypač dviejų apatinių, sudėtis gerokai skiriasi nuo stebimų vandenyno plutoje.

1. nuosėdinis sluoksnis, paprastai vadinama nuosėdine danga. Jo storis svyruoja nuo nulio ant skydų ir mažesnių platformų pamatų pakilimų bei sulankstytų konstrukcijų ašinių zonų iki 10 ir net 20 km platformų įdubose, priekinėse ir tarpkalninėse kalnų juostų įdubose. Tiesa, šiose įdubose po nuosėdomis esanti pluta ir dažniausiai vadinama konsoliduotas, savo prigimtimi jau gali būti arčiau okeaninės nei žemyninės. Nuosėdinio sluoksnio sudėtis apima įvairias nuosėdines uolienas, daugiausia žemyninės arba seklios jūrinės, rečiau batialinės (vėlgi giliose įdubose) kilmės, o taip pat tolimosios.

ne visur, pagrindinių magminių uolienų dangos ir slenksčiai, sudarantys gaudyklių laukus. Išilginių bangų greitis nuosėdiniame sluoksnyje yra 2,0-5,0 km/s, maksimalus karbonatinėms uolienoms. Uolienų amžiaus intervalas nuosėdinėje dangoje yra iki 1,7 milijardo metų, t.y., eilės tvarka didesnis nei šiuolaikinių vandenynų nuosėdinis sluoksnis.

2. Viršutinis konsoliduotos plutos sluoksnis išsikiša į dienos paviršių ant skydų ir platformų matricų bei sulankstytų konstrukcijų ašinėse zonose; jis buvo aptiktas 12 km gylyje Kolos šulinyje ir daug mažesnio gylio šuliniuose Volgos-Uralo regione Rusijos plokštumoje, JAV Vidurio žemyno plokštėje ir Baltijos skyde Švedijoje. Aukso kasykla Pietų Indijoje per šį sluoksnį praėjo iki 3,2 km, Pietų Afrikoje – iki 3,8 km. Todėl šio sluoksnio sudėtis, bent jau jo viršutinė dalis, paprastai yra gerai žinoma, pagrindinį vaidmenį jo sudėtyje atlieka įvairios kristalinės skaldos, gneisai, amfibolitai ir granitai, todėl jis dažnai vadinamas granitu-gneisu. Išilginių bangų greitis jame siekia 6,0-6,5 km/s. Rifėjo-paleozojaus ar net mezozojaus amžiaus jaunų platformų pamatuose ir iš dalies jaunų susiklosčiusių struktūrų vidinėse zonose tas pats sluoksnis sudarytas iš ne taip stipriai metamorfuotų (vietoj amfibolito žaliaskalių fasų) uolienų ir jame mažiau granitų. ; todėl jis čia dažnai vadinamas granito metamorfinis sluoksnis, o tipiniai išilginiai greičiai jame yra 5,5–6,0 km/s. Šio plutos sluoksnio storis platformose siekia 15-20 km, kalnų struktūrose – 25-30 km.

3. Apatinis konsoliduotos plutos sluoksnis. Iš pradžių buvo manoma, kad tarp dviejų sutvirtintos plutos sluoksnių yra aiški seisminė riba, kuri buvo pavadinta Konrado riba jos atradėjo, vokiečių geofiziko, garbei. Ką tik minėtų gręžinių gręžimas sukėlė abejonių dėl tokios aiškios ribos egzistavimo; kartais vietoj to seismiškumas aptinka ne vieną, o dvi (K 1 ir K 2) ribas plutoje, kas davė pagrindą skirti du sluoksnius apatinėje plutoje (6.2 pav.). Uolienų, sudarančių apatinę plutą, sudėtis, kaip minėta, nėra pakankamai žinoma, nes ji nepasiekta šuliniais, o paviršiuje yra fragmentiškai apnuoginta. Remiantis

Ryžiai. 6.2. Žemyninės plutos struktūra ir storis (Khain, Lomise, 1995). A - pagrindiniai pjūvių tipai pagal seisminius duomenis: I-II - senovinės platformos (I - skydai, II

Sineklizės), III - lentynos, IV - jauni orogenai. K 1 , K 2 -Conrad paviršiai, M-Mohorović paviršius, greičiai nurodyti išilginėms bangoms; B - žemyninės plutos storio pasiskirstymo histograma; B - apibendrintas stiprumo profilis

Bendrais svarstymais V. V. Belousovas priėjo prie išvados, kad, viena vertus, apatinėje plutoje turėtų vyrauti aukštesnės metamorfizmo stadijos uolienos, kita vertus, bazinės sudėties uolienos nei viršutinėje plutoje. Štai kodėl jis pavadino šį žievės sluoksnį gra-nullite-mafic. Belousovo prielaida apskritai pasitvirtina, nors atodangos rodo, kad apatinės plutos sudėtyje dalyvauja ne tik baziniai, bet ir rūgštiniai granulitai. Šiuo metu dauguma geofizikų viršutinę ir apatinę plutą skiria skirtingais pagrindais – puikiomis reologinėmis savybėmis: viršutinė pluta kieta ir trapi, apatinė – plastiška. Išilginių bangų greitis žemutinėje plutoje 6,4-7,7 km/s; priklausymas šio sluoksnio apatinių sluoksnių plutai ar mantijai, kurių greičiai viršija 7,0 km/s, dažnai yra prieštaringi.

Tarp dviejų kraštutinių žemės plutos tipų – okeaninės ir žemyninės – yra pereinamieji tipai. Vienas iš jų yra povandeninė pluta - išsivysčiusi palei žemynų šlaitus ir papėdes ir, galbūt, yra kai kurių ne itin gilių ir plačių kraštinių ir vidinių jūrų baseinų dugne. Povandeninė pluta – žemyninė pluta, suplonėjusi iki 15-20 km ir prasiskverbusi pagrindinių magminių uolienų pylimų ir slenksčių.

žievė Jis buvo aptiktas giliavandenių gręžinių metu prie įėjimo į Meksikos įlanką ir atidengtas Raudonosios jūros pakrantėje. Kitas pereinamosios žievės tipas yra subkontinentinis- susidaro tuo atveju, kai okeaninė pluta pirminiuose ugnikalnių lankuose virsta žemynine, bet dar nepasiekusi visiško „brendimo“, turinti sumažėjusį, mažiau nei 25 km storį ir mažesnį sutvirtinimo laipsnį, o tai atsispindi žemesnėje. seisminių bangų greičiai – žemutinėje plutoje ne daugiau 5,0-5,5 km/s.

Kai kurie tyrinėtojai ypatingus tipus įvardija dar du vandenyno plutos tipus, kurie jau buvo aptarti aukščiau; tai, pirma, iki 25-30 km sustorėjusi vandenyno vidinių pakilimų okeaninė pluta (Islandija ir kt.), antra, vandenyno tipo pluta, „pastatyta“ stora, iki 15-20 km, nuosėdinė danga (Kaspijos baseinas ir kt.).

Mohorovicinis paviršius ir viršutinės manos sudėtistii. Riba tarp plutos ir mantijos, paprastai seismiškai gana aiškiai išreiškiama išilginių bangų greičių šuoliu nuo 7,5-7,7 iki 7,9-8,2 km/s, yra žinoma kaip Mohorovičico paviršius (arba tiesiog Moho ir net M), pavadintas Jį įkūręs kroatų geofizikas. Vandenynuose ši riba atitinka perėjimą nuo juostinio III sluoksnio komplekso, kuriame vyrauja gabroidai, prie ištisinių serpentinizuotų peridotitų (harzburgitų, lherzolitų), rečiau dunitų, vietomis išsikišusių į dugno paviršių ir uolienose. San Paulas Atlanto vandenyne prie Brazilijos krantų ir o. Zabargad Raudonojoje jūroje, iškilusi virš paviršiaus

jūros pyktis. Vandenyno mantijos viršūnės gali būti stebimos vietomis sausumoje kaip ofiolitų kompleksų dugno dalis. Jų storis Omane siekia 8 km, o Papua Naujojoje Gvinėjoje gal net 12 km. Juos sudaro peridotitai, daugiausia harzburgitai (Khain ir Lomise, 1995).

Lavos ir kimberlitų inkliuzų iš vamzdžių tyrimas rodo, kad po žemynais viršutinę mantiją daugiausia sudaro peridotitai, tiek čia, tiek po vandenynais viršutinėje dalyje tai yra spineliniai peridotitai, o apačioje - granatiniai. Tačiau žemyninėje mantijoje, remiantis tais pačiais duomenimis, nedideliais kiekiais, be peridotitų, yra ir eklogitų, t.y. giliai metamorfuotų bazinių uolienų. Eklogitai gali būti metamorfuotos vandenyno plutos reliktai, įvilkti į mantiją šios plutos išskleidimo (subdukcijos) proceso metu.

Viršutinė mantijos dalis antriškai išeikvojama daugeliu komponentų: silicio dioksido, šarmų, urano, torio, retųjų žemių ir kitų nenuoseklių elementų, nes iš jos tirpsta bazaltinės žemės plutos uolienos. Ši "išeikvota" ("išeikvota") mantija tęsiasi po žemynais į didesnį gylį (apima visą arba beveik visą litosferos dalį) nei po vandenynais, užleisdama vietą giliau "neišsekusiai" mantijai. Vidutinė pirminė mantijos sudėtis turėtų būti artima špinelio lherzolitui arba hipotetiniam peridotito ir bazalto mišiniui santykiu 3:1, kurį pavadino australų mokslininkas A.E. Ringwoodas. pirolitas.

Maždaug 400 km gylyje prasideda spartus seisminių bangų greičio didėjimas; nuo čia iki 670 km

ištrinti Golicino sluoksnis, pavadintas rusų seismologo B.B. Golicynas. Jis taip pat išsiskiria kaip vidurinė mantija, arba mezosfera - pereinamoji zona tarp viršutinės ir apatinės mantijos. Golitsyno sluoksnio elastingų virpesių padidėjimas paaiškinamas maždaug 10% padidėjusiu mantijos medžiagos tankiu dėl kai kurių mineralų rūšių perėjimo prie kitų, kai atomai yra tankesni: olivinas į spinelį. , piroksenas į granatą.

Apatinė mantija(Hain, Lomise, 1995) prasideda maždaug 670 km gylyje. Apatinę mantiją daugiausia turėtų sudaryti perovskitas (MgSiO 3) ir magnio wustitas (Fe, Mg)O – tolesnių mineralų, sudarančių vidurinę mantiją, pokyčių produktai. Žemės šerdis išorinėje dalyje, remiantis seismologija, yra skysta, o vidinė dalis vėl kieta. Konvekcija išorinėje šerdyje sukuria pagrindinį Žemės magnetinį lauką. Didžioji dauguma geofizikų šerdies sudėtį pripažįsta kaip geležį. Bet vėlgi, remiantis eksperimentiniais duomenimis, būtina leisti šiek tiek nikelio, taip pat sieros, deguonies ar silicio priemaišų, kad būtų paaiškintas sumažėjęs šerdies tankis, palyginti su grynos geležies tankiu.

Remiantis seisminės tomografijos duomenimis, šerdies paviršius yra netolygus ir formuoja iki 5-6 km amplitudės iškilimus ir įdubimus. Prie mantijos ir šerdies ribos išskiriamas pereinamasis sluoksnis su indeksu D (pluta žymima indeksu A, viršutinė mantija - B, vidurinė - C, apatinė - D, viršutinė sluoksnio dalis. apatinė mantija - D"). D sluoksnio storis vietomis siekia 300 km.

Litosfera ir astenosfera. Skirtingai nuo pluta ir mantija, išsiskiriančios pagal geologinius duomenis (pagal medžiagos sudėtį) ir seismologinius duomenis (pagal seisminių bangų greičių šuolį ties Mohorovičiaus riba), litosfera ir astenosfera yra grynai fizinės, tiksliau reologinės, sąvokos. Pradinis astenosferos nustatymo pagrindas yra susilpnėjęs plastikinis apvalkalas. kietesnės ir trapesnės litosferos pagrindas, iškilo poreikis paaiškinti plutos izostatinės pusiausvyros faktą, aptiktą matuojant gravitaciją kalnų struktūrų papėdėje. Iš pradžių buvo tikimasi, kad tokios struktūros, ypač tokios didingos kaip Himalajai, sukurs gravitacijos perteklių. Tačiau kai XIX a. buvo atlikti atitinkami matavimai, paaiškėjo, kad tokios traukos nepastebėta. Vadinasi, net dideli žemės paviršiaus reljefo nelygumai yra kažkaip kompensuojami, subalansuojami gylyje taip, kad žemės paviršiaus lygyje nebūtų didelių nukrypimų nuo vidutinių gravitacijos verčių. Taigi mokslininkai priėjo prie išvados, kad yra bendra žemės plutos tendencija balansuoti mantijos sąskaita; šis reiškinys vadinamas izostazija(Hainas, Lomise, 1995) .

Yra du izostazijos įgyvendinimo būdai. Pirma, kalnų šaknys yra panardintos į mantiją, t. y. izostazę užtikrina žemės plutos storio kitimas, o pastarosios apatinis paviršius turi priešingą žemės paviršiaus reljefui reljefą; tokia yra anglų astronomo J. Airy hipotezė

(6.3 pav.). Regioniniu mastu tai paprastai pateisinama, nes kalnų struktūros iš tikrųjų turi storesnę plutą, o didžiausias plutos storis stebimas aukščiausiuose iš jų (Himalajuose, Anduose, Hindukušas, Tien Šanis ir kt.). Tačiau galimas ir kitas izostazės įgyvendinimo mechanizmas: padidinto reljefo plotai turi būti sudaryti iš mažiau tankių uolienų, o žemesnio reljefo – iš tankesnių; Tokią hipotezę iškėlė kitas anglų mokslininkas Dž. Pratt. Tokiu atveju žemės plutos pagrindas gali būti net horizontalus. Žemynų ir vandenynų pusiausvyra pasiekiama derinant abu mechanizmus – pluta po vandenynais yra daug plonesnė ir pastebimai tankesnė nei po žemynais.

Didžioji dalis Žemės paviršiaus yra artimos izostatinei pusiausvyrai. Didžiausi nukrypimai nuo izostazės – izostatinės anomalijos – aptinkami salų lankuose ir susijusiose giliavandenėse tranšėjose.

Kad izostatinės pusiausvyros siekis būtų efektyvus, t.y., esant papildomai apkrovai, pluta skęstų, o pašalinus apkrovą kiltų, reikia, kad po pluta būtų pakankamai plastiškas sluoksnis, galintis teka iš padidinto geostatinio slėgio zonų į žemo slėgio sritis. Būtent šiam sluoksniui, iš pradžių nustatytam hipotetiškai, amerikiečių geologas J. Burrellas pasiūlė pavadinimą. astenosfera, o tai reiškia „silpnas apvalkalas“. Ši prielaida buvo patvirtinta tik daug vėliau, 60-aisiais, kai buvo seisminis

Ryžiai. 6.3. Žemės plutos izostatinės pusiausvyros schemos:

A - J. Erie, b - J. Pratt (Khainas, Koronovskis, 1995)

rąstai (B. Gutenbergas) atrado, kad tam tikrame gylyje po pluta yra seisminių bangų greičio mažėjimo arba nedidėjimo zonos, natūralios didėjant slėgiui, buvimas. Vėliau atsirado kitas astenosferos nustatymo būdas – magnetotelūrinio zondavimo metodas, kai astenosfera pasireiškia kaip sumažintos elektrinės varžos zona. Be to, seismologai nustatė dar vieną astenosferos požymį – padidėjusį seisminių bangų susilpnėjimą.

Astenosfera taip pat atlieka pagrindinį vaidmenį litosferos judėjime. Astenosferos medžiagos srautas neša litosferos plokštes ir sukelia jų horizontalius judesius. Astenosferos paviršiaus pakilimas veda prie litosferos iškilimo, o kraštutiniu atveju – jos tęstinumo lūžio, atsiskyrimo ir nuslūgimo susidarymą. Pastarasis taip pat lemia astenosferos nutekėjimą.

Taigi iš dviejų apvalkalų, sudarančių tektonosferą: astenosfera yra aktyvus elementas, o litosfera yra santykinai pasyvus elementas. Jų sąveika lemia tektoninę ir magmatinę žemės plutos „gyvybę“.

Vidurio vandenyno kalnagūbrių ašinėse zonose, ypač Rytų Ramiojo vandenyno pakilime, astenosferos viršūnė yra tik 3-4 km gylyje, t.y., litosfera apsiriboja tik viršutine plutos dalimi. Judant link vandenynų pakraščio, litosferos storis didėja dėl

apatinė pluta ir daugiausia viršutinė mantija ir gali siekti 80–100 km. Centrinėse žemynų dalyse, ypač po senovinių platformų skydais, pavyzdžiui, Rytų Europos ar Sibiro, litosferos storis jau matuojamas 150-200 km ir daugiau (Pietų Afrikoje 350 km); pagal kai kurias idėjas jis gali siekti 400 km, t.y. čia visa viršutinė mantija virš Golitsyno sluoksnio turėtų būti litosferos dalis.

Sunkumai aptikti astenosferą didesniame nei 150–200 km gylyje kai kuriems tyrinėtojams sukėlė abejonių dėl jos egzistavimo tokiose srityse ir paskatino juos priimti alternatyvią idėją, kad astenosfera kaip ištisinis apvalkalas, t. y. geosfera, neegzistuoja. bet yra keletas atjungtų „astenolinių“ Negalime sutikti su tokia išvada, kuri gali būti svarbi geodinamikai, nes būtent šiose srityse yra aukštas izostatinės pusiausvyros laipsnis, nes tai yra aukščiau pateikti šiuolaikinio ir senovės apledėjimo sričių pavyzdžiai - Grenlandija ir kt.

Priežastis, dėl kurios astenosferą nėra lengva visur aptikti, akivaizdžiai yra jos klampumo pokytis iš šono.

Pagrindiniai žemyninės plutos struktūriniai elementai

Žemynuose išskiriami du struktūriniai žemės plutos elementai: platformos ir mobilios juostos (Istorinė geologija, 1985).

Apibrėžimas:platforma- stabili, standi žemyninės plutos dalis, turinti izometrinę formą ir dviejų aukštų struktūrą (6.4 pav.). Apatinis (pirmasis) konstrukcinis aukštas – kristalinis pagrindas, atstovaujama labai išnirusių metamorfuotų uolienų, įsiskverbusių intruzijų. Viršutinis (antrasis) konstrukcinis aukštas švelniai guli nuosėdinė danga, silpnai išniręs ir nemetamorfuotas. Išėjimai į apatinio konstrukcinio aukšto dienos paviršių vadinami skydas. Vadinamos nuosėdine danga padengtos pamatų sritys viryklė. Plokštės nuosėdinės dangos storis – keli kilometrai.

Pavyzdys: Rytų Europos platformoje yra du skydai (Ukrainos ir Baltijos) ir Rusijos plokštė.

Antrojo platformos aukšto konstrukcijos (dėklas) Yra neigiami (nukrypimai, sineklizės) ir teigiami (anteklizės). Sineklizės turi lėkštės formą, o anteklizės – apverstos lėkštės formą. Sineklizėje nuosėdų storis visada didesnis, o anteklizėje – mažesnis. Šių konstrukcijų skersmens matmenys gali siekti šimtus ar kelis tūkstančius kilometrų, o sluoksnių kritimas ant sparnų dažniausiai būna keli metrai 1 km. Yra du šių struktūrų apibrėžimai.

Apibrėžimas: sineklizė – geologinė struktūra, kurios sluoksnių kritimas nukreiptas iš periferijos į centrą. Anteklizė – geologinė struktūra, kurios sluoksnių kritimas nukreiptas iš centro į periferiją.

Apibrėžimas: sineklizė – geologinė struktūra, kurios šerdyje ir išilgai pakraščių išnyra jaunesnės nuosėdos

Ryžiai. 6.4. Platformos struktūros diagrama. 1 - sulankstytas pamatas; 2 - platformos korpusas; 3 gedimai (Istorinė geologija, 1985)

- senoviškesnis. Anteklizė – geologinė struktūra, kurios šerdyje iškyla daugiau senovinių nuosėdų, o pakraščiuose – jaunesnių.

Apibrėžimas: lovelis yra pailgas (pailgas) geologinis kūnas, kurio skerspjūvis yra įgaubtas.

Pavyzdys: rusiškoje Rytų Europos platformos plokštėje išsiskiria anteklizės(Baltarusija, Voronežas, Volga-Uralas ir kt.), sineklizės(Maskva, Kaspijos jūra ir kt.) ir įdubas (Uljanovskas-Saratovas, Padniestrė-Juodoji jūra ir kt.).

Yra apatinių viršelio horizontų struktūra – av-lakogenas.

Apibrėžimas: aulakogenas – siauras, pailgas įdubimas, besitęsiantis per platformą. Aulakogenai yra apatinėje viršutinio konstrukcinio grindų (dangčio) dalyje ir gali siekti iki šimtų kilometrų ilgį, o plotį – dešimtis kilometrų. Aulakogenai susidaro horizontalaus išsiplėtimo sąlygomis. Juose kaupiasi stori nuosėdų sluoksniai, kurie gali susmulkinti į raukšles ir savo sudėtimi panašūs į miogeosinklinų darinius. Bazaltai yra apatinėje sekcijos dalyje.

Pavyzdys: Pachelma (Riazanė-Saratovas) aulakogenas, Dniepro-Doneco aulakogenas iš Rusijos plokštės.

Platformų kūrimo istorija. Vystymosi istoriją galima suskirstyti į tris etapus. Pirma– geosinklininis, ant kurio susidaro apatinis (pirmasis) konstrukcinis elementas (pamatas). Antra- aulakogeninis, ant kurio, priklausomai nuo klimato, vyksta kaupimasis

raudonos spalvos, pilkos spalvos arba anglies turinčios nuosėdos av-lakogenuose. Trečia– perdanga, ant kurios dideliame plote vyksta nuosėdos ir susidaro viršutinė (antra) konstrukcinė perdanga (perdanga).

Kritulių kaupimosi procesas dažniausiai vyksta cikliškai. Pirmiausia kaupiasi transgresyvus jūrų terigeniškas formavimas, tada - karbonatas formavimas (maksimalus pažeidimas, 6.1 lentelė). Regresijos metu sauso klimato sąlygomis, druskingas raudonžiedis formavimasis, o drėgno klimato sąlygomis - paralyžiuojantis anglis turintis formavimas. Sedimentacijos ciklo pabaigoje susidaro nuosėdos žemyninis dariniai. Bet kuriuo momentu etapas gali būti nutrauktas susidarius spąstų formacijai.

6.1 lentelė. Plokštės susikaupimo seka

dariniai ir jų savybės.

6.1 lentelės pabaiga.

Už judantys diržai (sulankstytos vietos) charakteristika:

jų kontūrų tiesiškumas;

didžiulis susikaupusių nuosėdų storis (iki 15-25 km);

nuoseklumasšių nuosėdų sudėtis ir storis kartu su streiku sulankstytas plotas ir staigūs pokyčiai per jo streiką;

buvimas savitas dariniai- uolienų kompleksai, susidarę tam tikrose šių vietovių vystymosi stadijose ( šiferis, flysch, spilito-keratofirinis, melasa ir kiti dariniai);

intensyvus efuzyvinis ir įkyrus magmatizmas (ypač būdingi dideli granito intruzijos-batolitai);

stiprus regioninis metamorfizmas;

7) stiprus susilankstymas, gedimų gausa, įskaitant

stūmos, rodančios suspaudimo dominavimą. Vietoje geosinklininių sričių (diržos) atsiranda sulankstytos zonos (diržai).

Apibrėžimas: geosinklinas(6.5 pav.) - mobilus žemės plutos regionas, kuriame iš pradžių kaupėsi stori nuosėdiniai ir vulkanogeniniai sluoksniai, vėliau jie buvo susmulkinti į sudėtingas raukšles, kartu formuojant lūžius, įsilaužimus ir metamorfizmą. Yra du geosinklinos kūrimo etapai.

Pirmas etapas(iš tikrųjų geosinklininis) būdingas nuslūgimo vyravimas. Didelis kritulių kiekis geosinklinijoje – tai yra žemės plutos tempimo rezultatas ir jo nukrypimas. IN pirmoji pusė pirmaetapai Dažniausiai kaupiasi smėlingos ir molingos nuosėdos (dėl metamorfizmo susidaro juodi molingi skalūnai, išsiskiriantys šiferis susidarymas) ir kalkakmeniai. Subdukciją gali lydėti plyšimai, per kuriuos pakyla ir išsiveržia mafinė magma povandeninio laivo sąlygomis. Po metamorfizmo susidariusios uolienos kartu su lydinčiais subvulkaniniais dariniais suteikia spilitas-keratofiras formavimas. Tuo pačiu metu dažniausiai susidaro silicio uolienos ir jaspis.

okeaninis

Ryžiai. 6.5. Geosync struktūros schema

linali schematiškame Sundos lanko pjūvyje Indonezijoje (Struktūrinė geologija ir plokščių tektonika, 1991). Legenda: 1 – nuosėdos ir nuosėdinės uolienos; 2 – ugnikalnis-

nic veislės; 3 – rūsio kontimetamorfinės uolienos

Nurodytos formacijos kaupti vienu metu, Bet skirtingose ​​srityse. Kaupimas spilito-keratophyric formavimas dažniausiai vyksta vidinėje geosinklino dalyje – in eugeosinklinijos. Už eugeo-sinchronizavimas Būdingas storų vulkanogeninių sluoksnių, dažniausiai pagrindinės sudėties, susidarymu ir gabro, diabazės ir ultrabazinių uolienų įsiskverbimu. Kraštinėje geosinklinos dalyje, palei jos sieną su platforma, paprastai yra miogeosinklinos.Čia kaupiasi daugiausia terigeniniai ir karbonatiniai sluoksniai; Vulkaninių uolienų nėra, intruzijos nebūdingos.

Pirmoje pirmojo etapo pusėje Didžioji dalis geosinklino yra jūra su reikšmingagelmes. Tai įrodo smulkus nuosėdų granuliuotumas ir faunos radinių (daugiausia nektono ir planktono) retumas.

KAM pirmojo etapo vidurys dėl skirtingų nusėdimo tempų skirtingose ​​geosinklinos vietose susidaro plotai santykinis kilimas(intrageoantic-linali) Ir santykinė kilmė(intrageosinklinai). Šiuo metu gali atsirasti nedidelių plagiogranitų įsiskverbimų.

Į pirmojo etapo antroji pusė Dėl vidinių pakilimų atsiradimo jūra geosinklinoje tampa seklesnė. Dabar tai archipelagas, atskirtas sąsiauriais. Dėl seklumos jūra veržiasi į gretimas platformas. Geosinklinoje kaupiasi klintys, stori smėlingi-molingi ritmiškai susiklostę sluoksniai, flysch už-216

masacija; išsilieja tarpinės sudėties lavos, kurios sudaro porfiritinis formavimas.

KAM pirmojo etapo pabaiga intrageosinklinos išnyksta, intrageoantiklinos susilieja į vieną centrinį pakilimą. Tai yra bendra inversija; ji atitinka pagrindinis lankstymo etapas geosinklinijoje. Lankstymą dažniausiai lydi stambių sinorogeninių (kartu su lankstymu) granito intruzijų įsiskverbimas. Uolos susmulkinamos į raukšles, kurias dažnai komplikuoja stūmimai. Visa tai sukelia regioninį metamorfizmą. Vietoje intrageosinklinų atsiranda sinklinoriumas- sudėtingai sukonstruotos sinklininio tipo struktūros ir vietoje intrageoanticlines - antiklinorija. Geosinklina „užsidaro“, virsdama sulankstyta zona.

Geosinklinos struktūroje ir plėtroje labai svarbus vaidmuo tenka gilios ydos - ilgaamžiai plyšimai, kurie perpjauna visą žemės plutą ir patenka į viršutinę mantiją. Giluminiai lūžiai lemia geosinklinų kontūrus, jų magmatizmą, geosinklinos padalijimą į struktūrines-veidines zonas, kurios skiriasi nuosėdų sudėtimi, storiu, magmatizmu ir struktūrų pobūdžiu. Geosinklinos viduje jie kartais išsiskiria vidurio masyvai, apribotas gilių ydų. Tai senesnio lankstymo blokai, sudaryti iš uolienų nuo pamatų, ant kurių buvo suformuota geosinklina. Pagal nuosėdų sudėtį ir storį viduriniai masyvai panašūs į platformas, tačiau išsiskiria stipriu magmatizmu ir uolienų susilankstymu, daugiausia masyvo pakraščiuose.

Antrasis geosinklino kūrimo etapas paskambino orogeninis ir jam būdingas pakilimų vyravimas. Sedimentacija vyksta ribotose vietose išilgai centrinio pakilimo periferijos - in ribiniai nuokrypiai, kylančios išilgai geosinklinos ir platformos ribos ir iš dalies perdengiančios platformą, taip pat tarpkalniniuose duburiuose, kurie kartais susidaro centrinio pakilimo viduje. Nuosėdų šaltinis – nuolat kylančio centrinio pakilimo sunaikinimas. Pirmoji pusėantrasis etapasšis iškilimas tikriausiai turi kalvotą topografiją; jį sunaikinus, kaupiasi, formuojasi jūrinės, o kartais ir marių nuosėdos žemesnė melasa formavimas. Priklausomai nuo klimato sąlygų, tai gali būti anglis turintis paralikas arba sūrus storio. Tuo pačiu metu dažniausiai įvyksta didelių granito intruzijų – batolitų – įsiskverbimas.

Antroje etapo pusėje smarkiai padidėja centrinio pakilimo greitis, kurį lydi jo skilimai ir atskirų sekcijų žlugimas. Šis reiškinys paaiškinamas tuo, kad dėl susilankstymo, metamorfizmo ir įsiskverbimų sulenkta sritis (nebėra geosinklina!) tampa standi ir į vykstantį pakilimą reaguoja įtrūkimais. Jūra palieka šią sritį. Sunaikinus centrinį pakilimą, kuris tuo metu buvo kalnuota šalis, kaupiasi žemyniniai šiurkštūs klastiniai sluoksniai, susidarantys viršutinė melasa formavimas. Arkinės pakilimo dalies skilimą lydi žemės vulkanizmas; dažniausiai tai yra rūgštinės sudėties lavas, kuris kartu su

subvulkaniniai dariniai suteikia porfyras formavimas. Su juo siejami plyšio šarminiai ir nedideli rūgštiniai įsiskverbimai. Taigi dėl geosinklino vystymosi didėja žemyninės plutos storis.

Iki antrojo etapo pabaigos geosinklinos vietoje iškilusi sulenkta kalnų zona sunaikinama, teritorija palaipsniui išsilygina ir tampa platforma. Geosinklina iš nuosėdų kaupimosi zonos virsta naikinimo zona, iš mobilios teritorijos į sėslią, standžią, išlygintą teritoriją. Todėl judesių diapazonas platformoje yra mažas. Paprastai jūra, net sekli, čia apima didžiulius plotus. Ši teritorija nebejaučia tokio stipraus nuslūgimo kaip anksčiau, todėl nuosėdų storis gerokai mažesnis (vidutiniškai 2-3 km). Nusėdimas pakartotinai nutrūksta, todėl stebimos dažnos sedimentacijos pertraukos; tada gali susidaryti atmosferos poveikio pluta. Nėra energingų pakilimų, kuriuos lydi lankstymas. Todėl naujai susidarančios plonos, dažniausiai sekliojo vandens nuosėdos ant platformos nėra metamorfuotos ir guli horizontaliai arba šiek tiek pasvirusi. Magminės uolienos yra retos ir dažniausiai jas vaizduoja bazaltinės lavos išliejimas ant žemės.

Be geosinklininio modelio, yra ir litosferos plokščių tektonikos modelis.

Plokštės tektonikos modelis

Plokštės tektonika(Struktūrinė geologija ir plokščių tektonika, 1991) yra modelis, kuris buvo sukurtas siekiant paaiškinti pastebėtą deformacijų ir seismiškumo pasiskirstymo modelį išoriniame Žemės apvalkale. Jis pagrįstas plačiais geofiziniais duomenimis, gautais šeštajame ir šeštajame dešimtmečiuose. Teoriniai plokščių tektonikos pagrindai yra pagrįsti dviem prielaidomis.

Tolimiausias Žemės sluoksnis, vadinamas litosfera, guli tiesiai ant sluoksnio, vadinamo actenosfera, kuri yra mažiau patvari nei litosfera.

Litosfera yra padalinta į daugybę standžių segmentų, arba plokščių (6.6 pav.), kurios nuolat juda viena kitos atžvilgiu ir kurių paviršiaus plotas taip pat nuolat kinta. Dauguma tektoninių procesų, kuriuose vyksta intensyvūs energijos mainai, veikia plokščių ribose.

Nors litosferos storis negali būti išmatuotas labai tiksliai, mokslininkai sutinka, kad plokštėse jis svyruoja nuo 70–80 km po vandenynais iki daugiausiai daugiau nei 200 km po kai kuriose žemynų dalyse, o vidutiniškai apie 100 km. Astenosfera, esanti po litosfera, nusidriekia iki maždaug 700 km gylio (didžiausias gylis, kai pasiskirsto gilaus židinio žemės drebėjimų šaltiniai). Jo stiprumas didėja didėjant gyliui, o kai kurie seismologai mano, kad jo apatinė riba yra

pavienės eilutės – transformavimo gedimai (slip faults); žemyninės plutos sritys, kuriose vyksta aktyvūs lūžiai, yra taškuotos (Struktūrinė geologija ir plokščių tektonika, 1991)

Tsa yra 400 km gylyje ir sutampa su nedideliu fizinių parametrų pasikeitimu.

Ribos tarp plokščių skirstomi į tris tipus:

skiriasi;

susiliejantis;

transformuoti (su poslinkiais išilgai smūgio).

Prie skirtingų plokščių ribų, kurias daugiausia vaizduoja plyšiai, atsiranda naujas litosferos susidarymas, dėl kurio plinta vandenyno dugnas (išplitimas). Konvergencinėse plokščių ribose litosfera panardinama į astenosferą, t.y., absorbuojama. Ties transformacijos ribomis dvi litosferos plokštės slenka viena kitos atžvilgiu ir ant jų nei susidaro, nei sunaikinama litosferos medžiaga. .

Visos litosferos plokštės nuolat juda viena kitos atžvilgiu. Daroma prielaida, kad bendras visų plokščių plotas ilgą laiką išlieka pastovus. Esant pakankamam atstumui nuo plokščių kraštų, horizontalios deformacijos jų viduje yra nežymios, todėl plokštes galima laikyti standžiomis. Kadangi poslinkiai išilgai transformacijos gedimų atsiranda kartu su jų smūgiu, plokštės judėjimas turėtų būti lygiagretus šiuolaikiniams transformacijos gedimams. Kadangi visa tai vyksta sferos paviršiuje, tai pagal Eulerio teoremą kiekviena plokštės dalis apibūdina trajektoriją, lygiavertę sukimuisi sferiniame Žemės paviršiuje. Santykiniam kiekvienos plokščių poros judėjimui bet kuriuo metu galima nustatyti sukimosi ašį arba polių. Kai tolstate nuo šio stulpo (iki kampo

90° atstumu), sklaidos greitis natūraliai didėja, tačiau bet kurios tam tikros plokščių poros kampinis greitis jų sukimosi poliaus atžvilgiu yra pastovus. Taip pat atkreipkime dėmesį, kad geometriškai sukimosi poliai yra unikalūs bet kuriai plokščių porai ir niekaip nesusiję su Žemės, kaip planetos, sukimosi poliu.

Plokštės tektonika yra efektyvus plutos procesų modelis, nes puikiai dera su žinomais stebėjimų duomenimis, pateikia elegantiškus anksčiau nesusijusių reiškinių paaiškinimus ir atveria galimybes numatyti.

Wilsono ciklas(Struktūrinė geologija ir plokščių tektonika, 1991). 1966 m. Toronto universiteto profesorius Wilsonas paskelbė straipsnį, kuriame teigė, kad žemynų dreifas įvyko ne tik po ankstyvojo mezozojaus skilimo Pangea, bet ir iki Pangean laikais. Dabar vadinamas vandenynų atsidarymo ir uždarymo ciklas gretimų žemyno pakraščių atžvilgiu Wilsono ciklas.

Fig. 6.7 paveiksle pateikiamas schematiškai paaiškinta pagrindinė Wilsono ciklo koncepcija, atsižvelgiant į idėjas apie litosferos plokščių raidą.

Ryžiai. 6.7, bet atstovauja Wilsono ciklo pradžia– pradinis žemyno skilimo ir akrecinės plokštelės krašto susidarymo etapas.Žinomas kaip kietas

Ryžiai. 6.7. Wilsono vandenyno vystymosi ciklo schema litosferos plokščių evoliucijos rėmuose (Struktūrinė geologija ir plokščių tektonika, 1991)

litosfera dengia silpnesnę, iš dalies išlydytą astenosferos zoną – vadinamąjį mažo greičio sluoksnį (6.7 pav., b) . Toliau besiskiriant žemynams, susidaro plyšio slėnis (6.7, 6 pav.) ir nedidelis vandenynas (6.7 pav., c). Tai ankstyvojo vandenyno atsivėrimo Wilsono cikle etapai.. Afrikos plyšys ir Raudonoji jūra yra tinkami pavyzdžiai. Tęsiant atskirtų žemynų dreifą, lydima simetriško naujos litosferos kaupimosi plokščių pakraščiuose, dėl žemyno erozijos prie žemyno ir vandenyno ribos kaupiasi šelfinės nuosėdos. Visiškai susiformavęs vandenynas(6.7 pav., d) su mediana ketera ties plokštės riba ir išsivysčiusiu kontinentiniu šelfu vadinamas Atlanto tipo vandenynas.

Iš vandenynų tranšėjų stebėjimų, jų santykio su seismiškumu ir atkūrimo pagal vandenynų magnetinių anomalijų modelius aplink griovius, žinoma, kad vandenyno litosfera yra išskaidoma ir pajungta į mezosferą. Fig. 6.7, d parodyta vandenynas su virykle, kuris turi paprastas litosferos akrecijos ir sugerties ribas, – tai pradinis vandenyno uždarymo etapas V Wilsono ciklas. Dėl tektoninių ir vulkaninių procesų, vykstančių ties sugeriančiosios plokštės riba, suskaidžius litosferą, esančią greta žemyno pakraščio, pastaroji virsta Andų tipo orogenu. Jei šis suskaidymas vyksta dideliu atstumu nuo žemyno pakraščio link vandenyno, susidaro salos lankas, kaip Japonijos salos. Okeaninė absorbcijalitosfera lemia plokščių geometrijos pasikeitimą ir galų gale

baigiasi iki visiškas akrecinės plokštelės krašto išnykimas(6.7 pav., f). Per šį laiką priešingas žemyninis šelfas gali toliau plėstis, tapdamas Atlanto tipo pusiau vandenynu. Vandenynui mažėjant, priešinga žemyno pakraštis galiausiai įtraukiama į plokštelės sugerties režimą ir dalyvauja vystyme. Andų tipo akrecinis orogenas. Tai ankstyva dviejų žemynų susidūrimo stadija (susidūrimai) . Kitame etape dėl žemyninės litosferos plūdrumo plokštės absorbcija sustoja. Litosferos plokštė nutrūksta žemiau, po augančiu Himalajų tipo orogenu, ir juda į priekį paskutinė orogeninė stadijaWilsono ciklassu brandžiu kalnų diržu, vaizduojanti siūlę tarp naujai susijungusių žemynų. Antipodas Andų tipo akrecinis orogenas yra Himalajų tipo susidūrimo orogenas.

Žemės plutos tipai: okeaninė, žemyninė

Žemės pluta (tvirtas Žemės apvalkalas virš mantijos) susideda iš dviejų tipų plutos ir turi dviejų tipų struktūrą: žemyninę ir vandenyninę. Žemės litosferos padalijimas į plutą ir viršutinę mantiją yra gana įprastas terminas – okeaninė ir žemyninė litosfera.

Žemės žemyninė pluta

Žemyninė Žemės pluta (žemyninė pluta, žemyninė pluta), kurią sudaro nuosėdiniai, granito ir bazalto sluoksniai. Žemyninės plutos vidutinis storis yra 35–45 km, o didžiausias – iki 75 km (po kalnų grandinėmis).

Žemyninės plutos „amerikietiško stiliaus“ struktūra šiek tiek skiriasi. Jame yra magminių, nuosėdinių ir metamorfinių uolienų sluoksniai.

Žemyninė pluta turi kitą pavadinimą „sial“ – nes. granituose ir kai kuriose kitose uolienose yra silicio ir aliuminio – iš čia ir kilo terminas sial: silicis ir aliuminis, SiAl.

Vidutinis žemyninės plutos tankis yra 2,6–2,7 g/cm³.

Gneisas yra (dažniausiai birios sluoksniuotos struktūros) metamorfinė uoliena, sudaryta iš plagioklazės, kvarco, kalio lauko špato ir kt.

Granitas yra „rūgščioji magminė uoliena. Jį sudaro kvarcas, plagioklazas, kalio lauko špatas ir žėrutis“ (straipsnis „Granitas“, nuoroda puslapio apačioje). Granitas susideda iš lauko špatų ir kvarco. Ant kitų Saulės sistemos kūnų granitų nerasta.

Okeaninė Žemės pluta

Kiek žinoma, Žemės plutoje vandenynų dugne granito sluoksnis nerastas, nuosėdinis plutos sluoksnis guli iš karto ant bazalto sluoksnio. Okeaninis plutos tipas dar vadinamas „sima“, uolienose vyrauja silicis ir magnis – panašiai kaip sialas, MgSi.

Okeaninės plutos storis (storis) nesiekia 10 kilometrų, dažniausiai 3-7 kilometrai. Vidutinis povandeninės plutos tankis yra apie 3,3 g/cm³.

Manoma, kad okeaninis susidaro vidurio vandenyno kalnagūbriuose ir absorbuojamas subdukcijos zonose (kodėl nelabai aišku) – kaip savotiškas transporteris nuo augimo linijos vidurio vandenyno kalnagūbryje į žemyną.

Žemyninio ir okeaninio plutos tipų skirtumai, hipotezės

Visa informacija apie žemės plutos sandarą paremta netiesioginiais geofiziniais matavimais, išskyrus atskirus paviršiaus įpurškimus šuliniais. Be to, geofiziniai tyrimai daugiausia yra išilginių tamprių bangų sklidimo greičio tyrimai.

Galima teigti, kad kontinentinio tipo plutos „akustika“ (seisminių bangų praėjimas) skiriasi nuo okeaninio tipo plutos „akustikos“. O visa kita – daugiau ar mažiau tikėtinos hipotezės, pagrįstos netiesioginiais duomenimis.

„... struktūra ir medžiagų sudėtimi abu pagrindiniai litosferos tipai kardinaliai skiriasi vienas nuo kito, o juose esantis geofizikų „bazalto sluoksnis“ sutampa tik pavadinimu, taip pat litosferos mantija. Šie litosferos tipai taip pat skiriasi amžiumi - jei žemyniniuose segmentuose visas geologinių įvykių spektras nustatomas nuo maždaug 4 milijardų metų, tai šiuolaikinių vandenynų dugno uolienų amžius neviršija triaso, o įrodytas amžius. dauguma senovės vandenyno litosferos fragmentų (ofiolitai Penrose konferencijos supratimu) neviršija 2 milijardų metų (Kontinen, 1987; Scott ir kt., 1998) Šiuolaikinėje Žemėje vandenyno litosfera sudaro ~ 60 proc kietas paviršius Šiuo atžvilgiu natūraliai kyla klausimas: ar visada buvo toks santykis tarp šių dviejų litosferų tipų ir apskritai – ar jie abu visada egzistavo? duoti tiek analizuojant geologinius procesus ties destruktyviomis litosferos plokščių ribomis, tiek tiriant tektono-magminių procesų raidą Žemės istorijoje.
„Kur dingsta senovės žemyninė litosfera?“, E.V

Kas tada yra šios – litosferos plokštės?

http://earthquake.usgs.gov/learn/topics/plate_tectonics/
Žemės drebėjimai ir plokščių tektonika:
„...koncepcija, kuri per pastaruosius 10 metų pakeitė mąstymą Žemės moksluose. Plokštės tektonikos teorija sujungia daugybę idėjų apie žemynų dreifus (1912 m. iš pradžių pasiūlė Alfredas Wegeneris Vokietijoje) ir jūros dugno plitimą (iš pradžių pasiūlė Harry Hessas iš Prinstono universiteto).

Papildoma informacija apie litosferos sandarą ir šaltinius

Žemės pluta
Žemės pluta
Žemės drebėjimo pavojų programa – USGS.
Žemės drebėjimo pavojų programa – Jungtinių Valstijų geologijos tarnyba.
Žemės rutulio žemėlapyje pavaizduota:
tektoninių plokščių ribos;
žemės plutos storio, kilometrais.
Žemėlapyje kažkodėl nerodomos tektoninių plokščių ribos žemynuose; žemyninių plokščių ir vandenynų plokščių ribos – žemyninių ir vandenyninių tipų žemės plutos ribos.

PAGRINDINIAI ŽEMĖS PLUTOS STRUKTŪRINIAI ELEMENTAI: Didžiausi žemės plutos struktūriniai elementai yra žemynai ir vandenynai.

Vandenynuose ir žemynuose išskiriami mažesni struktūriniai elementai, pirma, tai stabilios struktūros – platformos, kurias galima rasti ir vandenynuose, ir žemynuose. Paprastai jiems būdingas lygus, ramus reljefas, atitinkantis tą pačią paviršiaus padėtį gylyje, tik po žemyninėmis platformomis jis yra 30-50 km gylyje, o po vandenynais - 5-8 km. , nes vandenyno pluta yra daug plonesnė nei žemyninė.

Vandenynuose, kaip struktūriniai elementai, išskiriamos vidurio vandenyno judrios juostos, kurias vaizduoja vidurio vandenyno kalnagūbriai, kurių ašinėje dalyje yra plyšių zonos, kurias kerta transformacijos lūžiai ir kurios šiuo metu yra zonos plinta, t.y. vandenyno dugno plėtimasis ir naujai susiformavusios vandenyno plutos susidarymas.

Žemynuose, kaip aukščiausio rango struktūriniai elementai, išskiriamos stabilios sritys – platformos ir epiplatforminės orogeninės juostos, susiformavusios neogeno-kvartero laikais stabiliuose žemės plutos struktūriniuose elementuose po platformų vystymosi laikotarpio. Tokioms juostoms priskiriamos šiuolaikinės Tien Šanio, Altajaus, Sajanų, Vakarų ir Rytų Užbaikalės, Rytų Afrikos kalnų statiniai.. Be to, mobilios geosinklininės juostos, kurios Alpių epochoje patyrė lankstymą ir orogenezę, t.y. Taip pat neogeno-kvartero laikais jie sudaro epigeosinklinines orogenines juostas, tokias kaip Alpės, Karpatai, Dinaridai, Kaukazas, Kopet Dagas, Kamčiatka ir kt.

Žemynų ir vandenynų žemės plutos struktūra:Žemės pluta yra išorinis kietas Žemės apvalkalas (geosfera). Žemiau pluta yra mantija, kuri skiriasi sudėtimi ir fizinėmis savybėmis – ji yra tankesnė ir jame daugiausia ugniai atsparių elementų. Plytą ir mantiją skiria Mohorovičius, kur seisminių bangų greitis smarkiai didėja.

Apskaičiuota, kad žemės plutos masė yra 2,8 1019 tonų (iš kurių 21% yra vandenyno pluta, o 79% - žemyninė). Pluta sudaro tik 0,473% visos Žemės masės.

Okeaninisžievė: Vandenyno pluta daugiausia susideda iš bazaltų. Remiantis plokščių tektonikos teorija, ji nuolat formuojasi vandenyno vidurio kalnagūbriuose, skiriasi nuo jų ir absorbuojama į mantiją subdukcijos zonose (vieta, kur vandenyno pluta nugrimzta į mantiją). Todėl vandenyno pluta yra palyginti jauna. Vandenynas. pluta yra trisluoksnės struktūros (nuosėdinė - 1 km, bazaltinė - 1-3 km, magminės uolienos - 3-5 km), bendras jos storis 6-7 km.

Žemyninė pluta:Žemyninė pluta turi trijų sluoksnių struktūrą. Viršutinį sluoksnį vaizduoja nepertraukiama nuosėdinių uolienų danga, kuri yra plačiai išsivysčiusi, tačiau retai būna didelio storio. Didžiąją plutos dalį sudaro viršutinė pluta – sluoksnis, daugiausia sudarytas iš granitų ir gneisų, kuris yra mažo tankio ir senas istorijoje. Tyrimai rodo, kad dauguma šių uolienų susiformavo labai seniai, maždaug prieš 3 milijardus metų. Žemiau yra apatinė pluta, susidedanti iš metamorfinių uolienų – granulitų ir panašiai. Vidutinis storis 35 km.

Žemės ir žemės plutos cheminė sudėtis. Mineralai ir uolienos: apibrėžimas, principai ir klasifikacija.

Žemės cheminė sudėtis: daugiausia susideda iš geležies (32,1 %), deguonies (30,1 %), silicio (15,1 %), magnio (13,9 %), sieros (2,9 %), nikelio (1,8 %), kalcio (1,5 %) ir aliuminio (1,4 %). ); likę elementai sudaro 1,2 proc. Dėl masinės segregacijos, manoma, kad interjerą sudaro geležis (88,8 %), nedidelis kiekis nikelio (5,8 %), sieros (4,5 %).

Žemės plutos cheminė sudėtis: Žemės plutoje yra šiek tiek daugiau nei 47% deguonies. Dažniausiai žemės plutoje esantys uolienų komponentai susideda beveik vien iš oksidų; bendras chloro, sieros ir fluoro kiekis uolienose paprastai yra mažesnis nei 1%. Pagrindiniai oksidai yra silicio dioksidas (SiO2), aliuminio oksidas (Al2O3), geležies oksidas (FeO), kalcio oksidas (CaO), magnio oksidas (MgO), kalio oksidas (K2O) ir natrio oksidas (Na2O). Silicis daugiausia tarnauja kaip rūgštinė terpė ir sudaro silikatus; su juo susijusi visų pagrindinių vulkaninių uolienų prigimtis.

Mineralai: - natūralūs cheminiai junginiai, atsirandantys dėl tam tikrų fizinių ir cheminių procesų. Dauguma mineralų yra kristalinės kietosios medžiagos. Kristalinę formą lemia kristalinės gardelės struktūra.

Pagal paplitimą mineralai gali būti skirstomi į uolienas formuojančius mineralus - kurie sudaro daugumos uolienų pagrindą, papildomus mineralus - dažnai uolienose, bet retai sudaro daugiau nei 5% uolienų, retas, kurio atsiradimas yra retas arba mažai, ir rūdos mineralai, plačiai atstovaujami rūdos telkiniuose.

Mineralų šventieji: kietumas, kristalų morfologija, spalva, blizgesys, skaidrumas, sanglauda, ​​tankis, tirpumas.

Uolos: natūralus daugiau ar mažiau pastovios mineraloginės sudėties mineralų rinkinys, žemės plutoje sudarantis savarankišką kūną.

Pagal kilmę uolienos skirstomos į tris grupes: magminis(efuzinis (užšalęs gylyje) ir įkyrus (vulkaninis, išsiveržęs)), nuosėdinės Ir metamorfinis(uolos susiformavo giliai žemės plutoje dėl nuosėdinių ir magminių uolienų pokyčių dėl fizikinių ir cheminių sąlygų pokyčių). Magminės ir metamorfinės uolienos sudaro apie 90% žemės plutos tūrio, tačiau šiuolaikiniame žemynų paviršiuje jų paplitimo plotai yra palyginti nedideli. Likę 10% gaunami iš nuosėdinių uolienų, užimančių 75% žemės paviršiaus.