Чому земна кора така важлива

Земна кора – це надзвичайно тонкий шар гірської породи, який утворює зовнішню тверду оболонку нашої планети. У відносному вираженні його товщина схожа на шкірку яблука. Він становить менше половини від 1 відсотка загальної маси планети, але відіграє життєво важливу роль у більшості природних циклів Землі.

Товщина земної кори в деяких місцях може перевищувати 80 кілометрів, а в інших – менше одного кілометра. Під ним лежить мантія , шар силікатної породи товщиною приблизно 2700 кілометрів. На мантію припадає основна маса Землі.

Земна кора складається з багатьох різних типів порід, які поділяються на три основні категорії: магматичні , метаморфічні та осадові . Однак більшість цих порід походить або як граніт, або як базальт. Мантія внизу складається з перидотиту. Бриджманіт, найпоширеніший мінерал на Землі , знаходиться в глибинній мантії.

Як ми знаємо, що Земля має кору

Ми не знали, що Земля має кору, до початку 1900-х років. До того часу ми знали лише те, що наша планета коливається відносно неба, наче вона має велике, щільне ядро ​​— принаймні астрономічні спостереження показали нам це. Потім з’явилася сейсмологія, яка принесла нам новий тип доказів знизу: сейсмічна швидкість .

Записи сейсмічних хвиль дозволяють сейсмологам визначати місцезнаходження та вимірювати масштаби таких подій, а також складати карту внутрішньої структури Землі. jamesbenet/Getty Images

Сейсмічна швидкість вимірює швидкість, з якою хвилі землетрусу поширюються через різні матеріали (тобто породи) під поверхнею. За кількома важливими винятками, сейсмічна швидкість в межах Землі має тенденцію до збільшення з глибиною.

У 1909 році в статті сейсмолога Андрія Мохоровічіча було встановлено раптову зміну сейсмічної швидкості — якийсь розрив — приблизно на 50 кілометрах у глибині Землі. Сейсмічні хвилі відбиваються від нього (відбиваються) і згинаються (заломлюються), проходячи через нього, так само, як світло поводиться на розриві між водою та повітрям. Цей розрив, названий розривом Мохоровичича або «Мохо», є прийнятою межею між корою та мантією.

Скоринки і тарілки

Земна кора і тектонічні плити не одне і те ж. Плити товщі за кору і складаються з кори плюс неглибокої мантії безпосередньо під нею. Це жорстке і крихке двошарове поєднання називається літосферою (науковою латиною «кам’яний шар»). Літосферні плити лежать на шарі більш м’якої, пластичної мантійної породи, що називається астеносферою («слабкий шар»). Астеносфера дозволяє плитам повільно рухатися над нею, як пліт у густому мулі.

Ми знаємо, що зовнішній шар Землі складається з двох великих категорій гірських порід: базальтових і гранітних. Базальтові породи підстилають морське дно, а гранітні породи складають континенти. Ми знаємо, що сейсмічні швидкості цих типів гірських порід, виміряні в лабораторії, збігаються з тими, що спостерігаються в корі аж до Мохо. Тому ми впевнені, що Moho знаменує реальну зміну в хімії гірських порід. Мохо не є ідеальним кордоном, оскільки деякі породи кори та мантії можуть маскуватися під інші. Проте всі, хто говорить про земну кору, будь то в сейсмологічних чи петрологічних термінах, на щастя, мають на увазі одне й те саме.

Загалом існує два типи кори: океанічна (базальтова) і континентальна (гранітна).

Океанічна кора

Океанічна кора покриває близько 60 відсотків поверхні Землі. Океанічна кора тонка і молода – товщиною не більше 20 км і віком не більше 180 мільйонів років . Усе давніше було затягнуто під континенти субдукцією . Океанічна кора народжується на серединно-океанічних хребтах, де плити розходяться. Коли це відбувається, тиск на нижню мантію слабшає, і перидотит починає танути. Фракція, яка плавиться, стає базальтовою лавою, яка піднімається та вивергається, тоді як перидотит, що залишився, виснажується.

Серединно-океанічні хребти мігрують над Землею, як румба, витягуючи базальтовий компонент із перидотиту мантії. Це працює як процес хімічного очищення. Базальтові породи містять більше кремнію та алюмінію, ніж залишений перидотит, який містить більше заліза та магнію. Базальтові породи також менш щільні. Що стосується мінералів, то базальт містить більше польового шпату і амфіболу, менше олівіну і піроксену, ніж перидотит. Коротко кажучи, океанічна кора є основною, тоді як океанічна мантія є ультраосновною.

Океанська кора, будучи настільки тонкою, становить дуже малу частку Землі — приблизно 0,1 відсотка, — але її життєвий цикл служить для розділення вмісту верхньої мантії на важкий залишок і більш легкий набір базальтових порід. Він також виділяє так звані несумісні елементи, які не вписуються в мінерали мантії і переходять у рідкий розплав. Вони, у свою чергу, переміщуються в континентальну кору в міру розвитку тектоніки плит. Тим часом океанічна кора вступає в реакцію з морською водою і переносить частину її в мантію.

Континентальна кора

Континентальна кора товста і стара – в середньому товщиною близько 50 км і віком близько 2 мільярдів років – і вона покриває близько 40 відсотків планети. Тоді як майже вся океанічна кора знаходиться під водою, більша частина континентальної кори відкрита для повітря.

Континенти повільно ростуть протягом геологічного часу, оскільки океанічна кора та відкладення морського дна затягуються під них субдукцією. Базальти, що опускаються, мають воду та несумісні елементи, видавлювані з них, і цей матеріал піднімається, щоб викликати подальше танення на так званій фабриці субдукції.

Континентальна кора складається з гранітних порід, які містять навіть більше кремнію та алюмінію, ніж базальтова океанічна кора. Вони також мають більше кисню завдяки атмосфері. Гранітні породи навіть менш щільні, ніж базальт. З точки зору мінералів, граніт містить навіть більше польового шпату та менше амфіболу, ніж базальт, і майже не містить піроксену чи олівіну. Він також має велику кількість кварцу . Коротко кажучи, континентальна кора є кислою.

Континентальна кора становить менше 0,4 відсотка Землі, але вона є продуктом подвійного процесу очищення, спочатку на серединно-океанічних хребтах, а потім у зонах субдукції. Загальна кількість континентальної кори повільно зростає.

Несумісні елементи, які потрапляють на континенти, важливі, оскільки вони включають основні радіоактивні елементи уран , торій і калій. Вони створюють тепло, через що континентальна кора діє як електрична ковдра поверх мантії. Тепло також розм’якшує товсті місця в земній корі, такі як Тибетське плато , і змушує їх розповсюджуватися вбік.

Континентальна кора занадто плавуча, щоб повернутися до мантії. Ось чому він, в середньому, такий старий. Коли континенти стикаються, кора може потовщуватися майже до 100 км, але це тимчасово, тому що незабаром вона знову поширюється. Відносно тонка оболонка вапняків та інших осадових порід, як правило, залишається на континентах або в океані, а не повертається в мантію. Навіть пісок і глина, які змиваються в море, повертаються на континенти по конвеєру океанічної кори. Континенти — це справді постійні, самопідтримувані елементи поверхні Землі.

Що означає кора

Земна кора – це тонка, але важлива зона, де суха гаряча порода з глибин Землі реагує з водою та киснем поверхні, утворюючи нові види мінералів і гірських порід. Це також місце, де тектонічна діяльність плит змішує та перемішує ці нові породи та впорскує в них хімічно активні рідини. Нарешті, земна кора є домівкою життя, яка сильно впливає на хімію порід і має власні системи переробки мінералів. Усе цікаве та цінне різноманіття геології, від металевих руд до товстих шарів глини та каменю, знаходить свій дім у корі й ніде більше.

Слід зазначити, що Земля – ​​не єдине планетарне тіло з корою. Венера, Меркурій, Марс і Місяць Землі також мають один.

Земна кора та літосфера – що це?

Найтонший поверхневий шар планети називають земною корою .

Земна кора – верхня тверда оболонка Землі.

Земна кора займає менше 1% обсягу планети, та її товщина становить лише 1/200 земного радіусу.

Товщина земної кори у різних місцях неоднакова. У океанах вона сягає 5–10 км, материкові частини, залежно від рельєфу, мають товщину від 30 до 80 км. Найбільша товщина земної кори в горах: наприклад, під найвищими Гімалаями вона становить 70-80 км.

Температура верхнього поверхневого шару земної кори завтовшки кілька метрів змінюється за сезонами року. Починаючи з глибини 20-30 м, температура кори підвищується під впливом внутрішньої енергії Землі. Енергія підвищується в середньому на 3 °C кожні 100 м. Вчені вважають, що таке підвищення температури триває до глибини приблизно 1 000 м. Температура на межі земної кори та мантії сягає 600–800 °C, а в океанах (де земна кора тонша) ) – до 150–200 °C.

На 80% земна кора утворена трьома хімічними елементами – киснем, кремнієм та алюмінієм, 18% припадає на залізо, магній, кальцій, натрій та калій.

Літосфера та земна кора

Верхня частина мантії має властивості твердого тіла і разом із твердою земною корою становить літосферу .

Товщина літосфери під материками та океанами відрізняється. Під океанами — океанічна земна кора — значно тонша, ніж під материками.

• Земна кора – верхня тверда оболонка Землі.
• Верхня частина мантії має властивості твердого тіла і разом із твердою земною корою становить літосферу .
• Материкова земна кора товща, ніж океанічна.
• Температура в земній корі збільшується з глибиною в середньому на 3 °C кожні 100 м.