Строение земной коры континентов и дна океанов. Строения земной коры материков и океанов

Материки и океаны являются наиболее крупными элементами в строении Земной коры. Говоря об океанах, следует иметь в виду строение коры в пределах участков, занимаемых океанами.

По составу земная кора континентальная и океаническая отличаются. Это в свою очередь накладывает отпечаток и на особенности их развития и строения.

Граница между материком и океаном проводится по подножию материкового склона. Поверхность этого подножия представляет собой аккумулятивную равнину с крупными холмами, которые образуются за счет подводных оползней и конусов выноса.

В строении океанов выделяют участки по степени тектонической подвижности, которая выражается в проявлениях сейсмической активности. По этому признаку выделяют:

• сейсмически активные области (океанские подвижные пояса),
• асейсмические области (океанские котловины).

Подвижные пояса в океанах представлены срединно-океаническими хребтами . Протяженность их до 20000 км, ширина - до 1000 км, высота достигает 2-3 км от дна океанов. В осевой части таких хребтов почти непрерывно прослеживаются рифтовые зоны . Они отмечаются высокими значениями теплового потока. Срединно-океанические хребты рассматриваются как участки растяжения земной коры или зоны спрединга .

Вторая группа структурных элементов - океанские котловины или талассократоны. Это равнинные, слабо всхолмленные участки морского дна. Мощность осадочного покрова здесь не более 1000 м.

Другим крупным элементом структуры является переходная зона между океаном и материком (континентом), часть геологов называют её подвижным геосинклинальным поясом. Это область максимального расчленения земной поверхности. Сюда входят:

1-островные дуги, 2 - глубоководные желоба, 3 - глубоководные впадины окраинных морей.

Островные дуги - это протяженные (до 3000 км) горные сооружения, образованные цепочкой вулканических сооружений с современным проявлением андезитобазальтового вулканизма. Пример островных дуг - Курило-Камчатская гряда, Алеутские острова и др. Со стороны океана островные дуги сменяются глубоководными желобами , которые представляют собой глубоководные депрессии протяженностью 1500-4000 км, глубиной 5-10 км. Ширина составляет 5-20 км. Днища желобов покрыты осадками, которые приносятся сюда мутьевыми потоками. Склоны желобов ступенчатые с разными углами наклона. Осадков на них не обнаружено.

Граница между островной дугой и склоном желоба представляет зону концентрации очагов землетрясений и называется зоной Вадати-Заварицкого-Беньофа.

Рассматривая признаки современных океанских окраин, геологи, опираясь на принцип актуализма, проводят сравнительно-исторический анализ подобных структур, формировавшихся в более древние периоды. К таким признакам относятся:

• морской тип осадков с преобладанием глубоководных отложений,
• линейная форма структур и тел осадочных толщ,
• резкое изменение мощностей и вещественного состава осадочных и вулканических толщ в крест простирания складчатых структур,
• высокая сейсмичность,
• специфический набор осадочных и магматических формаций и наличие формаций -индикаторов.

Из перечисленных признаков, последний является одним из ведущих. Поэтому определим, что такое геологическая формация. Прежде всего - это вещественная категория. В иерархии вещества земной коры вы знаете такую последовательность:

Хим. элемент→ минерал → горная порода → геологическая формация

Геологическая формация - это следующая за горной породой более сложная ступень развития. Она представляет собой закономерные ассоциации горных пород, связанные единством вещественного состава и строения, которое обусловлено общностью их происхождения или сонахождения. Геологические формации выделяются в группах осадочных, магматических и метаморфических пород.

Для формирования устойчивых ассоциаций осадочных пород главными факторами являются тектоническая обстановка и климат. Примеры формаций и условия их формирования рассмотрим при анализе развития структурных элементов материков.

На материках выделяют два типа областей.

I тип совпадает с горными районами, в которых осадочные отложения смяты в складки и разбиты различными разломами. Осадочные толщи прорваны магматическими породами и метаморфизованы.

II тип совпадает с равнинными участками, на которых отложения залегают почти горизонтально.

Первый тип называют складчатой областью или складчатым поясом. Второй тип называют платформой. Это - главные элементы материков.

Складчатые области образуются на месте геосинклинальных поясов или геосинклиналей. Геосинклиналь - это подвижная протяженная область глубокого прогиба земной коры. Для неё характерно накопление мощных осадочных толщ, длительный вулканизм, резкая смена направления тектонических движений с образованием складчатых сооружений.

Геосинклинали подразделяются на:

1.Эвгеосинклиналь - представляет внутреннюю часть подвижного пояса,

2. Миогеосинклиналь - внешняя часть подвижного пояса.

Они отличаются проявлением вулканизма, накоплением осадочных формаций, складчатыми и разрывными деформациями.

В формировании геосинклинали выделяют две стадии. В свою очередь в каждой из стадий выделяют этапы, для которых характерны: определенный тип тектонических движений и геологических формаций. Рассмотрим их.

Время от начала зарождения геосинклинали до завершения её развития называется этапом складчатости (тектонической эпохой). В истории формирования земной коры выделяют несколькотектонических эпох:

1.Докембрийская , объединяет несколько эпох, среди которых выделим байкальский этап складчатости, завершившийся в раннем Кембрии.

2.Каледонская складчатость - происходила в раннем палеозое, максимально проявилась в конце силура. Сформировались Скандинавские горы, Западный Саян и др.

3. Герцинская складчатость - происходила в позднем палеозое. К ней относятся складчатые сооружения Западной Европы, Урал, Аппалачи и др.

4. Мезозойская (киммерийская) - охватывает весь MZ . Сформировались Кордильеры, Верхояно-Чукотская складчатые области.

5. Альпийская складчатость - проявилась в Кайнозойскую эру и продолжается сейчас. Сформировались Анды, Альпы, Гималаи, Карпаты и др.

После завершения складчатости участок земной коры может вновь быть вовлечен в следующий геосинклинальный цикл. Но в большинстве случаев, после завершения горообразования наступает эпигеосинклинальная стадия развития складчатой области. Тектонические движения становятся медленными колебательными (огромные участки испытывают медленное опускание или подъем), вследствие чего накапливаются мощные толщи осадочных формаций. Магматическая деятельность приобретает новые формы. В этом случае мы говорим о платформенном этапе развития. А крупные участки земной коры с устойчивым тектоническим режимом развития называются платформы .

Признаки платформ:

1-морские мелководные, лагунные и наземные типы осадков;

2-пологое залегание слоев,

3-выдержанные на больших площадях состав и мощность отложений,

4-отсутствие метаморфизма осадочных толщ и др.

Общее в строении платформ - всегда присутствуют два этажа: 1- нижний складчатый и метаморфизованный, прорванный интрузиями - называется фундамент; 2- верхний, представляет горизонтально или полого залегающие мощные осадочные толщи, называется чехол.

По времени формирования платформы делятся на древние и молодые. Возраст платформ определяется возрастом складчатого фундамента.

Древние платформы - это такие, у которых складчатый фундамент представлен гранито-гнейсами архей-протерозойского возраста. Иначе еще их называют кратонами.

Наиболее крупные древние платформы:

1-Северо-Американская, 2-Южно-Американская, 3-Африкано-Аравийская, 4-Восточно-Европейская, 5-Сибирская, 6-Австралийская, 7-Антарктическая, 8-Индостанская.

На платформах выделяют два типа структур - щиты и плиты.

Щит - это участок платформы, на котором складчатый фундамент выходит на поверхность. В этих участках преобладает вертикальный подъем.

Плита - часть платформы, перекрытая осадочным чехлом. Здесь преобладают медленные вертикальные опускания. В строении плит выделяют антеклизы и синеклизы. Их образование обусловлено неровным строением поверхности складчатого фундамента.

Антеклизы - участки осадочного чехла, формирующегося над выступами складчатого фундамента. Признаки антеклизы: сокращение мощности осадочного чехла, перерывы и выклинивания слоев в сторону свода антеклизы.

Синеклиза - крупные впадины над участками погружения поверхности складчатого фундамента.

Для обеих форм характерно пологое (не >5 о) залегание слоев и изометричные формы в плане. Наряду с этим, на плитах выделяют авлакогены - это грабенообразные прогибы. Они возникают на ранней стадии развития платформенного чехла и представляют собой систему ступенчатых глубинных разломов, по которым происходит опускание пород фундамента и увеличение мощности осадочных пород чехла.

Зоны сочленения геосинклинальных и платформенных областей бывают двух типов.

Краевой шов - линейная зона глубинных разломов вдоль края платформы, возникающих при горообразовательных процессах в соседней геосинклинали.

Краевой (передовой) прогиб - линейная зона на границе платформы и геосинклинального пояса, образованная вследствие опускания краевых блоков платформы и части крыла геосинклинали. В разрезе краевой прогиб представляет асимметричную синклинальную форму, у которой крыло со стороны платформы пологое, а примыкающее к складчатому поясу - крутое.

Процесс формирования платформы можно разделить на две стадии.

Первая стадия - начало опускания складчатой орогенной области и преобразование её в фундамент платформы. Вторая стадия охватывает процесс формирования осадочного чехла, который происходит циклично. Каждый цикл разделяется на этапы, которые характеризуются собственным тектоническим режимом и набором геологических формаций.

В развитии платформ выделяются эпохи тектонической активизации, в которые происходило дробление платформ по разломам и возрождение магматизма нескольких типов. Укажем на 2 основных.

1. Трещинные излияния с формированием мощных покровов основных пород - образование трапповой формации (Сибирская платформа).

2. Интрузии щелочно - ультраосновной формации (кимберлитовая) с трубками взрыва. С этой формацией связаны месторождения алмазов в Южной Африке и Якутии.

На некоторых платформах такие процессы тектонической активности сопровождаются воздыманием блоков земной коры и горообразованием. В отличие от складчатых областей их называют областями эпиплатформенного орогенеза , или глыбовыми.

Континентальная кора имеет трёхслойное строение:

1) Осадочный слой образован в основном осадочными горными породами. Здесь преобладают глины и глинистые сланцы, широко представлены песчаные, карбонатные и вулканогенные породы. В осадочном слое встречаются залежи таких полезных ископаемых, как каменный уголь, газ, нефть. Все они органического происхождения.

2) «Гранитный» слой состоит из метаморфических и магматических пород, близких по своим свойствам к граниту. Наиболее распространены здесь гнейсы, граниты, кристаллические сланцы и др. Встречается гранитный слой не везде, но на континентах, где он хорошо выражен, его максимальная мощность может достигать нескольких десятков километров.

3) «Базальтовый» слой образован горными породами, близкими к базальтам. Это метаморфизованные магматические породы, более плотные по сравнению с породами «гранитного» слоя.

22. Строение и развитие подвижных поясов.

Геосинклиналь - подвижная зона высокой активности, значительной расчлененности, характеризующаяся на ранних этапах своего развития преобладанием интенсивных погружений, а на заключительных - интенсивных поднятий, сопровождаемых значительными складчато - надвиговыми деформациями и магматизмом.

Подвижные геосинклинальные пояса являются чрезвычайно важным структурным элементом земной коры. Они обычно располагаются в зоне перехода от континента к океану и в процессе своей эволюции формируют континентальную кору. В развитии подвижных поясов, областей и систем выделяются два основных этапа: геосинклинальный и орогенный.

В первом из них различаются две главные стадии: раннегеосинклинальная и позднегеосинклинальная.

Раннегеосинклинальная стадия характеризуется процессами растяжения, расширения океанского дна путем спрединга и одновременно - сжатия в краевых зонах

Позднегеосинклинальная стадия начинается в момент усложнения внутренней структуры подвижного пояса, которое обусловлено процессами сжатия, проявляющимися все сильнее в связи с начинающимися закрытием океанского бассейна и встречным движением литосферных плит.

Орогенный этап сменяет позднегеосинклинальную стадию. Орогенный этап развития подвижных поясов состоит в том, что вначале перед фронтом растущих поднятий возникают передовые прогибы, в которых накапливаются мощные толщи тонкообломочных пород с угленосными и соленосными толщами - тонкие молассы.

23. Платформы и этапы их развития.

Платформа , в геологии - одна из главных глубинных структур земной коры, характеризующаяся малой интенсивностью тектонических движений, магматической деятельности и плоским рельефом. Это наиболее устойчивые и спокойные области континентов.

В строении платформ различают два структурных этажа:

1) Фундамент. Нижний этаж сложен метаморфическими и магматическими породами, смятыми в складки, разбитыми многочисленными разломами.

2) Чехол. Верхний структурный этаж, сложен полого залегающими неметаморфизованными слоистыми толщами - осадочными, морскими и континентальными отложениями

По возрасту, строению и истории развития континентальные платформы подразделяются на две группы:

1) Древние платформы занимают около 40 % площади континентов

2) Молодые платформы занимают значительно меньшую площадь континентов (около 5 %) и располагаются либо по периферии древних платформ, либо между ними.

Стадии развития платформ.

1) Начальная. Стадия кратонизации , характеризуется преобладанием поднятий и довольно сильным заключительным основным магматизмом.

2) Авлакогенная стадия , которая постепенно вытекает из предыдущей. Постепенно авлакогены (глубокий и узкий грабен в фундаменте древней платформы, перекрытый платформенным чехлом. Представляет собой древний рифт, заполненный осадками.) перерастают во впадины, а потом в синеклизы. Синеклизы разрастаясь, покрывают осадочным чехлом всю платформу, и наступает ее плитная стадия развития.

3) Плитная стадия. На древних платформах охватывает весь фанерозой, а на молодых начинается с юрского периода мезозойской эры.

4) Стадия активизации. Эпиплатформенные орогены (гора, горноскладчатое сооружение, возникшее наместе геосинклинали )

Наиболее крупными структурными элементами земной коры являются континенты и океаны, характеризующиеся различным её строением. Эти структурные элементы выделяются по геологическим и геофизическим признакам. Не все пространство, занятое водами океана, представляет собой единую структуру океанического типа. Обширные шельфовые области, например, в Северном Ледовитом океане, обладают континентальной корой. Различия между этими двумя крупнейшими структурными элементами не ограничиваются типом земной коры, а прослеживаются и глубже, в верхнюю мантию, которая под континентами построена иначе, чем под океанами. Эти различия охватывают всю литосферу, подверженную тектоносферным процессам, т.е. прослеживаются до глубин примерно в 750 км.

На континентах выделяются два главных типа структур земной коры: спокойные устойчивые – платформы и подвижные - геосинклинали . По площади распространения эти структуры вполне соизмеримы. Отличие наблюдается в скорости накопления и в величине градиента изменения мощностей: платформы характеризуются плавным постепенным изменением мощностей, а геосинклинали - резким и быстрым. На платформах магматические и интрузивные породы встречаются редко, в геосинклиналях они многочисленны. В геосинклиналях подстилающими являются флишевые формации осадков. Это ритмично многослойные глубоководные терригенные отложения, формирующиеся при быстром погружении геосинклинальной структуры. В конце развития геосинклинальные области подвергаются складкообразованию и превращаются в горные сооружения. В дальнейшем эти горные сооружения проходят стадию разрушения и постепенного перехода в платформенные образования с глубоко дислоцированным нижним этажом отложений горных пород и полого залегающими слоями в верхнем этаже.

Таким образом, геосинклинальная стадия развития земной коры – это самая ранняя стадия, далее геосинклинали отмирают и преобразуются в орогенные горные сооружения и в последующем в платформы. Цикл завершается. Всё это стадии единого процесса развития земной коры.

Платформы - основные структуры континентов, изометричной формы, занимающие центральные области, характеризующиеся выровненным рельефом и спокойными тектоническими процессами. Площадь древних платформ на материках приближается к 40% и для них характерны угловатые очертания с протяженными прямолинейными границами - следствием краевых швов (глубинных разломов), горных систем, линейно вытянутых прогибов. Складчатые области и системы либо надвинуты на платформы, либо граничат с ними через передовые прогибы, на которые в свою очередь надвинуты складчатые орогены (горные цепи). Границы древних платформ резко несогласно пересекают их внутренние структуры, что свидетельствует об их вторичном характере в результате раскола суперматерика Пангеи, возникшего в конце раннего протерозоя.

Например, Восточно-Европейская платформа, выделенная в границах от Урала до Ирландии; от Кавказа, Черного моря, Альп до северных пределов Европы.

Различают древние и молодые платформы .

Древние платформы возникли на месте докембрийской геосинклинальной области. Восточно-Европейская, Сибирская, Африканская, Индийская, Австралийская, Бразильская, Северо-Американская и др. платформы образованы в позднем архее - раннем протерозое, представлены докембрийским кристаллическим фундаментом и осадочным чехлом. Их отличительная черта - двухэтажность строения.

Нижний этаж, или фундамент сложен складчатыми, глубоко метаморфизованными тол­щами пород смятыми в складки, прорванными гранитными интрузивами, с широким развитием гнейсовых и гранито-гнейсовых куполов - специфической формой метаморфогенной складчатости (рис. 7.3). Фундамент платформ формировался в течение длительного времени в архее и раннем протерозое и впоследствии подвергся очень сильному размыву и денудации, в результате которых вскрылись породы, залегавшие раньше на большой глубине.

Рис. 7.3. Принципиальный разрез платформы

1 - породы фундамента; породы осадочного чехла: 2 - пески, песчаник, гравелиты, конгломераты; 3 - глины и карбонаты; 4 - эффузивы; 5 - разломы; 6 - валы

Верхний этаж платформ представлен чехлом, или покровом, пологозалегающих с резким угловым несогласием на фундаменте неметаморфизованных отложений - морских, континентальных и вулканогенных. Поверхность между чехлом и фундаментом отражает основное структурное несогласие в пределах платформ. Строение платформенного чехла оказывается сложным и на многих платформах на ранних стадиях его образования возникат грабены, грабенообразные прогибы - авлакогены (авлос - борозда, ров; ген - рожденный, т.е. рожденные рвом). Авлакогены чаще всего формировались в позднем протерозое (рифее) и образовывали в теле фундамента протяженные системы. Мощность континентальных и реже морских отложений в авлакогенах достигает 5-7 км, а глубокие разломы, ограничивавшие авлакогены, способствовали проявлению щелочного, основного и ультраосновного магматизма, а также специфического для платформ траппового (пород основного состава) магматизма с континентальными базальтами, силлами и дайками. Очень важное значение имеет щелочно-ультраосновная (кимберлитовая) формация, содержащая алмазы в продуктах трубок взрыва (Сибирская платформа, Южная Африка). Этот нижний структурный ярус платформенного чехла, соответствующий авлакогенному этапу развития, сменяется сплошным чехлом платформенных отложений. На начальном этапе развития платформы имели тенденцию медленного погружения с накоплением карбонатно-терригенных толщ, а в более поздний этап развития отмечается накоплением терригенных угленосных толщ. В позднем этапе развития платформ в них образовывались глубокие впадины заполненные терригенными или карбонатно-терригенными отложениями (Прикаспийская, Вилюйская).

Платформенный чехол в процессе формирования неоднократно претерпевал перестройку структурного плана, приуроченную к рубежам геотектонических циклов: байкальского, каледонского, герцинского, альпийского. Участки платформ, испытывавшие максимальные погружения, как правило, примыкают к той пограничной с платформой подвижной области или системе, которая в это время активно развивалась (перикратонные, т.е. на краю кратона, или платформы).

Среди наиболее крупных структурных элементов платформ выделяются щиты и плиты .

Щит - это выступ поверхности кристаллического фундамента платформы ((нет осадочного чехла) ), который на протяжении всего платформенного этапа развития испытывал тенденцию к поднятию. Примерами щитов можно указать: Украинский, Балтийский.

Плиту считают или частью платформы, обладающей тенденцией к прогибанию, или самостоятельной молодой развивающейся платформой (Русская, Скифская, Западно-Сибирская). В пределах плит различаются более мелкие структурные элементы. Это синеклизы (Московская, Балтийская, Прикаспийская) - обширные плоские впадины, под которыми фундамент прогнут, и антеклизы (Белорусская, Воронежская) - пологие своды с поднятым фундаментом и относительно утоненным чехлом.

Молодые платформы сформировались либо на байкальском, каледонском или герцинском фундаменте, отличаются большей дислоцированностью чехла, меньшей степенью метаморфизма пород фундамента и значительной унаследованностью структур чехла от структур фундамента. Эти платформы имеют трехярусное строение: фундамент из метаморфизованных пород геосинклинального комплекса перекрыт толщей из продуктов денудации геосинклинальной области и слабометаморфизованным комплексом осадочных пород.

Кольцевые структуры . Место кольцевых структур в механизме геолого-тектонических процессов пока точно не определено. Самыми крупными планетарными кольцевыми структурами (морфоструктурами) являются впадина Тихого океана, Антарктида, Австралия и др. Выделение подобных структур можно считать условным. Более тщательное изучение кольцевых структур позволило выявить во многих из них элементы спиралеобразных, вихревых структур).

Однако можно выделить структуры эндогенного, экзогенного и космогенного генезиса.

Эндогенные кольцевые структуры метаморфического и магматического и тектоногенного (своды, выступы, впадины, антеклизы, синеклизы) происхождения имеют размеры диаметра от единиц километров до сотен и тысяч километров (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Кольцевые структуры к северу от Нью-Йорка

Крупные кольцевые структуры обусловлены процессами, происходящими в глубинах мантии. Боле мелкие структуры обусловлены диапировыми процессами магматических пород, поднимающихся к поверхности Земли и прорывающих и приподнимающих верхний осадочный комплекс. Кольцевые структуры обуславливаются и вулканическими процессами (конусы вулканов, вулканические острова), и процессами диапиризма пластичных горных пород типа солей и глин, плотность которых меньше, чем плотность вмещающих пород.

Экзогенные кольцевые структуры в литосфере образуются в результате воздействия выветривания, выщелачивания, Это карстовые воронки, провалы.

Космогенные (метеоритные) кольцевые структуры – астроблемы. Эти структуры возникают в результате ударов метеоритов. Метеориты диаметром около 10 километров падают на Землю с периодичностью один раз в 100 млн лет, менее крупные значительно чаще Кратер структуры имеет чашеобразную форму с центральным поднятием и валом из выброшенных пород. Метеоритные кольцевые структуры могут иметь диаметр от десятков метров до сотен метров и километров. Например: Прибалхашско-Илийская (700 км); Юкотан (200км.), глубина – более 1км: Аризона (1,2км), глубина более 185м; Южная Африка (335км), от астероида поперечником около 10км.

В геологическом строении Беларуси можно отметить кольцевые структуры тектономагматического происхождения (Оршанская впадина, Белорусский массив), диапировые солевые структуры Припятского прогиба, вулканические древние каналы типа кимберлитовых трубок (на Жлобинской седловине, Северной части Белорусского массива), астроблема в районе Плещениц диаметром 150 метров.

Кольцевые структуры характеризуются аномалиями геофизических полей: сейсмического, гравитационного, магнитного.

Рифтовые структуры континентов (рис. 7.5, 7.6) небольшой ширины до 150 -200 км выражены протяженными литосферными поднятиями своды которых осложнены грабенами проседания: Рейнский (300 км), Байкальский (2500 км), Днепровско-Донецкий (4 000 км), Восточно-Африканский (6 000 км) и др.

Рис. 7.5. Разрез Припятского континентального рифта

Континентальные рифтовые системы состоят из цепочки отрицательных структур (прогибов, рифтов) ранжированного времени заложения и развития, разделенных поднятиями литосферы (седловинами). Рифтовые структуры континентов могут находиться между другими структурами (антеклизами, щитами), пересекать платформы и продолжаться на других платформах. Строение континентальных и океанических рифтовых структур подобно, они имеют симметричное строение относительно оси (рис. 7.5, 7.6), отличие заключается в протяженности, степени раскрытия и наличием некоторых особых черт (трансформных разломов, выступов-мостиков между звеньями).

Рис. 7.6. Профильные разрезы континентальных рифтовых систем

1-фундамент; 2-хемогенно-биогенные осадочные отложения; 3- хемогенно-биогенно -вулканогенная формация; 4- терригенные отложения; 5, 6-разломы

Частью (звеном) Днепровско-Донецкой континентальной рифтовой структуры является Припятский прогиб. Верхним звеном считается Подляско-Брестская впадина, возможно она имеет генетическую связь с аналогичными структурами Западной Европы. Нижним звеньями структуры является Днепровско-Донецкая впадина, затем аналогичные структуры Карпинская и Мангышлакская и далее структуры средней Азии (общая протяженность от Варшавы до Гиссарского хребта). Все звенья рифтовой структуры континентов ограничены листрическими разломами, имеют иерархическое соподчинение по возрасту возникновения, обладают мощной осадочной толщей перспективной на содержание углеводородных залежей.

Работа № 1, 2016-2017 учебный год

Строения земной коры материков и океанов

Внешняя оболочка Земли называется земной корой . Нижняя граница земной коры была объективно установлена с помощью сейсмографических исследований в начале ХХ в. хорватским геофизиком А. Мохоровичичем на основании скачкообразного возрастания на определенной глубине скорости прохождения волн. Это указывало на увеличение плотности пород и изменение их состава. Граница получила название поверхности Мохоровичича (Мохо). Ниже этой границы действительно залегают плотные ультраосновные породы верхней мантии, обедненные кремнеземом и обогащенные магнием (перидотиты, дуниты и др.). По глубине залегания поверхности Мохо определяют мощность земной коры, которая под континентом толще, чем под океанами.

При изучении земной коры было обнаружено также неодинаковое строение ее под материками, включая их подводные окраины, океаническими впадинами.

Континентальная (материковая) кора состоит из маломощного прерывистого осадочного слоя; второго гранитно-метаморфического слоя (граниты, гнейсы, кристаллические сланцы и др.) и третьего, так называемого базальтового слоя , который, вероятнее всего, состоит из плотных метаморфических (гранулиты, эклогиты) и магматических (габбро) пород. Максимальная мощность континентальной земной коры 70-75 км под высокими горами – Гималаями, Андами и др.

Океаническая кора тоньше, и в ней нет гранитно-метаморфического слоя. Сверху залегает маломощный слой неуплотненных осадков. Ниже второй – базальтовый слой, в верхней части которого базальтовые подушечные лавы чередуются с тонкими прослоями осадочных пород, в нижней – комплекс параллельных даек базальтового состава. Третий слой состоит из магматических кристаллических пород преимущественно основного состава (габбро и др.). Мощность океанической коры 6-10 км.

В переходных зонах от материков к ложу океанов – современных подвижных поясах – выделяют переходные субконтинентальный и субокеанический типы земной коры средней мощности.

Основную массу земной коры слагают магматические и метаморфические породы, хотя их выходы на дневную поверхность невелики. Из магматических пород наиболее распространены интрузивные породы – граниты и эффузивные – базальты, из метаморфических – гнейсы, глинистые сланцы, кварциты и др.

На поверхности Земли за счет многих внешних факторов скапливаются различные осадки, которые потом в течение нескольких миллионов лет в результате диагенеза (уплотнения и физико-биохимических изменений) превращаются в осадочные горные породы: глинистые, обломочные, химические и др.

Внутренние рельефообразующие процессы

Горы, равнины и возвышенности отличаются высотой, характером залегания горных пород, временем и способом образования. В их создании участвовали и внутренние и внешние силы Земли. Все современные рельефообразующие факторы разделяются на две группы: внутренние (эндогенные ) и внешние (экзогенные ).

Энергетической основой внутренних рельефообразующих процессов является энергия, идущая из глубин земли - ротационная, радиоактивный распад и энергия геохимических аккумуляторов. Ротационная энергия связана с освобождением энергии при замедлении вращения Земли вокруг своей оси из-за влияния трения (доли секунд за тысячелетия). Энергия геохимических аккумуляторов - это накопившаяся за многие тысячелетия в горных породах энергия Солнца, которая высвобождается при погружении пород во внутренние слои.

Экзогенные (внешние силы) называются так потому, что основной источник их энергии находятся вне Земли - это энергия, непосредственно поступающая от Солнца. Для проявления действия экзогенных сил должны быть задействованы неровности земной поверхности, создающие разность потенциалов и возможность перемещения частиц под действием силы тяжести.

Внутренние силы, стремятся к созданию неровностей, а внешние - к выравниванию этих неровностей.

Внутренние силы создают структуру (основу) рельефа, а внешние силы выступают в роли скульптора, обрабатывая" созданные внутренними силами неровности. Поэтому эндогенные силы иногда называют первичными, а внешние - вторичными. Но это не значит, что внешние силы слабее внутренних. За геологическую историю результаты проявления этих сил сопоставимы.

Происходящие внутри Земли процессы мы можем наблюдать в тектонических движениях, землетрясениях и вулканизме. Тектоническими движениями называют всю совокупность горизонтальных и вертикальных движений литосферы. Они сопровождаются возникновением разломов и складок земной коры.

Долгое время в науке господствовала "платформенно-геосинклинальная" концепция развития рельефа Земли. Суть ее заключается в выделении спокойных и подвижных участков земной коры, платформ и геосинклиналей. Предполагается, что эволюция структуры земной коры идет от геосинклиналей к платформам. В развитии геосинклиналей различают два крупных этапа.

Первый (основной по продолжительности) этап погружения с морским режимом, накоплением мощной (до 15-20 км) толщи осадочных и вулканических горных пород, излиянием лав, метаморфизмом, а впоследствии со складчатостью. Второй этап (меньший по продолжительности) - складкообразование и разрывы при общем поднятии (горообразование), в результате чего образуются горы. Горы в последствии разрушаются под действием экзогенных сил.

В последние десятилетия большинство ученых придерживается другой гипотезы - гипотезы литосферных плит . Литосферные плиты - это обширные участки земной коры, которые движутся по астеносфере со скоростью 2-5 см/год. Различают материковые и океанические плиты, при их взаимодействии более тонкий край океанической плиты погружается под край континентальной плиты. В результате образуются горы, глубоководные желоба, островные дуги (например, Курильский желоб и Курильские острова, Атакамский желоб и горы Анды). При столкновении континентальных плит образуются горы (к примеру, Гималаи при столкновении Индо-Австралийской и Евразийской плит). Перемещения плит могут вызываться конвективными движениями вещества мантии. В местах подъема этого вещества образуются разломы, и плиты начинают двигаться. Внедряющаяся по разломам магма застывает и наращивает края расходящихся плит - так образуются срединно-океанические хребты , протянувшиеся по дну всех океанов и образовавшие единую систему протяженностью 60 000 км. Высота их достигает 3 км, а ширина тем больше, чем больше скорость раздвижения.
Количество литосферных плит непостоянно - они соединяются и разделяются на части при образовании рифтов, крупных линейных тектонических структур, типа глубоких ущелий в осевой части срединно-океанических хребтов. Считают, что в палеозое, например, современные южные материки представляли собой один материк - Гондвану , северные -Лавразию , а еще раньше существовал единый суперматерик - Пангея и один океан.
Наряду с медленными горизонтальными движениями в литосфере происходят и вертикальные. При столкновении плит или при изменении нагрузки на поверхность, например, вследствие таяния больших ледниковых покровов происходит поднятие (Скандинавский полуостров до сих пор испытывает поднятие). Такие колебания называются гляциоизостатическими .

Тектонические движения земной коры неоген-четвертичного времени называются неотектоническими. Эти движения проявлялись и проявляются с разной интенсивностью практически повсюду на Земле.

Тектонические движения сопровождаются землетрясениями (толчками и быстрыми колебаниями земной поверхности) и вулканизмом (внедрением магмы в земную кору и излиянием ее на поверхность).

Землетрясения характеризуются глубиной очага (места смещения в литосфере, от которого сейсмические волны распространяются во все стороны) и силой землетрясения, оцениваемой по степени вызванных им разрушений в баллах по шкале Рихтера (от 1 до 12). Наибольшей силы землетрясения достигают непосредственно над очагом - в эпицентре. В вулканах выделяют магматический очаг и канал или трещины, по которым поднимается лава.

Большинство землетрясений и действующих вулканов приурочено к окраинам литосферных плит - так называемым сейсмическим поясам . Один из них опоясывает по периметру Тихий океан, другой протягивается через Среднюю Азию от Атлантического океана до Тихого.

Внешние рельефообразующие процессы

Возбуждаемые энергией солнечных лучей и силой тяжести экзогенные силы, с одной стороны, разрушают формы, созданные эндогенными силами, с другой - создают новые формы. В этом процессе выделяют:

1) разрушение горных пород (выветривание - оно не создает формы рельефа, а подготавливает материал);

2) удаление разрушенного материала, обычно это снос вниз по склону (денудация); 3) переотложение (аккумуляция) сносимого материала.

Важнейшими агентами проявления внешних сил являются воздух и вода.

Различают физическое, химическое и биогенное выветривание .

Физическое выветривание происходит из-за неодинакового расширения и сжатия частиц горных пород при колебаниях температуры. Особенно интенсивно оно в переходные сезоны и в районах с континентальным климатом, большими суточными амплитудами температур - на нагорьях Сахары или в горах Сибири, при этом часто формируются целые каменные реки - курумы. Если в трещины пород проникает вода, а затем, застывая и расширяясь, увеличивает эти трещины, говорят о морозном выветривании.

Химическое выветривание - это разрушение горных пород и минералов под действием содержащихся в воздухе воде, породах и почвах активных веществ (кислорода, углекислоты, солей, кислот, щелочей и др.) в результате химических реакций. Для химического выветривания, напротив, благоприятны влажные и теплые условия, характерные для приморских районов, влажных тропиков и субтропиков.

Биогенное выветривание часто сводится к химическому и физическому воздействию на горные породы организмов.

Обычно, наблюдается одновременно несколько видов выветривания, и когда говорят о физическом или химическом выветривании это не значит, что другие силы при этом не участвуют - просто название дается по ведущему фактору.

Вода - "скульптор лика земного" и один, из самых мощных агентов перестройки рельефа. Текучие воды воздействуют на рельеф, разрушая горные породы. Временные и постоянные водные потоки, реки и ручьи миллионы лет "вгрызаются" в земную поверхность, размывают ее (эрозия), перемещают и переоткладывают смытые частицы. Если бы не происходило постоянного поднятия земной коры, хватило бы всего 200 млн. лет, чтобы вода смыла все выступающие над морем участки и вся поверхность нашей планеты представляла бы единый безбрежный океан. Наиболее распространенными эрозионными формами рельефа являются формы линейной эрозии : речные долины, овраги и балки.

Для понимания процессов формирования таких форм важным является осознание того факта, что базис эрозии (место, куда стремится вода, уровень, на котором поток теряет свою энергию - для рек это устье или место впадения, или скальный участок в русле) изменяет свое положение с течением времени. Обычно он понижается при размывании рекой тех горных пород, по которым она протекает, особенно интенсивно это происходит при увеличении водности рек или тектонических колебаниях.

Овраги и балки образованы временными водотоками, возникающими после таяния снега или выпадения ливневых дождей. Между собой они отличаются тем, что овраги - это постоянно растущие, врезающиеся в рыхлые породы, узкие крутосклонные рытвины, а балки - имеющие широкое днище и прекратившие свое развитие ложбины, заняты лугами или лесами.

Самые разнообразные формы рельефа создают реки. В речных долинах выделяют следующие формы: коренной берег (в его строении не участвуют речные наносы), пойму (часть долины, затопляемая в паводки или половодья), террасы (бывшие поймы, поднявшиеся над урезом в результате понижения базиса эрозии), старицы (участки реки, отделившиеся в результате меандрирования от прежнего русла).

Кроме природных факторов (наличия уклонов поверхности, легко размываемых грунтов, обильных осадков и т. д.), образованию эрозионных форм способствует нерациональная деятельность человека - сплошная вырубка лесов и распашка склонов.

Кроме воды важным фактором экзогенных сил является ветер. Обычно он обладает меньшей, чем вода силой, но работая с рыхлым материалом может творить чудеса. Формы, созданные ветром, называются эоловыми . Они преобладают в засушливых районах, или там, где засушливые условия были в прошлом (реликтовые эоловые формы ). Это барханы (песчаные холмы серповидной формы) и дюны (холмы овальной формы), обточенные скалы .

Задания

Задание 1.

Исходя из имеющейся информации, представленной в таблице, предположите, в какой горной системе количество высотных поясов будет наибольшим. Свой ответ обоснуйте.

Задание 2.

Корабль в точке с координатами 30 ю. ш. 70 в. д. потерпел крушение, радист передал координаты своего корабля и попросил помощь. В район бедствия направились 2 корабля «Надежда» (30 ю. ш. 110 в. д.) и «Вера» (20 ю. ш. 50 в. д.). Какой корабль придет быстрее на помощь гибнущему судну?

Задание 3.

Где находятся: 1) конские широты; 2) ревущие широты; 3) неистовые широты? Какие явления природы характерны для этих мест? Объясните происхождение их названий.

Задание 4.

В разных странах их называют по-разному: ушкуйники, корсары, флибустьеры. Когда был их золотой век? Где был главный район их сосредоточения? В каких районах они промышляли в России? Почему именно здесь? Назовите самого знаменитого в мире, чье имя запечатлено на картах. Чем интересен этот географический объект?

Задание 5.

Перед тем как отправиться в 1886 г. в кругосветное плавание на этом корвете, его капитан записал в своем дневнике: «Дело командира – составить имя своему судну …» Ему удалось добиться поставленной цели – океанографические исследования, выполненные в ходе длившейся почти три года экспедиции, настолько прославили корвет, что в дальнейшем вошло в традицию называть его именем научно-исследовательские суда.

Как назывался корвет? Какими достижениями науки и географическими открытиями прославились четыре судна, в разное время носившие это гордое имя? Что вы знаете о капитане, выдержка из дневника которого приведена в задании?

Тесты

1 . Согласно теории тектоники литосферных плит, земная кора и верхняя мантия разделены на крупные блоки. Россия расположена на литосферной плите

1) Африканской 2) Индо-Австралийской 3) Евразийской 4) Тихоокеанской

2. Укажите неверное утверждение:

1) Солнце в полдень в Северном полушарии находится на юге;

2) лишайники растут гуще с северной стороны ствола;
3) азимут отсчитывается от направления на юг против часовой стрелки;
4) прибор, с помощью которого можно ориентироваться, называется компас.

3. Определите примерную высоту горы, если известно, что у ее подножия температура воздуха составила +16ºС, а на ее вершине –8ºС:

1) 1,3 км; 2) 4 км; 3) 24 км; 4) 400 м.

4. Какое утверждение о литосферных плитах является верным?

1) К зоне расхождения океанических литосферных плит приурочены срединные океанические хребты

2) Границы литосферных плит точно совпадают с контурами материков
3) Строение материковых и океанических литосферных плит одинаково
4) При столкновении литосферных плит образуются обширные равнины

5. Каков численный масштаб плана, на котором расстояние от автобусной остановки до стадиона, составляющее 750 м, изображено отрезком длиной 3 см.

1) 1: 25 2) 1: 250 3) 1: 2500 4) 1: 25 000 5) 1: 250 000

6 . Какая стрелка на фрагменте карты мира соответствует направлению на юго-восток?

7. Наука, изучающая географические названия:

1) геодезия; 2) картография; 3) топонимика; 4) топография.

8. Назовите удивительных «зодчих», в результате неутомимой деятельности которых на Земле господствуют разнообразные формы рельефа. __________________________________________________________________

9. Укажите верное утверждение.

1) Восточно-Европейская равнина имеет плоскую поверхность;

2) Алтайские горы расположены на материке Евразия;

3) Вулкан Ключевская Сопка расположен на Скандинавском полуострове;

4) Гора Казбек – самая высокая вершина Кавказа.

10. Какая из перечисленных форм рельефа имеет ледниковое происхождение?

1) моренная гряда 2) бархан 3) плато 4) дюна

11. Какой научной гипотезе посвящены строки Владимира Высоцкого?

«Сначала было слово печали и тоски,

Рождалась в муках творчества планета –

Рвались от суши в никуда огромные куски

И островами становились где-то»

1) поиски Атлантиды; 2) гибель Помпеи; 3) дрейфа материков;

4) формирование солнечной системы.

12. Линии тропиков и полярных кругов являются границами…

1) климатических поясов; 2) природных зон; 3) географических районов;

4) поясов освещенности.

13. Абсолютная высота вулкана Килиманджаро – 5895 м. Вычислите его относительную высоту, если он образовался на равнине, поднимающейся на 500 м над уровнем моря:

1) 5395 м; 2) 5805м; 3) 6395; 4) 11,79 м

14 . Скорость движения литосферных плит относительно друг друга

составляет 1-12

1) мм/год 2) см/месяц 3) см/год 4) м/год

15 . Расположите объекты по их географическому положению с запада на восток:

1) пустыня Сахара; 2) Атлантический океан; 3) г. Анды; 4)о. Новая Зеландия.

Типы коры Земли: океаническая, материковая

Кора Земли (твердая оболочка Земли над мантией) состоит из двух типов коры, имеет два типа строения: континентальный и океанический. Разделение литосферы Земли на кору и верхнюю мантию - достаточно условные, зачастую употребляются термины океаническая и континентальная литосфера.

Континентальная кора Земли

Континентальная кора Земли (материковая земная кора, земная кора материков) которая состоит из осадочного, гранитного и базальтового пластов. Земная кора континентов имеет среднюю толщину 35-45 км, максимальную - до 75 км (под горными массивами).

Строение континентальной коры "по-американски" несколько иное. В ней присутствуют слои магматических, осадочных и метаморфических пород.

Континентальная кора имеет еще одно название "сиаль" - т.к. граниты и некоторые другие породы содержат кремний и алюминий - отсюда происхождение термина сиаль: силиций и алюминий, SiAl.

Средняя плотность коры материков - 2,6-2,7 г/см³.

Гнейс является (обычно рыхлой слоистой структыры) метаморфической горной породой, состоит из плагиоклаза, кварца, калиевого полевого шпата и т.п.

Гранит - "кислая магматическая интрузивная горная порода. Состоит из кварца, плагиоклаза, калиевого полевого шпата и слюд" (статья "Гранит", линк - внизу страницы). Граниты состоят из полевых шпатов, кваца. Граниты на других телах солнечной системы не обнаружены.

Океаническая кора Земли

Насколько известно, гранитный слой в коре Земли на дне океанов не обнаружен, осадочный слой коры лежит сразу на базатьтовом слое. Океанический тип коры также называется "сима", в породах преобладают кремний и магния - аналогично сиалю, MgSi.

Толщина коры океанического типа (мощность) - меньше 10 километров, обычно 3-7 километров. Средняя плотность под-океанской земной коры - около 3,3 г/см³.

Считается, что океаническая образуется в срединно-океанических хребтах и поглощается в зонах субдукции (почему, не очень понятно) - как некий транспортер от линии роста в серединном океаническом хребте к континенту.

Различия коры континентального и океанического типов, гипотезы

Все сведения о строении земной коры основаны на косвенных геофизических измерениях, кроме отдельных уколов поверхности скважинами. Причем геофизические исследования - это, в основном, исследования скорости распространения продольных упругих волн.

Можно утверждать, что "акустика" (прохождение сейсмических волн) земной коры континентального типа отличается от "акустики" коры океанического типа. А всё остальное - более-менее правдоподобные гипотезы на косвенных данных.

"... по строению и вещественному составу оба главные типа литосферы кардинально отличаются друг от друга, и "базальтовый слой" геофизиков в них одинаков только по названию, равно как и литосферная мантия. Различаются эти типы литосферы и по возрасту - если в пределах континентальных сегментов устанавливается весь спектр геологических событий начиная примерно с 4 млрд. лет, то возраст пород дна современных океанов не превышает триасового, а возраст доказанных наиболее древних фрагментов океанической литосферы (офиолитов в понимании Пенроузской конференции) не превышает 2 млрд. лет (Kontinen, 1987; Scott et al., 1998). В пределах современной Земли на долю океанической литосферы приходится ~60% твердой поверхности. В связи с этим, естественно, возникает вопрос - а всегда ли было такое соотношение между этими двумя типами литосферы или оно менялось во времени, и вообще - всегда ли они оба существовали? Ответы на эти вопросы, очевидно, может дать как анализ геологических процессов на деструктивных границах литосферных плит, так и изучение эволюции тектоно-магматических процессов в истории Земли."
"Где исчезает древняя континентальная литосфера?", Е.В.Шарков

Что же тогда это - литосферные плиты?

http://earthquake.usgs.gov/learn/topics/plate_tectonics/
Earthquakes and Plate Tectonics:
"... a concept which has revolutionized thinking in the Earth"s sciences in the last 10 years. The theory of plate tectonics combines many of the ideas about continental drift (originally proposed in 1912 by Alfred Wegener in Germany) and sea-floor spreading (suggested originally by Harry Hess of Princeton University)."

Дополнительная информация о структуре литосферы и источники

The Earth"s Crust
Кора Земли
Earthquake Hazards Program - USGS.
Программа опасностей землетрясений - Геологическая служба Соединенных Штатов.
На карте Земного шара показаны:
границы тектонических плит;
толщина земной коры, в километрах.
На карте почему-то не показаны границы тектонических плит на континентах; границы континентальных плит и океанических плит - границы земной коры континентального и океанического типов.