Строение литосферы. Что такое литосфера и из чего она состоит

Называется корой и входит в литосферу, что в переводе с греческого языка дословно означает "каменистый" или "твердый шар". Она включает в себя и часть верхней мантии. Все это находится непосредственно над астеносферой ("бессильный шар") - над более вязким или пластичным слоем, как бы подстилающем литосферу.

Внутренняя структура Земли

Наша планета имеет форму эллипсоида, или, точнее, геоида, который представляет собой трехмерное геометрическое тело замкнутой формы. Это важнейшее геодезическое понятие дословно переводится как «подобный Земле». Так выглядит наша планета внешне. Внутренне она устроена следующим образом - Земля состоит из слоев, разделенных границами, которые имеют свои определенные названия (самая четкая из них - граница Мохоровичича, или Мохо, разделяет кору и мантию). Ядро, являющееся центром нашей планеты, оболочка (или мантия) и кора - верхняя твердая оболочка Земли - вот основные слои, два из которых - ядро и мантия, в свою очередь, делятся на 2 подслоя - внутренний и внешний, или нижний и верхний. Так, ядро, радиус сферы которого равен 3,5 тысячам километров, состоит из твердого внутреннего ядра (радиус 1,3) и жидкого внешнего. А мантия, или силикатная оболочка, делится на нижнюю и верхнюю части, на которые вместе приходится 67% всей массы нашей планеты.

Самый тонкий слой планеты

Сами грунты возникли одновременно с жизнью на Земле и являются продуктом воздействия окружающей среды - воды, воздуха, живых организмов и растений. В зависимости от различных условий (геологических, географических и климатических) этот важнейший природный ресурс имеет толщину от 15 см до 3 м. Ценность некоторых видов грунтов очень велика. Например, украинский чернозем немцы во времена оккупации рулонами вывозили в Германию. Говоря о земной коре, нельзя не сказать о представляющих собой большие твердые участки, скользящих по более жидким слоям мантии и перемещающихся относительно друг друга. Их сближения и «наезды» грозят тектоническими сдвигами, которые могут быть причиной катастроф на Земле.

Равнины, низменности, горы, овраги – все мы ходим по земле, но редко задумываемся, как же называется верхняя оболочка нашей планеты со всеми ее рельефами и ландшафтами. А имя ей – литосфера.

В ее состав входит не только земная кора, видимая глазом, но и целый пласт твердых земных пород, а также верхняя часть мантии, до сих пор не достигнутая глубинным бурением.

Что означает слово «литосфера»?

Впервые топоним «литосфера» появился в словаре древних греков, соединивших воедино два слова: λίθος , что означает «камень» , и φαίρα , переводимое как «сфера» или «шар» . Вплотную к изучению этого понятия приступили только в 1911 году, когда ученый А. Е. Лав выпустил монографию «Некоторые проблемы геодинамики».

Его идея была подхвачена в 1940 году гарвардским геологом Реджинальдом Дейли, написавшим плодотворный труд «Сила и строение Земли». Эта работу приняли многие геологи и геофизики, и уже к 1960-му была сформирована так называемая теория тектонических плит, подтвердившая существование литосферы.

Какова толщина литосферы?

Под материками и океанами литосфера имеет различный состав. Под морской гладью за миллионы лет своей истории она прошла ряд этапов частичного плавления, поэтому сейчас имеет толщину около 5–10 км и включает в себя в основном горные породы гарцбургиты и дуниты. При этом в ее составе напрочь отсутствует гранитный слой. Под континентами находится несколько твердых слоев, толщина которых обычно определяется по скорости сейсмических волн .

На равнинах пласт литосферы достигает около 35 км, в горах несколько больше – до 70 км, а в Гималаях высота верхнего слоя Земли составляет свыше 90 км.

Сколько слоев в литосфере?

Литосфера охватывает всю поверхность земного шара, но, несмотря на большой вес твердой оболочки, имеет массу всего около 1 % от общей массы нашей планеты.

Согласно исследованиям, литосфера под континентами состоит из трех слоев, различающихся по способу формирования и типу пород. В большей их части присутствуют кристаллические вещества, образованные вследствие охлаждения магмы – по мере ее остывания горячие растворы выделяют минералы, которые либо сохраняются в своем первоначальном виде, либо под давлением и температурой распадаются и образуют новые вещества.

Верхний осадочный слой, представляющий собой рыхлые континентальные отложения, появился в силу химического разрушения породы, выветривания и вымывания водами. Со временем на нем образовалась почва, оказывающая важнейшее влияние на взаимодействие живых организмов и земной коры. По сравнению с общей толщиной литосферы толщина грунта сравнительно небольшая – в разных местах она составляет от 20–30 см до 2–3 метров.

Как говорилось выше, промежуточный гранитный слой имеется только под материками. Он сложен преимущественно из изверженных и метаморфических пород, появившихся после кристаллизации базальтовой магмы. Это, в первую очередь, полевые шпаты, количество которых достигает 65 % от общей массы гранита, а также кварц и всевозможные темноцветные минералы – биотит, мусковит. Наибольшие объемы гранитного слоя присутствуют на стыках континентальных плит, где их глубина составляет от 10 до 20 км.

Нижний базальтовый слой характеризуется высоким содержанием магматических горных пород габбро, железа, цветных минералов. Основная их масса формирует океаническую кору и сосредоточена преимущественно в горных хребтах на дне океана. Тем не менее большие залежи базальта можно найти и на континентах. В частности, в СНГ они занимают более 44 % всей территории.

Литосфера – наружная твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. Литосфера включает осадочные, изверженные и метаморфические породы.

Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется по уменьшению вязкости среды, скорости сейсмических волн и повышению теплопроводности. Литосфера охватывает земную кору и верхнюю часть мантии толщиной несколько десятков километров до астеносферы, в которой изменяется пластичность пород. Основные способы определения границы между верхней границей литосферы и астеносферой – магнитотеллурический и сейсмологический.

Толщина литосферы под океанами составляет от 5 до 100 км (максимальное значение на периферии океанов, минимальное – под Срединно-океаническими хребтами), под материками – 25-200 км (максимум – под древними платформами, минимум – под сравнительно молодыми горными массивами, вулканическими дугами). Строение литосферы под океанами и континентами имеет существенные различия. Под материками в структуре земной коры литосферы различают осадочный, гранитный и базальтовый слои, толщина которых в целом достигает 80 км. Под океанами земная кора неоднократно подвергалась процессам частичного плавления в ходе формирования океанической коры. Поэтому она обеднена легкоплавкими редкими соединениями, лишена гранитного слоя, а толщина ее значительно меньше, чем континентальной части земной коры. Толщина астеносферы (слоя размягченных, тестообразных горных пород) составляет около 100-150 км.

Образование атмосферы, гидросферы и земной коры

Образование произошло в ходе высвобождения веществ из верхнего слоя мантии молодой Земли. В настоящее время на океаническом дне в срединных хребтах продолжается процесс образования земной коры, что сопровождается выделением газов и небольших объемов воды. В составе современной земной коры в большой концентрации присутствует кислород, далее по процентному содержанию следуют кремний и алюминий. В основном, литосферу формируют такие соединения, как диоксид кремния, силикаты, алюмосиликаты. В формировании большей части литосферы принимали участие кристаллические вещества магматического происхождения. Они образовались при остывании вышедшей на поверхность Земли магмы, которая в недрах планеты находится в расплавленном состоянии.

В холодных областях мощности литосферы наибольшие, а в теплых – наименьшие. Мощность литосферы может повышаться при общем понижении плотности теплового потока. Верхний слой литосферы упругий, а нижний пластичный по характеру реакции на постоянно воздействующие нагрузки. В тектонически активных участках литосферы выделяют горизонты сниженной вязкости, где сейсмические волны проходят с более низкой скоростью. По мнению ученых, по данным горизонтам одни слои по отношению к другим «проскальзывают». Этот феномен называют расслоением литосферы. В структуре литосферы различают подвижные участки (складчатые пояса) и сравнительно стабильные области (платформы). По относительно пластичной астеносфере передвигаются блоки литосферы (литосферные плиты), достигающие в поперечнике размеров от 1 до 10 тысяч километров. В настоящее время литосфера делится на семь главных и ряд малых плит. Границами, отделяющими плиты друг от друга, являются зоны максимальной вулканической и сейсмической активности.

Литосфера - это хрупкий, внешний, твердый слой Земли. Тектонические плиты являются сегментами литосферы. Ее верх легко увидеть - она находится на поверхности Земли, но основание литосферы расположено в переходном слое между земной корой и , который является областью активных исследований.

Сгибание литосферы

Литосфера не полностью жесткая, а обладает легкой эластичностью. Она прогибается, когда на нее воздействует дополнительная нагрузка или наоборот выгибается, если степень нагрузки ослабевает. Ледники - это один из видов нагрузки. Например, в Антарктиде толстая ледяная шапка сильно опустила литосферу к уровню моря. В то время как в Канаде и Скандинавии, где ледники растаяли около 10 000 лет назад, литосфера не испытывает сильного воздействия.

Вот некоторые другие типы нагрузки на литосферу:

Извержение вулканов;
Отложение осадков;
Повышение уровня моря;
Формирование крупных озер и водохранилищ.

Примеры снижения воздействия на литосферу:

Эрозия гор;
Образование каньонов и долин;
Высыхание крупных водоемов;
Снижение уровня моря.

Изгиб литосферы по приведенным выше причинам, как правило, относительно невелик (обычно значительно меньше километра, но измерим). Мы можем моделировать литосферу с помощью простой инженерной физики, и получить представление о ее толщине. Мы также способны изучить поведение сейсмических волн и поместить основание литосферы на глубины, где эти волны начинают замедляться, указывая на наличие более мягкой породы.

Эти модели предполагают, что толщина литосферы колеблется от менее 20 км вблизи срединно-океанических хребтов до примерно 50 км в старых океанических районах. Под континентами литосфера толще - от 100 до 350 км.

Эти же исследования показывают, что под литосферой находится более горячий и мягкий слой породы, называемый астеносферой. Порода астеносферы вязкая, а не жесткая и медленно деформируется под стрессом, как шпаклевка. Поэтому литосфера может двигаться через астеносферу под действием тектоники плит. Это также означает, что землетрясения образуют трещины, которые простираются только через литосферу, но не за ее пределы.

Структура литосферы

Литосфера включает в себя кору (горы континентов и океаническое дно) и самую верхнюю часть мантии под земной корой. Эти два слоя отличаются по минералогии, но очень похожи механически. По большей части они действуют как одна плита.

Похоже, что литосфера заканчивается там, где температура достигает определенного уровня, из-за которого средняя мантийная порода (перидотит) становится слишком мягкой. Но есть много осложнений и предположений, и можно только сказать, что эти температуры варьируются от 600º до 1200º С. Многое зависит от давления и температуры, а также изменения состава пород из-за тектонического смешивания. Вероятно, точно нельзя определить четкую нижнюю границу литосферы. Исследователи часто указывают термические, механические или химические свойства литосферы в своих работах.

Океаническая литосфера очень тонкая в расширяющихся центрах, где она образуется, но со временем становится толще. Когда она остывает, более горячая порода из астеносферы остывает на нижней стороне литосферы. В течение примерно 10 миллионов лет океаническая литосфера становится более плотной, чем астеносфера под ней. Поэтому большинство океанических пластин всегда готовы к субдукции.

Изгиб и разрушение литосферы

Силы, которые изгибают и ломают литосферу, происходят в основном от тектоники плит. Когда плиты сталкиваются, литосфера на одной плите погружается в горячую мантию. В этом процессе субдукции пластина изгибается вниз на 90 градусов. По мере того, как она изгибается и опускается, субдуктивная литосфера сильно трескается, вызывая землетрясения в нисходящей горной плите. В некоторых случаях (например, в северной Калифорнии) субдуктивная часть может полностью разрушаться, погружаясь глубоко внутрь Земли, поскольку плиты над ней меняют свою ориентацию. Даже на больших глубинах субдуктивная литосфера может быть хрупкой в течение миллионов лет, если она относительно прохладная.

Континентальная литосфера может расщепляться, при этом нижняя часть разрушается и опускается. Этот процесс называется расслоением. Верхняя часть континентальной литосферы всегда менее плотная, чем мантийная часть, которая, в свою очередь, более плотная, чем астеносфера внизу. Силы тяжести или сопротивления из астеносферы могут вытягивать слои земной коры и мантии. Дезаминация позволяет горячей мантии подниматься и делать расплав под частями континентов, вызывая повсеместное поднятие и вулканизм. Такие места, как Калифорнийская Сьерра-Невада, Восточная Турция и части Китая, изучаются с учетом процесса расслоения.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Осуществляется за счет уменьшения вязкости пород, увеличения их электропроводности, а также за счет скорости, с которой распространяются сейсмические волны. Литосфера имеет разную толщину на суше и под океанами. Среднее ее значение составляет 25-200 км для суши и 5-100 км для .

На 95% литосфера состоит из изверженных пород магмы. Граниты и гранитоиды являются преобладающими породами на континентах, в то время как в такой породой являются базальты.

Литосфера представляет собой среду для всех известных минеральных ресурсов, также она является объектом человеческой деятельности. Изменения литосферы оказывают влияние на экологический .

Грунты являются одной из составляющих верхних частей земной коры . Для человека они имеют огромное значение. Они представляют собой органо-минеральный продукт, который является следствием тысячелетней деятельности различных организмов, а также таких факторов как воздух, вода, солнечные свет и тепло. Толщина грунта, особенно в сравнении с толщиной самой литосферы, сравнительно небольшая. В разных регионах она составляет от 15-20 см до 2-3 м.

Грунты появились вместе с возникновением живого вещества. Далее они развивались, на них оказывала влияние деятельность микроорганизмов, растений и животных. Основное число всех микроорганизмов и организмов, существующих в литосфере, сосредоточено именно в грунтах на глубине нескольких метров.

Литосферой называют внешнюю оболочку Земли из относительно твердого материала: это земная кора и верхний слой мантии. Термин « » был введен в употребление американским ученым Баррелом в 1916 году, но в то время под этим понятием подразумевали только твердые горные породы, из которых состоит земная кора – более мантия не считалась частью этой оболочки. Позже в включили верхние участки этого слоя планеты (шириной до нескольких десятков километров): они граничат с так называемой астеносферой, которая отличается пониженной вязкостью, высокой температурой, при которой вещества уже начинают плавиться.

Толщина различна в разных частях Земли: под ее слой может составлять от пяти километров в толщину – под самыми глубокими местами, а у берега уже повышается до 100 километров. Под континентами литосфера простирается до двухсот километров в глубину.

В прошлом считалось, что литосфера имеет монолитную структуру и не разбивается на части. Но это предположение давно опровергнуто – эта состоит из нескольких плит, которые двигаются по пластичной мантии и взаимодействуют между собой.

Гидросфера

Как следует из названия, гидросфера – это оболочка Земли, состоящая из воды, а точнее, это все воды на поверхности нашей планеты и под Землей: океаны, моря, реки и озера, а также подземные воды. Льды и вода в газообразном состоянии или пар тоже являются частью водной оболочки. Гидросфера состоит более чем из полутора миллиардов кубических километров воды.

Вода покрывает 70% поверхности Земли, большая ее часть приходится на Мировой океан – почти 98%. Всего полтора процента отводится льдам на полюсах, а остальное – реки, озера, водоемы, подземные воды. Пресная вода же составляет всего 0,3% всей гидросферы.

Гидросфера обязана своим появлением