Строение земной коры и литосферных плит

Содержание

1. 1. Земная кора: состав и типы3
2. 2. Литосфера и её плиты5
3. 3. Движение плит и геологические процессы7
4. 4. Влияние тектоники на рельеф и жизнь10
5. Список литературы12

1. Земная кора: состав и типы

Земная кора представляет собой верхнюю твёрдую оболочку планеты. Её мощность ничтожна по сравнению с радиусом Земли, однако именно здесь происходят процессы, формирующие облик поверхности. От подстилающей мантии кору отделяет резкая сейсмическая граница, обнаруженная в 1909 году хорватским геофизиком Андреем Мохоровичичем. Изучая скорость распространения сейсмических волн после землетрясения в Загребе, он установил, что на глубине около 50 километров их скорость резко возрастает. Эта поверхность раздела, названная границей Мохоровичича (или просто «Мохо»), прослеживается повсеместно, однако глубина её залегания существенно меняется. Под океанами она фиксируется на глубине 5-10 километров, а под высокими горными массивами опускается до 70 километров.

Состав коры неоднороден. По строению и составу выделяют два принципиально различных типа: континентальный и океанический. Материковая кора сложена преимущественно гранитами и гнейсами, её средняя плотность составляет около 2,7 г/см³. Она заметно мощнее океанической и имеет трёхслойное строение. Верхний слой осадочный, он состоит из глин, песков, известняков и продуктов разрушения более древних пород. Ниже залегает так называемый «гранитный» слой. Это название условно: породы здесь представлены метаморфическими образованиями, богатыми кремнезёмом и алюминием. Ещё глубже расположен «базальтовый» слой, сложенный более тяжёлыми породами, в том числе габбро и амфиболитами. Толщина континентальной коры колеблется от 30 километров под равнинами до 70-75 километров под горными системами вроде Гималаев или Анд.

Океаническая кора устроена проще. Её средняя толщина составляет всего 6-7 километров, а местами не превышает пяти. В ней отсутствует гранитный слой, а основу слагает плотный базальт, перекрытый тонким чехлом морских

осадков. При этом океаническая кора относительно молода: самые древние её участки в Тихом океане имеют возраст около 180 миллионов лет, тогда как возраст континентальных пород достигает 4 миллиардов лет. Разница в плотности имеет принципиальное значение: лёгкая континентальная кора «плавает» на мантии, тогда как тяжёлая океаническая погружается в неё глубже. Этим объясняется заметная разница средних уровней поверхности океанов и материков.

Каким образом учёные получают сведения о внутреннем строении коры? Прямое бурение даёт образцы лишь с верхних горизонтов. Кольская сверхглубокая скважина, начатая в 1970 году, достигла глубины 12 262 метра, что составляет лишь малую долю толщины коры в этом районе. Основным инструментом остаются сейсмические методы. Искусственные взрывы или землетрясения порождают упругие волны, которые, проходя через различные породы, меняют скорость и преломляются. Анализируя время прихода волн на сеть станций, геофизики восстанавливают слоистость коры, не прибегая к её непосредственному вскрытию. Дополнительные данные дают ксенолиты: обломки глубинных пород, захваченные магмой при извержениях вулканов и вынесенные на поверхность. Например, в кимберлитовых трубках Якутии встречаются фрагменты пород, кристаллизовавшихся на глубине более 150 километров. Это позволяет судить о составе нижней коры и верхов мантии.

2. Литосфера и её плиты

Литосфера представляет собой внешнюю твёрдую оболочку Земли. Она включает земную кору и верхнюю, наиболее жёсткую часть мантии. Мощность оболочки неодинакова: под океанами она составляет примерно 50-100 км, а под континентами может доходить до 200 км. Снизу литосфера ограничена астеносферой, слоем пониженной вязкости, где мантийное вещество находится в пластичном, частично расплавленном состоянии. Именно это подстилающее «текучее» основание даёт твёрдым блокам возможность перемещаться по поверхности планеты.

Вся литосфера разбита на несколько крупных и множество мелких плит. Крупнейшие из них: Тихоокеанская, Северо-Американская, Евразийская, Африканская, Антарктическая, Индо-Австралийская и Южно-Американская. Сами плиты не статичны. Они медленно дрейфуют по астеносфере, и их движение, согласно данным Большой российской энциклопедии, окончательно подтвердилось палеомагнитными исследованиями в 1960-х годах. Скорость перемещения невелика, обычно от 1 до 10 сантиметров в год. Однако за миллионы лет такое движение приводит к радикальной перестройке облика планеты.

По составу литосферные плиты делятся на три типа. Океанические плиты (например, Тихоокеанская) почти целиком сложены базальтовой корой. Континентальные плиты несут на себе мощный слой гранитной коры, как Евразийская. Впрочем, многие плиты имеют смешанное строение. Их центральная часть может быть континентальной, тогда как окраины уходят под воду, наращивая океаническую кору. Примером служит Африканская плита, большая часть которой представляет собой сушу, а её восточная окраина проходит по дну Индийского океана.

Места соприкосновения плит называются их границами. Здесь сосредоточена основная тектоническая активность. Выделяют три типа таких границ. На

дивергентных границах плиты расходятся, и в образовавшуюся трещину поднимается мантийное вещество, формируя новую океаническую кору. Классический пример: Срединно-Атлантический хребет, где Американская плита удаляется от Евразийской и Африканской. На конвергентных границах плиты сталкиваются. Если сталкиваются океаническая и континентальная плиты, более плотная океаническая уходит под континентальную, образуя глубоководный жёлоб. Третий тип, трансформные разломы, отличается тем, что плиты не сходятся и не расходятся, а скользят горизонтально относительно друг друга. Самый известный такой разлом, Сан-Андреас в Калифорнии, где Тихоокеанская плита движется на северо-запад вдоль Северо-Американской.

Литосфера, таким образом, не монолитная оболочка, а мозаика из подвижных блоков. Сами плиты остаются жёсткими и практически недеформируемыми, тогда как деформация и разрушение горных пород сосредоточены на их границах. Именно это разделение на прочные плиты и пластичную астеносферу лежит в основе современной теории тектоники плит.

3. Движение плит и геологические процессы

Плиты не просто лежат на вязкой астеносфере. Они находятся в постоянном, хотя и медленном, движении. Скорость этого движения варьируется от одного до десяти сантиметров в год, что сопоставимо со скоростью роста ногтей. Движущей силой служат конвекционные потоки в мантии. Разогретое глубинное вещество поднимается вверх, растекается у поверхности и, остыв, опускается обратно. Этот круговорот увлекает за собой литосферные плиты, словно ленту транспортёра.

Однако конвекция не единственный механизм. Свою роль играет сила тяжести. На дивергентных границах, где плиты расходятся, в мантии формируется восходящий поток, который приподнимает литосферу. Образуется свод, а под действием собственного веса плиты начинают сползать с его вершины в стороны. Этот процесс получил название спрединг, или растекание морского дна. Именно так, например, формируется новая океаническая кора вдоль Срединно-Атлантического хребта, где Северо-Американская плита удаляется от Евразийской.

На противоположных, конвергентных границах, где плиты сталкиваются, работает иной механизм. Более плотная и тяжёлая океаническая плита пододвигается под континентальную или под другую океаническую плиту, погружаясь в мантию. Этот процесс называется субдукцией. Погружающаяся плита тянет за собой остальную часть литосферы, и этот эффект, называемый «затягиванием плиты», считается одной из главных сил, поддерживающих движение. Зона субдукции на карте выглядит как глубоководный жёлоб, например, Марианская впадина, глубина которой превышает 11 километров.

Взаимодействие плит на их границах определяет облик планеты. Там, где плиты расходятся, формируются срединно-океанические хребты, протянувшиеся через все океаны единой цепью. Если же расхождение происходит внутри континента, образуется рифт, будущий океан. Великая

рифтовая долина в Восточной Африке, яркий пример такого процесса: здесь Африканская плита раскалывается на две части.

Там, где плиты сходятся, возникают грандиозные горные сооружения. При столкновении двух континентальных плит, которые не могут погрузиться в мантию из-за своей относительно малой плотности, их края сминаются в складки, образуя горные пояса. Так появились Гималаи в результате коллизии Индостанской и Евразийской плит. Если же сталкиваются океаническая и континентальная плиты, то на краю континента вырастают вулканические горы, а перед ними формируется глубоководный жёлоб. Именно так устроена система Анд и Перуанско-Чилийского жёлоба. Цепочки вулканических островов, такие как Японский архипелаг или Курильские острова, также являются следствием субдукции океанической плиты под океаническую.

Границы плит, это зоны повышенной тектонической активности. Здесь сосредоточено подавляющее большинство землетрясений и действующих вулканов. Это не случайность: именно здесь литосфера испытывает максимальные напряжения, а в зонах субдукции погружающаяся плита, достигая глубин в сотни километров, плавится, давая начало магме, которая поднимается на поверхность. Тихоокеанское огненное кольцо, опоясывающее океан, служит наглядным подтверждением этой закономерности: вдоль его границ происходит около 90% всех землетрясений на планете.

Особый тип границ представляют трансформные разломы. Здесь плиты не расходятся и не сталкиваются, а скользят горизонтально друг относительно друга. Наиболее изученный пример, разлом Сан-Андреас в Калифорнии, где Тихоокеанская плита движется на северо-запад относительно Северо-Американской. Скольжение происходит неравномерно: накопленное напряжение периодически сбрасывается мощными сейсмическими толчками. Сан-Франциско и Лос-Анджелес регулярно испытывают разрушительные землетрясения именно из-за этого процесса. Хотя трансформные разломы не создают нового

рельефа в виде гор или хребтов, они остаются активными сейсмическими зонами, что делает их опасными для инфраструктуры.

4. Влияние тектоники на рельеф и жизнь

География поверхности Земли перестаёт быть набором разрозненных фактов, если смотреть на неё сквозь призму движения литосферных плит. Именно этот процесс определил, почему Гималаи высятся на стыке Индостанской и Евразийской плит, а Атлантический океан расширяется вдоль Срединно-Атлантического хребта. Тектоника плит служит универсальным ключом к объяснению размещения материков, океанических впадин, горных систем и обширных равнин. Без неё трудно понять, почему на востоке Южной Америки и западе Африки находят одинаковые геологические формации, которые словно пазл складываются в единый массив, распавшийся около 200 миллионов лет назад.

Движение континентов напрямую меняет климат, и это влияние прослеживается в глобальном масштабе. Когда около 3 миллионов лет назад Панамский перешеек сомкнулся, он заблокировал свободный обмен водами между Тихим и Атлантическим океанами. Результатом стало усиление Гольфстрима, который принёс тепло в Северную Европу, и одновременное похолодание в высоких широтах, что привело к началу эпохи оледенений в Северном полушарии. Подобные примеры не единичны. Столкновение Индии с Азией подняло Тибетское плато, которое сегодня перехватывает влажные муссонные ветры. Это делает Центральную Азию засушливой, а Юго-Восточную Азию, наоборот, обильно увлажнённой. Тектоника задаёт расположение горных барьеров и морских проливов. Те, в свою очередь, управляют циркуляцией атмосферы и океанических течений, формируя облик климатических зон.

Рельеф и климат, созданные движением плит, становятся мощным двигателем эволюции жизни. Разделение единого континента Гондваны привело к изоляции популяций, что ускорило видообразование. Сумчатые млекопитающие Австралии развивались в полной изоляции от плацентарных хищников Евразии и Америки, породив уникальные формы, от кенгуру до коал.

Напротив, соединение Северной и Южной Америки через Панамский перешеек вызвало Великий межамериканский обмен. Броненосцы и опоссумы мигрировали на север, а медведи и кошачьи, на юг, радикально изменив фауну обоих континентов. Тектонические барьеры, такие как горные хребты или глубоководные желоба, работают как непреодолимые границы для многих видов. Они разделяют ареалы и способствуют накоплению генетических различий. Даже вулканическая активность, порождаемая субдукцией, создаёт новые острова, которые заселяются пионерными видами, как это произошло на Гавайском архипелаге.

Практическая значимость теории тектоники плит выходит далеко за рамки академической географии. Зная положение границ плит, можно с высокой точностью прогнозировать зоны повышенной сейсмической опасности. Побережье Японии и западное побережье Южной Америки, где океаническая плита погружается под континентальную, это регионы, где землетрясения и цунами неизбежны. Такая информация заставляет строителей проектировать здания с учётом возможных подземных толчков. С другой стороны, понимание того, как формировались структуры коры, позволяет целенаправленно искать полезные ископаемые. Месторождения нефти и газа часто приурочены к пассивным окраинам континентов, образовавшимся при раскрытии океанов. Залежи медно-порфировых руд, как правило, находятся в зонах субдукции в Андах. Даже кимберлитовые трубки с алмазами тяготеют к древним кратонам, стабильным ядрам континентов, которые оставались неподвижными на протяжении миллиардов лет. Таким образом, тектоника плит связывает геологическое прошлое с экономическим настоящим и безопасностью будущего.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ТЕКТОНИКА ПЛИТ — https://old.bigenc.ru/geology/text/4185808

2. Тектоника плит: теория и значение в геологии — https://znanierussia.ru/articles/%D0%A2%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0_%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D1%82

3. 4. Концепция тектоники литосферных плит — https://edu.kpfu.ru/kek/geotektonika/4_1.php

4. Земная кора и литосфера • География — https://foxford.ru/wiki/geografiya/zemnaya-kora-i-litosfera

5. Плиты литосферы • География | Фоксфорд Учебник — https://foxford.ru/wiki/geografiya/pliti-litosferi

6. Литосфера — твёрдая оболочка Земли — https://lc.rt.ru/classbook/geografiya-5-klass/litosfera-tvyordaya-obolochka-zemli-647

7. Урок 1: Земная кора — верхняя часть литосферы — https://lc.rt.ru/classbook/geografiya-5-klass/litosfera-tvyordaya-obolochka-zemli-647/3888

8. География Алексеев Учебник §21-24 - 5 класс — https://xn--5-8sb3ae5aa.xn--p1ai/geografija-alekseev-uchebnik-21-24/