Литосфера — это каменная оболочка Земли. От греческого «литос» — камень и «сфера» — шар

Литосфера - внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических пород. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25 - 200 и 5 - 100 км.

Рассмотрим в общем виде геологическое строение Земли. Третья за отдаленностью от Солнца планета - Земля имеет радиус 6370 км, среднюю плотность - 5,5 г/см3 и состоит из трех оболочек - коры , мантии и и. Мантия и ядро делятся на внутренние и внешние части.

Земная кора — тонкая верхняя оболочка Земли, которая имеет толщину на континентах 40-80 км, под океанами - 5-10 км и составляет всего около 1 % массы Земли. Восемь элементов - кислород, кремний, водород, алюминий, железо, магний, кальций, натрий - образовывают 99,5 % земной коры.

Согласно научным исследованиям, учёным удалось установить, что литосфера состоит из:

• Кислорода – 49%;
• Кремния – 26%;
• Алюминия – 7%;
• Железа – 5%;
• Кальция – 4%
• В состав литосферы входит немало минералов, самые распространённые – шпат и кварц.

На континентах кора трехслойная: осадочные породы укрывают гранитные, а гранитные залегают на базальтовых. Под океанами кора «океанического» , двухслойного типа; осадочные породы залегают просто на базальтах, гранитного пласта нет. Различают также переходный тип земной коры (островно-дуговые зоны на окраинах океанов и некоторые участки на материках, например Черное море) .

Наибольшую толщину земная кора имеет в горных районах (под Гималаями — свыше 75 км) , среднюю - в районах платформ (под Западно-Сибирской низиной - 35-40, в границах Русской платформы - 30-35), а наименьшую - в центральных районах океанов (5-7 км) . Преобладающая часть земной поверхности - это равнины континентов и океанического дна.

Континенты окружены шельфом- мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной близко 80 км, которая после резкого обрывчастого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км) . Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, подавляющее большинство которых расположенная на северной и западной окраинах Тихого океана.

Основная часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95 %), среди которых на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах-базальты.

Блоки литосферы - литосферные плиты - двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.

Для обозначения внешней оболочки литосферы применялся ныне устаревший термин сиаль, происходящий от названия основных элементов горных пород Si (лат. Silicium - кремний) и Al (лат. Aluminium - алюминий).

Литосферные плиты

Стоит отметить, что самые крупные тектонические плиты очень хорошо различимы на карте и ими являются:

• Тихоокеанская – самая большая плита планеты, вдоль границ которой происходят постоянные столкновения тектонических плит и образуются разломы – это является причиной её постоянного уменьшения;
• Евразийская – покрывает почти всю территорию Евразии (кроме Индостана и Аравийского полуострова) и содержит наибольшую часть материковой коры;
• Индо-Австралийская – в её состав входит австралийский континент и индийский субконтинент. Из-за постоянных столкновений с Евразийской плитой находится в процессе разлома;
• Южно-Американская – состоит из южноамериканского материка и части Атлантического океана;
• Северо-Американская – состоит из североамериканского континента, части северо-восточной Сибири, северо-западной части Атлантического и половины Северного Ледовитого океанов;
• Африканская – состоит из африканского материка и океанической коры Атлантического и Индийского океанов. Интересно, что соседствующие с ней плиты движутся в противоположную от неё сторону, поэтому здесь находится наибольший разлом нашей планеты;
• Антарктическая плита – состоит из материка Антарктида и близлежащей океанической коры. Из-за того, что плиту окружают срединно-океанические хребты, остальные материки от неё постоянно отодвигаются.

Движение тектонических плит в литосфере

Литосферные плиты, соединяясь и разъединяясь, всё время изменяют свои очертания. Это даёт возможность учёным выдвигать теорию о том, что около 200 млн. лет назад литосфера имела лишь Пангею - один-единственный континент, впоследствии расколовшийся на части, которые начали постепенно отодвигаться друг от друга на очень маленькой скорости (в среднем около семи сантиметров в год).

Это интересно! Существует предположение, что благодаря движению литосферы, через 250 млн. лет на нашей планете сформируется новый континент за счёт объединения движущихся материков.

Когда происходит столкновение океанической и континентальной плит, край океанической коры погружается под материковую, при этом с другой стороны океанической плиты её граница расходится с соседствующей с ней плитой. Граница, вдоль которой происходит движение литосфер, называется зоной субдукции, где выделяют верхние и погружающиеся края плиты. Интересно, что плита, погружаясь в мантию, начинает плавиться при сдавливании верхней части земной коры, в результате чего образуются горы, а если к тому же прорывается магма – то и вулканы.

В местах, где тектонические плиты соприкасаются друг с другом, расположены зоны максимальной вулканической и сейсмической активности: во время движения и столкновения литосферы, земная кора разрушается, а когда они расходятся, образуются разломы и впадины (литосфера и рельеф Земли связаны друг с другом). Это является причиной того, что вдоль краёв тектонических плит расположены наиболее крупные формы рельефа Земли – горные хребты с активными вулканами и глубоководные желоба.

Проблемы литосферы

Интенсивное развитие промышленности привело к тому, что человек и литосфера в последнее время стали чрезвычайно плохо уживаться друг с другом: загрязнение литосферы приобретает катастрофические масштабы. Произошло это вследствие возрастания промышленных отходов в совокупности с бытовым мусором и используемыми в сельском хозяйстве удобрениями и ядохимикатами, что негативно влияет на химический состав грунта и на живые организмы. Учёные подсчитали, что за год на одного человека припадает около одной тонны мусора, среди которых – 50 кг трудноразлагаемых отходов.

Сегодня загрязнение литосферы стало актуальной проблемой, поскольку природа не в состоянии справиться с ней самостоятельно: самоочищение земной коры происходит очень медленно, а потому вредные вещества постепенно накапливаются и со временем негативно воздействуют и на основного виновника возникшей проблемы – человека.

Литосфера. Земная кора. 4,5 млрд. лет назад, Земля представляла собой шар, состоящий из одних газов. Постепенно тяжелые металлы, такие как железо и никель, опускались к центру и уплотнялись. Легкие породы и минералы всплывали на поверхность, охлаждались и отвердевали.

Внутреннее строение Земли.

Принято делить тело Земли на три основные части – литосферу (земную кору), мантию и ядро .

Ядро — центр Земли , средний радиус которого около 3500 км (16,2 % объема Земли). Как предполагают, состоит из железа с примесью кремния и никеля. Наружная часть ядра находится в расплавленном состоянии (5000 °С), внутренняя, по-видимому, твердая (субъядро). Перемещение вещества в ядре создает на Земле магнитное поле, защищающее планету от космического излучения.

Ядро сменяется мантией , которая простирается почти на 3000 км (83 % объема Земли). Считают, что она твердая, в то же время пластичная и раскаленная. Мантия состоит из трех слоев : слоя Голицына, слоя Гуттенберга и субстрата. Верхняя часть мантии, называемая магмой , содержит слой с пониженной вязкостью, плотностью и твердостью - астеносферу, на которой уравновешиваются участки земной поверхности. Граница между мантией и ядром называется слоем Гуттенберга.

Литосфера

Литосфера – верхняя оболочка «твердой» Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли.

Земная кора – верхняя оболочка «твердой» Земли. Мощность земной коры от 5 км (под океанами) до 75 км (под материками). Земная кора неоднородна. В ней различают 3 слоя – осадочный, гранитный, базальтовый . Гранитный и базальтовый слои названы так потому, что в них распространены горные породы, похожие по физическим свойствам на гранит и базальт.

Состав земной коры: кислород (49 %), кремний (26 %), алюминий (7 %), железо (5 %), кальций (4 %); самые распространенные минералы - полевой шпат и кварц. Граница между земной корой и мантией называется поверхностью Мохо .

Различают континентальную и океаническую земную кору. Океаническая отличается от континентальной (материковой) отсутствием гранитного слоя и значительно меньшей мощностью (от 5 до 10 км). Толщина континентальной коры на равнинах 35-45 км, в горах 70-80 км. На границе материков и океанов, в районах островов толщина земной коры составляет 15-30 км, гранитный слой выклинивается.

Положение слоев в континентальной коре свидетельствует о разном времени ее образования . Базальтовый слой является самым древним, моложе его – гранитный, а самый молодой – верхний, осадочный, развивающийся и в настоящее время. Каждый слой коры формировался в течение длительного отрезка геологического времени.

Литосферные плиты

Земная кора находится в постоянном движении. Первым гипотезу о дрейфе материков (т.е. горизонтальном движении земной коры) выдвинул в начале ХХ века А. Вегенер . На ее основе создана теория литосферных плит . Согласно этой теории, литосфера не является монолитом, а состоит из семи крупных и нескольких более мелких плит, «плавающих» на астеносфере. Пограничные области между литосферными плитами называют сейсмическими поясами - это самые «беспокойные» области планеты.

Земная кора разделяется на устойчивые и подвижные участки.

Устойчивые участки земной коры - платформы - образуются на месте геосинклиналей, потерявших подвижность. Платформа состоит из кристаллического фундамента и осадочного чехла. В зависимости от возраста фундамента выделяют древние (докембрийские) и молодые (палеозойские, мезозойские) платформы. В основании всех материков лежат древние платформы.

Подвижные, сильно расчлененные участки земной поверхности называются геосинклиналями (складчатыми областями ). В их развитии выделяют два этапа : на первом этапе земная кора испытывает опускания, происходит накопление осадочных горных пород и их метаморфизация. Затем начинается поднятие земной коры, горные породы сминаются в складки. На Земле было несколько эпох интенсивных горообразований: байкальская, каледонская, герцинская, мезозойская, кайнозойская. В соответствии с этим выделяют различные области складчатости.

§ 13. Земная кора и литосфера - каменные оболочки Земли

Вспомните

• Какие внутренние оболочки Земли выделяются? Какая из оболочек самая тонкая? Какая оболочка самая большая? Как образуются гранит и базальт? Каков их внешний вид?

Земная кора и ее устройство. Земная кора - самая верхняя каменная оболочка Земли. Она состоит из магматических, метаморфических и осадочных горных пород. На материках и под океанами она устроена по-разному. Поэтому различают континентальную земную кору и океаническую земную кору (рис. 42).

Они отличаются друг от друга по толщине и по строению. Континентальная кора более мощная - 35-40 км, под высокими горами - до 75 км. Она состоит из трех слоев. Верхний слой - осадочный. Он сложен осадочными породами. Второй и третий слои состоят из разнообразных магматических и метаморфических пород. Второй, средний слой, условно называют «гранитным», а третий, нижний - «базальтовым».

Рис. 42. Строение континентальной и океанической земной коры

Океаническая кора намного тоньше - от 0,5 до 12 км - и состоит из двух слоев. Верхний, осадочный слой, сложен осадками, покрывающими дно современных морей и океанов. Нижний слой состоит из застывших базальтовых лав и называется базальтовым.

Континентальная и океаническая кора на поверхности Земли образуют гигантские ступени разной высоты. Более высокие ступени - это материки, поднимающиеся выше уровня моря, более низкие - дно Мирового океана.

Литосфера. Как вы уже знаете, под земной корой располагается мантия. Слагающие ее породы отличаются от горных пород земной коры: они более плотные, тяжелые. Земная кора прочно скреплена с верхней мантией, образуя с ней единое целое - литосферу (от греч. «литое» - камень) (рис. 43).

Рис. 43. Соотношение литосферы и земной коры

Рассмотрите соотношение между земной корой и литосферой. Сравните их толщину.

Вспомните, почему в мантии есть слой пластичного вещества. Определите по рисунку глубину, на которой он залегает.

Найдите на рисунке границы раздвижения и границы столкновения литосферных плит.

Литосфера - твердая оболочка Земли, состоящая из земной коры и верхней части мантии.

Под литосферой находится разогретый пластичный слой мантии. Литосфера как бы плавает по нему. При этом она перемещается в разных направлениях: поднимается, опускается и скользит горизонтально. Вместе с литосферой перемещается и земная кора - внешняя часть литосферы.

Рис. 44. Основные литосферные плиты

Литосфера не монолитна. Она разбита разломами на отдельные блоки - литосферные плиты (рис. 44). Всего на Земле выделяют семь очень больших литосферных плит и несколько более мелких. Литосферные плиты по-разному взаимодействуют между собой. Перемещаясь по пластичному слою мантии, они в одних местах раздвигаются, в других - сталкиваются друг с другом.

Вопросы и задания

1. Какие два вида земной коры вы знаете?
2. Чем литосфера отличается от земной коры?
3. На какой литосферной плите вы живете?

Земная кора наряду с верхней частью мантии - главные составляющие литосферы (твердой оболочки Земли). Земная кора отличается большими неровностями на суше, и в некоторых местах ее толщина может достигать семидесяти километров. Речь идет прежде всего о горных массивах. Ученые рассчитывают толщину, исходя из скорости распространения сейсмических волн.

Различие в строении земной коры оказало непосредственное влияние на формирование материков, их существование и взаимное расположение. Исследователи уверены, что несколько миллионов лет назад наша планета выглядела совершенно по-другому, и движение литосферных плит постепенно сформировало нынешнее расположение материков. Впервые научную теорию о дрейфе материков смог сформулировать известный географ из Германии Венегер Альфред.

Известно, что довольно долгое время человек не мог точно определить содержание химических веществ в земной коре. Однако с развитием науки стало известно, что больше всего в земной коре содержится кислорода, если брать глубину до шестнадцати километров.

Кислород составляет порядка пятидесяти процентов от общего веса. Второе место занимает алюминий - около семи-восьми процентов. Калий, кальций, магний, натрий в общем составляют чуть более десяти процентов от общей массы.

Оказывается, в античную эпоху также предпринимались попытки изучить геологическое строение земной коры, хоть и методы были довольно примитивными, если сравнивать с сегодняшним днем. Например, Диодор Сицилийский писал, что «рабочие смогли найти очень блестящие жилы благодаря свойствам земли». Речь шла о золоте.

Немало интереса представляет движение земной коры. В частности, несколько миллионов лет назад Индия была частью африканского континента. Однако движение земной коры привело к тому, что она попросту откололась и после совершения небольшой дуги «врезалась» в Евразию. Столкновение привело к образованию Гималаев. Кстати, некоторые ученые придерживаются того мнения, что, возможно, от Африки отколется еще один кусок.

Континентальная земная кора

Общая ее толщина серьезно варьируется в зависимости от перепадов высот, строения коры и других факторов. Континентальную земную кору принято разделять на несколько слоев:

• Самый верхний представлен в виде осадочных горных пород. Он может достигать пятнадцати километров;
• Чуть ниже находится гранитный слой. Свое название он получил из-за того, что горные породы, слагающие его, по многим своим качествам схожи именно с гранитом. От пяти до пятнадцати километров в среднем варьируется толщина данного слоя;
• Еще больше варьируется толщина базальтового слоя (она составляет от 10 до 35 километров).

То есть средняя толщина континентальной (или материковой) земной коры может достигать 30-70 километров.

Океаническая земная кора

Отсутствие гранитного слоя - главное отличие океанической земной коры. Именно по этой причине ее толщина небольшая и варьируется от шести до пятнадцати километров. Еще одно значимое отличие - большое содержание базальта. Ученые смогли доказать, что большая часть пород океанической земной коры образовалось очень давно - порядка трех миллиардов лет назад.

Современные специалисты полагают, что первой появилась именно океаническая земная кора. Затем в ней стали появляться складки (современные горные массивы). Их образование происходило под влиянием процессов, которые наблюдались внутри земли. Таким образом, толщина коры постепенно увеличивалась, что привело к формированию континентальной земной коры - так появились первые материки.

Каменная оболочка Земли – земная кора – прочно скреплена с верхней мантией и образует с ней единое целое – литосферу. Изучение земной коры и литосферы позволяет учёным объяснять процессы, происходящие на поверхности Земли, и предвидеть изменения облика нашей планеты в будущем.

Строение земной коры

Земная кора, состоящая из магматических, метаморфических и осадочных горных пород, на материках и под океанами имеет разную толщину и строение. В континентальной земной коре принято выделять три слоя. Верхний – осадочный, в котором преобладают осадочные породы. Два нижних слоя условно называют гранитным и базальтовым. Гранитный слой состоит преимущественно из гранита и метаморфических горных пород. Базальтовый слой – из более плотных пород, сравнимых по плотности с базальтами. Океаническая кора двухслойная. В ней верхний слой – осадочный – имеет небольшую мощность, нижний слой – базальтовый – состоит из горных пород базальтов, а гранитный слой отсутствует.

Мощность континентальной коры под равнинами составляет 30 50 километров, под горами – до 75 километров. Океаническая кора намного тоньше, её мощность от 5 до 10 километров. Кора есть на других планетах земной группы, на Луне и на многих спутниках планет-гигантов Солнечной системы. Но только Земля обладает корой двух типов: континентальной и океанической. На других планетах в большинстве случаев она состоит из базальтов.

Литосфера

Происхождение названия

Литосферой называется твердая оболочка Земли. В ее состав входят земная кора, а также верхняя часть мантии. Термин «литосфера» был предложен в 1916 году Дж. Барреллом и вплоть до 60-х гг. двадцатого столетия выступал синонимом земной коры. Затем было доказано, что в состав литосферы входят также и верхние слои мантии мощностью до нескольких десятков километров. Само это понятие произошло от двух греческих слов, первое из которых обозначает «камень», а второе – «шар» или «сферу».

Литосферой называют твёрдую оболочку Земли, которая включает в себя земную кору и часть верхней мантии. Толщина литосферы на суше в среднем колеблется от 35-40 км (на равнинных участках) до 70 км (в горных районах). Под древними горами толщина земной коры ещё больше: например, под Гималаями мощность её достигает 90 км. Земная кора под океанами – это тоже литосфера. Здесь она самая тонкая – в среднем около 7-10 км, а в некоторых районах Тихого океана – до 5 км.

Общая характеристика литосферы

В строении литосферы выделяются подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Мощность литосферы варьируется от 5 до 200 км. Под континентами толщина литосферы меняется от 25 км под молодыми горами, вулканическими дугами и континентальными рифтовыми зонами до 200 и более километров под щитами древних платформ. Под океанами литосфера более тонкая и достигает минимальной отметки в 5 км под срединно-океаническими хребтами, на периферии океана, постепенно утолщаясь, доходит до 100-километровой толщины. Наибольшей мощности литосфера достигает в наименее прогретых областях, наименьшей – в наиболее жарких.

По реакции на длительно действующие нагрузки в литосфере принято выделять верхний упругий и нижний пластичный слой. Также на разных уровнях в тектонически активных областях литосферы прослеживаются горизонты относительно пониженной вязкости, для которых характерны пониженные скорости сейсмических волн. Геологи не исключают возможности проскальзывания по этим горизонтам одних слоёв относительно других. Это явление получило название расслоенности литосферы.

Наиболее крупными элементами литосферы являются литосферные плиты с размерами в поперечнике 1–10 тыс. км. В настоящее время литосфера разделена на семь главных и несколько малых плит. Границы между плитами проводятся вдоль зон наибольшей сейсмической и вулканической активности.

Границы литосферы

Верхняя часть литосферы граничит с атмосферой и гидросферой. Атмосфера, гидросфера и верхний слой литосферы находятся в прочной взаимосвязи и частично проникают друг в друга.

Нижняя граница литосферы располагается над астеносферой – слоем пониженной твёрдости, прочности и вязкости в верхней мантии Земли. Граница между литосферой и астеносферой нерезкая – переход литосферы в астеносферу характеризуется уменьшением вязкости, изменением скорости сейсмических волн и увеличением электропроводности. Все эти изменения происходят вследствие повышения температуры и частичного плавления вещества. Отсюда и основные методы определения нижней границы литосферы – сейсмологический и магнитотеллурический.

Литосферные плиты

Несмотря на то, что литосфера на девяносто процентов состоит из четырнадцати литосферных плит, многие с этим утверждением не согласны и рисуют свои тектонические карты, говоря о том, что существует семь больших и около десяти малых. Это разделение довольно условно, поскольку с развитием науки учёные или выделяют новые плиты, или же признают определенные границы несуществующими, особенно когда речь идёт про малые плиты.

Стоит отметить, что самые крупные тектонические плиты очень хорошо различимы на карте и ими являются:

• Тихоокеанская – самая большая плита планеты, вдоль границ которой происходят постоянные столкновения тектонических плит и образуются разломы – это является причиной её постоянного уменьшения;
• Евразийская – покрывает почти всю территорию Евразии (кроме Индостана и Аравийского полуострова) и содержит наибольшую часть материковой коры;
• Индо-Австралийская – в её состав входит австралийский континент и индийский субконтинент. Из-за постоянных столкновений с Евразийской плитой находится в процессе разлома;
• Южно-Американская – состоит из южноамериканского материка и части Атлантического океана;
• Северо-Американская – состоит из североамериканского континента, части северо-восточной Сибири, северо-западной части Атлантического и половины Северного Ледовитого океанов;
• Африканская – состоит из африканского материка и океанической коры Атлантического и Индийского океанов. Интересно, что соседствующие с ней плиты движутся в противоположную от неё сторону, поэтому здесь находится наибольший разлом нашей планеты;
• Антарктическая плита – состоит из материка Антарктида и близлежащей океанической коры. Из-за того, что плиту окружают срединно-океанические хребты, остальные материки от неё постоянно отодвигаются.

Геологическая активность

Литосферные плиты движутся очень медленно – они наползают друг друга со скоростью 1–6 см/год, и отдаляются максимально на 10-18 см/год. Но именно взаимодействие между материками создает геологическую активность Земли, ощутимую на поверхности – извержения вулканов, землетрясения и образование гор всегда происходят в зонах контакта литосферных плит.

Однако есть исключения – так называемые горячие точки, которые могут существовать и в глубине литосферных плит. В них расплавленные потоки вещества астеносферы прорываются наверх, проплавляя литосферу, что приводит к повышенной вулканической активности и регулярным землетрясениям. Чаще всего это происходит неподалеку от тех мест, где одна литосферная плита наползает на другую – нижняя, вдавленная часть плиты погружается в мантию Земли, повышая тем самым давление магмы на верхнюю плиту. Однако сейчас ученые склоняются к той версии, что «утонувшие» части литосферы расплавляются, повышая давление в глубинах мантии и создавая тем самым восходящие потоки. Так можно объяснить аномальную отдаленность некоторых горячих точек от тектонических разломов.

Интересный факт – в горячих точках часто образуются щитовые вулканы, характерные своей пологой формой. Они извергаются много раз, разрастаясь за счет текучей лавы. Также это типичный формат инопланетных вулканов. Самый известный из них вулкан Олимп на Марсе, самая высокая точка планеты – высота его достигает 27 километров!

Литосфера и кора Земли в астрономии

Изучение Земли редко когда происходят просто так – часто поиски ученых имеют вполне четкую практическую цель. Это особенно актуально в изучении литосферы: на стыках литосферных плит выходят наружу целые россыпи руд и ценных минералов, для добычи которых в ином месте пришлось бы бурить многокилометровую скважину. Многие данные о земной коре были получены благодаря нефтепромыслу – в поисках месторождений нефти и газа ученые немало узнали о внутренних механизмах нашей планеты.

Поэтому астрономы не просто так стремятся к подробному изучению коры других планет – ее очертания и внешний вид раскрывают все внутреннее устройство космического объекта. Например, на Марсе вулканы очень высокие и многократно извергаются, когда на Земле они постоянно мигрируют, возникая периодически в новых местах. Это свидетельствует о том, что на Марсе отсутствует такое активное движение литосферных плит, как на Земле. Вместе с отсутствием магнитного поля, стабильность литосферы стала главным доказательством остановки ядра красной планеты и постепенного остывания ее недр.