Zusammenfassung einer Geographiestunde zum Thema „Lithosphäre“. Lithosphäre und Struktur der Erde. Bildung der Lithosphärenplatten der Erde

Lithosphäre

Die Lithosphäre ist die äußere feste Hülle der Erde, die die gesamte Erdkruste mit einem Teil des oberen Erdmantels umfasst und aus sedimentären, magmatischen und metamorphen Gesteinen besteht. Die untere Grenze der Lithosphäre ist unklar und wird durch eine starke Abnahme der Viskosität von Gesteinen, eine Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen und einen Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit von Gesteinen bestimmt. Die Dicke der Lithosphäre auf Kontinenten und unter den Ozeanen variiert und beträgt durchschnittlich 25–200 bzw. 5–100 km.

Betrachten wir es allgemein geologische Struktur Erde. Der dritte Planet jenseits der Sonnenentfernung, die Erde, hat einen Radius von 6370 km, eine durchschnittliche Dichte von 5,5 g/cm3 und besteht aus drei Schalen – der Kruste, dem Mantel und dem Kern. Mantel und Kern sind in innere und äußere Teile unterteilt.

Die Erdkruste ist die dünne Oberschale der Erde, die auf den Kontinenten 40–80 km dick ist, 5–10 km unter den Ozeanen liegt und nur etwa 1 % der Erdmasse ausmacht. Acht Elemente – Sauerstoff, Silizium, Wasserstoff, Aluminium, Eisen, Magnesium, Kalzium, Natrium – bilden 99,5 % Erdkruste. Auf Kontinenten ist die Kruste dreischichtig: Sedimentgesteine ​​bedecken Granitgesteine ​​und Granitgesteine ​​liegen über Basaltgestein. Unter den Ozeanen ist die Kruste vom „ozeanischen“, zweischichtigen Typ; Sedimentgesteine ​​liegen einfach auf Basalten, es gibt keine Granitschicht. Es gibt auch einen Übergangstyp der Erdkruste (Inselbogenzonen an den Rändern der Ozeane und einiger Gebiete auf Kontinenten, zum Beispiel das Schwarze Meer). Die Erdkruste ist in Gebirgsregionen am größten (unter dem Himalaya – über 75 km), durchschnittlich in Plattformgebieten (unter dem Westsibirischen Tiefland – 35–40, innerhalb der Russischen Plattform – 30–35) und am geringsten in den zentralen Regionen die Ozeane (5-7 km). Der überwiegende Teil Erdoberfläche- Dies sind die Ebenen der Kontinente und der Meeresboden. Die Kontinente sind von einem Schelf umgeben – einem flachen Streifen mit einer Tiefe von bis zu 200 g und einer durchschnittlichen Breite von etwa 80 km, der nach einer scharfen steilen Krümmung des Bodens in einen Kontinentalhang übergeht (der Hang variiert zwischen 15 und 15 km). -17 bis 20-30°). Die Hänge werden allmählich flacher und verwandeln sich in Tiefseeebenen (Tiefe 3,7–6,0 km). Die größten Tiefen haben die ozeanischen Gräben (9–11 km), von denen sich der überwiegende Teil am nördlichen und westlichen Rand des Pazifischen Ozeans befindet.

Der Hauptteil der Lithosphäre besteht aus magmatischen Gesteinen (95 %), wobei auf den Kontinenten Granite und Granitoide und in den Ozeanen Basalte vorherrschen.

Die Relevanz der ökologischen Untersuchung der Lithosphäre liegt darin begründet, dass die Lithosphäre die Umwelt aller Menschen ist Bodenschätze, eines der Hauptobjekte anthropogener Aktivität (Komponenten natürlichen Umgebung), durch bedeutende Veränderungen, in denen sich die globale Umweltkrise entwickelt. Im oberen Teil der Kontinentalkruste befinden sich entwickelte Böden, deren Bedeutung für den Menschen kaum zu überschätzen ist. Böden sind ein organisch-mineralisches Produkt langjähriger (Hunderter und Tausender Jahre) allgemeiner Aktivität lebender Organismen. Zu den wichtigsten zählen Wasser, Luft, Sonnenwärme und Licht natürliche Ressourcen. Abhängig von den klimatischen und geologisch-geografischen Bedingungen haben die Böden eine Mächtigkeit von 15–25 cm bis 2–3 m.

Böden entstanden zusammen mit lebender Materie und entwickelten sich unter dem Einfluss der Aktivitäten von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen, bis sie zu einem sehr wertvollen fruchtbaren Substrat für den Menschen wurden. Der Großteil der Organismen und Mikroorganismen der Lithosphäre konzentriert sich im Boden in einer Tiefe von nur wenigen Metern. Moderne Böden sind ein Dreiphasensystem (verschiedenkörnige Feststoffpartikel, Wasser und in Wasser und Poren gelöste Gase), das aus einer Mischung mineralischer Partikel (Zerstörungsprodukte) besteht Felsen), organische Substanz(Produkte der lebenswichtigen Aktivität der Biota, ihrer Mikroorganismen und Pilze). Böden spielen eine große Rolle bei der Zirkulation von Wasser, Stoffen und Kohlendioxid.

Verschiedene Mineralien werden mit verschiedenen Gesteinen der Erdkruste sowie mit ihren tektonischen Strukturen in Verbindung gebracht: Brennstoff, Metall, Bauwesen, aber auch solche, die Rohstoffe für die Chemie- und Lebensmittelindustrie sind.

Innerhalb der Grenzen der Lithosphäre kam es regelmäßig zu gewaltigen ökologischen Prozessen (Verschiebungen, Murgänge, Erdrutsche, Erosion), die für die Entstehung von großer Bedeutung sind Umweltsituationen in einer bestimmten Region des Planeten und führen manchmal zu globalen Umweltkatastrophen.

Die tiefen Schichten der Lithosphäre, die mit geophysikalischen Methoden untersucht werden, weisen ebenso wie der Erdmantel und der Erdkern eine recht komplexe und noch unzureichend erforschte Struktur auf. Es ist jedoch bereits bekannt, dass die Dichte von Gesteinen mit der Tiefe zunimmt. Wenn sie an der Oberfläche durchschnittlich 2,3 bis 2,7 g/cm3 beträgt, beträgt sie in einer Tiefe von etwa 400 km 3,5 g/cm3 und in einer Tiefe von 2900 km (Grenze des Mantels und des äußeren Kerns) – 5,6 g/cm3. Im Zentrum des Kerns, wo der Druck 3,5 Tausend t/cm2 erreicht, steigt er auf 13-17 g/cm3. Die Art des Anstiegs der Tiefentemperatur der Erde wurde ebenfalls ermittelt. In einer Tiefe von 100 km beträgt sie etwa 1300 K, in einer Tiefe von etwa 3000 km -4800 und im Zentrum des Erdkerns - 6900 K.

Der überwiegende Teil der Erdsubstanz befindet sich in festem Zustand, an der Grenze der Erdkruste zum oberen Erdmantel (Tiefe 100-150 km) liegt jedoch eine Schicht aus aufgeweichten, pastösen Gesteinen. Diese Mächtigkeit (100–150 km) wird Asthenosphäre genannt. Geophysiker glauben, dass sich andere Teile der Erde möglicherweise in einem verdünnten Zustand befinden (aufgrund von Dekompression, aktivem Radiozerfall von Gesteinen usw.), insbesondere die Zone des äußeren Kerns. Der innere Kern liegt in der metallischen Phase vor, über die Materialzusammensetzung besteht heute jedoch kein Konsens.

Referenzliste

Zur Vorbereitung dieser Arbeit wurden Materialien von der Website http://ecosoft.iatp.org.ua/ verwendet.

Lithosphäre. Erdkruste. 4,5 Milliarden Jahre Früher war die Erde eine Kugel, die nur aus Gasen bestand. Schrittweise Schwermetalle, wie Eisen und Nickel, sanken zur Mitte und wurden dichter. Leichte Gesteine ​​und Mineralien schwammen an die Oberfläche, kühlten ab und verfestigten sich.

Innere Struktur der Erde.

Es ist üblich, den Erdkörper in zu unterteilen drei Hauptteile - Lithosphäre(Erdkruste), Mantel Und Kern.

Der Kern ist der Mittelpunkt der Erde , dessen durchschnittlicher Radius etwa 3500 km beträgt (16,2 % des Erdvolumens). Es wird angenommen, dass es aus Eisen gemischt mit Silizium und Nickel besteht. Externer Teil Der Kern befindet sich im geschmolzenen Zustand (5000 °C), der innere ist scheinbar fest (Subcore). Durch die Bewegung der Materie im Kern entsteht auf der Erde ein Magnetfeld, das den Planeten vor kosmischer Strahlung schützt.

Der Kern wird ersetzt Mantel , die sich über fast 3000 km erstreckt (83 % des Erdvolumens). Es wird angenommen, dass es hart, aber gleichzeitig plastisch und heiß ist. Der Mantel besteht aus drei Schichten: Golitsyn-Schicht, Guttenberg-Schicht und Substrat. Der obere Teil des Mantels, genannt Magma , enthält eine Schicht mit reduzierter Viskosität, Dichte und Härte – die Asthenosphäre, auf der Teile der Erdoberfläche balanciert sind. Die Grenze zwischen Mantel und Kern wird Guttenberg-Schicht genannt.

Lithosphäre

Lithosphäre – die obere Hülle der „festen“ Erde, einschließlich der Erdkruste und des oberen Teils des darunter liegenden oberen Erdmantels.

Erdkruste – die obere Hülle der „festen“ Erde. Die Dicke der Erdkruste reicht von 5 km (unter den Ozeanen) bis 75 km (unter den Kontinenten). Die Erdkruste ist heterogen. Es unterscheidet 3 Schichten – Sedimentgestein, Granit, Basalt. Granit- und Basaltschichten werden so genannt, weil sie Gesteine ​​enthalten, die in ihren physikalischen Eigenschaften denen von Granit und Basalt ähneln.

Verbindung Erdkruste: Sauerstoff (49 %), Silizium (26 %), Aluminium (7 %), Eisen (5 %), Kalzium (4 %); Die häufigsten Mineralien sind Feldspat und Quarz. Man nennt die Grenze zwischen Erdkruste und Erdmantel Moho-Oberfläche .

Unterscheiden kontinental Und ozeanisch die Erdkruste. Ozeanisch anders als kontinental (Festland) Fehlen einer Granitschicht und deutlich weniger leistungsstark (von 5 auf 10 km). Dicke kontinental Die Erdkruste beträgt in den Ebenen 35–45 km, in den Bergen 70–80 km. An der Grenze von Kontinenten und Ozeanen, in den Inselgebieten, beträgt die Dicke der Erdkruste 15–30 km, die Granitschicht wird eingeklemmt.

Die Lage der Schichten in der kontinentalen Kruste gibt Aufschluss verschiedene Zeiten seiner Entstehung . Die Basaltschicht ist die älteste und jüngere als die Granitschicht und die jüngste ist die obere Sedimentschicht, die sich noch heute entwickelt. Jede Krustenschicht wurde über einen langen geologischen Zeitraum hinweg gebildet.

Lithosphärenplatten

Die Erdkruste ist in ständiger Bewegung. Die erste Hypothese darüber Kontinentalverschiebung(diese. horizontale Bewegung Erdkruste), die zu Beginn des 20. Jahrhunderts vorgeschlagen wurde A. Wegener. Auf dieser Grundlage erstellt Plattentheorie . Nach dieser Theorie ist die Lithosphäre kein Monolith, sondern besteht aus sieben großen und mehreren kleineren Platten, die auf der Asthenosphäre „schweben“. Als Grenzflächen werden Lithosphärenplatten bezeichnet seismische Gürtel - das sind die „unruhigsten“ Gebiete des Planeten.

Die Erdkruste ist in stabile und mobile Bereiche unterteilt.

Stabile Bereiche der Erdkruste - Plattformen- entstehen an der Stelle von Geosynklinalen, die ihre Mobilität verloren haben. Die Plattform besteht aus einem kristallinen Grundgebirge und einer Sedimentdecke. Je nach Alter der Gründung werden antike (Präkambrium) und junge (Paläozoikum, Mesozoikum) Plattformen unterschieden. An der Basis aller Kontinente liegen antike Plattformen.

Bewegliche, stark zergliederte Bereiche der Erdoberfläche werden Geosynklinalen genannt ( gefaltete Bereiche ). In ihrer Entwicklung gibt es zwei Etappen : Im ersten Stadium erfährt die Erdkruste ein Absinken, Sedimentgesteine ​​sammeln sich an und verwandeln sich. Dann beginnt sich die Erdkruste zu heben und das Gestein wird in Falten zerdrückt. Es gab mehrere Epochen intensiver Gebirgsbildung auf der Erde: Baikal, Kaledonisch, Herzynisch, Mesozoikum, Känozoikum. Dementsprechend werden verschiedene Faltbereiche unterschieden.

Im Archiv: drei Geographie-Lektionen zum Thema „Lithosphäre“

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Eine Lithosphärenplatte ist ein großer, stabiler Abschnitt der Erdkruste, Teil der Lithosphäre. Nach der Theorie der Plattentektonik werden Lithosphärenplatten durch Zonen seismischer, vulkanischer und tektonischer Aktivität begrenzt – Plattengrenzen.

Die Aufteilung der Erdkruste in Platten ist nicht eindeutig, und mit zunehmendem geologischen Wissen werden neue Platten identifiziert und einige Plattengrenzen werden als nicht vorhanden erkannt.

A. Wegener kam bei sorgfältiger Untersuchung auf die Idee der möglichen Bewegung von Kontinenten geografische Karte Frieden. Er war beeindruckt von der erstaunlichen Ähnlichkeit zwischen den Umrissen der Küsten Südamerikas und Afrikas.

Die Bildung und Bewegung von Platten ist mit der Vermischung der Mantelmaterie aufgrund des Temperaturunterschieds im oberen und unteren Teil verbunden

Es gibt Plattengrenzen drei Typen: divergent, konvergent und transformativ.

Es gibt drei Arten von Plattengrenzen: divergent, konvergent und transformiert.

Bildung von Bergen und Mittelkämmen

Verschiebung von Platten bei Erdbeben

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"Lager. Gürtel"

Horst - ein erhöhter, meist länglicher Abschnitt der Erdkruste, der durch tektonische Bewegungen entstanden ist.

Graben - ein Abschnitt der Erdkruste, der entlang tektonischer Verwerfungen gegenüber der Umgebung abgesenkt ist.

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„Alte Kontinente“

Alte Kontinente

Geographie der Kontinente und Ozeane

Geschichte der Entstehung des Erdreliefs

Seit der Entstehung der Erde vor 4,6 Milliarden Jahren hat sich das Erscheinungsbild ihrer Oberfläche mehrfach verändert: Kontinente und Ozeane sind entstanden verschiedene Größen und Umrisse. Modern geographische Lage Kontinente und Ozeane, die Merkmale ihres Reliefs sind das Ergebnis der langen geologischen Entwicklung der Erde.

Pangäa, vor 200 Millionen Jahren

Pangäa ist der Name Alfred Wegener Protokontinent, der während des Paläozoikums entstand.

Alter Kontinent und Ozean

Während der Entstehung von Pangäa entstanden an den Orten ihrer Kollision Gebirgssysteme älterer Kontinente, von denen einige bis heute existieren, beispielsweise der Ural oder die Appalachen. Diese frühen Berge sind viel älter als relativ junge Gebirgssysteme wie die Alpen in Europa, die Kordilleren in Nordamerika, die Anden in Südamerika oder der Himalaya in Asien. Aufgrund der viele Millionen Jahre andauernden Erosion sind der Ural und die Appalachen gewalzte Mittelgebirge.

Der riesige Ozean, der Pangäa umspülte, wird genannt

Panthalassa .

Vor etwa 200 Millionen Jahren begann sich Pangäa zu spalten und in zwei Kontinente aufzuspalten: Laurasia und Gondwana.

Weitere Spaltungen teilten Laurasia in Nordamerika und Eurasien und Gondwana - weiter südliche Kontinente: Afrika, Südamerika, Indien, Australien und Antarktis.

Aufgrund der Divergenz der Lithosphärenplatten entfernten sich die Kontinente voneinander und besetzten schließlich momentane Situation. Zwischen den Kontinenten dehnten sich die Tiefdruckgebiete des Atlantischen, Indischen und Arktischen Ozeans aus.

Wie sieht die Zukunft der Kontinente aus?

Die schwarzen Linien auf den Karten sind die Grenzen riesiger Platten, die die Kontinente langsam und stetig auseinanderreißen. Wissenschaftler können sich jetzt die Geographie der Zukunft vorstellen: Die neueste Karte zeigt den Planeten von morgen. Sehen - Atlantischer Ozean wurde noch größer und Afrika spaltete sich.

Vermutlich werden unsere Kontinente erneut kollidieren und einen neuen Superkontinent bilden, der bereits einen Namen hat – Pangaea Ultima. Der Begriff Pangaea Ultima und die eigentliche Theorie über das Aussehen des Kontinents wurden vom amerikanischen Geologen Christopher Scotese erfunden, der mithilfe verschiedener Methoden zur Berechnung der Bewegung lithosphärischer Platten feststellte, dass es irgendwo in 200 Millionen Jahren zu einer Verschmelzung kommen könnte.

Das letzte Pangäa, wie dieser Kontinent in Russland manchmal genannt wird, wird fast vollständig mit Wüsten bedeckt sein, und im Nordwesten und Südosten wird es riesige Gebirgszüge geben.

Interne Struktur Erde umfasst drei Schalen: Erdkruste, Erdmantel und Erdkern. Die Hüllenstruktur der Erde wurde durch Fernerkundungsmethoden ermittelt, die auf der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen basieren, die aus zwei Komponenten bestehen – Longitudinal- und Transversalwellen. Longitudinalwellen (P). verbunden mit Zug- (oder Druck-)Spannungen, die in der Richtung ihrer Ausbreitung ausgerichtet sind. Transversale (S) Wellen verursachen Schwingungen des Mediums, die senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung ausgerichtet sind. Diese Wellen breiten sich in einem flüssigen Medium nicht aus. Die Hauptwerte der physikalischen Parameter der Erde sind in Abb. 5.1.

Erdkruste- eine steinige Hülle, die aus einer festen Substanz mit einem Überschuss an Kieselsäure, Alkali, Wasser und einer unzureichenden Menge an Magnesium und Eisen besteht. Es trennt sich vom oberen Erdmantel Mohorovicic-Grenze(Moho-Schicht), bei der es zu einem Geschwindigkeitssprung der longitudinalen seismischen Wellen auf etwa 8 km/s kommt. Es wird angenommen, dass diese Grenze, die 1909 vom jugoslawischen Wissenschaftler A. Mohorovicic festgelegt wurde, mit der äußeren Peridotitschale des oberen Mantels zusammenfällt. Die Dicke der Erdkruste (1 % der Gesamtmasse der Erde) beträgt durchschnittlich 35 km: Unter jungen Faltengebirgen auf Kontinenten nimmt sie auf 80 km zu und unter mittelozeanischen Rücken nimmt sie auf 6 - 7 km ab (von der Erdkruste aus gerechnet). Oberfläche des Meeresbodens).

Mantel ist die volumen- und gewichtsmäßig größte Hülle der Erde und erstreckt sich von der Basis der Erdkruste bis Gutenberg-Grenzen, Dies entspricht einer Tiefe von etwa 2900 km und wird als untere Grenze des Erdmantels angesehen. Der Mantel ist unterteilt in untere(50 % der Erdmasse) und Spitze(18 %). Nach modernen Konzepten ist die Zusammensetzung des Mantels aufgrund der intensiven konvektiven Vermischung durch Strömungen innerhalb des Mantels recht homogen. Direkte Daten über Material Zusammensetzung Es gibt fast keine Robe. Es wird angenommen, dass es sich um eine geschmolzene, mit Gasen gesättigte Silikatmasse handelt. Die Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Longitudinal- und Transversalwellen im unteren Erdmantel steigen auf 13 bzw. 7 km/s. Als oberer Erdmantel wird eine Tiefe von 50–80 km (unter den Ozeanen) bzw. 200–300 km (unter den Kontinenten) bis 660–670 km bezeichnet Asthenosphäre. Dabei handelt es sich um eine Schicht erhöhter Plastizität einer Substanz nahe dem Schmelzpunkt.

Kern ist ein Sphäroid mit einem durchschnittlichen Radius von etwa 3500 km. Auch über die Zusammensetzung des Kerns liegen keine direkten Informationen vor. Es ist bekannt, dass es sich um die dichteste Hülle der Erde handelt. Der Kern ist ebenfalls in zwei Sphären unterteilt: extern, bis zu einer Tiefe von 5150 km, in flüssigem Zustand, und intern - solide. Im äußeren Kern sinkt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Longitudinalwellen auf 8 km/s und Transversalwellen breiten sich überhaupt nicht aus, was als Beweis für den flüssigen Zustand gewertet wird. Unterhalb von 5150 km nimmt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Longitudinalwellen zu und Transversalwellen passieren erneut. Der innere Kern macht 2 % der Erdmasse aus, der äußere Kern 29 %.

Es bildet sich die äußere „feste“ Hülle der Erde, einschließlich der Erdkruste und des oberen Teils des Mantels Lithosphäre(Abb. 5.2). Seine Mächtigkeit beträgt 50-200 km.

Reis. 5.1. Veränderungen der physikalischen Parameter im Erdinneren (nach S.V. Aplonov, 2001)

Reis. 5.2. Die innere Struktur der Erde und die Geschwindigkeit der Längsausbreitung (R) und quer (S) seismische Wellen (nach S. V. Aplonov, 2001)

Als Lithosphäre und die darunter liegenden beweglichen Schichten der Asthenosphäre werden bezeichnet, in denen in der Regel intraterrestrische Bewegungen tektonischer Natur entstehen und realisiert werden und in denen sich häufig Erdbebenquellen und geschmolzenes Magma befinden Tektonosphäre.

Zusammensetzung der Erdkruste. Chemische Elemente in der Erdkruste bilden natürliche Verbindungen - Mineralien, meist feste Substanzen, die bestimmte Eigenschaften haben physikalische Eigenschaften. Die Erdkruste enthält mehr als 3.000 Mineralien, darunter etwa 50 gesteinsbildende Mineralien.

Es bilden sich regelmäßige natürliche Kombinationen von Mineralien Felsen. Die Erdkruste besteht aus Gesteinen unterschiedlicher Zusammensetzung und Herkunft. Aufgrund ihrer Herkunft werden Gesteine ​​in magmatische, sedimentäre und metamorphe Gesteine ​​unterteilt.

Magmatische Gesteine entstehen durch die Erstarrung von Magma. Wenn dies in der Dicke der Erdkruste geschieht, dann aufdringlich kristallisierte Gesteine, und wenn Magma an die Oberfläche ausbricht, entstehen sie überschwänglich Ausbildung. Anhand des Kieselsäuregehalts (SiO2) werden folgende Gruppen magmatischer Gesteine ​​unterschieden: sauer(> 65 % - Granite, Liparite usw.), Durchschnitt(65-53% - Syenite, Andesite usw.), Basic(52-45% - Gabbro, Basalte usw.) und ultrabasisch(<45% - перидотиты, дуниты и др.).

Sedimentgestein entstehen auf der Erdoberfläche durch die Ablagerung von Material auf unterschiedliche Weise. Einige von ihnen sind durch die Zerstörung von Gesteinen entstanden. Das klastisch, oder Plastik, Steine. Die Größe der Fragmente variiert von Felsbrocken und Kieselsteinen bis hin zu staubigen Partikeln, was es ermöglicht, zwischen ihnen Gesteine ​​​​mit unterschiedlicher granulometrischer Zusammensetzung zu unterscheiden – Felsbrocken, Kieselsteine, Konglomerate, Sande, Sandsteine ​​​​usw. Organogene Gesteine entstehen unter Beteiligung von Organismen (Kalksteine, Kohlen, Kreide etc.). Sie nehmen einen bedeutenden Platz ein chemogen Gesteine, die mit der Ausfällung einer Substanz aus einer Lösung unter bestimmten Bedingungen verbunden sind.

Metaphorische Felsen entstehen durch Veränderungen in magmatischen und Sedimentgesteinen unter dem Einfluss hoher Temperaturen und Drücke im Erdinneren. Dazu gehören Gneise, kristalline Schiefer, Marmor usw.

Etwa 90 % des Volumens der Erdkruste bestehen aus kristallinen Gesteinen magmatischen und metamorphen Ursprungs. Für die geografische Hülle spielt eine relativ dünne und diskontinuierliche Schicht aus Sedimentgesteinen (Stratisphäre), die in direktem Kontakt mit verschiedenen Komponenten der geografischen Hülle steht, eine wichtige Rolle. Die durchschnittliche Mächtigkeit von Sedimentgesteinen beträgt etwa 2,2 km, die tatsächliche Mächtigkeit reicht von 10–14 km in Trögen bis zu 0,5–1 km auf dem Meeresboden. Nach den Untersuchungen von A. B. Ronov sind Ton und Schiefer (50 %), Sande und Sandsteine ​​(23,6 %) sowie Karbonatformationen (23,5 %) die häufigsten Sedimentgesteine. Eine wichtige Rolle bei der Zusammensetzung der Erdoberfläche spielen Löss und lössähnliche Lehme nicht-eiszeitlicher Gebiete, unsortierte Moränenschichten eiszeitlicher Gebiete und intrazonale Ansammlungen von Kieselsandformationen wasserbedingten Ursprungs.

Die Struktur der Erdkruste. Anhand der Struktur und Dicke (Abb. 5.3) werden zwei Haupttypen der Erdkruste unterschieden – kontinental (kontinental) und ozeanisch. Die Unterschiede in ihrer chemischen Zusammensetzung sind aus der Tabelle ersichtlich. 5.1.

Kontinentale Kruste besteht aus Sediment-, Granit- und Basaltschichten. Letzteres wird bedingt hervorgehoben, da die Geschwindigkeit seismischer Wellen gleich der Geschwindigkeit in Basalten ist. Die Granitschicht besteht aus mit Silizium und Aluminium angereicherten Gesteinen (SIAL), die Gesteine ​​der Basaltschicht sind mit Silizium und Magnesium angereichert (SIAM). Der Kontakt zwischen einer Granitschicht mit einer durchschnittlichen Gesteinsdichte von etwa 2,7 g/cm3 und einer Basaltschicht mit einer durchschnittlichen Dichte von etwa 3 g/cm3 wird als Conrad-Grenze bezeichnet (benannt nach dem deutschen Entdecker W. Conrad, der sie entdeckte). im Jahr 1923).

Ozeanische Kruste Zwei Schichten. Sein Großteil besteht aus Basalten, auf denen eine dünne Sedimentschicht liegt. Die Mächtigkeit der Basalte beträgt mehr als 10 km, in den oberen Teilen sind Zwischenschichten aus Sedimentgesteinen des späten Mesozoikums zuverlässig nachgewiesen. Die Dicke der Sedimentbedeckung beträgt in der Regel nicht mehr als 1–1,5 km.

Reis. 5.3. Struktur der Erdkruste: 1 - Basaltschicht; 2 - Granitschicht; 3 - Stratisphäre und Verwitterungskruste; 4 - Basalte des Meeresbodens; 5 - Gebiete mit geringer Biomasse; 6 - Gebiete mit hoher Biomasse; 7 - Meeresgewässer; 8 - Meeres-Eis; 9 - tiefe Verwerfungen der Kontinentalhänge

Die Basaltschicht auf Kontinenten und dem Meeresboden unterscheidet sich grundlegend. Auf den Kontinenten handelt es sich um Kontaktformationen zwischen dem Mantel und den ältesten Erdgesteinen, wie der Primärkruste des Planeten, die vor oder zu Beginn seiner eigenständigen Entwicklung entstanden (möglicherweise ein Beweis für das „Mond“-Stadium der Erdentwicklung). . In den Ozeanen handelt es sich um echte Basaltformationen, hauptsächlich aus dem Mesozoikum, die durch Unterwasserergüsse während der Bewegung lithosphärischer Platten entstanden sind. Das Alter des ersteren sollte mehrere Milliarden Jahre betragen, das des letzteren nicht mehr als 200 Millionen Jahre.

Tabelle 5.1. Chemische Zusammensetzung der kontinentalen und ozeanischen Kruste (nach S.V. Aplonov, 2001)

	Inhalt, %
Oxide	Kontinentale Kruste	Ozeanische Kruste
SiO2	60,2	48,6
TiO2	0,7	1.4
Al2O3	15,2	16,5
Fe2O3	2,5	2,3
FeO	3,8	6,2
MnO	0,1	0,2
MgO	3,1	6,8
CaO	5,5	12,3
Na2O	3,0	2,6
K2O	2,8	0,4

An einigen Stellen wird es beobachtet Übergangstyp die Erdkruste, die durch erhebliche räumliche Heterogenität gekennzeichnet ist. Es ist in den Randmeeren Ostasiens (vom Beringmeer bis Südchina), im Sunda-Archipel und einigen anderen Gebieten der Welt bekannt.

Das Vorhandensein verschiedener Arten der Erdkruste ist auf Unterschiede in der Entwicklung einzelner Teile des Planeten und deren Alter zurückzuführen. Dieses Problem ist im Hinblick auf die Rekonstruktion der geografischen Hülle äußerst interessant und wichtig. Bisher ging man davon aus, dass die ozeanische Kruste primär und die kontinentale Kruste sekundär ist, obwohl sie viele Milliarden Jahre älter ist. Nach modernen Vorstellungen entstand die ozeanische Kruste durch das Eindringen von Magma entlang von Verwerfungen zwischen Kontinenten.

Die Träume der Wissenschaftler von der praktischen Überprüfung von Ideen zur Struktur der Lithosphäre auf der Grundlage entfernter geophysikalischer Daten wurden in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wahr, als tiefe und ultratiefe Bohrungen an Land und am Grund des Weltozeans durchgeführt wurden wurde möglich. Zu den bekanntesten Projekten gehört die supertiefe Kola-Bohrung, die bis zu einer Tiefe von 12.066 m (die Bohrungen wurden 1986 eingestellt) innerhalb des Baltischen Schildes gebohrt wurde, um die Grenze zwischen den Granit- und Basaltschichten der Erdkruste zu erreichen, und wenn möglich , seine Basis - der Moho-Horizont. Die Kola-Superdeep widerlegte viele etablierte Vorstellungen über die Struktur des Erdinneren. Die durch geophysikalische Sondierungen angenommene Lage des Conrad-Horizonts in diesem Gebiet in einer Tiefe von etwa 4,5 km konnte nicht bestätigt werden. Die Geschwindigkeit der Longitudinalwellen änderte sich (nicht erhöht, sondern verringert) auf der Höhe von 6842 m, wo die vulkanisch-sedimentären Gesteine ​​des frühen Proterozoikums durch Amphibolit-Gneis-Gesteine ​​des späten Archäikums ersetzt wurden. Es stellte sich heraus, dass der „Schuldige“ der Veränderung nicht die Zusammensetzung der Gesteine ​​war, sondern ihr besonderer Zustand – die wasserstoffhaltige Zersetzung, die erstmals in einem natürlichen Zustand in der Erddicke entdeckt wurde. Damit wurde eine andere Erklärung für die Geschwindigkeits- und Richtungsänderung geophysikalischer Wellen möglich.

Strukturelemente der Erdkruste. Die Erdkruste entstand über einen Zeitraum von mindestens 4 Milliarden Jahren und wurde dabei immer komplexer. unter dem Einfluss endogener (hauptsächlich unter dem Einfluss tektonischer Bewegungen) und exogener (Verwitterung etc.) Prozesse. Mit unterschiedlicher Intensität und zu unterschiedlichen Zeiten prägten tektonische Bewegungen die Strukturen der Erdkruste, die sich bilden Erleichterung Planeten.

Große Landformen werden genannt Morphostrukturen(z. B. Gebirgszüge, Hochebenen). Es bilden sich relativ kleine Reliefformen Morphoskulpturen(zum Beispiel Karst).

Die wichtigsten Planetenstrukturen der Erde - Kontinente Und Ozeane. IN innerhalb der Kontinente gibt es große Strukturen zweiter Ordnung - Faltengürtel Und Plattformen, die im modernen Relief deutlich zum Ausdruck kommen.

Plattformen - Dabei handelt es sich um tektonisch stabile Abschnitte der Erdkruste, meist mit zweistufiger Struktur: Der untere, aus alten Gesteinen gebildete, wird genannt Stiftung, Obermaterial, überwiegend aus Sedimentgesteinen späteren Alters zusammengesetzt - Sedimentbedeckung. Das Alter der Plattformen wird zum Zeitpunkt der Gründung des Fundaments geschätzt. Als Bereiche von Plattformen werden Bereiche bezeichnet, in denen das Fundament unter der Sedimentdecke versunken ist Platten(zum Beispiel russischer Ofen). Als Orte werden Stellen bezeichnet, an denen Plattformfundamentfelsen an der Tagesoberfläche auftauchen Schilde(zum Beispiel der Baltische Schild).

Am Grund der Ozeane gibt es tektonisch stabile Gebiete – Thalassokratonen und mobile tektonisch aktive Bänder - Geolifte. Letztere entsprechen räumlich mittelozeanischen Rücken mit abwechselnden Hebungen (in Form von Seebergen) und Senkungen (in Form von Tiefseesenken und Gräben). Zusammen mit vulkanischen Erscheinungen und lokalen Hebungen des Meeresbodens bilden ozeanische Geosynklinale spezifische Strukturen von Inselbögen und Archipelen, die an den nördlichen und westlichen Rändern des Pazifischen Ozeans zum Ausdruck kommen.

Kontaktzonen zwischen Kontinenten und Ozeanen werden in zwei Typen unterteilt: aktiv Und passiv. Erstere sind Zentren starker Erdbeben, aktiven Vulkanismus und eines erheblichen Ausmaßes tektonischer Bewegungen. Morphologisch werden sie durch die Konjugation von Randmeeren, Inselbögen und tiefen Meeresgräben ausgedrückt. Am typischsten sind die gesamten Ränder des Pazifischen Ozeans („Pazifischer Feuerring“) und der nördliche Teil des Indischen Ozeans. Letztere sind ein Beispiel für den allmählichen Wandel der Kontinente über Schelfe und Kontinentalhänge bis zum Meeresboden. Dies sind die Ränder des größten Teils des Atlantischen Ozeans sowie des Arktischen und Indischen Ozeans. Wir können auch über komplexere Kontakte sprechen, insbesondere in den Bereichen der Entwicklung von Übergangstypen der Erdkruste.

Dynamik der Lithosphäre. Ideen über den Entstehungsmechanismus irdischer Strukturen werden von Wissenschaftlern verschiedener Richtungen entwickelt, die sich in zwei Gruppen zusammenfassen lassen. Vertreter Fixismus basierend auf der Aussage über die feste Lage der Kontinente auf der Erdoberfläche und das Vorherrschen vertikaler Bewegungen bei tektonischen Verformungen der Schichten der Erdkruste. Unterstützer Mobilismus Die Hauptrolle kommt den horizontalen Bewegungen zu. Die Grundgedanken des Mobilismus wurden von A. Wegener (1880-1930) formuliert als Kontinentaldrift-Hypothese. Neue Daten aus der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts ermöglichten es, diese Richtung zu einer modernen Theorie weiterzuentwickeln Neomobilismus, Erklärung der Dynamik von Prozessen in der Erdkruste durch die Drift großer Lithosphärenplatten.

Nach der Theorie des Neomobilismus besteht die Lithosphäre aus Platten (ihre Zahl liegt nach verschiedenen Schätzungen zwischen 6 und mehreren Dutzend), die sich horizontal mit einer Geschwindigkeit von mehreren Millimetern bis mehreren Zentimetern pro Jahr bewegen. Lithosphärenplatten werden durch thermische Konvektion im oberen Erdmantel in Bewegung versetzt. Neuere Forschungen, insbesondere Tiefbohrungen, zeigen jedoch, dass die Asthenosphärenschicht nicht kontinuierlich ist. Wenn wir die Diskretion der Asthenosphäre anerkennen, sollten wir die bestehenden Vorstellungen über Konvektionszellen und die Struktur der Bewegung von Blöcken der Erdkruste, die den klassischen Modellen der Geodynamik zugrunde liegen, ablehnen. P. N. Kropotkin ist beispielsweise der Ansicht, dass es richtiger ist, von erzwungener Konvektion zu sprechen, die mit der Bewegung von Materie im Erdmantel unter dem Einfluss einer abwechselnden Vergrößerung und Verringerung des Erdradius verbunden ist. Seiner Meinung nach war die intensive Gebirgsbildung in den letzten zehn Millionen Jahren auf die fortschreitende Kompression der Erde zurückzuführen, die etwa 0,5 mm pro Jahr oder 0,5 km pro Million Jahre betrug, möglicherweise mit der allgemeinen Tendenz der Erde dazu expandieren.

Nach der modernen Struktur der Erdkruste liegen in den zentralen Teilen der Ozeane die Grenzen lithosphärischer Platten mittelozeanische Rücken mit Rift-(Störungs-)Zonen entlang ihrer Achsen. Entlang der Peripherie der Ozeane, in den Übergangszonen zwischen den Kontinenten und dem Boden des Ozeanbeckens, geosynklinale mobile Gürtel mit gefalteten vulkanischen Inselbögen und Tiefseegräben an ihren Außenrändern. Für die Wechselwirkung lithosphärischer Platten gibt es drei Möglichkeiten: Diskrepanz, oder sich ausbreiten; Kollision, begleitet, je nach Art der sich berührenden Platten, von Subduktion, Eduktion oder Kollision; horizontal Unterhose eine Platte relativ zu einer anderen.

Bezüglich des Problems der Entstehung von Ozeanen und Kontinenten ist anzumerken, dass es derzeit am häufigsten durch die Erkenntnis der Fragmentierung der Erdkruste in eine Reihe von Platten gelöst wird, deren Bewegung zur Bildung riesiger, von Ozeanen besetzter Depressionen führte Gewässer. Ein Diagramm der geologischen Struktur des Meeresbodens ist in Abb. dargestellt. 5.4. Das Diagramm der Magnetfeldinversionen von Meeresbodenbasalten zeigt erstaunliche Muster der symmetrischen Anordnung ähnlicher Formationen auf beiden Seiten der Ausbreitungszone und ihrer allmählichen Alterung in Richtung der Kontinente (Abb. 5.5). Nicht nur der Fairness halber weisen wir auf die bestehende Meinung über das ausreichende Alter der Ozeane hin – Tiefseeozeansedimente sowie Relikte der basaltischen Ozeankruste in Form von Ophiolithen sind in der geologischen Geschichte weit verbreitet die Erde in den letzten 2,5 Milliarden Jahren. Blöcke der alten ozeanischen Kruste und Lithosphäre, eingeprägt in die tief untergetauchten Fundamente von Sedimentbecken – eigenartige Ausfälle der Erdkruste, weisen laut S.V. Aplonov auf das nicht realisierte Potenzial des Planeten hin – „gescheiterte Ozeane“.

Reis. 5.4. Schema der geologischen Struktur des Bodens des Pazifischen Ozeans und seines Kontinentalrahmens (nach A. A. Markushev, 1999): / - kontinentaler Vulkanismus (A- einzelne Vulkane, B - Fallenfelder); II - Vulkane von Inselausbrüchen und Kontinentalrändern (a - unter Wasser, B- Boden); III- Vulkane von Unterwasserkämmen (a) und ozeanischen Inseln (b); IV - Vulkane der Randmeere (A - unterwasser, B - Boden); V- Ausbreitungsstrukturen der Entwicklung des modernen tholeiitisch-basaltischen U-Boot-Vulkanismus; VI- Tiefseegräben; VII- Lithosphärenplatten (Zahlen im Kreis): 1 - Birmanisch; 2 - Asiatisch; 3 - Nordamerikanisch; 4 - Südamerikanisch; 5 - Antarktis; 6 - Australier; 7- Solomonova; 8- Bismarck; 9 - Philippinisch; 10 - Mariana; 11 - Juan de Fuca; 12 - Karibik; 13 - Kokosnuss; 14 - Nazca; 15 - Skosh; 16 - Pazifik; VIII - große Vulkane und Fallenfelder: 1 - Bäcker; 2 - Lassen Peak; 3-5- Fallen {3 - Kolumbien, 4 - Patagonien, 5 - Mongolei); 6 - Tres Virgines; 7 – Paricutin; 8 - Popocatepetl; 9 - Mont Pele; 10 - Cotopaxi; 11 - Tarawera; 12 - Kermadec; 13 - Maunaloa (Hawaiianischer Archipel); 14- Krakatau; 75- Taal; 16- Fuji; 17 - Theologe; 18 - Katmai. Das Alter der Basalte wird anhand von Bohrdaten angegeben

Reis. 5.5. Alter (Millionen Jahre) des Atlantischen Ozeanbodens, bestimmt auf der magnetostratigraphischen Skala (nach E. Zeibol und W. Berger, 1984)

Entstehung des modernen Erscheinungsbildes der Erde. IN Im Laufe der Erdgeschichte haben sich die Lage und Konfiguration der Kontinente und Ozeane ständig verändert. Geologischen Daten zufolge schlossen sich die Kontinente der Erde viermal zusammen. Die Rekonstruktion der Stadien ihrer Entstehung in den letzten 570 Millionen Jahren (im Phanerozoikum) weist auf die Existenz des letzten Superkontinents hin – Pangäa mit einer ziemlich dicken, bis zu 30-35 km langen kontinentalen Kruste, die vor 250 Millionen Jahren entstand und in die sich zerfiel Gondwana, den südlichen Teil der Welt besetzen, und Laurasia, die nördlichen Kontinente vereinen. Der Zusammenbruch von Pangäa führte zur Öffnung des Wasserraums, zunächst in Form Paläo-Pazifik Ozean und Ozean Tethys, und später (vor 65 Millionen Jahren) - moderne Ozeane. Jetzt beobachten wir, wie sich die Kontinente auseinander bewegen. Es ist schwer vorstellbar, wie die Verschiebung moderner Kontinente und Ozeane in Zukunft aussehen wird. Laut S. V. Aplonov ist es möglich, dass sie sich zu einem fünften Superkontinent vereinen, dessen Zentrum Eurasien sein wird. V. P. Trubitsyn glaubt, dass sich die Kontinente in einer Milliarde Jahren wieder am Südpol versammeln können.