Erdkruste. Struktur der Lithosphäre

Die Erdkruste ist für unser Leben, für die Erforschung unseres Planeten von großer Bedeutung.

Dieses Konzept steht in engem Zusammenhang mit anderen, die Prozesse charakterisieren, die innerhalb und auf der Erdoberfläche ablaufen.

Was ist die Erdkruste und wo befindet sie sich?

Die Erde hat eine ganzheitliche und kontinuierliche Hülle, die Folgendes umfasst: die Erdkruste, die Troposphäre und Stratosphäre, die den unteren Teil der Atmosphäre darstellen, die Hydrosphäre, die Biosphäre und die Anthroposphäre.

Sie interagieren eng, durchdringen sich gegenseitig und tauschen ständig Energie und Materie aus. Die Erdkruste wird üblicherweise als äußerer Teil der Lithosphäre bezeichnet – der festen Hülle des Planeten. Am meisten seine Außenseite ist von der Hydrosphäre bedeckt. Der verbleibende, kleinere Teil wird von der Atmosphäre beeinflusst.

Unter der Erdkruste befindet sich ein dichterer und feuerfester Mantel. Sie sind durch eine konventionelle Grenze getrennt, die nach dem kroatischen Wissenschaftler Mohorovic benannt ist. Seine Besonderheit ist ein starker Anstieg der Geschwindigkeit seismischer Schwingungen.

Um sich ein Bild von der Erdkruste zu machen, gibt es verschiedene wissenschaftliche Methoden. Konkrete Informationen zu gewinnen ist jedoch nur durch Bohrungen in großen Tiefen möglich.

Eines der Ziele dieser Forschung bestand darin, die Art der Grenze zwischen der oberen und unteren Kontinentalkruste festzustellen. Diskutiert wurden die Möglichkeiten des Eindringens in den oberen Erdmantel mittels selbsterhitzender Kapseln aus Refraktärmetallen.

Struktur der Erdkruste

Unter den Kontinenten liegen Sediment-, Granit- und Basaltschichten mit einer Gesamtdicke von bis zu 80 km. Gesteine, sogenannte Sedimentgesteine, entstehen durch die Ablagerung von Stoffen an Land und im Wasser. Sie befinden sich hauptsächlich in Schichten.

Ton
Schiefer
Sandsteine
Karbonatgestein
Gesteine vulkanischen Ursprungs
Kohle und andere Rassen.

Die Sedimentschicht hilft, tiefer darüber zu erfahren natürliche Bedingungen auf der Erde, die seit undenklichen Zeiten auf dem Planeten waren. Diese Schicht kann unterschiedlich dick sein. An manchen Stellen kann es sein, dass es überhaupt nicht existiert, an anderen, hauptsächlich großen Senken, kann es 20-25 km lang sein.

Temperatur der Erdkruste

Eine wichtige Energiequelle für die Erdbewohner ist die Wärme ihrer Erdkruste. Die Temperatur steigt, je tiefer man hineingeht. Die oberflächennächste 30-Meter-Schicht, die sogenannte heliometrische Schicht, ist mit der Sonnenwärme verbunden und schwankt je nach Jahreszeit.

In der nächsten, dünneren Schicht, die bei kontinentalem Klima zunimmt, ist die Temperatur konstant und entspricht den Indikatoren eines bestimmten Messortes. In der geothermischen Schicht der Kruste hängt die Temperatur mit der inneren Wärme des Planeten zusammen und steigt, je tiefer man in die Erdkruste vordringt. Sie ist an verschiedenen Orten unterschiedlich und hängt von der Zusammensetzung der Elemente, der Tiefe und den Bedingungen ihres Standorts ab.

Es wird angenommen, dass die Temperatur im Durchschnitt alle 100 Meter um drei Grad ansteigt, wenn man tiefer geht. Im Gegensatz zum kontinentalen Teil steigen die Temperaturen unter den Ozeanen schneller an. Nach der Lithosphäre befindet sich eine Hochtemperaturhülle aus Kunststoff, deren Temperatur 1200 Grad beträgt. Man nennt sie Asthenosphäre. Es gibt Orte mit geschmolzenem Magma.

Durch das Eindringen in die Erdkruste kann die Asthenosphäre geschmolzenes Magma ausströmen lassen, was zu vulkanischen Phänomenen führt.

Eigenschaften der Erdkruste

Die Masse der Erdkruste beträgt weniger als ein halbes Prozent der Gesamtmasse des Planeten. Es ist die äußere Hülle der Steinschicht, in der die Bewegung der Materie stattfindet. Diese Schicht hat eine Dichte, die halb so groß ist wie die der Erde. Seine Mächtigkeit variiert zwischen 50 und 200 km.

Einzigartigkeit Erdkruste ist, dass es kontinentaler und ozeanischer Art sein kann. Die kontinentale Kruste besteht aus drei Schichten, deren Oberseite aus Sedimentgesteinen besteht. Die ozeanische Kruste ist relativ jung und ihre Dicke variiert geringfügig. Es wird durch Mantelsubstanzen aus ozeanischen Rücken gebildet.

Foto der Eigenschaften der Erdkruste

Die Dicke der Krustenschicht unter den Ozeanen beträgt 5–10 km. Seine Besonderheit ist die konstante Horizontale und oszillierende Bewegungen. Der größte Teil der Kruste besteht aus Basalt.

Der äußere Teil der Erdkruste ist die feste Hülle des Planeten. Seine Struktur zeichnet sich durch bewegliche Bereiche und relativ stabile Plattformen aus. Lithosphärenplatten bewegen sich relativ zueinander. Die Bewegung dieser Platten kann Erdbeben und andere Katastrophen verursachen. Die Muster solcher Bewegungen werden von der Tektonik untersucht.

Funktionen der Erdkruste

Die Hauptfunktionen der Erdkruste sind:

Ressource;
geophysikalisch;
geochemisch.

Der erste von ihnen zeigt die Anwesenheit an Ressourcenpotenzial Erde. Es handelt sich in erster Linie um eine Sammlung von Mineralreserven in der Lithosphäre. Darüber hinaus umfasst die Ressourcenfunktion eine Reihe von Umweltfaktoren, die das Leben von Menschen und anderen biologischen Objekten gewährleisten. Eine davon ist die Tendenz zur Bildung eines Defizits an harter Oberfläche.

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Wärme-, Lärm- und Strahlungseinflüsse realisieren die geophysikalische Funktion. Es stellt sich beispielsweise das Problem der natürlichen Hintergrundstrahlung, die Erdoberfläche größtenteils sicher. In Ländern wie Brasilien und Indien kann er jedoch um das Hundertfache höher sein als zulässig. Es wird angenommen, dass Radon und seine Zerfallsprodukte sowie bestimmte Arten menschlicher Aktivitäten seine Quelle sind.

Die geochemische Funktion ist mit Problemen der chemischen Verschmutzung verbunden, die für Menschen und andere Vertreter der Tierwelt schädlich sind. Sie gelangen in die Lithosphäre verschiedene Substanzen, mit toxischen, krebserzeugenden und mutagenen Eigenschaften.

Sie sind sicher, wenn sie sich im Inneren des Planeten befinden. Aus ihnen werden Zink, Blei, Quecksilber, Cadmium und andere gewonnen Schwermetalle kann eine große Gefahr darstellen. In verarbeiteter fester, flüssiger und gasförmiger Form gelangen sie in die Umwelt.

Woraus besteht die Erdkruste?

Im Vergleich zu Mantel und Kern ist die Erdkruste eine fragile, harte und dünne Schicht. Es besteht aus einer relativ leichten Substanz, die etwa 90 natürliche Elemente enthält. Sie kommen an verschiedenen Orten in der Lithosphäre und in unterschiedlicher Konzentration vor.

Die wichtigsten sind: Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Kalium, Kalzium, Natriummagnesium. 98 Prozent der Erdkruste bestehen aus ihnen. Etwa die Hälfte davon ist Sauerstoff und über ein Viertel ist Silizium. Durch ihre Kombination entstehen Mineralien wie Diamant, Gips, Quarz usw. Mehrere Mineralien können ein Gestein bilden.

Ultratiefer Brunnen bei Kola-Halbinsel ermöglichte es, Mineralproben aus einer Tiefe von 12 Kilometern kennenzulernen, wo Gesteine in der Nähe von Graniten und Schiefern entdeckt wurden.
Die größte Krustendicke (ca. 70 km) wurde unter Gebirgssystemen entdeckt. Unter flachen Gebieten beträgt sie 30–40 km und unter den Ozeanen sind es nur 5–10 km.
Ein Großteil der Kruste bildet eine uralte Oberschicht mit geringer Dichte, die hauptsächlich aus Granit und Schiefer besteht.
Die Struktur der Erdkruste ähnelt der Kruste vieler Planeten, einschließlich des Mondes und seiner Satelliten.

Die Lithosphäre ist die feste Hülle des Planeten Erde. Es bedeckt es vollständig und schützt die Oberfläche vor höchste Temperaturen Kern des Planeten. Lassen Sie uns untersuchen, welche Struktur die Lithosphäre hat und wie sie sich von anderen Planeten unterscheidet.

allgemeine Charakteristiken

Die Lithosphäre wird oben von der Hydrosphäre und Atmosphäre und unten von der Asthenosphäre begrenzt. Die Dicke dieser Schale variiert erheblich und liegt zwischen 10 und 200 km. in verschiedenen Teilen des Planeten. Auf Kontinenten ist die Lithosphäre dicker als in den Ozeanen. Die Lithosphäre ist kein einziges Ganzes – sie besteht aus einzelnen Platten, die auf der Asthenosphäre liegen und sich allmählich entlang dieser bewegen. Es gibt sieben Hauptfächer Lithosphärenplatten und mehrere kleine. Die Grenzen zwischen ihnen sind Zonen seismischer Aktivität. Auf dem Territorium Russlands sind zwei solcher Platten miteinander verbunden – die eurasische und die nordamerikanische. Die Struktur der Lithosphäre der Erde wird durch drei Schichten dargestellt:

Erdkruste;
Grenzschicht;
oberer Mantel.

Schauen wir uns jede Ebene genauer an.

Reis. 1. Schichten der Lithosphäre

Erdkruste

Dies ist die oberste und dünnste Schicht der Lithosphäre. Seine Masse beträgt nur 1 % der Masse der Erde. Die Dicke der Erdkruste variiert zwischen 30 und 80 km. In flachen Gebieten ist eine geringere Mächtigkeit zu beobachten, in Berggebieten ist eine größere Mächtigkeit zu beobachten. Es gibt zwei Arten der Erdkruste – kontinentale und ozeanische.

Nur auf der Erde ist die Kruste in zwei Typen unterteilt; auf anderen Planeten ist die Kruste vom gleichen Typ.

Die kontinentale Kruste besteht aus drei Schichten:

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sedimentär– gebildet aus Sediment- und Vulkangesteinen;
Granit– durch Metamorphose gebildet Felsen(Quarz, Feldspat);
Basaltisch– dargestellt durch magmatisches Gestein.

Die ozeanische Kruste enthält nur Sediment- und Basaltschichten.

Reis. 2. Schichten ozeanischer und kontinentaler Kruste

Die Erdkruste enthält alle bekannten Mineralien, Metalle und Chemikalien in unterschiedlichen Mengen. Die häufigsten Elemente:

Sauerstoff;
Eisen;
Silizium;
Magnesium;
Natrium;
Kalzium;
Kalium.

Die vollständige Erneuerung der Erdkruste erfolgt innerhalb von 100 Millionen Jahren.

Grenzschicht

Sie wird Mohorovicic-Oberfläche genannt. In dieser Zone kommt es zu einem starken Anstieg der Geschwindigkeit seismischer Wellen. Auch hier verändert sich die Dichte der Lithosphärensubstanz, sie wird elastischer. Die Oberfläche von Mohorovicic liegt in einer Tiefe von 5 bis 70 km und wiederholt vollständig die Topographie der Erdkruste.

Reis. 3. Schema der Mohorovicic-Oberfläche

Mantel

Nur die obere Schicht des Erdmantels gehört zur Lithosphäre. Es hat eine Mächtigkeit von 70 bis 300 km. Welche Phänomene treten in dieser Schicht auf? Hier entstehen Quellen seismischer Aktivität – Erdbeben. Dies ist auf die Zunahme der Geschwindigkeit seismischer Wellen hier zurückzuführen. Wie ist die Struktur dieser Schicht? Es besteht hauptsächlich aus Eisen, Magnesium, Kalzium und Sauerstoff.

Die Großhirnrinde stellt die jüngste Formation des Zentralnervensystems dar. Die Aktivität der Großhirnrinde basiert auf dem Prinzip eines bedingten Reflexes, weshalb sie als bedingter Reflex bezeichnet wird. Sie kommuniziert schnell mit Außenumgebung und Anpassung des Körpers an veränderte Umweltbedingungen.

Tiefe Rillen unterteilen jede Gehirnhälfte Frontal-, Temporal-, Parietal-, Hinterhauptslappen und Insula. Die Insula liegt tief in der Sylvischen Spalte und wird von oben von Teilen des Frontal- und Parietallappens des Gehirns bedeckt.

Die Großhirnrinde ist in alte ( Archiocortex), alt (Paläokortex) und neu (Neokortex). Die Urhirnrinde ist neben anderen Funktionen mit dem Geruchssinn und der Interaktion der Gehirnsysteme verbunden. Der alte Kortex umfasst den Gyrus cinguli und den Hippocampus. Im Neokortex ist beim Menschen die stärkste Größenentwicklung und Funktionsdifferenzierung zu beobachten. Die Dicke der neuen Rinde beträgt 3-4 mm. Gesamtfläche Der erwachsene menschliche Kortex ist 1700–2000 cm 2 groß und die Anzahl der Neuronen beträgt 14 Milliarden (wenn sie in einer Reihe angeordnet sind, entsteht eine Kette von 1000 km Länge) – nimmt allmählich ab und beträgt im Alter 10 Milliarden (mehr als). 700 km). Der Kortex enthält Pyramiden-, Stern- und Spindelneuronen.

Pyramidale Neuronen Sie haben unterschiedliche Größen, ihre Dendriten tragen eine große Anzahl von Stacheln: Das Axon eines Pyramidenneurons gelangt durch die weiße Substanz zu anderen Zonen der Kortikalis oder Strukturen des Zentralnervensystems.

Sternneuronen haben kurze, gut verzweigte Dendriten und ein kurzes Axon, das Verbindungen zwischen Neuronen innerhalb der Großhirnrinde selbst herstellt.

Spindelförmige Neuronen stellen vertikale oder horizontale Verbindungen zwischen Neuronen verschiedener Schichten des Kortex bereit.

Die Struktur der Großhirnrinde

Der Kortex enthält eine große Anzahl von Gliazellen, die unterstützende, metabolische, sekretorische und trophische Funktionen erfüllen.

Die äußere Oberfläche der Kortikalis ist in vier Lappen unterteilt: Frontal-, Parietal-, Okzipital- und Temporallappen. Jeder Lappen hat seine eigenen Projektions- und Assoziationsbereiche.

Die Großhirnrinde hat einen sechsschichtigen Aufbau (Abb. 1-1):

molekulare Schicht(1) Licht, besteht aus Nervenfasern und hat eine kleine Menge Nervenzellen;
äußere körnige Schicht(2) besteht aus Sternzellen, die die Dauer der Erregungszirkulation in der Großhirnrinde bestimmen, d. h. im Zusammenhang mit dem Gedächtnis;
Pyramidenmarkierungsschicht(3) besteht aus kleinen Pyramidenzellen und stellt zusammen mit Schicht 2 kortiko-kortikale Verbindungen verschiedener Gehirnwindungen bereit;
innere körnige Schicht(4) besteht aus Sternzellen, hier enden spezifische thalamokortikale Bahnen, d.h. Pfade ausgehend von Analysatorrezeptoren.
innere Pyramidenschicht(5) besteht aus riesigen Pyramidenzellen, die Ausgangsneuronen sind, deren Axone zum Hirnstamm und zum Rückenmark reichen;
Schicht polymorpher Zellen(6) besteht aus heterogenen dreieckigen und spindelförmigen Zellen, die den kortikothalamischen Trakt bilden.

I – afferente Bahnen vom Thalamus: STA – spezifische Thalamus-Afferenzen; NTA – unspezifische Thalamus-Afferenzen; EMV – efferente motorische Fasern. Die Zahlen geben die Schichten der Kortikalis an; II – Pyramidenneuron und Verteilung der Enden darauf: A – unspezifische afferente Fasern aus der Formatio reticularis und; B – Rückkollaterale von Axonen von Pyramidenneuronen; B – Kommissuralfasern aus Spiegelzellen der gegenüberliegenden Hemisphäre; G – spezifische afferente Fasern aus den Sinneskernen des Thalamus

Reis. 1-1. Verbindungen der Großhirnrinde.

Die zelluläre Zusammensetzung des Kortex in Bezug auf die Vielfalt der Morphologie, Funktionen und Kommunikationsformen sucht in anderen Teilen des Zentralnervensystems ihresgleichen. Die neuronale Zusammensetzung und Verteilung zwischen den Schichten in verschiedenen Bereichen des Kortex ist unterschiedlich. Dadurch konnten 53 zytoarchitektonische Felder im menschlichen Gehirn identifiziert werden. Die Aufteilung der Großhirnrinde in zytoarchitektonische Felder wird klarer gestaltet, da sich ihre Funktion in der Phylogenese verbessert.

Die funktionelle Einheit des Kortex ist eine vertikale Säule mit einem Durchmesser von etwa 500 µm. Spalte - Verteilungszone der Äste einer aufsteigenden (afferenten) thalamokortikalen Faser. Jede Spalte enthält bis zu 1000 neuronale Ensembles. Die Anregung einer Spalte hemmt benachbarte Lautsprecher.

Der aufsteigende Weg verläuft durch alle kortikalen Schichten (spezifischer Weg). Der unspezifische Weg verläuft auch durch alle kortikalen Schichten. Die weiße Substanz der Hemisphären befindet sich zwischen der Kortikalis und den Basalganglien. Es besteht aus große Menge Fasern gehen in verschiedene Richtungen. Dies sind die Bahnen des Telencephalons. Es gibt drei Arten von Pfaden.

Projektion- verbindet den Kortex mit dem Zwischenhirn und anderen Teilen des Zentralnervensystems. Dies sind die aufsteigenden und absteigenden Pfade;
kommissarisch - Seine Fasern sind Teil der Gehirnkommissuren, die die entsprechenden Bereiche der linken und rechten Hemisphäre verbinden. Sie sind Teil des Corpus callosum;
assoziativ - verbindet Teile des Kortex derselben Hemisphäre.

Kortikale Bereiche der Großhirnhemisphären

Basierend auf den Eigenschaften der Zellzusammensetzung wird die Oberfläche der Kortikalis unterteilt Struktureinheiten die folgende Reihenfolge: Zonen, Regionen, Unterregionen, Felder.

Die Bereiche der Großhirnrinde werden in primäre, sekundäre und tertiäre Projektionszonen unterteilt. Sie enthalten spezialisierte Nervenzellen, die Impulse von bestimmten Rezeptoren (auditiv, visuell usw.) empfangen. Sekundärzonen sind die peripheren Abschnitte der Analysatorkerne. Tertiäre Zonen erhalten verarbeitete Informationen von den primären und sekundären Zonen der Großhirnrinde und spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung konditionierter Reflexe.

In der grauen Substanz der Großhirnrinde werden sensorische, motorische und assoziative Zonen unterschieden:

sensorische Bereiche der Großhirnrinde - Bereiche des Kortex, in denen sich die zentralen Abschnitte der Analysatoren befinden:
visuelle Zone - Hinterhauptslappen der Großhirnrinde;
Hörzone - Schläfenlappen der Großhirnrinde;
Zone der Geschmacksempfindungen - Parietallappen der Großhirnrinde;
Die Zone der Geruchsempfindungen ist der Hippocampus und der Schläfenlappen der Großhirnrinde.

Somatosensorischer Bereich Im hinteren zentralen Gyrus gelegen, kommen hierher Nervenimpulse von Propriozeptoren von Muskeln, Sehnen, Gelenken sowie Impulse von Temperatur-, Tast- und anderen Hautrezeptoren;

motorische Bereiche der Großhirnrinde - Bereiche des Kortex, bei deren Stimulation motorische Reaktionen auftreten. Befindet sich im vorderen zentralen Gyrus. Bei Beschädigung kommt es zu erheblichen Bewegungsstörungen. Die Wege, auf denen Impulse von den Großhirnhemisphären zu den Muskeln wandern, bilden ein Kreuz, daher kommt es bei Reizung der motorischen Zone der rechten Seite des Kortex zu einer Kontraktion der Muskeln auf der linken Körperseite;
Verbandszonen - Teile des Kortex, die sich neben den Sinnesbereichen befinden. Nervenimpulse, die in sensorische Zonen gelangen, führen zur Erregung assoziativer Zonen. Ihre Besonderheit besteht darin, dass eine Erregung auftreten kann, wenn Impulse von verschiedenen Rezeptoren eintreffen. Die Zerstörung assoziativer Zonen führt zu schwerwiegenden Beeinträchtigungen des Lernens und des Gedächtnisses.

Die Sprachfunktion ist mit sensorischen und motorischen Bereichen verbunden. Motorisches Sprachzentrum (Broca-Zentrum) befindet sich im unteren Teil des linken Frontallappens, wenn es zerstört wird, wird die Sprachartikulation gestört; In diesem Fall versteht der Patient Sprache, kann aber selbst nicht sprechen.

Auditives Sprachzentrum (Wernicke-Zentrum) befindet sich im linken Schläfenlappen der Großhirnrinde. Wenn diese zerstört wird, kommt es zu verbaler Taubheit: Der Patient kann sprechen, seine Gedanken mündlich ausdrücken, versteht aber die Sprache anderer nicht; Das Gehör bleibt erhalten, der Patient erkennt jedoch keine Wörter, die schriftliche Sprache ist beeinträchtigt.

Sprachfunktionen im Zusammenhang mit schriftlicher Sprache – Lesen, Schreiben – werden reguliert visuelles Zentrum der Sprache, liegt an der Grenze der Parietal-, Temporal- und Okzipitallappen der Großhirnrinde. Seine Niederlage führt zur Unfähigkeit des Lesens und Schreibens.

Im Schläfenlappen gibt es ein Zentrum, das dafür verantwortlich ist Erinnerungsschicht. Ein Patient mit einer Schädigung dieses Bereichs kann sich die Namen von Objekten nicht merken; er muss dazu aufgefordert werden die richtigen Worte. Nachdem der Patient den Namen eines Objekts vergessen hat, erinnert er sich an dessen Zweck und Eigenschaften, beschreibt also lange deren Eigenschaften, erzählt, was mit diesem Objekt gemacht wird, kann es aber nicht benennen. Anstelle des Wortes „Krawatte“ sagt der Patient beispielsweise: „Das ist etwas, das man sich um den Hals legt und mit einem speziellen Knoten festbindet, damit es schön aussieht, wenn man zu Besuch geht.“

Funktionen des Frontallappens:

Kontrolle angeborener Verhaltensreaktionen mithilfe gesammelter Erfahrungen;
Koordination externer und interne Motivationen Verhalten;
Entwicklung einer Verhaltensstrategie und eines Aktionsprogramms;
geistige Eigenschaften des Individuums.

Zusammensetzung der Großhirnrinde

Die Großhirnrinde ist die höchste Struktur des Zentralnervensystems und besteht aus Nervenzellen, ihren Fortsätzen und Neuroglia. Der Kortex enthält sternförmige, spindelförmige und pyramidenförmige Neuronen. Aufgrund der Falten verfügt die Rinde über eine große Oberfläche. Es gibt einen alten Kortex (Archikortex) und einen neuen Kortex (Neokortex). Die Rinde besteht aus sechs Schichten (Abb. 2).

Reis. 2. Großhirnrinde

Die obere Molekülschicht wird hauptsächlich von den Dendriten der Pyramidenzellen der darunter liegenden Schichten und den Axonen der unspezifischen Kerne des Thalamus gebildet. Afferente Fasern, die aus den assoziativen und unspezifischen Kernen des Thalamus kommen, bilden auf diesen Dendriten Synapsen.

Die äußere Körnerschicht besteht aus kleinen Sternzellen und teilweise aus kleinen Pyramidenzellen. Die Fasern der Zellen dieser Schicht befinden sich hauptsächlich entlang der Oberfläche des Kortex und bilden kortikokortikale Verbindungen.

Eine Schicht kleiner Pyramidenzellen.

Innere körnige Schicht, die aus Sternzellen besteht. Es endet mit afferenten thalamokortikalen Fasern, die von den Rezeptoren der Analysatoren ausgehen.

Die innere Pyramidenschicht besteht aus großen Pyramidenzellen, die an der Regulierung komplexer Bewegungsformen beteiligt sind.

Die Schicht multiforme besteht aus versiformen Zellen, die die kortikothalamischen Bahnen bilden.

Entsprechend ihrer funktionellen Bedeutung werden kortikale Neuronen unterteilt in sensorisch, afferente Impulse von den Kernen des Thalamus und Rezeptoren sensorischer Systeme empfangen; Motor, Senden von Impulsen an die subkortikalen Kerne, Zwischenkerne, Mittelhirn, Medulla oblongata, Kleinhirn, Formatio reticularis und Rückenmark; Und dazwischenliegend, die zwischen den Neuronen der Großhirnrinde kommunizieren. Die Neuronen der Großhirnrinde befinden sich in einem ständigen Erregungszustand, der auch im Schlaf nicht verschwindet.

In der Großhirnrinde empfangen sensorische Neuronen über die Kerne des Thalamus Impulse von allen Rezeptoren des Körpers. Und jedes Organ hat seine eigene Projektion oder kortikale Darstellung, die sich in bestimmten Bereichen der Großhirnhemisphären befindet.

Die Großhirnrinde verfügt über vier sensorische und vier motorische Bereiche.

Neuronen des motorischen Kortex erhalten über den Thalamus afferente Impulse von Muskel-, Gelenk- und Hautrezeptoren. Die wichtigsten efferenten Verbindungen des motorischen Kortex erfolgen über die Pyramiden- und Extrapyramidenbahnen.

Bei Tieren ist der Frontalcortex am weitesten entwickelt und seine Neuronen sind an zielgerichtetem Verhalten beteiligt. Wird dieser Rindenlappen entfernt, wird das Tier lethargisch und schläfrig. Der Bereich der Hörrezeption ist im Schläfenbereich lokalisiert und hier gelangen Nervenimpulse von den Rezeptoren der Cochlea des Innenohrs. Der Bereich der visuellen Rezeption befindet sich in den Hinterhauptslappen der Großhirnrinde.

Die Parietalregion, eine extranukleäre Zone, spielt eine wichtige Rolle bei der Organisation komplexer Formen höherer Nervenaktivität. Hier befinden sich die verstreuten Elemente des visuellen und des Hautanalysators und die Synthese zwischen den Analysatoren wird durchgeführt.

Neben den Projektionszonen gibt es Assoziationszonen, die zwischen den sensorischen und motorischen Zonen kommunizieren. Der assoziative Kortex ist an der Konvergenz verschiedener Sinneserregungen beteiligt und ermöglicht so eine komplexe Verarbeitung von Informationen über die äußere und innere Umgebung.

Gliazellen; es befindet sich in einigen Teilen der tiefen Hirnstrukturen; aus dieser Substanz wird die Großhirnrinde (wie auch das Kleinhirn) gebildet.

Jede Hemisphäre ist in fünf Lappen unterteilt, von denen vier (Frontal-, Scheitel-, Hinterhaupts- und Schläfenlappen) an die entsprechenden Knochen des Schädelgewölbes angrenzen und einer (Insellappen) tief in der Fossa liegt, die Frontal- und Schläfenlappen trennt Lappen.

Die Großhirnrinde hat eine Dicke von 1,5–4,5 mm, ihre Fläche vergrößert sich durch das Vorhandensein von Rillen; Dank der von Neuronen ausgehenden Impulse ist es mit anderen Teilen des Zentralnervensystems verbunden.

Die Hemisphären machen etwa 80 % der Gesamtmasse des Gehirns aus. Sie regulieren höhere geistige Funktionen, während das Stammhirn niedrigere reguliert, die mit Aktivität verbunden sind innere Organe.

Auf der Halbkugeloberfläche werden drei Hauptbereiche unterschieden:

konvexes Superolateral, das an die Innenfläche des Schädelgewölbes angrenzt;
unten, wobei sich der vordere und mittlere Abschnitt auf der Innenfläche der Schädelbasis und der hintere im Bereich des Tentoriums des Kleinhirns befinden;
der mediale befindet sich am Längsspalt des Gehirns.

Merkmale des Geräts und der Aktivität

Die Großhirnrinde wird in 4 Typen unterteilt:

uralt – nimmt etwas mehr als 0,5 % der gesamten Oberfläche der Hemisphären ein;
alt – 2,2 %;
neu – mehr als 95 %;
der Durchschnitt liegt bei ca. 1,5 %.

Die phylogenetisch alte Großhirnrinde, dargestellt durch Gruppen großer Neuronen, wird von der neuen zur Basis der Hemisphären verdrängt und wird zu einem schmalen Streifen. Und die alte, bestehend aus drei Zellschichten, rückt näher zur Mitte. Der Hauptbereich des alten Kortex ist der Hippocampus, der den zentralen Teil des limbischen Systems darstellt. Der mittlere (mittlere) Kortex ist eine Bildung vom Übergangstyp, da die Umwandlung alter Strukturen in neue schrittweise erfolgt.

Anders als bei Säugetieren ist die Großhirnrinde beim Menschen auch für die koordinierte Funktion der inneren Organe verantwortlich. Dieses Phänomen, bei dem die Rolle des Kortex bei der Umsetzung aller funktionellen Aktivitäten des Körpers zunimmt, wird als Kortikalisierung von Funktionen bezeichnet.

Eines der Merkmale des Kortex ist seine elektrische Aktivität, die spontan auftritt. In diesem Abschnitt befindliche Nervenzellen weisen eine bestimmte rhythmische Aktivität auf, die biochemische und biophysikalische Prozesse widerspiegelt. Aktivität hat unterschiedliche Amplituden und Frequenzen (Alpha-, Beta-, Delta-, Theta-Rhythmen), was vom Einfluss zahlreicher Faktoren abhängt (Meditation, Schlafphasen, Stress, Vorliegen von Anfällen, Neoplasien).

Struktur

Die Großhirnrinde ist ein vielschichtiges Gebilde: Jede Schicht hat ihre eigene spezifische Zusammensetzung von Neurozyten, eine spezifische Ausrichtung und Lage der Prozesse.

Die systematische Position von Neuronen im Kortex wird als „Zytoarchitektur“ bezeichnet in einer bestimmten Reihenfolge Fasern – „Myeloarchitektur“.

Die Großhirnrinde besteht aus sechs zytoarchitektonischen Schichten.

Oberflächenmolekül, in dem es nicht sehr viele Nervenzellen gibt. Ihre Prozesse sind in sich selbst angesiedelt und gehen nicht darüber hinaus.
Das äußere Granulat wird aus Pyramiden- und Sternneurozyten gebildet. Die Prozesse gehen aus dieser Schicht hervor und gehen in die nachfolgenden über.
Pyramidal besteht aus Pyramidenzellen. Ihre Axone gehen nach unten, wo sie enden oder Assoziationsfasern bilden, und ihre Dendriten gehen nach oben in die zweite Schicht.
Die innere Körnerzelle besteht aus Sternzellen und kleinen Pyramidenzellen. Dendriten gehen in die erste Schicht, Seitenfortsätze verzweigen sich innerhalb ihrer Schicht. Axone reichen bis in die oberen Schichten oder in die weiße Substanz.
Das Ganglion besteht aus großen Pyramidenzellen. Hier befinden sich die größten Neurozyten der Großhirnrinde. Dendriten werden in die erste Schicht geleitet oder in dieser verteilt. Axone treten aus der Großhirnrinde hervor und beginnen sich zu Fasern zu entwickeln, die verschiedene Abschnitte und Strukturen des Zentralnervensystems miteinander verbinden.
Multiform – besteht aus verschiedenen Zellen. Dendriten reichen bis zur Molekülschicht (einige nur bis zur vierten oder fünften Schicht). Axone werden zu darüber liegenden Schichten geleitet oder verlassen den Kortex als Assoziationsfasern.

Die Großhirnrinde ist in Bereiche unterteilt – die sogenannte horizontale Organisation. Insgesamt gibt es 11 davon und sie umfassen 52 Felder, von denen jedes eine eigene Seriennummer hat.

Vertikale Organisation

Es gibt auch eine vertikale Unterteilung – in Neuronenspalten. Dabei werden kleine Spalten zu Makrospalten zusammengefasst, die als Funktionsmodul bezeichnet werden. Das Herzstück solcher Systeme sind Sternzellen – ihre Axone sowie ihre horizontalen Verbindungen mit den seitlichen Axonen der Pyramidenneurozyten. Alle Nervenzellen der vertikalen Säulen reagieren auf den afferenten Impuls in gleicher Weise und senden gemeinsam ein efferentes Signal. Die Anregung in horizontaler Richtung erfolgt durch die Aktivität von Querfasern, die von einer Säule zur anderen folgen.

Er entdeckte erstmals 1943 Einheiten, die Neuronen verschiedener Schichten vertikal vereinen. Lorente de No – anhand der Histologie. Dies wurde anschließend von V. Mountcastle mit elektrophysiologischen Methoden an Tieren bestätigt.

Die Entwicklung der Kortikalis in der intrauterinen Entwicklung beginnt früh: Bereits in der 8. Woche hat der Embryo eine Kortikalisplatte. Zunächst werden die unteren Schichten differenziert, und mit 6 Monaten verfügt das ungeborene Kind über alle Felder, die auch bei einem Erwachsenen vorhanden sind. Die zytoarchitektonischen Merkmale des Kortex sind im Alter von 7 Jahren vollständig ausgebildet, aber die Neurozytenkörperchen nehmen sogar bis zum 18. Lebensjahr zu. Für die Bildung des Kortex ist die koordinierte Bewegung und Teilung der Vorläuferzellen notwendig, aus denen Neuronen hervorgehen. Es wurde festgestellt, dass dieser Prozess durch ein spezielles Gen beeinflusst wird.

Horizontale Organisation

Es ist üblich, die Bereiche der Großhirnrinde zu unterteilen in:

assoziativ;
sensorisch (empfindlich);
Motor.

Bei der Untersuchung lokalisierter Bereiche und ihrer funktionellen Eigenschaften verwendeten Wissenschaftler verschiedene Methoden: chemische oder physikalische Reizung, teilweise Entfernung von Gehirnbereichen, Entwicklung konditionierter Reflexe, Registrierung von Bioströmen im Gehirn.

Empfindlich

Diese Bereiche nehmen etwa 20 % der Kortikalis ein. Schäden an solchen Bereichen führen zu einer Beeinträchtigung der Sensibilität (vermindertes Seh-, Hör-, Geruchssinn usw.). Die Fläche der Zone hängt direkt von der Anzahl der Nervenzellen ab, die Impulse von bestimmten Rezeptoren wahrnehmen: Je mehr es sind, desto höher ist die Empfindlichkeit. Es werden Zonen unterschieden:

somatosensorisch (verantwortlich für die kutane, propriozeptive und vegetative Empfindlichkeit) – befindet sich im Parietallappen (postzentraler Gyrus);
visuelle, beidseitige Schädigung, die zur völligen Erblindung führt, liegt im Hinterhauptslappen;
auditiv (befindet sich im Schläfenlappen);
geschmacklich, im Parietallappen gelegen (Lokalisierung - Gyrus postcentralis);
Geruchssinn, dessen beidseitige Beeinträchtigung zum Verlust des Geruchssinns führt (befindet sich im Gyrus hippocampus).

Eine Störung der Hörzone führt nicht zu Taubheit, es treten jedoch andere Symptome auf. Zum Beispiel die Unfähigkeit, kurze Geräusche und die Bedeutung alltäglicher Geräusche (Schritte, strömendes Wasser usw.) zu unterscheiden und gleichzeitig die Unterschiede in den Geräuschen in Tonhöhe, Dauer und Klangfarbe beizubehalten. Es kann auch zu Amusie kommen, also der Unfähigkeit, Melodien zu erkennen, wiederzugeben und auch zwischen ihnen zu unterscheiden. Musik kann auch von unangenehmen Empfindungen begleitet sein.

Impulse, die entlang afferenter Fasern auf der linken Körperseite wandern, werden von der rechten Hemisphäre und auf der rechten Seite von der linken wahrgenommen (eine Schädigung der linken Hemisphäre führt zu einer Sensibilitätsstörung auf der rechten Seite und umgekehrt). Dies liegt daran, dass jeder postzentrale Gyrus mit dem gegenüberliegenden Körperteil verbunden ist.

Motor

Motorische Bereiche, deren Reizung Muskelbewegungen hervorruft, befinden sich im vorderen zentralen Gyrus des Frontallappens. Motorische Bereiche kommunizieren mit sensorischen Bereichen.

Die motorischen Bahnen in der Medulla oblongata (und teilweise im Rückenmark) bilden eine Kreuzlinie mit Übergang zur Gegenseite. Dies führt dazu, dass Reizungen, die in der linken Hemisphäre auftreten, in die rechte Körperhälfte gelangen und umgekehrt. Daher führt eine Schädigung der Kortikalis einer der Hemisphären zu einer Störung der motorischen Funktion der Muskeln auf der gegenüberliegenden Körperseite.

Die motorischen und sensorischen Bereiche, die sich im Bereich des zentralen Sulcus befinden, werden zu einer Formation zusammengefasst – der sensomotorischen Zone.

Die Neurologie und Neuropsychologie haben zahlreiche Informationen darüber gesammelt, wie eine Schädigung dieser Bereiche nicht nur zu elementaren Bewegungsstörungen (Lähmungen, Paresen, Zittern), sondern auch zu Störungen willkürlicher Bewegungen und Handlungen mit Gegenständen – Apraxie – führt. Wenn sie auftreten, können Bewegungen während des Schreibens gestört sein, räumliche Darstellungen können gestört sein und es können unkontrollierte, gemusterte Bewegungen auftreten.

Assoziativ

Diese Zonen sind dafür verantwortlich, eingehende sensorische Informationen mit zuvor empfangenen und im Gedächtnis gespeicherten Informationen zu verknüpfen. Darüber hinaus ermöglichen sie den Vergleich von Informationen, die von verschiedenen Rezeptoren stammen. Die Reaktion auf das Signal wird in der assoziativen Zone gebildet und an die motorische Zone übertragen. Somit ist jeder assoziative Bereich für die Prozesse des Gedächtnisses, Lernens und Denkens verantwortlich. Neben den entsprechenden funktionellen Sinneszonen liegen große Assoziationszonen. Beispielsweise wird jede assoziative Sehfunktion durch den visuell assoziativen Bereich gesteuert, der sich neben dem sensorischen Sehbereich befindet.

Die Bestimmung von Mustern der Gehirnfunktion, die Analyse ihrer lokalen Störungen und die Überprüfung ihrer Aktivität wird von der Wissenschaft der Neuropsychologie durchgeführt, die an der Schnittstelle von Neurobiologie, Psychologie, Psychiatrie und Informatik liegt.

Merkmale der Lokalisierung nach Feldern

Die Großhirnrinde ist plastisch, was den Übergang der Funktionen eines Abschnitts zu einem anderen beeinträchtigt, wenn dieser gestört ist. Dies liegt daran, dass Analysatoren im Kortex einen Kern haben, in dem eine höhere Aktivität stattfindet, und eine Peripherie, die für die Prozesse der Analyse und Synthese im Kortex verantwortlich ist primitive Form. Zwischen den Analysatorkernen befinden sich Elemente, die zu unterschiedlichen Analysatoren gehören. Wenn der Zellkern geschädigt ist, beginnen periphere Komponenten für seine Aktivität verantwortlich zu sein.

Somit ist die Lokalisierung der Funktionen der Großhirnrinde ein relatives Konzept, da es keine eindeutigen Grenzen gibt. Die Zytoarchitektonik weist jedoch auf das Vorhandensein von 52 Feldern hin, die über Leitungswege miteinander kommunizieren:

assoziativ (diese Art von Nervenfasern ist für die Aktivität des Kortex in einer Hemisphäre verantwortlich);
kommissural (symmetrische Bereiche beider Hemisphären verbinden);
Projektion (Förderung der Kommunikation zwischen dem Kortex und subkortikalen Strukturen und anderen Organen).

Tabelle 1

		Relevante Felder
Motor
Empfindlich
Visuell
Olfaktorisch
Aroma
Sprachmotor, der die Zentren umfasst:	Wernicke, mit dem Sie gesprochene Sprache wahrnehmen können
	Broca – verantwortlich für die Bewegung der Lingualmuskulatur; Bei einer Niederlage droht ein völliger Sprachverlust
	Wahrnehmung von Sprache beim Schreiben

Die Struktur der Großhirnrinde erfordert also die Betrachtung in horizontaler und vertikaler Ausrichtung. Abhängig davon werden vertikale Spalten von Neuronen und Zonen unterschieden, die in der horizontalen Ebene liegen. Die Hauptfunktionen des Kortex sind die Umsetzung von Verhalten, die Regulierung des Denkens und des Bewusstseins. Darüber hinaus sorgt es für die Interaktion des Körpers mit der äußeren Umgebung und ist an der Steuerung der Funktion innerer Organe beteiligt.

Nach modernen Vorstellungen der Geologie besteht unser Planet aus mehreren Schichten – Geosphären. Sie unterscheiden sich darin physikalische Eigenschaften, chemische Zusammensetzung und Im Zentrum der Erde gibt es einen Kern, gefolgt vom Mantel, dann der Erdkruste, der Hydrosphäre und der Atmosphäre.

In diesem Artikel betrachten wir die Struktur der Erdkruste, die den oberen Teil der Lithosphäre darstellt. Es handelt sich um eine äußere feste Hülle, deren Dicke so gering ist (1,5 %), dass sie mit einem dünnen Film im Maßstab des gesamten Planeten verglichen werden kann. Dennoch ist es die obere Schicht der Erdkruste, die als Mineralstoffquelle für die Menschheit von großem Interesse ist.

Die Erdkruste ist herkömmlicherweise in drei Schichten unterteilt, von denen jede auf ihre Weise bemerkenswert ist.

Die oberste Schicht ist sedimentär. Es erreicht eine Mächtigkeit von 0 bis 20 km. Sedimentgesteine entstehen durch die Ablagerung von Stoffen an Land oder deren Ablagerung am Boden der Hydrosphäre. Sie sind Teil der Erdkruste und liegen darin in aufeinanderfolgenden Schichten.
Die mittlere Schicht besteht aus Granit. Seine Dicke kann zwischen 10 und 40 km variieren. Hierbei handelt es sich um magmatisches Gestein, das durch Eruptionen und anschließende Erstarrung von Magma in der Erde bei hohem Druck und hoher Temperatur eine feste Schicht gebildet hat.
Die untere Schicht, die Teil der Struktur der Erdkruste ist, besteht aus Basalt, ebenfalls magmatischen Ursprungs. Es beinhaltet große Menge Kalzium, Eisen und Magnesium, und seine Masse ist größer als die von Granitgestein.

Der Aufbau der Erdkruste ist nicht überall gleich. Besonders auffällige Unterschiede weisen die ozeanische Kruste und die kontinentale Kruste auf. Unter den Ozeanen ist die Erdkruste dünner und unter den Kontinenten dicker. In Berggebieten ist es am dicksten.

Die Zusammensetzung umfasst zwei Schichten – Sediment- und Basaltschichten. Unterhalb der Basaltschicht befindet sich die Moho-Oberfläche und dahinter der obere Mantel. Der Meeresboden weist komplexe Reliefformen auf. Unter all ihrer Vielfalt nimmt sie einen besonderen Platz ein riesige Größe mittelozeanische Rücken, in denen junge basaltische ozeanische Kruste aus dem Erdmantel entsteht. Magma gelangt durch eine tiefe Verwerfung an die Oberfläche – einen Riss, der in der Mitte des Bergrückens entlang der Gipfel verläuft. Draußen breitet sich das Magma aus und drückt dabei die Wände der Schlucht ständig zur Seite. Dieser Vorgang wird als „Ausbreitung“ bezeichnet.

Der Aufbau der Erdkruste ist auf Kontinenten komplexer als unter den Ozeanen. Die kontinentale Kruste nimmt eine viel kleinere Fläche ein als die ozeanische Kruste – bis zu 40 % der Erdoberfläche, ist aber viel dicker. Darunter erreicht es eine Mächtigkeit von 60–70 km. Die kontinentale Kruste hat eine dreischichtige Struktur – eine Sedimentschicht, Granit und Basalt. In Bereichen, die Schilde genannt werden, befindet sich eine Granitschicht auf der Oberfläche. Es besteht beispielsweise aus Granitfelsen.

Der unter Wasser liegende äußerste Teil des Kontinents – der Schelf – weist ebenfalls eine kontinentale Struktur der Erdkruste auf. Dazu gehören auch die Inseln Kalimantan, Neuseeland, Neuguinea, Sulawesi, Grönland, Madagaskar, Sachalin usw. Sowie Binnen- und Randmeere: Mittelmeer, Asowsches Meer, Schwarzes Meer.

Es ist nur bedingt möglich, eine Grenze zwischen der Granitschicht und der Basaltschicht zu ziehen, da diese eine ähnliche Durchgangsgeschwindigkeit seismischer Wellen aufweisen, die zur Bestimmung der Dichte verwendet wird Erdschichten und ihre Zusammensetzung. Die Basaltschicht steht in Kontakt mit der Moho-Oberfläche. Die Sedimentschicht kann je nach der darauf befindlichen Geländeform unterschiedlich dick sein. In den Bergen beispielsweise fehlt es entweder oder hat eine sehr geringe Dicke, da lose Partikel unter dem Einfluss die Hänge hinunterwandern äußere Kräfte. In Vorgebirgsgebieten, Senken und Becken ist es jedoch sehr kraftvoll. Es erreicht also 22 km.