Średnia gęstość skorupy ziemskiej. Streszczenie: Skład chemiczny skorupy ziemskiej jako czynnik kształtujący biosferę

Pamiętać

• Co wiesz o wewnętrznej strukturze Ziemi? Jakie skały znasz? Jakimi właściwościami się różnią?

Wnętrze Ziemi to tajemniczy i znacznie trudniej dostępny świat niż przestrzeń otaczająca naszą planetę. Nie wynaleziono jeszcze takiego urządzenia, w którym można byłoby przedostać się w głąb planety. Najgłębsza kopalnia świata ma głębokość 4 km, najgłębszy odwiert na Półwyspie Kolskim ma głębokość 12 km. To tylko 1/500 promienia Ziemi!

Jednak ludzie nauczyli się „patrzeć” w głąb ziemi. Główną metodą ich badania jest metoda sejsmiczna (od greckiego „seismos” - trzęsienie ziemi). Od trzęsień ziemi lub sztucznych eksplozji wibracje rozprzestrzeniają się we wnętrzu Ziemi. W substancjach o różnym składzie i gęstości rozprzestrzeniają się z różną prędkością. Za pomocą instrumentów specjaliści mierzą te prędkości i odszyfrowują informacje.

Ustalono, że wnętrze naszej planety jest podzielone na kilka powłok: rdzeń, płaszcz i skorupę ziemską (ryc. 33).

Rdzeń- środkowa część globu. Ma bardzo wysokie ciśnienie i temperaturę 3000-4000 ° C. Rdzeń składa się z najgęstszej i najcięższej substancji, prawdopodobnie żelaza. Jądro stanowi około 30% masy Ziemi, ale tylko 15% jej objętości. Wewnętrzna stała część rdzenia wydaje się unosić w zewnętrznej, płynnej warstwie. W wyniku tego ruchu wokół Ziemi powstaje pole magnetyczne. Chroni życie na naszej planecie przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym. Igła kompasu reaguje na pole magnetyczne.

Ryż. 33. Wewnętrzna budowa Ziemi

Według naukowców podział substancji Ziemi na jądro, płaszcz i skorupę nastąpił od momentu powstania planety 4,6 miliarda lat temu i trwa do dnia dzisiejszego. Substancje cięższe opadają do środka Ziemi i stają się jeszcze bardziej gęste, podczas gdy substancje lżejsze unoszą się w górę i tworzą skorupę ziemską. Podczas redystrybucji materii ziemskiej uwalniane jest ciepło – główne źródło energii wewnętrznej Ziemi. Kiedy separacja wnętrza Ziemi zostanie całkowicie zakończona, Ziemia stanie się zimną i martwą planetą. Według obliczeń może to nastąpić za 1,5 miliarda lat.

Płaszcz(od greckiego „płaszcza” - osłona, płaszcz) - największa z wewnętrznych skorup Ziemi. Płaszcz stanowi większość (ponad 80%) i masę (prawie 70%) naszej planety. Materiał płaszcza jest stały, ale mniej gęsty niż w rdzeniu. Ciśnienie i temperatura w płaszczu rosną wraz z głębokością. Na górze płaszcza znajduje się warstwa, w której materiał jest częściowo stopiony i plastyczny. Twarde warstwy leżące powyżej przesuwają się wzdłuż tej plastikowej warstwy.

skorupa Ziemska- najcieńsza zewnętrzna skorupa Ziemi. Skorupa ziemska stanowi mniej niż 1% masy Ziemi. To na powierzchni skorupy ziemskiej żyją ludzie, z których wydobywają minerały. W różnych miejscach skorupę ziemską przebijają liczne kopalnie i odwierty. Miliony próbek pobranych od nich i z powierzchni Ziemi pozwoliły określić skład i strukturę skorupy ziemskiej.

Skalenie stanowią połowę masy skorupy ziemskiej. Otrzymali nawet nazwę „pole” ze względu na ich powszechną dystrybucję. Można je spotkać wszędzie: w górach, na polach...

Kwarc jest jednym z najpowszechniejszych minerałów. Bezbarwny kwarc nazywany jest kryształem górskim. Znane są odmiany kwarcu o innych kolorach: fioletowym, żółtym, brązowym, czarnym.

Z czego zbudowana jest skorupa ziemska? Skorupa ziemska składa się ze skał, a skały z minerałów. (Przypomnij sobie, jakie minerały znasz. Gdzie udało Ci się je zobaczyć?)

Minerały to substancje naturalne o różnym składzie, właściwościach i cechach zewnętrznych.

Minerały wyróżniają się takimi cechami, jak kolor, twardość, połysk, przezroczystość i gęstość. Minerały powstały i nadal tworzą się zarówno w głębokich warstwach skorupy ziemskiej, jak i na jej powierzchni.

Ryż. 34. Najpopularniejsze minerały na Ziemi: a - skaleń; b - kwarc; c - mika

Ludzie znają około 3000 minerałów. Większość z nich jest rzadka. Do rzadkich minerałów zalicza się diament, platynę, srebro i grafit. Istnieje tylko kilkadziesiąt szeroko rozpowszechnionych minerałów tworzących skały. Najpowszechniej występującymi minerałami na Ziemi są skalenie, kwarc i mika (ryc. 34). Minerały tworzą skały.

Skały to naturalne ciała złożone z jednego lub więcej minerałów.

Kryształy mineralne w skale mogą mieć różną wielkość. U wielu ras można je zobaczyć jedynie pod mikroskopem. Kryształy minerałów są ze sobą połączone z różną siłą. Dlatego niektóre skały są twarde i monolityczne, inne porowate i lekkie, a jeszcze inne luźne i kruche. Skład minerałów w skale i siła ich połączenia zależą od warunków, w jakich skała powstała. Zgodnie z warunkami powstawania wszystkie skały dzielą się na trzy duże grupy: magmowe, osadowe i metamorficzne.

Pytania i zadania

1. Co ma większą masę – jądro, płaszcz czy skorupa ziemska?
2. W jakim stanie jest substancja w płaszczu? w rdzeniu?
3. Co to jest skała? Czym różni się od minerału?
4. Podaj przykłady skał i minerałów występujących powszechnie w Twojej okolicy.

Skorupa ziemska w sensie naukowym jest najwyższą i najtwardszą geologiczną częścią skorupy naszej planety.

Badania naukowe pozwalają nam dokładnie je poznać. Ułatwia to wielokrotne wiercenie studni zarówno na kontynentach, jak i na dnie oceanu. Struktura ziemi i skorupy ziemskiej w różnych częściach planety różni się zarówno składem, jak i cechami. Górną granicę skorupy ziemskiej stanowi widoczny relief, a dolną granicę stanowi strefa oddzielenia obu środowisk, zwana także powierzchnią Mohorovicica. Często określa się ją po prostu jako „granicę M”. Otrzymała tę nazwę za sprawą chorwackiego sejsmologa Mohorovicica A. Przez wiele lat obserwował prędkość ruchów sejsmicznych w zależności od poziomu głębokości. W 1909 roku ustalił istnienie różnicy pomiędzy skorupą ziemską a gorącym płaszczem ziemi. Granica M leży na poziomie, na którym prędkość fal sejsmicznych wzrasta z 7,4 do 8,0 km/s.

Skład chemiczny Ziemi

Badając skorupy naszej planety, naukowcy wyciągnęli ciekawe, a nawet oszałamiające wnioski. Cechy strukturalne skorupy ziemskiej upodabniają ją do tych samych obszarów na Marsie i Wenus. Ponad 90% jego pierwiastków składowych to tlen, krzem, żelazo, glin, wapń, potas, magnez i sód. Łącząc się ze sobą w różnych kombinacjach, tworzą jednorodne ciała fizyczne – minerały. Mogą być zawarte w skałach w różnych stężeniach. Struktura skorupy ziemskiej jest bardzo niejednorodna. Zatem skały w postaci uogólnionej są agregatami o mniej więcej stałym składzie chemicznym. Są to niezależne ciała geologiczne. Oznaczają jasno określony obszar skorupy ziemskiej, który w swoich granicach ma to samo pochodzenie i wiek.

Skały według grup

1. Magmowy. Nazwa mówi sama za siebie. Powstają z schłodzonej magmy wypływającej z ujść starożytnych wulkanów. Struktura tych skał zależy bezpośrednio od szybkości krzepnięcia lawy. Im jest większy, tym mniejsze są kryształy substancji. Na przykład granit powstał w grubości skorupy ziemskiej, a bazalt pojawił się w wyniku stopniowego wylewania się magmy na jego powierzchnię. Różnorodność takich ras jest dość duża. Patrząc na strukturę skorupy ziemskiej, widzimy, że składa się ona w 60% z minerałów magmowych.

2. Osadowy. Są to skały, które powstały w wyniku stopniowego osadzania się fragmentów niektórych minerałów na lądzie i dnie oceanu. Mogą to być składniki sypkie (piasek, otoczaki), składniki cementowe (piaskowiec), pozostałości mikroorganizmów (węgiel, wapień) lub produkty reakcji chemicznych (sól potasowa). Stanowią aż 75% całej skorupy ziemskiej na kontynentach.
Według fizjologicznej metody powstawania skały osadowe dzielą się na:

• Klastyczny. Są to pozostałości różnych skał. Zostały zniszczone pod wpływem czynników naturalnych (trzęsienie ziemi, tajfun, tsunami). Należą do nich piasek, kamyki, żwir, tłuczeń kamienny, glina.
• Chemiczny. Powstają stopniowo z wodnych roztworów niektórych substancji mineralnych (soli).
• Organiczne lub biogenne. Składają się ze szczątków zwierząt lub roślin. Są to łupki bitumiczne, gaz, ropa naftowa, węgiel, wapień, fosforyty, kreda.

3. Skały metamorficzne. Można w nie przekształcać inne komponenty. Dzieje się tak pod wpływem zmieniającej się temperatury, wysokiego ciśnienia, roztworów lub gazów. Na przykład można uzyskać marmur z wapienia, gnejs z granitu i kwarcyt z piasku.

Minerały i skały, z których ludzkość aktywnie korzysta w swoim życiu, nazywane są minerałami. Czym oni są?

Są to naturalne formacje mineralne, które wpływają na strukturę ziemi i skorupy ziemskiej. Można je stosować w rolnictwie i przemyśle, zarówno w postaci naturalnej, jak i po przetworzeniu.

Rodzaje przydatnych minerałów. Ich klasyfikacja

W zależności od stanu skupienia i skupienia minerały można podzielić na kategorie:

1. Ciało stałe (ruda, marmur, węgiel).
2. Ciecz (woda mineralna, olej).
3. Gazowy (metan).

Charakterystyka poszczególnych rodzajów minerałów

Według składu i cech zastosowania wyróżnia się:

1. Materiały palne (węgiel, ropa naftowa, gaz).
2. Kruszec. Należą do nich metale radioaktywne (rad, uran) i metale szlachetne (srebro, złoto, platyna). Występują rudy metali żelaznych (żelazo, mangan, chrom) i metali nieżelaznych (miedź, cyna, cynk, aluminium).
3. Minerały niemetaliczne odgrywają znaczącą rolę w takiej koncepcji, jak struktura skorupy ziemskiej. Ich geografia jest rozległa. Są to skały niemetaliczne i niepalne. Są to materiały budowlane (piasek, żwir, glina) oraz chemikalia (siarka, fosforany, sole potasowe). Osobny dział poświęcony jest kamieniom szlachetnym i ozdobnym.

Rozmieszczenie minerałów na naszej planecie zależy bezpośrednio od czynników zewnętrznych i wzorców geologicznych.

Zatem minerały opałowe wydobywa się głównie w zagłębiach naftowych, gazowych i węglowych. Mają one pochodzenie osadowe i powstają na pokrywach osadowych platform. Ropa i węgiel rzadko występują razem.

Minerały rudne najczęściej odpowiadają piwnicom, nawisom i zagiętym obszarom płyt platformowych. W takich miejscach potrafią stworzyć ogromne pasy.

Rdzeń

Jak wiadomo, skorupa ziemska jest wielowarstwowa. Jądro znajduje się w samym centrum, a jego promień wynosi około 3500 km. Jego temperatura jest znacznie wyższa niż temperatura Słońca i wynosi około 10 000 K. Nie uzyskano dokładnych danych na temat składu chemicznego rdzenia, ale przypuszcza się, że składa się on z niklu i żelaza.

Zewnętrzny rdzeń jest w stanie stopionym i ma jeszcze większą moc niż wewnętrzny. Ten ostatni podlega ogromnej presji. Substancje, z których się składa, są w trwałym stanie stałym.

Płaszcz

Geosfera Ziemi otacza jądro i stanowi około 83 procent całej powierzchni naszej planety. Dolna granica płaszcza znajduje się na ogromnej głębokości prawie 3000 km. Powłoka ta jest tradycyjnie podzielona na mniej plastyczną i gęstą część górną (z niej powstaje magma) oraz dolną krystaliczną, której szerokość wynosi 2000 kilometrów.

Skład i budowa skorupy ziemskiej

Aby porozmawiać o tym, jakie elementy tworzą litosferę, musimy podać pewne pojęcia.

Skorupa ziemska jest najbardziej zewnętrzną powłoką litosfery. Jego gęstość jest mniejsza niż połowa średniej gęstości planety.

Skorupa ziemska oddzielona jest od płaszcza granicą M, o której była już mowa powyżej. Ponieważ procesy zachodzące w obu obszarach wzajemnie na siebie wpływają, ich symbiozę nazywa się zwykle litosferą. Oznacza „kamienną muszlę”. Jego moc waha się od 50-200 kilometrów.

Poniżej litosfery znajduje się astenosfera, która ma mniej gęstą i lepką konsystencję. Jego temperatura wynosi około 1200 stopni. Unikalną cechą astenosfery jest zdolność do naruszania jej granic i penetrowania litosfery. Jest źródłem wulkanizmu. Znajdują się tu stopione kieszenie magmy, która przenika przez skorupę ziemską i wylewa się na powierzchnię. Badając te procesy, naukowcom udało się dokonać wielu niesamowitych odkryć. W ten sposób badano strukturę skorupy ziemskiej. Litosfera powstała wiele tysięcy lat temu, ale nawet teraz zachodzą w niej aktywne procesy.

Elementy strukturalne skorupy ziemskiej

W porównaniu z płaszczem i jądrem litosfera jest twardą, cienką i bardzo delikatną warstwą. Składa się z mieszaniny substancji, w której do tej pory odkryto ponad 90 pierwiastków chemicznych. Są one rozmieszczone niejednorodnie. 98 procent masy skorupy ziemskiej składa się z siedmiu składników. Są to tlen, żelazo, wapń, glin, potas, sód i magnez. Najstarsze skały i minerały mają ponad 4,5 miliarda lat.

Badając wewnętrzną strukturę skorupy ziemskiej, można zidentyfikować różne minerały.
Minerał jest stosunkowo jednorodną substancją, którą można znaleźć zarówno wewnątrz, jak i na powierzchni litosfery. Są to kwarc, gips, talk itp. Skały składają się z jednego lub więcej minerałów.

Procesy tworzące skorupę ziemską

Struktura skorupy oceanicznej

Ta część litosfery składa się głównie ze skał bazaltowych. Struktura skorupy oceanicznej nie została zbadana tak dokładnie, jak skorupy kontynentalnej. Teoria płyt tektonicznych wyjaśnia, że ​​skorupa oceaniczna jest stosunkowo młoda, a jej najnowsze fragmenty można datować na późną jurę.
Jego grubość praktycznie nie zmienia się w czasie, gdyż zależy od ilości wytopów uwalnianych z płaszcza w strefie grzbietów śródoceanicznych. Znaczący wpływ ma na to głębokość warstw osadowych na dnie oceanu. Na najbardziej rozległych obszarach waha się od 5 do 10 kilometrów. Ten typ skorupy ziemskiej należy do litosfery oceanicznej.

Skorupa kontynentalna

Litosfera oddziałuje z atmosferą, hydrosferą i biosferą. W procesie syntezy tworzą najbardziej złożoną i reaktywną powłokę Ziemi. To właśnie w tektonosferze zachodzą procesy zmieniające skład i strukturę tych muszli.
Litosfera na powierzchni Ziemi nie jest jednorodna. Ma kilka warstw.

1. Osadowy. Tworzą go głównie skały. Przeważają tu gliny i łupki, rozpowszechnione są także skały węglanowe, wulkaniczne i piaszczyste. W warstwach osadowych można znaleźć minerały, takie jak gaz, ropa i węgiel. Wszystkie są pochodzenia organicznego.
2. Warstwa granitu. Składa się ze skał magmowych i metamorficznych, które w naturze są najbliższe granitowi. Warstwa ta nie występuje wszędzie, jest najbardziej widoczna na kontynentach. Tutaj jego głębokość może wynosić dziesiątki kilometrów.
3. Warstwa bazaltu jest utworzona przez skały znajdujące się w pobliżu minerału o tej samej nazwie. Jest gęstszy niż granit.

Zmiany głębokości i temperatury w skorupie ziemskiej

Warstwa wierzchnia ogrzewana jest ciepłem słonecznym. To jest powłoka heliometryczna. Występuje sezonowe wahania temperatury. Średnia miąższość warstwy wynosi około 30 m.

Poniżej znajduje się warstwa jeszcze cieńsza i bardziej delikatna. Jego temperatura jest stała i w przybliżeniu równa średniej rocznej temperaturze charakterystycznej dla tego regionu planety. W zależności od klimatu kontynentalnego głębokość tej warstwy wzrasta.
Jeszcze głębiej w skorupie ziemskiej znajduje się inny poziom. To warstwa geotermalna. Struktura skorupy ziemskiej pozwala na jej obecność, a jej temperatura jest zdeterminowana wewnętrznym ciepłem Ziemi i rośnie wraz z głębokością.

Wzrost temperatury następuje w wyniku rozpadu substancji radioaktywnych wchodzących w skład skał. Przede wszystkim są to rad i uran.

Gradient geometryczny - wielkość wzrostu temperatury w zależności od stopnia wzrostu głębokości warstw. Parametr ten zależy od różnych czynników. Wpływ na to ma budowa i rodzaje skorupy ziemskiej, skład skał, poziom i warunki ich występowania.

Ciepło skorupy ziemskiej jest ważnym źródłem energii. Jego badanie jest dziś bardzo aktualne.

Plan

Skorupa ziemska (kontynentalna, oceaniczna, przejściowa).

Głównymi składnikami skorupy ziemskiej są pierwiastki chemiczne, minerały, skały i ciała geologiczne.

Podstawy klasyfikacji skał magmowych.

Skorupa ziemska (kontynentalna, oceaniczna, przejściowa)

Na podstawie danych z głębokich badań sejsmicznych w skorupie ziemskiej zidentyfikowano szereg warstw charakteryzujących się różnym współczynnikiem drgań sprężystych. Z tych warstw trzy są uważane za podstawowe. Najwyższa z nich nazywana jest muszlą osadową, środkowa jest granitowo-metamorficzna, a dolna jest bazaltowa (ryc.).

Ryż. . Schemat budowy skorupy i górnego płaszcza z uwzględnieniem litosfery stałej

i plastikową astenosferę

Warstwa osadowa składa się głównie z najmiększych, najluźniejszych i najgęstszych (w wyniku cementowania luźnych) skał. Skały osadowe występują zwykle w warstwach. Miąższość warstwy osadowej na powierzchni Ziemi jest bardzo zmienna i waha się od kilku m do 10-15 km. Są obszary, gdzie warstwa osadowa jest całkowicie nieobecna.

Warstwa granitowo-metamorficzna zbudowane głównie ze skał magmowych i metamorficznych bogatych w glin i krzem. Miejsca, w których nie ma warstwy osadowej, a na powierzchnię wypływa warstwa granitu, nazywa się kryształowe tarcze(Kolsky, Anabarsky, Aldansky itp.). Grubość warstwy granitu wynosi 20-40 km, w niektórych miejscach tej warstwy nie ma (na dnie Pacyfiku). Z badań prędkości fal sejsmicznych wynika, że ​​gęstość skał w dolnej granicy od 6,5 km/s do 7,0 km/s zmienia się gwałtownie. Ta granica warstwy granitu, oddzielająca warstwę granitu od warstwy bazaltu, nazywa się Granice Conrada.

Warstwa bazaltu wyróżnia się u podstawy skorupy ziemskiej, występuje wszędzie, jej miąższość waha się od 5 do 30 km. Gęstość substancji w warstwie bazaltu wynosi 3,32 g/cm 3, jej skład różni się od granitów i charakteryzuje się znacznie niższą zawartością krzemionki. Na dolnej granicy warstwy obserwuje się gwałtowną zmianę prędkości przejścia fal podłużnych, co wskazuje na gwałtowną zmianę właściwości skał. Granicę tę uważa się za dolną granicę skorupy ziemskiej i nazywa się ją granicą Mohorovicica, jak omówiono powyżej.

W różnych częściach globu skorupa ziemska jest niejednorodna zarówno pod względem składu, jak i grubości. Rodzaje skorupy ziemskiej - kontynentalny lub kontynentalny, oceaniczny i przejściowy. Skorupa oceaniczna zajmuje około 60%, a skorupa kontynentalna około 40% powierzchni Ziemi, co różni się od rozkładu powierzchni oceanów i lądów (odpowiednio 71% i 29%). Wynika to z faktu, że granica między rozpatrywanymi rodzajami skorupy przebiega wzdłuż stopy kontynentalnej. Płytkie morza, takie jak na przykład Morze Bałtyckie i Arktyczne w Rosji, należą do Oceanu Światowego tylko z geograficznego punktu widzenia. W obszarze oceanów występują typ oceaniczny, charakteryzujący się cienką warstwą osadową, pod którą znajduje się warstwa bazaltu. Co więcej, skorupa oceaniczna jest znacznie młodsza niż skorupa kontynentalna - wiek tej pierwszej wynosi nie więcej niż 180–200 milionów lat. Skorupa ziemska pod kontynentem zawiera wszystkie 3 warstwy, ma dużą grubość (40-50 km) i nazywa się kontynent. Skorupa przejściowa odpowiada podwodnym obrzeżom kontynentu. W przeciwieństwie do kontynentalnej, warstwa granitu tutaj gwałtownie maleje i znika w oceanie, a następnie zmniejsza się grubość warstwy bazaltu.

Warstwy osadowe, granitowo-metamorficzne i bazaltowe tworzą razem skorupę zwaną sialem - od słów krzem i aluminium. Zwykle uważa się, że w powłoce sialowej wskazane jest zidentyfikowanie pojęcia skorupy ziemskiej. Ustalono również, że na przestrzeni dziejów geologicznych skorupa ziemska pochłaniała tlen i obecnie składa się z niego w 91% objętościowych.

Głównymi składnikami skorupy ziemskiej są pierwiastki chemiczne, minerały, skały, ciała geologiczne

Substancja Ziemi składa się z pierwiastków chemicznych. W skorupie skalnej pierwiastki chemiczne tworzą minerały, minerały tworzą skały, a skały z kolei tworzą ciała geologiczne. Nasza wiedza na temat chemii Ziemi, czy inaczej geochemii, spada katastrofalnie wraz z głębokością. Poniżej 15 km naszą wiedzę stopniowo zastępują hipotezy.

Amerykański chemik F.W. Clarke wraz z G.S. Waszyngton, rozpoczynając na początku ubiegłego wieku analizę różnych skał (5159 próbek), opublikował dane dotyczące średniej zawartości około dziesięciu najpowszechniejszych pierwiastków w skorupie ziemskiej. Frank Clark wyszedł ze stanowiska, że ​​skorupa ziemska do głębokości 16 km składa się w 95% ze skał magmowych i w 5% ze skał osadowych powstałych ze skał magmowych. Dlatego do obliczeń F. Clark wykorzystał 6000 analiz różnych skał, biorąc ich średnią arytmetyczną. Następnie dane te uzupełniono uśrednionymi danymi o zawartości innych pierwiastków i okazało się, że najczęstszymi pierwiastkami skorupy ziemskiej są (% wag.): O – 47,2; Si – 27,6; Al – 8,8; Fe – 5,1; Ca – 3,6; Na – 2,64; Mg – 2,1; K – 1,4; H – 0,15, co daje łącznie 99,79%. Pierwiastki te (z wyjątkiem wodoru), a także węgiel, fosfor, chlor, fluor i niektóre inne nazywane są skałotwórczymi lub petrogennymi.

Następnie liczby te były wielokrotnie wyjaśniane przez różnych autorów (tabela).

Porównanie różnych szacunków składu skorupy kontynentalnej,

Rodzaj kory	Górna skorupa kontynentalna				Skorupa kontynentalna
		Goldschmidta, 1938	Winogradow, 1962	Ronov i in., 1990	Ronov i in., 1990

Za sugestią akademika A.E. Fersmana nazwano średnie ułamki masowe pierwiastków chemicznych w skorupie ziemskiej Clarksa. Najnowsze dane dotyczące składu chemicznego sfer Ziemi podsumowano na poniższym wykresie (rysunek).

Cała materia skorupy i płaszcza Ziemi składa się z minerałów różniących się kształtem, strukturą, składem, liczebnością i właściwościami. Obecnie zidentyfikowano ponad 4000 minerałów. Niemożliwe jest podanie dokładnej liczby, ponieważ co roku liczba gatunków minerałów jest uzupełniana o 50–70 nazw gatunków minerałów. Na przykład na terenie byłego ZSRR odkryto około 550 minerałów (320 gatunków znajduje się w Muzeum A.E. Fersmana), z czego ponad 90% odkryto w XX wieku.

Skład mineralny skorupy ziemskiej jest następujący (% obj.): skalenie - 43,1; pirokseny - 16,5; oliwin - 6,4; amfibole - 5,1; mika - 3,1; minerały ilaste - 3,0; ortokrzemiany – 1,3; chloryny, serpentyny - 0,4; kwarc – 11,5; krystobalit - 0,02; trydymit - 0,01; węglany - 2,5; minerały rudne - 1,5; fosforany - 1,4; siarczany - 0,05; wodorotlenki żelaza - 0,18; inne - 0,06; materia organiczna - 0,04; chlorki - 0,04.

Liczby te są oczywiście bardzo względne. Ogólnie rzecz biorąc, skład mineralny skorupy ziemskiej jest najbardziej zróżnicowany i bogaty w porównaniu ze składem głębszych geosfer i meteorytów, substancji Księżyca i zewnętrznych powłok innych planet ziemskich. Tak więc na Księżycu zidentyfikowano 85 minerałów, a w meteorytach 175.

Naturalne agregaty mineralne tworzące niezależne ciała geologiczne w skorupie ziemskiej nazywane są skałami. Pojęcie „ciała geologicznego” jest pojęciem wieloskalowym, obejmuje objętości od kryształu mineralnego po kontynenty. Każda skała tworzy w skorupie ziemskiej trójwymiarową bryłę (warstwa, soczewka, masyw, pokrywa...), charakteryzującą się pewnym składem materiałowym i specyficzną strukturą wewnętrzną.

Termin „skała” został wprowadzony do rosyjskiej literatury geologicznej pod koniec XVIII wieku przez Wasilija Michajłowicza Siewiergina. Badania skorupy ziemskiej wykazały, że składa się ona z różnych skał, które ze względu na pochodzenie można podzielić na 3 grupy: magmowe lub magmowe, osadowe i metamorficzne.

Zanim przejdziemy do opisu każdej z grup skał z osobna, należy zastanowić się nad ich powiązaniami historycznymi.

Powszechnie przyjmuje się, że kula ziemska była pierwotnie stopionym ciałem. Z tego pierwotnego stopu, czyli magmy, w wyniku ochłodzenia utworzyła się stała skorupa ziemska, początkowo złożona wyłącznie ze skał magmowych, które należy uważać za najstarszą historycznie grupę skał.

Dopiero w późniejszej fazie rozwoju Ziemi mogły powstać skały innego pochodzenia. Stało się to możliwe po pojawieniu się wszystkich jego zewnętrznych powłok: atmosfery, hydrosfery, biosfery. Pierwotne skały magmowe pod ich wpływem i energią słoneczną uległy zniszczeniu, zniszczony materiał został przeniesiony przez wodę i wiatr, posortowany i ponownie cementowany. W ten sposób powstały skały osadowe, które są wtórne w stosunku do skał magmowych, z których powstały.

Zarówno skały magmowe, jak i osadowe służyły jako materiały do ​​​​powstania skał metamorficznych. W wyniku różnych procesów geologicznych doszło do opadnięcia dużych obszarów skorupy ziemskiej, a w ich obrębie nagromadziły się skały osadowe. Podczas tych osiadań dolne partie warstw opadają na coraz większe głębokości w rejonie wysokich temperatur i ciśnień, w rejonie penetracji różnych par i gazów z magmy oraz cyrkulacji roztworów gorącej wody, wprowadzając do wnętrza nowe pierwiastki chemiczne. skały. Efektem tego jest metamorfizm.

Rozmieszczenie tych ras jest zróżnicowane. Szacuje się, że litosfera składa się w 95% ze skał magmowych i metamorficznych oraz tylko w 5% ze skał osadowych. Na powierzchni rozkład jest nieco inny. Skały osadowe zajmują 75% powierzchni Ziemi, a tylko 25% to skały magmowe i metamorficzne.

Skorupa ziemska to twarda warstwa powierzchniowa naszej planety. Powstał miliardy lat temu i stale zmienia swój wygląd pod wpływem sił zewnętrznych i wewnętrznych. Część z nich ukryta jest pod wodą, część tworzy ląd. Skorupa ziemska składa się z różnych substancji chemicznych. Dowiedzmy się, które.

Powierzchnia planety

Setki milionów lat po powstaniu Ziemi jej zewnętrzna warstwa wrzącej stopionej skały zaczęła się ochładzać i utworzyła skorupę ziemską. Nawierzchnia zmieniała się z roku na rok. Pojawiły się na nim pęknięcia, góry i wulkany. Wiatr je wygładził, tak że po chwili pojawiły się ponownie, ale w innych miejscach.

Dzięki zewnętrznej i wewnętrznej, stała warstwa planety jest niejednorodna. Z punktu widzenia budowy można wyróżnić następujące elementy skorupy ziemskiej:

• geosynkliny lub obszary złożone;
• platformy;
• marginalne uskoki i zagłębienia.

Platformy to rozległe, nisko poruszające się obszary. Ich górną warstwę (do głębokości 3-4 km) pokrywają skały osadowe, występujące w warstwach poziomych. Dolny poziom (fundamenty) jest mocno pognieciony. Składa się ze skał metamorficznych i może zawierać wtrącenia magmowe.

Geosynkliny to obszary aktywne tektonicznie, na których zachodzą procesy budowania gór. Powstają na styku dna oceanu i platformy kontynentalnej lub w rynnie dna oceanu pomiędzy kontynentami.

Jeśli w pobliżu granicy platformy utworzą się góry, mogą wystąpić marginalne uskoki i zagłębienia. Sięgają do głębokości 17 kilometrów i rozciągają się wzdłuż formacji górskiej. Z biegiem czasu gromadzą się tu skały osadowe i tworzą się złoża minerałów (ropa naftowa, sole skalne i potasowe itp.).

Skład kory

Masa kory wynosi 2,8 1019 ton. To tylko 0,473% masy całej planety. Zawartość substancji w nim nie jest tak zróżnicowana jak w płaszczu. Tworzą go bazalty, granity i skały osadowe.

Skorupa ziemska składa się w 99,8% z osiemnastu pierwiastków. Reszta stanowi zaledwie 0,2%. Najbardziej powszechne są tlen i krzem, które stanowią większość masy. Oprócz nich kora jest bogata w glin, żelazo, potas, wapń, sód, węgiel, wodór, fosfor, chlor, azot, fluor itp. Zawartość tych substancji można zobaczyć w tabeli:

Nazwa przedmiotu
Tlen
Aluminium
Mangan

Za najrzadszy pierwiastek uważa się astat, substancję niezwykle niestabilną i toksyczną. Do rzadkich minerałów zalicza się także tellur, ind i tal. Często są rozproszone i nie zawierają dużych skupisk w jednym miejscu.

Skorupa kontynentalna

Skorupa kontynentalna lub kontynentalna jest tym, co powszechnie nazywamy lądem. Jest dość stary i zajmuje około 40% powierzchni całej planety. Wiele jego obszarów osiąga wiek od 2 do 4,4 miliarda lat.

Skorupa kontynentalna składa się z trzech warstw. Od góry przykryty jest nieciągłą pokrywą osadową. Skały w nim leżą w warstwach lub warstwach, ponieważ powstają w wyniku kompresji i zagęszczania osadów solnych lub pozostałości mikroorganizmów.

Dolną i starszą warstwę reprezentują granity i gnejsy. Nie zawsze są ukryte pod skałami osadowymi. W niektórych miejscach wypływają na powierzchnię w postaci krystalicznych tarcz.

Najniższa warstwa składa się ze skał metamorficznych, takich jak bazalty i granulity. Warstwa bazaltu może sięgać 20-35 kilometrów.

Skorupa oceaniczna

Część skorupy ziemskiej ukryta pod wodami Oceanu Światowego nazywa się oceaniczną. Jest cieńszy i młodszy niż kontynentalny. Wiek skorupy wynosi niecałe dwieście milionów lat, a jej grubość wynosi około 7 kilometrów.

Skorupa kontynentalna składa się ze skał osadowych pochodzących z pozostałości głębinowych. Poniżej znajduje się warstwa bazaltu o grubości 5-6 kilometrów. Poniżej zaczyna się płaszcz, reprezentowany tutaj głównie przez perydotyty i dunity.

Co sto milionów lat skorupa odnawia się. Jest wchłaniany w strefach subdukcji i tworzy się ponownie na grzbietach śródoceanicznych przy pomocy wydobywających się minerałów.

skorupa Ziemska- cienka górna skorupa Ziemi, która na kontynentach ma grubość 40-50 km, pod oceanami 5-10 km i stanowi tylko około 1% masy Ziemi.

Osiem pierwiastków – tlen, krzem, wodór, aluminium, żelazo, magnez, wapń, sód – stanowi 99,5% skorupy ziemskiej.

Na kontynentach skorupa jest trójwarstwowa: skały osadowe pokrywają skały granitowe, a skały granitowe - skały bazaltowe. Pod oceanami skorupa jest typu „oceanicznego”, dwuwarstwowego; skały osadowe po prostu leżą na bazaltach, nie ma warstwy granitu. Istnieje również przejściowy typ skorupy ziemskiej (np. Strefy łuków wyspowych na obrzeżach oceanów i niektóre obszary na kontynentach).

Skorupa ziemska jest największa w rejonach górskich (pod Himalajami – ponad 75 km), średnia na obszarach platformowych (pod Niziną Zachodniosyberyjską – 35–40, w obrębie Platformy Rosyjskiej – 30–35), a najmniej w centralnych rejonach oceany (5-7 km).

Przeważającą część powierzchni Ziemi stanowią równiny kontynentów oraz dno oceanów.Kontynenty otoczone są szelfem – płytkim pasem o głębokości do 200 g i średniej szerokości około SO km, który po ostrym strome zakole dna, przechodzi w stok kontynentalny (nachylenie waha się od 15-17 do 20-30°). Zbocza stopniowo się wyrównują i przekształcają w równiny głębinowe (głębokość 3,7-6,0 km). Największe głębokości mają rowy oceaniczne (9-11 km), z których zdecydowana większość znajduje się na północnych i zachodnich obrzeżach.

Skorupa ziemska tworzyła się stopniowo: najpierw utworzyła się warstwa bazaltu, następnie warstwa granitu, a warstwa osadowa tworzy się do dziś.

Głębokie warstwy litosfery, które bada się metodami geofizycznymi, mają dość złożoną i wciąż niedostatecznie zbadaną strukturę, podobnie jak płaszcz i jądro Ziemi. Ale wiadomo już, że gęstość skał rośnie wraz z głębokością i jeśli na powierzchni wynosi średnio 2,3-2,7 g/cm3, to na głębokości około 400 km wynosi 3,5 g/cm3, a na głębokości 2900 km (granica płaszcza i rdzenia zewnętrznego) – 5,6 g/cm3. W centrum rdzenia, gdzie ciśnienie osiąga 3,5 tys. t/cm2, wzrasta do 13-17 g/cm3. Ustalono także charakter wzrostu temperatury w głębi Ziemi. Na głębokości 100 km wynosi około 1300 K, na głębokości około 3000 km – 4800 K, a w centrum jądra Ziemi – 6900 K.

Przeważająca część substancji ziemskiej jest w stanie stałym, ale na granicy skorupy ziemskiej i górnego płaszcza (głębokość 100-150 km) leży warstwa zmiękczonych, lepkich skał. Ta grubość (100-150 km) nazywana jest astenosferą. Geofizycy uważają, że inne części Ziemi również mogą znajdować się w stanie rozrzedzonym (w wyniku dekompresji, aktywnego rozpadu radioaktywnego skał itp.), W szczególności w strefie jądra zewnętrznego. Wewnętrzny rdzeń znajduje się w fazie metalicznej, ale obecnie nie ma zgody co do jego składu materiałowego.