Pamätajte
- Čo viete o vnútornej štruktúre Zeme? Aké skaly poznáš? Akými vlastnosťami sa líšia?
Vnútro Zeme je tajomný a oveľa menej prístupný svet ako priestor obklopujúci našu planétu. Doteraz nebolo vynájdené také zariadenie, v ktorom by bolo možné preniknúť do hlbín planéty. Najhlbšia baňa sveta má hĺbku 4 km, najhlbší vrt na polostrove Kola má hĺbku 12 km. To je len 1/500 polomeru Zeme!
Ľudia sa však naučili „pozerať“ do hlbín zeme. Hlavná metóda ich štúdia je seizmická (z gréckeho „seismos“ - zemetrasenie). Zo zemetrasení či umelých výbuchov sa v útrobách Zeme šírili vibrácie. V látkach rôzneho zloženia a hustoty sa šíria rôznou rýchlosťou. Pomocou prístrojov špecialisti merajú tieto rýchlosti a dešifrujú informácie.
Zistilo sa, že vnútro našej planéty je rozdelené do niekoľkých obalov: jadro, plášť a zemská kôra (obr. 33).
Core- stredná časť zemegule. Má veľmi vysoký tlak a teplotu 3000-4000 °C. Jadro pozostáva z najhustejšej a najťažšej látky, pravdepodobne železa. Jadro tvorí asi 30 % hmotnosti Zeme, ale len 15 % jej objemu. Vnútorná pevná časť jadra akoby plávala vo vonkajšej, tekutej vrstve. Vďaka tomuto pohybu okolo Zeme vzniká magnetické pole. Chráni život na našej planéte pred škodlivým kozmickým žiarením. Ručička kompasu reaguje na magnetické pole.
Ryža. 33. Vnútorná stavba Zeme
Podľa vedcov k oddeľovaniu hmoty Zeme na jadro, plášť a kôru došlo od vzniku planéty pred 4,6 miliardami rokov a trvá dodnes. Ťažšie látky klesajú do stredu Zeme a stávajú sa ešte hustejšími, zatiaľ čo ľahšie látky stúpajú nahor a vytvárajú zemskú kôru. Pri prerozdeľovaní hmoty Zeme sa uvoľňuje teplo – hlavný zdroj vnútornej energie Zeme. Keď sa oddelenie vnútra Zeme úplne dokončí, Zem sa stane chladnou a mŕtvou planétou. Podľa výpočtov by sa tak mohlo stať o 1,5 miliardy rokov.
Plášť(z gréckeho „plášť“ - kryt, plášť) - najväčšia z vnútorných schránok Zeme. Plášť tvorí väčšinu (viac ako 80 %) a hmotnosť (takmer 70 %) našej planéty. Materiál plášťa je pevný, ale menej hustý ako v jadre. Tlak a teplota v plášti sa zvyšujú s hĺbkou. Na vrchu plášťa je vrstva, kde je materiál čiastočne roztavený a plastický. Tvrdé vrstvy ležiace vyššie sa pohybujú pozdĺž tejto plastovej vrstvy.
zemská kôra- najtenší vonkajší obal Zeme. Zemská kôra predstavuje menej ako 1% zemskej hmoty. Práve na povrchu zemskej kôry žijú ľudia, z ktorých získavajú minerály. Na rôznych miestach je zemská kôra prerazená početnými mínami a vrtmi. Milióny vzoriek odobratých z nich a zo zemského povrchu umožnili určiť zloženie a štruktúru zemskej kôry.
Živce tvoria polovicu hmotnosti zemskej kôry. Dokonca dostali názov „pole“ kvôli ich rozšírenej distribúcii. Dajú sa nájsť všade: v horách, na poliach...
Kremeň je jedným z najbežnejších minerálov. Bezfarebný kremeň sa nazýva horský krištáľ. Známe sú odrody kremeňa iných farieb: fialová, žltá, hnedá, čierna.
Z čoho sa skladá zemská kôra? Zemská kôra sa skladá z hornín a horniny sú tvorené minerálmi. (Spomeňte si, aké minerály poznáte. Kde sa vám ich podarilo vidieť?)
Minerály sú prírodné látky s rôznym zložením, vlastnosťami a vonkajšími charakteristikami.
Minerály sa vyznačujú takými vlastnosťami, ako je farba, tvrdosť, lesk, priehľadnosť a hustota. Minerály vznikali a vznikajú tak v hlbokých vrstvách zemskej kôry, ako aj na jej povrchu.
Ryža. 34. Najbežnejšie minerály na Zemi: a - živec; b - kremeň; c - sľuda
Ľudia poznajú asi 3000 minerálov. Väčšina z nich je vzácna. Medzi vzácne minerály patrí diamant, platina, striebro a grafit. Existuje len niekoľko desiatok rozšírených minerálov, ktoré tvoria horniny. Najrozšírenejšími minerálmi na Zemi sú živce, kremeň a sľuda (obr. 34). Minerály tvoria horniny.
Horniny sú prírodné telesá zložené z jedného alebo viacerých minerálov.
Minerálne kryštály v hornine môžu mať rôznu veľkosť. U mnohých plemien ich možno vidieť iba pod mikroskopom. Kryštály minerálov sú navzájom spojené s rôznou silou. Preto sú niektoré horniny tvrdé a monolitické, iné sú pórovité a ľahké a iné sú voľné a drobivé. Zloženie minerálov v hornine a sila ich spojenia závisí od podmienok, v ktorých hornina vznikla. Podľa podmienok vzniku sú všetky horniny rozdelené do troch veľkých skupín: magmatické, sedimentárne a metamorfované.
Otázky a úlohy
- Čo má väčšiu hmotnosť – jadro, plášť alebo zemská kôra?
- V akom stave je látka v plášti? v jadre?
- čo je rock? Ako sa líši od minerálu?
- Uveďte príklady hornín a minerálov, ktoré sú bežné vo vašej oblasti.
Zemská kôra vo vedeckom zmysle je najvrchnejšia a najtvrdšia geologická časť obalu našej planéty.
Vedecký výskum nám umožňuje dôkladne ho študovať. To je uľahčené opakovaným vŕtaním studní na kontinentoch aj na dne oceánov. Štruktúra zeme a zemskej kôry v rôznych častiach planéty sa líši zložením aj vlastnosťami. Horná hranica zemskej kôry je viditeľný reliéf a spodná hranica je zóna oddelenia týchto dvoch prostredí, ktorá je známa aj ako povrch Mohorovicic. Často sa označuje jednoducho ako „hranica M“. Tento názov dostal vďaka chorvátskemu seizmológovi Mohorovicicovi A. Dlhé roky pozoroval rýchlosť seizmických pohybov v závislosti od úrovne hĺbky. V roku 1909 zistil existenciu rozdielu medzi zemskou kôrou a horúcim zemským plášťom. Hranica M leží na úrovni, kde sa rýchlosť seizmických vĺn zvyšuje zo 7,4 na 8,0 km/s.
Chemické zloženie Zeme
Vedci pri štúdiu škrupín našej planéty dospeli k zaujímavým a dokonca ohromujúcim záverom. Štrukturálne vlastnosti zemskej kôry ju robia podobnou tým istým oblastiam na Marse a Venuši. Viac ako 90 % jeho základných prvkov predstavuje kyslík, kremík, železo, hliník, vápnik, draslík, horčík a sodík. Vzájomným spojením v rôznych kombináciách vytvárajú homogénne fyzické telá - minerály. Môžu byť obsiahnuté v horninách v rôznych koncentráciách. Štruktúra zemskej kôry je veľmi heterogénna. Horniny v zovšeobecnenej forme sú teda agregáty viac-menej konštantného chemického zloženia. Ide o nezávislé geologické telesá. Znamenajú jasne definovanú oblasť zemskej kôry, ktorá má v rámci svojich hraníc rovnaký pôvod a vek.
Skaly podľa skupiny
1. Magmatický. Názov hovorí sám za seba. Vznikajú z ochladenej magmy vytekajúcej z úst starovekých sopiek. Štruktúra týchto hornín priamo závisí od rýchlosti tuhnutia lávy. Čím je väčšia, tým menšie sú kryštály látky. V hrúbke zemskej kôry vznikala napríklad žula a čadič sa objavil v dôsledku postupného vylievania magmy na jej povrch. Rozmanitosť takýchto plemien je pomerne veľká. Pri pohľade na štruktúru zemskej kôry vidíme, že sa skladá zo 60 % zo magmatických minerálov.
2. Sedimentárne. Ide o horniny, ktoré boli výsledkom postupného ukladania úlomkov určitých minerálov na pevninu a dno oceánov. Môžu to byť sypké zložky (piesok, kamienky), stmelené zložky (pieskovec), zvyšky mikroorganizmov (uhlie, vápenec) alebo produkty chemických reakcií (draselná soľ). Na kontinentoch tvoria až 75 % celej zemskej kôry.
Podľa fyziologického spôsobu tvorby sa sedimentárne horniny delia na:
- Klasické. Sú to zvyšky rôznych hornín. Boli zničené pod vplyvom prírodných faktorov (zemetrasenie, tajfún, cunami). Patria sem piesok, kamienky, štrk, drvený kameň, hlina.
- Chemický. Postupne vznikajú z vodných roztokov niektorých minerálnych látok (soli).
- Organické alebo biogénne. Pozostávajú zo zvyškov zvierat alebo rastlín. Sú to ropná bridlica, plyn, ropa, uhlie, vápenec, fosfority, krieda.
3. Premenené horniny. Môžu sa na ne premeniť ďalšie komponenty. K tomu dochádza pod vplyvom meniacej sa teploty, vysokého tlaku, roztokov alebo plynov. Napríklad mramor môžete získať z vápenca, rulu zo žuly a kremenec z piesku.
Minerály a horniny, ktoré ľudstvo aktívne využíva vo svojom živote, sa nazývajú minerály. Čo sú zač?
Ide o prírodné minerálne útvary, ktoré ovplyvňujú štruktúru zeme a zemskú kôru. Využitie nájdu v poľnohospodárstve a priemysle ako v prírodnej forme, tak aj pri spracovaní.
Druhy užitočných minerálov. Ich klasifikácia
V závislosti od ich fyzického stavu a agregácie možno minerály rozdeliť do kategórií:
- Pevné (ruda, mramor, uhlie).
- Kvapalina (minerálna voda, olej).
- Plynný (metán).
Charakteristika jednotlivých druhov minerálov
Podľa zloženia a vlastností aplikácie sa rozlišujú:
- Horľavé látky (uhlie, ropa, plyn).
- ruda. Patria sem rádioaktívne (rádium, urán) a ušľachtilé kovy (striebro, zlato, platina). Existujú rudy železných (železo, mangán, chróm) a neželezných kovov (meď, cín, zinok, hliník).
- Nekovové minerály zohrávajú významnú úlohu v takom koncepte, akým je štruktúra zemskej kôry. Ich geografia je rozsiahla. Ide o nekovové a nehorľavé horniny. Ide o stavebné materiály (piesok, štrk, íl) a chemikálie (síra, fosfáty, draselné soli). Samostatná časť je venovaná drahým a okrasným kameňom.
Rozloženie minerálov na našej planéte priamo závisí od vonkajších faktorov a geologických vzorov.
Palivové nerasty sa teda ťažia predovšetkým v ropných, plynových a uhoľných panvách. Sú sedimentárneho pôvodu a tvoria sa na sedimentárnych krytoch plošín. Ropa a uhlie sa zriedka vyskytujú spolu.
Rudné minerály najčastejšie zodpovedajú podložiu, previsom a zvrásneným oblastiam plošinových platní. Na takýchto miestach môžu vytvárať obrovské pásy.
Core
Zemská škrupina, ako je známe, je viacvrstvová. Jadro sa nachádza v samom strede a jeho polomer je približne 3 500 km. Jeho teplota je oveľa vyššia ako teplota Slnka a je asi 10 000 K. Presné údaje o chemickom zložení jadra neboli získané, ale pravdepodobne pozostáva z niklu a železa.
Vonkajšie jadro je v roztavenom stave a má ešte väčší výkon ako vnútorné. Tá je vystavená obrovskému tlaku. Látky, z ktorých pozostáva, sú v trvalom pevnom stave.
Plášť
Zemská geosféra obklopuje jadro a tvorí asi 83 percent celého povrchu našej planéty. Spodná hranica plášťa sa nachádza v obrovskej hĺbke takmer 3000 km. Táto škrupina je konvenčne rozdelená na menej plastickú a hustú hornú časť (z toho sa tvorí magma) a nižšiu kryštalickú, ktorej šírka je 2 000 kilometrov.
Zloženie a štruktúra zemskej kôry
Aby sme mohli hovoriť o tom, aké prvky tvoria litosféru, musíme uviesť niekoľko konceptov.
Zemská kôra je vonkajšia vrstva litosféry. Jeho hustota je menšia ako polovica priemernej hustoty planéty.
Zemskú kôru od plášťa oddeľuje hranica M, ktorá už bola spomenutá vyššie. Keďže procesy prebiehajúce v oboch oblastiach sa navzájom ovplyvňujú, ich symbióza sa zvyčajne nazýva litosféra. Znamená to „kamenná škrupina“. Jeho výkon sa pohybuje od 50 do 200 kilometrov.
Pod litosférou sa nachádza astenosféra, ktorá má menej hustú a viskóznu konzistenciu. Jeho teplota je asi 1200 stupňov. Jedinečnou vlastnosťou astenosféry je schopnosť narušiť jej hranice a preniknúť do litosféry. Je zdrojom vulkanizmu. Tu sa nachádzajú roztavené vrecká magmy, ktorá preniká zemskou kôrou a vylieva sa na povrch. Štúdiom týchto procesov vedci dokázali urobiť veľa úžasných objavov. Takto sa skúmala štruktúra zemskej kôry. Litosféra vznikla pred mnohými tisíckami rokov, no aj teraz v nej prebiehajú aktívne procesy.
Konštrukčné prvky zemskej kôry
V porovnaní s plášťom a jadrom je litosféra tvrdá, tenká a veľmi krehká vrstva. Tvorí ho kombinácia látok, v ktorých bolo doteraz objavených viac ako 90 chemických prvkov. Sú distribuované heterogénne. 98 percent hmoty zemskej kôry tvorí sedem zložiek. Ide o kyslík, železo, vápnik, hliník, draslík, sodík a horčík. Najstaršie horniny a minerály majú viac ako 4,5 miliardy rokov.
Štúdiom vnútornej štruktúry zemskej kôry možno identifikovať rôzne minerály.
Minerál je relatívne homogénna látka, ktorá sa nachádza vo vnútri aj na povrchu litosféry. Ide o kremeň, sadru, mastenec atď. Horniny sú tvorené jedným alebo viacerými minerálmi.
Procesy, ktoré tvoria zemskú kôru
Štruktúra oceánskej kôry
Táto časť litosféry pozostáva hlavne z čadičových hornín. Štruktúra oceánskej kôry nebola študovaná tak dôkladne ako kontinentálna kôra. Teória doskovej tektoniky vysvetľuje, že oceánska kôra je relatívne mladá a jej najnovšie časti možno datovať do neskorej jury.
Jeho hrúbka sa v priebehu času prakticky nemení, pretože je určená množstvom tavenín uvoľnených z plášťa v zóne stredooceánskych chrbtov. Výrazne ho ovplyvňuje hĺbka sedimentárnych vrstiev na dne oceánu. V najrozsiahlejších oblastiach sa pohybuje od 5 do 10 kilometrov. Tento typ zemského obalu patrí do oceánskej litosféry.
Kontinentálna kôra
Litosféra interaguje s atmosférou, hydrosférou a biosférou. V procese syntézy tvoria najzložitejší a najreaktívnejší obal Zeme. Práve v tektonosfére prebiehajú procesy, ktoré menia zloženie a štruktúru týchto schránok.
Litosféra na zemskom povrchu nie je homogénna. Má niekoľko vrstiev.
- Sedimentárne. Tvoria ho najmä horniny. Prevládajú tu íly a bridlice, rozšírené sú aj karbonátové, vulkanické a piesčité horniny. V sedimentárnych vrstvách môžete nájsť minerály, ako je plyn, ropa a uhlie. Všetky sú organického pôvodu.
- Žulová vrstva. Pozostáva z vyvrelých a metamorfovaných hornín, ktoré sú svojou povahou najbližšie k žule. Táto vrstva sa nenachádza všade, najvýraznejšia je na kontinentoch. Tu môže byť jeho hĺbka desiatky kilometrov.
- Čadičovú vrstvu tvoria horniny blízke rovnomennému minerálu. Je hustejšia ako žula.
Hĺbkové a teplotné zmeny v zemskej kôre
Povrchová vrstva je ohrievaná slnečným teplom. Toto je heliometrická škrupina. Zažíva sezónne teplotné výkyvy. Priemerná hrúbka vrstvy je asi 30 m.
Nižšie je vrstva, ktorá je ešte tenšia a krehkejšia. Jeho teplota je konštantná a približne sa rovná priemernej ročnej teplote charakteristickej pre túto oblasť planéty. V závislosti od kontinentálneho podnebia sa hĺbka tejto vrstvy zväčšuje.
Ešte hlbšie v zemskej kôre je ďalší level. Toto je geotermálna vrstva. Štruktúra zemskej kôry umožňuje jej prítomnosť a jej teplota je určená vnútorným teplom Zeme a zvyšuje sa s hĺbkou.
K zvýšeniu teploty dochádza v dôsledku rozpadu rádioaktívnych látok, ktoré sú súčasťou hornín. V prvom rade ide o rádium a urán.
Geometrický gradient - veľkosť nárastu teploty v závislosti od stupňa nárastu hĺbky vrstiev. Tento parameter závisí od rôznych faktorov. Ovplyvňuje ju štruktúra a typy zemskej kôry, ako aj zloženie hornín, úroveň a podmienky ich výskytu.
Teplo zemskej kôry je dôležitým zdrojom energie. Jeho štúdium je dnes veľmi dôležité.
Plán
Zemská kôra (kontinentálna, oceánska, prechodná).
Hlavnými zložkami zemskej kôry sú chemické prvky, minerály, horniny a geologické telesá.
Základy klasifikácie vyvrelých hornín.
Zemská kôra (kontinentálna, oceánska, prechodná)
Na základe údajov z hlbokých seizmických sond je v zemskej kôre identifikovaných niekoľko vrstiev, ktoré sa vyznačujú rôznymi rýchlosťami elastických vibrácií. Z týchto vrstiev sa tri považujú za primárne. Najvyšší z nich je známy ako sedimentárny obal, stredný je granitovo-metamorfovaný a spodný je bazaltový (obr.).
Ryža. . Schéma štruktúry kôry a vrchného plášťa vrátane pevnej litosféry
a plastickej astenosféry
Sedimentárna vrstva zložený prevažne z najmäkších, najvoľnejších a najhustejších (v dôsledku cementovania uvoľnených) hornín. Sedimentárne horniny sa zvyčajne vyskytujú vo vrstvách. Hrúbka sedimentárnej vrstvy na povrchu Zeme je veľmi premenlivá a pohybuje sa od niekoľkých m do 10-15 km. Existujú oblasti, kde sedimentárna vrstva úplne chýba.
Granitovo-metamorfná vrstva zložený prevažne z vyvrelých a premenených hornín bohatých na hliník a kremík. Miesta, kde nie je sedimentárna vrstva a na povrch vystupuje žulová vrstva, sa nazývajú krištáľové štíty(Kolsky, Anabarsky, Aldansky atď.). Hrúbka žulovej vrstvy je 20 - 40 km, na niektorých miestach táto vrstva chýba (na dne Tichého oceánu). Podľa štúdie rýchlosti seizmických vĺn sa hustota hornín na dolnej hranici od 6,5 km/s do 7,0 km/s prudko mení. Táto hranica žulovej vrstvy, oddeľujúca vrstvu žuly od vrstvy čadiča, sa nazýva Konrádove hranice.
Čadičová vrstva vyniká na báze zemskej kôry, je prítomný všade, jeho hrúbka sa pohybuje od 5 do 30 km. Hustota látky v čadičovej vrstve je 3,32 g/cm 3, svojím zložením sa líši od granitov a vyznačuje sa výrazne nižším obsahom oxidu kremičitého. Na spodnej hranici vrstvy sa pozoruje prudká zmena rýchlosti prechodu pozdĺžnych vĺn, čo naznačuje prudkú zmenu vlastností hornín. Táto hranica sa považuje za spodnú hranicu zemskej kôry a nazýva sa Mohorovicic hranica, ako je uvedené vyššie.
V rôznych častiach zemegule je zemská kôra heterogénna v zložení aj hrúbke. Typy zemskej kôry - kontinentálny alebo kontinentálny, oceánsky a prechodný. Oceánska kôra zaberá asi 60 % a kontinentálna kôra asi 40 % zemského povrchu, čo sa líši od rozloženia plochy oceánov a pevniny (71 % a 29 %). Je to spôsobené tým, že hranica medzi uvažovanými typmi kôry prechádza pozdĺž kontinentálnej nohy. Plytké moria, akými sú napríklad Baltské a Arktické more Ruska, patria do Svetového oceánu len z geografického hľadiska. V oblasti oceánov sa nachádzajú oceánsky typ, vyznačujúci sa tenkou sedimentárnou vrstvou, pod ktorou sa nachádza čadičová vrstva. Okrem toho je oceánska kôra oveľa mladšia ako kontinentálna kôra - vek prvej nie je viac ako 180 - 200 miliónov rokov. Zemská kôra pod kontinentom obsahuje všetky 3 vrstvy, má veľkú hrúbku (40-50 km) a je tzv. pevnina. Prechodná kôra zodpovedá podmorským kontinentálnym okrajom. Na rozdiel od kontinentálnej sa tu žulová vrstva prudko zmenšuje a mizne v oceáne a potom sa zmenšuje hrúbka čadičovej vrstvy.
Sedimentárne, granitovo-metamorfované a čadičové vrstvy spolu vytvárajú schránku, ktorá sa nazýva sial – od slov kremík a hliník. Zvyčajne sa verí, že v sialickej škrupine je vhodné identifikovať koncept zemskej kôry. Zistilo sa tiež, že v priebehu geologickej histórie zemská kôra absorbuje kyslík a dodnes ho tvorí 91 % objemu.
Hlavnými zložkami zemskej kôry sú chemické prvky, minerály, horniny, geologické telesá
Hmota Zeme pozostáva z chemických prvkov. V rámci horninového obalu tvoria chemické prvky minerály, minerály horniny a horniny zase geologické telesá. Naše znalosti o chémii Zeme, alebo inak geochémii, s hĺbkou katastrofálne klesajú. Pod 15 km sú naše poznatky postupne nahradené hypotézami.
Americký chemik F.W. Clarke spolu s G.S. Washington, ktorý na začiatku minulého storočia začal s analýzou rôznych hornín (5159 vzoriek), zverejnil údaje o priemernom obsahu asi desiatich najbežnejších prvkov v zemskej kôre. Frank Clark vychádzal z pozície, že pevná zemská kôra do hĺbky 16 km pozostáva z 95 % vyvrelých hornín a 5 % sedimentárnych hornín vytvorených z vyvrelých hornín. Preto F. Clark na výpočet použil 6000 analýz rôznych hornín, pričom použil ich aritmetický priemer. Následne boli tieto údaje doplnené o priemerné údaje o obsahoch ďalších prvkov.Ukázalo sa, že najčastejšie prvky zemskej kôry sú (hm.%): 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, čo je spolu 99,79 %. Tieto prvky (okrem vodíka), ako aj uhlík, fosfor, chlór, fluór a niektoré ďalšie sa nazývajú horninotvorné alebo petrogénne.
Následne boli tieto čísla opakovane objasňované rôznymi autormi (tabuľka).
Porovnanie rôznych odhadov zloženia kontinentálnej kôry,
|
Druh kôry |
Horná kontinentálna kôra |
Kontinentálna kôra |
|||
|
Goldschmidt, 1938 |
Vinogradov, 1962 |
Ronov a kol., 1990 |
Ronov a kol., 1990 |
||
Priemerné hmotnostné frakcie chemických prvkov v zemskej kôre boli pomenované na návrh akademika A.E. Fersmana Clarks. Najnovšie údaje o chemickom zložení guľôčok Zeme sú zhrnuté v nasledujúcom diagrame (obrázok).
Všetka hmota v zemskej kôre a plášti pozostáva z minerálov, ktoré sa líšia tvarom, štruktúrou, zložením, množstvom a vlastnosťami. V súčasnosti bolo identifikovaných viac ako 4000 minerálov. Nie je možné uviesť presné číslo, pretože každý rok sa počet minerálnych druhov dopĺňa o 50-70 názvov minerálnych druhov. Napríklad na území bývalého ZSSR bolo objavených asi 550 minerálov (320 druhov je uložených v múzeu A.E. Fersmana), z ktorých viac ako 90% bolo objavených v 20. storočí.
Minerálne zloženie zemskej kôry je nasledovné (obj. %): živce - 43,1; pyroxény - 16,5; olivín - 6,4; amfiboly - 5,1; sľuda - 3,1; ílové minerály - 3,0; ortokremičitany – 1,3; chloritany, serpentíny - 0,4; kremeň – 11,5; kristobalit - 0,02; tridymit - 0,01; uhličitany - 2,5; rudné minerály - 1,5; fosfáty - 1,4; sírany - 0,05; hydroxidy železa - 0,18; ostatné - 0,06; organická hmota - 0,04; chloridy - 0,04.
Tieto čísla sú, samozrejme, veľmi relatívne. Vo všeobecnosti je minerálne zloženie zemskej kôry najrozmanitejšie a najbohatšie v porovnaní so zložením hlbších geosfér a meteoritov, substancie Mesiaca a vonkajších obalov iných terestrických planét. Takže na Mesiaci bolo identifikovaných 85 minerálov a 175 v meteoritoch.
Prírodné minerálne agregáty, ktoré tvoria samostatné geologické telesá v zemskej kôre, sa nazývajú horniny. Pojem „geologické teleso“ je viacrozmerný koncept, zahŕňa objemy od minerálneho kryštálu až po kontinenty. Každá hornina tvorí v zemskej kôre (vrstva, šošovka, masív, obal...) trojrozmerné teleso, vyznačujúce sa určitým materiálovým zložením a špecifickou vnútornou štruktúrou.
Termín „skala“ zaviedol do ruskej geologickej literatúry koncom 18. storočia Vasilij Michajlovič Severgin. Štúdium zemskej kôry ukázalo, že je zložená z rôznych hornín, ktoré možno na základe pôvodu rozdeliť do 3 skupín: vyvrelé alebo vyvrelé, sedimentárne a metamorfované.
Predtým, ako prejdeme k popisu každej zo skupín hornín samostatne, je potrebné sa pozastaviť nad ich historickými vzťahmi.
Všeobecne sa uznáva, že zemeguľa bola pôvodne roztaveným telesom. Z tejto primárnej taveniny alebo magmy sa ochladzovaním vytvorila pevná zemská kôra, pôvodne zložená výlučne z vyvrelých hornín, ktoré treba považovať za historicky najstaršiu skupinu hornín.
Až v neskoršej fáze vývoja Zeme mohli vzniknúť horniny iného pôvodu. To sa stalo možným po vzniku všetkých jeho vonkajších obalov: atmosféry, hydrosféry, biosféry. Primárne vyvrelé horniny boli pod ich vplyvom a slnečnou energiou zničené, zničený materiál bol vodou a vetrom premiestnený, triedený a opäť cementovaný. Takto vznikli sedimentárne horniny, ktoré sú sekundárne k vyvretým horninám, z ktorých vznikli.
Vyvrelé aj sedimentárne horniny slúžili ako materiály na vznik metamorfovaných hornín. V dôsledku rôznych geologických procesov došlo k poklesu veľkých plôch zemskej kôry a nahromadeniu sedimentárnych hornín v týchto oblastiach. Pri týchto poklesoch klesajú spodné časti vrstiev do stále väčších hĺbok v oblasti vysokých teplôt a tlakov, v oblasti prenikania rôznych pár a plynov z magmy a cirkulácie roztokov horúcej vody, čím sa do nich vnášajú nové chemické prvky. skaly. Výsledkom je metamorfóza.
Distribúcia týchto plemien je rôzna. Odhaduje sa, že litosféra pozostáva z 95 % vyvrelých a metamorfovaných hornín a iba 5 % sedimentárnych hornín. Na povrchu je distribúcia trochu odlišná. Sedimentárne horniny pokrývajú 75 % zemského povrchu a len 25 % tvoria vyvrelé a premenené horniny.
Zemská kôra je tvrdá povrchová vrstva našej planéty. Vznikol pred miliardami rokov a neustále mení svoj vzhľad pod vplyvom vonkajších a vnútorných síl. Časť je ukrytá pod vodou, druhá tvorí súš. Zemskú kôru tvoria rôzne chemikálie. Poďme zistiť, ktoré.
Povrch planéty
Stovky miliónov rokov po vzniku Zeme začala jej vonkajšia vrstva vriacej roztavenej horniny chladnúť a vytvorila zemskú kôru. Povrch sa z roka na rok menil. Objavili sa na nej trhliny, hory a sopky. Vietor ich vyhladil, takže sa po chvíli opäť objavili, ale na iných miestach.
Vďaka vonkajšej a vnútornej je pevná vrstva planéty heterogénna. Z hľadiska štruktúry možno rozlíšiť tieto prvky zemskej kôry:
- geosynklinály alebo zložené oblasti;
- platformy;
- okrajové zlomy a korytá.
Plošiny sú rozsiahle, nízko sa pohybujúce oblasti. Ich horná vrstva (do hĺbky 3-4 km) je pokrytá sedimentárnymi horninami, ktoré sa vyskytujú v horizontálnych vrstvách. Spodná úroveň (základ) je silne pokrčená. Pozostáva z metamorfovaných hornín a môže obsahovať vyvrelé inklúzie.
Geosynklinály sú tektonicky aktívne oblasti, v ktorých prebiehajú procesy horskej výstavby. Vznikajú na styku oceánskeho dna a kontinentálnej platformy alebo v žľabe oceánskeho dna medzi kontinentmi.
Ak sa hory vytvoria blízko hranice platformy, môžu sa vyskytnúť okrajové zlomy a úžľabiny. Zasahujú až do hĺbky 17 kilometrov a tiahnu sa pozdĺž horského útvaru. Postupom času sa tu hromadia sedimentárne horniny a vytvárajú sa ložiská nerastov (ropa, kamenné a draselné soli atď.).
Zloženie kôry
Hmotnosť kôry je 2,8 1019 ton. To je len 0,473 % hmotnosti celej planéty. Obsah látok v ňom nie je taký rôznorodý ako v plášti. Tvoria ho bazalty, žuly a sedimentárne horniny.
99,8 % zemskej kôry pozostáva z osemnástich prvkov. Zvyšok predstavuje len 0,2 %. Najbežnejšie sú kyslík a kremík, ktoré tvoria väčšinu hmoty. Okrem nich je kôra bohatá na hliník, železo, draslík, vápnik, sodík, uhlík, vodík, fosfor, chlór, dusík, fluór atď. Obsah týchto látok je možné vidieť v tabuľke:
Názov položky | ||
Kyslík | ||
hliník | ||
mangán | ||
Za najvzácnejší prvok sa považuje astatín, mimoriadne nestabilná a toxická látka. Medzi vzácne minerály patrí aj telúr, indium a tálium. Často sú rozptýlené a neobsahujú veľké koncentrácie na jednom mieste.
Kontinentálna kôra
Kontinentálna alebo kontinentálna kôra je to, čo bežne nazývame zemou. Je dosť starý a pokrýva asi 40% celej planéty. Mnohé z jeho oblastí dosahujú vek 2 až 4,4 miliardy rokov.
Kontinentálna kôra pozostáva z troch vrstiev. Zvrchu je pokrytý nesúvislým sedimentárnym obalom. Horniny v ňom ležia vo vrstvách alebo vrstvách, pretože vznikajú stláčaním a zhutňovaním soľných sedimentov alebo zvyškov mikroorganizmov.
Spodnú a staršiu vrstvu predstavujú žuly a ruly. Nie sú vždy skryté pod sedimentárnymi horninami. Miestami vychádzajú na povrch vo forme kryštalických štítov.
Najspodnejšiu vrstvu tvoria metamorfované horniny ako bazalty a granulity. Vrstva čadiča môže dosiahnuť 20-35 kilometrov.
Oceánska kôra
Časť zemskej kôry ukrytá pod vodami Svetového oceánu sa nazýva oceánska. Je tenšia a mladšia ako kontinentálna. Vek kôry je menej ako dvesto miliónov rokov a jej hrúbka je približne 7 kilometrov.
Kontinentálna kôra je zložená zo sedimentárnych hornín z hlbokomorských zvyškov. Nižšie je čadičová vrstva hrubá 5-6 kilometrov. Pod ním sa začína príkrov, zastúpený tu najmä peridotitmi a dunitmi.
Každých sto miliónov rokov sa kôra obnovuje. Absorbuje sa v subdukčných zónach a opäť sa tvorí v stredooceánskych hrebeňoch pomocou minerálov, ktoré vychádzajú.
zemská kôra- tenký vrchný obal Zeme, ktorý má na kontinentoch hrúbku 40-50 km, 5-10 km pod oceánmi a tvorí len asi 1% hmotnosti Zeme.
Osem prvkov – kyslík, kremík, vodík, hliník, železo, horčík, vápnik, sodík – tvorí 99,5 % zemskej kôry.
Na kontinentoch je kôra trojvrstvová: sedimentárne horniny pokrývajú žulové horniny a žulové horniny prekrývajú čadičové horniny. Pod oceánmi je kôra „oceánskeho“, dvojvrstvového typu; sedimentárne horniny jednoducho ležia na bazaltoch, nie je tam žiadna žulová vrstva. Existuje aj prechodný typ zemskej kôry (napríklad ostrovné oblúkové zóny na okrajoch oceánov a niektoré oblasti na kontinentoch).
Zemská kôra je najväčšia v horských oblastiach (pod Himalájami - viac ako 75 km), priemerne v plošinových oblastiach (pod Západosibírskou nížinou - 35-40, v rámci Ruskej platformy - 30-35) a najmenej v centrálnych oblastiach oceány (5-7 km).
Prevažnú časť zemského povrchu tvoria roviny kontinentov a dno oceánov.Kontinenty obklopuje šelf - plytký pás s hĺbkou do 200 g a priemernou šírkou asi SO km, ktorý po ostrom strmý ohyb dna prechádza do kontinentálneho svahu (sklon sa pohybuje od 15-17 do 20-30° ). Svahy sa postupne vyrovnávajú a prechádzajú do priepastných nížin (hĺbky 3,7-6,0 km). Najväčšie hĺbky (9-11 km) majú oceánske priekopy, z ktorých veľká väčšina sa nachádza na severnom a západnom okraji.
Zemská kôra sa vytvárala postupne: najprv sa vytvorila čadičová vrstva, potom žulová vrstva, sedimentárna vrstva sa tvorí dodnes.
Hlboké vrstvy litosféry, ktoré sú skúmané geofyzikálnymi metódami, majú pomerne zložitú a stále nedostatočne prebádanú štruktúru, rovnako ako plášť a jadro Zeme. Ale už je známe, že hustota hornín rastie s hĺbkou a ak je na povrchu v priemere 2,3-2,7 g/cm3, tak v hĺbke asi 400 km je to 3,5 g/cm3 a v hĺbke 2900 km ( hranica plášťa a vonkajšieho jadra) - 5,6 g/cm3. V strede jadra, kde tlak dosahuje 3,5 tisíc t/cm2, sa zvyšuje na 13-17 g/cm3. Bola tiež stanovená povaha zvýšenia hlbokej teploty Zeme. V hĺbke 100 km je to približne 1300 K, v hĺbke približne 3000 km -4800 K a v strede zemského jadra - 6900 K.
Prevažná časť zemskej hmoty je v pevnom skupenstve, ale na rozhraní zemskej kôry a vrchného plášťa (hĺbky 100-150 km) leží vrstva zmäkčených, pastovitých hornín. Táto hrúbka (100-150 km) sa nazýva astenosféra. Geofyzici sa domnievajú, že aj iné časti Zeme môžu byť v riedkom stave (v dôsledku dekompresie, aktívneho rádiového rozpadu hornín atď.), najmä v zóne vonkajšieho jadra. Vnútorné jadro je v kovovej fáze, ale dnes neexistuje konsenzus ohľadom jeho materiálového zloženia.
