Литосфера

Внутреннее строение Земли

Литосфера (от греч. lithos – камень и sphaire – шар) – это твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. Мощность литосферы составляет в среднем от 70 до 250 км.

Земная кора не везде имеет одинаковую толщину. Различают два основных типа земной коры: материковый и океанический.

Под океанами ее нижняя граница уходит на глубину 5–10 км, под равнинами на 35–45 км, а под горными массивами – до 70 км. Слои земной коры состоят из горных пород и минералов. Минерал – природное тело, приблизительно однородное по химическому составу и физическим свойствам, образующееся в результате физико-химических процессов в глубинах и на поверхности литосферы.

Горная порода – природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре.

По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические, метаморфические и осадочные.

Магматические горные породы образуются в результате застывания магмы, поднимающейся из сильно разогретых глубин Земли. В случае, когда магма медленно остывает на большой глубине, образуются интрузивные (или глубинные) горные породы, имеющие кристаллическую структуру. При быстром остывании магмы, излившейся на поверхность, образуются эффузивные (или излившиеся) горные породы (базальт).

Осадочные горные породы формируются под воздействием внешних сил. Выделяют обломочные, хемогенные и органогенные осадочные породы. Обломочные горные породы образовались в результате выветривания, переотложения водой, льдом или ветром продуктов разрушения ранее возникших горных пород. К ним относятся песок, глина, валунный суглинок. Хемогенные горные породы формируются в результате осаждения из воды морей и озер растворенных в ней веществ. Пример такой породы – каменная соль. Органогенные породы образуются в результате накопления останков животных и растений, как правило, на дне океанов, морей и озер. Такой породой является известняк (в частности, его разновидность – ракушечник).

Как осадочные, так и магматические горные породы при погружении на большие глубины под влиянием повышенного давления и высоких температур подвергаются значительным изменениям – метаморфизму, превращаясь в метаморфические горные породы. Так, например, известняк преобразуется в мрамор, песок – в песчаник.

Мантия Земли. Под земной корой, ближе к центру Земли, располагается слой толщиной почти 3000 км, называемый мантией. Внутри мантии, на глубине 100–250 км под континентами и 50–100 км под океанами, находится слой вещества повышенной пластичности, так называемая астеносфера. Ученые предполагают, что мантия состоит из магния, железа и кремния и имеет очень высокую температуру – до 2000°С.

Установлено, что температура горных пород с глубиной возрастает: в среднем на 1°С на каждые 33 метра в глубь Земли. Увеличение температуры происходит, главным образом, за счет распада радиоактивных элементов, входящих в состав земного ядра.

Ядро Земли – пока загадка для науки. С определенной достоверностью можно говорить лишь о его радиусе – 3500 км и температуре – около 4000°С.

Многие ученые считают неслучайным тот факт, что площадь поверхности ядра – 148,7 млн км², как бы уравновешивается площадью поверхности суши Земли – 149 млн км², создавая баланс ее внутренних и внешних сил.

Внутренние (эндогенные) процессы формирования рельефа Земли

Рельеф – это совокупность неровностей земной поверхности разного масштаба, называемых формами рельефа.

Рельеф формируется в результате воздействия на литосферу внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) процессов.

Внутренние геологические процессы обусловливают различные тектонические движения: вертикальные и горизонтальные перемещения отдельных участков земной коры.

Складки – волнообразные изгибы пластов земной коры, созданные совместным действием вертикальных и горизонтальных движений в земной коре. Складка, пласты которой выгнуты кверху, называется антиклинальной складкой, или антиклиналью. Складка, пласты которой прогнуты книзу, называется синклинальной складкой, или синклиналью. Разрывные нарушения (разломы) – это различные нарушения сплошности горных пород, часто сопровождающиеся перемещением разорванных частей относительно друг друга. В зависимости от того как перемещались разорванные блоки в вертикальном направлении, выделяют сбросы и надвиги. Совокупности сбросов и надвигов составляют горсты и грабены. В основу теории литосферных плит положено представление, что вся Литосфера разделена узкими активными зонами – глубинными разломами – на отдельные жесткие плиты, плавающие в пластичном слое верхней мантии. Границы литосферных плит, как в местах их разрыва, так и в местах столкновения, – это подвижные участки земной коры, к которым приурочены большинство действующих вулканов, где часты землетрясения. Эти участки, являющиеся областями новой складчатости, образуют сейсмические пояса Земли. Вулкан – совокупность процессов и явлений, вызванных внедрением магмы в земную кору и излиянием ее на поверхность. Площадные извержения привели к образованию обширных лавовых плато. Наиболее крупные из них – это плато Декан на полуострове Индостан и Колумбийское плато. Трещинные извержения происходят по трещинам иногда большой протяженности. В настоящее время вулканизм этого типа проявляется в Исландии и на дне океанов в районе срединных океанических хребтов. Извержения центрального типа связаны с определенными участками, как правило, на пересечении двух разломов, и происходят по сравнительно узкому каналу, который называется жерло. Это наиболее распространенный тип. Вулканы, образующиеся при таких извержениях, называются слоистыми, или стратовулканами. «Цунами» в переводе с японского – «волна в бухте». Это волны гигантских размеров, порожденные землетрясением или моретрясением. Горячие источники и гейзеры тоже связаны с вулканизмом. Землетрясения также являются проявлением эндогенных земных процессов и представляют собой внезапные подземные удары, сотрясения и смещения пластов и блоков земной коры.

Изучение землетрясений

Внешние (экзогенные) процессы формирования рельефа Земли

Выветривание – это совокупность естественных процессов, приводящих к разрушению горных пород. Различают выветривание физическое, являющееся результатом неодинакового расширения и сжатия частиц породы при суточных и сезонных изменениях температуры.

Существует два вида физического выветривания – температурное и морозное.

Температурное выветривание протекает под влиянием колебаний температуры, вследствие чего минералы, слагающие горные породы, испытывают попеременно то сжатие, то расширение. Это приводит к образованию трещин и в конечном итоге к разрушению пород. Особенно активно температурное выветривание в районах с континентальным климатом, где отмечается огромная разница суточных и сезонных температур.

Морозное выветривание широко распространено в умеренном поясе и наиболее интенсивно протекает весной и осенью, когда дневные температуры положительны, а ночные отрицательны. Вода, попадающая днем в трещины горных пород, ночью замерзает и увеличивает свой объем, что влечет за собой расширение трещин и дальнейшее разрушение вмещающей породы.

Химическое выветривание – разрушение горных пород и минералов под действием химических соединений. Основными факторами этого типа выветривания являются атмосферная и грунтовая вода, свободные кислород и углекислый газ, растворенные в воде органические и некоторые минеральные кислоты. Химическое разложение в результате окисления и растворения протекает одновременно с механическим раздроблением горных пород и минералов.

Активное участие в выветривании принимают живые организмы, прежде всего растения с их развитой корневой системой.

Разрушенные и размельченные горные породы подвергаются сносу (денудации) и откладываются в понижениях рельефа, сглаживая его (аккумуляция).

В районах с достаточным или избыточным увлажнением активную работу по формированию рельефа производят поверхностные воды. Размывая отложения, смывая почву и разрыхленные породы, они образуют т. н. эрозионные формы рельефа (овраги, речные долины, балки). В других местах выносимый материал откладывается, образуя новые аккумулятивные формы рельефа (конусы выноса рек и ручьев).

В районах, где имеются растворимые горные породы (известняк, гипс, каменная соль), образуются карстовые формы рельефа – воронки, пещеры и пр.

Действие ветра выражается в перемещении рыхлых отложений и образовании специфических непрочных форм рельефа в тех местностях, где преобладают несвязанные рыхлые породы, т. е. в каменистых или песчаных пустынях, на песчаных побережьях океанов и морей. К эоловым формам рельефа относятся барханы, дюны, причудливые выветренные скалы, сложенные непрочными горными породами.

Значительное влияние на современный рельеф Земли оказали древние оледенения, создавая как эрозионные формы рельефа (кары, цирки, троги, бараньи лбы и др.), так и аккумулятивные (моренные холмы, гряды, озы и др.). Такие формы рельефа, как наледи, гидролакколиты, бугры пучения, типичны для территорий с многолетней, или вечной, мерзлотой.

Основные формы рельефа Земли

Рельеф Земли – это совокупность всех неровностей поверхности литосферы.

Материки и океаны – основные формы рельефа Земли. Их образование обусловлено тектоническими, космическими и планетарными процессами.

Материк – это крупнейший массив земной коры, который имеет трехслойное строение. Большая часть его поверхности выступает над уровнем Мирового океана. В современную геологическую эпоху существует 6 материков: Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Австралия, Антарктида. Их площади соответственно: 54, 30, 24, 18, 14, 9 млн км².

Мировой океан – непрерывный водный массив, окружающий материки. Мировой океан делится материками на 4 океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. Иногда выделяют также Южный океан, омывающий побережье Антарктиды.

Поверхность Земли составляет 510 млн км². На долю суши приходится всего 29% площади Земли. Все остальное – Мировой океан, т. е. 71%.

Горы и равнины так же, как материки и океаны, являются основными формами рельефа Земли. Горы образуются в результате тектонических поднятий, а равнины – в результате разрушения гор.

Равнины – обширные участки с ровной или холмистой поверхностью. Они различаются по высоте. Бывает, что низменности располагаются ниже уровня моря – это впадины. Прикаспийская низменность расположена на 28 м ниже уровня моря. Примером собственно равнины может служить крупнейшая Восточно-Европейская равнина.

На высотах 200–500 м над уровнем моря располагаются возвышенности.

Горы – участки земной поверхности, приподнятые над уровнем моря на высоту более 500 м. Горы считаются низкими, если их высота от 500 до 1000 м; средними – от 1000 до 2000 м, и высокими – свыше 2000 м. Самая высокая горная вершина на Земле – гора Джомолунгма (Эверест) в Гималаях, имеет высоту 8848 м. Определить высоту гор можно по физической карте, пользуясь шкалой высот.

Классификация форм рельефа по их размерам