Литосфера и земная кора

Рельеф. Движущие силы рельефообразования

Рельеф – эта форма постоянно меняющейся поверхности Земли или совокупность неровностей Земли, различного происхождения, размера и возраста. Трансформация земного рельефа происходит под влиянием внешних и внутренних сил. Они взаимосвязаны между собой. Эндогенные (внутренние) процессы образуют неровности поверхности, а экзогенные (внешние) путем разрушения выравнивают рельеф.

Внутренние процессы рельефообразования

Основной источник энергии эндогенных процессов – это энергия в недрах Земли. Наибольшее влияние среди эндогенных сил на рельефообразование оказывают:

• тектонические движения;
• землетрясения;
• вулканизм.

Тектонические движения–движение коры Земли под влиянием сил мантии.

Землетрясения–подземные толчки, приводящие к колебанию поверхности Земли. Ежедневно возникают в разных уголках планеты. Чаще всего на океанском дне и сейсмических поясах.

В зависимости от причин возникновения толчков, землетрясения бывают:

• Тектонические землетрясения. Тектонические плиты постоянно находятся в движении. Сталкиваясь друг с другом, они порождают землетрясения. Даже минимальная энергия, освобождаемая при сдвиге горных пород, деформирует земную поверхность и несет разрушения.

Техногенные землетрясения возникают путем губительного воздействия человечества на планету. Объекты добычи ископаемых, шахты и карьеры, большие искусственные водоемы – зоны повышенного количества земных толчков.

Вулканическиеземлетрясения происходят под давлением лавных потоков на поверхность Земли. Амплитуда толчков небольшая, но длительность явления достигает 2 недель. Часто предшествует извержению.

Обвальные землетрясенияобразуются путем размывания подземными водами земной тверди и последующим появлением земляных пустот. Для этих землетрясений характерны оползни и обвалы.

Искусственные землетрясения также связаны с деятельностью человека. Например, запуск спутника или испытание ядерного оружия могут спровоцировать подземные толчки.

Подводные землетрясения. Смещение плит в водах Мирового океана провоцирует сдвиг океанической коры, отягощенный возникновением гигантских волн- цунами.

Место столкновение плит и непосредственный центр землетрясения называется его очагом ( гипоцентром). Место над очагом на поверхности земли – эпицентр. Именно в этом районе и происходят самые сильные разрушения.

Точно предугадать начало и место землетрясений невозможно. Сейсмология — наука, изучающая очаги землетрясений, ставит перед собой задачу примерного выяснения района и силы природного явления. Все данные регистрируются специальными приборами – сейсмографами. Мощность землетрясений определяют по 10 – бальной шкале Рихтера. За расчет единицы берется амплитуда колебательных волн. Чем больше ее показатель, тем сильнее будут толчки.

Вулканизм – природное явление, связанное с перемещением жидкой магмы к земной поверхности и излитием в виде лавы. Магма (расплавленное вещество) отличается от лавы тем, что содержит летучие вещества, которые на поверхности уходят в атмосферу. Извергаемые вещества формируют конусообразную гору – вулкан. Они могут быть действующими, потухшими и уснувшими, а также наземными и подводными. Расположены вулканы в основном в сейсмических зонах:

• Тихоокеанский сейсмический пояс окольцовывает Тихий океан.

Средиземноморский сейсмический пояс имеетмного потухших вулканов — в горах Кавказа.

Атлантический пояс представлен наземными и действующими подводными вулканами.

Внешние процессы рельефообразования

Основной источник энергии экзогенных процессов – это энергия на поверхности от солнечных лучей. Наибольшее влияние среди эндогенных сил на рельефообразование оказывают:

• выветривание;
• деятельность вод;
• деятельность ветра;
• деятельность ледников.

Главным внешним процессом является выветривание — процесс разрушения горных пород. Влияет на рыхлость пород и подготавливает их к перемещению.

Деятельность вод. Движение вод преобразуют рельеф до неузнаваемости. Они способны прорезать долины, каньоны и ущелья. Формируют овражно-балочный вид рельефа.

Изменяется рельеф и путем переноса большого количества песчаных частиц. Появление барханов и песчаных холмов заслуга деятельности ветра.

Деятельность ледников разнообразна: от сглаживания скал до образования водных холмов и гряд. Таяние ледников формирует песчаные равнины и ледниковые озера.

Исследования планеты

Переход от попыток мифического объяснения существования мира к его рациональному изучению начался еще в античные времена и ускорился с появлением письменности. Первые описания Земли отличались наивностью и были развенчаны учеными по мере развития научных знаний.

Представления о планете как о плоском диске были опровергнуты еще в VI в. до н. э., а в III в. до н. э. древнегреческий ученый Эратосфен Киренский смог вычислить длину окружности Земли. Другой грек, философ Аристотель, примерно в то же время рассуждал о медленном движении земной коры и впервые попытался определить возраст планеты. Такие же попытки предпринимали и другие ученые. Плиний и Шень Го независимо друг от друга с этой целью изучали окаменелости и горные породы.

В XVI в. багаж научных знаний пополнился теорией Коперника о гелиоцентрической модели мира. В этот же период изобретение телескопа Галилео Галилеем позволило расширить представления о месте планеты в Солнечной системе и вывело астрономию на новый научный уровень.

В 1959 г. был получен первый снимок Земли с космического аппарата Эксплорер-6, а 1961 г. Юрий Гагарин стал первым человеком, который посмотрел на нашу планету из космоса своими глазами.

В дальнейшем наблюдения, развитие геологии, космические исследования позволили человечеству составить подробную систему знаний о Земле как планете.

Гидросфера — водная оболочка Земли

Гидросфера — водная оболочка, включающая всю воду на нашей планете. К ней относится вода, которая находится на поверхности планеты, под землей и в воздухе. Гидросфера планеты может быть жидкостью, паром или льдом.

На Земле жидкая вода существует на поверхности в виде океанов, озер и рек. Под землей она встречается в колодцах и водоносных горизонтах, а также как грунтовые воды. Водяной пар наиболее заметен в виде облаков и тумана.

Замерзшая часть гидросферы Земли состоит из льда: ледников, ледяных вершин и айсбергов, и имеет свое название — криосфера.

Вода проходит через гидросферу благодаря циклическому перемещению. Она накапливается в облаках, затем падает на Землю в виде дождя или снега. Эта вода собирается в реках, озерах и океанах. Затем она испаряется в атмосферу, чтобы снова начать цикл. Этот процесс называется гидрологическим циклом.

По оценкам ученых, на нашей планете есть более 1386 млн. км³ воды.

В океанах содержится более 97 % запасов воды на Земле. Остальная часть приходится на пресную воду, две трети которой находится в замерзшем состоянии в полярных регионах планеты и на снежных вершинах гор. Интересно отметить, что, хотя вода покрывает большую часть поверхности планеты, она составляет всего 0,023 % общей массы Земли.

Основатель теории литосферных плит

Кто же основал теорию литосферных плит? А. Вегенер одним из первых в 1920 г. сделал предположение о том, что плиты движутся горизонтально, но его не поддержали. И только в 60-х годах обследование океанического дна подтвердили его предположение.

Воскрешение этих идей привело к созданию современной теории тектоники. Её важнейшие положения были определены командой геофизиков из Америки Д. Морганом, Дж.Оливером, Л. Сайксом и др. в 1967-68 г.

Ученые не могут сказать утвердительно, что вызывает такие смещения и как формируются границы. Еще в 1910 г. Вегенер полагал, что в самом начале палеозойского периода Земля состояла из двух материков.

Лавразия охватывала область нынешней Европы, Азии(Индия не входила), Северной Америки. Она являлась северным материком. Гондвана включала Южную Америку, Африку, Австралию.

Где-то двести млн. лет назад эти два материка объединились в один – Пангею. А 180 млн. лет назад он вновь делится на два. Впоследствии Лавразия и Гондвана также были разделены. За счет этого раскола были образованы океаны. Причем Вегенер нашел свидетельство, которое подтверждало его гипотезу об едином материке.

Вулканы

Самыми явными, красочными — и в то же время самыми опасными доказательствами активной внутренней жизни Земли являются, пожалуй, вулканы.

Это геологические образования в месте выхода на поверхность магмы, которая превращается в лаву, вулканические газы и камни. Свое название огнедышащие горы получили по имени бога-кузнеца Вулкана из древнеримской мифологии.

Самый высокий из вулканов находится на границе Аргентины и Чили. Это Охос-дель-Са-ладо, что по-испански означает «соленые слезы». Его высота 6890 м. За время существования человечества он не извергался ни разу, но не является потухшим, так как в 1993 г. выбросил в атмосферу серу и водяной пар

Хотя почему только горы? Да, большинство вулканов — образования так называемого центрального типа, классический конус, сформированный застывшими потоками лавы и пепла, с жерлом и центральным кратером, откуда изливается магма. Таковы, например, Эльбрус, Везувий, Этна и Фудзияма.

Однако довольно распространенным является и трещинный тип вулкана. Это длинные разломы земной коры, лава во время извержений растекается и застывает вдоль них огромными полями. Древние трещинные вулканы были найдены на нагорьях Эфиопии. Действующие современные находятся в основном на острове Исландия. Самый знаменитый из них — Лаки, длиной 25 километров, — в 1783 году едва не убил на острове все живое: из-за многочисленных извержений Исландию накрыло плотным облаком удушающего вулканического пепла, не пропускавшего солнечные лучи.

Самые активные действующие вулканы находятся на границах литосферных плит, по линиям глубинных разломов коры. Таково, например, Тихоокеанское огненное кольцо, в которое входят вулканы Камчатки, Японии, Филиппинских островов, Индонезии, Мексики, Алеутских островов, Южной Америки и Огненной Земли.

Древнеримский бог Вулкан

Если происходят мощные извержения, то тонны вулканического пепла могут достигать верхних слоев атмосферы и даже затруднять авиационные перелеты, что совсем недавно, в 2010 году, доказал исландский вулкан Эйяфьятлайокудль, который две сотни лет считали спящим. А в прошлом вулканы приводили даже к изменению климата!

Вообще, соседство с ними опасно для человека. Печально знаменитый вулкан Кракатау, расположенный между островами Ява и Суматра, спал почти двести лет. Но в августе 1883 года он разразился несколькими грандиозными взрывами. Две трети острова Кракатау ушли под воду, а сам вулкан просел в высоте с почти 2000 до 813 метров. Пеплом накрыло территорию площадью почти 800 000 квадратных километров. Содрогнувшееся океанское дно породило волны до 35 метров высотой, прокатившиеся по Индийскому, Тихому и Атлантическому океанам. В тот раз погибло почти сорок тысяч человек.

А кому не знакомы, хотя бы на слух, такие названия, как Везувий и Помпеи? Извержение Везувия произошло почти две тысячи лет назад, в 79 году, обрушившийся пепел полностью засыпал римские города Помпеи, Геркуланум и Стабии, которые были найдены археологами только многие столетия спустя.

Магма — расплавленная жидкая смесь в недрах земной коры или верхней мантии. Излившаяся на поверхность магма называется лавой

Почему же человек не бежит подальше от страшного соседства? Ответ прост. Горячие недра планеты создают благоприятные климатические условия для жизни — человека, животных и растений. Без вулканов в Исландии жизнь была бы невозможна из-за холода, а горячие воды используются в качестве альтернативного источника тепла. Например, все отопление столицы острова, Рейкьявика, осуществляется за счет термальных вод. На Камчатке — и не только — вулканы порождают термальные источники. Состав воды в них может очень разниться, но их польза для здоровья очевидна. Исследование термальных вод породило в медицине целое направление — бальнеологию: специалисты используют эти воды, насыщенные минеральными веществами, для лечения самых разных органов, от суставов до легких.

Литосфера и астеносфера

Обратите внимание! Астеносфера расположена вблизи земной коры, но не граничит с ней. От коры астеносферу отделяет твердый слой мантии. Верхний твердый слой мантии, расположенный над астеносферой, вместе с земной корой составляют литосферу

«Литос» в переводе с греческого означает «камень». Литосфера – это твердая оболочка Земли

Верхний твердый слой мантии, расположенный над астеносферой, вместе с земной корой составляют литосферу. «Литос» в переводе с греческого означает «камень». Литосфера – это твердая оболочка Земли.

Сверху литосфера ограничена атмосферой, а снизу – астеносферой.

Различают два типа литосферы: океаническую литосферу и материковую литосферу.

Океаническая литосфера связана с немного плотнее континентальной литосферы, а материковая литосфера, гораздо толще океанической (точно так же и земная кора толще на материках).

Толщина океанической литосферы от 50 до 100 км, а толщина материковой литосферы доходит до 200 км и выше.

Литосфера представляет собой не единое целое, а совокупность отдельных плит огромного размера, которые называются литосферными плитами.

Существует 13 крупнейших литосферных плит, которые покрывают более 90 % поверхности нашей планеты и несколько десятков мелких. Плиты не спаяны между собой, а соединены своими неровными краями. Условно это соединение плит можно сравнить с зубчатым соединением столярных деталей.

Благодаря отсутствию жесткого соединения, литосферные плиты находятся в постоянном и медленном движении. Движение плит происходит под воздействием конвекции мантийного вещества, то есть под воздействием потоков, вызванных разностью температур внутренних и наружных слоев мантии. Породы нагретые вблизи от ядра, где температура мантии максимально высока, расширяются, плотность их уменьшается и благодаря этому они всплывают вверх, а на их место опускаются более холодные и, следовательно, более тяжелые породы из верхних слоев мантии.

Как по-вашему, откуда берется тепло в недрах Земли?

Тепло выделяется при распаде радиоактивных элементов, при различных химических реакциях, а также при перераспределении вещества в недрах (известно же, что при трении выделяется тепло).

Обратите внимание! Понятие «литосферная плита» нельзя путать с геологическим понятием «плита»!

Для того, чтобы дать определение геологическому понятию «плита» нужно сначала узнать, что такое платформа.

Платформой в геологии называют крупный участок континентальной земной коры, характеризующийся относительно спокойным тектоническим режимом. Слова «относительно спокойный тектонический режим» означают, что этот участок коры уже сформировался и в течение длительного времени остается неизменным

Обратите внимание и на слова «континентальной земной коры» – участки земной коры, покрытые океанами, называть «платформами» нельзя, это будет неправильно

В платформе выделяют два слоя, которые геологи называют структурными этажами. Нижний, более древний этаж называется фундаментом. Он состоит из горных пород, изменившихся в результате геологических процессов. Такие породы называют магматическими, поскольку они представляют собой конечные продукты магматической деятельности, возникшие в результате затвердевания природного расплава – магмы или лавы.

Верхний, более молодой этаж платформы называется платформенным чехлом. Чехол образован не изменявшимися в результате геологических процессов осадочными горными породами. Эти породы просто не могли изменяться в результате геологических процессов, поскольку они начали оседать на поверхность фундамента уже после того, как геологические процессы были завершены. Осадочные горные породы образуются в результате выветривания и разрушения горных пород фундамента, выпадения осадка из воды и жизнедеятельности организмов.

Так вот, те участки платформ, на которых имеется платформенный чехол (то есть «двухэтажные» участки), называются в геологии плитами. Крупные «одноэтажные» участки, где чехол отсутствует и фундамент выходит на поверхность, называют щитами.

Океанские участки земной коры также называются плитами.

Раздел геологии, изучающий движение земной коры, называется тектоникой, а движение литосферных плит – тектонической активностью. Результаты тектонической активности проявляются на границах плит. Плиты могут сталкиваться, надвигаться друг на друга, частично разрушаться или разрываться.

Изгиб и разрушение литосферы

Силы, которые изгибают и ломают литосферу, происходят в основном от тектоники плит. Когда плиты сталкиваются, литосфера на одной плите погружается в горячую мантию. В этом процессе субдукции пластина изгибается вниз на 90 градусов. По мере того, как она изгибается и опускается, субдуктивная литосфера сильно трескается, вызывая землетрясения в нисходящей горной плите. В некоторых случаях (например, в северной Калифорнии) субдуктивная часть может полностью разрушаться, погружаясь глубоко внутрь Земли, поскольку плиты над ней меняют свою ориентацию. Даже на больших глубинах субдуктивная литосфера может быть хрупкой в ​​течение миллионов лет, если она относительно прохладная.

Континентальная литосфера может расщепляться, при этом нижняя часть разрушается и опускается. Этот процесс называется расслоением. Верхняя часть континентальной литосферы всегда менее плотная, чем мантийная часть, которая, в свою очередь, более плотная, чем астеносфера внизу. Силы тяжести или сопротивления из астеносферы могут вытягивать слои земной коры и мантии. Дезаминация позволяет горячей мантии подниматься и делать расплав под частями континентов, вызывая повсеместное поднятие и вулканизм. Такие места, как Калифорнийская Сьерра-Невада, Восточная Турция и части Китая, изучаются с учетом процесса расслоения.

Что означает слово «литосфера»?

Впервые топоним «литосфера» появился в словаре древних греков, соединивших воедино два слова: λίθος, что означает «камень», и φαίρα, переводимое как «сфера» или «шар». Вплотную к изучению этого понятия приступили только в 1911 году, когда ученый А. Е. Лав выпустил монографию «Некоторые проблемы геодинамики». Его идея была подхвачена в 1940 году гарвардским геологом Реджинальдом Дейли, написавшим плодотворный труд «Сила и строение Земли». Эта работу приняли многие геологи и геофизики, и уже к 1960-му была сформирована так называемая теория тектонических плит, подтвердившая существование литосферы.

Взаимосвязь и взаимодействие разных оболочек Земли

Все сферы земного шара, так или иначе, контактируют, взаимодействуют между собой. Внутренние оболочки, например, постоянно находятся в движении. Когда интенсивность этого движения слишком высока, то эта энергия начинает влиять на литосферу в виде землетрясений, вулканов, которые в свою очередь могут влиять на атмосферу, гидросферу и биосферу.

Глобальным примером влияния литосферы на другие оболочки можно назвать извержение вулкана Тоба 75 тысяч лет назад. Эта катастрофа практически уничтожил человечество. На время изменила климатические условия в виде ядерной зимы. Такие происшествия крайне редки, в основном же оболочки взаимодействую друг с другом постоянно, не нанося вред, а поддерживая существование.

Такой связью можно назвать круговороты воды, жизни, кислорода. Во всех этих процессах, так или иначе, участвуют несколько географических сфер. Что бы наглядно продемонстрировать взаимосвязь, стоит воспользоваться таблицей:

Планета земля многогранна, состоит из множества составляющих, которые работают как одна слаженная система, единый организм.

Твердая оболочка Земли: литосфера

Это внешняя твердая сфера земного шара, заканчивается там, где минералы становятся вязкими или жидкими. Включает в себя земную кору со всеми горными рельефами, равнинами и океаническим дном. Потому условно делиться на континентальную и океаническую.

Условно данная сфера состоит из коры и части мантии, до астеносферы. Что до состава литосферы, то существует два слоя:

1. Верхний слой, состоит из гранита и осадочных пород. На той, части, которая принадлежит суше, литосфера покрыта тонким слоем плодородной почвы
2. Нижний слой, состоит из твердых базальтовых пород

Основа литосферы – это тектонические плиты, они не скреплены между собой, а больше похожи на кусочки пазлов, которые хоть и подходят друг к другу, но все являются отдельными элементами. Плиты постоянно находятся в движении, хоть и замедленном, что приводит к ряду процессов, которые неизбежно происходят из-за такой активности.

Процессы, которые происходят с литосферой:

• Тектонические. Сдвиги тектонических плит, являются причиной землетрясений
• Вулканические. Явление, при котором магма в виде лавы прорывается на поверхность, разрушая все на своем пути. Этот процесс не только разрушает, но созидает, лава формирует новый ландшафт
• Существует также ряд процессов, который происходит из-за влияния сил земного притяжения – сели, обвалы, осыпи, оползни. Некоторые из них также могут являться следствием воздействия человека.

Каждая область земного шара имеет свои особенности тектонических процессов. Это объясняется тем, что некоторые тектонические плиты активны чуть больше, чем другие. Например, острова Гавайского архипелага, Индонезии – самая активная вулканическая зона на планете, потому что там постоянно происходят активные тектонические процессы, плиты там нестабильны. В то время как другие области Земли так же наполнены вулканами, но они менее активны или находятся в спячке.

Литосфера и земная кора — 2 в 1

Эти два понятия так часто встречаются в прессе и литературе, что вошли повседневный словарь современного человека. Оба слова используются для обозначения поверхности Земли или другой планеты — однако между понятиями есть разница, базирующаяся на двух принципиальных подходах: химическом и механическом.

Химический аспект — земная кора

Если разделять Землю на слои, руководствуясь различиями в химическом составе, верхним слоем планеты будет земная кора. Это относительно тонкая оболочка, заканчивающаяся на глубине от 5 до 130 километров под уровнем моря — океаническая кора тоньше, а континентальная, в районах гор, толще всего. Хотя 75% массы коры приходится только на кремний и кислород (не чистые, связанные в составе разных веществ), она отличается наибольшим химическим разнообразием среди всех слоев Земли.

Строение земной коры

Играет роль и богатство минералов — различных веществ и смесей, созданных за миллиарды лет истории планеты. Земная кора содержит не только «родные» минералы, которые были созданы геологическими процессами, но и массивное органическое наследие, вроде нефти и угля, а также инопланетные, метеоритные включения.

Физический аспект — литосфера

Опираясь на физические характеристики Земли, такие как твердость или упругость, мы получим несколько иную картину — внутренности планеты будет укутывать литосфера (от др. греческого lithos, «скалистый, твердый» и «sphaira» сфера). Она намного толще земной коры: литосфера простирается до 280 километров вглубь и даже захватывает верхнюю твердую часть мантии!

Характеристики этой оболочки полностью соответствуют названию — это единственный, кроме внутреннего ядра, твердый слой Земли. Прочность, правда, относительная — литосфера Земли является одной из самых подвижных в Солнечной системе, из-за чего планета уже не раз изменяла свой внешний вид. Но для значительного сжатия, искривления и прочих эластических изменений требуются тысячи лет, если не больше.

Последствия смещения литосферных плит. Самое известное такое место — разлом Сан-Андреас в Калифорнии

Интересный факт — планета может и не обладать поверхностной корой. Так, поверхность Меркурия — это его затвердевшая мантия; кору ближайшая к Солнцу планета потеряла давным-давно в результате многочисленных столкновений.

Подводя итог, земная кора — это верхняя, химически разнообразная часть литосферы, твердой оболочки Земли. Первоначально они обладали практически одинаковым составом. Но когда на глубины воздействовала только нижележащая астеносфера и высокие температуры, в формировании минералов на поверхности активно участвовали гидросфера, атмосфера, метеоритные остатки и живые организмы.

Строение оболочки

Литосфера расположена на самой поверхности Земли. Она имеет несколько свойств или функций. Среди них наиболее важными являются:

• ресурсная — именно в литосфере располагаются все необходимые для жизни ресурсы;
• геодинамическая — заключается в обеспечении комфортного проживания всех живых организмов;
• геохимическая — отображает влияние химического состава Земли на жизнь людей и других существ;
• геофизическая — показывает влияние геофизических слоев на условия существования живых организмов.

Земная кора

Эта часть литосферы является самой тонкой. Ее масса не превышает 1% от всей планеты. Толщина коры находится в пределах 30−80 км. В равнинных регионах этот показатель минимальный, а в горных достигает максимального значения. Ученые выделяют 2 типа верхнего слоя литосферной оболочки — океанический и материковый.

Второй также состоит из нескольких частей:

• осадочного;
• гранитного;
• базальтового.

Самый верхний слой составляют всевозможные осадочные породы. Второй хотя и называется гранитным, состоит не только из этого вещества. Однако именно гранит составляет его основную часть. Нижняя часть земной коры также названа базальтовой условно. Его составляют тяжелые породы с высокой плотностью.

Пограничный слой и мантия

Пограничный слой также называется поверхностью Мохоровичича. В этой зоне наблюдается резкое увеличение скорости сейсмических волн. Кроме этого, в пограничном слое изменяется плотность литосферы — она отличается большей упругостью. Поверхность Мохоровичича находится на глубине 5−70 км. При этом пограничный слой полностью повторяет рельеф коры планеты.

К литосферной оболочке принадлежит лишь верхняя часть мантии. Мощность слоя составляет 70−300 км. Именно в мантии зарождается вся сейсмическая активность. Этот факт связан с высокой скоростью распространения сейсмических волн. Основными химическими элементами нижнего слоя литосферной оболочки являются кислород, кальций, железо и магний.