Строение земной коры. Состав мантии и ядра Земли Лекция 5 а

Земная кора состоит из различных типов горных пород - осадочных, магматических и метаморфических, залегающих выше поверхности Мохо. Соотношение различных типов горных пород в земной коре зависит от рельефа Земли и структуры. В пределах континентов выделяются равнины и горные области, в океанах - подводные окраины материков (шельф до глубин 200 м, континентальный склон до глубин км), ложе океана с преобладанием глубин 4-6 км, глубоководные желоба ( км) и срединно-океанические хребты.

В настоящее время выделяется четыре типа земной коры: континентальный, субконтинентальный - переход от материка к океану, субокеанический в окраинных и внутренних морях и океанический

Основные типы земной коры и ее главные структурные элементы (по Е.В.Хаину)

Континентальный тип земной коры. Континентальная земная кора имеет разную мощность: на равнинах платформ км; в молодых горных сооружениях км. В строении континентальной коры участвуют две главные части: 1 - осадочная, состоящая из осадочных пород; 2 - консолидированная (кристаллическая), состоящая из магматических и метаморфических пород. Последняя обычно разделяется на два слоя: "гранитный" и "базальтовый". Верхний слой консолидированной земной коры называют еще гранитогнейсовым или гранито-метаморфическим в связи с выходами на поверхность этих пород на кристаллических щитах. Название "базальтовый" слой было основано на сходстве скорости прохождения сейсмических волн в этой части земной коры и в базальтах. Однако в связи с тем, что такими скоростями прохождения сейсмических волн характеризуются метаморфические породы грануляты, этот слой называют гранулито-базитовым. Граница раздела между гранитогнейсовым и гранулито-базитовым слоями носит название границы Конрада.

Новые данные геофизических исследований и материалы изучения глубоких горизонтов по результатам бурения сверх глубокой скважины на Кольском полуострове, достигшей глубины 12 км, показали, что консолидированный слой состоит не из двух, а из трех частей, отличающихся по скоростям прохождения сейсмических волн: верхний, средний и нижний, разделенных границами. Граница между верхней и средней частями располагается на глубине км. Верхняя и средняя части характеризуются расслоенностью.

В верхней части наблюдается вертикальная расслоенность, разделяющая эту часть коры на блоки, которые отличаются и по составу и по физическим параметрам. Средняя часть имеет тонкую горизонтальную расслоенность. В ней наблюдаются горизонты с пониженной скоростью прохождения волн. В нижней части развиты метаморфические породы грануляты, габбро и ультраосновные породы, тогда как верхние части сложены преимущественно кислыми породами.

Океанический тип земной коры характерен для ложа океана и резко отличается от континентального как по мощности, так и по составу. В нем отсутствует гранитогнейсовый слой. Мощность океанической коры колеблется от 5 до 12 км, в среднем составляя 6-7 км. Океанический тип земной коры состоит из трех частей: 1 - верхняя часть сложена слоем рыхлых морских осадков мощностью от сотен метров до 1 км; 2 - средняя часть мощностью от 1.5 до 3 км сложена базальтами с прослоями кремнистых и карбонатных осадков; 3 - нижняя часть мощностью км сложена основными (габбро) и ультраосновными (пироксениты) породами.

Субконтинентальный тип земной коры характерен для островных дуг (Алеутской, Курильской и др.) и окраин материков. По строению этот тип коры близок к континентальному, но имеет меньшую мощность км. Особенностью этого типа коры является также нечеткость выделения слоев консолидированной коры и выклинивание гранитогнейсового слоя. Исследования строения земной коры показали, что приведенная двухслойная модель с выделением "гранитного" и "базальтового" слоев, разделенных границей Конрада, на самом деле является более сложной.

Субокеанический тип земной коры приурочен к глубоководным котловинам окраинных и внутренних морей (Каспий, Черное, Средиземное, Охотское и др.). Особенностью строения этого типа земной коры является большая мощность осадочного слоя (от 4-10 км до км), залегающего на базальтах.

Состав мантии и ядра Земли Состав мантии, по-видимому, сложен и неоднороден, неполные данные о составе имеются лишь для слоя В на глубину до 400 км. К этим данным относятся: выходы на поверхность континентов ультраосновных пород, состав пород, извлеченных из зон глубинных разломов на дне океана, состав пород кимберлитовых алмазоносных трубок, состав каменных метеоритов. На основе всех этих данных исследователи считают, что верхняя мантия состоит из ультраосновных пород, состоящих преимущественно из оливина, пироксена и граната. Эти породы соответствуют основным геофизическим параметрам плотности, скорости прохождения сейсмических волн, отмечаемых ниже поверхности Мохо.

Состав ядра Земли Вопрос о составе и физическом состоянии вещества в ядре еще более сложен. Как уже было сказано, ядро состоит из большого жидкого внешнего ядра и меньшего по размеру твердого внутреннего ядра, что устанавливается по геофизическим данным. Ядро Земли имеет большую плотность и электропроводность. Исходя из этого, уже давно высказывалось мнение, что ядро состоит из железа с примесью никеля. При этом проводилось сопоставление с железными метеоритами. Однако экспериментальные исследования показали, что при давлениях, существующих у границ ядра, плотность железа должна быть значительно выше, тогда как плотность ядра на 10% ниже, чем должна быть у ядра железоникелевого состава. Поэтому высказывается предположение о том, что в ядре помимо железа и никеля возможно присутствие других химических элементов - серы, кислорода, кремния и др.