Quale tipo di crosta terrestre è apparsa per prima? Tipi di crosta terrestre e problemi della loro formazione

La crosta terrestre è la parte superiore della litosfera. Sulla scala dell'intero globo, può essere paragonato al film più sottile: il suo spessore è così insignificante. Ma non conosciamo molto bene nemmeno questo guscio superiore del pianeta. Come si può conoscere la struttura della crosta terrestre se anche i pozzi più profondi perforati nella crosta non vanno oltre i primi dieci chilometri? La localizzazione sismica viene in aiuto degli scienziati. Decifrando la velocità delle onde sismiche che attraversano diversi mezzi, è possibile ottenere dati sulla densità degli strati terrestri e trarre conclusioni sulla loro composizione. Sotto i continenti e i bacini oceanici, la struttura della crosta terrestre è diversa.

CROSTA OCEANICA

La crosta oceanica è più sottile (5-7 km) di quella continentale ed è costituita da due strati: basalto inferiore e sedimentario superiore. Sotto lo strato di basalto si trova la superficie Moho e il mantello superiore. La topografia del fondale oceanico è molto complessa. Tra le varie morfologie spiccano le enormi dorsali medio-oceaniche. In questi luoghi avviene la nascita di giovane crosta oceanica basaltica dal materiale del mantello. Attraverso una profonda faglia che corre lungo le cime al centro della cresta - una spaccatura - il magma emerge in superficie, diffondendosi in diverse direzioni sotto forma di colate di lava sottomarina, spingendo costantemente le pareti della gola della spaccatura in diverse direzioni. Questo processo è chiamato diffusione.

Le dorsali oceaniche si innalzano per diversi chilometri sopra il fondo dell'oceano e la loro lunghezza raggiunge gli 80mila km. Le creste sono tagliate da faglie trasversali parallele. Si chiamano trasformativi. Le zone di rift sono le zone sismiche più turbolente della Terra. Lo strato di basalto è ricoperto da strati di depositi sedimentari marini: limi e argille di varia composizione.

CROSTA CONTINENTALE

La crosta continentale occupa un'area più piccola (circa il 40% della superficie terrestre - ca.), ma ha una struttura più complessa e uno spessore molto maggiore. Sotto le alte montagne il suo spessore è misurato 60-70 chilometri. La struttura della crosta continentale è a tre membri: basalto, granito e strati sedimentari. Lo strato di granito affiora in superficie in zone chiamate scudi. Ad esempio, lo Scudo Baltico, parte del quale è occupato dalla penisola di Kola, è composto da rocce granitiche. Fu qui che furono effettuate perforazioni profonde e il pozzo superprofondo di Kola raggiunse i 12 km. Ma i tentativi di perforare l’intero strato di granito non hanno avuto successo.

Anche la piattaforma, il margine sottomarino del continente, è dotata di crosta continentale. Lo stesso vale per le grandi isole: Nuova Zelanda, isole Kalimantan, Sulawesi, Nuova Guinea, Groenlandia, Sakhalin, Madagascar e altre. I mari marginali e i mari interni, come il Mediterraneo, il Nero e l'Azov, si trovano su una crosta di tipo continentale.

È possibile parlare di strati di basalto e granito della crosta continentale solo in modo condizionale. Ciò significa che la velocità di passaggio delle onde sismiche in questi strati è simile alla velocità del loro passaggio nelle rocce di composizione basaltica e granitica. Il confine tra gli strati di granito e basalto non è molto definito e varia in profondità. Lo strato di basalto confina con la superficie di Moho. Lo strato sedimentario superiore cambia spessore a seconda della topografia superficiale. Quindi, nelle regioni montuose è sottile o del tutto assente, poiché le forze esterne della Terra spostano il materiale sciolto lungo i pendii - ca.. Ma nelle zone pedemontane, in pianura, nei bacini e nelle depressioni raggiunge spessori significativi. Ad esempio, nella pianura del Caspio, che è in subsidenza, lo strato sedimentario raggiunge i 22 km.

DALLA STORIA DEL BENE SUPERDEEP KOLA

Dall'inizio della perforazione di questo pozzo nel 1970, gli scienziati si sono posti un obiettivo puramente scientifico per questo esperimento: determinare il confine tra gli strati di granito e basalto. L'ubicazione è stata scelta tenendo conto del fatto che è nelle zone degli scudi che può essere fatto passare “in tutto e per tutto” lo strato granitico, non coperto da quello sedimentario, che consentirebbe di toccare le rocce del basalto strato e vedere la differenza. In precedenza si presumeva che un tale confine sullo Scudo Baltico, dove antiche rocce ignee affiorano in superficie, dovesse trovarsi a una profondità di circa 7 km.

Nel corso di diversi anni di perforazione, il pozzo ha deviato ripetutamente dalla direzione verticale specificata, intersecando strati con diversa resistenza. A volte le trivelle si rompevano e allora dovevamo ricominciare a perforare, utilizzando alberi di bypass. Il materiale che è stato portato in superficie è stato studiato da vari scienziati e ha portato costantemente scoperte sorprendenti. Pertanto, a una profondità di circa 2 km, sono stati trovati minerali di rame-nichel e da una profondità di 7 km è stato consegnato un nucleo (questo è il nome di un campione di roccia da un trapano a forma di lungo cilindro - ca. . dal sito), in cui furono rinvenuti resti fossili di antichi organismi.

Ma, avendo percorso più di 12 km nel 1990, il pozzo non è mai andato oltre lo strato di granito. Nel 1994 le perforazioni furono interrotte. Il pozzo superprofondo di Kola non è l'unico pozzo al mondo ad essere stato realizzato per la trivellazione profonda. Esperimenti simili sono stati condotti in luoghi diversi da diversi paesi. Ma solo Kola ha raggiunto tali punteggi, per i quali è stata inclusa nel Guinness dei primati.

Mia figlia è stata in Crimea per la prima volta l'estate scorsa. Ha visto le montagne e mi ha chiesto: “Perché sono così alte?” Questa è stata seguita da un’altra domanda: “Perché il mare è profondo?” La bambina ha 3 anni ed è già interessata a tali domande. Ti sei mai chiesto perché? Con Cosa le montagne differiscono dal mare? Ora voglio parlare dei tipi di crosta terrestre.

Quali tipi di crosta terrestre esistono?

Penso che tu sappia che sotto l'oceano e nella pianura c'è una diversa crosta terrestre. Nel primo caso è più sottile, nel secondo è molto più spesso.

la crosta terrestre – è una palla solida di litosfera con uno spessore che varia da 5 km (sotto l'oceano) a 70 km (sotto le montagne). A seconda della composizione e dello spessore delle rocce distinguo 2 tipi di crosta terrestre: continentale e oceanica.

Terraferma (continentale)) ha la crosta terrestre spessore da 40 a 70 km. È composto da 3 strati:

• sedimentario- lo strato superiore da terra. Il suo spessore è di 10-15 km;
• strato metamorfico granitico– spessore 5-15 km;
• basaltico– 10-30 km.

A differenza della terraferma,la crosta oceanica non presenta uno strato granitico-metamorfico medio. Contiene strati sedimentari e basaltici. Il suo spessore è di soli 5 – 15 km.

Le dorsali oceaniche hanno una struttura unica rispetto alla crosta terrestre.. Sotto il secondo strato oceanico si trova lente(o sporgenza). Le rocce nella loro composizione non sono simili alle rocce di montagna che si trovano sulla terra.

Ricerca della crosta terrestre

Gli scienziati hanno da tempo dimostrato che la crosta terrestre sotto una pianura (o montagna) è diversa dalla crosta terrestre sotto un oceano. Ma anche oggi, con le più moderne attrezzature tecniche, ci sono molti posti inesplorati sulla terra. Nella penisola di Kola, ad esempio, sono penetrati più in profondità BENE nel mondo. La sua profondità è di 12 km, ovvero solo 1/500 del raggio del nostro pianeta.

Tutto ciò che sappiamo, gli scienziati lo sanno grazie a metodo sismico. Durante i terremoti e l'attività vulcanica, il magma e altre rocce cadono al suolo e si accumulano all'interno del nostro pianeta. Su di loro si stanno conducendo ricerche.

Studiando la crosta terrestre, si è scoperto che la sua struttura è diversa nelle diverse aree. La generalizzazione di una grande quantità di materiale fattuale ha permesso di distinguere due tipi di struttura della crosta terrestre: continentale e oceanica.

Tipo continentale

La tipologia continentale è caratterizzata da uno spessore della crosta molto rilevante e dalla presenza di uno strato granitico. Il confine del mantello superiore qui si trova ad una profondità di 40-50 km o più. Lo spessore degli strati rocciosi sedimentari in alcuni punti raggiunge i 10-15 km, in altri lo spessore può essere del tutto assente. Lo spessore medio delle rocce sedimentarie della crosta continentale è di 5,0 km, lo strato di granito è di circa 17 km (da 10-40 km), lo strato di basalto è di circa 22 km (fino a 30 km).

Come accennato in precedenza, la composizione petrografica dello strato basaltico della crosta continentale è variegata e molto probabilmente è dominata non da basalti, ma da rocce metamorfiche di composizione basica (granuliti, eclogiti, ecc.). Per questo motivo alcuni ricercatori hanno proposto di chiamare questo strato granulite.

Lo spessore della crosta continentale aumenta nell'area delle strutture montuose ripiegate. Ad esempio, nella pianura dell'Europa orientale lo spessore della crosta è di circa 40 km (15 km - strato di granito e più di 20 km - basalto), e nel Pamir - una volta e mezza di più (circa 30 km in totale sono lo spessore delle rocce sedimentarie e dello strato di granito e la stessa quantità dello strato di basalto). La crosta continentale raggiunge uno spessore particolarmente elevato nelle zone montuose situate lungo i bordi dei continenti. Ad esempio, nelle Montagne Rocciose (Nord America) lo spessore della crosta supera notevolmente i 50 km. La crosta terrestre, che costituisce il fondo degli oceani, ha una struttura completamente diversa. Qui lo spessore della crosta diminuisce bruscamente e il materiale del mantello si avvicina alla superficie.

Non esiste uno strato di granito e lo spessore degli strati sedimentari è relativamente piccolo. È presente uno strato superiore di sedimenti non consolidati con densità di 1,5-2 g/cm 3 e spessore di circa 0,5 km, uno strato vulcanico-sedimentario (intercalamento di sedimenti sciolti con basalti) con spessore di 1-2 km ed uno strato strato di basalto, il cui spessore medio è stimato in 5 -6 km. Sul fondo dell'Oceano Pacifico la crosta terrestre ha uno spessore complessivo di 5-6 km; Sul fondo dell'Oceano Atlantico, sotto uno strato sedimentario di 0,5-1,0 km, si trova uno strato di basalto spesso 3-4 km. Si noti che con l'aumentare della profondità dell'oceano, lo spessore della crosta non diminuisce.

Attualmente si distinguono anche tipi di crosta subcontinentali e suboceanici di transizione, corrispondenti al margine sottomarino dei continenti. All'interno della crosta di tipo subcontinentale si riduce molto lo strato di granito, che viene sostituito da uno spessore di sedimenti, e poi verso il fondale oceanico lo spessore dello strato di basalto comincia a diminuire. Lo spessore di questa zona di transizione della crosta terrestre è solitamente di 15-20 km. Il confine tra la crosta oceanica e quella subcontinentale passa all'interno della scarpata continentale nella profondità di 1 -3,5 km.

Tipo oceano

Sebbene la crosta oceanica occupi un'area più ampia della crosta continentale e subcontinentale, a causa del suo piccolo spessore, in essa si concentra solo il 21% del volume della crosta terrestre. Le informazioni sul volume e sulla massa dei diversi tipi di crosta terrestre sono mostrate in Fig. 1.

Fig. 1. Volume, spessore e massa degli orizzonti dei diversi tipi di crosta terrestre

La crosta terrestre si trova sul substrato subcrostale del mantello e costituisce solo lo 0,7% della massa del mantello. In caso di basso spessore crostale (ad esempio sul fondale oceanico), anche la parte più alta del mantello sarà allo stato solido, usuale per le rocce della crosta terrestre. Pertanto, come notato sopra, insieme al concetto di crosta terrestre come un guscio con determinati indicatori di densità e proprietà elastiche, esiste il concetto di litosfera: un guscio di pietra, più spesso della materia solida che ricopre la superficie della Terra.

Strutture dei tipi crostali

I tipi di crosta terrestre differiscono anche nella loro struttura. La crosta oceanica è caratterizzata da una varietà di strutture. Potenti sistemi montuosi - le dorsali oceaniche - si estendono lungo la parte centrale del fondale oceanico. Nella parte assiale, queste creste sono sezionate da profonde e strette valli con pareti ripide. Queste formazioni rappresentano zone di attività tettonica attiva. Le fosse profonde si trovano lungo gli archi insulari e le strutture montuose ai margini dei continenti. Insieme a queste formazioni ci sono pianure di acque profonde che occupano vaste aree.

La crosta continentale è altrettanto eterogenea. All'interno dei suoi confini si possono distinguere giovani strutture di pieghe montuose, dove lo spessore della crosta nel suo insieme e ciascuno dei suoi orizzonti aumenta notevolmente. Vengono inoltre individuate aree in cui le rocce cristalline dello strato granitico rappresentano antiche aree piegate, livellate in un lungo tempo geologico. Qui lo spessore della crosta è molto minore. Queste vaste aree di crosta continentale sono chiamate piattaforme. All'interno delle piattaforme si distingue tra scudi, zone in cui la fondazione cristallina arriva direttamente in superficie, e lastre, la cui base cristallina è ricoperta da uno spessore di sedimenti disposti orizzontalmente. Un esempio di scudo è il territorio della Finlandia e della Carelia (Scudo Baltico), mentre nella pianura dell'Europa orientale il basamento ripiegato è profondamente depresso e ricoperto da depositi sedimentari. Lo spessore medio delle precipitazioni sulle piattaforme è di circa 1,5 km. Le strutture delle pieghe montuose sono caratterizzate da uno spessore significativamente maggiore di rocce sedimentarie, il cui valore medio è stimato in 10 km. L'accumulo di depositi così spessi è ottenuto mediante un graduale cedimento a lungo termine, cedimento di singole sezioni della crosta continentale, seguito dal loro sollevamento e ripiegamento. Tali aree sono chiamate geosincline. Queste sono le zone più attive della crosta continentale. Circa il 72% della massa totale delle rocce sedimentarie è confinata su di esse, mentre circa il 28% è concentrato sulle piattaforme.

Le manifestazioni di magmatismo su piattaforme e geosincline variano notevolmente. Durante i periodi di subsidenza delle geosincline, il magma di composizione basica e ultrabasica entra lungo faglie profonde. Nel processo di trasformazione di una geosinclinale in una regione ripiegata, avviene la formazione e l'intrusione di enormi masse di magma granitico. Le fasi successive sono caratterizzate da effusioni vulcaniche di lave di composizione intermedia e acida. Sulle piattaforme i processi magmatici sono molto meno accentuati e sono rappresentati principalmente da effusioni di basalti o lave di composizione alcalino-basica. Tra le rocce sedimentarie dei continenti predominano le argille e gli scisti. Sul fondo degli oceani aumenta il contenuto di sedimenti calcarei. Quindi, la crosta terrestre è composta da tre strati. Il suo strato superiore è composto da rocce sedimentarie e prodotti degli agenti atmosferici. Il volume di questo strato è circa il 10% del volume totale della crosta terrestre. La maggior parte della materia si trova nei continenti e nella zona di transizione; all'interno della crosta oceanica, non più del 22% del volume dello strato.

Nel cosiddetto strato granitico le rocce più comuni sono i granitoidi, gli gneiss e gli scisti. Le rocce più basiche rappresentano circa il 10% di questo orizzonte. Questa circostanza si riflette bene nella composizione chimica media dello strato di granito. Confrontando i valori medi della composizione si evidenzia la netta differenza tra questo strato e la sequenza sedimentaria (Fig. 2).

Fig.2. Composizione chimica della crosta terrestre (in percentuale in peso)

La composizione dello strato di basalto nei due principali tipi di crosta terrestre è diversa. Nei continenti, questa sequenza è caratterizzata da una varietà di rocce. Esistono rocce profondamente metamorfizzate e ignee di composizione basica e persino acida. Le rocce basiche costituiscono circa il 70% del volume totale di questo strato. Lo strato basaltico della crosta oceanica è molto più omogeneo. Il tipo di rocce predominante sono i cosiddetti basalti tholeiitici, che differiscono dai basalti continentali per il loro basso contenuto di potassio, rubidio, stronzio, bario, uranio, torio, zirconio e per l'elevato rapporto Na/K. Ciò è dovuto alla minore intensità dei processi di differenziazione durante la loro fusione dal mantello. Le rocce ultrabasiche del mantello superiore emergono nelle fratture profonde del reef. La prevalenza delle rocce nella crosta terrestre, raggruppate per determinare il rapporto tra volume e massa, è mostrata in Fig. 3.

Fig.3. Presenza di rocce nella crosta terrestre

Formazione della crosta terrestre

La crosta continentale è costituita da rocce cristalline di strati geofisici di basalto e granito (rispettivamente 59,2% e 29,8% del volume totale della crosta terrestre), ricoperte da un guscio sedimentario (stratisfera). L'area dei continenti e delle isole è di 149 milioni di km 2. Il guscio sedimentario copre 119 milioni di km 2, ovvero 80% della superficie totale, incuneata verso gli antichi scudi della piattaforma. È composto prevalentemente da rocce sedimentarie e vulcanogeniche del tardo Proterozoico e del Fanerozoico, sebbene contenga anche in piccole quantità sedimenti di protopiattaforme più antichi del Medio e del Proterozoico inferiore debolmente metamorfosati. Le aree affioranti delle rocce sedimentarie diminuiscono con l'aumentare dell'età, mentre aumentano quelle delle rocce cristalline.

Il guscio sedimentario della crosta terrestre degli oceani, che occupa il 58% della superficie totale della Terra, poggia su uno strato di basalto. L'età dei suoi depositi, secondo i dati di perforazione in acque profonde, copre l'intervallo di tempo dal Giurassico superiore al periodo Quaternario compreso. Lo spessore medio del guscio sedimentario della Terra è stimato in 2,2 km, che corrisponde a 1/3000 del raggio del pianeta. Il volume totale delle sue formazioni costituenti è di circa 1100 milioni di km 3, ovvero il 10,9% del volume totale della crosta terrestre e lo 0,1% del volume totale della Terra. Il volume totale dei sedimenti oceanici è stimato a 280 milioni di km3. Lo spessore medio della crosta terrestre è stimato a 37,9 km, ovvero lo 0,94% del volume totale della Terra. Le rocce vulcaniche rappresentano il 4,4% sulle piattaforme e il 19,4% nelle aree piegate del volume totale del guscio sedimentario. Nelle aree delle piattaforme e soprattutto negli oceani, le coperture basaltiche sono diffuse, occupando più di due terzi della superficie terrestre.

La crosta terrestre, l'atmosfera e l'idrosfera terrestre si sono formate a seguito della differenziazione geochimica del nostro pianeta, accompagnata dalla fusione e dal degassamento della materia profonda. La formazione della crosta terrestre è causata dall'interazione di fattori endogeni (magmatici, fluido-energetici) ed esogeni (alterazione fisica e chimica, distruzione, decomposizione delle rocce, sedimentazione terrigena intensiva). La sistematica isotopica delle rocce ignee è di grande importanza, poiché è il magmatismo che trasporta informazioni sul tempo geologico e sulla specificità materiale dei processi tettonici superficiali e del mantello profondo responsabili della formazione di oceani e continenti e riflette le caratteristiche più importanti dei processi di trasformazione della sostanza profonda della Terra nella crosta terrestre. La più ragionevole è considerata la formazione sequenziale della crosta oceanica dovuta al mantello impoverito, che nelle zone di interazione convergente delle placche forma la crosta transitoria degli archi insulari, e quest'ultima, dopo una serie di trasformazioni strutturali e materiali, si trasforma nella crosta continentale.

1.Tipologie della crosta terrestre.

Esistono 2 tipi principali di crosta terrestre: continentale e oceanica e 2 tipi transitori: subcontinentale e suboceanica.

Il tipo continentale della crosta terrestre ha uno spessore da 35 a 75 km, nell'area della piattaforma - 20 - 25 km, e si restringe sulla pendenza continentale. Ci sono 3 strati di crosta continentale:

1° - superiore, composto da rocce sedimentarie con spessore da 0 a 10 km. su piattaforme e 15 - 20 km. nelle deflessioni tettoniche delle strutture montane.

2° - medio “granito-gneiss” o “granito” - 50 - graniti e 40% gneiss e altre rocce metamorfosate. Il suo spessore medio è di 15 - 20 km. (nelle strutture montane fino a 20 - 25 km.).

3o - inferiore, "basalto" o "granito-basalto", composizione vicina al basalto. Potenza da 15 - 20 a 35 km. Il confine tra gli strati di “granito” e “basalto” è la sezione Conrad.

Secondo dati moderni, il tipo oceanico della crosta terrestre ha anche una struttura a tre strati con uno spessore da 5 a 9 (12) km, più spesso 6-7 km.

1° strato: superiore, sedimentario, costituito da sedimenti sciolti. Il suo spessore varia da diverse centinaia di metri a 1 km.

2° strato: basalti con strati intermedi di rocce carbonatiche e siliciche. Spessore da 1 - 1,5 a 2,5 - 3 km.

Il 3° strato è quello inferiore, non aperto mediante foratura. È composto da rocce ignee basiche di tipo gabbro con rocce subordinate ultrabasiche (serpentiniti, pirosseniti).

Il tipo subcontinentale della superficie terrestre è simile nella struttura a quello continentale, ma non ha una sezione di Conrad chiaramente definita. Questo tipo di crosta è solitamente associato agli archi insulari: i margini curili, aleutini e continentali.

1o strato - superiore, sedimentario - vulcanico, spessore - 0,5 - 5 km. (in media 2 - 3 km.).

2° strato - arco isolano, “granito”, spessore 5 - 10 km.

3° strato - “basalto”, a una profondità di 8 - 15 km, spessore da 14 - 18 a 20 - 40 km.

Il tipo suboceanico della crosta terrestre è limitato alle parti del bacino dei mari marginali e interni (Okhotsk, Giappone, Mediterraneo, Nero, ecc.). È vicino nella struttura a quello oceanico, ma si distingue per un maggiore spessore dello strato sedimentario.

1° superiore - 4 - 10 o più km, situato direttamente sul terzo strato oceanico con uno spessore di 5 - 10 km.

Lo spessore totale della crosta terrestre è di 10 - 20 km, in alcuni punti fino a 25 - 30 km. a causa dell'aumento dello strato sedimentario.

Una struttura peculiare della crosta terrestre si osserva nelle zone di rift centrali delle dorsali medio-oceaniche (Medio Atlantico). Qui, sotto il secondo strato oceanico, si trova una lente (o sporgenza) di materiale a bassa velocità (V = 7,4 - 7,8 km/s). Si ritiene che si tratti della sporgenza di un mantello riscaldato in modo anomalo o di una miscela di materia crostale e del mantello.

2. Ipotesi sullo sviluppo tettonico della Terra e della crosta terrestre.

Ipotesi della deriva dei continenti.

L'ipotesi più completa sulla deriva dei continenti fu sviluppata nel 1912 dal famoso geofisico tedesco A. Wegener.

Secondo le idee di A. Wegener, l'intera superficie della Terra era originariamente ricoperta da un sottile strato di granito continuo. Durante l'era Paleozoica, tutto il materiale granitico veniva raccolto in un unico blocco. Si formò un unico proto-continente: Pangea (greco "pan" - universale, "ge" - terra). Torreggiava sopra il livello dell'oceano sconfinato che lo circondava. La ragione di ciò potrebbe essere l'influenza delle forze mareali e centrifughe. Le forze di marea sono legate all'attrazione gravitazionale del Sole e della Luna; agiscono sulla superficie terrestre da est a ovest. Le forze centrifughe sono causate dalla rotazione della Terra e sono dirette dai poli all'equatore. Nel mezzo dell'era mesozoica, la Pangea iniziò a dividersi in blocchi separati: i continenti. Sotto l'influenza delle stesse forze, iniziarono ad allontanarsi l'uno dall'altro in direzione latitudinale. Ad esempio, l’America si staccò dall’Europa e dall’Africa e si spostò verso ovest. Nell'intervallo tra loro apparve l'Oceano Atlantico. Il Sud America e l’Africa hanno sperimentato una rotazione in senso orario nel loro movimento. Come risultato dello spostamento dell'Antartide a sud, dell'Australia a sud-est e dell'Hindustan a nord-est, tra di loro si formò l'Oceano Indiano. Pertanto, nell'ipotesi di Wegener, gli oceani Atlantico e Indiano sono considerati oceani secondari e l'Oceano Pacifico come un residuo dell'oceano primario. La sua superficie è costantemente diminuita a causa dell'avanzata dei continenti su di essa da tutti i lati.

Ipotesi di espansione terrestre.

I sostenitori di questa ipotesi suggeriscono che il volume del globo fosse originariamente molto più piccolo di quello attuale. Il raggio della Terra era di 3500 - 4000 km e la sua superficie era la metà di quella odierna. Gli oceani non esistevano ancora. La crosta continentale ricopriva l'intero globo con un guscio continuo. Secondo alcuni ricercatori, l'espansione della Terra iniziò alla fine dell'era Paleozoica. Altri credono che ciò sia avvenuto durante il periodo Cretaceo. Da quel momento in poi, il raggio della Terra iniziò ad aumentare ogni anno di circa 0,6 mm. A causa dell'espansione, la crosta continentale inizialmente unica si è rotta. Continenti separati si formarono e si allontanarono sempre più l'uno dall'altro mentre la Terra continuava ad espandersi. Negli intervalli tra i continenti era esposto lo strato subcrostale. Qui è penetrato il materiale del mantello che risale dal basso, formando una nuova crosta di tipo oceanico.

Ipotesi della pulsazione.

All'inizio del XX secolo. È stata espressa l'idea che le epoche di espansione della Terra siano sostituite da epoche di compressione.

Secondo le loro idee, le epoche di compressione corrispondono alle fasi di costruzione delle montagne, e le epoche di espansione corrispondono a periodi di riposo e cedimento dei bacini. L'estensione della crosta terrestre è concentrata principalmente nelle zone di rift. È compensato dalla compressione della crosta nell'area delle fosse di acque profonde e dei sistemi di pieghe montuose. Gli effetti di compressione ed espansione sono distribuiti in modo non uniforme sulla superficie terrestre. A causa della ripetuta alternanza di compressione e stiramento, i blocchi della crosta terrestre si spostano dalle zone di tensione alle zone di compressione. Ad esempio, la placca siro-araba si sposta dai graben del Mar Rosso e del Golfo di Aden verso le dorsali ripiegate del Tauro, dello Zagros e del Caucaso.

3. Ipotesi del movimento delle placche litosferiche.

Le caratteristiche del movimento delle placche litosferiche furono descritte alla fine degli anni '60 da V. Jason Morgan, Xavier Le Pinnon e altri. Secondo le loro idee, la superficie terrestre è divisa in 9 principali (1. Pacifico; 2. Nordamericano; 3). 4. Cocco; 6. Sudamericano; 8. Indo-australiano; 9. Antartide) e diverse piccole placche litosferiche dure. Includono non solo i continenti, ma anche le parti adiacenti del fondale oceanico. I confini principali delle placche litosferiche sono le spaccature delle dorsali medio-oceaniche, le fosse profonde e le montagne piegate lungo i margini dei continenti.

Dalla linea delle dorsali oceaniche, a causa della nuova formazione della crosta oceanica, le placche litosferiche si allontanano (in direzioni diverse). L'accumulo di crosta oceanica lungo gli assi delle valli del rift è compensato dalla sua distruzione sul bordo opposto della placca, nella zona della fossa di acque profonde. Si presume che qui la placca della litosfera oceanica che si muove dalla dorsale mediana si pieghi e sprofondi nell'astenosfera con un angolo di 45° sotto la placca della litosfera continentale che si muove verso di essa. Questa immersione avviene ad una profondità di 700 km (vedi figura).

Numerosi scienziati ritengono che tali idee siano scarsamente comprovate.

La terra è costituita da diversi gusci concentrici, ciascuno dei quali ha una composizione chimica, proprietà fisiche e stato di aggregazione speciali. I gusci della Terra sono raggruppati in 3 strati principali:

1. esterno – crosta terrestre;

2. intermedio – mantello;

3. interno – nucleo.

Nucleo presumibilmente composto da ossidi di ferro e nichel allo stato fuso.

Mantelloè costituito da rocce i cui componenti principali sono silicati di magnesio e ferro.

la crosta terrestre rispetto all'intero pianeta rappresenta circa l'1,5% del suo volume (0,8% della massa). Lo spessore della crosta terrestre sotto i continenti è di 35–70 km (in media 50 km), sotto gli oceani – 5–10 km. Nella crosta terrestre predominano i seguenti elementi chimici:

· ossigeno (47 - 49,1%) – è presente nella maggior parte dei minerali;

· silicio (26 – 28%): silice (ossido di silicio), quarzo, silicati.

· alluminio (7,4 – 8,7%);

· ferro (4,2-5,1%);

· calcio (3,3 – 3,6%);

· sodio (2,6%);

· potassio (2,6%);

· magnesio (2,1%).

Viene fatta una distinzione tra crosta continentale e crosta oceanica. Parte in alto crosta continentale piegato cosiddetto Al di sotto si trovano la copertura sedimentaria, gli strati di granito e basalto. crosta oceanica ha una composizione prevalentemente basaltica (contiene silicio e magnesio). La densità della crosta continentale è di 2,7 g/cm3, quella della crosta oceanica è di 2,9 g/cm3.

Litosfera- Questo è il guscio solido della Terra, compresa la crosta terrestre e lo strato superiore del mantello. Lo spessore della litosfera varia da 50 a 200 km.

Gli elementi chimici più comuni nella litosfera sono l'ossigeno, il silicio, l'alluminio e il magnesio, la cui quota totale rappresenta il 92% della massa della litosfera; L'ossigeno, il silicio e l'alluminio formano i composti più comuni nella crosta terrestre: silicati e alluminosilicati.

La crosta terrestre è costituita da rocce. Rocce- Queste sono formazioni geologiche costituite da minerali e con una composizione chimica e proprietà relativamente costanti. I principali gruppi di rocce sono: ignee, sedimentarie e metamorfiche.

Rocce ignee– sono il risultato della solidificazione del magma vulcanico che si è sparso sulla superficie del terreno o è penetrato in profondità nella crosta terrestre. Ad una profondità di 15-30 km le rocce ignee sono rappresentate principalmente dal granito.

Rocce sedimentarie - Si tratta prevalentemente di formazioni superficiali sorte durante la distruzione e la rideposizione di altre rocce precedentemente formate (pietrisco, ghiaia, sabbia, arenarie, argille).

Rocce metamorfiche- si tratta di prodotti di cambiamenti nelle rocce ignee e sedimentarie a seguito dell'influenza di processi fisici e chimici (principalmente alte temperature e pressioni).

Minerali sono composti inorganici naturali costituiti da uno o più composti chimici. La maggior parte dei minerali si trova allo stato cristallino e ha una composizione relativamente costante. Nella crosta terrestre sono stati scoperti circa 3.000 minerali, la stragrande maggioranza di essi (90%) sono formati da silicati di alluminio, ferro, calcio, magnesio, potassio e sodio. Pertanto, i minerali più comuni sono i feldspati (58%), i silicati semplici (16,8%), il quarzo (12,6%), la mica (3,6%).

Una componente importante della litosfera è Le acque sotterranee, il cui volume totale nella copertura sedimentaria è di 61,4 milioni di km 3. L'acqua è presente nello spessore terrestre sia allo stato libero che in forma legata, nonché in vari stati di aggregazione: sotto forma di vapore, ghiaccio e liquido. Le acque libere dell'idrosfera sotterranea sono mineralizzate in un modo o nell'altro; le acque sotterranee fresche rappresentano il 2%; Le acque sotterranee fresche sono principalmente acque sotterranee direttamente collegate a fonti superficiali (fiumi, laghi). La mineralizzazione totale delle acque dolci sotterranee non è superiore a 1 g/l; la loro composizione appartiene alle acque idrocarbonate. Le acque sotterranee sono caratterizzate da un elevato contenuto di sostanza organica disciolta, la cui concentrazione può essere superiore a 35 mg/l; le acque della zona arida (arida) contengono la quantità minima di sostanza organica - inferiore a 20 mg/l;

La biosfera comprende solo la parte superiore della crosta terrestre e la posizione del confine inferiore della biosfera non è chiaramente stabilita. La posizione del confine della biosfera nella litosfera è determinata dalla struttura geologica dell'area, dalle condizioni idrogeologiche dell'area e dal gradiente geotermico. Il gradiente geotermico caratterizza l'aumento della temperatura delle rocce con approfondimento ogni 100 m. In media è di 3 0 C, ma a seconda delle condizioni varia da 1 a 20 0 C.

In generale, la distribuzione della materia vivente nella litosfera viene osservata solo fino a diverse decine di metri. Alcuni microrganismi nelle acque sotterranee raggiungono profondità fino a 2...3 km.

Il suolo

Il suoloè un organismo organo-minerale naturale indipendente che si forma sulla superficie dei terreni terrestri a seguito di una prolungata esposizione a fattori biotici, abiotici e antropici. Il suolo è costituito da particelle solide minerali e organiche, acqua e aria; ha un insieme di proprietà che determinano le condizioni per la crescita e lo sviluppo delle piante. Il suolo è l'orizzonte superficiale sciolto della terra in grado di produrre raccolti. È l'elemento più importante degli ecosistemi terrestri; è il prodotto dell'interazione del biota e delle rocce sottostanti.

Il suolo è considerato un corpo naturale speciale che svolge un ruolo estremamente importante nei processi biogeochimici globali. Il suolo è collegato alle geosfere terrestri come segue:

1. Con la litosfera:

· Partecipa alla trasformazione biochimica degli strati superiori della litosfera;

· È una fonte per la formazione di minerali, minerali, rocce.

· Partecipa al trasferimento dell'energia solare accumulata negli strati profondi della litosfera;

· Protegge la litosfera dall'eccessiva erosione.

2. Con l'idrosfera:

· Trasforma le acque superficiali in acque sotterranee;

· Partecipa alla formazione del flusso del fiume;

· È un fattore di bioproduttività dei serbatoi grazie ai composti biogenici forniti;

· È una barriera di assorbimento che protegge dall'inquinamento.

3. Con atmosfera:

· Assorbe e riflette la radiazione solare;

· Regola la circolazione dell'acqua nell'atmosfera;

· Fonte di materia solida e microrganismi che entrano nell'atmosfera;

· Regolazione del regime dei gas nell'atmosfera.

4. Con la biosfera:

· Habitat, batteria e fonte di materia ed energia per gli organismi terrestri;

· Barriera protettiva;

· Anello di congiunzione dei cicli biologici e geologici.

Rocce che formano il suoloè il substrato su cui si formano i suoli. Sono costituiti da vari componenti minerali che, in varia misura, partecipano alla formazione del suolo. La materia minerale costituisce il 60-90% del peso totale del suolo. Le proprietà fisiche del suolo dipendono dalla natura delle rocce madri: i suoi regimi idrici e termici, la velocità di movimento delle sostanze nel suolo, la composizione mineralogica e chimica e il contenuto iniziale di nutrienti per le piante.

I componenti organici del suolo si formano come risultato dell'attività vitale di piante, animali e microrganismi. Il ruolo principale qui appartiene alla vegetazione. Le piante verdi sono praticamente le uniche creatrici di sostanze organiche primarie. Assorbendo l'anidride carbonica dall'atmosfera, l'acqua e i minerali dal suolo e utilizzando l'energia della luce solare, creano composti organici complessi attraverso il processo di fotosintesi. Le comunità forestali forniscono la maggiore quantità di materia organica, soprattutto nei tropici umidi.

Nel processo di morte sia delle piante intere che delle loro singole parti, le sostanze organiche entrano nel terreno (decomposizione delle radici e del terreno). L’entità del declino annuale varia ampiamente: nelle foreste umide raggiunge i 250 c/ha, nella tundra artica – meno di 10 c/ha. Sulla superficie del suolo, la materia organica, sotto l'influenza di animali, batteri, funghi, nonché fattori fisici e chimici, si decompone per formare l'humus del suolo. Le sostanze della cenere ricostituiscono la parte minerale del terreno. Il materiale vegetale non decomposto forma il cosiddetto. rifiuti forestali (nelle foreste) o feltro (nelle steppe e nei prati). Queste formazioni influenzano lo scambio di gas del suolo, la permeabilità dei sedimenti, il regime termico dello strato superiore del suolo, la fauna del suolo e l'attività vitale dei microrganismi.

La funzione principale degli organismi viventi nel suolo è la trasformazione della materia organica. Sia il suolo che gli animali terrestri prendono parte alla formazione del suolo. Nell'ambiente del suolo gli animali sono rappresentati principalmente da invertebrati e protozoi. Gli animali del suolo sono divisi in 2 gruppi: biofagi, che si nutrono di organismi viventi o tessuti di organismi animali, e saprofagi, che utilizzano la materia organica come cibo. Il numero principale di organismi viventi del suolo sono i saprofagi: nematodi, lombrichi.

La proprietà più importante del suolo è la sua fertilità, cioè. capacità di fornire nutrimento organico e minerale alle piante. La fertilità dipende dalle proprietà fisiche e chimiche del terreno, che insieme rappresentano fattori edafici.

Fattori di formazione del suolo: rocce che formano il suolo, organismi vegetali e animali, clima, rilievo, età, acqua (suolo e suolo), attività economica umana.

Viene chiamato lo strato superiore e più fertile del terreno, contenente i prodotti della decomposizione della materia organica humus (strato di humus). La composizione chimica dell'humus comprende acidi ulmici e umici liberi, nonché i loro sali di calcio, ferro e magnesio.

Sotto lo strato di humus c'è uno strato a bassa fertilità. I nutrienti vengono eliminati dall'acqua o dagli acidi, motivo per cui è chiamato orizzonte di lisciviazione.

Le sostanze organiche che entrano nel terreno con tessuti morti di organismi includono lignina, proteine, lipidi, nonché prodotti finali del metabolismo vegetale (cere, resine, tannini).

I residui organici nel terreno vengono mineralizzati per formare prodotti semplici: acqua, anidride carbonica, ammoniaca.

Le caratteristiche più importanti del suolo sono: la concentrazione di sali nella soluzione del suolo, l'acidità (influisce sull'attività dei microrganismi).

Tipi di crosta terrestre

La maggior parte della litosfera è la crosta terrestre. La crosta terrestre è il guscio solido più esterno della Terra. Il limite inferiore della crosta terrestre è considerato l'interfaccia; passando dall'alto verso il basso, le onde sismiche longitudinali aumentano bruscamente la velocità da 6,7-7,6 km/sec a 7,9-8,2 km/sec - confine Mohorovicic (sezione Moho) .

La crosta terrestre è diversa nei continenti e sotto l'oceano. Gli studi sismici dimostrano che esistono due tipi principali di crosta terrestre: continentale e oceanica.

La crosta continentale (Fig. 1.1.) ha solitamente uno spessore di 35-45 km, nelle aree dei paesi montuosi - fino a 70 km. È costituito da tre strati: una copertura sedimentaria, uno strato di granito e uno strato di basalto.

La copertura sedimentaria ha uno spessore fino a 10 km ed è costituita da rocce sedimentarie e vulcaniche inalterate o leggermente alterate di diverse età. Gli strati sono spesso piegati, strappati e spostati lungo lo spazio vuoto. In alcuni punti (sugli scudi) il guscio sedimentario è assente;

Lo strato granitico è più denso, il suo spessore è di 10-15 km, è composto da graniti e gneiss;

Lo strato basaltico è ancora più denso, spesso 15-35 km, composto da basalti, gabbro e rocce sedimentarie ad altissima metamorfizzazione in varie proporzioni.

La crosta oceanica ha uno spessore di 5-10 km (insieme alla colonna d'acqua - 9-12 km). È divisa in 3 strati: sotto uno strato sottile (meno di 1 km) di sedimenti marini c'è un “secondo”. strato con velocità delle onde sismiche longitudinali di 4-6 km/sec; il suo spessore è di 1-2,5 km. Probabilmente è composto da serpentinite e basalto, forse con intercalazioni di sedimenti. Lo strato inferiore, “oceanico”, con uno spessore medio di circa 5 km, ha velocità delle onde sismiche di 6,4-7,0 km/sec; probabilmente è composto da gabbro. Lo spessore dello strato di sedimenti sul fondo dell'oceano è variabile, in alcuni punti non ce n'è affatto.

Nella zona di transizione dal continente all'oceano si osserva un tipo di crosta transitoria.

La crosta terrestre delle cinture geosinclinali di tipo transitorio si forma all'incrocio delle piattaforme oceaniche e continentali, mentre la formazione di uno strato granitico avviene a seguito del profondo metamorfismo delle rocce ignee e sedimentarie nelle zone di subduzione, si distingue per la sua diversità e complessità della struttura, la crosta terrestre di tipo transitorio è oceanica (mari marginali dell'oceano Pacifico, Mar Caspio, ecc.) e continentale (archi di isole, ecc.). La crosta terrestre di tipo transitorio, come la crosta oceanica, è costituita da uno strato di basalto, sopra il quale si trova uno strato sedimentario spesso, fino a 10-20 km.

Il tipo di rift della crosta terrestre (5-7 km) si forma in zone di espansione (rift), dove il materiale del mantello raggiunge la superficie e si formano le dorsali medio-oceaniche, e nasce una giovane crosta terrestre oceanica.