A litoszféra a Föld kőhéja. A görög "lithos" szóból - kő és "gömb" - labda

Litoszféra - a Föld külső szilárd héja, amely magában foglalja a teljes földkérget a Föld felső köpenyének egy részével, és üledékes, magmás és metamorf kőzetekből áll. A litoszféra alsó határa homályos, és a kőzet viszkozitásának éles csökkenése, a szeizmikus hullámok terjedési sebességének változása és a kőzetek elektromos vezetőképességének növekedése határozza meg. A litoszféra vastagsága a kontinenseken és az óceánok alatt változó, átlagosan 25-200, illetve 5-100 km.

Tekintsük általánosságban a Föld geológiai szerkezetét. A Naptól legtávolabbi harmadik bolygó - a Föld sugara 6370 km, átlagos sűrűsége 5,5 g / cm3, és három héjból áll - ugat, köntösökés én. A köpeny és a mag belső és külső részekre oszlik.

A földkéreg a Föld vékony felső héja, amelynek vastagsága a kontinenseken 40-80 km, az óceánok alatt 5-10 km, és a Föld tömegének csak körülbelül 1%-át teszi ki. Nyolc elem – oxigén, szilícium, hidrogén, alumínium, vas, magnézium, kalcium, nátrium – alkotja a földkéreg 99,5%-át.

Tudományos kutatások szerint a tudósok meg tudták állapítani, hogy a litoszféra a következőkből áll:

• Oxigén - 49%;
• Szilícium - 26%;
• Alumínium - 7%;
• vas - 5%;
• kalcium - 4%
• A litoszféra összetétele sok ásványt tartalmaz, a leggyakoribb a földpát és a kvarc.

A kontinenseken a kéreg háromrétegű: az üledékes kőzetek gránit kőzeteket fednek, a gránit kőzetek pedig a bazaltokon. Az óceánok alatt a kéreg "óceáni", kétrétegű; üledékes kőzetek egyszerűen bazaltokon fekszenek, gránitréteg nincs. A földkéregnek van egy átmeneti típusa is (szigetíves zónák az óceánok peremén és egyes területek a kontinenseken, például a Fekete-tengeren).

A földkéreg a hegyvidéki területeken a legvastagabb.(a Himalája alatt - több mint 75 km), a középső - a platformok területén (a nyugat-szibériai alföld alatt - 35-40, az orosz platform határain belül - 30-35), a legkisebb pedig a peronok területén. az óceánok központi régiói (5-7 km). A földfelszín túlnyomó részét a kontinensek síkságai és az óceán feneke alkotják.

A kontinenseket egy talapzat veszi körül - egy legfeljebb 200 g mély, átlagosan körülbelül 80 km szélességű sekély vizű sáv, amely a fenék éles meredek kanyarulata után átmegy a kontinentális lejtőbe (a lejtő 15-től változik) 17-20-30°). A lejtők fokozatosan kiegyenlítődnek és mélységi síkságokká alakulnak (mélysége 3,7-6,0 km). A legnagyobb mélységben (9-11 km) óceáni árkok találhatók, amelyek túlnyomó többsége a Csendes-óceán északi és nyugati peremén található.

A litoszféra nagy részét magmás magmás kőzetek (95%) teszik ki, amelyek között a kontinenseken a gránitok és a granitoidok, az óceánokban a bazaltok dominálnak.

A litoszféra tömbjei - litoszféra lemezei - a viszonylag képlékeny asztenoszféra mentén mozognak. A geológia lemeztektonikával foglalkozó része e mozgások tanulmányozására és leírására szolgál.

A litoszféra külső héjának megjelölésére a mára elavult sial kifejezést használták, amely a Si (lat. Szilícium - szilícium) és az Al (lat. Alumínium - alumínium) kőzetek fő elemeinek nevéből származik.

Litoszférikus lemezek

Érdemes megjegyezni, hogy a legnagyobb tektonikus lemezek nagyon jól láthatóak a térképen, és ezek:

• Békés- a bolygó legnagyobb lemeze, amelynek határai mentén a tektonikus lemezek állandó ütközései és törések alakulnak ki - ez az oka annak állandó csökkenésének;
• eurázsiai- Eurázsia szinte teljes területét lefedi (kivéve Hindusztánt és az Arab-félszigetet), és tartalmazza a kontinentális kéreg legnagyobb részét;
• indo-ausztrál- Magában foglalja az ausztrál kontinenst és az indiai szubkontinenst. Az eurázsiai lemezzel való állandó ütközések miatt törés alatt van;
• Dél-amerikai- a dél-amerikai szárazföldből és az Atlanti-óceán egy részéből áll;
• Észak amerikai- az észak-amerikai kontinensből, Szibéria északkeleti részéből, az Atlanti-óceán északnyugati részéből és a Jeges-tenger feléből áll;
• afrikai- az afrikai kontinensből, valamint az Atlanti- és az Indiai-óceán óceáni kérgéből áll. Érdekesség, hogy a vele szomszédos lemezek vele ellentétes irányban mozognak, ezért itt található bolygónk legnagyobb töréspontja;
• Antarktiszi lemez- az Antarktisz szárazföldi részéből és a közeli óceáni kéregből áll. Tekintettel arra, hogy a lemezt óceánközépi gerincek veszik körül, a többi kontinens folyamatosan távolodik tőle.

A tektonikus lemezek mozgása a litoszférában

Az összekötő és elválasztó litoszféra lemezek folyamatosan változtatják körvonalukat. Ez lehetővé teszi a tudósok számára, hogy előterjeszthessék azt az elméletet, miszerint körülbelül 200 millió évvel ezelőtt a litoszférában csak Pangea volt – egyetlen kontinens, amely később részekre szakadt, amelyek fokozatosan elkezdtek távolodni egymástól nagyon kis sebességgel (átlagosan körülbelül hét). centiméter évente).

Ez érdekes! Van egy olyan feltételezés, hogy a litoszféra mozgása miatt 250 millió év múlva a mozgó kontinensek egyesülése miatt egy új kontinens képződik bolygónkon.

Az óceáni és a kontinentális lemezek ütközésekor az óceáni kéreg széle a kontinentális alá süllyed, míg az óceáni lemez másik oldalán a határa eltér a vele szomszédos lemeztől. Azt a határt, amely mentén a litoszférák mozgása megtörténik, szubdukciós zónának nevezzük, ahol megkülönböztetik a lemez felső és süllyedő szélét. Érdekes, hogy a köpenybe merülő lemez a földkéreg felső részének összenyomásakor olvadni kezd, aminek következtében hegyek képződnek, és ha a magma is kitör, akkor vulkánok.

Azokon a helyeken, ahol a tektonikus lemezek érintkeznek egymással, ott vannak a maximális vulkáni és szeizmikus aktivitású zónák: a litoszféra mozgása és ütközése során a földkéreg összeomlik, ezek szétválásakor törések, mélyedések alakulnak ki (a litoszféra, ill. A Föld domborműve összefügg egymással). Ez az oka annak, hogy a Föld legnagyobb felszínformái a tektonikus lemezek szélei mentén helyezkednek el - hegyvonulatok aktív vulkánokkal és mélytengeri árkokkal.

A litoszféra problémái

Az ipar intenzív fejlődése oda vezetett, hogy az ember és a litoszféra az utóbbi időben rendkívül nehezen boldogul egymással: a litoszféra szennyeződése katasztrofális méreteket ölt. Ennek oka az ipari hulladék növekedése a háztartási hulladékkal, valamint a mezőgazdaságban használt műtrágyákkal és növényvédő szerekkel kombinálva, ami negatívan befolyásolja a talaj és az élő szervezetek kémiai összetételét. A tudósok számításai szerint évente körülbelül egy tonna szemét hullik fejenként, beleértve 50 kg nehezen lebomló hulladékot.

Napjainkra a litoszféra szennyeződése sürgető problémává vált, mivel a természet önmagában nem képes megbirkózni vele: a földkéreg öntisztulása nagyon lassú, ezért a káros anyagok fokozatosan felhalmozódnak, és végül negatívan befolyásolják a fő felelőst. a probléma - ember.

A litoszféra a Föld törékeny, külső, kemény rétege. A tektonikus lemezek a litoszféra szakaszai. Teteje jól belátható - a Föld felszínén található, de a litoszféra alapja a földkéreg közötti átmeneti rétegben található, és ez az aktív kutatás területe.

A litoszféra flexiója

A litoszféra nem teljesen merev, de enyhe rugalmassággal rendelkezik. Meghajlik, ha további terhelés hat rá, vagy fordítva, meghajlik, ha a terhelés mértéke gyengül. A gleccserek a terhelés egyik fajtája. Például az Antarktiszon egy vastag jégsapka erősen a tengerszintre süllyesztette a litoszférát. Míg Kanadában és Skandináviában, ahol a gleccserek körülbelül 10 000 évvel ezelőtt elolvadtak, a litoszféra nincs erősen érintett.

Íme néhány más típusú terhelés a litoszférában:

• Vulkánkitörés;
• üledékek lerakódása;
• Tengerszint emelkedés;
• Nagy tavak és tározók kialakulása.

Példák a litoszférára gyakorolt ​​hatás csökkentésére:

• Hegyek eróziója;
• Kanyonok és völgyek kialakulása;
• Nagy tározók kiszárítása;
• A tengerszint csökkenése.

A litoszféra elhajlása a fenti okok miatt általában viszonylag kicsi (általában jóval kevesebb, mint egy kilométer, de meg tudjuk mérni). Egyszerű mérnöki fizikával modellezhetjük a litoszférát, és képet kaphatunk a vastagságáról. A szeizmikus hullámok viselkedését is tanulmányozhatjuk, és a litoszféra alapját olyan mélységekbe helyezhetjük, ahol ezek a hullámok lassulni kezdenek, jelezve a lágyabb kőzet jelenlétét.

Ezek a modellek azt sugallják, hogy a litoszféra vastagsága az óceánközépi gerincek közelében lévő kevesebb mint 20 km-től a régi óceáni régiók körülbelül 50 km-ig terjed. A kontinensek alatt a litoszféra vastagabb - 100-350 km.

Ugyanezek a tanulmányok azt mutatják, hogy a litoszféra alatt van egy forróbb és lágyabb kőzetréteg, az úgynevezett asztenoszféra. Az asztenoszféra kőzete viszkózus, nem merev, és feszültség hatására lassan deformálódik, akár a gitt. Ezért a litoszféra a lemeztektonika hatására áthaladhat az asztenoszférán. Ez azt is jelenti, hogy a földrengések repedéseket képeznek, amelyek csak a litoszférán keresztül terjednek, de azon túl nem.

A litoszféra szerkezete

A litoszféra magában foglalja a kérget (a kontinensek hegyeit és az óceán fenekét) és a földkéreg alatti köpeny legfelső részét. A két réteg ásványtanilag különbözik, de mechanikailag nagyon hasonlóak. A legtöbb esetben egy lemezként működnek.

Úgy tűnik, hogy a litoszféra ott ér véget, ahol a hőmérséklet elér egy bizonyos szintet, ami miatt a középső köpenykőzet (peridotit) túl lágy lesz. De sok bonyodalom és feltételezés van, és csak azt mondhatjuk, hogy ezek a hőmérsékletek 600 ° C és 1200 ° C között mozognak. Sok függ a nyomástól és a hőmérséklettől, valamint a kőzet összetételének tektonikus keveredéséből adódó változásaitól. Valószínűleg lehetetlen pontosan meghatározni a litoszféra világos alsó határát. A kutatók munkájuk során gyakran jelzik a litoszféra termikus, mechanikai vagy kémiai tulajdonságait.

Az óceáni litoszféra nagyon vékony a táguló központokban, ahol kialakul, de idővel vastagabbá válik. Ahogy lehűl, az asztenoszférából származó forróbb kőzet lehűl a litoszféra alsó részén. Körülbelül 10 millió év alatt az óceáni litoszféra sűrűbbé válik, mint az alatta lévő asztenoszféra. Ezért a legtöbb óceáni lemez mindig készen áll a szubdukcióra.

A litoszféra hajlítása és pusztulása

A litoszférát meghajlító és megtörő erők elsősorban a lemeztektonikából származnak. Amikor lemezek ütköznek, az egyik lemezen lévő litoszféra a forró köpenybe süllyed. Ebben a szubdukciós folyamatban a lemez 90 fokkal lehajlik. Ahogy görbül és ereszkedik, a szubduktív litoszféra hevesen megreped, ami földrengéseket okoz a leszálló hegylapban. Egyes esetekben (például Kalifornia északi részén) a szubduktív rész teljesen összeomolhat, és mélyen a Földbe süllyedhet, ahogy a felette lévő lemezek megváltoztatják tájolásukat. A szubduktív litoszféra még nagy mélységben is törékeny lehet több millió évig, ha viszonylag hűvös.

A kontinentális litoszféra felhasadhat, míg az alsó része összeomlik és süllyed. Ezt a folyamatot rétegezésnek nevezik. A kontinentális litoszféra felső része mindig kevésbé sűrű, mint a köpenyrész, amely viszont sűrűbb, mint az alatta lévő asztenoszféra. Az asztenoszférából érkező gravitációs erők vagy húzóerő elhúzhatja a földkéreg és a földköpeny rétegeit. A deamináció lehetővé teszi a forró köpeny felemelkedését és megolvadását a kontinensek egyes részei alatt, ami széles körű felemelkedést és vulkanizmust okoz. Olyan helyeket vizsgálnak a rétegződési folyamat szempontjából, mint a kaliforniai Sierra Nevada, Kelet-Törökország és Kína egyes részei.

A litoszférát a bolygó kemény héjának nevezik, melynek elnevezése a görög „lithos” szóból származik, amely követ. A kifejezést J. Burrell javasolta 1916-ban, és kezdetben a földkéreg szinonimájaként használta. Néhány évvel később bebizonyosodott, hogy a Föld litoszférájának szerkezete összetettebb. A következőket tartalmazza:

• Földkéreg;
• Köpeny (felső réteg).

Alaprétegek

A földkéreg a litoszféra alkotórésze, amelynek mélysége a szárazföld kontinentális része alatt 35-70 km, az óceán feneke alatt pedig 5-15 km. Ez is rétegekből áll:

• Kontinentális kéreg: üledékes, gránit, bazaltréteg;
• Óceáni: tengeri üledékréteg (egyes esetekben teljesen hiányozhat), középső bazalt- és szerpentinréteg, alsó gabbróréteg.

Szinte a teljes periódusos rendszer megtalálható a földkéreg összetételében, csak eltérő arányban. Leginkább oxigént, vasat, szilíciumot, alumíniumot, nátriumot, magnéziumot, kalciumot és káliumot tartalmaz. A földkéreg az egész bolygó össztömegének körülbelül 1%-át teszi ki.

A köpeny a litoszféra alsó része, melynek mélysége eléri a 2900 km-t. Főleg szilíciumból, oxigénből, vasból, magnéziumból, nikkelből áll. Belül egy speciális réteget különböztetnek meg - az asztenoszférát, amelyet egy speciális anyagból hoztak létre. A föld szilárd héjának összetétele magában foglalja a köpenynek azt a részét, amely az asztenoszféra előtt található. Ez a héj alsó határa, míg a felső az atmoszféra és a hidroszféra mellett található, amellyel a litoszféra kölcsönhatásba lép, részben behatolva azokba.

Tévedés a magot litoszférának, a földgömb különálló rétegének minősíteni, amely 2900–6371 km mélységben található, és vörösen izzó vasból és nikkelből áll.

Shell jellemzői

A Föld litoszférájának szerkezete alapján elmondható, hogy viszonylag törékeny héjról van szó, hiszen nem monolitikus. Mély törések különálló blokkokra (vagy lemezekre) bontják, amelyek nagyon lassan mozognak vízszintes irányban az asztenoszféra mentén. Ezért különbséget kell tenni a viszonylag stabil platformok és a mobil régiók (összecsukható övek) között.

A Föld litoszférájának szerkezete ma a bolygó felszínének hét nagy és több kis lemezre való felosztása. A köztük lévő határokat a legmagasabb vulkáni és szeizmikus aktivitású zónák jelölik. A litoszféra ezen elemei 1000–10 000 km átmérőjűek.

izosztázia

Külön szeretnék kitérni az izosztáziára, arra a jelenségre, amelyet a tudósok a hegyláncok és a gravitáció tanulmányozása során fedeztek fel a lábuknál (a hegyek a litoszféra lemezeinek találkozásánál képződnek). Korábban úgy vélték, hogy a domborzat nagy szabálytalanságai növelik a vonzás erejét a régióban. Kiderült azonban, hogy a gravitációs erő az egész földfelszínen azonos. A hatalmas építmények valahol a Föld mélyén, a felső köpenyben egyensúlyoznak: minél nagyobb a hegy, annál mélyebben merül el a litoszférában. A földkéreg egy ideig kibillenhet az egyensúlyából a tektonikus erők hatására, de aztán mégis visszatér hozzá.

Term "litoszféra" század közepe óta használják a tudományban, de mai jelentését alig fél évszázada nyerte el. Még az 1955-ös kiadás geológiai szótárában is ez áll: litoszféra- ugyanaz, mint a földkéreg. Az 1973-as és későbbi szótári kiadásban: litoszféra... modern értelemben magában foglalja a földkéreg és a merev a felső köpeny felső része Föld. A felső köpeny geológiai kifejezés egy nagyon nagy rétegre; a felső köpeny vastagsága akár 500, egyes besorolások szerint - több mint 900 km, és a litoszféra összetétele csak a felsőket foglalja magában, több tíz és kétszáz kilométer között.

A földkéreg a litoszféra külső héja. Üledékes, gránit és bazaltrétegekből áll. Különbséget kell tenni az óceáni és a kontinentális kéreg között. Az elsőből hiányzik a gránitréteg. A földkéreg legnagyobb vastagsága körülbelül 70 km - a hegyrendszerek alatt, 30-40 km - a síkságok alatt, a legvékonyabb földkéreg - az óceánok alatt, mindössze 5-10 km.

A földkéreg felszíne az egyenetlen domborzatot létrehozó tektonikus mozgások többirányú hatásai, e domborzat denudációja az azt alkotó kőzetek pusztulása, mállása következtében, valamint az ülepedési folyamatok következtében alakul ki. Ennek eredményeként a földkéreg folyamatosan formálódó és egyben simító felszíne meglehetősen összetettnek bizonyul. A maximális domborzati kontraszt csak a Föld legnagyobb modern tektonikus aktivitású helyein figyelhető meg, például Dél-Amerika aktív kontinentális peremén, ahol a peruai-chilei mélytengeri árok és a hegycsúcsok közötti domborzati különbségek. az Andok eléri a 16-17 km-t. Jelentős magassági kontrasztok (akár 7-8 km-ig) és a dombormű nagy felosztása figyelhető meg a modern kontinentális ütközési zónákban, például az alpesi-himalájai hajtássávban.

Mindkét esetben a domborzat szélsőséges magasságkülönbségeit nemcsak a földkéreg tektonikai deformációinak intenzitása és denudációjának sebessége határozza meg, hanem a kéregkőzetek reológiai tulajdonságai is, amelyek a földkéreg tektonikus deformációinak intenzitásától és a denudáció mértékétől függenek. túlzott és nem kompenzált feszültségek képlékeny állapotba kerülnek. Ezért a Föld gravitációs mezejében a nagy domborművesések a kőzet plaszticitási határait meghaladó túlfeszültségek megjelenéséhez és túl nagy domborzati egyenetlenségek plasztikus terjedéséhez vezetnek.

Ezek alkotják a litoszférát - a földkérget és az aljzatot, amely a felső köpeny része. A földkéreg és az aljzat határa a Mohorovich-felszín, ezen felülről lefelé haladva a hosszanti szeizmikus hullámok sebessége ugrásszerűen megnő. A litoszféra térbeli (horizontális) szerkezetét nagyméretű tömbjei - az ún. litoszféra lemezek.

A litoszféra lemezek a földkéreg nagy merev tömbjei, amelyek a viszonylag képlékeny asztenoszféra mentén mozognak. Az óceánok és kontinensek alatti litoszféra jelentősen eltér.

Az óceánok alatti litoszféra az óceáni kéreg kialakulása következtében számos részleges olvadáson ment keresztül, erősen kimerült az alacsony olvadáspontú ritka elemekből, és főként dunitokból és harzburgitokból áll.

A kontinensek alatti litoszféra sokkal hidegebb, erősebb és láthatóan változatosabb. Nem vesz részt a köpeny konvekciós folyamatában, és kevesebb részleges olvadási cikluson ment keresztül. Általában gazdagabb az összeférhetetlen ritka elemekben. Összetételében jelentős szerepet játszanak a lherzolitek, wehrlitek és más, ritka elemekben gazdag kőzetek.

A litoszféra körülbelül 10 nagy lemezre oszlik, amelyek közül a legnagyobbak az eurázsiai, afrikai, indo-afsztráliai, amerikai, csendes-óceáni és antarktiszi lemezek. A litoszféra lemezek a rajtuk emelkedő földdel együtt mozognak. A litoszféra lemezek mozgásának elmélete A. Wegenernek a kontinensek sodródásáról alkotott hipotézisén alapul.

A litoszférikus lemezek körvonalait folyamatosan változtatják, felhasadás és forrasztás hatására széthasadhatnak, ütközés következtében egyetlen lemezt alkotnak. Másrészt a földkéreg lemezekre osztása nem egyértelmű, a geológiai ismeretek gyarapodásával újabb lemezeket azonosítanak, és bizonyos lemezhatárokat nem létezőnek ismernek el. A litoszféra lemezek mozgása a felső köpenyben lévő anyagmozgásnak köszönhető. A hasadékzónákban megtöri a földkérget és széttolja a lemezeket. A legtöbb hasadék az óceánok fenekén található, ahol vékonyabb a földkéreg. A szárazföldön a legnagyobb hasadékok az Afrikai Nagy-tavakban és a Bajkál-tóban találhatók. A litoszféra lemezek mozgási sebessége -1-6 cm évente.

A litoszférikus lemezek ütközésekor hegyrendszerek alakulnak ki a határaikon: hegyi rendszerek, ha mindkét lemez a kontinentális kérget hordozza az ütközési zónában (Himalája), és mélytengeri árkok, ha az egyik lemez az óceáni kérget (Peru) Árok). Ez az elmélet összhangban van az ősi kontinensek létezésének feltételezésével: déli - Gondwana és északi - Laurasia.

A litoszféra lemezek határai olyan mobil területek, ahol a hegyek építkezése, a földrengések és a legtöbb aktív vulkán (szeizmikus övek) koncentrálódik. A legkiterjedtebb szeizmikus övek - csendes-óceáni és mediterrán - transz-ázsiai.

A kontinensek alatt 120-150 km-es, az óceánok alatt 60-400 km-es mélységben található a köpenyréteg, az úgynevezett asztenoszféra. Úgy tűnik, hogy minden litoszféra lemez a félig folyékony asztenoszférában lebeg, mint jégtáblák a vízben.

A litoszférában egy sor kőzet, a földfelszín és a talajok különböztethetők meg. A litoszféra nagy részét magmás magmás kőzetek (95%) teszik ki, amelyek között a kontinenseken a gránitok és a granitoidok, az óceánokban a bazaltok dominálnak. A litoszféra felső rétege a földkéreg, melynek ásványai főleg szilícium- és alumínium-oxidokból, vas-oxidokból és alkálifémekből állnak.

A litoszféra élőlényeinek és mikroorganizmusainak nagy része a talajban koncentrálódik, legfeljebb néhány méter mélységben. Talajok - szerves-ásványi termék sok év (száz és ezer év) az általános tevékenység az élő szervezetek, a víz, a levegő, a naphő és a fény az egyik legfontosabb természeti erőforrások. A modern talajok egy háromfázisú rendszer (különböző szemcséjű szilárd részecskék, vízben és pórusokban oldott víz és gázok), amely ásványi részecskék (kőzetpusztító termékek), szerves anyagok (mikroorganizmusainak és gombáinak biota-hulladéktermékei) keverékéből áll. ). A szárazföldön belüli litoszféra legmagasabb felszíni horizontja van kitéve a legnagyobb átalakulásnak. A föld a Föld felszínének 29,2%-át foglalja el, és különféle kategóriájú földeket foglal magában, amelyek közül a termékeny talaj kiemelkedő fontosságú.

A litoszféra felszíni rétege, amelyben az élő anyag és az ásványi (szervetlen) kölcsönhatás végbemegy, a talaj. Az organizmusok maradványai a bomlás után humuszba (a talaj termékeny részébe) mennek át. A talaj alkotórészei ásványi anyagok, szerves anyagok, élő szervezetek, víz, gázok.

A litoszféra kémiai összetételének meghatározó elemei: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.