La litosfera è il guscio di pietra della Terra. Dal greco "lithos" - una pietra e "sfera" - una palla

La litosfera è il guscio solido esterno della Terra, che comprende l'intera crosta terrestre con parte del mantello superiore della Terra ed è costituito da rocce sedimentarie, ignee e metamorfiche. Il limite inferiore della litosfera è sfocato ed è determinato da una forte diminuzione della viscosità delle rocce, un cambiamento nella velocità di propagazione onde sismiche e un aumento della conduttività elettrica delle rocce. Lo spessore della litosfera nei continenti e sotto gli oceani varia e ha una media rispettivamente di 25 - 200 e 5 - 100 km.

Considera in termini generali struttura geologica Terra. Il terzo pianeta più lontano dal Sole - la Terra ha un raggio di 6370 km, una densità media di 5,5 g/cm3 ed è composta da tre gusci - abbaio, Vestiti e io. Il mantello e il nucleo sono divisi in parti interne ed esterne.

La crosta terrestre è un sottile guscio superiore della Terra, che ha uno spessore di 40-80 km nei continenti, 5-10 km sotto gli oceani e costituisce solo l'1% circa della massa terrestre. Otto elementi - ossigeno, silicio, idrogeno, alluminio, ferro, magnesio, calcio, sodio - formano il 99,5% della crosta terrestre.

Secondo ricerca scientifica, gli scienziati sono riusciti a stabilire che la litosfera è composta da:

• Ossigeno - 49%;
• silicio - 26%;
• Alluminio - 7%;
• Ferro - 5%;
• Calcio - 4%
• La composizione della litosfera comprende molti minerali, i più comuni sono il feldspato e il quarzo.

Nei continenti, la crosta è a tre strati: rocce sedimentarie ricoprono rocce granitiche e rocce granitiche giacciono su rocce basaltiche. Sotto gli oceani, la crosta è "oceanica", a due strati; le rocce sedimentarie giacciono semplicemente su basalti, non c'è uno strato di granito. Esiste anche un tipo di transizione della crosta terrestre (zone ad arco insulare alla periferia degli oceani e alcune aree dei continenti, come il Mar Nero).

spessore massimo la crosta terrestre ha nelle zone montuose(sotto l'Himalaya - oltre 75 km), quella centrale - nelle aree delle piattaforme (sotto la pianura della Siberia occidentale - 35-40, entro i confini della piattaforma russa - 30-35) e la più piccola - nella regioni centrali degli oceani (5-7 km). La parte predominante della superficie terrestre è costituita dalle pianure dei continenti e dai fondali oceanici.

I continenti sono circondati da una piattaforma - una striscia di acque poco profonde fino a 200 g di profondità e una larghezza media di circa 80 km, che, dopo una brusca e ripida curva del fondale, passa nel versante continentale (la pendenza varia da 15- 17 a 20-30°). I pendii gradualmente si livellano e si trasformano in pianure abissali (profondità 3,7-6,0 km). Le profondità maggiori (9-11 km) hanno trincee oceaniche, la stragrande maggioranza delle quali si trova sui margini settentrionali e occidentali dell'Oceano Pacifico.

La parte principale della litosfera è costituita da rocce ignee ignee (95%), tra le quali predominano graniti e granitoidi nei continenti e basalti negli oceani.

Blocchi di litosfera - placche litosferiche- muoversi lungo l'astenosfera relativamente plastica. La sezione di geologia sulla tettonica a zolle è dedicata allo studio e alla descrizione di questi movimenti.

Per designare il guscio esterno della litosfera è stato utilizzato il termine ormai obsoleto sial, che deriva dal nome degli elementi principali delle rocce Si (lat. Silicio - silicio) e Al (lat. Alluminio - alluminio).

Placche litosferiche

Vale la pena notare che le placche tettoniche più grandi sono molto chiaramente visibili sulla mappa e sono:

• Pacifico- la placca più grande del pianeta, lungo i cui confini si verificano costanti collisioni di placche tettoniche e si formano faglie - questo è il motivo della sua costante diminuzione;
• eurasiatico- copre quasi l'intero territorio dell'Eurasia (tranne Hindustan e la penisola arabica) e contiene la maggior parte della crosta continentale;
• indo-australiano- Comprende il continente australiano e il subcontinente indiano. A causa delle continue collisioni con la placca eurasiatica, è in procinto di rompersi;
• sudamericano- è costituito dalla terraferma sudamericana e parte dell'Oceano Atlantico;
• nordamericano- è costituito dal continente nordamericano, part Siberia nord-orientale, la parte nord-occidentale dell'Atlantico e metà degli oceani artici;
• africano- è costituito dal continente africano e dalla crosta oceanica degli oceani Atlantico e Indiano. È interessante notare che le placche ad esso adiacenti si muovono in direzione opposta rispetto ad esso, quindi qui si trova la più grande faglia del nostro pianeta;
• Placca Antartica- è costituito dall'Antartide continentale e dalla vicina crosta oceanica. A causa del fatto che la placca è circondata da dorsali oceaniche, il resto dei continenti si allontana costantemente da essa.

Movimento delle placche tettoniche nella litosfera

Le placche litosferiche, collegandosi e separandosi, cambiano continuamente i loro contorni. Ciò consente agli scienziati di avanzare la teoria secondo cui circa 200 milioni di anni fa la litosfera aveva solo Pangea - un unico continente, che successivamente si è diviso in parti, che hanno iniziato ad allontanarsi gradualmente l'una dall'altra a una velocità molto bassa (una media di circa sette centimetri all'anno).

È interessante! Si presume che a causa del movimento della litosfera, tra 250 milioni di anni si formerà un nuovo continente sul nostro pianeta a causa dell'unione di continenti in movimento.

Quando c'è una collisione tra la placca oceanica e quella continentale, il bordo della crosta oceanica affonda sotto quella continentale, mentre dall'altra parte della placca oceanica il suo confine diverge dalla placca ad essa adiacente. Il confine lungo il quale avviene il movimento delle litosfere è chiamato zona di subduzione, dove si distinguono i bordi superiore e tuffo della placca. È interessante notare che la placca, immergendosi nel mantello, inizia a sciogliersi quando viene schiacciata la parte superiore della crosta terrestre, a seguito della quale si formano le montagne e, se scoppia anche il magma, allora i vulcani.

Nei luoghi in cui le placche tettoniche entrano in contatto tra loro, si trovano zone di massima attività vulcanica e sismica: durante il movimento e l'urto della litosfera la crosta terrestre collassa, e quando queste divergono si formano faglie e depressioni (la litosfera e la I rilievi della Terra sono collegati tra loro). Questo è il motivo per cui le più grandi morfologie della Terra si trovano lungo i bordi delle placche tettoniche: catene montuose con vulcani attivi e trincee di acque profonde.

Problemi della litosfera

L'intenso sviluppo dell'industria ha portato al fatto che l'uomo e la litosfera sono diventati recentemente estremamente difficili da andare d'accordo tra loro: l'inquinamento della litosfera sta assumendo proporzioni catastrofiche. Ciò è accaduto a causa dell'aumento dei rifiuti industriali in combinazione con i rifiuti domestici e utilizzati agricoltura fertilizzanti e pesticidi, che influiscono negativamente sulla composizione chimica del suolo e degli organismi viventi. Gli scienziati hanno calcolato che cada circa una tonnellata di rifiuti per persona all'anno, inclusi 50 kg di rifiuti difficilmente decomponibili.

Oggi l'inquinamento della litosfera è diventato un problema urgente, poiché la natura non è in grado di farvi fronte da sola: l'autodepurazione della crosta terrestre avviene molto lentamente, e quindi le sostanze nocive si accumulano gradualmente e alla fine incidono negativamente sul principale colpevole del problema - uomo.

La litosfera è lo strato fragile, esterno e duro della Terra. Le placche tettoniche sono segmenti della litosfera. La sua sommità è facile da vedere: si trova sulla superficie terrestre, ma la base della litosfera si trova nello strato di transizione tra la crosta terrestre e che è un'area di ricerca attiva.

Flessione della litosfera

La litosfera non è completamente rigida, ma ha una leggera elasticità. Si piega quando su di esso agisce un carico aggiuntivo, o viceversa si piega se il grado di carico si indebolisce. I ghiacciai sono un tipo di carico. Ad esempio, in Antartide, una spessa calotta glaciale ha fortemente abbassato la litosfera al livello del mare. Mentre in Canada e Scandinavia, dove i ghiacciai si sono sciolti circa 10.000 anni fa, la litosfera non è stata fortemente colpita.

Ecco alcuni altri tipi di caricamento sulla litosfera:

• Eruzione vulcanica;
• Deposizione di sedimenti;
• Innalzamento del livello del mare;
• Formazione di grandi laghi e bacini artificiali.

Esempi di riduzione dell'impatto sulla litosfera:

• erosione delle montagne;
• Formazione di canyon e valli;
• Prosciugamento di grandi serbatoi;
• Calo del livello del mare.

La flessione della litosfera, per i motivi di cui sopra, è solitamente relativamente piccola (di solito molto meno di un chilometro, ma possiamo misurarla). Possiamo modellare la litosfera con una semplice fisica ingegneristica e farci un'idea del suo spessore. Siamo anche in grado di studiare il comportamento delle onde sismiche e posizionare la base della litosfera a profondità dove queste onde iniziano a rallentare, indicando la presenza di roccia più morbida.

Questi modelli suggeriscono che lo spessore della litosfera varia da meno di 20 km vicino alle dorsali oceaniche a circa 50 km nelle vecchie regioni oceaniche. Sotto i continenti, la litosfera è più spessa, da 100 a 350 km.

Gli stessi studi mostrano che sotto la litosfera c'è uno strato di roccia più caldo e più morbido chiamato astenosfera. La roccia dell'astenosfera è viscosa, non rigida e si deforma lentamente sotto sforzo, come il mastice. Pertanto, la litosfera può muoversi attraverso l'astenosfera sotto l'influenza della tettonica a placche. Ciò significa anche che i terremoti formano crepe che si estendono solo attraverso la litosfera, ma non oltre.

La struttura della litosfera

La litosfera comprende la crosta (le montagne dei continenti ei fondali oceanici) e la parte più alta del mantello al di sotto della crosta terrestre. I due strati differiscono nella mineralogia, ma sono molto simili meccanicamente. Per la maggior parte, agiscono come un piatto.

Sembra che la litosfera termini dove la temperatura raggiunge un certo livello, per cui la roccia del mantello medio (peridotite) diventa troppo morbida. Ma ci sono molte complicazioni e ipotesi, e si può solo dire che queste temperature variano da 600º a 1200º C. Molto dipende dalla pressione e dalla temperatura, così come dai cambiamenti nella composizione della roccia dovuti alla miscelazione tettonica. Probabilmente, è impossibile determinare con precisione il chiaro limite inferiore della litosfera. I ricercatori spesso indicano termico, meccanico o Proprietà chimiche litosfera nelle loro opere.

La litosfera oceanica è molto sottile nei centri in espansione dove si forma, ma diventa più spessa nel tempo. Mentre si raffredda, la roccia più calda dell'astenosfera si raffredda sul lato inferiore della litosfera. Nel corso di circa 10 milioni di anni, la litosfera oceanica diventa più densa dell'astenosfera sottostante. Pertanto, la maggior parte delle placche oceaniche è sempre pronta per la subduzione.

Flessione e distruzione della litosfera

Le forze che piegano e rompono la litosfera provengono principalmente dalla tettonica delle placche. Quando le placche si scontrano, la litosfera su una lastra affonda nel mantello caldo. In questo processo di subduzione, la placca si piega di 90 gradi. Mentre curva e scende, la litosfera subduttiva si incrina violentemente, provocando terremoti nella placca discendente della montagna. In alcuni casi (ad esempio, nel nord della California), la parte subduttiva può collassare completamente, affondando in profondità nella Terra mentre le placche sopra di essa cambiano il loro orientamento. Anche a grandi profondità, la litosfera subduttiva può essere fragile per milioni di anni se è relativamente fredda.

La litosfera continentale può spaccarsi, mentre la parte inferiore collassa e affonda. Questo processo è chiamato stratificazione. La parte superiore della litosfera continentale è sempre meno densa della parte del mantello, che, a sua volta, è più densa dell'astenosfera sottostante. Le forze di gravità o la resistenza dell'astenosfera possono tirare gli strati della crosta terrestre e del mantello. La deaminazione consente al mantello caldo di salire e sciogliersi sotto parti dei continenti, provocando un diffuso sollevamento e vulcanismo. Luoghi come la Sierra Nevada californiana, la Turchia orientale e parti della Cina sono oggetto di studio in termini di processo di stratificazione.

La litosfera è chiamata il guscio duro del pianeta, il cui nome deriva dalla parola greca "lithos", che significa pietra. Il termine fu proposto da J. Burrell nel 1916 e fu inizialmente usato da lui come sinonimo di crosta terrestre. Solo pochi anni dopo è stato dimostrato che la struttura della litosfera terrestre è più complessa. Include quanto segue:

• La crosta terrestre;
• Mantello (strato superiore).

Strati di base

La crosta terrestre è una parte costituente della litosfera, che ha una profondità di 35-70 km sotto la parte continentale della terra e 5-15 km sotto il fondo dell'oceano. Si compone anche di strati:

• Crosta continentale: strato sedimentario, granitico, basaltico;
• Oceanico: uno strato di sedimenti marini (può essere del tutto assente in alcuni casi), uno strato intermedio di basalto e serpentino, uno strato inferiore di gabbro.

Quasi l'intera tavola periodica può essere trovata nella composizione della crosta terrestre, solo in proporzioni diverse. Soprattutto contiene ossigeno, ferro, silicio, alluminio, sodio, magnesio, calcio e potassio. La crosta terrestre rappresenta circa l'1% della massa totale dell'intero pianeta.

Il mantello è la parte inferiore della litosfera, la cui profondità raggiunge i 2900 km. È costituito principalmente da silicio, ossigeno, ferro, magnesio, nichel. Al suo interno si distingue uno strato speciale: l'astenosfera, creata da una sostanza speciale. La composizione del guscio solido della terra comprende quella parte del mantello che si trova prima dell'astenosfera. Questo è il limite inferiore del guscio, mentre quello superiore si trova vicino all'atmosfera e all'idrosfera, con cui la litosfera interagisce, penetrando parzialmente al loro interno.

È un errore classificare il nucleo, uno strato separato, come litosfera il globo, che si trova a una profondità di 2900–6371 km ed è costituito da ferro rovente e nichel.

Caratteristiche della conchiglia

Sulla base della struttura della litosfera terrestre, si può affermare che si tratta di un guscio relativamente fragile, poiché non è monolitico. È suddiviso da faglie profonde in blocchi (o placche) separati che si muovono molto lentamente in direzione orizzontale lungo l'astenosfera. Pertanto, viene fatta una distinzione tra piattaforme relativamente stabili e regioni mobili (nastri pieghevoli).

La struttura della litosfera terrestre oggi è la divisione della superficie del pianeta in sette placche grandi e diverse piccole. I confini tra di loro sono segnati da zone di massima attività vulcanica e sismica. Questi elementi della litosfera hanno un diametro compreso tra 1.000 e 10.000 km.

isostasi

Separatamente, vorrei soffermarmi sull'isostasia, un fenomeno che gli scienziati hanno scoperto durante lo studio delle catene montuose e della gravità ai loro piedi (le montagne si formano all'incrocio delle placche litosferiche). In precedenza, si credeva che grandi irregolarità nel rilievo aumentassero la forza di attrazione nella regione. Tuttavia, si è scoperto che la forza di gravità è la stessa sull'intera superficie terrestre. Strutture massicce sono in equilibrio da qualche parte nelle profondità della Terra, nel mantello superiore: più grande è la montagna, più profonda è l'immersione nella litosfera. Per qualche tempo, la crosta terrestre può essere sbilanciata sotto l'influenza delle forze tettoniche, ma poi ritorna ancora su di essa.

Termine "litosfera"è stato utilizzato nella scienza dalla metà del XIX secolo, ma ha acquisito il suo significato moderno meno di mezzo secolo fa. Anche nel dizionario geologico dell'edizione del 1955 si dice: litosfera- lo stesso della crosta terrestre. Nell'edizione del dizionario del 1973 e successive: litosfera...in senso moderno comprende la crosta terrestre e rigida la parte superiore del mantello superiore Terra. Il mantello superiore è un termine geologico per uno strato molto grande; il mantello superiore ha uno spessore fino a 500, secondo alcune classificazioni - oltre 900 km, e la litosfera comprende solo quelli superiori da alcune decine a duecento chilometri.

La crosta terrestre è il guscio esterno della litosfera. È costituito da strati sedimentari, granitici e basaltici. Distinguere tra crosta oceanica e continentale. Il primo è privo di uno strato di granito. Lo spessore massimo della crosta terrestre è di circa 70 km - sotto i sistemi montuosi, 30-40 km - sotto le pianure, la crosta terrestre più sottile - sotto gli oceani, solo 5-10 km.

La superficie della crosta terrestre si forma per gli effetti multidirezionali dei movimenti tettonici che creano terreni irregolari, la denudazione di questo rilievo attraverso la distruzione e l'erosione delle rocce che lo compongono, e per i processi di sedimentazione. Di conseguenza, la superficie della crosta terrestre in costante formazione e contemporaneamente levigante risulta essere piuttosto complessa. Il massimo contrasto del rilievo si osserva solo nei luoghi della più grande attività tettonica moderna della Terra, ad esempio sul margine continentale attivo Sud America, dove il dislivello dei rilievi tra la fossa profonda Peruano-Cile e le cime delle Ande raggiunge i 16-17 km. Significativi contrasti di altezza (fino a 7-8 km) e un'ampia dissezione del rilievo si osservano nelle moderne zone di collisione continentali, ad esempio nella cintura di piega alpino-himalayana.

In entrambi i casi i dislivelli limite del rilievo sono determinati non solo dall'intensità delle deformazioni tettoniche della crosta terrestre e dalla velocità della sua denudazione, ma anche dalle proprietà reologiche delle rocce crostali, che, sotto l'influenza di sollecitazioni eccessive e non compensate, si trasformano in uno stato plastico. Pertanto, grandi cadute di rilievo nel campo gravitazionale terrestre portano alla comparsa di sollecitazioni eccessive che superano i limiti della plasticità della roccia e alla diffusione plastica di irregolarità del rilievo troppo grandi.

Formano la litosfera: la crosta terrestre e il substrato, che fa parte del mantello superiore. Il confine tra la crosta terrestre e il substrato è la superficie di Mohorovic, attraversandola dall'alto verso il basso, la velocità delle onde sismiche longitudinali aumenta bruscamente. La struttura spaziale (orizzontale) della litosfera è rappresentata dai suoi grandi blocchi - i cosiddetti. placche litosferiche.

Le placche litosferiche sono grandi blocchi rigidi della crosta terrestre che si muovono lungo l'astenosfera relativamente plastica. La litosfera sotto gli oceani e i continenti varia considerevolmente.

La litosfera sotto gli oceani ha subito molti stadi di parziale fusione a seguito della formazione della crosta oceanica, è altamente impoverita di elementi rari a basso punto di fusione ed è costituita principalmente da dune e harzburgite.

La litosfera sotto i continenti è molto più fredda, più potente e, a quanto pare, più diversificata. Non partecipa al processo di convezione del mantello e ha subito meno cicli di fusione parziale. In generale, è più ricco di elementi rari incompatibili. Lherzoliti, wehrliti e altre rocce ricche di elementi rari svolgono un ruolo significativo nella sua composizione.

La litosfera è suddivisa in circa 10 grandi placche, la più grande delle quali è eurasiatica, africana, indo-afstraliana, americana, pacifica e antartica. Le placche litosferiche si muovono con la terra che sale su di esse. La teoria del movimento delle placche litosferiche si basa sull'ipotesi di A. Wegener sulla deriva dei continenti.

Le placche litosferiche cambiano costantemente i loro contorni, possono dividersi a causa di spaccature e saldature, formando un'unica placca a causa della collisione. D'altra parte, la divisione della crosta terrestre in placche non è univoca e, man mano che le conoscenze geologiche si accumulano, vengono identificate nuove placche e alcuni confini delle placche vengono riconosciuti come inesistenti. Il movimento delle placche litosferiche è dovuto al movimento della materia nel mantello superiore. Nelle zone di rift, rompe la crosta terrestre e allontana le placche. La maggior parte delle fratture si trovano sul fondo degli oceani, dove la crosta terrestre è più sottile. Sulla terra, le spaccature più grandi si trovano nei Grandi Laghi africani e nel Lago Baikal. La velocità di movimento delle placche litosferiche è di -1-6 cm all'anno.

Quando le placche litosferiche si scontrano, ai loro confini si formano: sistemi montuosi, se entrambe le placche nella zona di collisione trasportano la crosta continentale (Himalaya), e trincee di acque profonde, se una delle placche trasporta crosta oceanica(Fossa del Perù). Questa teoria è coerente con il presupposto dell'esistenza di antichi continenti: meridionale - Gondwana e settentrionale - Laurasia.

I confini delle placche litosferiche sono aree mobili in cui si verificano la formazione di montagne, sono concentrate le aree sismiche e la maggior parte dei vulcani attivi (fasce sismiche). Le fasce sismiche più estese - Pacifico e Mediterraneo - Transasiatiche.

A una profondità di 120-150 km sotto i continenti e 60-400 km sotto gli oceani si trova uno strato del mantello, chiamato astenosfera. Tutte le placche litosferiche sembrano galleggiare nell'astenosfera semiliquida, come banchi di ghiaccio nell'acqua.

Nella litosfera si distingue una serie di rocce, la superficie terrestre e i suoli. La parte principale della litosfera è costituita da rocce ignee ignee (95%), tra le quali predominano graniti e granitoidi nei continenti e basalti negli oceani. Lo strato superiore della litosfera è la crosta terrestre, i cui minerali sono costituiti principalmente da ossidi di silicio e alluminio, ossidi di ferro e metalli alcalini.

La maggior parte degli organismi e microrganismi della litosfera è concentrata nei suoli, a una profondità non superiore a pochi metri. I terreni sono un prodotto organo-minerale di lunga durata (centinaia e migliaia di anni) attività generali organismi viventi, acqua, aria, calore solare e luce sono tra i più importanti risorse naturali. I terreni moderni sono un sistema trifase (particelle solide a grana diversa, acqua e gas disciolti in acqua e pori), che consiste in una miscela di particelle minerali (prodotti di distruzione delle rocce), sostanze organiche (prodotti di scarto del biota dei suoi microrganismi e funghi ). L'orizzonte di superficie più alto della litosfera all'interno della terra è soggetto alla massima trasformazione. La terra occupa il 29,2% della superficie del globo e comprende terre di varie categorie, di cui il suolo fertile è di fondamentale importanza.

Lo strato superficiale della litosfera, in cui avviene l'interazione della materia vivente con il minerale (inorganico), è il suolo. I resti degli organismi dopo la decomposizione passano nell'humus (la parte fertile del suolo). Componenti i suoli servono minerali, materia organica, organismi viventi, acqua, gas.

Elementi dominanti Composizione chimica litosfera: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.