Внутреннее строение Земли

Внутреннее строение Земли изучается с помощью сейсмического метода. О глубинных слоях планеты судят в основном по скорости прохождения сейсмических волн. Выделяют следующие слои Земли:

1) земная кора – верхний твердый слой Земли мощностью от 30-70 км под материками до 5-15 км под океанами. Состоит из наиболее легких химических элементов. Самый верхний слой земной коры (толщина его 10-20 км) сложен осадочными породами (в большинстве своем); ниже находится гранитный слой (он характерен только для материков и отсутствует под океанами); далее – базальтовый слой (он опоясывает всю Землю).

Земная кора простирается до так называемой границы Мохо (установлена хорватским геофизиком А.Мохоровичичем (1909 г.); граница «Мохо» отделяет земную кору от мантии на глубине 80-100 км.

2) мантия (в переводе с латинского «покрывало») лежит ниже под земной корой и простирается вглубь до 2900 км. Она делится на верхнюю мантию толщиной около 900 км (в ее пределах выделяют слой астеносферы – от греческого «астенос» – слабый) и нижнюю мантию толщиной до 2000 км. Температура мантии около 2000^оС. Вещество мантии вязко-пластичное. Породы астеносферного слоя находятся частично в расплавленном состоянии (доля расплава 1-3%), таким образом, у астеносферы хватает пластичности, чтобы медленно течь. Астеносфера служит «смазкой», по которой перемещаются жесткие литосферные плиты, образующие верхнюю твердую оболочку Земли – литосферу (от греч. «литос» – камень). Литосфера включает в себя земную кору и верхнюю мантию до астеносферы.

3) земное ядро (радиус его приблизительно 3400 км). Оно состоит из внешнего ядра толщиной около 2200 км, предположительно находящегося в вязко-пластичном состоянии, и внутреннего твердого ядра радиусом около 1200 км. Температура внутри ядра свыше 4500^оС.

История Земли и происхождение материков и океанов

Историю Земли делят на два этапа: космогонический и геологический. Первый длился около 3 миллиардов лет, в течение которых Земля формировалась из космической пыли как планета. Геологический возраст продолжается около 4,6 миллиардов лет – с тех пор, как Земля стала планетой. Геологическую историю Земли подразделяют на 2 эона: криптозой (докембрий), длившийся почти 4 миллиарда лет (это около 90% всей геологической истории), и фанерозой (около 570 миллионов лет). Эоны делятся на эры. В криптозое две эры: архей и протерозой (приблизительно по 2 миллиарда лет каждая). В позднем протерозое выделяют период – венд (110 млн. лет). В фанерозое выделяют три эры: палеозой (340 миллионов лет), который расчленен на 6 периодов (кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь); мезозой (160 миллионов лет), который расчленен на 3 периода (триас, юра, мел); кайнозой (63 миллиона лет) расчленен тоже на 3 периода (палеоген, неоген, четвертичный период). Периоды кайнозоя в свою очередь включают эпохи: палеоген – палеоцен, эоцен и олигоцен; неоген – миоцен и плиоцен; четвертичный период – плейстоцен и голоцен.

Интересной является теория происхождения материков и океанов на нашей планете. До XIX в. была признана гипотеза фиксизма о незыблемости (фиксированности) положений континентов и решающем значении вертикальных движений земной коры. В начале XX в. появилась гипотеза мобилизма, согласно которой плиты земной коры способны перемещаться в горизонтальном направлении. Основоположником концепции дрейфа континентов считается немецкий геофизик А. Вегенер. Вегенер ошибочно считал, что движутся материки, а не литосферные плиты. Начиная с 60-х годов нашего столетия, эта гипотеза переросла в теорию тектоники литосферных плит (теория неомобилизма), или как еще называют: теорию динамики литосферных плит. В настоящее время установлено, что литосфера разбита на 7 крупных литосферных плит: Северо-Американскую, Южно-Американскую, Евроазиатскую, Африканкую, Индо-Австралийскую, Антарктическую и Тихоокеанскую и несколько более мелких плит: Наска, Хуан-де-Фука, Кокос, Карибскую, Аравийскую, Индокитайскую, Китайскую, Охотскую, Филиппинскую. Сами материки оказываются как бы впаянными в литосферные плиты.

Перемещение плит происходит под действием конвекции нагретого вещества в недрах Земли. Движутся плиты по астеносфере в горизонтальном направлении, и т.к. Земля шарообразна, то каждая из плит имеет еще свой центр поворота. Скорость движения плит от 1 до 10 см в год.

Литосферные плиты при своем движении взаимодействуют: сталкиваются (это явление называют коллизией), удаляются друг от друга (спрединг), пододвигаются одна под другую (субдукция), испытывают параллельное скольжение и торошение.

Во второй половине протерозоя на Земле существовал гигантский единый праматерик Пангея-1, представлявший собой континентальное полушарие Земли, в другом полушарии был Тихий океан. В конце протерозоя Пангея-1 раскололась на северный ряд материков (древние платформы): Северо-Американскую, Восточно-Европейскую, Сибирскую и огромный южный материк Гондвану, в который входили Южная Америка, Австралия, Аравия, Индостан, Антарктида (без гор).

В палеозое в результате байкальской, каледонской, герцинской складчатости (в результате образования гор) в геосинклинальных поясах, разделяющих северные платформы, образовался единый материк Лавразия. В конце палеозоя к Лавразии присоединилась Гондвана и вновь образовался единый суперконтинент Пангея-2, который просуществовал до начала мезозоя (конец триаса). Затем началось образование обширного геосинклинального пояса между Лавразией и Гондваной, между ними возник океан Тетис. Далее с возникновением впадины Атлантического океана Лавразия разделилась на Северную Америку и Евразию, с возникновением Атлантического и Индийского океанов Гондвана распалась на нынешние современные южные материки. Раскрытие Индийского океана сопровождалось смещением Африки с Аравией и Индостана к северу и Австралии к востоку. Это привело в начале кайнозоя к сжатию земной коры в океане Тетис. На его место поднялись в кайнозое высочайшие горы Альпийско-Гималайского пояса, к которым на юге присоединились глыбы Индостана и Аравии. Столкновение континентальных масс Гондваны и Евразии сопровождалось повторным орогенезом (горообразованием) и образованием пояса вторичных гор (возрожденных и омоложенных) в Азии и на побережье Охотского моря.

В настоящее время развитие земной коры продолжается в Тихоокеанском окраинно-материковом поясе, в Антильско-Карибском и Индонезийском регионах. Здесь, в этих зонах, по сей день продолжаются активные горообразовательные процессы, вулканизм, землетрясения. Эти зоны Земли можно рассматривать как современные геосинклиналии.

Итак, основу каждого современного материка образует древняя докембрийская платформа (у Евразии несколько платформ – ядер материка). Самой древней океанической впадиной докембрийского возраста является земная кора Тихого океана. «Пород более древних, чем юрские, в строении океанической коры не обнаружено… Тихий океан, существовавший с давнего времени, испытал «омоложение» своей коры путем спрединга»¹.