Structura litosferei și zonele de temperatură. Ce este litosfera Pământului? Unde se află litosfera?

Învelișul stâncos al Pământului - scoarța terestră - este ferm atașat de mantaua superioară și formează cu ea un singur întreg -. Studiul scoarței terestre și al litosferei le permite oamenilor de știință să explice procesele care au loc pe suprafața Pământului și să anticipeze schimbările în aspectul planetei noastre în viitor.

Structura scoarței terestre

Scoarța terestră, formată din roci magmatice, metamorfice și sedimentare, pe și sub oceane are grosimi și structuri diferite.

Se obișnuiește să se distingă trei straturi în crusta continentală. Stratul superior este sedimentar, în care predomină rocile sedimentare. Cele două straturi inferioare sunt denumite convențional granit și bazalt. Stratul de granit este format în principal din granit și strat de bazalt metamorfic - din roci mai dense, comparabile ca densitate cu bazalților. Scoarta oceanică are două straturi. În el, stratul superior - sedimentar - are o grosime mică, stratul inferior - bazalt - este format din roci de bazalt și nu există un strat de granit.

Grosimea crustei continentale sub este de 30-50 de kilometri, sub munți - până la 75 de kilometri. Crusta oceanică este mult mai subțire, grosimea sa este de la 5 la 10 kilometri.

Există o crustă pe alte planete terestre, pe Lună și pe mulți sateliți ai planetelor gigantice. Dar numai Pământul are două tipuri de crustă: continentală și oceanică. Pe alte planete, în cele mai multe cazuri este format din bazalt.

Litosferă

Învelișul stâncos al Pământului, inclusiv partea superioară a mantalei, se numește litosferă. Sub el se află un strat de plastic încălzit al mantalei. Litosfera pare să plutească pe acest strat. Grosimea litosferei în diferite regiuni ale Pământului variază de la 20 la 200 de kilometri sau mai mult. În general, este mai gros sub continente decât sub oceane.

Oamenii de știință au descoperit că litosfera nu este monolitică, ci este formată din. Sunt despărțiți unul de celălalt prin defecte profunde. Există șapte plăci litosferice foarte mari și câteva mai mici, care se mișcă constant, dar încet de-a lungul stratului de plastic al mantalei. Viteza medie de mișcare a acestora este de aproximativ 5 centimetri pe an. Unele plăci sunt în întregime oceanice, dar cele mai multe au diferite tipuri scoarta terestra.

Plăcile litosferice se mișcă unele față de altele în direcții diferite: fie se îndepărtează, fie, dimpotrivă, se apropie și se ciocnesc. Ca parte a plăcilor litosferice, „podeaua” lor superioară - scoarța terestră - se mișcă și ele. Datorită mișcării plăcilor litosferice, locația pe suprafața Pământului se modifică. Continentele fie se ciocnesc între ele, fie se îndepărtează la mii de kilometri unul de celălalt.

Geologia ingineriei, sarcinile sale și locul în sistemul disciplinelor inginerești.

Geologia ingineriei studiază situația naturală, geologică a unei zone înainte de începerea construcției și, de asemenea, determină acele modificări care vor avea loc în timpul funcționării și construcției structurilor. În prezent, înainte de proiectarea oricărei structuri, este necesar să se efectueze studii inginerești-geologice, care determină principalele sarcini de proiectare: Selectarea locației care este cea mai favorabilă din punct de vedere geologic pentru această structură. Identificarea condițiilor inginerie-geologice în vederea selectării celor mai raționale fundații, precum și proces execuţie lucrari de constructii. Recomandări pentru măsurile necesare pentru îmbunătățirea inginerească a zonei selectate (acestea sunt: înmuierea solului, prindere, refacere etc.). În prezent, geologia inginerească este chemată să rezolve cele mai complexe probleme în orice condiții de construcție. Necesitatea studiului ingineresc-geologic al țării noastre pentru a justifica amplasarea regională a obiectelor economie nationalași dezvoltarea corespunzătoare a noilor teritorii este completată nu numai de cerințele studierii condițiilor inginerie-geologice, ci și de necesitatea de a elabora prognoze pentru dezvoltarea proceselor și fenomenelor geologice moderne în vederea prevenirii dezastrelor naturale. Geologia este știința Pământului, structura, compoziția și istoria dezvoltării sale. Este o știință complexă formată din diverse numeroase discipline: cristalografia - studiul cristalelor și al structurii cristaline a substanțelor; mineralogie - știința mineralelor; petrografia - știința rocilor; geologie dinamică - știința proceselor care au loc la suprafață și în interiorul pământului; geologie istorică - știința istoriei dezvoltării pământului; hidrogeologie - știința apelor subterane; geomorfologia este știința dezvoltării reliefului scoarței terestre. Geologia ingineriei este știința care studiază procese geologice straturile superioare ale scoarței terestre și proprietățile fizice și mecanice ale rocilor în legătură cu activitățile umane de inginerie și construcții. Obiectul principal de studiu al geologiei este litosfera și scoarța terestră. Fondatorii geologiei sunt M.V. Lomonosov și V.M. Vom studia cea mai semnificativă secțiune a geologiei pentru construcții, „Geologia ingineriei”.

Structura Pământului, geosfera.

Forma Pământului este apropiată de o sferă, dar turtită la poli. Această formă se numește sferoid, dar datorită faptului că suprafața pământului are depresiuni și munți, a fost numit geoid. Planeta noastră are o structură concentrică și este formată dintr-un miez și cochilii. Pe suprafața pământului există o înveliș de apă - hidrosfera și atmosfera. Miezul pământului (vezi Figura 1) are probabil o compoziție de silicați cu continut ridicat glandă. Raza nucleului este de aproximativ 3500 km, temperatura nucleului este de 2000...25000. Înveliș intermediar - limita este o adâncime de 2900 km (vezi Figura 2). Constă în principal din siliciu, fier, magneziu. În spatele învelișului intermediar se află peridotita, formată din roci de silicat, cu o predominanță de siliciu și magneziu. Partea sa superioară conține mase topite. Fenomenele seismice se nasc aici. Partea exterioară a pământului, până la 50...70 km adâncime, se numește litosferă, este o sursă de materii prime minerale.

Hidrosfera - învelișul de apă acoperă până la 70% din suprafața pământului. Cea mai mare adâncime este de 11521 metri (Șanțul Marianei). Temperatura apei depinde de latitudinea și adâncimea zonei. Cea mai mare este de +35,60 în Golful Persic, cea mai mică este de -2,80 în Oceanul Arctic.

Biosfera este mediul de viață al organismelor și este asociată cu litosfera, hidrosfera și atmosfera.

Atmosfera - inconjoara pamantul la o altitudine de 3000 km. Este format din 3 cochilii: troposferă, stratosferă, ionosferă.

Troposfera - strat de sol de la 6 km la 18 km (la ecuator). Cu distanța de la suprafață, temperatura scade brusc și la o altitudine de 10 - 12 km este de 50 de grade.

Stratosfera este următorul strat cu o înălțime de 80 - 90 km.

Ionosfera este partea superioară a atmosferei, trecând la o altitudine de 3000 km în spațiul interplanetar. Are densitate scăzută și ionizare ridicată.

Structura litosferei. Conceptul de plăci tectonice.

Crusta adâncă și partea superioară (solidă) a mantalei formează litosfera. Este o „minge” de materie solidă cu o rază de aproximativ 6400 km. Scoarța terestră este învelișul exterior al litosferei. Constă din straturi sedimentare, de granit și bazalt. Distinge între crusta oceanică și cea continentală. Primului îi lipsește un strat de granit. Grosimea maximă a scoarței terestre este de aproximativ 70 km - sub sistemele montane, 30-40 km - sub câmpie, cea mai subțire scoarță terestră este sub oceane, doar 5-10 km.

Numim restul litosferă interioară, care include și partea centrală, numită miez. Nu știm aproape nimic despre straturile interioare ale litosferei, deși ele reprezintă aproape 99,5% din masa totală a Pământului. Ele pot fi studiate doar prin cercetare seismică.

Litosfera este împărțită în blocuri - plăcile litosferice sunt blocuri mari rigide ale scoarței terestre care se mișcă de-a lungul unei astenosfere relativ plastice. Litosfera de sub oceane și continente variază considerabil.

Litosfera de sub oceane a trecut prin multe etape de topire parțială ca urmare a formării crustei oceanice, este foarte epuizată în materiale fuzibile. elemente rareși constă în principal din duniți și harzburgiți.

Litosfera de sub continente este mult mai rece, mai groasă și, aparent, mai diversă. Nu participă la procesul de convecție a mantalei și a suferit mai puține cicluri de topire parțială. În general, este mai bogat în elemente rare incompatibile. Lherzoliții, wehrlitele și alte roci bogate în elemente rare joacă un rol semnificativ în compoziția sa.

Litosfera este împărțită în aproximativ 10 plăci mari, cea mai mare fiind eurasiatică, africană, indo-australiană, americană, Pacific și Antarctica. Plăcile litosferice se mișcă cu pământul ridicându-se pe ele. Teoria mișcării plăcilor litosferice se bazează pe ipoteza lui A. Wegener despre deriva continentală.

Plăcile litosferice își schimbă în mod constant forma, ca urmare a rupturii și a se sudură, formând o singură placă ca urmare a coliziunii. Pe de altă parte, împărțirea scoarței terestre în plăci nu este clară și, pe măsură ce cunoștințele geologice se acumulează, noi plăci sunt identificate, iar unele limite ale plăcilor sunt recunoscute ca inexistente. Mișcarea plăcilor litosferice este cauzată de mișcarea materiei în mantaua superioară. În zonele de ruptură, rupe scoarța terestră și împinge plăcile. Cele mai multe fisuri se găsesc pe fundul oceanului, unde scoarța terestră este mai subțire. Pe uscat, cele mai mari rupturi sunt situate în regiunile Marilor Lacuri din Africa și Lacul Baikal. Viteza de mișcare a plăcilor litosferice este de -1-6 cm pe an.

Când plăcile litosferice se ciocnesc la granițele lor, sistemele montane se formează dacă ambele plăci poartă crustă continentală în zona de coliziune (Himalaya) și tranșee de adâncime dacă una dintre plăci poartă crustă oceanică (tranșea peruană). Această teorie este în concordanță cu ipoteza existenței continentelor antice: sudul - Gondwana și nordul - Laurasia.

Limitele plăcilor litosferice sunt zone mobile în care se formează munți, sunt concentrate zonele cu cutremure și cei mai activi vulcani (centri seismice). Cele mai extinse centuri seismice sunt Pacificul și Marea Mediterană - Trans-asiatică.

La o adâncime de 120-150 km sub continente și 60-400 km sub oceane există un strat de manta numit astenosferă. Toate plăcile litosferice par să plutească într-o astenosferă semi-lichidă, ca sloturile de gheață în apă.

În prezent, tectonica plăcilor prezintă următoarea imagine. Litosfera modernă este împărțită în multe plăci litosferice, dar 90% din suprafața pământului este împărțită în opt plăci principale. Suprafața pământului este de două tipuri: crustă oceanică (mai tânără, deoarece se reînnoiește constant) și crustă continentală (mai veche). Plăcile litosferice pot efectua diverse tipuri mișcări unul față de celălalt, există trei tipuri principale de mișcare: în primul rând, divergența, adică discrepanța dintre plăci; în al doilea rând, convergența, adică convergența, apropierea dintre plăci; în al treilea rând, mișcările de forfecare de-a lungul falilor geologice de transformare. În prezent, oamenii de știință cred că tectonica plăcilor nu joacă un rol decisiv în schimbările climatice globale, dar poate avea un efect auxiliar asupra acestor procese.

Scoarța terestră și partea superioară (solidă) a mantalei formează litosfera. Este o „minge” de materie solidă cu o rază de aproximativ 6400 km. Scoarța terestră este învelișul exterior al litosferei. Constă din straturi sedimentare, de granit și bazalt. Distinge între crusta oceanică și cea continentală. Primului îi lipsește un strat de granit. Grosimea maximă a scoarței terestre este de aproximativ 70 km - sub sistemele montane, 30-40 km - sub câmpie, cea mai subțire scoarță terestră este sub oceane, doar 5-10 km.

Litosfera de sub oceane a trecut prin multe etape de topire parțială ca urmare a formării scoarței oceanice, este puternic epuizată în oligoelemente fuzibile și constă în principal din dunite și harzburgite.

litosferă scoarță terestră antropică

Litosfera este stratul fragil, exterior, dur al Pământului. Plăcile tectonice sunt segmente ale litosferei. Vârful său este ușor de văzut - se află pe suprafața Pământului, dar baza litosferei este situată în stratul de tranziție dintre scoarța terestră și, care este o zonă de cercetare activă.

Plierea litosferei

Litosfera nu este complet rigidă, dar are o ușoară elasticitate. Se îndoaie atunci când i se aplică o sarcină suplimentară sau, dimpotrivă, se îndoaie dacă gradul de încărcare slăbește. Ghețarii sunt un tip de încărcătură. De exemplu, în Antarctica, o calotă de gheață groasă a scăzut foarte mult litosfera până la nivelul mării. În timp ce în Canada și Scandinavia, unde ghețarii s-au topit cu aproximativ 10.000 de ani în urmă, litosfera nu este foarte afectată.

Iată câteva alte tipuri de stres asupra litosferei:

erupție vulcanică;
Sedimentare;
Creșterea nivelului mării;
Formarea de lacuri mari și rezervoare.

Exemple de reducere a impactului asupra litosferei:

Eroziunea montană;
Formarea de canioane și văi;
Uscarea corpurilor mari de apă;
Scăderea nivelului mării.

Îndoirea litosferei din motivele prezentate mai sus este de obicei relativ mică (de obicei mult mai mică de un kilometru, dar măsurabilă). Putem modela litosfera folosind fizica inginerească simplă și ne putem face o idee despre grosimea acesteia. De asemenea, suntem capabili să studiem comportamentul undelor seismice și să plasăm baza litosferei la adâncimi la care aceste unde încep să încetinească, indicând prezența rocii mai moi.

Aceste modele sugerează că grosimea litosferică variază de la mai puțin de 20 km în apropierea crestelor oceanice la aproximativ 50 km în regiunile oceanice mai vechi. Sub continente, litosfera este mai groasă - de la 100 la 350 km.

Aceleași studii arată că sub litosferă există un strat de rocă mai fierbinte și mai moale numit astenosferă. Roca astenosferă este vâscoasă, nu rigidă și se deformează lent sub stres, ca chitul. Prin urmare, litosfera se poate deplasa prin astenosferă sub influența tectonicii plăcilor. Aceasta înseamnă, de asemenea, că cutremurele formează fisuri care se extind doar prin litosferă, dar nu dincolo de ea.

Structura litosferei

Litosfera include scoarța (muntii continentelor și fundul oceanului) și partea superioară a mantalei de sub scoarța terestră. Cele două straturi diferă în mineralogie, dar sunt foarte asemănătoare din punct de vedere mecanic. În cea mai mare parte, acţionează ca o singură placă.

Se pare că litosfera se termină acolo unde temperatura atinge un anumit nivel care face ca roca mantalei mijlocii (peridotita) să devină prea moale. Dar există multe complicații și presupuneri și putem spune doar că aceste temperaturi variază de la 600° la 1200° C. Multe depind de presiune și temperatură, precum și de modificările compoziției rocii datorate amestecării tectonice. Probabil că este imposibil să se determine cu exactitate o limită inferioară clară a litosferei. Cercetătorii indică adesea termice, mecanice sau proprietăți chimice litosferă în lucrările sale.

Litosfera oceanică este foarte subțire în centrele de expansiune unde se formează, dar devine mai groasă în timp. Pe măsură ce se răcește, roca mai fierbinte din astenosferă se răcește pe partea inferioară a litosferei. Pe parcursul a aproximativ 10 milioane de ani, litosfera oceanică devine mai densă decât astenosfera de sub ea. Prin urmare, majoritatea plăcilor oceanice sunt întotdeauna pregătite pentru subducție.

Îndoirea și distrugerea litosferei

Forțele care îndoaie și sparg litosfera provin în principal din tectonica plăcilor. Când plăcile se ciocnesc, litosfera de pe o placă se scufundă în mantaua fierbinte. În acest proces de subducție, placa se îndoaie în jos cu 90 de grade. Pe măsură ce se îndoaie și se scufundă, litosfera subdusă crăpă violent, provocând cutremure în placa montană în jos. În unele cazuri (cum ar fi nordul Californiei), porțiunea subdusă se poate prăbuși complet, cufundându-se adânc în Pământ, pe măsură ce plăcile de deasupra acestuia își schimbă orientarea. Chiar și la adâncimi mari, litosfera subdusă poate fi fragilă timp de milioane de ani dacă este relativ rece.

Litosfera continentală se poate diviza, cu partea inferioară prăbușindu-se și scufundându-se. Acest proces se numește delaminare. Partea superioară a litosferei continentale este întotdeauna mai puțin densă decât partea mantalei, care, la rândul său, este mai densă decât astenosfera de dedesubt. Forțele gravitaționale sau de rezistență din astenosferă pot trage straturi din scoarța și mantaua Pământului. Desaminarea permite mantalei fierbinți să se ridice și să se topească sub părți ale continentelor, provocând ridicarea și vulcanismul pe scară largă. Locuri precum Sierra Nevada din California, estul Turciei și părți ale Chinei sunt studiate pentru procesul de stratificare.

Termen "litosferă" a fost folosit în știință încă de la mijlocul secolului al XIX-lea, dar sens modern l-a dobândit cu mai puțin de jumătate de secol în urmă. Chiar și în ediția din 1955 a dicționarului geologic se spune: litosferă- la fel ca scoarța terestră. În dicționarul ediției din 1973 și al celor ulterioare: litosferă... în sensul modern include scoarța terestră și tare partea superioară a mantalei superioare Pământ. Manta superioară este un termen geologic pentru un strat foarte mare; mantaua superioară are o grosime de până la 500, conform unor clasificări - peste 900 km, iar litosfera include doar câteva zeci până la două sute de kilometri superioare.

Scoarța terestră este învelișul exterior al litosferei. Se compune din straturi sedimentare, de granit și bazalt. Distinge între crusta oceanică și cea continentală. Primului îi lipsește un strat de granit. Grosimea maximă a scoarței terestre este de aproximativ 70 km - sub sistemele montane, 30-40 km - sub câmpie, cea mai subțire scoarță terestră este sub oceane, doar 5-10 km.

Suprafața scoarței terestre se formează datorită influențelor multidirecționale mișcări tectonice, creând relief neuniform, denudare a acestui relief prin distrugerea și intemperii a rocilor care îl compun și datorită proceselor de sedimentare. Drept urmare, suprafața care se formează în mod constant și se netezește simultan a scoarței terestre se dovedește a fi destul de complexă. Contrastul maxim al reliefului este observat numai în locurile celei mai mari activități tectonice moderne a Pământului, de exemplu, pe marginea continentală activă. America de Sud, unde diferența de niveluri de relief dintre șanțul de adâncime peruvio-chilian și vârfurile Anzilor ajunge la 16-17 km. Contraste semnificative de altitudine (până la 7-8 km) și mare relief disecat sunt observate în zonele moderne de coliziune continentală, de exemplu, în centura de pliuri alpino-himalaya.

În ambele cazuri, diferențele maxime ale înălțimii reliefului sunt determinate nu numai de intensitatea deformărilor tectonice ale scoarței terestre și de rata denudarii acesteia, ci și de proprietățile reologice ale rocilor crustale, care trec sub influența excesului. și solicitările necompensate într-o stare plastică. Prin urmare, schimbările mari de relief în câmpul gravitațional al Pământului duc la apariția unor tensiuni în exces care depășesc limitele de plasticitate ale rocilor și la răspândirea plastică a neregulilor prea mari de relief.

Se formează litosfera - scoarța terestră și substratul care face parte din mantaua superioară. Limita dintre scoarța terestră și substrat este suprafața Mohorovicic, la traversarea acesteia de sus în jos, viteza undelor seismice longitudinale crește brusc. Structura spațială (orizontală) a litosferei este reprezentată de blocurile sale mari - așa-numitele. plăci litosferice.

Plăcile litosferice sunt blocuri mari și rigide ale scoarței terestre care se mișcă de-a lungul unei astenosfere relativ plastice. Litosfera de sub oceane și continente variază considerabil.

Litosfera este formată din mase de roci, suprafața pământului și soluri. Cea mai mare parte a litosferei este formată din roci magmatice (95%), dintre care pe continente predomină granitele și granitoidele, iar bazalții în oceane. Stratul superior al litosferei este scoarța terestră, ale cărei minerale constau în principal din oxizi de siliciu și aluminiu, oxizi de fier și metale alcaline.

Cea mai mare parte a organismelor și microorganismelor litosferei sunt concentrate în sol, la o adâncime de cel mult câțiva metri. Solurile sunt un produs organo-mineral de mulți ani (sute și mii de ani) al activității generale a organismelor vii, apă, aer, caldura solara iar lumina este una dintre cele mai importante resurse naturale. Solurile moderne sunt un sistem trifazic (particule solide cu granulație diferită, apă și gaze dizolvate în apă și pori), care constă dintr-un amestec de particule minerale (produse ale distrugerii rocii), substanțe organice (produse ale activității vitale a biota, microorganismele și ciupercile acesteia). Cel mai sus, orizontul de suprafață al litosferei din interiorul pământului este supus celei mai mari transformări. Terenul ocupă 29,2% din suprafață globși include terenuri de diferite categorii, dintre care solul fertil este de cea mai mare importanță.

Stratul de suprafață al litosferei, în care are loc interacțiunea materiei vii cu mineralele (anorganice), este solul. Rămășițele organismelor după descompunere se transformă în humus (partea fertilă a solului). Componentele solului sunt mineralele, materia organică, organismele vii, apa și gazele.

Elemente predominante compozitia chimica litosferă: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.