أنواع وبنية القشرة الأرضية. ما هي أنواع القشرة التي تتكون منها صفيحة المحيط الهادئ؟ هيكل القشرة الأرضية من النوع المحيطي. منظر لقشرة الأرض الواقعة تحت القارات.

السمة المميزة لتطور الأرض هي تمايز المادة، والتعبير عنها هو هيكل قشرة كوكبنا. يشكل الغلاف الصخري والغلاف المائي والغلاف الجوي والغلاف الحيوي الأصداف الرئيسية للأرض، والتي تختلف في التركيب الكيميائي والسمك وحالة المادة.

البنية الداخلية للأرض

التركيب الكيميائي للأرض(الشكل 1) يشبه تكوين الكواكب الأرضية الأخرى، مثل الزهرة أو المريخ.

بشكل عام، تسود عناصر مثل الحديد والأكسجين والسيليكون والمغنيسيوم والنيكل. محتوى العناصر الخفيفة منخفض. يبلغ متوسط كثافة مادة الأرض 5.5 جرام/سم3.

هناك القليل جدًا من البيانات الموثوقة حول البنية الداخلية للأرض. دعونا ننظر إلى الشكل. 2. يصور التركيب الداخلي للأرض. تتكون الأرض من القشرة والوشاح واللب.

أرز. 1. التركيب الكيميائي للأرض

أرز. 2. الهيكل الداخليأرض

جوهر

جوهر(الشكل 3) يقع في مركز الأرض، ويبلغ نصف قطره حوالي 3.5 ألف كيلومتر. وتصل درجة حرارة نواة الشمس إلى 10.000 كلفن، أي أنها أعلى من درجة حرارة الطبقات الخارجية للشمس، وتبلغ كثافتها 13 جم/سم3 (قارن: الماء - 1 جم/سم3). ويعتقد أن النواة تتكون من سبائك الحديد والنيكل.

يتمتع اللب الخارجي للأرض بسمك أكبر من اللب الداخلي (نصف قطر 2200 كيلومتر) وهو في حالة سائلة (منصهرة). يتعرض القلب الداخلي لضغوط هائلة. المواد التي يتكون منها تكون في حالة صلبة.

عباءة

عباءة- الغلاف الأرضي للأرض، والذي يحيط بنواة الأرض ويشكل 83% من حجم كوكبنا (انظر الشكل 3). وتقع حدودها السفلية على عمق 2900 كم. وينقسم الوشاح إلى جزء علوي أقل كثافة ولدناً (800-900 كم) يتكون منه الصهارة(مترجمة من اليونانية تعني "مرهم سميك"؛ هذه هي المادة المنصهرة في باطن الأرض - خليط من المركبات والعناصر الكيميائية، بما في ذلك الغازات، في حالة شبه سائلة خاصة)؛ والجزء السفلي بلوري، ويبلغ سمكه حوالي 2000 كيلومتر.

أرز. 3. بنية الأرض: اللب والوشاح والقشرة

القشرة الارضية

القشرة الأرضية -الغلاف الخارجي للغلاف الصخري (انظر الشكل 3). وكثافته أقل بحوالي مرتين من متوسط كثافة الأرض - 3 جم/سم 3 .

يفصل القشرة الأرضية عن الوشاح حدود موهوروفيتشيتش(غالبًا ما تسمى حدود موهو)، وتتميز بزيادة حادة في سرعات الموجات الزلزالية. تم تركيبه في عام 1909 من قبل عالم كرواتي أندريه موهوروفيتش (1857- 1936).

وبما أن العمليات التي تحدث في الجزء العلوي من الوشاح تؤثر على حركة المادة في القشرة الأرضية، فإنها تندمج تحت الاسم العام الغلاف الصخري(قذيفة الحجر). يتراوح سمك الغلاف الصخري من 50 إلى 200 كيلومتر.

يقع تحت الغلاف الصخري الغلاف الموري- أقل صلابة وأقل لزوجة، ولكن غلافها بلاستيكي أكثر بدرجة حرارة 1200 درجة مئوية. يمكنه عبور حدود موهو، واختراق القشرة الأرضية. الغلاف الموري هو مصدر البراكين. وتحتوي على جيوب من الصهارة المنصهرة التي تخترق القشرة الأرضية أو تصب على سطح الأرض.

تكوين وهيكل القشرة الأرضية

بالمقارنة مع الوشاح واللب، فإن قشرة الأرض عبارة عن طبقة رقيقة وصلبة وهشة للغاية. وهو مكون من مادة أخف وزنا، يوجد فيها حوالي 90 مادة طبيعية العناصر الكيميائية. وهذه العناصر ليست ممثلة بالتساوي في القشرة الأرضية. سبعة عناصر - الأكسجين والألومنيوم والحديد والكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم - تشكل 98٪ من كتلة القشرة الأرضية (انظر الشكل 5).

مجموعات غريبة من العناصر الكيميائية تشكل الصخور والمعادن المختلفة. ويبلغ عمر أقدمها 4.5 مليار سنة على الأقل.

أرز. 4. هيكل القشرة الأرضية

أرز. 5. تكوين القشرة الأرضية

المعدنيةهو جسم طبيعي متجانس نسبيًا في تكوينه وخصائصه، ويتشكل في الأعماق وعلى سطح الغلاف الصخري. ومن أمثلة المعادن الماس والكوارتز والجبس والتلك وما إلى ذلك. (ستجد خصائص الخصائص الفيزيائية لمختلف المعادن في الملحق 2.) ويوضح الشكل 2 تركيبة معادن الأرض. 6.

أرز. 6. التركيب المعدني العام للأرض

الصخورتتكون من المعادن. يمكن أن تتكون من واحد أو عدة معادن.

الصخور الرسوبية -الطين والحجر الجيري والطباشير والحجر الرملي وما إلى ذلك - تشكلت من ترسيب المواد في البيئة المائية وعلى الأرض. إنهم يكذبون في طبقات. يسميها الجيولوجيون صفحات تاريخ الأرض، حيث يمكنهم التعرف على الظروف الطبيعية التي كانت موجودة على كوكبنا في العصور القديمة.

من بين الصخور الرسوبية، تتميز الصخور العضوية وغير العضوية (الفتاتية والكيميائية).

عضويتتشكل الصخور نتيجة تراكم بقايا الحيوانات والنباتات.

صخور فتاتيةتتشكل نتيجة للعوامل الجوية أو تدمير منتجات تدمير الصخور المتكونة مسبقًا بواسطة الماء أو الجليد أو الرياح (الجدول 1).

الجدول 1. الصخور الفتاتية حسب حجم الشظايا

اسم السلالة	حجم المشكل (الجزيئات)
	أكثر من 50 سم


	5 ملم - 1 سم
	1 ملم - 5 ملم
الرمال والحجارة الرملية	0.005 ملم - 1 ملم
	أقل من 0.005 ملم

كيميائيتتشكل الصخور نتيجة ترسب المواد الذائبة فيها من مياه البحار والبحيرات.

في سمك القشرة الأرضية، تتشكل الصهارة صخور نارية(الشكل 7)، على سبيل المثال الجرانيت والبازلت.

الصخور الرسوبية والنارية عند غمرها لأعماق كبيرة تحت تأثير الضغط و درجات حرارة عاليةتخضع لتغييرات كبيرة، وتصبح الصخور المتحولة.على سبيل المثال، يتحول الحجر الجيري إلى رخام، والحجر الرملي الكوارتز إلى كوارتزيت.

ينقسم هيكل القشرة الأرضية إلى ثلاث طبقات: الرسوبية، والجرانيت، والبازلت.

الطبقة الرسوبية(انظر الشكل 8) ويتكون بشكل رئيسي من الصخور الرسوبية. يسود هنا الطين والصخر الزيتي، كما يتم تمثيل الصخور الرملية والكربونية والبركانية على نطاق واسع. توجد رواسب من هذا القبيل في الطبقة الرسوبية المعادن, مثل الفحم والغاز والنفط. وكلها من أصل عضوي. على سبيل المثال، الفحم هو نتاج تحول النباتات في العصور القديمة. يختلف سمك الطبقة الرسوبية بشكل كبير - من الغياب التام في بعض مناطق اليابسة إلى 20-25 كم في المنخفضات العميقة.

أرز. 7. تصنيف الصخور حسب المنشأ

طبقة "الجرانيت".يتكون من صخور متحولة ونارية تشبه في خصائصها الجرانيت. الأكثر شيوعًا هنا هي النيس والجرانيت والشيست البلوري وما إلى ذلك. لا توجد طبقة الجرانيت في كل مكان، ولكن في القارات التي يتم التعبير عنها جيدًا، يمكن أن يصل سمكها الأقصى إلى عدة عشرات من الكيلومترات.

طبقة "البازلتية".تتكون من صخور قريبة من البازلت. وهي صخور نارية متحولة، أكثر كثافة من صخور طبقة “الجرانيت”.

يختلف سمك القشرة الأرضية وبنيتها الرأسية. هناك عدة أنواع من القشرة الأرضية (الشكل 8). وفقا لأبسط التصنيف، يتم التمييز بين القشرة المحيطية والقارية.

تختلف القشرة القارية والمحيطية في سمكها. وهكذا، يتم ملاحظة أقصى سمك لقشرة الأرض تحت الأنظمة الجبلية. فهو حوالي 70 كم. تحت السهول يبلغ سمك القشرة الأرضية 30-40 كم، وتحت المحيطات يكون أنحف - 5-10 كم فقط.

أرز. 8. أنواع القشرة الأرضية: 1- الماء؛ 2- الطبقة الرسوبية. 3- طبقات الصخور الرسوبية والبازلت. 4 - البازلت والصخور البلورية فوق القاعدية؛ 5 – طبقة الجرانيت المتحولة. 6 – طبقة الجرانيت المافيك. 7 - عباءة عادية. 8 - عباءة مضغوطة

ويتجلى الفرق بين القشرة القارية والمحيطية في تكوين الصخور في عدم وجود طبقة جرانيتية في القشرة المحيطية. والطبقة البازلتية من القشرة المحيطية فريدة جدًا. من حيث التركيب الصخري، فهو يختلف عن الطبقة المماثلة للقشرة القارية.

ولا تسجل الحدود بين الأرض والمحيط (علامة الصفر) انتقال القشرة القارية إلى القشرة المحيطية. يحدث استبدال القشرة القارية بالقشرة المحيطية في المحيط على عمق حوالي 2450 مترًا.

أرز. 9. هيكل القشرة القارية والمحيطية

هناك أيضًا أنواع انتقالية من القشرة الأرضية - تحت المحيط وشبه القارة.

القشرة تحت المحيطيةتقع على طول المنحدرات والسفوح القارية، ويمكن العثور عليها في البحار الهامشية والبحر الأبيض المتوسط. وهي تمثل القشرة القارية بسمك يصل إلى 15-20 كم.

القشرة شبه القاريةتقع، على سبيل المثال، على أقواس الجزيرة البركانية.

على أساس المواد السبر الزلزالي -سرعة مرور الموجات الزلزالية - نحصل على بيانات عن البنية العميقة لقشرة الأرض. وهكذا، فإن بئر كولا الفائق العمق، والذي جعل من الممكن لأول مرة رؤية عينات الصخور من عمق أكثر من 12 كم، جلب الكثير من الأشياء غير المتوقعة. كان من المفترض أنه على عمق 7 كم يجب أن تبدأ طبقة "البازلت". وفي الواقع لم يتم اكتشافه، وكان النيس هو السائد بين الصخور.

التغير في درجة حرارة القشرة الأرضية مع العمق.الطبقة السطحية من القشرة الأرضية لها درجة حرارة تحددها حرارة الشمس. هذا طبقة هيليومترية(من الكلمة اليونانية هيليو - الشمس)، التي تشهد تقلبات موسمية في درجات الحرارة. ويبلغ متوسط سمكها حوالي 30 م.

يوجد أدناه طبقة أرق، ميزة مميزةوهي درجة حرارة ثابتة تقابل متوسط درجة الحرارة السنوية لموقع الرصد. ويزداد عمق هذه الطبقة في المناخات القارية.

حتى أعمق في قشرة الأرض توجد طبقة حرارية أرضية، يتم تحديد درجة حرارتها بالحرارة الداخلية للأرض وتزداد مع العمق.

تحدث الزيادة في درجة الحرارة بشكل رئيسي بسبب اضمحلال العناصر المشعة التي تشكل الصخور، وخاصة الراديوم واليورانيوم.

تسمى كمية الزيادة في درجة حرارة الصخور مع العمق التدرج الحراري الأرضي.وهي تختلف ضمن نطاق واسع إلى حد ما - من 0.1 إلى 0.01 درجة مئوية / م - وتعتمد على تكوين الصخور وظروف حدوثها وعدد من العوامل الأخرى. ترتفع درجة الحرارة تحت المحيطات بشكل أسرع مع العمق مقارنة بالقارات. في المتوسط، مع كل 100 متر من العمق، يصبح الجو أكثر دفئًا بمقدار 3 درجات مئوية.

يسمى مقلوب التدرج الحراري الأرضي مرحلة الطاقة الحرارية الأرضية.يتم قياسه في م / درجة مئوية.

تعتبر حرارة القشرة الأرضية مصدرًا مهمًا للطاقة.

جزء القشرة الأرضية الذي يمتد إلى أعماق يمكن الوصول إليها من خلال أشكال الدراسة الجيولوجية أحشاء الأرض.يتطلب باطن الأرض حماية خاصة واستخدامًا حكيمًا.

في القارات وتحت أعماق المحيطات، يختلف هيكل القشرة الأرضية. في المناطق المسطحة يبلغ سمك القشرة حوالي 40 كيلومترا؛ وتحت سلاسل الجبال يكون أكبر - يصل إلى 80 كيلومترا. أما تحت أعماق المحيط فيقل سمك القشرة الأرضية من 5 إلى 15 كيلومتراً. في المتوسط، تقع القشرة الأرضية على عمق 35 كيلومترًا تحت القارات، و7 كيلومترات تحت المحيطات. ولكل نوع بنية مختلفة، مما يثير التساؤل، ما هي أنواع القشرة التي تتكون منها صفيحة المحيط الهادئ؟

الاختلافات في بنية القشرة القارية والمحيطية

بالإضافة إلى الاختلافات في السُمك، هناك اختلافات في بنية القشرة المحيطية والقشرة الأرضية. يتكون البر الرئيسي من ثلاث طبقات: الرسوبية (الأعلى)، الجرانيت (الطبقة الوسطى) والبازلت (القاع). الطبقات الرسوبية والبازلتية المحيطية.

الحدود بين القشرة القارية والمحيطية ليست مرئية دائمًا؛ فهي غالبًا ما تكون غير واضحة. على سبيل المثال، قد تكون حافة المنصة القارية مجاورة لأطراف حوض من البحار، حيث تكون بنية القشرة الأرضية قريبة من النوع المحيطي. في مثل هذه الأماكن لا توجد عمليا طبقة من الجرانيت، ولكن الطبقة الرسوبية العليا متطورة للغاية.

يتم تمثيل حدود المحيطات والبحار بأقواس الجزيرة. القشرة الأرضية في هذه المناطق مشابهة في بنيتها وسمكها للنوع القاري. وهذه ليست كل الأنواع.

أنواع القشرة المحيطية

ما هي أنواع القشرة التي تتكون منها صفيحة المحيط الهادئ وما هي الأنواع الموجودة؟ هناك عدة فئات من هياكل أنواع القشرة المحيطية.

المحيطية القارية. يوجد هذا النوع في المياه الضحلة ويمثل استمرارًا مباشرًا للهياكل القارية داخل الجرف. يصل سمك القشرة في هذا المكان إلى 35 كيلومترًا. هيكل الجرف هو نفس هيكل النوع القاري: هناك طبقات البازلت (السفلي) والجرانيت (الوسطى) والرسوبية (العلوية التي تشكل سطح الكوكب). ولكن حتى مع وجود الطبقات الثلاث، تحتوي قشرة الجرف على طبقة رسوبية سميكة.
النوع البحري Geosynclinal. وجدت في المنخفضات البحرية. هذا النوع يكمن وراء بيرينغ، الأسود، أوخوتسك، البحر الأبيض المتوسط، البحر الكاريبيإلخ. ويتميز هذا النوع من القشرة بالخروج التدريجي من طبقة الجرانيت.
تحت المحيط. تقع داخل المنحدر القاري. في الجزء السفلي منه يوجد انخفاض في طبقة الجرانيت.
نوع التلال والارتفاعات المحيطية. وتتميز بتضاريس معقدة مع وجود عيوب. يشمل هذا النوع مرتفعات وسط المحيط والدول الجبلية الواقعة في المحيط الهادئ.

أنواع مختلفة يمكن أن تشكل لوح واحد. لكن صفيحة الغلاف الصخري في المحيط الهادئ تتشكل فقط من القشرة النوع المحيطي.

لوحة المحيط الهادئ

أكبر صفيحة الغلاف الصخري هي المحيط الهادئ. منذ تطور القشرة الأرضية وهي في حركة مستمرة ويتناقص حجمها تدريجياً.

وفي الجنوب، تحد الصفيحة صفيحة القطب الجنوبي. تمتد الحدود بينهما على طول سلسلة جبال المحيط الهادئ والقطب الجنوبي. في الشمال، تشكل الصفيحة خندق ألوشيان، وفي الغرب خندق ماريانا.

تتحرك اللوحة شمالًا لتشكل صدع سان أندرياس.

مميزات صفيحة المحيط الهادئ

وبمعرفة أنواع القشرة الأرضية التي تتشكل، يمكننا صياغة اختلافها عن القشرة الأرضية.

الفرق الأول والرئيسي هو عدم وجود طبقة الجرانيت. يتكون هذا النوع من البلاطات من طبقتين فقط، بينما يتكون النوع الأرضي من ثلاث طبقات. تختلف الألواح في العمر. تعتبر المحيطية شابة، والأرضية تعتبر أكبر سنا.

بمعرفة أنواع القشرة التي تتكون منها صفيحة المحيط الهادئ وسمكها، يمكن للمرء أن يفهم سبب انحناءها تحت الصفيحة القارية. هذا الأخير أكثر سمكًا وقوة وله طبقة صلبة. لكن النوع المحيطي يعتبر ناعم ورقيق. يمكن رؤية السماكة بوضوح في الأماكن التي تتشكل فيها التلال - كلما اقتربت التلال المحيطية، كان قسم القشرة أصغر سنا.

يقترح العلماء أن النمو يحدث من التلال إلى القارات، ومن ثم يتم ملاحظة انخفاض الطبقات تحت وطأة النوع القاري من القشرة. خلال هذه العملية، تظهر أقواس الجزيرة والأخاديد والنتوءات والانحرافات. وهكذا يتم التمييز بين منطقتين: الانتشار والاندساس. المنطقة الأولى هي المنطقة التي تتشكل فيها القشرة المحيطية، ومنطقة الاندساس هي المكان الذي تبدأ فيه القشرة بالاندساس تحت القشرة القارية.

من الأمثلة الصارخة على انتقال القشرة من نوع إلى آخر على صفيحة المحيط الهادئ خندق ماريانا. هذه منطقة انتقالية ذات قوس جزيرة محدد بوضوح وعمق خندق كبير ونشاط زلزالي مكثف.

- يقتصر على سطح الأرض أو قاع المحيطات. كما أن لها حدًا جيوفيزيائيًا وهو القسم موهو. تتميز الحدود بحقيقة أن سرعات الموجات الزلزالية تزداد بشكل حاد هنا. تم تركيبه عام 1909 بواسطة عالم كرواتي أ. موهوروفيتشيتش ($1857$-$1936$).

تتكون القشرة الأرضية الرسوبية والنارية والمتحولةالصخور، وبحسب تركيبها تبرز ثلاث طبقات. صخور ذات أصل رسوبي، تم إعادة ترسيب المواد المدمرة منها في الطبقات السفلية وتشكلت الطبقة الرسوبيةتغطي القشرة الأرضية كامل سطح الكوكب. إنه رقيق جدًا في بعض الأماكن وقد ينقطع. وفي أماكن أخرى يصل سمكها إلى عدة كيلومترات. الصخور الرسوبية هي الطين والحجر الجيري والطباشير والحجر الرملي وغيرها. وتتكون عن طريق ترسيب المواد في الماء وعلى الأرض، وعادة ما تكمن في طبقات. من الصخور الرسوبية يمكن التعرف على الظروف الطبيعية التي كانت موجودة على كوكب الأرض، ولهذا يسميها الجيولوجيون صفحات من تاريخ الأرض. الصخور الرسوبيةتنقسم الى عضويوالتي تتشكل نتيجة تراكم بقايا الحيوانات والنباتات غير عضويوالتي بدورها تنقسم إلى الفتاتية والكيميائية.

كلاستيكالصخور هي نتاج التجوية، و كيميائي- نتيجة ترسيب المواد الذائبة في مياه البحار والبحيرات.

تتكون الصخور النارية الجرانيتطبقة القشرة الأرضية . تشكلت هذه الصخور نتيجة تصلب الصهارة المنصهرة. في القارات، يبلغ سمك هذه الطبقة 15$ - 20$ كم؛ وهي غائبة تمامًا أو تقل كثيرًا تحت المحيطات.

مادة نارية ولكنها فقيرة في تركيبها بالسيليكا بازلتيةطبقة ذات ثقل نوعي عالي. تم تطوير هذه الطبقة بشكل جيد عند قاعدة القشرة الأرضية في جميع مناطق الكوكب.

يختلف الهيكل الرأسي وسمك القشرة الأرضية، لذلك يتم تمييز عدة أنواع. وفقا لتصنيف بسيط، هناك المحيطية والقاريقشرة الأرض.

القشرة القارية

القشرة القارية أو القارية تختلف عن القشرة المحيطية سمك والجهاز. وتقع القشرة القارية تحت القارات، ولكن حافتها لا تتطابق معها الساحل. من وجهة نظر جيولوجية، القارة الحقيقية هي كامل مساحة القشرة القارية المستمرة. ثم يتبين أن القارات الجيولوجية أكبر من القارات الجغرافية. المناطق الساحلية للقارات تسمى الرف- هذه أجزاء من القارات تغمرها مياه البحر مؤقتًا. وتقع البحار مثل البحر الأبيض وبحر سيبيريا الشرقي وبحر آزوف على الجرف القاري.

هناك ثلاث طبقات في القشرة القارية:

الطبقة العليا رسوبية.
الطبقة الوسطى من الجرانيت.
الطبقة السفلية من البازلت.

تحت الجبال الشابة يبلغ سمك هذا النوع من القشرة 75 دولارًا أمريكيًا كم، وتحت السهول - يصل إلى 45 دولارًا أمريكيًا، وتحت أقواس الجزر - يصل سمكه إلى 25 دولارًا أمريكيًا. تتكون الطبقة الرسوبية العليا من القشرة القارية من رواسب الطين والكربونات في الأحواض البحرية الضحلة والسحنات الفتاتية الخشنة في الأحواض الهامشية، وكذلك على الحواف السلبية للقارات الأطلسية.

تشكلت الصهارة التي تغزو الشقوق في القشرة الأرضية طبقة الجرانيتالذي يحتوي على السيليكا والألومنيوم والمعادن الأخرى. يمكن أن تصل سماكة طبقة الجرانيت إلى 25$ كم. هذه الطبقة قديمة جدًا ولها عمر كبير يصل إلى 3 مليارات دولار سنة. بين طبقات الجرانيت والبازلت، وعلى عمق يصل إلى 20 دولاراً كم، يمكن تتبع الحدود كونراد. ويتميز بأن سرعة انتشار الموجات الزلزالية الطولية هنا تزيد بمقدار 0.5$ كم/ثانية.

تشكيل البازلتحدثت الطبقة نتيجة لتدفق الحمم البازلتية على سطح الأرض في مناطق الصهارة داخل الصفيحة. يحتوي البازلت على المزيد من الحديد والمغنيسيوم والكالسيوم، ولهذا السبب فهو أثقل من الجرانيت. وتتراوح سرعة انتشار الموجات الزلزالية الطولية ضمن هذه الطبقة من 6.5$ إلى 7.3$ كم/ثانية. وعندما تصبح الحدود غير واضحة، تزداد سرعة الموجات الزلزالية الطولية تدريجياً.

ملاحظة 2

تبلغ الكتلة الإجمالية لقشرة الأرض من كتلة الكوكب بأكمله 0.473$% فقط.

من أولى المهام المرتبطة بتحديد التكوين القاري العلويالقشرة، بدأ العلم الشاب في حلها الجيوكيمياء. وبما أن اللحاء يتكون من العديد من الصخور المختلفة، كانت هذه المهمة صعبة للغاية. حتى في جسم جيولوجي واحد، يمكن أن يختلف تكوين الصخور بشكل كبير، ويمكن توزيعها في مناطق مختلفة أنواع مختلفةالسلالات وعلى هذا الأساس كانت المهمة هي تحديد الجنرال تكوين متوسطذلك الجزء من القشرة الأرضية الذي يظهر على سطح القارات. تم إجراء هذا التقدير الأول لتكوين القشرة العليا بواسطة كلارك. كان يعمل موظفًا في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية وكان يشارك في التحليل الكيميائي للصخور. وخلال سنوات عديدة من العمل التحليلي، تمكن من تلخيص النتائج وحساب متوسط تكوين الصخور، والذي كان متقاربًا إلى الجرانيت. وظيفة كلاركتعرض لانتقادات شديدة وكان له معارضون.

تم إجراء المحاولة الثانية لتحديد التكوين المتوسط لقشرة الأرض بواسطة في جولدشميت. واقترح أن تتحرك على طول القشرة القارية نهر جليدي، يمكنه كشط وخلط الصخور المكشوفة التي سيتم ترسبها أثناء التآكل الجليدي. وسوف تعكس بعد ذلك تكوين القشرة القارية الوسطى. بعد تحليل تركيبة الطين الشريطي التي ترسبت في العصر الجليدي الأخير بحر البلطيق، فقد حصل على نتيجة قريبة من النتيجة كلارك. طرق مختلفةأعطى نفس التقييمات. تم تأكيد الطرق الجيوكيميائية. وقد تم تناول هذه القضايا والتقييمات فينوغرادوف، ياروشيفسكي، رونوف، الخ..

القشرة المحيطية

القشرة المحيطيةتقع حيث يصل عمق البحر فيها إلى أكثر من 4 دولار كم، مما يعني أنها لا تشغل كامل مساحة المحيطات. بقية المنطقة مغطاة باللحاء النوع الوسيط.تتكون القشرة المحيطية بشكل مختلف عن القشرة القارية، على الرغم من أنها مقسمة أيضًا إلى طبقات. يكاد يكون غائبا تماما طبقة الجرانيتأما الطبقة الرسوبية فهي رقيقة جداً ولا يزيد سمكها عن دولار واحد كيلومتر. الطبقة الثانية لا تزال مجهول، لذلك يطلق عليه ببساطة الطبقة الثانية. الطبقة السفلية الثالثة - بازلتية. تتمتع الطبقات البازلتية للقشرة القارية والمحيطية بسرعات موجات زلزالية مماثلة. تسود طبقة البازلت في القشرة المحيطية. وفقًا لنظرية تكتونية الصفائح، تتشكل القشرة المحيطية باستمرار عند حواف وسط المحيط، ثم تتحرك بعيدًا عنها إلى مناطق الاندساساستيعابها في عباءة. وهذا يدل على أن القشرة المحيطية نسبيا شاب. أكبر كميةمناطق الاندساس نموذجية ل المحيط الهادي حيث ترتبط بها الزلازل البحرية القوية.

التعريف 1

الاندساس- هذا هو إنزال الصخر من حافة الواحدة الصفائح التكتونيةإلى الغلاف الموري شبه المنصهر

أما إذا كانت الصفيحة العليا صفيحة قارية، والسفلى صفيحة محيطية، خنادق المحيط.
يتراوح سمكها في المناطق الجغرافية المختلفة من 5$ إلى 7$ كم. بمرور الوقت، يظل سمك القشرة المحيطية دون تغيير تقريبًا. ويرجع ذلك إلى كمية الذوبان المنطلق من الوشاح عند حواف وسط المحيط وسمك الطبقة الرسوبية في قاع المحيطات والبحار.

الطبقة الرسوبيةالقشرة المحيطية صغيرة الحجم ونادرا ما يتجاوز سمكها 0.5 دولار كم. وتتكون من الرمال ورواسب بقايا الحيوانات والمعادن المترسبة. لا توجد الصخور الكربونية للجزء السفلي على أعماق كبيرة، وعلى أعماق أكبر من 4.5 كيلومتر، يتم استبدال الصخور الكربونية بطين البحر العميق الأحمر والطمي السيليسي.

تشكلت الحمم البازلتية ذات التركيبة الثولييتية في الجزء العلوي طبقة البازلت، وما دون ذلك من الأكاذيب مجمع السد.

التعريف 2

السدود- هذه هي القنوات التي تتدفق من خلالها الحمم البازلتية إلى السطح

طبقة البازلت في المناطق الاندساسيتحول إلى ecgolithsوالتي تغوص في العمق بسبب وجود كثافة عالية من صخور الوشاح المحيطة بها. وتبلغ كتلتها حوالي 7$% من كتلة وشاح الأرض بأكمله. وداخل الطبقة البازلتية تبلغ سرعة الموجات الزلزالية الطولية ما بين 6.5 إلى 7 دولارات كم/ثانية.

يبلغ متوسط عمر القشرة المحيطية 100 مليون دولار سنة، بينما يبلغ عمر أقدم أجزاء منها 156 مليون دولار سنة وتقع في المنخفض سترة في المحيط الهادئ.وتتركز القشرة المحيطية ليس فقط داخل قاع المحيط العالمي، بل يمكن أن تكون أيضًا في أحواض مغلقة، على سبيل المثال، الحوض الشمالي لبحر قزوين. محيطيتبلغ مساحة القشرة الأرضية 306 مليون كيلومتر مربع.

القشرة الأرضية هي الجزء العلوي من الغلاف الصخري. على مقياس كل شيء الكرة الأرضيةيمكن مقارنتها بالفيلم الرقيق - فقوتها ضئيلة للغاية. لكننا لا نعرف حتى هذه القشرة العليا للكوكب جيدًا. كيف يمكن التعرف على بنية القشرة الأرضية إذا كانت أعمق الآبار المحفورة في القشرة الأرضية لا تتجاوز العشرة كيلومترات الأولى؟ الموقع الزلزالي يأتي لمساعدة العلماء. ومن خلال فك رموز سرعة الموجات الزلزالية التي تمر عبر الوسائط المختلفة، يمكن الحصول على بيانات حول كثافة طبقات الأرض واستخلاص استنتاجات حول تكوينها. تحت القارات وأحواض المحيطات، يختلف هيكل القشرة الأرضية.

القشرة المحيطية

القشرة المحيطية أرق (5-7 كم) من القشرة القارية، وتتكون من طبقتين - البازلت السفلي والطبقة الرسوبية العليا. يوجد أسفل طبقة البازلت سطح موهو والوشاح العلوي. إن تضاريس قاع المحيط معقدة للغاية. من بين الأشكال الأرضية المختلفة، تبرز التلال الضخمة في وسط المحيط. في هذه الأماكن، تحدث ولادة القشرة المحيطية البازلتية الشابة من مادة الوشاح. من خلال خطأ عميق يمتد على طول القمم في وسط التلال - الصدع - تأتي الصهارة إلى السطح، وتنتشر في اتجاهات مختلفة في شكل تدفقات الحمم البركانية تحت الماء، وتدفع باستمرار جدران مضيق الصدع في اتجاهات مختلفة. وتسمى هذه العملية الانتشار.

ترتفع تلال وسط المحيط عدة كيلومترات فوق قاع المحيط، ويصل طولها إلى 80 ألف كيلومتر. يتم قطع التلال عن طريق أخطاء عرضية متوازية. يطلق عليهم التحويلية. مناطق الصدع هي المناطق الزلزالية الأكثر اضطرابا على وجه الأرض. تغطى طبقة البازلت بطبقات من الرواسب البحرية الرسوبية - الطمي والطين ذات التركيبات المختلفة.

القشرة القارية

وتشغل القشرة القارية مساحة أصغر (حوالي 40% من سطح الأرض - تقريبًا)، ولكنها تتمتع ببنية أكثر تعقيدًا وسمك أكبر بكثير. تحت الجبال العالية يبلغ سمكها 60-70 كيلومترا. يتكون هيكل القشرة القارية من ثلاثة أعضاء - طبقات البازلت والجرانيت والرسوبية. تظهر طبقة الجرانيت على السطح في مناطق تسمى الدروع. على سبيل المثال، يتكون درع البلطيق، الذي تحتل شبه جزيرة كولا جزءًا منه، من صخور الجرانيت. هنا تم إجراء الحفر العميق، ووصل بئر كولا الفائق العمق إلى علامة 12 كم. لكن محاولات الحفر عبر طبقة الجرانيت بأكملها باءت بالفشل.

يحتوي الجرف - الحافة تحت الماء للقارة - أيضًا على قشرة قارية. الأمر نفسه ينطبق على الجزر الكبيرة - نيوزيلندا وجزر كاليمانتان وسولاويزي وغينيا الجديدة وغرينلاند وسخالين ومدغشقر وغيرها. وتقع البحار الهامشية والبحار الداخلية، مثل البحر الأبيض المتوسط، والأسود، وآزوف، على قشرة من النوع القاري.

لا يمكن الحديث عن طبقات البازلت والجرانيت من القشرة القارية إلا بشروط. وهذا يعني أن سرعة مرور الموجات الزلزالية في هذه الطبقات تماثل سرعة مرورها في الصخور ذات التركيبة البازلتية والجرانيتية. لم يتم تحديد الحدود بين طبقات الجرانيت والبازلت بشكل واضح وتختلف في العمق. طبقة البازلت تحد سطح موهو. تتغير سماكة الطبقة الرسوبية العليا حسب تضاريس السطح. لذلك، في المناطق الجبلية تكون رقيقة أو غائبة على الإطلاق، لأن القوى الخارجية للأرض تحرك المواد السائبة أسفل المنحدرات - تقريبًا. ولكن في سفوح التلال، في السهول، في الأحواض والمنخفضات تصل إلى سمك كبير. على سبيل المثال، في الأراضي المنخفضة لبحر قزوين، والتي تشهد هبوطًا، يصل ارتفاع الطبقة الرسوبية إلى 22 كم.

من تاريخ بئر كولا الفائق العمق

ومنذ بدء حفر هذا البئر عام 1970، وضع العلماء هدفًا علميًا بحتًا لهذه التجربة، وهو تحديد الحد الفاصل بين طبقتي الجرانيت والبازلت. تم اختيار الموقع مع الأخذ في الاعتبار أنه في مناطق الدروع يمكن تمرير طبقة الجرانيت غير المغطاة بالطبقة الرسوبية "من خلال وعبر" مما يسمح بلمس صخور البازلت. طبقة وانظر الفرق. كان من المفترض سابقًا أن مثل هذه الحدود على درع البلطيق، حيث تظهر الصخور النارية القديمة على السطح، يجب أن تكون موجودة على عمق حوالي 7 كم.

على مدى عدة سنوات من الحفر، انحرف البئر بشكل متكرر عن الاتجاه الرأسي المحدد، متقاطعًا مع طبقات ذات قوى مختلفة. في بعض الأحيان كانت التدريبات تتعطل، ثم كان علينا أن نبدأ الحفر مرة أخرى باستخدام مهاوي الالتفافية. تمت دراسة المواد التي تم تسليمها إلى السطح من قبل العديد من العلماء وجلبت باستمرار اكتشافات مذهلة. وهكذا، على عمق حوالي 2 كم، تم العثور على خامات النحاس والنيكل، ومن عمق 7 كم تم تسليم النواة (ما يسمى عينة الصخور من الحفر على شكل اسطوانة طويلة - تقريبا من الموقع)، حيث تم اكتشاف بقايا متحجرة لكائنات حية قديمة.

ولكن، بعد أن سافر أكثر من 12 كم بحلول عام 1990، لم يتجاوز البئر طبقة الجرانيت. وفي عام 1994، توقف الحفر. إن بئر كولا الفائق العمق ليس البئر الوحيد في العالم الذي تم حفره للحفر العميق. وأجريت تجارب مماثلة في أماكن مختلفة من قبل العديد من البلدان. لكن كولا فقط هي التي وصلت إلى هذه العلامات، والتي تم إدراجها في موسوعة غينيس للأرقام القياسية.

تشارك جميع أنواع الصخور الموصوفة في بنية القشرة الأرضية - النارية والرسوبية والمتحولة، والتي تحدث فوق حدود موهو. تتميز سواء داخل القارات أو داخل المحيطات بالأحزمة المتحركة والمناطق المستقرة نسبيًا من القشرة الأرضية. في القارات، تشمل المناطق المستقرة مساحات مسطحة واسعة - منصات (أوروبا الشرقية، سيبيريا)، والتي تقع ضمنها المناطق الأكثر استقرارا - الدروع (البلطيق، الأوكرانية)، وهي نتوءات من الصخور البلورية القديمة. وتشمل الأحزمة المتنقلة هياكل جبلية شابة، مثل جبال الألب والقوقاز والهيمالايا والأنديز وغيرها (الشكل 3.1).

الشكل 3.1. لمحة عامة عن قاع المحيط (بحسب O. K. Leontiev)

لا تقتصر الهياكل القارية على القارات فقط؛ فهي تمتد في بعض الحالات إلى المحيط، وتشكل ما يسمى بالحافة تحت الماء للقارات، والتي تتكون من جرف يصل عمقه إلى 200 متر، ومنحدر قاري يصل عمقه إلى 2500 قدم. كما تتميز المناطق المستقرة على عمق 3000 م داخل المحيطات – منصات المحيط – مساحات كبيرة من قاع المحيط – السهول السحيقة الشاسعة (“الهاوية” اليونانية – الهاوية) بعمق 4-6 كيلومترات، والأحزمة المتحركة، والتي تشمل مرتفعات وسط المحيط و. هوامش نشطة من المحيط الهادئ مع بحار هامشية متطورة (أوخوتسك واليابانية وغيرها)، وأقواس جزر (كوريل واليابانية وغيرها) وخنادق في أعماق البحار (عمق 8-10 كيلومترات أو أكثر).

في المراحل الأولى من البحث الجيوفيزيائي، تم تمييز نوعين رئيسيين من القشرة الأرضية: 1) قارية و 2) محيطية، تختلف بشكل حاد عن بعضها البعض في هيكل وسمك الصخور المكونة. بعد ذلك، بدأ التمييز بين نوعين انتقاليين: 1) شبه القارة و2) تحت المحيط (الشكل 3.2).

أسطورة:

1 - الماء. 2 - الطبقة الرسوبية. 3 - طبقة الجرانيت. 4- طبقة البازلت من القشرة القارية؛ 5 - طبقة البازلت من القشرة المحيطية. 6 - الطبقة المنصهرة من القشرة المحيطية. 7 - الجزر البركانية. 8.9 - الوشاح (الصخور النارية فوق القاعدية).

الشكل 3.2 - مخطط الهيكل أنواع مختلفةقشرة الأرض

النوع القاري من القشرة الأرضية

النوع القاري من القشرة الأرضية. يتراوح سمك القشرة القارية من 35-40 (45) كيلومترًا داخل المنصات إلى 55-70 (75) كيلومترًا في الهياكل الجبلية الحديثة. وتستمر القشرة القارية في الحواف المغمورة للقارات. في منطقة الجرف، ينخفض \u200b\u200bسمكه إلى 20-25 كم، وعلى المنحدر القاري (على عمق حوالي 2.0-2.5 كم) يقرص. تتكون القشرة القارية من ثلاث طبقات. الطبقة الأولى - الطبقة العليا وتمثلها الصخور الرسوبية، ويبلغ سمكها من 0 إلى 5 (10) كم داخل المنصات، ويصل إلى 15-20 كم في الأحواض التكتونية للهياكل الجبلية. سرعة الموجات الزلزالية الطولية (Vp) أقل من 5 كم/ث. الطبقة الثانية - تسمى تقليديًا "الجرانيت" وتتكون من 50٪ من الجرانيت و 40٪ من النيس وغيرها بدرجات متفاوتةالصخور المتحولة. بناءً على هذه البيانات، يُطلق عليه غالبًا اسم الجرانيت النيس أو الجرانيت المتحول. يبلغ متوسط سمكها 15-20 كم (أحيانًا في الهياكل الجبلية حتى 20-25 كم). سرعة الموجة الزلزالية (Vp) - 5.5-6.0 (6.4) كم/ثانية. الطبقة الثالثة السفلية تسمى "البازلت". في المتوسط التركيب الكيميائيوسرعة الموجات الزلزالية، وهذه الطبقة قريبة من البازلت.

ومع ذلك، يقترح أنه يتكون من صخور تدخلية أساسية مثل الجابرو، بالإضافة إلى صخور متحولة من الأمفيبوليت والجرانوليت المتحولة، ولا يتم استبعاد وجود الصخور فوق القاعدية. من الأصح تسمية هذه الطبقة بالجرانيوليت-المافيك (المافيك هو الصخرة الرئيسية). يتراوح سمكها من 15-20 إلى 35 كم. سرعة انتشار الموجة (Vp) 6.5-6.7 (7.4) كم/ث. ويطلق على الحدود بين طبقات الجرانيت المتحولة والجرانوليت المافيك قسم كونراد الزلزالي. لفترة طويلةوكانت الفكرة السائدة هي أن حدود كونراد موجودة في كل مكان في القشرة القارية. ومع ذلك، أظهرت بيانات السبر الزلزالي العميق اللاحقة أن سطح كونراد لم يتم التعبير عنه في كل مكان، ولكن تم تسجيله فقط في أماكن معينة. وبطبيعة الحال، تنشأ تفسيرات جديدة لهيكل القشرة القارية. وهكذا، اقترح N.I Pavlenkova وآخرون نموذجًا من أربع طبقات (الشكل 3.3). يحدد هذا النموذج طبقة رسوبية عليا ذات حدود سرعة واضحة، تسمى Ko. يتم دمج الأجزاء السفلية من القشرة الأرضية في مفهوم الأساس البلوري، أو القشرة الموحدة، والتي يتم من خلالها تمييز ثلاث طبقات: العلوية والمتوسطة والسفلية، مفصولة بالحدود K1 و K2. يوجد استقرار كافٍ لحدود K2 - بين الطوابق المتوسطة والسفلى. يتميز الطابق العلوي ببنية ذات طبقات عمودية وتمييز بين الكتل الفردية في التكوين والمعايير المادية. بالنسبة للطابق المتوسط، لوحظ وجود طبقات أفقية رقيقة ووجود صفائح فردية ذات سرعة موجة زلزالية منخفضة (Vp) - 6 كم/ث (مع سرعة إجمالية في الطبقة 6.4-6.7 كم/ث) وكثافة شاذة. .

وبناءً على ذلك، نستنتج أنه يمكن تصنيف الطبقة الوسيطة على أنها طبقة ضعيفة يمكن من خلالها التحرك الأفقي للمادة. حاليًا، يهتم باحثون آخرون بوجود عدسات فردية في القشرة القارية ذات سرعات موجات زلزالية منخفضة نسبيًا (0.1-0.2 كم/ثانية) على أعماق 10-20 كم، مع قوة عدسة 5-10 كم. ومن المفترض أن هذه المناطق (أو العدسات) ترتبط بتكسير قوي ومحتوى مائي في الصخور.

تشير بيانات S. R. Taylor أيضًا إلى أنه لا توجد طبقة واحدة ذات سرعة منخفضة داخل القشرة القارية، ولكن لوحظ وجود طبقات متقطعة. وكل ما سبق يدل على التعقيد الكبير للقشرة القارية وغموض تفسيرها. والدليل المقنع على ذلك هو البيانات التي تم الحصول عليها أثناء حفر بئر كولا العميق للغاية، والذي وصل بالفعل إلى عمق يزيد عن 12 كم. وبحسب البيانات الزلزالية الأولية، ففي المنطقة التي تم وضع البئر فيها، ينبغي مصادفة الحد الفاصل بين طبقتي «الجرانيت» و«البازلت» على عمق حوالي 7 كيلومترات. وفي الواقع، لم تكن هناك طبقة «بازلتية» جيوفيزيائية. في هذا العمق، تحت الطبقات الرسوبية البركانية السميكة المتحولة من عصر البروتيروزويك، تم اكتشاف النيس بلاجيوجلاز، النيس الجرانيت، والأمفيبوليت - صخور مرحلة درجة الحرارة المتوسطة من التحول، والنسبة المئوية منها تزداد مع العمق. ما سبب تغير سرعة الموجات الزلزالية (من 6.1 إلى 6.5-6.6 كم/ث) على عمق حوالي 7 كم، حيث يفترض وجود طبقة "بازلتية" جيوفيزيائية؟ ومن الممكن أن يكون ذلك بسبب الأمفيبوليت ودورها في تغيير الخواص المرنة للصخور. ومن الممكن أيضًا أن الحد المشار إليه سابقًا (قبل حفر البئر) لا يرتبط بتغير في تكوين الصخور، بل بزيادة في مجال الإجهاد الناجم عن التشوهات الشديدة ومظاهر التحول المتكررة.