Maa evolutsiooni iseloomulik tunnus on mateeria eristumine, mille väljenduseks on meie planeedi kestastruktuur. Litosfäär, hüdrosfäär, atmosfäär, biosfäär moodustavad Maa peamised kestad, mis erinevad keemilise koostise, paksuse ja aine oleku poolest.
Maa sisemine struktuur
Maa keemiline koostis(joonis 1) sarnaneb teiste maapealsete planeetide, nagu Veenuse või Marsi, koostisega.
Üldiselt domineerivad sellised elemendid nagu raud, hapnik, räni, magneesium ja nikkel. Valguselementide sisaldus on madal. Maa aine keskmine tihedus on 5,5 g/cm 3 .
Maa siseehituse kohta on väga vähe usaldusväärseid andmeid. Vaatame joonist fig. 2. See kujutab Maa sisemist ehitust. Maa koosneb maakoorest, vahevööst ja tuumast.
Riis. 1. Maa keemiline koostis
Riis. 2. Sisemine struktuur Maa
Tuum
Tuum(joon. 3) asub Maa keskmes, selle raadius on umbes 3,5 tuhat km. Südamiku temperatuur ulatub 10 000 K-ni, s.t on kõrgem kui Päikese väliskihtide temperatuur ja selle tihedus on 13 g/cm 3 (vrd: vesi - 1 g/cm 3). Arvatakse, et südamik koosneb raua ja niklisulamitest.
Maa välissüdamik on paksusem kui sisemine tuum (raadius 2200 km) ja see on vedelas (sulas) olekus. Sisemine südamik on allutatud tohutule survele. Seda moodustavad ained on tahkes olekus.
Mantel
Mantel- Maa geosfäär, mis ümbritseb tuuma ja moodustab 83% meie planeedi mahust (vt joonis 3). Selle alumine piir asub 2900 km sügavusel. Mantel on jagatud vähem tihedaks ja plastiliseks ülemiseks osaks (800-900 km), millest see moodustub magma(kreeka keelest tõlgituna tähendab "paks salv"; see on maa sisemuse sula aine - keemiliste ühendite ja elementide, sealhulgas gaaside segu spetsiaalses poolvedelas olekus); ja kristalne alumine, umbes 2000 km paksune.
Riis. 3. Maa ehitus: tuum, vahevöö ja maakoor
Maakoor
maakoor - litosfääri väliskest (vt joon. 3). Selle tihedus on ligikaudu kaks korda väiksem kui Maa keskmine tihedus – 3 g/cm 3 .
Eraldab maakoore vahevööst Mohorovici piir(mida sageli nimetatakse Moho piiriks), mida iseloomustab seismiliste lainete kiiruste järsk tõus. Selle paigaldas 1909. aastal Horvaatia teadlane Andrei Mohorovitš (1857- 1936).
Kuna vahevöö ülemises osas toimuvad protsessid mõjutavad aine liikumist maapõues, on need ühendatud üldnimetuse alla litosfäär(kivikest). Litosfääri paksus jääb vahemikku 50–200 km.
Allpool asub litosfäär astenosfäär- vähem kõva ja vähem viskoosne, kuid rohkem plastist kest, mille temperatuur on 1200 ° C. See võib ületada Moho piiri, tungides maapõue. Astenosfäär on vulkanismi allikas. See sisaldab sula magma taskuid, mis tungib maapõue või valgub välja maapinnale.
Maakoore koostis ja struktuur
Võrreldes vahevöö ja südamikuga on maakoor väga õhuke, kõva ja rabe kiht. See koosneb kergemast ainest, milles on umbes 90 looduslikku keemilised elemendid. Need elemendid ei ole maakoores võrdselt esindatud. Seitse elementi – hapnik, alumiinium, raud, kaltsium, naatrium, kaalium ja magneesium – moodustavad 98% maakoore massist (vt joonis 5).
Omapärased keemiliste elementide kombinatsioonid moodustavad erinevaid kivimeid ja mineraale. Vanimad neist on vähemalt 4,5 miljardit aastat vanad.
Riis. 4. Maakoore ehitus
Riis. 5. Maakoore koostis
Mineraal on oma koostiselt ja omadustelt suhteliselt homogeenne looduskeha, mis on tekkinud nii litosfääri sügavustes kui ka pinnal. Mineraalideks on näiteks teemant, kvarts, kips, talk jne (Erinevate mineraalide füüsikaliste omaduste karakteristikud leiate lisast 2.) Maa mineraalide koostis on näidatud joonisel fig. 6.
Riis. 6. Maa üldine mineraalne koostis
Kivid koosnevad mineraalidest. Need võivad koosneda ühest või mitmest mineraalist.
Settekivimid - savi, lubjakivi, kriit, liivakivi jne - tekkisid veekeskkonnas ja maismaal olevate ainete sadenemisel. Need asuvad kihtidena. Geoloogid nimetavad neid Maa ajaloo lehekülgedeks, kuna nad saavad õppida tundma looduslikke tingimusi, mis meie planeedil iidsetel aegadel eksisteerisid.
Settekivimitest eristatakse organogeenseid ja anoorganogeenseid (klastilisi ja kemogeenseid).
Orgaaniline Kivimid tekivad loomade ja taimede jäänuste kogunemise tulemusena.
Klassilised kivimid tekivad varem tekkinud kivimite hävimisproduktide ilmastikumõjude, vee, jää või tuule poolt hävitamise tagajärjel (tabel 1).
Tabel 1. Klastilised kivimid sõltuvalt kildude suurusest
|
Tõu nimi |
Pummer coni suurus (osakesed) |
|
Üle 50 cm |
|
|
5 mm - 1 cm |
|
|
1 mm - 5 mm |
|
|
Liiv ja liivakivid |
0,005 mm - 1 mm |
|
Vähem kui 0,005 mm |
Kemogeenne Kivimid tekivad neis lahustunud ainete sadestumise tulemusena merede ja järvede vetest.
Maakoore paksuses tekib magma tardkivimid(joon. 7), näiteks graniit ja basalt.
Sette- ja tardkivimid rõhu mõjul suurde sügavusele sukeldumisel ja kõrged temperatuurid läbivad olulisi muutusi, muutudes moondekivimid. Näiteks lubjakivi muutub marmoriks, kvartsliivakivi kvartsiidiks.
Maakoore struktuur jaguneb kolmeks kihiks: setteline, graniit ja basalt.
Settekiht(vt joon. 8) on moodustunud peamiselt settekivimitest. Siin on ülekaalus savid ja kildad, rohkelt on esindatud liivased, karbonaatsed ja vulkaanilised kivimid. Settekihis on selliste ladestused mineraalid, nagu kivisüsi, gaas, nafta. Kõik need on orgaanilise päritoluga. Näiteks kivisüsi on iidsete aegade taimede muundumise saadus. Settekihi paksus on väga erinev - täielikust puudumisest mõnel maismaal kuni 20-25 km sügavustes lohkudes.
Riis. 7. Kivimite liigitus päritolu järgi
"Graniidi" kiht koosneb moonde- ja tardkivimitest, mis on oma omadustelt sarnased graniidiga. Kõige levinumad on siin gneissid, graniidid, kristallkiled jne. Graniidikihti ei leidu kõikjal, kuid mandritel, kus see on hästi väljendunud, võib selle maksimaalne paksus ulatuda mitmekümne kilomeetrini.
"Basalt" kiht moodustuvad kivimitest, mis on lähedal basaltidele. Need on moondunud tardkivimid, mis on tihedamad kui graniidikihi kivimid.
Maakoore paksus ja vertikaalne struktuur on erinevad. Maakoort on mitut tüüpi (joonis 8). Lihtsaima klassifikatsiooni järgi eristatakse ookeanilist ja mandrilist maakoort.
Mandri- ja ookeanikoore paksus on erinev. Seega täheldatakse mägisüsteemides maakoore maksimaalset paksust. See on umbes 70 km. Tasandiku all on maakoore paksus 30-40 km ja ookeanide all kõige õhem - vaid 5-10 km.
Riis. 8. Maakoore tüübid: 1 - vesi; 2- settekiht; 3 – settekivimite ja basaltide vahekiht; 4 - basaltid ja kristalsed ülialuselised kivimid; 5 – graniit-metamorfne kiht; 6 – granuliit-mafiline kiht; 7 - tavaline mantel; 8 - dekompresseeritud mantel
Mandrilise ja ookeanilise maakoore erinevus kivimite koostises avaldub selles, et ookeanilises maakoores puudub graniidikiht. Ja ookeanilise maakoore basaldikiht on väga ainulaadne. Kivimi koostise poolest erineb ta sarnasest mandrilise maakoore kihist.
Maa ja ookeani vaheline piir (nullmärk) ei registreeri mandrilise maakoore üleminekut ookeanilisele. Mandri maakoore asendumine ookeanilise maakoorega toimub ookeanis ligikaudu 2450 m sügavusel.
Riis. 9. Mandri- ja ookeanilise maakoore struktuur
On ka maakoore üleminekutüüpe - subokeaaniline ja subkontinentaalne.
Subokeaaniline maakoor asub mandri nõlvadel ja jalamil, võib kohata ääre- ja Vahemeres. See esindab kuni 15-20 km paksust mandrilist maakoort.
Subkontinentaalne maakoor paiknevad näiteks vulkaaniliste saarekaaredel.
Materjalide põhjal seismiline sondeerimine - seismiliste lainete läbimise kiirus - saame andmeid maakoore süvastruktuuri kohta. Nii tõi Koola supersügav kaev, mis võimaldas esmakordselt näha kivimiproove enam kui 12 km sügavuselt, palju ootamatut. Eeldati, et 7 km sügavusel peaks algama basaldikiht. Tegelikkuses seda ei avastatud ja kivimite seas domineerisid gneissid.
Maakoore temperatuuri muutus sügavusega. Maakoore pinnakihi temperatuur on päikesesoojuse poolt määratud. See heliomeetriline kiht(kreeka keelest helio - päike), kogevad hooajalisi temperatuurikõikumisi. Selle keskmine paksus on umbes 30 m.
Allpool on veelgi õhem kiht, iseloomulik tunnus mis on vaatluskoha aasta keskmisele temperatuurile vastav konstantne temperatuur. Selle kihi sügavus suureneb kontinentaalses kliimas.
Veelgi sügavamal maapõues on geotermiline kiht, mille temperatuuri määrab Maa sisesoojus ja see tõuseb sügavusega.
Temperatuuri tõus tuleneb peamiselt kivimit moodustavate radioaktiivsete elementide, peamiselt raadiumi ja uraani lagunemisest.
Kivimite temperatuuri tõusu suurust sügavusega nimetatakse geotermiline gradient. See varieerub üsna laias vahemikus – 0,1–0,01 °C/m – ja sõltub kivimite koostisest, nende esinemistingimustest ja mitmetest muudest teguritest. Ookeanide all tõuseb temperatuur sügavusega kiiremini kui mandritel. Keskmiselt läheb iga 100 m sügavusega soojemaks 3 °C.
Geotermilise gradiendi pöördväärtust nimetatakse geotermiline etapp. Seda mõõdetakse m/°C.
Maakoore soojus on oluline energiaallikas.
Moodustub maakoore osa, mis ulatub geoloogilistele uuringutele ligipääsetavatesse sügavustesse Maa sooled. Maa sisemus nõuab erilist kaitset ja mõistlikku kasutamist.
Mandritel ja ookeanide sügavuste all on maakoore struktuur erinev. Tasastel aladel on maakoore paksus mäeahelike all umbes 40 kilomeetrit veelgi suurem – kuni 80 kilomeetrit. Sügava ookeani all on maakoore paksus väiksem, 5–15 kilomeetrit. Maakoor asub keskmiselt 35 km sügavusel mandrite all ja 7 km sügavusel ookeanide all. Igal tüübil on erinev struktuur, mistõttu tekib küsimus, millist tüüpi maakoorest Vaikse ookeani plaat moodustub?
Erinevused mandri ja ookeanilise maakoore struktuuris
Lisaks paksuse erinevustele on erinevusi ookeanilise ja maakoore struktuuris. Mandri koosneb kolmest kihist: settekiht (ülemine), graniit (keskmine kiht) ja basalt (alumine). Ookeanilised sette- ja basaltkihid.
Piir mandri ja ookeanilise maakoore vahel ei ole alati nähtav, see on sageli hägune. Näiteks võib mandriplatvormi serv külgneda merebasseini äärealadega, kus maakoore struktuur on lähedane ookeanilisele tüübile. Sellistes kohtades graniidikihti praktiliselt pole, kuid ülemine settekiht on kõrgelt arenenud.
Ookeanide ja merede piire kujutavad saarekaared. Nende piirkondade maakoor on ehituselt ja paksuselt sarnane mandritüübiga. Ja need pole kõik tüübid.
Ookeanilise maakoore tüübid
Mis tüüpi maakoor moodustub Vaikse ookeani plaadil ja millised on olemas? Ookeani tüüpi maakoore struktuure on mitut tüüpi.
- Ookeaniline-mandriline. Seda tüüpi leidub madalikul ja see kujutab endast otsest mandristruktuuride jätku riiulis. Maakoore paksus selles kohas on kuni 35 kilomeetrit. Riiuli struktuur on sama, mis mandritüübil: seal on basalt (alumine), graniidi (keskmine) ja settekiht (ülemine, moodustab planeedi pinna). Kuid isegi kõigi kolme kihiga on riiulikoorikul paks settekiht.
- Geosünklinaalne meretüüp. Leitud mere lohkudes. See liik on Beringi, Musta, Okhotski, Vahemere, Kariibi meri jne. Seda tüüpi maakoort iseloomustab järkjärguline graniidikihist välja kiilumine.
- Subokeaaniline. Asub mandri nõlval. Selle alumises osas on graniidikihi vähenemine.
- Ookeaniliste mäeahelike ja tõusude tüüp. Seda iseloomustab keeruline maastik koos vigadega. Sellesse tüüpi kuuluvad ookeani keskharjad ja Vaikses ookeanis asuvad mägised riigid.
Erinevad tüübid võivad moodustada ühe plaadi. Kuid Vaikse ookeani litosfääri plaadi moodustab ainult maakoor ookeaniline tüüp.
Vaikse ookeani plaat
Suurim litosfääriplaat on Vaikne ookean. Maakoore arengust saadik on see olnud pidevas liikumises ja järk-järgult selle suurus väheneb.
Lõunas piirneb plaat Antarktika laamaga. Nende vaheline piir kulgeb mööda Vaikse ookeani-Antarktika harja. Põhjas moodustab laam Aleuudi süviku ja läänes Mariaani süviku.
Plaat liigub põhja poole, moodustades San Andrease murrangu.
Vaikse ookeani plaadi omadused
Teades, mis tüüpi maakoor moodustub, saame sõnastada selle erinevuse maakoorest.
Esimene ja peamine erinevus on graniidikihi puudumine. Seda tüüpi plaatidel on ainult kaks kihti, samas kui mandri tüübil on kolm. Plaadid erinevad vanuse poolest. Ookeani peetakse nooreks ja maapealset vanemaks.
Teades, millist tüüpi maakoorest Vaikse ookeani plaat moodustub ja milline on selle paksus, saate aru, miks see mandriplaadi alla paindub. Viimane on paksem ja võimsam, kõva kihiga. Kuid ookeani tüüpi peetakse pehmeks ja õhukeseks. Paksus on selgelt näha kohtades, kus tekivad mäeharjad – mida lähemal on ookeanihari, seda noorem on maakoore lõik.
Teadlased viitavad sellele, et kasv toimub mäeharjadest mandritele ja seejärel täheldatakse mandritüüpi maakoore raskuse all kihtide alanemist. Selle protsessi käigus tekivad saarekaared, sooned, eendid ja läbipainded. Seega eristatakse kahte tsooni: levikut ja subduktsiooni. Esimene tsoon on piirkond, kus moodustub ookeanilist tüüpi maakoor, ja subduktsioonivöönd on koht, kus maakoor hakkab mandrilise maakoore all alistuma.
Ilmekas näide maakoore üleminekust ühelt tüübilt teisele Vaikse ookeani plaadil on Mariaani kraav. See on üleminekupiirkond, millel on selgelt määratletud saarekaare, suur kaeviku sügavus ja intensiivne seismiline aktiivsus.
– piirdub maapinna või ookeanide põhjaga. Sellel on ka geofüüsiline piir, mis on lõik Moho. Piiri iseloomustab asjaolu, et seismiliste lainete kiirused tõusevad siin järsult. Selle paigaldas 1909 dollari eest Horvaatia teadlane A. Mohorovicic ($1857$-$1936$).
Maakoor koosneb setteline, tardne ja moondeline kivimid ja oma koostiselt paistab see silma kolm kihti. Settelise päritoluga kivimid, mille hävinud materjal ladestus uuesti alumistesse kihtidesse ja tekkis settekiht Maakoor katab kogu planeedi pinna. See on mõnes kohas väga õhuke ja võib katkeda. Teistes kohtades ulatub see mitme kilomeetri paksuseks. Settekivimid on savi, lubjakivi, kriit, liivakivi jne. Need tekivad ainete settimisel vees ja maismaal ning asuvad tavaliselt kihtidena. Settekivimitest saab teada planeedil eksisteerinud looduslikest tingimustest, mistõttu geoloogid nimetavad neid lehekülgi Maa ajaloost. Settekivimid jagunevad orgaaniline mis tekivad looma- ja taimejäänuste kuhjumisel ning anorgaaniline, mis omakorda jagunevad klastiline ja kemogeenne.
Klassiline kivimid on ilmastikumõju ja kemogeenne- merede ja järvede vees lahustunud ainete settimise tulemus.
Tardkivimid moodustavad graniit maakoore kiht. Need kivimid tekkisid sula magma tahkumise tulemusena. Mandritel on selle kihi paksus 15 $–20 $ km, see puudub täielikult või on ookeanide all väga vähenenud.
Tardne aine, kuid ränivaene koosneb basaltne suure erikaaluga kiht. See kiht on hästi arenenud maakoore aluses kõigis planeedi piirkondades.
Maakoore vertikaalne struktuur ja paksus on erinevad, mistõttu eristatakse mitut tüüpi. Lihtsa klassifikatsiooni järgi on olemas ookeaniline ja mandriline maakoor.
Mandriline maakoor
Mandri ehk mandriline maakoor erineb ookeanilisest maakoorest paksus ja seade. Mandriline maakoor asub mandrite all, kuid selle serv ei lange kokku rannajoon. Geoloogilisest vaatenurgast on tõeline kontinent kogu pideva mandrilise maakoore ala. Siis selgub, et geoloogilised mandrid on suuremad kui geograafilised mandrid. Mandrite rannikuvööndid, nn riiul- need on mandrite osad, mida meri ajutiselt üle ujutab. Mandrilaval asuvad mered nagu Valge, Ida-Siberi ja Aasovi meri.
Mandrilises maakoores on kolm kihti:
- Pealmine kiht on setteline;
- Keskmine kiht on graniit;
- Alumine kiht on basalt.
Noorte mägede all on seda tüüpi maakoore paksus $ 75 $ km, tasandikel - kuni $ 45 $ km ja saarekaare all - kuni $ 25 $ km. Mandrilise maakoore ülemise settekihi moodustavad madalate merebasseinide savilademed ja karbonaadid ning jämedad klastilised faatsiad marginaalsetes lohkudes, samuti Atlandi tüüpi mandrite passiivsetel äärealadel.
Moodustusid maakoore praod tunginud magma graniidikiht mis sisaldab ränidioksiidi, alumiiniumi ja muid mineraale. Graniidikihi paksus võib ulatuda kuni $ 25 $ km. See kiht on väga iidne ja sellel on märkimisväärne vanus - 3 dollarit miljardit aastat. Graniidi ja basaldi kihtide vahel, sügavusel kuni $ 20 $ km, on võimalik jälgida piiri Conrad. Seda iseloomustab asjaolu, et pikisuunaliste seismiliste lainete levimiskiirus suureneb siin $0,5 $ km/sek.
Moodustamine basalt Kiht tekkis basaltsete laavade väljavalamise tagajärjel maapinnale plaadisisese magmatismi tsoonides. Basaltid sisaldavad rohkem rauda, magneesiumi ja kaltsiumi, mistõttu on need graniidist raskemad. Selles kihis on pikisuunaliste seismiliste lainete levimiskiirus vahemikus $ 6,5 $ kuni $ 7,3 $ km/sek. Seal, kus piir muutub häguseks, suureneb pikisuunaliste seismiliste lainete kiirus järk-järgult.
Märkus 2
Maakoore kogumass kogu planeedi massist on vaid 0,473 $%.
Üks esimesi ülesandeid, mis on seotud kompositsiooni määramisega ülemine mandriosa maakoor, hakkas noor teadus lahendama geokeemia. Kuna koor koosneb paljudest erinevatest kivimitest, oli see ülesanne üsna raske. Isegi ühes geoloogilises kehas võib kivimite koostis väga varieeruda ja erinevates piirkondades võivad need jaotuda erinevat tüüpi tõud Selle põhjal oli ülesandeks määrata kindral keskmine koostis see osa maakoorest, mis mandritel pinnale tuleb. Selle esimese hinnangu ülemise maakoore koostise kohta tegi Clark. Ta töötas USA geoloogiateenistuse töötajana ja tegeles kivimite keemilise analüüsiga. Aastatepikkuse analüütilise töö käigus suutis ta tulemused kokku võtta ja arvutada kivimite keskmise koostise, mis oli lähedane graniidile. Töö Clark sai karmi kriitika osaliseks ja tal oli vastaseid.
Teise katse maakoore keskmise koostise määramiseks tegi V. Goldshmidt. Ta soovitas liikuda mööda mandrilist maakoort liustik, võib kraapida ja segada paljastunud kive, mis sadestuvad liustiku erosiooni käigus. Seejärel peegeldavad need keskmise mandri maakoore koostist. Olles analüüsinud viimasel jäätumisel ladestunud lintsavide koostist Läänemeri, sai ta tulemusele lähedase tulemuse Clark. Erinevad meetodid andis samad hinnangud. Geokeemilised meetodid said kinnitust. Neid küsimusi on käsitletud ja hinnanguid Vinogradov, Jaroševski, Ronov jne..
Ookeaniline maakoor
Ookeaniline maakoor asub seal, kus mere sügavus on üle $4$ km, mis tähendab, et see ei hõivata kogu ookeanide ruumi. Ülejäänud ala on kaetud puukoorega vahepealne tüüp. Ookeaniline maakoor on üles ehitatud mandrilise maakoore omast erinevalt, kuigi jaguneb ka kihtideks. See puudub peaaegu täielikult graniidikiht, ja setteline on väga õhuke ja selle paksus on alla $1 $ km. Teine kiht on paigal teadmata, nii nimetatakse seda lihtsalt teine kiht. Alumine, kolmas kiht - basaltne. Mandrilise ja ookeanilise maakoore basaldikihtidel on sarnased seismiliste lainete kiirused. Ookeanilises maakoores domineerib basaldikiht. Laamtektoonika teooria kohaselt moodustub ookeaniline maakoor pidevalt ookeani keskahelikele, seejärel liigub see neist eemale aladele. subduktsioon mantlisse imendunud. See näitab, et ookeaniline maakoor on suhteliselt noored. Suurim kogus Subduktsioonitsoonid on tüüpilised Vaikne ookean , kus nendega seostatakse võimsaid merevärinaid.
Definitsioon 1
Subduktsioon- see on kivi langetamine ühe servast tektooniline plaat poolsulasse astenosfääri
Kui ülemine plaat on mandri plaat ja alumine ookeaniplaat, ookeani kaevikud.
Selle paksus erinevates geograafilistes piirkondades varieerub vahemikus $ 5 $ kuni $ 7 $ km. Aja jooksul jääb ookeanilise maakoore paksus praktiliselt muutumatuks. Selle põhjuseks on vahevööst eralduva sulandi hulk ookeani keskahelikul ning settekihi paksus ookeanide ja merede põhjas.
Settekiht Ookeaniline maakoor on väike ja selle paksus ületab harva 0,5 $ km. See koosneb liivast, loomajäänuste ladestustest ja sadestunud mineraalidest. Alumise osa karbonaatkivimeid ei leidu suurtes sügavustes ja sügavamal kui 4,5 km sügavusel asenduvad karbonaatkivimid punaste süvamere savide ja ränikividega.
Ülemises osas tekkisid toleiiitse koostisega basaltsed laavad basaldikiht, ja allpool valesid tammi kompleks.
2. definitsioon
tammid- need on kanalid, mille kaudu basaltne laava voolab pinnale
Basaldikiht tsoonides subduktsioon muutub ekgoliitid, mis sukelduvad sügavusse, kuna neid ümbritsevate vahevöökivimite tihedus on suur. Nende mass moodustab umbes $ 7 $% kogu Maa vahevöö massist. Basaldikihi sees on pikisuunaliste seismiliste lainete kiirus $6,5-$7$ km/sek.
Ookeani maakoore keskmine vanus on 100 dollarit miljonit aastat, samas kui selle vanimad lõigud on 156 dollarit miljonit aastat vanad ja asuvad depressioonis. Jope Vaikses ookeanis. Ookeaniline maakoor ei ole koondunud ainult maailma ookeani põhja, see võib asuda ka suletud basseinides, näiteks Kaspia mere põhjabasseinis. Ookeaniline Maakoore kogupindala on 306 miljonit dollarit ruutkilomeetrit.
Maakoor on litosfääri ülemine osa. Skaalal kõigest maakera seda võib võrrelda kõige õhema kilega - selle võimsus on nii tühine. Kuid me ei tunne isegi seda planeedi ülemist kesta hästi. Kuidas saab õppida tundma maakoore ehitust, kui ka kõige sügavamad maapõue puuritud kaevud ei ulatu esimesest kümnest kilomeetrist kaugemale? Teadlastele tuleb appi seismiline asukoht. Erinevaid keskkondi läbivate seismiliste lainete kiiruse dešifreerimisel on võimalik saada andmeid maakera kihtide tiheduse kohta ja teha järeldusi nende koostise kohta. Mandrite ja ookeanibasseinide all on maakoore struktuur erinev.
Ookeaniline maakoor
Ookeaniline maakoor on õhem (5-7 km) kui mandriline maakoor ja koosneb kahest kihist - alumisest basaldist ja ülemisest settest. Basaldikihi all on Moho pind ja ülemine vahevöö. Ookeani põhja topograafia on väga keeruline. Erinevate pinnavormide hulgast paistavad silma suured ookeani keskahelikud. Nendes kohtades sünnib mantlimaterjalist noor basaltne ookeanikoor. Mööda seljandiku keskosas asuvaid piike kulgeva sügava rikke – lõhe – tuleb pinnale magma, mis levib veealuste laavavooludena eri suundades, surudes lõhekuru seinu pidevalt erinevatesse suundadesse. Seda protsessi nimetatakse levitamiseks.
Ookeani keskahelikud tõusevad mitu kilomeetrit ookeanipõhjast kõrgemale ja nende pikkus ulatub 80 tuhande km-ni. Harjad on lõigatud paralleelsete põikmurdega. Neid nimetatakse transformatiivseteks. Riftivööndid on Maa kõige turbulentsemad seismilised tsoonid. Basaldikihti katavad mere settekihid - erineva koostisega muda ja savid.
mandrikoor
Mandriline maakoor võtab enda alla väiksema ala (umbes 40% Maa pinnast – ca), kuid sellel on keerulisem struktuur ja palju suurem paksus. Kõrgete mägede all mõõdetakse selle paksuseks 60-70 kilomeetrit. Mandrilise maakoore struktuur on kolmeliikmeline - basalt, graniit ja settekihid. Graniidikiht tuleb pinnale aladel, mida nimetatakse kilpideks. Näiteks Balti kilp, millest osa hõivab Koola poolsaar, koosneb graniitkivimitest. Just siin tehti sügavpuurimine ja Koola ülisügav kaev jõudis 12 km piirini. Kuid katsed puurida läbi kogu graniidikihi olid ebaõnnestunud.
Ka riiulil – mandri veealusel äärel – on mandriline maakoor. Sama kehtib ka suursaarte – Uus-Meremaa, Kalimantani, Sulawesi, Uus-Guinea, Gröönimaa, Sahhalini, Madagaskari jt saarte kohta. Piirmered ja sisemered, nagu Vahemeri, Must ja Aasov, asuvad kontinentaalset tüüpi maakoorel.
Mandri maakoore basalt- ja graniidikihtidest saab rääkida vaid tinglikult. See tähendab, et seismiliste lainete läbimise kiirus nendes kihtides on sarnane nende läbimise kiirusega basaldist ja graniidist koosnevates kivimites. Graniidi ja basaldi kihtide vaheline piir ei ole väga selgelt määratletud ja selle sügavus on erinev. Basaldikiht piirneb Moho pinnaga. Ülemine settekiht muudab oma paksust sõltuvalt pinna topograafiast. Nii et mägistes piirkondades on see õhuke või puudub üldse, kuna Maa välisjõud liigutavad lahtist materjali mööda nõlvakesi alla - umbes. Kuid jalamil, tasandikel, nõgudes ja nõgudes saavutab see märkimisväärse paksuse. Näiteks Kaspia madalikul, kus toimub vajumine, ulatub settekiht 22 km-ni.
KOLA SUPERDEEP KAEVU AJALOOST
Alates selle kaevu puurimise algusest 1970. aastal on teadlased seadnud selle katse jaoks puhtalt teadusliku eesmärgi: määrata graniidi- ja basaldikihtide vaheline piir. Asukoha valikul on arvestatud asjaoluga, et just kilpide piirkondades saab settekihiga katmata graniidikihti “läbi ja läbi” lasta, mis võimaldab puudutada basaldi kive. kiht ja näed erinevust. Varem eeldati, et selline piir Balti kilbil, kus pinnale tulevad muistsed tardkivimid, peaks asuma ligikaudu 7 km sügavusel.
Mitmeaastase puurimise jooksul kaldus kaev korduvalt etteantud vertikaalsuunast kõrvale, lõikudes erineva tugevusega kihte. Mõnikord läksid puurid katki ja siis tuli uuesti puurima hakata, kasutades möödavooluvõlle. Pinnale toimetatud materjali uurisid erinevad teadlased ja see tõi pidevalt hämmastavaid avastusi. Nii leiti umbes 2 km sügavuselt vase-nikli maagid ja 7 km sügavuselt saadeti kohale südamik (nii nimetatakse pika silindri kujul puurist võetud kivimiproovi - u. kohast), kus avastati iidsete organismide kivistunud jäänused.
Kuid olles 1990. aastaks läbinud rohkem kui 12 km, ei jõudnud kaev kunagi graniidikihist kaugemale. 1994. aastal puurimine lõpetati. Koola ülisügav kaev ei ole ainus kaev maailmas, mis on rajatud süvapuurimiseks. Sarnased katsed viidi erinevates kohtades läbi mitmes riigis. Kuid ainult Kola jõudis sellistele märkidele, mille eest see kanti Guinnessi rekordite raamatusse.
Kõik kirjeldatud kivimitüübid osalevad Moho piiri kohal esineva maakoore ehituses – tard-, sette- ja moondekivimid. Nii mandritel kui ka ookeanides eristatakse liikuvaid vööndeid ja suhteliselt stabiilseid maakoore alasid. Mandritel hõlmavad stabiilsed alad tohutuid tasaseid ruume - platvorme (Ida-Euroopa, Siber), mille sees asuvad kõige stabiilsemad alad - kilbid (Balti, Ukraina), mis on iidsete kristalsete kivimite paljandid. Liikuvate vööde alla kuuluvad noored mägiehitised, nagu Alpid, Kaukaasia, Himaalaja, Andid jt (joonis 3.1).
Joonis 3.1. Ookeani põhja üldine profiil (O. K. Leontievi järgi)
Mandristruktuurid ei piirdu ainult mandritega, mõnel juhul ulatuvad need ka ookeani, moodustades mandrite nn veealuse piiri, mis koosneb kuni 200 m sügavusest šelfist, mandrinõlvast jalaga kuni 2500 sügavuseni. -3000 m stabiilsed alad eristuvad ka ookeanide sees - ookeaniplatvormid - ookeanipõhja olulised alad - tohutud kuristik (kreeka "abyssos" - kuristik) tasandikud, mille sügavus on 4-6 km, ja liikuvad vööd, mis hõlmavad ookeani keskharjasid. ja Vaikse ookeani aktiivsed äärealad arenenud ääremerega (Okhotsk, Jaapani jne), saarekaared (Kuriili, Jaapani jne) ja süvamere kaevikutega (8-10 km või rohkem).
Geofüüsikaliste uuringute esimestel etappidel eristati kahte peamist maakoore tüüpi: 1) mandriline ja 2) ookeaniline, mis erinevad üksteisest järsult koostisosade kivimite struktuuri ja paksuse poolest. Seejärel hakati eristama kahte üleminekutüüpi: 1) subkontinentaalne ja 2) subokeaaniline (joonis 3.2).
Legend:
1 - vesi; 2 - settekiht; 3 - graniidikiht; 4 - mandrilise maakoore basaltkiht; 5 - ookeanilise maakoore basaltkiht; 6 - ookeanilise maakoore magmaatiline kiht; 7 - vulkaanilised saared; 8,9 - vahevöö (ülialuselised tardkivimid).
Joonis 3.2 – Struktuuriskeem erinevat tüüpi maakoor
Mandriline maakoore tüüp
Mandriline maakoore tüüp. Mandri maakoore paksus varieerub platvormidel 35-40 (45) km kuni 55-70 (75) km noorte mägistruktuuride puhul. Mandriline maakoor jätkub mandrite allveelaevade äärealadel. Šelfialal väheneb selle paksus 20-25 km-ni ja mandrinõlval (umbes 2,0-2,5 km sügavusel) näpistab see välja. Mandriline maakoor koosneb kolmest kihist. Esimest - ülemist kihti esindavad settekivimid paksusega 0–5 (10) km platvormide sees, kuni 15–20 km mäekonstruktsioonide tektoonilistes lohkudes. Pikisuunaliste seismiliste lainete (Vp) kiirus on alla 5 km/s. Teine - traditsiooniliselt "graniidiks" kutsutud kiht koosneb 50% graniidist, 40% - gneissidest jm. erineval määral moondunud kivimid. Nende andmete põhjal nimetatakse seda sageli graniitgneissiks või graniit-metamorfseks. Selle keskmine paksus on 15-20 km (mõnikord mägirajatistes kuni 20-25 km). Seismilise laine kiirus (Vp) - 5,5-6,0 (6,4) km/s. Kolmandat, alumist kihti nimetatakse "basaldiks". Keskmiselt keemiline koostis ja seismiliste lainete kiirus, see kiht on basaltidele lähedane.
Siiski oletatakse, et see koosneb põhilistest sissetungivatest kivimitest, nagu gabro, samuti moondekivimitest amfiboliidist ja granuliidist moondefaatsiatest, ei ole välistatud ka ülialuseliste kivimite olemasolu. Õigem on seda kihti nimetada granuliit-mafiliseks (põhikivim on mafika). Selle paksus varieerub vahemikus 15-20 kuni 35 km. Laine levimiskiirus (Vp) 6,5-6,7 (7,4) km/s. Graniit-metamorfse ja granuliit-mafilise kihi vahelist piiri nimetatakse Conradi seismiliseks lõiguks. Pikaks ajaks Valdav idee oli, et Conradi piir eksisteeris kõikjal mandri maakoores. Hilisemad seismilise süvasondeerimise andmed näitasid aga, et Conradi pind ei väljendu igal pool, vaid salvestatakse ainult teatud kohtades. Loomulikult tekivad mandri maakoore struktuurist uued tõlgendused. Nii pakkusid N.I Pavlenkova ja teised välja neljakihilise mudeli (joonis 3.3). See mudel tuvastab selge kiirusepiiriga ülemise settekihi, mida tähistatakse Ko. Maakoore alumised osad on kombineeritud kristalse vundamendi ehk konsolideeritud maakoore mõisteks, mille sees eristatakse kolme kihti: ülemist, vahepealset ja alumist, eraldatud piiridega K1 ja K2. K2 piiril on piisav stabiilsus - vahe- ja alumise korruse vahel. Ülemist korrust iseloomustab vertikaalselt kihiline struktuur ning üksikute plokkide eristamine koostise ja füüsikaliste parameetrite poolest. Vahepõranda puhul täheldatakse õhukest horisontaalset kihilisust ja üksikute plaatide olemasolu vähendatud seismilise laine kiirusega (Vp) - 6 km/s (kogukiirusega kihis 6,4-6,7 km/s) ja anomaalset tihedust. .
Selle põhjal järeldatakse, et vahekihti saab liigitada nõrgestatud kihiks, mida mööda on aine horisontaalsed liikumised võimalikud. Praegu pööravad teised teadlased tähelepanu üksikute läätsede olemasolule mandri maakoores suhteliselt (0,1-0,2 km/s) vähendatud seismiliste lainete kiirustega 10-20 km sügavusel, läätse võimsusega 5-10 km. Eeldatakse, et need tsoonid (või läätsed) on seotud kivimite tugeva murdumise ja veesisaldusega.
S. R. Taylori andmed näitavad ka, et mandrilises maakoores pole ühtki vähendatud kiirusega kihti, kuid täheldatakse katkendlikku kihistumist. Kõik eelnev viitab mandrilise maakoore suurele keerukusele ja selle tõlgendamise mitmetähenduslikkusele. Üsna veenvaks tõendiks selle kohta on juba üle 12 km sügavusele jõudnud ülisügava Koola kaevu puurimisel saadud andmed. Esialgsetel seismilistel andmetel peaks kaevu rajamise piirkonnas olema umbes 7 km sügavusel piir "graniidi" ja "basaldi" vahel. Tegelikkuses geofüüsilist "basaldi" kihti ei olnud. Sellel sügavusel avastati proterosoikumi ajastu paksude metamorfseeruvate vulkanogeen-settekihtide alt plagioklaasi gneissid, graniitgneissid ja amfiboliidid - keskmise temperatuuriga metamorfismi staadiumi kivimid, mille protsent suureneb koos sügavusega. Mis põhjustas seismiliste lainete kiiruse muutumise (6,1-lt 6,5-6,6 km/s) umbes 7 km sügavusel, kus eeldati geofüüsikalise “basaldi” kihi olemasolu? Võimalik, et selle põhjuseks on amfiboliidid ja nende roll kivimite elastsete omaduste muutmisel. Samuti on võimalik, et varem (enne kaevu puurimist) näidatud piir ei ole seotud kivimite koostise muutumisega, vaid pingevälja suurenemisega, mis on põhjustatud intensiivsetest deformatsioonidest ja korduvatest metamorfismi ilmingutest.
