§ 6. Властивості літосфери та її структура

• Властивості літосфери. Геологічне середовище людства. У внутрішній будові Землі розрізняють три основні шари: земна кора, мантія і ядро (мал. 1). Земна кора та верхня частина мантії утворюють особливу геосферу – літосферу.

Літосфера – це тверда (кам’яна) оболонка Землі, що складається із земної кори та верхньої надастеносферної, твердої частини мантії, що її підстилає. Пересічна потужність літосфери в океанах становить 70-80 км, на континентах – 120-140 км.

Верхній шар літосфери – земна кора – знизу чітко окреслений межею, або поверхнею Мохоровичича. На дні океанів ця межа проходить на глибині 5-10 км, під материками занурюється до 30-40 км, а в гірських районах досягає 65-75 км. У земній корі температура з глибиною зростає на 3° на кожні 100 м.

Нижче поверхні Мохоровичича розташована мантія. У її межах виділяють верхній (до 400 км), середній, або перехідний (400-1000 км), і нижній (1000-2900 км) шари. Верхня мантія неоднорідна за будовою, тому є найімовірнішим джерелом тектонічних і магматичних процесів. Значну роль у цих процесах відіграє астеносфера – в’язкий, частково розплавлений у середній частині верхньої мантії Землі шар. Вона розташована під континентами на глибині 120-250 км і на глибині 30-60 км під океанами. Речовина астеносфери нагріта до 1200 °С і частково перебуває в розплавленому стані. Завдяки цьому вона може переміщуватися в горизонтальному й вертикальному напрямках, спричиняючи глибинні розломи в літосфері та повільні рухи великих блоків земної кори, що залягають вище. Ці процеси є головною причиною формування складчастих гір і утворення океанічних западин (теорія глобальної тектоніки літосферних плит). З ними пов’язані осередки землетрусів, вулканічна діяльність, родовища корисних копалин тощо.

Під мантією розташоване ядро, яке поділяють на зовнішнє (на глибинах від 2900 до 5000 км) і внутрішнє (5000 км і глибше). З речовиною ядра пов’язане магнітне поле Землі.

Мал. 1. Внутрішня будова Землі

На земній кулі найпоширенішими є такі 11 хімічних елементів: кисень, водень, кремній, алюміній, натрій, магній, кальцій, залізо, калій, вуглець і титан. Отже, Земля – це своєрідна геохімічна аномалія з надзвичайно підвищеним умістом важких металів.

Приповерхнева оболонка літосфери, що складається з гірських порід, підземних вод, газів і біоти, у межах якої розповсюджується вплив господарської діяльності людини, називається геологічним середовищем. Його верхня межа відповідає земній поверхні, нижня – глибині проникнення в земну кору виробничої діяльності. Геологічне середовище використовується людством: і як джерело мінеральної сировини, і як місце нагромадження відходів виробництва, і як основа для будівництва будівель та інженерних споруд. Через це на геологічне середовище найнегативніше впливають гірничодобувна й будівельна промисловість. Лише 10 % мінеральної сировини, що людство видобуває із земних надр, перетворюється на готову продукцію, решта забруднює навколишнє середовище.

• Тектоніка літосферних плит. Літосфера розділена на великі блоки – літосферні плити.

Згідно з уявленнями нової глобальної тектоніки, літосферні плити перебувають у безперервному русі, пересуваючись по шару астеносфери від зон розтягнення (серединно-океанічні хребти) до зон стискання (зони Беньофа, або зони всмоктування). Тут вони зіштовхуються між собою, насуваються або занурюються під континент.

Літосферні плити – великі рухомі, жорсткі блоки літосфери Землі, що відокремлені одна від одної тектонічними розривами (швами) по осьових лініях сейсмічних поясів Землі.

У сучасну епоху літосфера розділена на 7 головних і декілька дрібніших плит. Межі плит є зонами максимальної тектонічної, сейсмічної та вулканічної активності. До головних літосферних плит належать: Євразійська, Африкано-Аравійська, Північноамериканська, Південноамериканська, Індо-Австралійська, Антарктична та Тихоокеанська.

Практично всі літосферні плити носять назви материків, лише одна – океану, оскільки більша її частина вкрита океанічними водами. Літосферні плити поділяють на платформи та складчасті пояси.

Платформи – ділянка земної кори з досить малою інтенсивністю тектонічних рухів і магматичних проявів. Вона має двох’ярусну будову: чохол (представлений товщею горизонтально та полого залеглих шарів осадових порід) і фундамент (складається з інтенсивно деформованих кристалічних і метаморфічних гірських порід). Ділянки платформи, де на денну поверхню виходять породи кристалічного фундаменту, називають щитами, а ділянки з глибоко зануреним фундаментом – плитами.

За віком усі платформи поділяють на:

• давні – з докембрійським кристалічним фундаментом (Південноамериканська, Східноєвропейська, Африкано-Аравійська тощо);
• молоді – з фанерозойським кристалічним фундаментом (Західносибірська, Скіфська тощо).

Складчастий пояс – планетарна система складчастих гірських споруд, яка виникла на місці геосинклінального поясу між двома платформами або між континентальною платформою і океаном. Протяжність складчастих поясів становить багато тисяч кілометрів, ширина перевищує 1 тис. км. Головні складчасті пояси планети: Арктичний, Атлантичний,

Мал. 2. Теорія руху літосферних плит:

а) зіткнення океанічної плити з материковою;

б) зіткнення океанічної плити з океанічною;

в) зіткнення материкової плити з материковою Середземноморський, Урало-Монгольський і Тихоокеанський.

Згідно з теорією тектоніки літосферних плит , останні під впливом конвективних течій у мантії Землі рухаються по в’язкій астеносфері. Межі між плитами проводять по лінійних згущуваннях вогнищ землетрусів (мал. 2). Літосферні плити рухаються, зберігаючи жорсткість і монолітність; випробовують взаємні горизонтальні переміщення трьох типів: розходження (дивергенція) в осьових зонах серединно-океанічних хребтів, зближення (конвергенція) по периферії океанів, у глибоководних жолобах, де океанічні плити підсовуються під континентальні; ковзання вздовж поперечних, трансформних розломів. Ці типи зсувів установлюють за сейсмічними даними внаслідок визначення механізмів зсуву у вогнищах землетрусів.

Спрединг ложа океанів – це розходження літосферних плит уздовж осей серединно-океанічних хребтів і народження нової океанічної кори. Причина переміщення літосферних плит – у тепловій конвекції у мантії Землі.

Отже, унаслідок складної еволюції земної кори сформувалися шість сучасних континентів – Євразія, Африка, Австралія, Північна Америка, Південна Америка, Антарктида; а також чотири океани – Тихий, Атлантичний, Індійський та Північний Льодовитий.

Підсумуйте свої знання:

• 1. Поясніть значення понять: літосфера, астеносфера, геологічне середовище людства, літосферна плита, платформа, складчастий пояс.
• 2. На основі конкретних прикладів доведіть розширення меж геологічного середовища людства з плином часу та розвитком технологій.
• 3. Підготуйте повідомлення «Розвиток уявлень про будову Землі», «Методи вивчення внутрішньої будови Землі», «Наукові постаті – дослідники внутрішньої будови Землі» (на власний вибір).

Перевірте, чого навчилися:

• 1. Спираючись на матеріали параграфа, простежте еволюцію наукових концепцій, що пояснюють будову земної поверхні, спрогнозуйте її подальші зміни.
• 2. Ознайомтеся з версіями комп’ютерної анімації дрейфу материків і висловте свої судження з приводу закономірностей і наслідків глобальних геологічних процесів, що передані за допомогою сучасних технологій. Наприклад: 1) Christopher Scotese – автор проекту PALEOMAP, що налічує понад 50 комп’ютерних анімацій, які відображають тектонічну еволюцію материків і океанських басейнів протягом останніх мільярдів років; 2) Канал інтерактивних технологій тощо.

4.3: Три типи меж літосферних плит

Три типи меж літосферних плит (див. Рис. 4-4 – 4-6)

Розбіжна межа (де плити розсовуються силами натягу) —Коли плити розходяться, утворюються центри поширення, створюючи нову океанічну кору. Приклади включають серединно-океанічні хребти в басейні світового океану. Розкидні центри відбуваються там, де континенти розсовуються. Приклади включають рифтові зони Африки, басейн Червоного моря, Ісландію та регіон Великого басейну Північної Америки, включаючи Каліфорнійську затоку (див. Обговорення нижче).

Конвергентна межа (де плити штовхаються між собою силами стиснення) —Коли літосферні плити стикаються. утворюються пояси гір – приклади включають Гімалаї, Альпи та стародавні гори Аппалачі, коли утворився древній материк Пангея . Коли материки стикаються з океанічною кори. утворюються зони субдукції з глибокими океанічними траншеями і вулканічними дугами – прикладами є гори Анди, Алеутські острови, Японія, Філіппіни, Індонезія, стародавня Сьєрра-Невада і сучасний хребет Каскади в північній Каліфорнії, Орегоні та Вашингтоні.

Трансформувати межу (де пластини ковзають повз або обертаються) —Коли пластини ковзають один за одного, створюючи системи несправностей уздовж полів пластини. Приклади включають розлом Сан-Андреас в Каліфорнії та основні розломи в Пакистані, Туреччині та вздовж річки Йорданія/Мертвого моря.

Recommended articles