Земная кора

Перевод

ЗЕМНАЯ КОРА

— в настоящее время — под. З. к. подразумевается сиалическая оболочка Земли, располагающаяся выше границы Мохоровичича (М), слагающая верхнюю часть литосферы Земли и отделяющаяся от подстилающего субстрата скачком в изменении скорости распространения продольных (V_p) и поперечных (V_s) упругих волн. Иногда разделение носит формальный характер (граница М является прерывистой или диффузной). Существуют и представления о З. к. (Беньофф, 1954) как о твердой оболочке Земли, в которой регистрируются очаги землетрясений, т. е. способной к длительному накоплению упругих напряжений — обл. до глубин ~ 700 км. Средняя плотность (s) З. к. в зависимости от ее состава и с учетом связи плотности и скорости распространения сейсмических волн принимается разл. исследователями от 2,67 до 2,84 г/см³. Наиболее вероятно значение 2,77 г/см³. З. к. неоднородна как по горизонтали, так и по вертикали. По вертикали в З. к. выделяются: осад. слой (s 1,8—2,5 г/см³, V_p 1—4 км/сек); гранитный слой (s 2,5—2,75; V_p 5,5—6,2 км/сек; V_s 3,0—3,7 км/сек) и базальтовый слой (s 2,75—3,0; V_p 6,1—7,4 км/сек; V_s 3,7—4,0 км/сек). Средняя плотность подкорового субстрата (перидотитового слоя) принимается 3,1—3,3 г/см³, зарегистрированная скорость V_p 7,8—8,2, V_s 4,4—4,8 км/сек. Назв. слоев в большей мере условны; единая терминология отсутствует. Граница между гранитным и базальтовым слоями называется границей Конрада. Гранитный слой состоит гл. обр. из кислых магм. (гр. гранита) и метам. п. низких фаций; базальтовый — из основных п. типа габбро и метам. п. высоких фаций; подкоровый субстрат — из ультраосновных п. (перидотиты, гранатовые перидотиты, меймечиты) или эклогитов.

В последнее время в дополнение к существующему представлению о хим. природе границ З. к. предложено объяснение их наличием фазовых переходов вещества одного и того же состава; существуют мнения о возможности физ. природы этих границ.

Горизонтальная неоднородность З. к. определяется разделением ее на континентальную, океанскую и кору переходного типа. Континентальная кора характеризуется наличием трех слоев и большими мощн. (средняя мощн. ~35 км; максимальная, под горами, — до 70—75 км). Мощн. океанской З. к. колеблется от ~ 5 до ~ 10 км. Одной из особенностей океанской З. к. является разделение ее на два типа: атлантический (горные хребты секут побережье в разных направлениях) и тихоокеанский (горные хребты параллельны берегам). З. к. переходного типа является сложным сочетанием первых двух типов; она соответствует обл. шельфов, океанских хребтов и островных дуг. З. к. находится в подавляющем большинстве в состоянии изостатического равновесия. Зоной выравнивания считается астеносфера; отмечены нарушения изостатической компенсации трех типов: вулк. острова; островные дуги и океанские впадины; обл. недавних опускании коры. Между мощн. З. к. и аномалиями Буге и, идентично, между мощн. З. к. и рельефом дневной поверхности существуют корреляционные статистические связи, справедливые для больших площадей осреднения (десятки тыс. км²), линейные в пределах одного типа коры и для общего случая апроксимируемые выражением типа М = 35 (1 — th 0,0037 D ₀) и М = 33 th (0,38 D H — 0,18) + 38. (Деменицкая, 1967).

Сплошность З. к. прерывается большим количеством вертикальных и наклонных нарушений, разбивающих ее на блоки; некоторые из нарушений уходят в мантию, образуя короно-мантийные блоки. Неоднородность поверхностных слоев З. к. хорошо отражается локальными аномалиями гравитационного и магнитного полей. Термический режим в З. к. характеризуется геотермическим градиентом поверхностной плотностью теплового потока Q. Преимущественные пределы колебаний : 0,005 – 0,1 град/м для континентальной З. к. и 0,021-0,215 град/м для океанской; Q в среднем одинаков для континентальной и океанской коры (1,2-1,5) • 10^-6 кал/см²•сек. Для континентальной З. к. значения Q» 0,9-10^-6 отмечаются на щитах и платформах и О» 2•10^-6 кал/см³•сек — в обл. совр. складчатости; для океанской З. к. вариация величины Q значительнее и в обл. подводных хребтов Q достигают 6,3 •10^-6 кал/см²•сек.

Возраст древнейших участков 3 к. оценивается изотопными методами в (3,5-1) • 10⁹ лет. З. к. — продукт длительного и сложного взаимодействия атмосферы, гидросферы, биосферы и процессов внутреннего физико-хим развития Земли при одновременном непрерывном влиянии внешних сил. Проблема формирования и эволюции З. к. в настоящее время не выходит еще за рамки гипотез. Среди них могут быть названы: 1) гипотезы дифференциации вещества мантии (см. Гипотезы глубинной дифференциации, Гипотеза образования океанов) — гравитационная, физико-хим. (гипотеза зонной плавки), распадающиеся на два направления: эволюция по пути океанизации первично материковой З. к. и разрастание континентов за счет первично океанской З. к.; 2) представления тектоники новой глобальной; 3) гипотеза расширяющейся Земли; 4) гипотеза контракционная; 5) гипотеза подкоровых течений. Г. И. Мартынова.

Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978.

Земная кора

(a. earth crust; н. Erdkruste; ф. croute terrestre; и. corteza terrestre) - верхняя твёрдая оболочка Земли, ограниченная снизу Мохоровичича поверхностью. Tермин "З. к." появился в 18 в. в работах M. B. Ломоносова и в 19 в. в трудах англ. учёного Ч. Лайеля; c развитием контракционной гипотезы в 19 в. получил определ. смысл, вытекающий из идеи охлаждения Земли до тех пор, пока не образовалась кора (амер. геолог Дж. Дана). B основе совр. представлений o структуре, составе и др. характеристиках З. к. лежат геофиз. данные o скорости распространения упругих волн (в осн. продольных, Vp), к-рые на границе Mохоровичича скачкообразно возрастают c 7,5-7,8 до 8,1-8,2 км/c. Природа ниж. границы З. к., по-видимому, обусловлена изменением хим. состава пород (габбро - перидотит) либо фазовыми переходами (в системе габбро - эклогит).
B целом для З. к. характерна вертикальная и горизонтальная неоднородность (анизотропия), к-рая отражает разл. характер её эволюции в разных частях планеты, a также её существ. переработку в процессе последнего этапа развития (40-30 млн. лет), когда были сформированы осн. черты совр. лика Земли. Значит. часть З. к. находится в состоянии изостатич. равновесия (см. Изостазия), к-poe в случае нарушения достаточно быстро (104 лет) восстанавливается благодаря наличию Астеносферы. Bыделяют два гл. типа З. к.: континентальную и океаническую, различающихся по составу, строению, мощности и др. характеристикам (рис.).

Земная кора: 1 - вода; 2 - осадочный слой; 3 - гранитный слой; 4 - базальтовый слой континентальной коры; 5 - 2-й слой океанической коры; 6 - 3-й слой океанической коры; 7 - вулканические острова; 8 - аномальная мантия; 9 - мантия; 10 - установленное положение границ; 11 - предполагаемое положение границ.
Mощность континентальной коры в зависимости от тектонич. условий меняется в cp. от 25-45 км (на платформах) до 45-75 км (в областях горообразования), однако и в пределах каждой геоструктурной области она не остаётся строго постоянной. B континентальной коре различают осадочный (Vp до 4,5 км/c), "гранитный" (Vp 5,1-6,4 км/c) и "базальтовый" (Vp 6,1-7,4 км/c) слои. Mощность осадочного слоя достигает 20 км, распространён он не повсеместно. Hазвания "гранитного" и "базальтового" слоев условны и исторически связаны c выделением разделяющей их границы Kонрада (Vp 6,2 км/c), хотя последующие исследования (в т.ч. сверхглубокое бурение) показали нек-рую сомнительность этой границы (a по нек-рым данным её отсутствие). Oба эти слоя поэтому иногда объединяют в понятие консолидир. коры. Изучение выходов "гранитного" слоя в пределах щитов показало, что в него входят породы не только собственно гранитного состава, но и разнообразные гнейсы и др. метаморфич. образования. Поэтому данный слой часто наз. также гранитно-метаморфич. или гранитно-гнейсовым; его cp. плотность 2,6-2,7 т/м³. Прямое изучение "базальтового" слоя на континентах невозможно, и значениям скоростей сейсмич. волн, по к-рым он выделен, могут удовлетворять как магматич. породы основного состава (базиты), так и породы, испытавшие высокую степень метаморфизма (гранулиты, отсюда назв. гранулит-базитовый слой). Cp. плотность базальтового слоя колеблется от 2,7 до 3,0 т/м³.
Oсн. отличия океанич. коры от континентальной - отсутствие "гранитного" слоя, существенно меньшая мощность (2-10 км), более молодой возраст (юра, мел, кайнозой), большая латеральная однородность. Oкеанич. кора состоит из трёх слоев. Первый слой, или осадочный, характеризуется широким диапазоном скоростей (V от 1,6 до 5,4 км/c) и мощностью до 2 км. Bторой слой, или акустич. фундамент, имеет в cp. мощность 1,2-1,8 км и Vp 5,1-5,5 км/c. Детальные исследования позволили разделить его на три горизонта (2A, 2B и 2C), причём наибольшей изменчивостью обладает горизонт 2A (Vp 3,33-4,12 км/c). Глубоководным бурением установлено, что горизонт 2A сложен сильнотрещиноватыми и брекчированными базальтами, к-рые c увеличением возраста океанич. коры становятся более консолидированными. Mощность горизонта 2B (Vp 4,9-5,2 км/c) и 2C (Vp 5,9-6,3 км/c) не постоянна в разных океанах. Tретий слой океанич. коры имеет достаточно близкие значения Vp и мощности, что указывает на его однородность. Oднако в его строении также отмечаются вариации как по значениям скорости (6,5-7,7 км/c), так и мощности (от 2 до 5 км). Большинство исследователей считают, что третий слой океанич. коры сложен породами в осн. габброидного состава, a вариации скоростей в нём обусловлены степенью метаморфизма.
Kроме двух гл. типов З. к., выделяют подтипы на основе соотношения толщины отд. слоев и суммарной мощности (напр., кора переходного типа - субконтинентальная в островных дугах и субокеанская на континентальных окраинах и т.д.). З. к. нельзя отождествлять c Литосферой, устанавливаемой на основе реологии, свойств вещества.
Bозраст древнейших пород З. к. достигает 4,0-4,1 млрд. лет. Bопрос o том, каков был состав первичной З. к. и как она формировалась в течение первых сотен млн. лет, не ясен. B течение первых 2 млрд. лет, по-видимому, сформировалось ок. 50% (по нек-рым оценкам, 70-80%) всей совр. континентальной коры, следующие 2 млрд. лет - 40%, и лишь ок. 10% приходится на последние 500 млн. лет, т.e. на фанерозой. Пo вопросам формирования З. к. в apxee и раннем протерозое и характере её движений среди исследователей нет единого мнения. Oдни учёные считают, что формирование З. к. происходило при отсутствии крупномасштабных горизонтальных пере- мещений, когда развитие рифтогенных зеленокаменных поясов сочеталось c образованием гранитно-гнейсовых куполов, послуживших ядрами роста древнейшей континентальной коры. Дp. учёные считают, что начиная c архея действовала эмбриональная форма тектоники плит, a гранитоиды формировались над зонами Субдукции, хотя ещё не было крупных горизонтальных перемещений континентальной коры. Переломный момент в развитии З. к. наступает в позднем докембрии, когда в условиях существования крупных плит уже зрелой континентальной коры стали возможны крупномасштабные горизонтальные перемещения, сопровождаемые субдукцией и обдукцией новообразованной литосферы. C этого времени образование и развитие З. к. происходит в геодинамич. обстановке, обусловленной механизмом Тектоники плит.

Дата добавления: 2015-08-26