§ 21. Земная кора — верхняя часть литосферы

Центральная, наиболее глубокая геосфера нашей планеты, расположенная под мантией на глубинах от 2900 км до самого центра Земли (около 6371 км).

• 1. Состав и масса — состоит преимущественно из тяжёлых металлов: железа (более 85%) и никеля; на долю ядра приходится около 31% массы всей планеты и около 16% её объёма.
• 2. Строение — подразделяется на две контрастные части: внешнее ядро толщиной около 2250 км (находится в жидком, расплавленном состоянии) и внутреннее ядро радиусом около 1250 км (твёрдое из-за колоссального давления более 3,5 млн атмосфер).
• 3. Температурный режим — температура в ядре достигает 6000 °C, что сопоставимо с температурой поверхности Солнца.
• 4. Геомагнитное поле — циркуляция расплавленного электропроводящего железа во внешнем ядре порождает магнитное поле Земли, защищающее биосферу от губительного солнечного ветра и космической радиации.

Крупнейшая промежуточная концентрическая оболочка Земли, расположенная между земной корой и металлическим ядром на глубинах от 5–80 км до 2900 км.

• 1. Происхождение названия — происходит от древнегреческого слова «мантион», означающего «покрывало» или «плащ», окутывающий центральное ядро.
• 2. Масса и объём — является самой мощной геосферой планеты: на неё приходится более 80% объёма и около 67% массы всего земного шара (толщина слоя около 2800 км).
• 3. Агрегатное состояние и температура — температура мантии возрастает от 1000 °C в верхней части до 2000–2500 °C на границе с ядром; вещество мантии силикатного состава из-за колоссального давления не плавится, а находится в особом твёрдо-пластичном состоянии.
• 4. Астеносфера и конвекция — в верхней части мантии (на глубинах 100–250 км) залегает размягчённый пластичный слой (астеносфера), вещество которого медленно течёт под воздействием конвективных токов, приводя в движение литосферные плиты.

Внешняя твёрдая и самая тонкая каменная оболочка Земли, верхний ярус литосферы, ограниченный снизу поверхностью мантии.

• 1. Соотношение размеров — средний радиус Земли равен 6371 км, а толщина коры составляет от 5 до 80 км; в масштабе планеты земная кора тоньше, чем кожура яблока по отношению к плоду.
• 2. Геотермический градиент — начиная с глубины 20–30 метров, где исчезают суточные и сезонные колебания, температура пород земной коры возрастает в среднем на 3 °C на каждые 100 метров погружения.
• 3. Материковая земная кора — имеет толщину от 30–35 км под равнинами до 50–60 км (и до 80 км под Гималаями); состоит из трёх слоёв: осадочного чехла, гранитного слоя и нижнего базальтового слоя.
• 4. Океаническая земная кора — формирует дно Мирового океана, имеет небольшую толщину (всего 5–10 км) и состоит только из двух слоёв: осадочного и базальтового (гранитный слой полностью отсутствует).

Единая твёрдая монолитная каменная оболочка Земли, объединяющая всю земную кору и прилегающую к ней жёсткую подкорковую часть верхней мантии.

• 1. Этимология термина — происходит от греческих корней «литос» (камень) и «сфера» (шар), буквально означая «каменная оболочка Земли».
• 2. Мощность литосферы — колеблется от 50–70 км под океаническими котловинами до 150–200 км (и более) под древними ядрами континентов.
• 3. Подошва литосферы — снизу литосфера подстилается пластичным слоем астеносферы, по которому происходит скольжение и перемещение жёстких литосферных блоков.
• 4. Геологическая роль — служит ареной протекания тектонических процессов, вместилищем минеральных ресурсов и фундаментом для гидросферы, атмосферы и биосферы.

Два противоположных, непрерывно взаимодействующих источника природной энергии, формирующих и преобразующих рельеф земного шара.

• 1. Внутренние (эндогенные) силы — черпают энергию из недр Земли (радиоактивный распад, тепловое излучение, гравитационная дифференциация вещества); проявляются в медленных движениях коры, землетрясениях, вулканизме, образовании горных хребтов и разломов.
• 2. Внешние (экзогенные) силы — приводятся в действие солнечной лучистой энергией и гравитацией; проявляются в процессах выветривания, разрушении скал ветром, работой речных вод, ледников, прибоя и живых организмов.
• 3. Вклад М. В. Ломоносова — великий русский учёный в труде «О слоях земных» (1763 г.) впервые научно доказал, что лик Земли непрерывно меняется в результате противоборства внутренних подъёмов и внешнего разрушения.
• 4. Человек как внешняя сила — антропогенная деятельность (рытьё карьеров, шахт, возведение плотин, каналов и терриконов) стала мощнейшим экзогенным фактором преобразования коры.

Крупнейшие малоподвижные жёсткие блоки литосферы, разделённые глубинными тектоническими разломами, рифтовыми зонами и горными поясами.

• 1. Движение по мантии — плиты «плавают» по пластичному слою верхней мантии со скоростью от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в год (со скоростью роста человеческого ногтя).
• 2. Главные литосферные плиты — Евразиатская, Северо-Американская, Южно-Американская, Африканская, Индо-Австралийская, Антарктическая и крупнейшая океаническая Тихоокеанская плита.
• 3. Взаимодействие границ — в зонах расхождения (рифтах срединно-океанических хребтов) зарождается молодая кора; в зонах столкновения континентальных плит вырастают складчатые горы (Гималаи, Альпы); при погружении океанической плиты под континентальную (субдукции) формируются глубоководные желоба, вулканические дуги (Курилы, Япония) и частые очаги землетрясений.
• 4. Длительность тектоники — за сотни миллионов лет плиты преодолели тысячи километров, неоднократно собираясь в единые суперконтиненты (Пангея) и раскалываясь на современные материки.

Природный глубинный высокотемпературный силикатный расплав, обогащённый газами и парами воды, зарождающийся в верхней мантии или земной коре.

• 1. Этимология — в переводе с древнегреческого означает «тесто», «густая мазь» или «месиво».
• 2. Внедрение и застывание — под колоссальным давлением магма поднимается по глубинным разломам; если она застывает на глубине в толще земной коры, образуются массивные кристаллические породы (гранит, габбро).
• 3. Магма и лава — при прорыве на земную поверхность в процессе вулканического извержения магма теряет растворённые газы и водяные пары и превращается в излившуюся огненно-жидкую лаву, кристаллизующуюся в базальт, андезит и пемзу.
• 4. Регенерация литосферы — остывание и кристаллизация магматических расплавов непрерывно восполняет потери вещества земной коры и залечивает трещины литосферы.

Великий русский учёный-энциклопедист и естествоиспытатель, заложивший основы отечественной геологии и физической географии, автор фундаментального труда «О слоях земных».

• В знаменитом труде «О слоях земных» научно обосновал постоянное изменение земной коры под влиянием внутренних геологических процессов и внешних сил природы.
• Сформулировал передовую идею о том, что облик Земли не был застывшим от сотворения мира, предвосхитив современные представления о динамике литосферы.
• Описал воздействие эндогенных сил (землетрясения, вулканизм) и экзогенных факторов (ветер, текучие воды) на формирование рельефа и полезных ископаемых.

• Согласно современным геофизическим данным, планета Земля имеет концентрическое послойное строение и состоит из трёх главных геосфер (рис. 50 учебника):
• Металлического ядра в центре: подразделяется на твёрдое внутреннее ядро (радиус 1250 км) и жидкое внешнее ядро (толщина 2250 км); температура в ядре достигает 6000 °C, основной состав — железо и никель;
• Мантии: мощный промежуточный силикатный слой толщиной около 2800 км и объёмом свыше 80% планеты; температура от 1000 °C до 2000 °C; из-за сверхвысокого давления вещество мантии находится в твёрдо-пластичном состоянии и способно к медленному перемещению;
• Земной коры: внешняя тонкая твёрдая оболочка толщиной от 5 км до 80 км;
• По мере погружения вглубь Земли температура, давление и плотность вещества непрерывно и закономерно возрастают.

• Земная кора — это внешняя твёрдая каменная оболочка Земли, верхний горизонт литосферы. Её средняя толщина во много раз меньше радиуса Земли (6371 км), и в масштабе планеты она тоньше кожуры яблока;
• Главные различия двух типов земной коры:
• Материковая земная кора: располагается под континентами и шельфовыми морями, имеет мощность от 30–35 км на равнинах до 50–60 км (и до 80 км под Гималаями); состоит из трёх слоёв: осадочного (сверху), гранитного (в середине) и базальтового (снизу);
• Океаническая земная кора: слагает дно глубоких океанических котловин, имеет малую толщину — всего от 5 до 10 км; состоит всего из двух слоёв: тонкого осадочного чехла и подстилающего базальтового слоя; гранитный слой в океанической коре полностью отсутствует.

• Литосфера (от греч. «литос» — камень) — это сплошная твёрдая каменная оболочка планеты, включающая земную кору и прилегающий к ней подкорковый жёсткий слой верхней мантии;
• Литосфера не является сплошным монолитным панцирем: она разбита глубокими тектоническими разломами на отдельные малоподвижные жёсткие блоки — литосферные плиты (рис. 52 учебника);
• Литосферные плиты покоятся на пластичном, частично размягчённом слое верхней мантии (астеносфере) и медленно скользят по нему со скоростью от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в год.

• Для выполнения этого задания потребуется специальная комплексная карта строения земной коры (карта «Литосферные плиты» или тектоническая карта), а также физическая карта мира;
• Географическое положение горных поясов вдоль тектонических границ плит:
• Гималаи (самые высокие горы Земли с вершиной Джомолунгма, 8848 м) — сформировались в зоне грандиозного лобового столкновения Индо-Австралийской литосферной плиты с Евразиатской плитой;
• Альпы (высочайшая горная система Западной Европы) — возникли на южной границе Евразиатской плиты при её столкновении с Африканской литосферной плитой;
• Кордильеры (западная горная цепь Северной Америки) — возникли в полосе субдукции и сдавливания на стыке Тихоокеанской плиты, мелких океанических плит (Хуан-де-Фука) и Северо-Американской литосферной плиты;
• Анды (длиннейшая горная цепь суши в Южной Америке) — образовались вдоль границы погружения океанической плиты Наска под континентальную Южно-Американскую литосферную плиту.

Литосфера — это внешняя твёрдая каменная оболочка Земли, которая включает в себя земную кору и подстилающую её верхнюю твёрдую часть мантии, подстилаемую пластичным веществом астеносферы. Её мощность составляет от 50 км под океанами до 200 км под древними материковыми платформами.

• Внутренними (эндогенными) силами Земли называются физические и химические силы, действующие в недрах планеты под влиянием тепловой энергии радиоактивного распада, гравитационного сжатия и мантийной конвекции; они вызывают движения литосферных плит, разломы, складкообразование, вулканизм и землетрясения;
• Изучать внутренние силы необходимо для:
• Защиты жизни людей и прогнозирования разрушительных природных катастроф (землетрясений, цунами, извержений вулканов);
• Сейсмостойкого проектирования городов, мостов, плотин ГЭС и атомных электростанций в сейсмоопасных поясах;
• Научного поиска и разведки месторождений полезных ископаемых (рудных жил, связанных с магматическими интрузиями, и осадочных бассейнов нефти и газа).

Внешние (экзогенные) силы Земли черпают энергию от солнечного тепла и земного тяготения и осуществляют непрерывную работу по разрушению и сглаживанию неровностей рельефа:

• Физическое, химическое и биологическое выветривание — растрескивание и измельчение скальных пород под влиянием перепадов температуры, замерзания воды в трещинах, кислорода и корней растений;
• Деятельность текучих вод (эрозия) — ручьи и реки вырабатывают глубокие речные долины, каньоны и овраги, перенося миллионы тонн ила и песка;
• Деятельность ветра (дефляция и эоловая аккумуляция) — выдувание песка, образование барханов и песчаных дюн в пустынях;
• Деятельность ледников — выпахивание троговых долин, сглаживание скал («бараньи лбы») и отложение морены;
• Деятельность человека — рытьё гигантских карьеров, шахт, прокладка каналов и намыв искусственных островов.

Правильный ответ: в) ядро.

Обоснование: Температура земной коры у поверхности близка к температуре воздуха, а на глубине достигает нескольких сотен градусов; температура вещества мантии составляет от 1000 °C до 2000 °C; ядро Земли разогрето до рекордных 6000 °C, что сопоставимо с температурой раскалённой фотосферы Солнца.

Правильное соответствие:

• Земная кора — Б) Толщина от 5 до 80 км (наиболее тонкая внешняя твердая оболочка планеты);
• Мантия — А) В переводе на русский язык означает «покрывало» (от древнегреческого слова «мантион»);
• Ядро — В) Основной элемент состава — железо (содержит свыше 85% металлического железа с примесью никеля).

а) Особенности ядра:

• Расположено на предельных глубинах от 2900 км до 6371 км;
• Имеет сверхвысокую плотность и температуру около 6000 °C при давлении до 3,6 млн атмосфер;
• Состоит из тяжелых металлов (железо, никель) и делится на жидкое внешнее и твердое внутреннее ядро, генерируя магнитное поле планеты;

б) Особенности мантии:

• Крупнейшая по массе (67%) и объему (83%) геосфера Земли толщиной около 2800 км;
• Вещество силикатное, находится в твёрдо-пластичном состоянии при температуре от 1000 °C до 2000 °C;
• Содержит пластичный слой (астеносферу), конвекция вещества в котором служит двигателем литосферных плит;

в) Особенности земной коры:

• Самый тонкий и хрупкий внешний каменный слой толщиной всего 5–80 км;
• Температура закономерно возрастает вглубь на 3 °C на каждые 100 м;
• Подразделяется на трехслойную континентальную (осадочный, гранитный, базальтовый слои) и двухслойную океаническую (осадочный и базальтовый слои).