Thema "Lithosphäre"

in der 7. Klasse

KS Lasarewitsch

Wie man sich literarisch verhält,
interessanter und sinnvoller Unterricht
zu anstehenden Themen

Die Grenzen der Lithosphäre

Der Geographiekurs in der 7. Klasse beginnt damit, dass die Schüler zu Themen zurückkehren, die in der 6. Klasse behandelt zu werden schienen - Lithosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre. Schon dieser Studienbeginn zeigt, wie unzuverlässig, schwankend die im ersten Geographiejahr erworbenen Kenntnisse sind. Und für die 7. Klasse sind diese Themen ziemlich kompliziert, aber über die 6. Klasse muss nicht gesprochen werden. Wir werden versuchen, die Schwierigkeiten zu analysieren, die in den ersten Themen der 7. Klasse auftreten. Gleichzeitig kehren wir zu den Lehrbüchern des vorangegangenen Studienjahres zurück, klären und korrigieren einige der dort gefundenen Bestimmungen.

Begriff Lithosphäre wird seit langem in der Wissenschaft verwendet - vermutlich seit Mitte des 19. Jahrhunderts. Seine moderne Bedeutung erlangte es jedoch vor weniger als einem halben Jahrhundert. Sogar im geologischen Wörterbuch der Ausgabe von 1955 heißt es:
LITHOSPHÄRE - das gleiche wie Erdkruste.
Im Wörterbuch der Ausgabe von 1973 und in den folgenden lesen wir bereits:
Die LITHOSPHÄRE ... im modernen Sinne umfasst die Erdkruste ... und den starren oberen Teil des oberen Erdmantels.

Wir weisen den Leser auf den Wortlaut hin: der obere Teil des oberen Mantels. Inzwischen ist in einem der Lehrbücher in der Abbildung angegeben: "Die Lithosphäre (die Erdkruste und der obere Mantel)", und gemäß der Abbildung stellt sich heraus, dass der gesamte Mantel, der nicht Teil der Lithosphäre ist, niedriger ist (Krylova 6, S. 50, Abb. 30 ). Übrigens ist im selben Lehrbuch im Text (S. 49) und im Lehrbuch für die 7. Klasse (Krylova 7, S. 9) alles richtig: Es wird über den oberen Teil des Mantels gesagt. Oberer Mantel ist ein geologischer Begriff für eine sehr große Schicht; Der obere Mantel hat nach einigen Klassifikationen eine Dicke (Dicke) von bis zu 500 - über 900 km, und die Lithosphäre umfasst nur die oberen von mehreren zehn bis zweihundert Kilometern. All dies ist nicht nur für Schüler, sondern auch für Lehrer schwierig. Es wäre besser, auf das Schuljahr ganz zu verzichten Lithosphäre, beschränkt sich auf die Erwähnung der Erdkruste; aber hier entstehen lithosphärische Platten, und ohne die Lithosphäre geht es nicht. Vielleicht hilft Reis. 1, es ist einfach, es in einer vergrößerten Form neu zu zeichnen. Wenn man von der Lithosphäre spricht, muss man fest daran denken, dass sie die Erdkruste und die obere, relativ dünne Schicht des Mantels umfasst, aber nicht der obere Mantel- Der letzte Begriff ist viel breiter.

Schichten der Lithosphäre

Die Erdkruste, mit einer Zähigkeit, die einer besseren Anwendung würdig ist, wird in allen Lehrbüchern fortgesetzt, um sie in drei Schichten zu unterteilen - Sediment, Granit und Basalt. Und es ist Zeit, den Rekord zu ändern.
Die meisten Informationen über die Tiefenstruktur der Erde wurden aus indirekten, geophysikalischen Daten gewonnen - aus den Ausbreitungsgeschwindigkeiten seismischer Wellen, aus Änderungen der Größe und Richtung der Schwerkraft (unwesentlich, nur von sehr genauen Instrumenten wahrnehmbar), aus magnetischen Eigenschaften und die Größe der elektrischen Leitfähigkeit von Gesteinen. Die Masse von dichten Gesteinen im gleichen Volumen ist größer als die von weniger dichten Gesteinen, sie erzeugen ein erhöhtes Gravitationsfeld. In dichtem Gestein breiten sich Stoßwellen schneller aus (denken Sie daran, dass sich Schall in Wasser merklich schneller ausbreitet als in Luft). Beim Durchgang durch Gestein mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften werden Wellen reflektiert, gebrochen und absorbiert. Wellen sind quer und längs, die Geschwindigkeit ihrer Ausbreitung ist unterschiedlich. Erkunden Sie den Durchgang natürlicher Stoßwellen bei Erdbeben, erzeugen Sie diese Wellen künstlich und erzeugen Sie Explosionen.
Aus all diesen Daten entsteht ein Bild über die räumliche und tiefe Verteilung von Gesteinen mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften. Auf seiner Grundlage wird ein Modell des Aufbaus des Erdinneren erstellt: Es werden Gesteine ​​ausgewählt, deren physikalische Eigenschaften mehr oder weniger mit den mit indirekten Methoden ermittelten Eigenschaften übereinstimmen, und diese Gesteine ​​gedanklich in die passende Tiefe gebracht. Wenn es möglich ist, ein Bohrloch bis in eine zuvor unzugängliche Tiefe zu bohren oder andere zuverlässige Daten zu erhalten, wird dieses Modell ganz oder teilweise bestätigt. Es kommt vor, dass es überhaupt nicht bestätigt wird, Sie müssen ein neues erstellen. Denn es ist keineswegs ausgeschlossen, dass in der Tiefe Gesteine ​​liegen, die wir an der Oberfläche gar nicht antreffen, oder dass sich in der Tiefe, bei hoher Temperatur und hohem Druck die Eigenschaften der uns wohlbekannten Gesteine ​​bis zur Unkenntlichkeit verändern.
1909 bemerkte der serbische Geophysiker Andrei Mohoro'vich, dass in einer Tiefe von 54 km die Geschwindigkeiten seismischer Wellen sprunghaft ansteigen. Anschließend wurde dieser Sprung auf der ganzen Welt in Tiefen von 5 bis 90 km verfolgt und ist heute als Mohorovichich-Grenze (oder Oberfläche) bekannt, kurz als Moho-Grenze, noch kürzer als M-Grenze.Die M-Oberfläche gilt als die untere Grenze der Erdkruste. Ein wichtiges Merkmal dieser Oberfläche ist, dass sie im Allgemeinen wie ein Spiegelbild des Reliefs der Erdoberfläche ist: Sie ist höher unter den Ozeanen, niedriger unter den kontinentalen Ebenen, niedriger als alles unter den höchsten Bergen (diese sind die sogenannte Bergwurzeln).
Dieses Merkmal der Erdkruste wird Schulkindern wahrscheinlich nicht schwer zu erklären sein, indem man mehrere Holzstücke unterschiedlicher Form, vorzugsweise schwer, so dass sie um 2 / 3 - 3 / 4 ins Wasser gehen, transparent schwimmen lässt Gefäß mit Wasser; diejenigen von ihnen, die über das Wasser hinausragen, werden auch tiefer untergetaucht (Abb. 2).

Reis. 2. Erfahrung, das Verhältnis zu erklären zwischen der oberen und unteren Grenze der Erdkruste

Nach der traditionellen Vorstellung vom Aufbau der Erdkruste, die in jedem Lehrbuch nachzulesen ist, ist es üblich, drei Hauptschichten in der Zusammensetzung der Erdkruste zu unterscheiden. Der obere von ihnen besteht hauptsächlich aus Sedimentgestein und wird als Sediment bezeichnet. Die beiden unteren Schichten heißen „Granit“ und „Basalt“. Dementsprechend werden zwei Arten der Erdkruste unterschieden. kontinentale Kruste enthält alle drei Schichten und hat eine Mächtigkeit von 35-50 km, unter den Bergen bis zu 90 km. In der ozeanischen Kruste hat die Sedimentschicht eine viel geringere Dicke und die mittlere „Granit“-Schicht fehlt; die Dicke der ozeanischen Kruste beträgt 5–10 km (Abb. 3). Zwischen den Schichten „Granit“ und „Basalt“ liegt die Konrad-Grenze, benannt nach dem österreichischen Geophysiker, der sie entdeckte; In Schulbüchern wird es nicht erwähnt.

Aber die Forschung der letzten zwei Jahrzehnte hat gezeigt, dass dieses wohlproportionierte, leicht zu merkende Schema nicht gut zur Realität passt. "Granit"- und "Basalt"-Schichten bestehen hauptsächlich aus magmatischen und metamorphen Gesteinen. An der Konrad-Grenze kommt es zu einem abrupten Anstieg der seismischen Wellengeschwindigkeiten. Eine solche Geschwindigkeitszunahme ist beim Übergang von Wellen von Gesteinen mit einer Dichte von 2,7 auf Gesteine ​​mit einer Dichte von 3 g/cm 3 zu erwarten, was etwa der Dichte von Granit und Basalt entspricht. Daher wurde die darüber liegende Schicht „Granit“ und die darunter liegende „Basalt“ genannt. Aber Achtung: Diese Namen stehen überall in Anführungszeichen. Geophysiker betrachteten diese Schichten nicht als aus Granit und Basalt zusammengesetzt, sie sprachen nur von einer Analogie. Allerdings konnten selbst viele Geologen der Versuchung nicht widerstehen zu glauben, dass die „Granit“-Schicht wirklich aus Granit und die „Basalt“-Schicht aus Basalt stammt. Was können wir über die Autoren von Schulbüchern sagen!
Korinskaja, S. 20, Abb. 8. Signaturen zu den konventionellen Schildern: „Eine Schicht Sedimentgestein. Schicht aus Granit. Schicht aus Basalt.
Petrowa, S. 47-48. „Wir betreten die Granitschicht der Erde. Granit ... wurde aus Magma in der Dicke der Erdkruste gebildet ... Wir betreten eine Schicht aus Basalt - ein Gestein tiefen Ursprungs. (Das stimmt übrigens nicht: Basalt ist kein tiefes, sondern ausfließendes Gestein.)
Finarow, S. 15 und Krylova 7, p. 10, Abb. 1 - Die Granit- und Basaltschichten werden ohne Anführungszeichen benannt, und der Schüler sieht deutlich, dass sie aus diesen Felsen bestehen.
Der notwendige Vorbehalt wird nur in einem Lehrbuch gemacht, aber reicht es aus, darauf aufmerksam zu machen?
„Auf dem Festland [Kruste] liegt eine Schicht namens Granit. Es besteht aus magmatischen und metamorphen Gesteinen, ähnlich in Zusammensetzung und Dichte wie Granite ... Die untere Schicht der Erdkruste wird üblicherweise als Schicht bezeichnet Basalt; es ... besteht aus Felsen, deren Dichte der von Basalten nahekommt“ (Krylova, Gerasimova, S. 10).
Eine der Aufgaben der Kola-Superdeep-Bohrung bestand darin, die Konrad-Grenze zu erreichen, die nach geophysikalischen Daten an dieser Stelle in einer Tiefe von 7-8 km liegt. Und vielleicht das wichtigste geologische Ergebnis der Bohrungen war der Beweis für das Fehlen der Konrad-Grenze in ihrem geologischen Verständnis: In welchen Felsen ging der Brunnen über die von Geophysikern festgelegte Grenze hinaus, in denselben Felsen passierte er mehrere Kilometer darunter.

Und das geophysikalische Schicksal an der Konrad-Grenze erwies sich als nicht so glorreich wie das an der Mohorovichich-Grenze. An einigen Stellen wurde es selbstbewusst herausgegriffen, an anderen Stellen - weniger selbstbewusst (ob sie allein oder nicht allein war), irgendwo wurden sie überhaupt nicht gefunden. Es galt, die Begriffe „Granitschicht“ und „Basaltschicht“, wenn auch in Anführungszeichen, aufzugeben und anzuerkennen, dass die Konrad-Grenze nicht existiert. Das moderne Modell des Aufbaus der Erdkruste sieht viel komplizierter aus als das klassische Dreischichtmodell (Abb. 4). Es hat immer noch kontinentale und ozeanische Kruste. Charakteristische Merkmale der kontinentalen Kruste können als signifikante Dicke (zig Kilometer) angesehen werden, eine Zunahme der Dichte von oben nach unten - allmählich oder krampfhaft; Die Sedimentschicht innerhalb der kontinentalen Kruste ist normalerweise dicker als innerhalb der ozeanischen. Die ozeanische Kruste ist viel dünner und homogener in der Zusammensetzung; man kann diesbezüglich ohne Anführungszeichen von einer Basaltschicht sprechen, da der Meeresboden hauptsächlich aus Basalten besteht.

Weitere Einzelheiten finden Sie unter: I.N. Galkin. Ins Meer hinter der Rinde//Geographie, Nr. 42/97, p. 6-7, 13.
** Weitere Einzelheiten finden Sie unter: T.S. Münzstätten, M.V. Münzstätten. Kola Superdeep//Geographie, Nr. 33/99, p. 1-4.

Theorie der Lithosphärenplatten

Diese Theorie ist für Studenten normalerweise sehr attraktiv. Sie ist elegant und scheint alles zu erklären. Viele der damit verbundenen Ratlosigkeiten unter Wissenschaftlern beziehen sich auf so komplexe Sachverhalte, dass es sich nicht einmal lohnt, in der Schule darüber zu sprechen (z. B. wer von den Laien die Berechtigung der aufkommenden Zweifel beurteilen kann im Zusammenhang mit der Umverteilung des Wärmeflusses aus dem Erdinneren an die Oberfläche? ). Aber den Schülern muss gesagt werden, dass es in dieser Theorie ungelöste Probleme gibt, die sie vielleicht zwingen werden, sie zu überdenken – höchstwahrscheinlich nicht ganz, aber in einigen Details.
Aus den Texten der Lehrbücher können Schulkinder schließen, dass die Plattentektonik eine Verfeinerung der Hypothese von Alfred Wegener ist, die sie friedlich ersetzt hat. Eigentlich ist es nicht. Wegener hat Kontinente, die aus einer relativ leichten Substanz bestehen, die er nannte Sial(Silicium-Aluminium), als würde es auf der Oberfläche einer schwereren Substanz schweben - Sima(Silizium-Magnesium). Die Hypothese fesselte zunächst fast alle, sie wurde mit Begeisterung angenommen. Aber nach 2-3 Jahrzehnten stellte sich heraus, dass die physikalischen Eigenschaften der Felsen eine solche Navigation nicht zulassen, und die Theorie der Kontinentaldrift wurde mit einem dicken Kreuz belegt. Und wie so oft wurde das Baby mit dem Wasser ausgeschüttet: Die Theorie ist schlecht, was bedeutet, dass sich die Kontinente überhaupt nicht bewegen können. Erst in den 60er Jahren, also vor nur 40-45 Jahren, als das globale System der mittelozeanischen Rücken bereits entdeckt worden war, bauten sie eine fast neue Theorie auf, bei der nur eine Änderung der relativen Position der Kontinente übrig blieb Wegeners Hypothese, insbesondere eine Erklärung für die Ähnlichkeit der Umrisse der Kontinente auf beiden Seiten des Atlantiks.
Der wichtigste Unterschied zwischen der modernen Plattentektonik und Wegeners Hypothese ist, dass Wegener Kontinente bewegten sich entlang der Substanz, aus der der Meeresboden bestand, in der modernen Theorie An der Bewegung sind Platten beteiligt, die sowohl Land- als auch Meeresbodengebiete umfassen; Die Grenzen zwischen Platten können entlang des Meeresbodens und an Land sowie entlang der Grenzen von Kontinenten und Ozeanen verlaufen.
Die Bewegung der Lithosphärenplatten erfolgt entlang der Asthenosphäre - einer Schicht des oberen Mantels, die der Lithosphäre zugrunde liegt und Viskosität und Plastizität aufweist. Es war nicht möglich, die Asthenosphäre in den Texten von Lehrbüchern zu erwähnen, aber in einem Lehrbuch ist nicht nur die Asthenosphäre, sondern auch „die Schicht des Mantels über der Asthenosphäre“ auf der Figur signiert (Finarov, S. 16, Abb. 4). Es lohnt sich nicht, die Asthenosphäre im Unterricht zu erwähnen, die Struktur der oberen Erdschichten ist bereits ziemlich kompliziert.
Die Lehrbücher erklären, dass entlang der Achsen der mittelozeanischen Rücken die Flächen der Lithosphärenplatten allmählich zunehmen. Dieser Vorgang wurde benannt Verbreitung(Englisch Verbreitung Erweiterung, Verbreitung). Aber die Erdoberfläche kann nicht wachsen. Die Entstehung neuer Abschnitte der Erdkruste an den Seiten der mittelozeanischen Rücken muss durch deren Verschwinden irgendwo kompensiert werden. Wenn wir glauben, dass Lithosphärenplatten ausreichend stabil sind, ist es naheliegend anzunehmen, dass das Verschwinden der Kruste sowie die Bildung einer neuen an den Grenzen sich nähernder Platten erfolgen sollte. In diesem Fall kann es drei verschiedene Fälle geben:
- zwei Teile der ozeanischen Kruste nähern sich;
- ein Abschnitt der kontinentalen Kruste nähert sich einem Abschnitt des Ozeans;
- zwei Abschnitte der kontinentalen Kruste nähern sich.
Der Prozess, der auftritt, wenn sich Teile der ozeanischen Kruste aneinander annähern, kann wie folgt schematisch beschrieben werden: Der Rand einer Platte steigt etwas an und bildet einen Inselbogen; der andere geht darunter, hier nimmt das Niveau der oberen Oberfläche der Lithosphäre ab und es bildet sich ein Tiefseegraben. Dies sind die Aleuten und der sie umgebende Aleutengraben, die Kurilen und der Kurilen-Kamtschatka-Graben, die Japanischen Inseln und der Japanische Graben, die Marianen und der Marianengraben usw.; All dies im Pazifischen Ozean. Im Atlantik - die Antillen und der Graben von Puerto Rico, die Südlichen Sandwichinseln und der Südliche Sandwichgraben. Die Bewegung der Platten relativ zueinander wird von erheblichen mechanischen Belastungen begleitet, daher werden an all diesen Stellen eine hohe Seismizität und intensive vulkanische Aktivität beobachtet. Die Quellen von Erdbeben befinden sich hauptsächlich auf der Kontaktfläche zwischen zwei Platten und können in großen Tiefen liegen. Der tief eingedrungene Rand der Platte taucht in den Mantel ein, wo er allmählich in Mantelmaterie übergeht. Die abtauchende Platte wird erhitzt und Magma aus ihr herausgeschmolzen, das in Inselbogenvulkanen ausbricht (Abb. 5).

Der Vorgang des Eintauchens einer Platte unter eine andere wird als bezeichnet Subduktion(buchstäblich - schieben). Dieser lateinische Begriff, wie das englische Wort „spreading“ oben, ist weit verbreitet, beide kommen in der populären Literatur vor, also müssen Lehrer sie kennen, aber es macht kaum Sinn, sie in einem Schulkurs einzuführen.
Bewegen sich Abschnitte der kontinentalen und ozeanischen Kruste aufeinander zu, läuft der Vorgang ungefähr gleich ab wie beim Aufeinandertreffen zweier Abschnitte der ozeanischen Kruste, nur dass sich statt eines Inselbogens eine mächtige Gebirgskette entlang der Bahn bildet Küste des Festlandes. Die ozeanische Kruste wird auch unter den Kontinentalrand der Platte getaucht und bildet Tiefseegräben, vulkanische und seismische Prozesse sind ebenso intensiv. Magma, das die Erdoberfläche nicht erreicht, kristallisiert und bildet granitische Batholithe (Abb. 6). Ein typisches Beispiel ist die Kordillere Mittel- und Südamerikas und das entlang der Küste verlaufende System von Schützengräben - mittelamerikanisch, peruanisch und chilenisch.

Wenn sich zwei Abschnitte der kontinentalen Kruste einander nähern, erfährt der Rand von jedem von ihnen eine Faltung, Verwerfungen, Berge werden gebildet und seismische Prozesse sind intensiv. Vulkanismus wird ebenfalls beobachtet, aber weniger als in den ersten beiden Fällen, da die Erdkruste an solchen Stellen sehr dick ist (Abb. 7). So entstand der Alpen-Himalaya-Gebirgsgürtel, der sich von Nordafrika und der Westspitze Europas durch ganz Eurasien bis nach Indochina erstreckte; Es umfasst die höchsten Berge der Erde, auf seiner gesamten Länge wird eine hohe Seismizität beobachtet, und im Westen des Gürtels gibt es aktive Vulkane.
Mehrere Lehrbücher enthalten Diagramme der Lage der Kontinente vor so vielen Millionen Jahren.

In einem Buch (Krylova 7, S. 21, Abb. 12) wird die Lage der Kontinente nach 50 Millionen Jahren angegeben. Wenn dieses Lehrbuch verwendet wird, wäre es sinnvoll, das Diagramm zu kommentieren und vorher zu sagen, dass dies nur eine Vorhersage ist, eine sehr ungefähre, die nur gerechtfertigt ist, wenn die allgemeine Bewegungsrichtung der Platten erhalten bleibt, und es gibt keine große Umstrukturierung von ihnen. Laut Prognose werden sich der Atlantik, die ostafrikanischen Risse (sie werden mit dem Wasser des Weltozeans gefüllt sein) und das Rote Meer erheblich ausdehnen, was das Mittelmeer direkt mit dem Indischen Ozean verbinden wird.

Bei der Überprüfung, ob sich Schulkinder in der 6. Klasse gut an das Thema „Lithosphäre“ erinnern, ist es daher notwendig, gleichzeitig einige Missverständnisse auszuräumen, die auftreten könnten. Wer den Studierenden Grundlagenwissen auf modernem Niveau vermitteln will, muss bei der Erläuterung neuer, komplexerer Inhalte auf die Darstellung veralteter Lehrbuchinformationen verzichten.
Hier sind die Hauptthesen, die es zu formulieren und zu erläutern gilt.
1. Die Lithosphäre umfasst die Erdkruste und den oberen, relativ kleinen Teil des Erdmantels.
2. Die Erdkruste besteht aus zwei Arten - kontinental und ozeanisch.
3. Die kontinentale Kruste hat eine beträchtliche (zig Kilometer) Dicke, ihre Dichte nimmt nach unten hin zu. Die Kruste besteht aus Sedimentgesteinen (normalerweise oben), darunter sind magmatische und metamorphe Gesteine ​​​​verschiedener Zusammensetzung.
4. Die Dicke der ozeanischen Kruste beträgt 5-10 km, sie besteht hauptsächlich aus Basalten.
(Bei der Erklärung des Aufbaus der kontinentalen und ozeanischen Kruste sollten die „Granit“- und „Basalt“-Schichten und erst recht die Konrad-Grenze nicht erwähnt werden.)
5. Die Theorie der Plattentektonik ersetzte Wegeners Hypothese erst, nachdem die Hypothese vollständig verworfen worden war.
6. Nach Wegeners Hypothese bewegten sich die Kontinente entlang der dichteren Materie, die den Meeresboden bildet.
7. Nach der Theorie der Lithosphärenplatten sind große Bereiche der Lithosphäre mit kontinentaler oder ozeanischer Kruste oder beidem an der Bewegung beteiligt.
Je nach Vorbereitungsgrad der Klasse kann der Lehrer verschiedene Arten der Wechselwirkung von Lithosphärenplatten mit verschiedenen Arten der Erdkruste berücksichtigen oder nicht. Diese Beispiele sind interessant, sie lassen sich auf der physikalischen Weltkarte darstellen, gehören aber nicht zum Pflichtprogramm.

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Korinskaja - V.A. Korinskaja, I. V. Dushina, V.A. Schtschenew. Geographie der Kontinente und Ozeane: Proc. für 7 Zellen. durchschn. Schule - M.: Aufklärung, 1993. - 287 p.
Krylova 6 - O. V. Krylov. Physische Geographie: Anfang. Kurs: Proc. für 6 Zellen. Allgemeinbildung Institutionen. - M.: Enlightenment, 1999 (und nachfolgende Auflagen). - 192 S.
Krylova 7 - O. V. Krylov. Kontinente und Ozeane: Proc. für 7 Zellen. Allgemeinbildung Institutionen. Moskau: Bildung, 1999 (und nachfolgende Ausgaben). - 304 S.
Krylova, Gerasimova - O. V. Krylova, T.P. Gerasimov. Geographie der Kontinente und Ozeane: Wahrscheinlich. Lehrbuch für 7 Zellen. Allgemeinbildung Institutionen. - M.: Aufklärung, 1995. - 318 S.
Petrowa - N.N. Petrov. Geographie. Anfangskurs. Klasse 6: Proc. für Allgemeinbildung Lehrbuch Betriebe. - M.: Trappe; DiK, 1997. - 256 S.
Finarow - DP Finarow, S. V. Wassiljew, Z.I. Shipunova, E. Ya. Tschernikhow. Geographie der Kontinente und Ozeane: Proc. für 7 Zellen. Allgemeinbildung Institutionen. - M.: Aufklärung, 1996. - 302 S.

Lithosphäre. Erdkruste. 4,5 Milliarden Jahre Vorher war die Erde eine Kugel, die aus einigen Gasen bestand. Allmählich sanken Schwermetalle wie Eisen und Nickel ins Zentrum und kondensierten. Leichte Steine ​​und Mineralien schwammen an die Oberfläche, erkalteten und verhärteten sich.

Der innere Aufbau der Erde.

Es ist üblich, den Körper der Erde in zu unterteilen drei Hauptteile - Lithosphäre(Erdkruste) Mantel und Ader.

Der Kern ist der Mittelpunkt der Erde , dessen durchschnittlicher Radius etwa 3500 km (16,2% des Erdvolumens) beträgt. Es besteht wie vorgeschlagen aus Eisen mit einer Beimischung von Silizium und Nickel. Der äußere Teil des Kerns befindet sich in geschmolzenem Zustand (5000 °C), der innere offenbar fest (Subnukleus). Die Bewegung der Materie im Kern erzeugt auf der Erde ein Magnetfeld, das den Planeten vor kosmischer Strahlung schützt.

Der Kern verändert sich Mantel , die sich über fast 3000 km erstreckt (83 % des Erdvolumens). Es wird angenommen, dass es fest, gleichzeitig plastisch und glühend heiß ist. Der Mantel besteht aus drei Schichten: Golitsyn-Schicht, Gutenberg-Schicht und Substrat. Der obere Teil des Mantels, genannt Magma , enthält eine Schicht mit reduzierter Viskosität, Dichte und Härte - die Asthenosphäre, auf der Teile der Erdoberfläche balanciert sind. Die Grenze zwischen Mantel und Kern wird als Gutenberg-Schicht bezeichnet.

Lithosphäre

Lithosphäre - die obere Schale der "festen" Erde, einschließlich der Erdkruste und des oberen Teils des darunter liegenden oberen Erdmantels.

Erdkruste - die Oberschale der "festen" Erde. Die Dicke der Erdkruste reicht von 5 km (unter den Ozeanen) bis 75 km (unter den Kontinenten). Die Erdkruste ist heterogen. Es unterscheidet 3 Schichten – Sediment, Granit, Basalt. Die Granit- und Basaltschichten werden so genannt, weil sie Gesteine ​​enthalten, die in ihren physikalischen Eigenschaften Granit und Basalt ähneln.

Verbindung Erdkruste: Sauerstoff (49%), Silizium (26%), Aluminium (7%), Eisen (5%), Calcium (4%); Die häufigsten Mineralien sind Feldspat und Quarz. Man nennt die Grenze zwischen Erdkruste und Erdmantel Moho-Oberfläche .

Unterscheiden kontinental und ozeanisch Erdkruste. ozeanisch anders als das Festland (Festland) Mangel an Granitschicht und viel geringere Leistung (von 5 bis 10 km). Dicke kontinental Kruste in der Ebene 35-45 km, in den Bergen 70-80 km. An der Grenze der Kontinente und Ozeane, in den Gebieten der Inseln, beträgt die Dicke der Erdkruste 15-30 km, die Granitschicht ist ausgekeilt.

Die Lage der Schichten in der kontinentalen Kruste weist darauf hin unterschiedlicher Entstehungszeit . Die Basaltschicht ist die älteste, jünger als Granit, und die jüngste ist die obere Sedimentschicht, die sich derzeit entwickelt. Jede Schicht der Kruste wurde über einen langen Zeitraum geologischer Zeit gebildet.

Lithosphärenplatten

Die Erdkruste ist in ständiger Bewegung. Die erste Hypothese über Kontinentalverschiebung(d. h. die horizontale Bewegung der Erdkruste), die zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts vorgebracht wurde A. Wegener. Auf seiner Grundlage erstellt Theorie der Lithosphärenplatten . Nach dieser Theorie ist die Lithosphäre kein Monolith, sondern besteht aus sieben großen und mehreren kleineren Platten, die auf der Asthenosphäre „schwimmen“. Die Grenzbereiche zwischen Lithosphärenplatten werden genannt seismische Gürtel - dies sind die "unruhigsten" Gebiete des Planeten.

Die Erdkruste ist in stabile und bewegliche Abschnitte unterteilt.

Stabile Bereiche der Erdkruste - Plattformen- entstehen am Ort von Geosynklinalen, die ihre Beweglichkeit verloren haben. Die Plattform besteht aus einem kristallinen Grundgebirge und einer Sedimentdecke. Je nach Gründungsalter werden alte (Präkambrium) und junge (Paläozoikum, Mesozoikum) Plattformen unterschieden. Uralte Plattformen liegen an der Basis aller Kontinente.

Bewegliche, stark zergliederte Teile der Erdoberfläche nennt man Geosynklinalen ( gefaltete Bereiche ). In ihrer Entwicklung gibt es zwei Stufen : In der ersten Phase erfährt die Erdkruste eine Absenkung, Sedimentgesteine ​​sammeln sich an und verwandeln sich. Dann beginnt die Hebung der Erdkruste, die Felsen werden zu Falten zerdrückt. Es gab mehrere Epochen intensiver Gebirgsbildung auf der Erde: Baikal, Caledonian, Hercynian, Mesozoikum, Känozoikum. Dementsprechend werden verschiedene Bereiche der Faltung unterschieden.

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Kommentar

Die Lithosphäre ist die Steinhülle der Erde. Aus dem Griechischen "lithos" - ein Stein und "Kugel" - eine Kugel

Die Lithosphäre ist die äußere feste Hülle der Erde, die die gesamte Erdkruste mit einem Teil des oberen Erdmantels umfasst und aus sedimentären, magmatischen und metamorphen Gesteinen besteht. Die untere Grenze der Lithosphäre ist unscharf und wird durch eine starke Abnahme der Gesteinsviskosität, eine Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen und eine Zunahme der elektrischen Leitfähigkeit von Gesteinen bestimmt. Die Dicke der Lithosphäre auf den Kontinenten und unter den Ozeanen variiert und beträgt durchschnittlich 25 - 200 bzw. 5 - 100 km.

Betrachten Sie allgemein den geologischen Aufbau der Erde. Der dritte sonnenfernste Planet - die Erde hat einen Radius von 6370 km, eine durchschnittliche Dichte von 5,5 g / cm3 und besteht aus drei Schalen - Borke, Roben und ich. Der Mantel und der Kern sind in innere und äußere Teile unterteilt.

Die Erdkruste ist eine dünne obere Erdschale, die auf den Kontinenten 40-80 km dick ist, unter den Ozeanen 5-10 km und nur etwa 1 % der Erdmasse ausmacht. Acht Elemente – Sauerstoff, Silizium, Wasserstoff, Aluminium, Eisen, Magnesium, Kalzium, Natrium – bilden 99,5 % der Erdkruste.

Laut wissenschaftlicher Forschung konnten Wissenschaftler feststellen, dass die Lithosphäre besteht aus:

• Sauerstoff - 49 %;
• Silizium - 26 %;
• Aluminium - 7 %;
• Eisen - 5 %;
• Kalzium - 4%
• Die Zusammensetzung der Lithosphäre umfasst viele Mineralien, die häufigsten sind Feldspat und Quarz.

Auf den Kontinenten ist die Kruste dreischichtig: Sedimentgesteine ​​bedecken Granitfelsen und Granitfelsen liegen auf Basaltfelsen. Unter den Ozeanen ist die Kruste "ozeanisch", zweischichtig; Sedimentgesteine ​​liegen einfach auf Basalten, es gibt keine Granitschicht. Es gibt auch einen Übergangstyp der Erdkruste (Inselbogenzonen an den Rändern der Ozeane und einige Gebiete auf den Kontinenten, wie z. B. das Schwarze Meer).

In Bergregionen ist die Erdkruste am dicksten.(unter dem Himalaya - über 75 km), der mittlere - in den Bereichen der Plattformen (unter dem westsibirischen Tiefland - 35-40, innerhalb der Grenzen der russischen Plattform - 30-35) und der kleinste - in der zentrale Regionen der Ozeane (5-7 km). Der überwiegende Teil der Erdoberfläche sind die Ebenen der Kontinente und der Meeresboden.

Die Kontinente sind von einem Schelf umgeben - einem Flachwasserstreifen mit einer Tiefe von bis zu 200 g und einer durchschnittlichen Breite von etwa 80 km, der nach einer scharfen steilen Biegung des Bodens in den Kontinentalhang übergeht (der Hang variiert von 15- 17 bis 20-30 °). Die Hänge werden allmählich flacher und verwandeln sich in abgrundtiefe Ebenen (Tiefe 3,7-6,0 km). Die größten Tiefen (9-11 km) haben ozeanische Gräben, von denen sich die überwiegende Mehrheit am nördlichen und westlichen Rand des Pazifischen Ozeans befindet.

Der Hauptteil der Lithosphäre besteht aus magmatischen Gesteinen (95%), unter denen Granite und Granitoide auf den Kontinenten und Basalte in den Ozeanen vorherrschen.

Blöcke der Lithosphäre – Lithosphärenplatten – bewegen sich entlang der relativ plastischen Asthenosphäre. Der Untersuchung und Beschreibung dieser Bewegungen widmet sich die Abteilung Geologie der Plattentektonik.

Zur Bezeichnung der äußeren Hülle der Lithosphäre wurde der heute veraltete Begriff Sial verwendet, der sich aus der Bezeichnung der Hauptbestandteile der Gesteine ​​Si (lat. Silicium – Silizium) und Al (lat. Aluminium – Aluminium) ableitet.

Lithosphärenplatten

Es ist erwähnenswert, dass die größten tektonischen Platten auf der Karte sehr deutlich sichtbar sind, und zwar:

• Pazifik- die größte Platte des Planeten, an deren Grenzen ständige Kollisionen tektonischer Platten auftreten und sich Verwerfungen bilden - dies ist der Grund für ihre ständige Abnahme;
• Eurasisch- umfasst fast das gesamte Gebiet Eurasiens (außer Hindustan und der Arabischen Halbinsel) und enthält den größten Teil der kontinentalen Kruste;
• Indo-Australisch- Es umfasst den australischen Kontinent und den indischen Subkontinent. Aufgrund ständiger Kollisionen mit der Eurasischen Platte ist sie dabei zu brechen;
• südamerikanisch- besteht aus dem südamerikanischen Festland und einem Teil des Atlantischen Ozeans;
• nordamerikanisch- besteht aus dem nordamerikanischen Kontinent, einem Teil Nordostsibiriens, dem nordwestlichen Teil des Atlantiks und der Hälfte des Arktischen Ozeans;
• afrikanisch- besteht aus dem afrikanischen Kontinent und der ozeanischen Kruste des Atlantiks und des Indischen Ozeans. Interessanterweise bewegen sich die angrenzenden Platten in die entgegengesetzte Richtung, also ist hier die größte Verwerfung unseres Planeten;
• Antarktische Platte- besteht aus dem antarktischen Festland und der nahe gelegenen ozeanischen Kruste. Da die Platte von mittelozeanischen Rücken umgeben ist, entfernen sich die übrigen Kontinente ständig von ihr.

Bewegung tektonischer Platten in der Lithosphäre

Lithosphärenplatten, die sich verbinden und trennen, ändern ständig ihre Umrisse. Dies ermöglicht es Wissenschaftlern, die Theorie aufzustellen, dass die Lithosphäre vor etwa 200 Millionen Jahren nur Pangäa hatte - einen einzigen Kontinent, der sich anschließend in Teile aufspaltete, die sich allmählich mit sehr geringer Geschwindigkeit (durchschnittlich etwa sieben Zentimeter pro Jahr).

Das ist interessant! Es besteht die Annahme, dass sich aufgrund der Bewegung der Lithosphäre in 250 Millionen Jahren ein neuer Kontinent auf unserem Planeten durch die Vereinigung sich bewegender Kontinente bilden wird.

Wenn die ozeanische und die kontinentale Platte kollidieren, sinkt der Rand der ozeanischen Kruste unter die kontinentale, während auf der anderen Seite der ozeanischen Platte ihre Grenze von der benachbarten Platte abweicht. Die Grenze, entlang der die Bewegung der Lithosphären stattfindet, wird als Subduktionszone bezeichnet, in der die oberen und abfallenden Kanten der Platte unterschieden werden. Interessant ist, dass die in den Mantel eintauchende Platte zu schmelzen beginnt, wenn der obere Teil der Erdkruste zusammengedrückt wird, wodurch Berge entstehen, und wenn auch Magma ausbricht, dann Vulkane.

An Orten, an denen sich tektonische Platten berühren, gibt es Zonen mit maximaler vulkanischer und seismischer Aktivität: Während der Bewegung und Kollision der Lithosphäre bricht die Erdkruste zusammen, und wenn sie divergieren, bilden sich Verwerfungen und Vertiefungen (die Lithosphäre und die Erdreliefs miteinander verbunden sind). Aus diesem Grund befinden sich an den Rändern der tektonischen Platten die größten Landformen der Erde - Bergketten mit aktiven Vulkanen und Tiefseegräben.

Probleme der Lithosphäre

Die intensive Entwicklung der Industrie hat dazu geführt, dass Mensch und Lithosphäre in letzter Zeit extrem schwer miteinander ausgekommen sind: Die Verschmutzung der Lithosphäre nimmt katastrophale Ausmaße an. Dies geschah aufgrund der Zunahme von Industrieabfällen in Kombination mit Haushaltsabfällen und Düngemitteln und Pestiziden, die in der Landwirtschaft verwendet werden, was sich negativ auf die chemische Zusammensetzung des Bodens und der lebenden Organismen auswirkt. Wissenschaftler haben errechnet, dass pro Person und Jahr etwa eine Tonne Müll fällt, darunter 50 kg schwer zersetzbarer Abfall.

Heute ist die Verschmutzung der Lithosphäre zu einem dringenden Problem geworden, da die Natur allein damit nicht fertig wird: Die Selbstreinigung der Erdkruste ist sehr langsam, und daher sammeln sich Schadstoffe allmählich an und beeinträchtigen schließlich den Hauptschuldigen des Problems - Mann.

Der innere Aufbau der Erde umfasst drei Schalen: die Erdkruste, den Mantel und den Kern. Die Schalenstruktur der Erde wurde durch Fernmethoden ermittelt, die auf der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen basieren, die zwei Komponenten haben - Longitudinal- und Transversalwellen. Longitudinale (P) Wellen verbunden mit Zug- (oder Druck-) Spannungen, die in Richtung ihrer Ausbreitung orientiert sind. Transversale (S)-Wellen quer zur Ausbreitungsrichtung orientierte Schwingungen des Mediums hervorrufen. Diese Wellen breiten sich in einem flüssigen Medium nicht aus. Die Hauptwerte der physikalischen Parameter der Erde sind in Abb. 5.1.

Erdkruste- eine steinerne Hülle, die aus einer festen Substanz mit einem Überschuss an Kieselsäure, Alkali, Wasser und einer unzureichenden Menge an Magnesium und Eisen besteht. Es trennt sich vom oberen Mantel Grenze Mohorović(Moho-Schicht), auf der ein Geschwindigkeitssprung der longitudinalen seismischen Wellen bis zu etwa 8 km/s auftritt. Es wird angenommen, dass diese Grenze, die 1909 vom jugoslawischen Wissenschaftler A. Mohorovic festgelegt wurde, mit der äußeren Peridotithülle des oberen Mantels zusammenfällt. Die Dicke der Erdkruste (1% der Gesamtmasse der Erde) beträgt durchschnittlich 35 km: Unter jungen gefalteten Bergen auf den Kontinenten nimmt sie auf 80 km zu und unter mittelozeanischen Rücken auf 6-7 km ab (Zählung von die Oberfläche des Meeresbodens).

Mantel ist die volumen- und gewichtsmäßig größte Hülle der Erde und erstreckt sich von der Sohle bis zur Erdkruste grenzt an Gutenberg, entspricht einer Tiefe von ungefähr 2900 km und wird als untere Grenze des Mantels angenommen. Der Mantel ist unterteilt in niedriger(50 % der Masse der Erde) und oben(achtzehn%). Nach modernen Konzepten ist die Zusammensetzung des Mantels aufgrund intensiver konvektiver Vermischung durch Strömungen innerhalb des Mantels ziemlich homogen. Es gibt fast keine direkten Daten über die stoffliche Zusammensetzung des Mantels. Es wird angenommen, dass es sich um eine mit Gasen gesättigte geschmolzene Silikatmasse handelt. Die Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Longitudinal- und Transversalwellen im unteren Erdmantel erhöhen sich auf 13 bzw. 7 km/s. Der obere Mantel wird ab einer Tiefe von 50-80 km (unter den Ozeanen) und 200-300 km (unter den Kontinenten) bis 660-670 km genannt Asthenosphäre. Dies ist eine Schicht erhöhter Plastizität einer Substanz nahe dem Schmelzpunkt.

Kern ist ein Sphäroid mit einem durchschnittlichen Radius von etwa 3500 km. Es gibt auch keine direkten Informationen über die Zusammensetzung des Kerns. Es ist bekannt, dass es die dichteste Hülle der Erde ist. Der Kern ist ebenfalls in zwei Sphären unterteilt: extern, bis zu einer Tiefe von 5150 km, die sich in flüssigem Zustand befindet, und intern - schwer. Im äußeren Kern sinkt die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Longitudinalwellen auf 8 km/s, während sich Transversalwellen überhaupt nicht ausbreiten, was als Beweis für seinen flüssigen Zustand gewertet wird. Tiefer als 5150 km nimmt die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Longitudinalwellen zu und Transversalwellen passieren wieder. Der innere Kern macht 2% der Masse der Erde aus, der äußere - 29%.

Es bildet sich die äußere „harte“ Hülle der Erde, darunter die Erdkruste und der obere Teil des Erdmantels Lithosphäre(Abb. 5.2). Seine Kapazität beträgt 50-200 km.

Reis. 5.1. Änderungen der physikalischen Parameter in den Eingeweiden der Erde (nach S. V. Aplonov, 2001)

Reis. 5.2. Die innere Struktur der Erde und die Ausbreitungsgeschwindigkeit von longitudinal (R) und quer (S) seismische Wellen (nach S. V. Aplonov, 2001)

Die Lithosphäre und die darunter liegenden beweglichen Schichten der Asthenosphäre, in denen normalerweise intraterrestrische Bewegungen tektonischer Natur erzeugt und realisiert werden und in denen sich häufig Erdbeben und geschmolzenes Magma befinden, werden genannt Tektonosphäre.

Die Zusammensetzung der Erdkruste. Chemische Elemente in der Erdkruste bilden natürliche Verbindungen - Mineralien, normalerweise Feststoffe, die bestimmte physikalische Eigenschaften haben. Die Erdkruste enthält mehr als 3.000 Mineralien, darunter etwa 50 gesteinsbildende.

Regelmäßige natürliche Kombinationen von Mineralien bilden sich Felsen. Die Erdkruste besteht aus Gesteinen unterschiedlicher Zusammensetzung und Herkunft. Nach Herkunft werden Gesteine ​​​​in magmatische, sedimentäre und metamorphe Gesteine ​​​​unterteilt.

Magmatische Gesteine durch Erstarrung von Magma entstanden. Wenn dies in der Dicke der Erdkruste passiert, dann aufdringlich kristallisiertes Gestein, und wenn Magma an die Oberfläche ausbricht, überschwänglich Bildung. Nach dem Gehalt an Kieselsäure (SiO2) werden folgende Gruppen von Eruptivgesteinen unterschieden: sauer(> 65% - Granite, Liparite usw.), Mittel(65-53% - Syenite, Andesite usw.), hauptsächlich(52-45% - Gabbro, Basalte usw.) und ultrabasisch(<45% - перидотиты, дуниты и др.).

Sedimentgestein entstehen auf der Erdoberfläche durch Ablagerung von Material auf verschiedene Weise. Einige von ihnen entstehen durch die Zerstörung von Gestein. Das klastisch, oder Plastik, Steine. Die Größe der Fragmente variiert von Felsbrocken und Kieselsteinen bis hin zu schlammigen Partikeln, was es ermöglicht, zwischen ihnen Gesteine ​​​​mit unterschiedlicher granulometrischer Zusammensetzung zu unterscheiden - Felsbrocken, Kieselsteine, Konglomerate, Sande, Sandsteine ​​usw. Organogene Gesteine entstehen unter Beteiligung von Organismen (Kalkstein, Kohle, Kreide etc.). Ein bedeutender Platz ist besetzt chemogen Gesteine, die unter bestimmten Bedingungen mit der Ausfällung eines Stoffes aus der Lösung verbunden sind.

Metaphorische Felsen entstehen durch Veränderungen in magmatischen und sedimentären Gesteinen unter dem Einfluss hoher Temperaturen und Drücke im Erdinneren. Dazu gehören Gneise, Schiefer, Marmor usw.

Etwa 90 % des Volumens der Erdkruste sind kristalline Gesteine ​​magmatischer und metamorpher Genese. Für die geografische Hülle spielt eine relativ dünne und diskontinuierliche Schicht von Sedimentgesteinen (Stratisphäre) eine wichtige Rolle, die in direktem Kontakt mit verschiedenen Komponenten der geografischen Hülle stehen. Die durchschnittliche Dicke von Sedimentgesteinen beträgt etwa 2,2 km, die tatsächliche Dicke variiert von 10-14 km in Mulden bis zu 0,5-1 km auf dem Meeresboden. Nach den Studien von A.B. Ronov sind die häufigsten Sedimentgesteine ​​Tone und Schiefer (50%), Sande und Sandsteine ​​(23,6%), Karbonatformationen (23,5%). Eine wichtige Rolle in der Zusammensetzung der Erdoberfläche spielen Löss und lössähnliche Lehme nichtglazialer Regionen, unsortierte Moränenschichten glazialer Regionen und intrazonale Ansammlungen von Kieselsandformationen wasserbedingten Ursprungs.

Der Aufbau der Erdkruste. Je nach Struktur und Dicke (Abb. 5.3) werden zwei Haupttypen der Erdkruste unterschieden - kontinental (kontinental) und ozeanisch. Unterschiede in ihrer chemischen Zusammensetzung sind aus Tabelle ersichtlich. 5.1.

kontinentale Kruste besteht aus Sediment-, Granit- und Basaltschichten. Letzteres wird willkürlich herausgegriffen, weil die Geschwindigkeiten seismischer Wellen gleich den Geschwindigkeiten in Basalten sind. Die Granitschicht besteht aus mit Silizium und Aluminium (SIAL) angereicherten Gesteinen, die Gesteine ​​der Basaltschicht sind mit Silizium und Magnesium (SIAM) angereichert. Der Kontakt zwischen einer Granitschicht mit einer durchschnittlichen Gesteinsdichte von etwa 2,7 g/cm3 und einer Basaltschicht mit einer durchschnittlichen Dichte von etwa 3 g/cm3 wird als Konrad-Grenze bezeichnet (benannt nach dem deutschen Entdecker W. Konrad, der sie entdeckte). 1923).

Ozeanische Kruste Zwei Schichten. Seine Hauptmasse besteht aus Basalten, auf denen eine dünne Sedimentschicht liegt. Die Mächtigkeit der Basalte beträgt mehr als 10 km, in den oberen Teilen sind Schichten von Sedimentgesteinen des späten Mesozoikums zuverlässig identifiziert. Die Dicke der Sedimentdecke überschreitet in der Regel 1-1,5 km nicht.

Reis. 5.3. Die Struktur der Erdkruste: 1 - Basaltschicht; 2 - Granitschicht; 3 - Stratisphäre und Verwitterungskruste; 4 - Basalte des Meeresbodens; 5 - Gebiete mit geringer Biomasse; 6 - Gebiete mit hoher Biomasse; 7 - Ozeanwasser; 8 - Meeres-Eis; 9 - tiefe Verwerfungen der Kontinentalhänge

Die Basaltschicht auf den Kontinenten und dem Meeresboden ist grundlegend verschieden. Auf den Kontinenten sind dies Kontaktformationen zwischen dem Mantel und den ältesten terrestrischen Gesteinen, als ob die Urkruste des Planeten, die vor oder zu Beginn seiner eigenständigen Entwicklung entstanden ist (möglicherweise Beweis für das „Mond“-Stadium der Erde Evolution). In den Ozeanen handelt es sich um echte Basaltformationen, hauptsächlich des Mesozoikums, die durch Unterwasserergüsse während der Ausdehnung der Lithosphärenplatten entstanden sind. Das Alter des ersten sollte mehrere Milliarden Jahre betragen, das zweite - nicht mehr als 200 Millionen Jahre.

Tabelle 5.1. Chemische Zusammensetzung der kontinentalen und ozeanischen Kruste (nach S. V. Aplonov, 2001)

	Inhalt, %
Oxide	kontinentale Kruste	Ozeanische Kruste
SiO2	60,2	48,6
TiО2	0,7	1.4
Al2O3	15,2	16,5
Fe2O3	2,5	2,3
FeO	3,8	6,2
MNO	0,1	0,2
MgO	3,1	6,8
CaO	5,5	12,3
Na2O	3,0	2,6
K2O	2,8	0,4

An einigen Stellen gibt es Übergangstyp der Erdkruste, die durch erhebliche räumliche Heterogenität gekennzeichnet ist. Es ist in den Randmeeren Ostasiens (vom Beringmeer bis zum Südchinesischen Meer), dem Sunda-Archipel und einigen anderen Regionen der Welt bekannt.

Das Vorkommen unterschiedlicher Arten der Erdkruste ist auf Unterschiede in der Entwicklung einzelner Teile des Planeten und deren Alter zurückzuführen. Dieses Problem ist vom Standpunkt der Rekonstruktion der geografischen Hülle äußerst interessant und wichtig. Bisher wurde angenommen, dass die ozeanische Kruste primär und die kontinentale Kruste sekundär ist, obwohl sie viele Milliarden Jahre älter ist als diese. Nach modernen Vorstellungen entstand die ozeanische Kruste durch das Eindringen von Magma entlang von Verwerfungen zwischen Kontinenten.

Die Träume von Wissenschaftlern über die praktische Überprüfung von Ideen über die Struktur der Lithosphäre anhand entfernter geophysikalischer Daten wurden in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wahr, als tiefe und ultratiefe Bohrungen an Land und auf dem Grund des Weltozeans durchgeführt wurden möglich wurde. Zu den bekanntesten Projekten gehört die Supertiefbohrung Kola, die bis zu einer Tiefe von 12.066 m (die Bohrung wurde 1986 eingestellt) innerhalb des Baltischen Schildes gebohrt wurde, um die Grenze zwischen den Granit- und Basaltschichten der Erdkruste zu erreichen, und wenn möglich, seine einzige - der Moho-Horizont. Der Kola-Supertiefbrunnen widerlegte viele etablierte Vorstellungen über den Aufbau des Erdinneren. Die durch geophysikalische Sondierungen vermutete Lage des Konrad-Horizonts in dieser Region in etwa 4,5 km Tiefe wurde nicht bestätigt. Die Geschwindigkeit der Kompressionswellen änderte sich (nahm nicht zu, sondern fiel) auf der Höhe von 6842 m, wo sich die vulkanogenen Sedimentgesteine ​​​​des frühen Proterozoikums in Amphibolit-Gneis-Gesteine ​​​​des späten Archaikums verwandelten. Der "Schuldige" der Veränderung war nicht die Zusammensetzung der Gesteine, sondern ihr besonderer Zustand - die wasserstoffhaltige Zersetzung, die erstmals im natürlichen Zustand in der Dicke der Erde entdeckt wurde. Damit wurde eine weitere Erklärung für die Änderung der Geschwindigkeiten und Richtungen geophysikalischer Wellen möglich.

Strukturelemente der Erdkruste. Die Erdkruste wird seit mindestens 4 Milliarden Jahren gebildet, in denen sie komplexer geworden ist. der Einfluss endogener (hauptsächlich unter dem Einfluss tektonischer Bewegungen) und exogener (Verwitterung usw.) Prozesse. Mit unterschiedlicher Intensität und zu unterschiedlichen Zeiten manifestiert, formten tektonische Bewegungen die Strukturen der Erdkruste, die sich bilden Erleichterung Planeten.

Große Landformen werden genannt Morphostrukturen(z. B. Gebirgszüge, Hochebenen). Es bilden sich relativ kleine Landschaftsformen Morphoskulpturen(zum Beispiel Karst).

Die wichtigsten Planetenstrukturen der Erde - Kontinente und Ozeane. BEIM innerhalb der Kontinente werden große Strukturen zweiter Ordnung unterschieden - gefaltete Gürtel und Plattformen, die in modernen Reliefs deutlich zum Ausdruck kommen.

Plattformen - dies sind tektonisch stabile Abschnitte der Erdkruste, meist zweischichtig aufgebaut: Der untere, von den ältesten Gesteinen gebildete, wird genannt Stiftung, obere, hauptsächlich aus Sedimentgestein eines späteren Alters zusammengesetzt - Sedimentbedeckung. Das Alter der Plattformen wird zum Zeitpunkt der Gründung geschätzt. Plattformabschnitte, bei denen das Fundament unter die Sedimentdecke eingetaucht ist, werden als Plattformabschnitte bezeichnet Platten(z. B. russische Platte). Die Stellen, an denen die Felsen des Plattformfundaments an die Tagesoberfläche kommen, werden genannt Schilde(z. B. Baltischer Schild).

Am Grund der Ozeane werden tektonisch stabile Gebiete unterschieden - Thalassokratone und mobile tektonisch aktive Bänder - georiftogenale. Letztere entsprechen räumlich mittelozeanischen Rücken mit abwechselnden Hebungen (in Form von Seamounts) und Senkungen (in Form von Tiefwassersenken und Gräben). Zusammen mit vulkanischen Manifestationen und lokalen Anhebungen des Meeresbodens schaffen ozeanische Geosynklinalen spezifische Strukturen von Inselbögen und Archipelen, die sich an den nördlichen und westlichen Rändern des Pazifischen Ozeans ausdrücken.

Kontaktzonen zwischen Kontinenten und Ozeanen werden in zwei Arten unterteilt: aktiv und passiv. Die ersten sind die Zentren der stärksten Erdbeben, des aktiven Vulkanismus und eines erheblichen Umfangs tektonischer Bewegungen. Morphologisch werden sie durch die Konjugation von Randmeeren, Inselbögen und Tiefseegräben ausgedrückt. Am typischsten sind alle Ränder des Pazifischen Ozeans ("Pacific Ring of Fire") und der nördliche Teil des Indischen Ozeans. Letztere sind ein Beispiel für einen allmählichen Wechsel der Kontinente durch die Regale und Kontinentalhänge bis zum Meeresboden. Dies sind die Ränder des größten Teils des Atlantischen Ozeans sowie des Arktischen und Indischen Ozeans. Wir können auch über komplexere Kontakte sprechen, insbesondere in den Entwicklungsregionen von Übergangstypen der Erdkruste.

Dynamik der Lithosphäre. Ideen über den Mechanismus der Bildung terrestrischer Strukturen werden von Wissenschaftlern verschiedener Richtungen entwickelt, die in zwei Gruppen zusammengefasst werden können. Vertreter Fixismus sie gehen von der Aussage über die feste Lage der Kontinente auf der Erdoberfläche und das Vorherrschen vertikaler Bewegungen bei tektonischen Verformungen der Schichten der Erdkruste aus. Unterstützer Mobilismus Die Hauptrolle spielen horizontale Bewegungen. Die Grundideen des Mobilismus wurden von A. Wegener (1880-1930) als formuliert Hypothese der Kontinentaldrift. Neue Daten, die in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gewonnen wurden, ermöglichten es, diese Richtung zur modernen Theorie zu entwickeln Neomobilismus, Erklärung der Dynamik von Prozessen in der Erdkruste durch die Drift großer Lithosphärenplatten.

Nach der Theorie des Neomobilismus besteht die Lithosphäre aus Platten (deren Anzahl nach verschiedenen Schätzungen zwischen 6 und mehreren Dutzend liegt), die sich in horizontaler Richtung mit einer Geschwindigkeit von mehreren Millimetern bis mehreren Zentimetern pro Jahr bewegen. Lithosphärenplatten werden durch thermische Konvektion im oberen Erdmantel in Bewegung versetzt. Jüngste Studien, insbesondere Tiefbohrungen, zeigen jedoch, dass die Asthenosphärenschicht nicht durchgehend ist. Wird jedoch die Diskretheit der Asthenosphäre anerkannt, so sind auch die etablierten Vorstellungen über konvektive Zellen und die Struktur der Bewegung von Krustenblöcken, die den klassischen Modellen der Geodynamik zugrunde liegen, abzulehnen. P. N. Kropotkin zum Beispiel glaubt, dass es richtiger ist, von erzwungener Konvektion zu sprechen, die mit der Bewegung von Materie im Erdmantel unter dem Einfluss einer abwechselnden Zunahme und Abnahme des Erdradius verbunden ist. Die intensive Gebirgsbildung in den letzten zehn Millionen Jahren war seiner Meinung nach auf die fortschreitende Verdichtung der Erde zurückzuführen, die etwa 0,5 mm pro Jahr oder 0,5 km pro Million Jahre betrug, möglicherweise mit der allgemeinen Tendenz der Erde erweitern.

Nach der modernen Struktur der Erdkruste befinden sich in den zentralen Teilen der Ozeane die Grenzen der Lithosphärenplatten Mittelozeanische Rücken mit Risszonen (Verwerfungen) entlang ihrer Achsen. Entlang der Peripherie der Ozeane, in den Übergangszonen zwischen den Kontinenten und dem Grund des Ozeanbeckens, geosynklinische mobile Gürtel mit gefalteten vulkanischen Inselbögen und Tiefwassergräben entlang ihrer äußeren Ränder. Für das Zusammenspiel von Lithosphärenplatten gibt es drei Möglichkeiten: Diskrepanz, oder Verbreitung; Kollision, begleitet, je nach Art der Kontaktplatten, von Subduktion, Eduktion oder Kollision; horizontal Unterhose eine Platte relativ zu einer anderen.

In Bezug auf das Problem der Entstehung von Ozeanen und Kontinenten ist anzumerken, dass es derzeit am häufigsten gelöst wird, indem die Fragmentierung der Erdkruste in eine Reihe von Platten erkannt wird, deren Trennung zur Bildung riesiger vom Ozean besetzter Vertiefungen führte Gewässer. Das Diagramm der geologischen Struktur des Meeresbodens ist in Abb. 1 dargestellt. 5.4. Das Schema der Magnetfeldumkehr von Meeresbodenbasalten zeigt erstaunliche Regelmäßigkeiten der symmetrischen Anordnung ähnlicher Formationen auf beiden Seiten der Ausbreitungszone und ihrer allmählichen Alterung in Richtung der Kontinente (Abb. 5.5). Nicht nur der Fairness halber nehmen wir die bestehende Meinung über das ausreichende Alter der Ozeane zur Kenntnis - Tiefseesedimente sowie Relikte der basaltischen Ozeankruste in Form von Ophiolithen sind in der geologischen Geschichte der Erde weit verbreitet für die letzten 2,5 Milliarden Jahre. Blöcke der alten ozeanischen Kruste und Lithosphäre, eingeprägt in ein tief untergetauchtes Fundament von Sedimentbecken - eine Art Versagen der Erdkruste, so S. V. Aplonov, zeugen von den nicht realisierten Möglichkeiten des Planeten - "gescheiterte Ozeane".

Reis. 5.4. Schema der geologischen Struktur des Bettes des Pazifischen Ozeans und seiner kontinentalen Umrahmung (nach A. A. Markushev, 1999): / - kontinentaler Vulkanismus (a- separate Vulkane, b - Trap-Felder); II - Inselvulkane und Kontinentalränder (a - unter Wasser, b- Boden); III- Vulkane von Unterwasserkämmen (a) und ozeanischen Inseln (b); IV- marginale Meeresvulkane (a - Unterwasser, b - Boden); v- Ausbreitungsstrukturen der Entwicklung des modernen Tholeiit-Basalt-Unterwasservulkanismus; VI- tiefe Wassergräben; VII- Lithosphärenplatten (Zahlen in Kreisen): 1 - Birmanisch; 2 - asiatisch; 3 - Nordamerikanisch; 4 - Südamerikanisch; 5 - Antarktis; 6 - Australier; 7- Salomo; 8- Bismarck; 9 - Philippinisch; 10 - Mariana; 11 -Juan de Fuca; 12 - Karibik; 13 - Kokosnuss; 14 - Nazca; 15 - Skoscha; 16 - Pazifik; VIII- die wichtigsten Vulkane und Fallenfelder: 1 - Bäcker; 2 - Lassen-Spitze; 3-5- Fallen {3 - Kolumbien, 4 - Patagonien, 5 - Mongolei); 6 - Drei Jungfrauen; 7 - Paricutin; 8 - Popocatepetl; 9 - Mont Pelé; 10 - Cotopaxi; 11 - Taravera; 12 - Kermadec; 13 - Maunaloa (hawaiianischer Archipel); 14- Krakatau; 75- Tal; 16- Fujiyama; 17 - Theologe; 18 - Katmai. Das Alter der Basalte wird anhand von Bohrdaten angegeben

Reis. 5.5. Alter (Millionen Jahre) des Atlantikbodens, bestimmt durch die magnetostratigraphische Skala (nach E. Zeibol und V. Berger, 1984)

Entstehung des modernen Erscheinungsbildes der Erde. BEIM Im Laufe der Erdgeschichte haben sich die Lage und Anordnung von Kontinenten und Ozeanen ständig verändert. Nach geologischen Daten haben sich die Kontinente der Erde viermal vereint. Die Rekonstruktion ihrer Entstehungsstadien in den letzten 570 Millionen Jahren (im Phanerozoikum) weist auf die Existenz des letzten Superkontinents hin - Pangäa mit einer ziemlich dicken, bis zu 30-35 km dicken kontinentalen Kruste, die sich vor 250 Millionen Jahren gebildet hat und in die sie zerbrach Gondwana, den südlichen Teil der Welt besetzen, und Laurasia, vereinigte die nördlichen Kontinente. Der Zusammenbruch von Pangäa führte zur Öffnung des Gewässers, zunächst in Form paläo-pazifisch Ozean und Ozean Tethys, und später (vor 65 Millionen Jahren) - moderne Ozeane. Wir beobachten jetzt, wie die Kontinente auseinanderdriften. Es ist schwer vorstellbar, wo sich die modernen Kontinente und Ozeane in der Zukunft befinden werden. Laut S. V. Aplonov ist es möglich, sie zum fünften Superkontinent zu vereinen, dessen Zentrum Eurasien sein wird. V. P. Trubitsyn glaubt, dass sich die Kontinente in einer Milliarde Jahren wieder am Südpol versammeln könnten.