ЗЕМНАЯ КОРА

Земная кора — важнейший ресурс для человечества. Она содержит горючие полезные ископаемые (уголь, нефть, горючие сланцы), рудные (железо, алюминий, медь, олово и др.) и нерудные (фосфориты, апатиты и др.) полезные ископаемые.

Земная кора представляет собой верхний слой жесткой оболочки Земли — ее литосферы и отличается от подкоровых частей литосферы строением и химическим составом. Земная кора отделяется от подстилающей ее литосферной мантии границей Мохоровичича, на которой скорости распространения сейсмических волн скачком возрастают до 8,0-8,2 км/с.

Поверхность земной коры формируется за счет разнонаправленных воздействий тектонических движений, создающих неровности рельефа, денудации этого рельефа путем разрушения и выветривания слагающих его горных пород, и благодаря процесс сам осадконакопления. В результате постоянно формирующаяся и одновременно сглаживающаяся поверхность земной коры оказывается достаточно сложной. Максимальная контрастность рельефа наблюдается только в местах наибольшей современной тектонической активности Земли, например на активной континентальной окраине Южной Америки, где перепад уровней рельефа между Перуано-Чилийским глубоководным желобом и вершинами Анд достигает 16-17 км. Значительные контрасты высот (до 7-8 км) и большая расчлененность рельефа наблюдаются в современных зонах столкновения континентов, например в Альпийско-Гималайском складчатом поясе.

В обоих этих случаях предельные перепады высот рельефа
определяются не только интенсивностью тектонических деформаций земной коры и скоростью ее денудации, но и реологическими свойствами коровых пород, переходящих под влиянием избыточных и некомпенсированных напряжений в пластичное состояние. Поэтому крупные перепады рельефа в гравитационном поле Земли приводят к появлению избыточных напряжений, превышающих пределы пластичности пород, и к пластическому растеканию слишком крупных неровностей рельефа.

Более древние горные пояса, например герцинского возраста, такие, как Урал и Аппалачи, уже денудированы настолько, что перепады высот в них не превышают 1-2 км. Еще значительнее выровнены каледонские и тем более протерозойские складчатые зоны, часто практически совсем не выделяемые в рельефе. Вместе с тем в аккумулятивных депрессиях и впадинах Земли постоянно накапливаются осадочные толщи, погребая под собой формы рельефа коренных пород земной коры. .

Земная кора делится на океаническую (плотную и однородную) и континентальную (более легкую и гетерогенную по минеральному составу). Верхние слои состоят преимущественно из горных пород, которые образовывались в результате осаждения частиц, разрушенных ветром и водой. В них захоронены остатки окаменевших древних флоры и фауны. В пластах прослеживается история планеты. Осадочный слой достигает толщины 10—15 км, но покрывает не всю поверхность Земли, до 70 % всех его пород составляют глины. Кора состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев. Это деление условно из-за постоянных движений в литосфере. Среди пород океанического дна важна роль магматических глубинных пород, но их состав более однообразен, чем пород континентов. Геофизические методы исследования показали, что океаническая кора значительно тоньше, в ней нет гранитного, богатого кремнеземом и глиноземом, слоя, имеющегося в континентальной коре.

Возраст осадочных пород — важный параметр в эволюции планеты, как и ископаемые останки. Одноклеточные организмы (размером от 40 мкм до 1 мм) — радиолярии — появились в океанах около 500 млн лет назад, а 160 млн лет назад были распространены так же, как сейчас. Они занимают в океанах верхние горизонты, но их скелеты, состоящие из кремнезема, слаборастворимы,

и встречаются на всех глубинах. Кислотой из пород выделяют останки вымерших червеобразных, живших 570 — 200 млн лет назад. Исследуя их, удалось доказать, что разрезы более древних пород иногда залегают поверх молодых, т.е. большие скопления слоев могут перетасовываться. Расшифровать историю помогает и палеомагнетизм пород.

Химическая эволюция континентальной части земной коры проходила от основного, базальтового состава, характерного для океанического типа коры, к кислому, гранитному, и океаническая кора постепенно (примерно 2,5 млрд лет назад) превратилась в континентальную. Этому способствовало несколько факторов:

ü при формировании ядра планеты в одном из полушарий выделилось больше базальтов;

ü состав продуктов извержения вулканов менялся, изменяя толщину континентальной коры. Базальтовые магмы обогащались Si02, А1203, Fe203, Na20, соответственно уменьшая долю MgO, FeO, CaO;

ü начался мощный круговорот веществ, включающий переработку первичной коры под действием солнечной энергии, гравитации и всей биосферы.

Огромные массы земной континентальной коры прошли через состояние осадочных пород, были перемыты водой и изменились под действием многих компонент. Длительный круговорот воды вымывал из коры некоторые базальтовые элементы (наиболее растворимые Са++ , Mg++, Fe++), сохраняя малоподвижные типа Si02, А1203. Натрий попадал в океан в большом количестве, находился там в растворенном виде, но его значительная часть возвращалась в континентальную кору в виде осадков. Калий задерживался в тонкодисперсных глинах и растительных остатках, поэтому его больше в континентальной коре, чем в океанической.

В лабораторных условиях моделировали глобальные изменения только последнего геологического периода. Для изучения взаимодействия пар земных слоев изготовили двухслойные модели: лист резины толщиной 1,5 см залили тонким слоем (3—4 мм) легкоплавкого материала (воска или парафина), сцепляющегося с резиной. После остывания модели растянули домкратами. В верхнем слое резины появилась сеть трещин и возникла блоковая структура, характерная для верхнего слоя земной коры. При сильном измельчении от подложки отслоились мельчайшие «блоки», и дробление прекращали. Так проверили идею Вернадского об определенной организованности процессов в земной коре и энергонасыщенности геологической среды.