Литосфера это земли

10 интересных фактов о Земле, которые вы, возможно, не знали

1. Твердь земной коры относительна. Поверхность планеты на самом деле состоит из литосферных плит, находящихся в постоянном движении. Тектонические плиты плавают на поверхности содержащейся в ядре Земли магмы. Именно тектоника несет ответственность за землетрясения, извержения вулканов, океанские впадины и собственно субдукцию, когда одна плита заходит под другую, в результате чего образуется новая земная твердь. А еще тектоника спасает Землю от парникового эффекта: организмы умирают и выделяют углекислый газ. Если бы они не поглощались землей, это привело бы к критической массе углекислого газа в атмосфере. Земля бы разогрелась и превратилась в ад.

2. Земля на самом деле не шар. Такое название для геометрической формы нашей планеты является научным консенсусом. В действительности Земля имеет форму сплюснутого шара – сжатого сфероида, или геоида. Сплюснута планета в направлении полюсов, а ее радиус в районе «талии» на 21 км больше. Этим, кстати, объясняется и другой интересный факт: величайшей горной вершиной в мире, с учетом формы Земли, является не Джомолунгма (или Эверест), как принято считать, а неактивный вулкан Чимборасо в Эквадоре.

3. Земля состоит из железа, кислорода и кремния. Если планету разделить по ее составу, выглядеть этот ряд будет так: 32,1 % железа, 30,1% кислорода, 15,1% кремния и 13,9% магния. При этом большая часть железа фактически находится в земном ядре – 88%. Что касается земной коры, то в ней больше всего кислорода – 47%.

4. 70% поверхности Земли не является землей. Это вода. Когда впервые люди посмотрели на Землю из космоса, именно тогда она получила свое второе имя – Голубая планета. Оставшиеся же 30% занимает так называемая континентальная кора со средней толщиной 35–45 км, доходящей до 75 км под горными массивами. Поднятие уровня Мирового океана, происходящее в результате глобального потепления и таяния ледников, – один из главных поводов для беспокойства человечества. Возможно, скоро процентное соотношение суши и воды придется пересмотреть.

5. Земная атмосфера простирается на расстояние до 10 тыс. км. Состоит атмосфера из нескольких слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы. На расстоянии до 50 км от поверхности она более плотная, и по мере удаления от нее плотность и давление уменьшаются. Фактически 75% земной атмосферы содержится в первых 11 км от поверхности планеты. Экзосфера – самый высокий слой – является «воротами» в космическое пространство, где атмосферы нет вообще. Экзосфера в основном состоит из водорода с очень низкой плотностью, гелия и ряда тяжелых молекул – азота, кислорода и углекислого газа.

6. Расплавленное «железное» ядро Земли создает магнитное поле. Оно называется магнитосферой. По сути, сама планета представляет собой большой магнит с полюсами. По мнению ученых, магнитное поле генерируется в расплавленном внешнем ядре Земли, где жара создает конвекционные движения проводящих материалов, генерирующих электрические токи. Без магнитосферы планете пришел бы конец. Солнечный ветер ударил бы по Земле напрямую, обрушив на нее огромное количество излучения. Именно истощение магнитного щита, по одной из версий, стало причиной гибели предположительно плодородного в прошлом Марса.

7. Вращение Земли вокруг своей оси на самом деле занимает не 24 часа. Полный оборот планеты занимает 23 часа, 56 минут и 4 секунды. Это и есть звездные сутки, как их называют астрономы. Мы можем решить, что в таком случае сутки на самом деле на 4 минуты короче, время это будет накапливаться, и спустя несколько месяцев день станет ночью, а ночь – днем. Но не стоит забывать, что Земля вращается вокруг Солнца. А само Солнце постоянно сдвигается со своей позиции примерно на один градус. Если эти два движения сложить, получится как раз 24 часа.

8. Длительность земного года составляет вовсе не 365 дней. Цифра эта в реальности выглядит так: 365,2564 дня. Эти дополнительные 0,2564 дня приводят к появлению раз в четыре года високосного года, в котором 366 дней. Исключением из этого правила является, если год делится на 100 (1900, 2100 и т. д.), и если он при этом не кратен 400 (1600, 2000 и т. д.).

9. Известно, что у Земли есть одна луна с незатейливым названием Луна. Это единственный спутник нашей планеты. По крайней мере официально. Между тем существуют астероиды, орбита которых схожа с орбитой Земли, – Круитни (3753 Cruithne) и 2002 AA29. Они принадлежат к классу астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ). Диаметр астероида Круитни составляет 5 км, и иногда его называют «второй луной». Несмотря на схожесть орбит, у Круитни свой уникальный путь вокруг Солнца. Диаметр 2002 AA29 составляет всего 60 м, и его орбита вокруг Земли имеет форму лошадиной подковы, каждые 95 лет приближая его к нашей планете. Примерно через 600 лет он может стать квазиспутником Земли, что, по мнению ученых, делает астероид перспективным для исследований.

10. Земля – единственная на сегодняшний день известная планета, на которой есть жизнь. Это так, несмотря на открытие воды и органических молекул на Марсе, аминокислот в космических туманностях, перспективы существования жизни под ледяной коркой луны Юпитера Европы или на сатурнианском Титане. Но если жизнь на других планетах есть, эксперименты и научная работа обязательно помогут ее найти. Например, NASA объявило о создании проекта NExSS. Его целью является обработка данных, присылаемых космическим телескопом «Кеплер» и другими схожими аппаратами, а также изучение экзопланет. Но, по сути, проект предназначен для поисков внеземной жизни. И все же, желая ученым удачи в поисках, пока приходится признавать, что Земля – единственное место, пригодное для жизни. И это самый главный факт в ее истории.

>
Литосфера >

Общая характеристика литосферы.

Термин «литосфера» был предложен в 1916 году Дж. Барреллом и вплоть до 60-х гг. двадцатого столетия выступал синонимом земной коры. Затем было доказано, что в состав литосферы входят также и верхние слои мантии мощностью до нескольких десятков километров.

В строении литосферы выделяются подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Мощность литосферы варьируется от 5 до 200 км. Под континентами толщина литосферы меняется от 25 км под молодыми горами, вулканическими дугами и континентальными рифтовыми зонами до 200 и более километров под щитами древних платформ. Под океанами литосфера более тонкая и достигает минимальной отметки в 5 км под срединно-океаническими хребтами, на периферии океана, постепенно утолщаясь, доходит до 100-километровой толщины. Наибольшей мощности литосфера достигает в наименее прогретых областях, наименьшей – в наиболее жарких.

По реакции на длительно действующие нагрузки в литосфере принято выделять верхний упругий и нижний пластичный слой. Также на разных уровнях в тектонически активных областях литосферы прослеживаются горизонты относительно пониженной вязкости, для которых характерны пониженные скорости сейсмических волн. Геологи не исключают возможности проскальзывания по этим горизонтам одних слоёв относительно других. Это явление получило название расслоенности литосферы.

Наиболее крупными элементами литосферы являются литосферные плиты с размерами в поперечнике 1–10 тыс. км. В настоящее время литосфера разделена на семь главных и несколько малых плит. Границы между плитами проводятся вдоль зон наибольшей сейсмической и вулканической активности.

Границы литосферы.

Верхняя часть литосферы граничит с атмосферой и гидросферой. Атмосфера, гидросфера и верхний слой литосферы находятся в прочной взаимосвязи и частично проникают друг в друга.

Нижняя граница литосферы располагается над астеносферой – слоем пониженной твёрдости, прочности и вязкости в верхней мантии Земли. Граница между литосферой и астеносферой нерезкая – переход литосферы в астеносферу характеризуется уменьшением вязкости, изменением скорости сейсмических волн и увеличением электропроводности. Все эти изменения происходят вследствие повышения температуры и частичного плавления вещества. Отсюда и основные методы определения нижней границы литосферы – сейсмологический и магнитотеллурический.

Строение литосферы.

В настоящее время в строении литосферы принято выделять земную кору (смотрите Земная кора в цифрах) и жесткую верхнюю часть мантии. Слои литосферы отделены друг от друга границей Мохоровича. Рассмотрим подробнее части, на которые разделена литосфера.

Земная кора. Строение и состав.

Земная кора – часть литосферы, самая верхняя из твердых оболочек Земли. На долю земной коры приходится 1% от общей массы Земли (см. Физические характеристики Земли в цифрах).

Строение земной коры различается на континентах и под океанами, а также в переходных областях.

Материковая земная кора имеет толщину 35-45 км, в горных областях до 80 км. Например, под Гималаями — свыше 75 км, под Западно-Сибирской низиной – 35-40 км, под Русской платформой – 30-35.

Материковая земная кора делится на слои:

— Осадочный слой – слой, покрывающий верхнюю часть континентальной земной коры. Состоит из осадочных и вулканических горных пород. Местами (преимущественно на щитах древних платформ) осадочный слой отсутствует.

— Гранитный слой – условное название для слоя, где скорость распространения продольных сейсмических волн не превышает 6,4 км/сек. Состоит из гранитов и гнейсов — метаморфических горных пород, главными минералами которых являются плагиоклаз, кварц и калиевый полевой шпат.

— Базальтовый слой — условное название для слоя, где скорость распространения продольных сейсмических волн находится в диапазоне 6,4 — 7,6 км/сек. Сложен базальтами, габбро (магматическая интрузивная горная порода основного состава) и очень сильно метаморфизованными осадочными породами.

Слои материковой земной коры могут быть смяты, разорваны и смещены по линии разрыва. Гранитный и базальтовый слои часто разделены поверхностью Конрада, которая характеризуется резким скачком скорости сейсмических волн.

Океаническая земная кора имеет толщину 5-10 км. Наименьшая толщина характерна для центральных районов океанов.

Океаническая земная кора делится на 3 слоя:

— Слой морских осадков – толщина менее 1 км. Местами отсутствует вовсе.

— Средний слой или «второй» — слой со скоростью распространения продольных сейсмических волн от 4 до 6 км/сек – толщина от 1 до 2,5 км. Состоит из серпентина и базальта, возможно, с примесью осадочных пород.

— Самый нижний слой или «океанический» – скорость распространения продольных сейсмических волн находится в диапазоне 6,4-7,0 км/сек. Сложен из габбро.

Выделяют также переходный тип земной коры. Он характерен для островно-дуговых зон на окраинах океанов, а также для некоторых участков материков, например, в районе Черного моря.

Земная поверхность в основном представлена равнинами континентов и океанического дна. Континенты окружены шельфом — мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной около 80 км, которая после резкого обрывчатого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, расположенные в основном в северной и западной частях Тихого океана.

Граница (поверхность) Мохоровичича

Нижняя граница земной коры проходит по границе (поверхности) Мохоровичича – зоне, в которой происходит резкий скачок скоростей сейсмических волн. Продольных с 6,7-7,6 км/сек до 7,9-8,2 км/сек., а поперечных – с 3,6-4,2 км/сек до 4,4-4,7 км/сек.

Для этой же области характерно резкое увеличение плотности вещества – с 2,9-3 до 3,1-3,5 т/м³. То есть на границе Мохоровичича менее упругий материал земной коры заменяется более упругим веществом верхней мантии.

Наличие поверхности Мохоровичича установлено для всего Земного шара на глубине 5-70 км. По всей видимости, данная граница разделяет слои с разным химическим составом.

Поверхность Мохоровичича повторяет рельеф земной поверхности, являясь его зеркальным отражением. Под океанами она выше, под континентами – ниже.

Поверхность (граница) Мохоровичича (сокращенно Мохо) открыта в 1909 году хорватским геофизиком и сейсмологом Андреем Мохоровичичем и названа в его честь.

Верхняя мантия

Верхняя мантия – нижняя часть литосферы, находящаяся под земной корой. Другое название верхней мантии – субстрат.

Скорость распространения продольных сейсмических волн около 8 км/сек.

Нижняя граница верхней мантии проходит на глубине 900 км (при делении мантии на верхнюю и нижнюю) или на глубине 400 км (при делении ее на верхнюю, среднюю и нижнюю).

Относительно состава верхней мантии однозначного ответа нет. Одни исследователи на основании изучения ксенолитов полагают, что верхняя мантия имеет оливин-пироксеновый состав. Другие считают, что вещество верхней мантии представлено гранатовыми перидотитами с примесью в верхней части эклогита.

Верхняя мантия не однородна по составу и строению. В ней наблюдаются зоны пониженных скоростей сейсмических волн, также наблюдаются различия в строении под разными тектоническими зонами.

Изостазия.

Явление изостазии было обнаружено при изучении силы тяжести у подножия горных массивов. Ранее считалось, что такие массивные сооружения, как, например, Гималаи, должны увеличивать силу притяжения Земли. Однако исследования, проведенные в середине 19 века, опровергли эту теорию – сила тяжести на поверхности всей земной поверхности остается одинаковой.

Было установлено, что крупные неровности рельефа компенсируются, уравновешиваются чем-то на глубине. Чем мощнее участок земной коры, тем глубже он погружен в вещество верхней мантии.

На основании сделанных открытий, ученые пришли к выводу, что земная кора стремится к уравновешенности за счет мантии. Это явления получило название изостазии.

Изостазия иногда может нарушиться из-за действия тектонических сил, но со временем земная кора все равно возвращается к равновесию.

На основе гравиметрических исследований было доказано, что большая часть земной поверхности находится в состоянии равновесия. Изучением явления изостазии на территории бывшего СССР занимался М.Е.Артемьев.

Наглядно проследить явление изостазии можно на примере ледников. Под тяжестью мощных ледниковых покровов четырех- и более километровой толщины земная кора под Антарктидой и Гренландией «просела», опустившись ниже уровня океана. В Скандинавии же и в Канаде, сравнительно недавно освободившихся от ледников, наблюдается поднятие земной коры.

Разрушение литосферы

В отличие от атмосферы и гидросферы, литосфера до недавнего времени считалась очень стабильной, мало подверженной каким-либо изменениям. Человечество воспринимало литосферу как огромный утилизатор, способный принять и переработать все наши отходы, в том числе и радиоактивные. Всё это привело к тому, что ещё одной характерной чертой современного экологического кризиса стало разрушение литосферы.

Значение литосферы трудно переоценить, так как именно она является материальным “фундаментом” биосферы. На основе горных пород формируются почвы, ландшафты, развиваются микробные, растительные и животные сообщества. Именно из литосферы происходит поступление веществ, необходимых для существования первичных продуцентов, которые, в свою очередь, являются основой трофических цепочек и всей пищевой пирамиды. Литосфера — это и среда обитания редуцентов, подготавливающих вещества мертвых организмов к их повторному круговороту. Кроме того, литосфера — это еще и место, где мы обитаем, тот субстрат, на котором формируются биологические сообщества и живет сам человек.

Нарушение (и разрушение) литосферы человеком нарастало по мере увеличения численности населения и его технической вооруженности. Рост народонаселения сопровождался расширением места его обитания. Строительство жилья, коммуникаций, дорог, создание новых сельскохозяйственных угодий вызвали изменения литосферы вширь. Индустриальное развитие человечества, сопровождавшееся интенсивной добычей полезных ископаемых (строительство шахт и бурение скважин), стремительным развитием энергетики (строительство крупных плотин, электростанций), возведением подземных коммуникаций (метро, подземные туннели через горы, реки и проливы), привело к разрушению литосферы вглубь.

Перечисленные выше инженерно-геологические процессы идут одновременно с природными процессами, но их интенсивность, концентрация и частота проявления существенно превышают аналогичные природные. Следствиями такого антропогенного вмешательства в литосферу явились резкие нарушения естественных геологических процессов: запустынивание территорий, нарушения естественного водного режима рек (засоление или заболачивание), а также эрозия почв, оползни, наведенная сейсмичность.

Техногенное разрушение литосферы усугубляется ее общим загрязнением (наряду с атмосферой и гидросферой), а также целенаправленным захоронением радиоактивных, токсичных и бытовых отходов. Наибольшую опасность представляет длительное загрязнение радионуклидами в ходе подземных ядерных испытаний.

Хотя большинство стран уже отказались от подобных испытаний оружия, к настоящему времени на полигонах и местах захоронения радиоактивных отходов накоплен мощный радиоактивный фон. Сегодня это привело к реальной угрозе проникновения радионуклидов в главнейшие водные артерии мира. Например, в результате испытаний на полигоне “Северном” (Красноярск-26) образовалась подземная радиоактивная линза, распространяющаяся грунтовыми водами со скоростью 300 м в год. До ближайшего притока Енисея 1800 м, следовательно, в перспективе нам следует ожидать глобального радиоактивного заражения всего Енисея. В Челябинске стратегический комбинат “Маяк” за время своего существования слил в озеро Карачай столько радиоактивных отходов, что сейчас загрязненное озеро уже невозможно спасти и поэтому его закрыли бетонными плитами. Но радиоактивное загрязнение распространяется с грунтовыми водами в сторону речушки Мишеляк со скоростью 80 м в год. Далее — Теча, Тобол, Обь, а затем Северный ледовитый океан. Отходы атомной энергетики, утилизируемые в литосферу, вообще представляют собой бомбу замедленного действия: возникшие в атомных реакторах радионуклиды цезия, стронция могут существовать 30 лет, плутония — 24 тыс. лет, а один из изотопов йода — до 16 млн лет. Они вечно будут отравлять существование человечества, и мы бессильны что-либо предпринять для решения этой проблемы.

“Безобидные” свалки бытовых отходов, на которых сегодня скапливается неутилизируемая пластмасса, — потенциальный источник сильных токсинов. Химическое загрязнение промышленными стоками подземных вод, а также механическое, термическое, электромагнитное воздействие на верхние горизонты земной коры внесли существенный вклад в общее загрязнение биосферы. Таким образом, промышленная деятельность человека привела к глобальному изменению литосферных процессов, поставив тем самым под угрозу основы существования биосферы вообще.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *