Что такое океаническая земная кора кратко

Обновлено: 03.07.2024

Толщина континентальной земной коры доходит до $75$ км. Она состоит из $3$-х слоёв. Верхний — осадочный , в котором преобладают осадочные породы. Гранитный слой состоит преимущественно из гранита и метаморфических горных пород. Базальтовый слой — из более плотных пород, плотность которых сравнима с базальтами.

Максимальная мощность океанической земная кора составляет $5$ км. Она сложена $2$-мя слоями. Верхний слой — осадочный , нижний слой — базальтовый . Гранитный слой в океанической земной коре отсутствует.

Мощность континентальной коры под равнинами составляет $30$– $50$ км, под горами — до $75$ км. Мощность океанической коры — от $5$ до $10$ км.

Кора существует и на некоторых других планетах Солнечной системы, но только у Земли она подразделяется на $2$ типа: континентальную и океаническую. На других планетах в большинстве случаев она состоит из базальтов.

Учёный-геофизик Андрия Мохоровичич , изучая данные о сильном землетрясении $1909$ года около города Загреб на Балканском полуострове, обратил внимание на то, что на глубине около $30$ км скорость сейсмических волн, распространившихся от землетрясения, резко увеличилась. Андрия предположил, что существует некая граница раздела земной коры и мантии. На ней происходит увеличение скоростей сейсмических волн из-за увеличения плотности вещества.

Андрия Мохоровичич ( $1857$– $1936$ ) — хорватский геофизик и сейсмолог. Андрия Мохоровичич родился $23$ января $1857$ года в городе Истрия (Хорватия). Долгое время преподавал метеорологию в Навигационном училище в Бакре и Загребе. С $1910$ года был директором Государственного управления метеорологической службы и обсерватории в Загребе. В $1909$ году открыл границу, разделяющую земную кору и мантию, эту поверхность позже назовут в его честь. Андрия также известен тем, что разработал методику регистрации землетрясений и сконструировал ряд геофизических приборов.

Отличительной чертой земной литосферы, связанной с феноменом глобальной тектоники нашей планеты, является наличие двух типов коры: материковой, слагающей континентальные массивы, и океанической. Они различаются составом, строением, мощностью и характером преобладающих тектонических процессов. Важная роль в функционировании единой динамичной системы, которую представляет собой Земля, принадлежит океанической коре. Для выяснения этой роли прежде всего необходимо обратиться к рассмотрению присущих ей особенностей.

Общая характеристика

Океанический тип коры образует крупнейшую геологическую структуру планеты – ложе океана. Эта кора имеет небольшую толщину – от 5 до 10 км (для сравнения, мощность коры континентального типа в среднем составляет 35–45 км и может достигать 70 км). Занимает она около 70% общей площади поверхности Земли, но по массе почти вчетверо уступает материковой коре. Средняя плотность пород близка к 2,9 г/см 3 , то есть выше, чем у материков (2,6–2,7 г/см 3 ).

В отличие от обособленных блоков материковой коры, океаническая представляет собой единую планетарную структуру, которая, однако, не является монолитной. Литосфера Земли расчленена на ряд подвижных плит, сформированных участками коры и подстилающей ее верхней мантии. Океанический тип коры присутствует на всех литосферных плитах; существуют плиты (например, Тихоокеанская или Наска), не имеющие континентальных массивов.

Тектоника плит и возраст коры

В океанической плите различают такие крупные структурные элементы, как стабильные платформы – талассократоны – и активные срединно-океанические хребты и глубоководные желоба. Хребты – это участки спрединга, или раздвигания плит и образования новой коры, а желоба – зоны субдукции, или поддвига одной плиты под край другой, где кора уничтожается. Таким образом, происходит непрерывное ее обновление, в результате чего возраст древнейшей коры данного типа не превышает 160–170 млн лет, то есть она сформировалась в юрском периоде.

С другой стороны, следует иметь в виду, что океанический тип появился на Земле раньше, чем континентальный (вероятно, на рубеже катархей - архей, около 4 млрд лет назад), и характеризуется гораздо более примитивным строением и составом.

Чем и как сложена земная кора под океанами

В настоящее время выделяют обычно три основных слоя океанической коры:

Осадочный. Образован он в основном карбонатными породами, частично – глубоководными глинами. Вблизи склонов материков, особенно у дельт крупных рек, присутствуют и терригенные осадки, поступающие в океан с суши. В этих районах мощность осадков может составлять несколько километров, но в среднем она невелика – около 0,5 км. Вблизи срединно-океанических хребтов осадки практически отсутствуют.
Базальтовый. Это излившиеся, как правило, под водой, лавы подушечного типа. Кроме того, к данному слою относят расположенный ниже сложный комплекс даек – особых интрузий – долеритового (то есть также базальтового) состава. Средняя толщина его 2–2,5 км.
Габбро-серпентинитовый. Сложен интрузивным аналогом базальта – габбро, а в нижней части – серпентинитами (метаморфизованными ультраосновными породами). Мощность этого слоя, согласно сейсмическим данным, достигает 5 км, а иногда и более. Подошва его отделена от подстилающей кору верхней мантии особой поверхностью раздела – границей Мохоровичича.

Строение океанической коры свидетельствует о том, что, по сути, это образование можно в некотором смысле рассматривать как дифференцированный верхний слой земной мантии, состоящий из ее раскристаллизованных пород, который перекрыт сверху тонким слоем морских осадков.

Понятно, почему в составе этой коры мало осадочных пород: они просто не успевают накопиться в значительных количествах. Разрастаясь от спрединговых зон в районах срединно-океанических хребтов благодаря поступлению горячего мантийного вещества в ходе конвекционного процесса, литосферные плиты как бы уносят океаническую кору все дальше от места формирования. Их увлекает горизонтальный участок все того же медленного, но мощного конвективного течения. В зоне субдукции плита (и кора в ее составе) погружается обратно в мантию уже как холодная часть этого потока. Значительная часть осадков при этом сдирается, сминается и в конечном счете идет на прирост коры материкового типа, то есть на сокращение площади океанов.

Океаническому типу коры присуще такое интересное свойство, как полосовые магнитные аномалии. Эти чередующиеся участки прямой и обратной намагниченности базальта параллельны зоне спрединга и располагаются симметрично по обе стороны от нее. Они возникают при кристаллизации базальтовой лавы, когда она приобретает остаточную намагниченность в соответствии с направлением геомагнитного поля в ту или иную эпоху. Поскольку оно многократно испытывало инверсии, направление намагниченности периодически менялось на противоположное. Данное явление используется при палеомагнитном геохронологическом датировании, а полвека назад оно послужило одним из самых веских аргументов в пользу правильности теории тектоники плит.

Океанический тип коры в круговороте вещества и в тепловом балансе Земли

Участвуя в процессах тектоники литосферных плит, океаническая кора является важным элементом долговременных геологических циклов. Таков, например, медленный мантийно-океанический круговорот воды. В мантии содержится очень много воды, и немалое количество ее поступает в океан при формировании базальтового слоя молодой коры. Но за время своего существования кора, в свою очередь, обогащается благодаря формированию осадочного слоя водой океанов, значительная доля которой, частично в связанном виде, уходит в мантию при субдукции. Аналогичные циклы действуют и для других веществ, например, для углерода.

Тектоника плит играет ключевую роль в энергетическом балансе Земли, обеспечивая медленный перенос тепла от горячих внутренних областей и теплоотдачу с поверхности. Притом известно, что за всю геологическую историю планета отдала до 90% тепла именно через тонкую кору под океанами. Если бы не работал этот механизм, Земля избавлялась бы от излишка тепла иным путем – возможно, подобно Венере, где, как предполагают многие ученые, происходило глобальное разрушение коры при прорыве на поверхность перегретого вещества мантии. Таким образом, значение океанической коры для функционирования нашей планеты в пригодном для существования жизни режиме также исключительно велико.

Верхняя твердая оболочка планеты – земная кора – ограничена поверхностью суши или дном Мирового океана. Имеет она и геофизическую границу, которой является раздел Мохо. Граница характеризуется тем, что здесь резко нарастают скорости сейсмических волн. Установил её в $1909$ г. хорватский ученый А. Мохоровичич ($1857$-$1936$).

Земную кору слагают осадочные, магматические и метаморфические горные породы, а по составу в ней выделяется три слоя. Горные породы осадочного происхождения, разрушенный материал которых переотложился в нижние слои и образовал осадочный слой земной коры, покрывает всю поверхность планеты. В некоторых местах он очень тонкий и, возможно, прерывается. В других местах он достигает мощности нескольких километров. Осадочными являются глина, известняк, мел, песчаник и др. Образуются они путем осаждения веществ в воде и на суше, лежат обычно пластами. По осадочным породам можно узнать о существовавших на планете природных условиях, поэтому геологи их называют страницами истории Земли. Осадочные породы подразделяются на органогенные, которые образуются путем накопления останков животных и растений и неорганогенные, которые в свою очередь подразделяются на обломочные и хемогенные.

Обломочные породы являются продуктом выветривания, а хемогенные – результат осаждения веществ, растворенных в воде морей и озер.

Магматические породы слагают гранитный слой земной коры. Образовались эти породы в результате застывания расплавленной магмы. На континентах мощность этого слоя $15$-$20$ км, он совсем отсутствует или очень сильно сокращается под океанами.

Магматическое вещество, но бедное кремнеземом слагает базальтовый слой, имеющий большой удельный вес. Слой этот хорошо развит в основании земной коры всех областей планеты.

Вертикальная структура и мощность земной коры различны, поэтому выделяют несколько её типов. По простой классификации существует океаническая и материковая земная кора.

Материковая земная кора

Материковая или континентальная кора отличается от океанической коры толщиной и устройством. Континентальная кора расположена под материками, но её край не совпадает с береговой линией. С точки зрения геологии настоящим материком является вся площадь сплошной материковой коры. Тогда получается, что геологические материки больше географических материков. Прибрежные зоны материков, называемые шельфом – это есть временно залитые морем части материков. Такие моря как Белое, Восточно-Сибирское, Азовское – расположены на материковом шельфе.

Готовые работы на аналогичную тему

В континентальной земной коре выделяются три слоя:

Верхний слой – осадочный;
Средний слой – гранитный;
Нижний слой – базальтовый.

Под молодыми горами такой тип коры имеет толщину$ 75$ км, под равнинами – до $45$ км, а под островными дугами – до $25$ км. Верхний осадочный слой материковой коры формируется глинистыми отложениями и карбонатами мелководных морских бассейнов и грубообломочными фациями в краевых прогибах, а также на пассивных окраинах континентов атлантического типа.

Вторгшаяся в трещины земной коры магма сформировала гранитный слой в составе которого есть кремнезем, алюминий и другие минералы. Толщина гранитного слоя может доходить до $25$ км. Слой этот очень древний и имеет солидный возраст – $3$ млрд. лет. Между гранитным и базальтовым слоем, на глубине до $20$ км, прослеживается граница Конрада. Она характеризуется тем, что скорость распространения продольных сейсмических волн здесь увеличивается, на $0,5$ км/сек.

Формирование базальтового слоя произошло в результате излияния на поверхность суши базальтовых лав в зонах внутриплитного магматизма. Базальты содержат больше железа, магния и кальция, поэтому они тяжелее гранита. В пределах этого слоя скорость распространения продольных сейсмических волн от $6,5$-$7,3$ км/сек. Там, где граница становится размытой, скорость продольных сейсмических волн растет постепенно.

Общая масса земной коры от массы всей планеты составляет всего $0,473$ %.

Одну из первых задач, связанную с определением состава верхней континентальной коры, взялась решать молодая наука геохимия. Так как кора состоит из множества самых разнообразных пород, эта задача была весьма сложной. Даже в одном геологическом теле состав пород может сильно варьироваться, а в разных районах могут быть распространены разные типы пород. Исходя из этого, задача заключалась в определении общего, среднего состава той части земной коры, которая на континентах выходит на поверхность. Эту первую оценку состава верхней земной коры сделал Кларк. Он работал сотрудником геологической службы США и занимался химическим анализом горных пород. В ходе многолетних аналитических работ, ему удалось обобщить результаты и рассчитать средний состав пород, который был близок к граниту. Работа Кларка подверглась жесткой критике и имела противников.

Вторую попытку по определению среднего состава земной коры предпринял В. Гольдшмидт. Он предположил, что двигающийся по континентальной коре ледник, может соскребать и смешивать выходящие на поверхность породы, которые в ходе ледниковой эрозии будут отлагаться. Они то и будут отражать состав средней континентальной коры. Проанализировав состав ленточных глин, которые во время последнего оледенения отлагались в Балтийском море, он получил результат, близкий к результату Кларка. Разные методы дали одинаковые оценки. Геохимические методы подтверждались. Этими вопросами занимались, и широкое признание получили оценки Виноградова, Ярошевского, Ронова и др.

Океаническая земная кора

Океаническая кора расположена там, где глубина моря больше $ 4$ км, а это значит, что она занимает не все пространство океанов. Остальная площадь покрыта корой промежуточного типа. Кора океанического типа устроена не так, как континентальная кора, хотя тоже разделяется на слои. В ней практически совсем отсутствует гранитный слой, а осадочный очень тонкий и имеет мощность менее $1$ км. Второй слой пока еще неизвестен, поэтому его называют просто вторым слоем. Нижний, третий слой – базальтовый. Базальтовые слои континентальной и океанической коры похожи скоростями сейсмических волн. Базальтовый слой в океанической коре преобладает. Как говорит теория тектоники плит, океаническая кора постоянно формируется в срединно-океанических хребтах, потом она от них отходит и в областях субдукции поглощается в мантию. Это свидетельствует о том, что океаническая кора является относительно молодой. Наибольшее количество зон субдукции характерно для Тихого океана, где с ними связаны мощные моретрясения.

Субдукция – это опускание горной породы с края одной тектонической плиты в полурасплавленную астеносферу

В том случае, когда верхней плитой является континентальная плита, а нижней – океаническая – образуются океанические желоба.
Её толщина в разных географических зонах варьируется от $5$-$7$ км. С течением времени толщина океанической коры практически не изменяется. Связано это с количеством расплава, выделяющегося из мантии в срединно-океанических хребтах и толщиной осадочного слоя на дне океанов и морей.

Осадочный слой океанической коры небольшой и редко превышает толщину в $0,5$ км. Состоит он из песка, отложений останков животных и осажденных минералов. Карбонатные породы нижней части на большой глубине не обнаруживаются, а на глубине больше $4,5$ км карбонатные породы замещаются красными глубоководными глинами и кремнистыми илами.

Базальтовые лавы толеитового состава сформировали в верхней части базальтовый слой, а ниже лежит дайковый комплекс.

Дайки – это каналы, по которым базальтовая лава изливается на поверхность

Базальтовый слой в зонах субдукции превращается в экголиты, которые погружаются в глубину, потому что имеют большую плотность окружающих мантийных пород. Их масса составляет около $7$ % от массы всей мантии Земли. В пределах базальтового слоя скорость продольных сейсмических волн составляет $6,5$-$7$ км/сек.

Средний возраст океанической коры составляет $100$ млн. лет, в то время как самые старые её участки имеют возраст $156$ млн. лет и располагаются во впадине Пиджафета в Тихом океане. Сосредоточена океаническая кора не только в пределах ложа Мирового океана, она может быть и в закрытых бассейнах, например, северная впадина Каспийского моря. Океаническая земная кора имеет общую площадь $306$ млн. км кв.

Цвета указывают на возраст океанической коры, причем более красный цвет указывает на более молодой возраст, а более синий - на более старый возраст. Линии обозначают границы тектонических плит.

В Океаническая кора самый верхний слой океанической части тектоническая плита. Он состоит из верхней океанической коры с подушка лава и дамба комплекс, и нижняя океаническая кора, состоящий из троктолит, габбро и ультраосновной накапливает. [1] [2] Корка покрывает затвердевший и самый верхний слой пласта. мантия. Кора и твердый слой мантии вместе составляют океанический литосфера.

Океаническая кора в основном состоит из мафический скалы, или сима, который богат железом и магнием. Это тоньше чем Континентальный разлом, или же сиал, как правило, толщиной менее 10 километров; однако он более плотный, имея среднюю плотность около 3,0 граммы на кубический сантиметр, в отличие от континентальной коры, которая имеет плотность около 2,7 грамма на кубический сантиметр. [3] [4]

Верхняя кора является результатом охлаждения магмы, происходящей из мантия материал под пластиной. Магма закачивается в центр спрединга, который состоит в основном из частично затвердевшего хрустальная каша возникшие в результате более ранних инъекций, образуя линзы магмы, которые являются источником обшитые дамбами которые питают вышележащие подушки лавы. [5] Поскольку лава остывает, она в большинстве случаев химически модифицирована морской водой. [6] Эти извержения происходят в основном на срединно-океанических хребтах, но также и в отдельных горячих точках, а также в редких, но мощных явлениях, известных как паводковый базальт высыпания. Но большинство магма кристаллизуется на глубине, в пределах нижняя океаническая кора. Здесь недавно вторгшаяся магма может смешиваться и реагировать с уже существующей кристаллической массой и горными породами. [7]

Содержание

Сочинение

Хотя полный разрез океанической коры еще не пробурен, у геологов есть несколько свидетельств, которые помогают им понять дно океана. Оценки состава основаны на анализе офиолиты (участки океанической коры, надвинутые и сохранившиеся на континентах), сравнения сейсмическая структура океанической коры с лабораторными определениями сейсмических скоростей в известных типах горных пород, а также образцы, извлеченные со дна океана подводные аппараты, дноуглубительные работы (особенно из гребень гребни и зоны разлома) и бурение. [8] Океаническая кора значительно проще континентальной и обычно может быть разделена на три слоя. [9] В соответствии с физика минералов По экспериментам, при более низких мантийных давлениях океаническая кора становится плотнее окружающей мантии. [10]

Слой 1 в среднем имеет толщину 0,4 км. Он состоит из неконсолидированных или полуконсолидированных отложения, обычно тонкие или даже не присутствующие рядом с срединно-океанические хребты но дальше от гребня утолщается. [11] Вблизи континентальной окраины отложения терригенный, то есть получено с суши, в отличие от глубоководных отложений, которые снаряды морских организмов, обычно известковых и кремнистых, или он может состоять из вулканического пепла и терригенного переносимые отложения к токи мутности. [12]
Слой 2 можно разделить на две части: слой 2А - верхний вулканический слой толщиной 0,5 км от стеклообразного до мелкокристаллического базальт обычно в виде подушка базальтовая, а слой 2Б - толщиной 1,5 км, сложенный диабаздамбы. [13]
Слой 3 образуется при медленном охлаждении магма под поверхностью и состоит из крупнозернистых габбро и накапливатьультраосновной горные породы. [14] Он составляет более двух третей объема океанической коры с толщиной почти 5 км. [15]

Геохимия

Самый объемный вулканические породы дна океана - базальты срединно-океанических хребтов, образованные из низко-калий толеитовые магмы. Эти породы имеют низкие концентрации крупных ионов. литофил элементы (LILE), легкие редкоземельные элементы (LREE), летучие элементы и другие высокоэффективные несовместимые элементы. Встречаются базальты, обогащенные несовместимыми элементами, но они редки и связаны со срединно-океаническим хребтом. горячие точки например, окружение Галапагосские острова, то Азорские острова и Исландия. [16]

Жизненный цикл

Океаническая кора постоянно создается на срединно-океанических хребтах. В качестве тарелки на этих хребтах расходятся, магма поднимается в верхнюю мантию и кору. По мере удаления от хребта литосфера становится холоднее и плотнее, а на ее поверхности постепенно накапливается осадок. Самая молодая океаническая литосфера находится у океанических хребтов, и она постепенно стареет по мере удаления от хребтов. [18]

По мере того, как мантия поднимается, она охлаждается и тает, когда давление понижается, и она пересекает солидус. Количество производимого расплава зависит только от температуры мантии при ее повышении. Следовательно, большая часть океанической коры имеет одинаковую толщину (7 ± 1 км). Очень медленно распространяющиеся гребни ( −1 половинная скорость) образуют более тонкую кору (толщиной 4–5 км), так как мантия имеет шанс остыть при апвеллинге, и поэтому она пересекает солидус и тает на меньшей глубине, тем самым образуя меньше расплава и более тонкую кору. Примером этого является Гаккель Ридж под Арктический океан. Толстая корка выше среднего - выше перья поскольку мантия более горячая и, следовательно, она пересекает солидус и тает на большей глубине, создавая больше плавления и более толстую кору. Примером этого является Исландия имеющий толщину коры ~ 20 км. [19]

Возраст океанической коры можно использовать для оценки (термической) толщины литосферы, где молодая океаническая кора не успела охладить мантию под ней, в то время как более старая океаническая кора имеет более толстую мантийную литосферу под собой. [20] Океаническая литосфера подчиняет в том, что известно как сходящиеся границы. Эти границы могут существовать между океанической литосферой на одной плите и океанической литосферой на другой или между океанической литосферой на одной плите и континентальной литосферой на другой. Во второй ситуации океаническая литосфера всегда подчиняет потому что континентальная литосфера менее плотная. Процесс субдукции поглощает более древнюю океаническую литосферу, поэтому возраст океанической коры редко превышает 200 миллионов лет. [21] Процесс формирования и разрушения суперконтинента посредством повторяющихся циклов создания и разрушения океанической коры известен как Цикл Вильсона.

Самая старая крупномасштабная океаническая кора находится на западе Тихоокеанский регион и северо-запад Атлантический - оба примерно 180-200 миллионов лет. Однако части восточного Средиземное море являются остатками гораздо более старых Океан Тетисвозрастом от 270 до 340 миллионов лет. [22] [23] [24]

Магнитные аномалии

Океаническая кора показывает узор магнитных линий, параллельных океанским хребтам, застывшим в базальт. Симметричный узор из положительных и отрицательных магнитных линий исходит от срединно-океанического хребта. [25] Новая порода образована магмой в срединно-океанических хребтах, и дно океана простирается от этой точки. Когда магма остывает, образуя скалу, его магнитная полярность совпадает с текущим положением магнитных полюсов Земли. Затем новая магма вытесняет старую остывшую магму с гребня. В результате этого процесса образуются параллельные участки океанической коры с переменной магнитной полярностью.

Читайте также: