История и структура земной коры

Земля имеет концентрическое строение, ее внутренняя часть подразделяется на три основные оболочки, или геосферы: земную кору, мантию и ядро. Земная кора, или литосфера имеет наибольшую толщину под материками — 30-80 км, под океанами — 3-10 км. Под материками она состоит из трех слоев: наружного, или осадочного мощностью 2-5 км, среднего — гранитного — 15-35 км, нижнего — базальтового. Под океанами земная кора состоит только из базальтового слоя, перекрытого тонким слоем (до 1 км) донных отложений. В направлении от поверхности к центру Земли происходит увеличение плотности с 2,7 г/см³ до 12-17 г/см³ в центре ядра, температуры — от 600-1000°С в нижних слоях литосферы до 5000°С в ядерной части и давления — от 0,01 млн атмосфер в литосфере до 3,5 млн атмосфер в центре ядра. Источником тепла внутри Земли является, главным образом, распад радиоактивных элементов. Большие температуры в сочетании с высоким давлением обусловливают пластичность вещества внутри Земли при сохранении им свойств твердого тела. Предполагается наличие отдельных очагов силикатных сплавов (магмы). Практическому изучению доступна очень небольшая часть Земли. Самые глубокие скважины достигают глубины в пределах 10 км. Верхний слой литосферы представлен корой выветривания, которая подразделяется на древнюю — мощностью до 300-400 м и современную — мощностью в несколько метров или десятков метров. Верхний слой коры выветривания мощностью от нескольких см до 2-3 м представлен почвенным покровом, или педосферой. Литосфера сложена магматическими, метаморфическими и осадочными породами, состоящими из различных минералов. Химический состав литосферы на 99% представлен оксидами кремния, алюминия, железа, кальция, магния, натрия, калия и титана.

История земной коры. Общий возраст земного шара исчисляется величиной от 4-6 до 8-10 млрд лет. Процессы формирования литосферы земного шара продолжаются около 2,5 млрд лет, это время, когда начали формироваться осадочные породы и появилась жизнь на Земле. Появление первых лесов и формирование первых почв началось в девоне (табл. 1.1), примерно 300-400 млн лет назад. На большей части суши земного шара современный почвенный покров сформировался лишь во второй половине современного четвертичного геологического периода, или антропогена. Продолжительность антропогена исчисляется, примерно, 1,5-2 млн лет. Он подразделяется на ледниковый период — плейстоцен и послеледниковый — голоцен. Обширная территория России в ледниковую эпоху характеризовалась сменой ледниковых и межледниковых периодов. В европейской части России был развит мощный ледниковый щит, в Западной Сибири ледниковый покров был небольшой мощности, в Восточной Сибири покровное оледенение отсутствовало.

В ледниковый период огромный европейский ледниковый щит достигал более 2 км мощности, покрывая площадь 5,5 млн. квадратных километров. Ледники и образовавшиеся при таянии льдов водяные потоки проделывали большую геологическую работу и оставили после себя своеобразные ледниковые и водно-ледниковые отложения. При таянии ледников большое количество воды поступало в северные и южные моря, которые выходили из берегов, наступая на сушу (морские трансгрессии). При последующем отступлении на значительных площадях остались морские отложения. Доледниковый почвенный покров был смыт почти полностью. С момента исчезновения материковых льдов на территории России прошло всего 10-12 тыс. лет. Таким образом, возраст материнских пород и почв Русской равнины исчисляется величинами 10-12 тыс. лет.

Структура земной коры.На поверхности Земли выделяются материки и океанические впадины. На материках устанавливаются платформы и складчатые геосинклинальные системы. Платформы представляют собой древние, устойчивые участки земной коры, характеризуются двухъярусным строением. В основании залегает кристаллический или складчатый фундамент, который перекрыт сравнительно тонким слоем (2-5 км) осадочных пород. Примерами древних платформ являются Русская и Сибирская, которые испытывали только слабые вертикальные движения с весьма незначительной магматической деятельностью.

Складчатые системы — геосинклинали выделяются узкими полосами. Для них характерны интенсивные вертикальные движения земной коры и излияния магмы. Горные системы Кавказа, Памира и другие образовались на месте геосинклиналей. Современные геосинклинали прилегают к Охотскому и Японскому морям, к Малайскому архипелагу. Землетрясения и вулканическая деятельность на Камчатке и Курильских островах приурочена к современным геосинклиналям.

Поверхность литосферы граничит с атмосферой и гидросферой.