Die Dicke der ozeanischen Kruste. Ozeanische Kruste: grundlegende Eigenschaften, Struktur und globale geologische Rolle. Äußere Sphären des Globus

- auf die Landoberfläche oder den Grund der Ozeane beschränkt. Es hat auch eine geophysikalische Grenze, die der Abschnitt ist Moho. Die Grenze zeichnet sich dadurch aus, dass hier seismische Wellengeschwindigkeiten stark ansteigen. Es wurde für 1909 $ von einem kroatischen Wissenschaftler installiert A. Mohorović ($1857$-$1936$).

Die Erdkruste ist aufgebaut sedimentär, magmatisch und metamorph rockt und kompositorisch heraussticht drei Schichten. Gesteine ​​sedimentären Ursprungs, deren zerstörtes Material in den unteren Schichten wieder abgelagert und gebildet wurde Sedimentschicht der Erdkruste, bedeckt die gesamte Oberfläche des Planeten. An einigen Stellen ist es sehr dünn und kann unterbrochen sein. An anderen Stellen erreicht er eine Mächtigkeit von mehreren Kilometern. Sedimentär sind Ton, Kalkstein, Kreide, Sandstein usw. Sie entstehen durch Sedimentation von Stoffen im Wasser und an Land, sie liegen meist in Schichten. Aus Sedimentgestein können Sie etwas über die natürlichen Bedingungen erfahren, die auf dem Planeten existierten, wie Geologen sie nennen Seiten der Erdgeschichte. Sedimentgesteine ​​werden unterteilt in organogen, die durch die Anhäufung von Tier- und Pflanzenresten gebildet werden und nicht organogen, die weiter unterteilt werden in klastisch und chemogen.

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klastisch Felsen sind das Produkt der Verwitterung, und chemogen- das Ergebnis der Ausfällung von im Wasser der Meere und Seen gelösten Stoffen.

Eruptivgesteine ​​bilden Granit Schicht der Erdkruste. Diese Gesteine ​​sind als Ergebnis der Erstarrung von geschmolzenem Magma entstanden. Auf den Kontinenten beträgt die Dicke dieser Schicht $15$-$20$ km, sie fehlt vollständig oder ist unter den Ozeanen stark reduziert.

Eruptive Materie, aber arm an Kieselsäure Basalt Schicht mit hohem spezifischem Gewicht. Diese Schicht ist an der Basis der Erdkruste aller Regionen des Planeten gut entwickelt.

Die vertikale Struktur und Dicke der Erdkruste sind unterschiedlich, daher werden mehrere Arten davon unterschieden. Nach einer einfachen Klassifizierung gibt es ozeanisch und kontinental Erdkruste.

kontinentale Kruste

Kontinentale oder kontinentale Kruste unterscheidet sich von ozeanischer Kruste Dicke und Gerät. Die kontinentale Kruste befindet sich unter den Kontinenten, aber ihr Rand fällt nicht mit der Küstenlinie zusammen. Aus geologischer Sicht ist der eigentliche Kontinent der gesamte Bereich der zusammenhängenden kontinentalen Kruste. Dann stellt sich heraus, dass die geologischen Kontinente größer sind als die geografischen Kontinente. Küstengebiete der Kontinente, genannt Regal- Dies sind Teile der Kontinente, die vorübergehend vom Meer überflutet werden. Auf dem Festlandsockel befinden sich Meere wie das Weiße, Ostsibirische und das Asowsche Meer.

Es gibt drei Schichten in der kontinentalen Kruste:

  • Die obere Schicht ist sedimentär;
  • Die mittlere Schicht ist Granit;
  • Die unterste Schicht ist Basalt.

Unter jungen Bergen hat diese Art von Kruste eine Dicke von 75 $ km, unter Ebenen bis zu 45 $ km und unter Inselbögen bis zu 25 $ km. Die obere Sedimentschicht der kontinentalen Kruste wird von Tonablagerungen und Karbonaten flacher Meeresbecken und grober klastischer Fazies in Randtälern sowie an den passiven Rändern atlantischer Kontinente gebildet.

Magma, das in die Risse in der Erdkruste eindrang, bildete sich Granitschicht das Kieselsäure, Aluminium und andere Mineralien enthält. Die Dicke der Granitschicht kann bis zu $25$ km betragen. Diese Schicht ist sehr alt und hat ein solides Alter von 3 Milliarden Jahren. Zwischen den Granit- und Basaltschichten gibt es in einer Tiefe von bis zu $20$ km eine Grenze Konrad. Es zeichnet sich dadurch aus, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Longitudinalwellen hier um $0,5$ km/sec zunimmt.

Formation Basalt Schicht entstand als Folge des Ausströmens von Basaltlava auf die Landoberfläche in Zonen mit Magmatismus innerhalb der Platte. Basalte enthalten mehr Eisen, Magnesium und Kalzium und sind daher schwerer als Granit. Innerhalb dieser Schicht beträgt die Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Longitudinalwellen 6,5 bis 7,3 $ km/s. Wo die Grenze unscharf wird, nimmt die Geschwindigkeit seismischer Longitudinalwellen allmählich zu.

Bemerkung 2

Die Gesamtmasse der Erdkruste der Masse des gesamten Planeten beträgt nur $0,473$%.

Eine der ersten Aufgaben im Zusammenhang mit der Bestimmung der Zusammensetzung oberen Kontinental Rinde, verpflichtete sich die junge Wissenschaft zu lösen Geochemie. Da die Rinde aus den unterschiedlichsten Gesteinen besteht, war diese Aufgabe sehr schwierig. Selbst in einem geologischen Körper kann die Gesteinszusammensetzung stark variieren und in verschiedenen Gebieten können verschiedene Gesteinsarten vorkommen. Darauf aufbauend galt es, die allgemeinen, durchschnittliche Zusammensetzung der Teil der Erdkruste, der auf den Kontinenten an die Oberfläche kommt. Diese erste Schätzung der Zusammensetzung der oberen Kruste wurde von gemacht Klar. Er arbeitete als Angestellter des US Geological Survey und beschäftigte sich mit der chemischen Analyse von Gesteinen. Im Laufe der langjährigen analytischen Arbeit gelang es ihm, die Ergebnisse zusammenzufassen und die durchschnittliche Zusammensetzung der Gesteine ​​zu berechnen, die in der Nähe lag zu Granit. Arbeit Klar wurde scharf kritisiert und hatte Gegner.

Der zweite Versuch, die durchschnittliche Zusammensetzung der Erdkruste zu bestimmen, wurde von gemacht W. Goldschmidt. Er schlug vor, sich entlang der kontinentalen Kruste zu bewegen Gletscher, kann freigelegte Felsen kratzen und mischen, die während der Gletschererosion abgelagert würden. Sie spiegeln dann die Zusammensetzung der mittelkontinentalen Kruste wider. Nach Analyse der Zusammensetzung von Bändertonen, die während der letzten Eiszeit in abgelagert wurden Ostsee, bekam er ein Ergebnis nahe dem Ergebnis Klar. Unterschiedliche Methoden ergaben die gleichen Ergebnisse. Geochemische Methoden wurden bestätigt. Diese Probleme wurden angesprochen, und die Bewertungen fanden breite Anerkennung. Vinogradov, Yaroshevsky, Ronov und andere.

Ozeanische Kruste

Ozeanische Kruste befindet sich dort, wo die Meerestiefe mehr als 4 $ km beträgt, was bedeutet, dass es nicht den gesamten Raum der Ozeane einnimmt. Der Rest der Fläche ist mit Rinde bedeckt Zwischentyp. Die ozeanische Kruste ist nicht wie die kontinentale Kruste organisiert, obwohl sie ebenfalls in Schichten unterteilt ist. Es hat fast keine Granitschicht, während das sedimentäre sehr dünn ist und eine Mächtigkeit von weniger als $1$ km hat. Die zweite Schicht ist still Unbekannt, so heißt es einfach zweite Schicht. Untere dritte Schicht Basalt. Die Basaltschichten der kontinentalen und ozeanischen Kruste weisen ähnliche seismische Wellengeschwindigkeiten auf. Die Basaltschicht in der ozeanischen Kruste überwiegt. Nach der Theorie der Plattentektonik bildet sich die ozeanische Kruste ständig in den mittelozeanischen Rücken, bewegt sich dann von ihnen weg und in Gebiete Subduktion in den Mantel aufgenommen. Dies weist darauf hin, dass die ozeanische Kruste relativ ist jung. Die größte Anzahl von Subduktionszonen ist typisch für Pazifik See wo starke Seebeben damit verbunden sind.

Bestimmung 1

Subduktion- Dies ist das Absenken von Gestein vom Rand einer tektonischen Platte in eine halbgeschmolzene Asthenosphäre

Wenn die obere Platte eine Kontinentalplatte und die untere eine Ozeanplatte ist, Meeresgräben.
Seine Mächtigkeit variiert in verschiedenen geografischen Gebieten zwischen 5$ und 7$ km. Im Laufe der Zeit ändert sich die Dicke der ozeanischen Kruste praktisch nicht. Dies ist auf die Menge an Schmelze zurückzuführen, die aus dem Mantel in den mittelozeanischen Rücken freigesetzt wird, und auf die Dicke der Sedimentschicht am Grund der Ozeane und Meere.

Sedimentschicht Die ozeanische Kruste ist klein und überschreitet selten eine Dicke von $0,5$ km. Es besteht aus Sand, Ablagerungen von Tierresten und ausgefällten Mineralien. Karbonatgesteine ​​des unteren Teils werden nicht in großen Tiefen gefunden, und in einer Tiefe von mehr als 4,5 $ km werden Karbonatgesteine ​​​​durch roten Tiefseeton und kieselsäurehaltigen Schluff ersetzt.

Im oberen Teil bildeten sich Basaltlavas mit Tholeiit-Zusammensetzung Basaltschicht, und darunter liegt Deichkomplex.

Bestimmung 2

Deiche- Dies sind Kanäle, durch die Basaltlava an die Oberfläche fließt

Basaltschicht in Zonen Subduktion verwandelt sich in Ekgolithen, die in die Tiefe abtauchen, weil sie eine hohe Dichte an umgebendem Mantelgestein aufweisen. Ihre Masse beträgt etwa $7$% der Masse des gesamten Erdmantels. Innerhalb der Basaltschicht beträgt die Geschwindigkeit seismischer Längswellen 6,5 bis 7 $ km/s.

Das Durchschnittsalter der ozeanischen Kruste beträgt 100 Millionen US-Dollar Jahre, während ihre ältesten Abschnitte 156 Millionen US-Dollar Jahre alt sind und sich im Becken befinden Pijafeta im Pazifischen Ozean. Die ozeanische Kruste konzentriert sich nicht nur innerhalb des Weltozeanbodens, sie kann sich auch in geschlossenen Becken befinden, zum Beispiel im nördlichen Becken des Kaspischen Meeres. ozeanisch Die Erdkruste hat eine Gesamtfläche von 306 $ Millionen Quadratkilometern.

Ein charakteristisches Merkmal der Evolution der Erde ist die Differenzierung der Materie, deren Ausdruck die Schalenstruktur unseres Planeten ist. Die Lithosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre und Biosphäre bilden die Haupthüllen der Erde, die sich in chemischer Zusammensetzung, Kraft und Aggregatzustand unterscheiden.

Der innere Aufbau der Erde

Die chemische Zusammensetzung der Erde(Abb. 1) ähnelt der Zusammensetzung anderer erdähnlicher Planeten wie Venus oder Mars.

Im Allgemeinen überwiegen Elemente wie Eisen, Sauerstoff, Silizium, Magnesium und Nickel. Der Gehalt an leichten Elementen ist gering. Die durchschnittliche Dichte der Materie der Erde beträgt 5,5 g/cm 3 .

Es gibt nur sehr wenige verlässliche Daten über den inneren Aufbau der Erde. Betrachten Sie Abb. 2. Es zeigt die innere Struktur der Erde. Die Erde besteht aus Erdkruste, Erdmantel und Erdkern.

Reis. 1. Die chemische Zusammensetzung der Erde

Reis. 2. Die innere Struktur der Erde

Kern

Kern(Abb. 3) befindet sich im Erdmittelpunkt, sein Radius beträgt etwa 3,5 Tausend km. Die Kerntemperatur erreicht 10.000 K, d. H. Sie ist höher als die Temperatur der äußeren Schichten der Sonne, und ihre Dichte beträgt 13 g / cm 3 (vergleiche: Wasser - 1 g / cm 3). Der Kern besteht vermutlich aus Legierungen von Eisen und Nickel.

Der äußere Kern der Erde hat eine größere Kraft als der innere Kern (Radius 2200 km) und befindet sich in einem flüssigen (geschmolzenen) Zustand. Der innere Kern steht unter enormem Druck. Die Substanzen, aus denen es besteht, befinden sich in einem festen Zustand.

Mantel

Mantel- die Geosphäre der Erde, die den Kern umgibt und 83 % des Volumens unseres Planeten ausmacht (siehe Abb. 3). Seine untere Grenze liegt in einer Tiefe von 2900 km. Der Mantel ist in einen weniger dichten und plastischen oberen Teil (800-900 km) unterteilt, von dem aus Magma(übersetzt aus dem Griechischen bedeutet "dicke Salbe"; dies ist die geschmolzene Substanz des Erdinneren - eine Mischung aus chemischen Verbindungen und Elementen, einschließlich Gasen, in einem speziellen halbflüssigen Zustand); und eine kristalline untere, etwa 2000 km dick.

Reis. 3. Aufbau der Erde: Kern, Mantel und Erdkruste

Erdkruste

Erdkruste - die äußere Hülle der Lithosphäre (siehe Abb. 3). Seine Dichte ist ungefähr zweimal geringer als die durchschnittliche Dichte der Erde - 3 g/cm 3 .

Trennt die Erdkruste vom Mantel Grenze Mohorović(wird oft als Moho-Grenze bezeichnet), die durch einen starken Anstieg der seismischen Wellengeschwindigkeiten gekennzeichnet ist. Es wurde 1909 von einem kroatischen Wissenschaftler installiert Andrey Mohorovichich (1857- 1936).

Da die im obersten Teil des Mantels ablaufenden Prozesse die Bewegung der Materie in der Erdkruste beeinflussen, werden sie unter dem Oberbegriff zusammengefasst Lithosphäre(Steinschale). Die Mächtigkeit der Lithosphäre variiert zwischen 50 und 200 km.

Darunter befindet sich die Lithosphäre Asthenosphäre- weniger hart und weniger viskos, aber eher plastische Schale mit einer Temperatur von 1200 °C. Es kann die Moho-Grenze überschreiten und in die Erdkruste eindringen. Die Asthenosphäre ist die Quelle des Vulkanismus. Es enthält Taschen aus geschmolzenem Magma, das in die Erdkruste eingebracht oder auf die Erdoberfläche gegossen wird.

Die Zusammensetzung und Struktur der Erdkruste

Im Vergleich zu Mantel und Kern ist die Erdkruste eine sehr dünne, harte und spröde Schicht. Es besteht aus einer leichteren Substanz, die derzeit etwa 90 natürliche chemische Elemente enthält. Diese Elemente sind in der Erdkruste nicht gleichermaßen vertreten. Sieben Elemente – Sauerstoff, Aluminium, Eisen, Kalzium, Natrium, Kalium und Magnesium – machen 98 % der Masse der Erdkruste aus (siehe Abbildung 5).

Eigenartige Kombinationen chemischer Elemente bilden verschiedene Gesteine ​​und Mineralien. Die ältesten von ihnen sind mindestens 4,5 Milliarden Jahre alt.

Reis. 4. Die Struktur der Erdkruste

Reis. 5. Die Zusammensetzung der Erdkruste

Mineral ist in seiner Zusammensetzung und seinen Eigenschaften ein relativ homogener natürlicher Körper, der sowohl in der Tiefe als auch an der Oberfläche der Lithosphäre gebildet wird. Beispiele für Mineralien sind Diamant, Quarz, Gips, Talk usw. (Eine Beschreibung der physikalischen Eigenschaften verschiedener Mineralien finden Sie in Anhang 2.) Die Zusammensetzung der Erdminerale ist in Abb. 1 dargestellt. 6.

Reis. 6. Allgemeine mineralische Zusammensetzung der Erde

Felsen bestehen aus Mineralien. Sie können aus einem oder mehreren Mineralien bestehen.

Sedimentgestein - Ton, Kalkstein, Kreide, Sandstein usw. - gebildet durch die Ausfällung von Stoffen in der aquatischen Umwelt und an Land. Sie liegen in Schichten. Geologen nennen sie Seiten der Erdgeschichte, weil sie etwas über die natürlichen Bedingungen erfahren können, die in der Antike auf unserem Planeten existierten.

Unter den Sedimentgesteinen werden organogene und anorganische (detritale und chemogene) unterschieden.

Organogen Gesteine ​​entstehen durch die Anhäufung von Tier- und Pflanzenresten.

Klastische Gesteine entstehen durch Verwitterung, die Bildung von Zerstörungsprodukten zuvor gebildeter Gesteine ​​mit Hilfe von Wasser, Eis oder Wind (Tabelle 1).

Tabelle 1. Klastische Gesteine ​​in Abhängigkeit von der Größe der Fragmente

Rassename

Größe des Bummer Con (Partikel)

Über 50cm

5 mm - 1 cm

1 mm - 5 mm

Sand und Sandsteine

0,005 mm - 1 mm

Weniger als 0,005 mm

Chemogen Gesteine ​​entstehen durch Sedimentation aus dem Wasser der Meere und Seen von darin gelösten Stoffen.

In der Dicke der Erdkruste bildet sich Magma Magmatische Gesteine(Abb. 7), wie Granit und Basalt.

Sediment- und Eruptivgesteine ​​unterliegen, wenn sie unter dem Einfluss von Druck und hohen Temperaturen in große Tiefen eingetaucht werden, erheblichen Veränderungen und verwandeln sich in Metaphorische Felsen. So wird beispielsweise aus Kalkstein Marmor, aus Quarzsandstein Quarzit.

In der Struktur der Erdkruste werden drei Schichten unterschieden: Sediment, "Granit", "Basalt".

Sedimentschicht(siehe Abb. 8) wird hauptsächlich von Sedimentgesteinen gebildet. Tone und Schiefer überwiegen hier, Sand-, Karbonat- und Vulkangesteine ​​sind weit verbreitet. In der Sedimentschicht gibt es Ablagerungen von solchen Mineral, wie Kohle, Gas, Öl. Alle sind biologischen Ursprungs. Zum Beispiel ist Kohle ein Produkt der Umwandlung von Pflanzen der Antike. Die Dicke der Sedimentschicht ist sehr unterschiedlich - von völliger Abwesenheit in einigen Landgebieten bis zu 20-25 km in tiefen Senken.

Reis. 7. Klassifizierung von Gesteinen nach Herkunft

Schicht „Granit“. besteht aus metamorphen und magmatischen Gesteinen, die in ihren Eigenschaften Granit ähneln. Am häufigsten sind hier Gneise, Granite, kristalline Schiefer usw. Die Granitschicht ist nicht überall zu finden, aber auf den Kontinenten, wo sie gut zum Ausdruck kommt, kann ihre maximale Dicke mehrere zehn Kilometer erreichen.

Schicht „Basalt“. Gebildet von Felsen in der Nähe von Basalten. Dies sind metamorphe Eruptivgesteine, die dichter sind als die Gesteine ​​der "Granit" -Schicht.

Die Dicke und vertikale Struktur der Erdkruste sind unterschiedlich. Es gibt verschiedene Arten der Erdkruste (Abb. 8). Nach der einfachsten Klassifizierung werden ozeanische und kontinentale Krusten unterschieden.

Kontinentale und ozeanische Kruste sind unterschiedlich dick. So wird unter Gebirgssystemen die maximale Dicke der Erdkruste beobachtet. Es sind etwa 70 km. Unter den Ebenen beträgt die Dicke der Erdkruste 30-40 km und unter den Ozeanen ist sie am dünnsten - nur 5-10 km.

Reis. 8. Arten der Erdkruste: 1 - Wasser; 2 - Sedimentschicht; 3 - Einbettung von Sedimentgesteinen und Basalten; 4, Basalte und kristalline ultramafische Gesteine; 5, Granit-metamorphe Schicht; 6 - Granulit-mafische Schicht; 7 - normaler Mantel; 8 - dekomprimierter Mantel

Der Unterschied zwischen der kontinentalen und der ozeanischen Kruste in Bezug auf die Gesteinszusammensetzung zeigt sich im Fehlen einer Granitschicht in der ozeanischen Kruste. Ja, und die Basaltschicht der ozeanischen Kruste ist sehr eigenartig. Hinsichtlich der Gesteinszusammensetzung unterscheidet es sich von der analogen Schicht der kontinentalen Kruste.

Die Grenze von Land und Ozean (Nullmarke) legt den Übergang der kontinentalen in die ozeanische Kruste nicht fest. Der Ersatz der kontinentalen Kruste durch ozeanische tritt im Ozean etwa in einer Tiefe von 2450 m auf.

Reis. 9. Die Struktur der kontinentalen und ozeanischen Kruste

Es gibt auch Übergangstypen der Erdkruste - subozeanisch und subkontinental.

Subozeanische Kruste entlang der Kontinentalhänge und Ausläufer gelegen, können in den Rand- und Mittelmeermeeren gefunden werden. Es ist eine kontinentale Kruste mit einer Dicke von bis zu 15-20 km.

subkontinentale Kruste befinden sich beispielsweise auf vulkanischen Inselbögen.

Basierend auf Materialien seismische Sondierung - seismische Wellengeschwindigkeit - wir erhalten Daten über die Tiefenstruktur der Erdkruste. So brachte die Superdeep-Bohrung Kola, die es erstmals ermöglichte, Gesteinsproben aus mehr als 12 km Tiefe zu sehen, viele Überraschungen. Es wurde angenommen, dass in einer Tiefe von 7 km eine „Basalt“ -Schicht beginnen sollte. In Wirklichkeit wurde es jedoch nicht entdeckt, und Gneise dominierten zwischen den Felsen.

Änderung der Temperatur der Erdkruste mit der Tiefe. Die Oberflächenschicht der Erdkruste hat eine durch Sonnenwärme bestimmte Temperatur. Das heliometrische Schicht(aus dem Griechischen Helio - die Sonne), die jahreszeitlichen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind. Seine durchschnittliche Mächtigkeit beträgt etwa 30 m.

Darunter befindet sich eine noch dünnere Schicht, deren charakteristisches Merkmal eine konstante Temperatur ist, die der mittleren Jahrestemperatur des Beobachtungsortes entspricht. Die Tiefe dieser Schicht nimmt im kontinentalen Klima zu.

Noch tiefer in der Erdkruste wird eine geothermische Schicht unterschieden, deren Temperatur durch die innere Wärme der Erde bestimmt wird und mit der Tiefe zunimmt.

Der Temperaturanstieg erfolgt hauptsächlich aufgrund des Zerfalls radioaktiver Elemente, aus denen das Gestein besteht, hauptsächlich Radium und Uran.

Das Ausmaß des Temperaturanstiegs von Gesteinen mit der Tiefe wird genannt geothermischer Gradient. Sie variiert über einen ziemlich weiten Bereich - von 0,1 bis 0,01 ° C / m - und hängt von der Zusammensetzung der Gesteine, den Bedingungen ihres Vorkommens und einer Reihe anderer Faktoren ab. Unter den Ozeanen steigt die Temperatur mit der Tiefe schneller an als auf den Kontinenten. Im Durchschnitt wird es pro 100 m Tiefe um 3 °C wärmer.

Der Kehrwert des Erdwärmegradienten wird genannt geothermische Stufe. Sie wird in m/°C gemessen.

Die Wärme der Erdkruste ist eine wichtige Energiequelle.

Der Teil der Erdkruste, der sich bis in die Tiefe erstreckt, die für geologische Studienformen zugänglich ist Eingeweide der Erde. Die Eingeweide der Erde bedürfen eines besonderen Schutzes und einer sinnvollen Nutzung.

Linie UMK "Klassische Geographie" (5-9)

Erdkunde

Der innere Aufbau der Erde. Eine Welt voller erstaunlicher Geheimnisse in einem Artikel

Wir schauen oft in den Himmel und denken darüber nach, wie der Kosmos funktioniert. Wir lesen über Astronauten und Satelliten. Und es scheint, dass all die vom Menschen ungelösten Geheimnisse dort sind – außerhalb des Globus. Tatsächlich leben wir auf einem Planeten voller erstaunlicher Geheimnisse. Und wir träumen vom Weltraum, ohne darüber nachzudenken, wie komplex und interessant unsere Erde ist.

Der innere Aufbau der Erde

Der Planet Erde besteht aus drei Hauptschichten: Erdkruste, Roben und Kerne. Sie können den Globus mit einem Ei vergleichen. Dann ist die Eierschale die Erdkruste, das Eiweiß der Mantel und das Eigelb der Kern.

Der obere Teil der Erde wird genannt Lithosphäre(übersetzt aus dem Griechischen „Steinkugel“). Dies ist eine harte Schale des Globus, die die Erdkruste und den oberen Teil des Mantels umfasst.

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Erdkruste

Die Erdkruste ist eine Steinhülle, die die gesamte Oberfläche unseres Planeten bedeckt. Unter den Ozeanen überschreitet seine Dicke 15 Kilometer nicht und auf den Kontinenten - 75. Wenn wir auf die Ei-Analogie zurückkommen, dann ist die Erdkruste im Verhältnis zum gesamten Planeten dünner als eine Eierschale. Diese Schicht der Erde macht nur 5 % des Volumens und weniger als 1 % der Masse des gesamten Planeten aus.

In der Zusammensetzung der Erdkruste haben Wissenschaftler Oxide von Silizium, Alkalimetallen, Aluminium und Eisen gefunden. Die Kruste unter den Ozeanen besteht aus Sediment- und Basaltschichten, sie ist schwerer als das Festland (Festland). Während die Schale, die den kontinentalen Teil des Planeten bedeckt, eine komplexere Struktur hat.

Es gibt drei Schichten der kontinentalen Kruste:

    Sediment (10-15 km meist Sedimentgesteine);

    Granit (5-15 km metamorphes Gestein mit ähnlichen Eigenschaften wie Granit);

    Basalt (10-35 km Eruptivgestein).


Mantel

Unter der Erdkruste befindet sich der Mantel ( „Schleier, Umhang“). Diese Schicht ist bis zu 2900 km dick. Es macht 83% des Gesamtvolumens des Planeten und fast 70% der Masse aus. Der Mantel besteht aus schweren Mineralien, die reich an Eisen und Magnesium sind. Diese Schicht hat eine Temperatur von über 2000°C. Ein Großteil des Materials im Mantel behält jedoch aufgrund des enormen Drucks seinen festen kristallinen Zustand. In einer Tiefe von 50 bis 200 km befindet sich eine bewegliche obere Schicht des Mantels. Sie wird Asthenosphäre genannt "machtlose Sphäre"). Die Asthenosphäre ist sehr plastisch, deshalb kommt es zu Vulkanausbrüchen und zur Bildung von Mineralablagerungen. Die Dicke der Asthenosphäre reicht von 100 bis 250 km. Die Substanz, die aus der Asthenosphäre in die Erdkruste eindringt und manchmal an die Oberfläche strömt, wird Magma genannt. ("Brei, dicke Salbe"). Erstarrt Magma auf der Erdoberfläche, wird es zu Lava.

Kern

Unter dem Mantel, wie unter einem Schleier, befindet sich der Erdkern. Es befindet sich 2900 km von der Oberfläche des Planeten entfernt. Der Kern hat die Form einer Kugel mit einem Radius von etwa 3500 km. Da es den Menschen noch nicht gelungen ist, bis zum Kern der Erde vorzudringen, rätseln Wissenschaftler über seine Zusammensetzung. Vermutlich besteht der Kern aus Eisen mit Beimischung anderer Elemente. Dies ist der dichteste und schwerste Teil des Planeten. Es macht nur 15 % des Erdvolumens und bis zu 35 % der Masse aus.

Es wird angenommen, dass der Kern aus zwei Schichten besteht - einem festen inneren Kern (mit einem Radius von etwa 1300 km) und einem flüssigen äußeren (etwa 2200 km). Der innere Kern scheint in der äußeren Flüssigkeitsschicht zu schweben. Aufgrund dieser reibungslosen Bewegung um die Erde bildet sich ihr Magnetfeld (es schützt den Planeten vor gefährlicher kosmischer Strahlung und die Kompassnadel reagiert darauf). Der Kern ist der heißeste Teil unseres Planeten. Lange Zeit glaubte man, dass seine Temperatur vermutlich 4000-5000°C erreicht. Im Jahr 2013 führten Wissenschaftler jedoch ein Laborexperiment durch, in dem sie den Schmelzpunkt von Eisen bestimmten, das wahrscheinlich Teil des Erdinneren ist. So stellte sich heraus, dass die Temperatur zwischen dem inneren festen und dem äußeren flüssigen Kern gleich der Temperatur der Sonnenoberfläche ist, also etwa 6000 °C.

Die Struktur unseres Planeten ist eines der vielen Geheimnisse, die die Menschheit ungelöst hat. Die meisten Informationen darüber wurden durch indirekte Methoden gewonnen, kein einziger Wissenschaftler konnte bisher Proben aus dem Erdkern gewinnen. Das Studium der Struktur und Zusammensetzung der Erde ist immer noch mit unüberwindbaren Schwierigkeiten behaftet, aber die Forscher geben nicht auf und suchen nach neuen Wegen, um zuverlässige Informationen über den Planeten Erde zu erhalten.

Beim Studium des Themas „Innerer Aufbau der Erde“ können sich die SchülerInnen die Namen und die Reihenfolge der Erdschichten schwer merken. Lateinische Namen lassen sich viel leichter merken, wenn die Kinder ihr eigenes Modell der Erde erstellen. Sie können die Schüler einladen, ein Modell des Globus aus Plastilin zu bauen oder über seinen Aufbau am Beispiel von Früchten (Schale - Erdkruste, Fruchtfleisch - Mantel, Knochen - Kern) und Objekten mit ähnlicher Struktur zu sprechen. Das Lehrbuch von O. A. Klimanova hilft bei der Durchführung des Unterrichts, in dem Sie farbenfrohe Illustrationen und detaillierte Informationen zum Thema finden.

Die Erdkruste ist von großer Bedeutung für unser Leben, für die Erforschung unseres Planeten.

Dieses Konzept ist eng mit anderen verwandt, die die Prozesse innerhalb und auf der Erdoberfläche charakterisieren.

Was ist die Erdkruste und wo befindet sie sich?

Die Erde hat eine integrale und kontinuierliche Hülle, die Folgendes umfasst: die Erdkruste, die Troposphäre und die Stratosphäre, die den unteren Teil der Atmosphäre, die Hydrosphäre, die Biosphäre und die Anthroposphäre darstellen.

Sie interagieren eng miteinander, durchdringen sich gegenseitig und tauschen ständig Energie und Materie aus. Es ist üblich, die Erdkruste als den äußeren Teil der Lithosphäre zu bezeichnen - die feste Hülle des Planeten. Der größte Teil seiner Außenseite ist von der Hydrosphäre bedeckt. Der Rest, ein kleinerer Teil, wird von der Atmosphäre beeinflusst.

Unter der Erdkruste befindet sich ein dichterer und feuerfesterer Mantel. Sie sind durch eine bedingte Grenze getrennt, die nach dem kroatischen Wissenschaftler Mohorovich benannt ist. Sein Merkmal ist eine starke Zunahme der Geschwindigkeit seismischer Vibrationen.

Dabei werden verschiedene wissenschaftliche Methoden eingesetzt, um Einblicke in die Erdkruste zu gewinnen. Die Gewinnung spezifischer Informationen ist jedoch nur durch Bohrungen in größerer Tiefe möglich.

Eines der Ziele einer solchen Studie war es, die Art der Grenze zwischen der oberen und unteren kontinentalen Kruste festzustellen. Diskutiert wurden die Möglichkeiten des Eindringens in den oberen Erdmantel mit Hilfe von selbsterhitzenden Kapseln aus Refraktärmetallen.

Der Aufbau der Erdkruste

Unter den Kontinenten werden Sediment-, Granit- und Basaltschichten unterschieden, deren Dicke insgesamt bis zu 80 km beträgt. Gesteine, sogenannte Sedimentgesteine, sind durch Ablagerung von Stoffen an Land und im Wasser entstanden. Sie liegen überwiegend in Schichten vor.

  • Ton
  • Schiefer
  • Sandsteine
  • Karbonatgestein
  • Gesteine ​​vulkanischen Ursprungs
  • Kohle und andere Steine.

Die Sedimentschicht hilft, mehr über die natürlichen Bedingungen auf der Erde zu erfahren, die vor Urzeiten auf dem Planeten herrschten. Eine solche Schicht kann eine unterschiedliche Dicke aufweisen. An einigen Stellen kann es überhaupt nicht vorhanden sein, an anderen, hauptsächlich in großen Senken, kann es 20-25 km sein.

Die Temperatur der Erdkruste

Eine wichtige Energiequelle für die Bewohner der Erde ist die Wärme ihrer Kruste. Je tiefer man hineingeht, desto höher wird die Temperatur. Die 30-Meter-Schicht, die der Oberfläche am nächsten liegt, heliometrische Schicht genannt, ist mit der Hitze der Sonne verbunden und schwankt je nach Jahreszeit.

In der nächsten, dünneren Schicht, die bei kontinentalem Klima zunimmt, ist die Temperatur konstant und entspricht den Indikatoren eines bestimmten Messortes. In der geothermischen Schicht der Kruste hängt die Temperatur mit der inneren Hitze des Planeten zusammen und steigt an, je tiefer man hineingeht. Sie ist an verschiedenen Orten unterschiedlich und hängt von der Zusammensetzung der Elemente, der Tiefe und den Bedingungen ihres Standorts ab.

Es wird angenommen, dass die Temperatur alle 100 Meter durchschnittlich um drei Grad ansteigt, wenn sie tiefer wird. Im Gegensatz zum kontinentalen Teil steigt die Temperatur unter den Ozeanen schneller an. Nach der Lithosphäre befindet sich eine Hochtemperaturschale aus Kunststoff, deren Temperatur 1200 Grad beträgt. Sie wird Asthenosphäre genannt. Es hat Stellen mit geschmolzenem Magma.

Beim Eindringen in die Erdkruste kann die Asthenosphäre geschmolzenes Magma ausströmen und vulkanische Phänomene verursachen.

Eigenschaften der Erdkruste

Die Erdkruste hat eine Masse von weniger als einem halben Prozent der Gesamtmasse des Planeten. Es ist die äußere Hülle der Steinschicht, in der die Bewegung der Materie stattfindet. Diese Schicht, die eine Dichte hat, die halb so hoch ist wie die der Erde. Seine Dicke variiert innerhalb von 50-200 km.

Die Einzigartigkeit der Erdkruste besteht darin, dass sie kontinentaler und ozeanischer Art sein kann. Die kontinentale Kruste besteht aus drei Schichten, von denen die obere von Sedimentgesteinen gebildet wird. Die ozeanische Kruste ist relativ jung und ihre Dicke variiert nur wenig. Es wird aufgrund der Substanzen des Mantels aus ozeanischen Rücken gebildet.

charakteristisches Foto der Erdkruste

Die Dicke der Kruste unter den Ozeanen beträgt 5-10 km. Sein Merkmal sind ständige horizontale und oszillierende Bewegungen. Der größte Teil der Kruste besteht aus Basalt.

Der äußere Teil der Erdkruste ist die harte Hülle des Planeten. Seine Struktur zeichnet sich durch das Vorhandensein mobiler Bereiche und relativ stabiler Plattformen aus. Lithosphärenplatten bewegen sich relativ zueinander. Die Bewegung dieser Platten kann Erdbeben und andere Katastrophen verursachen. Die Gesetzmäßigkeiten solcher Bewegungen werden von der tektonischen Wissenschaft untersucht.

Funktionen der Erdkruste

Die Hauptfunktionen der Erdkruste sind:

  • Ressource;
  • geophysikalisch;
  • geochemisch.

Der erste von ihnen weist auf das Vorhandensein des Ressourcenpotentials der Erde hin. Es handelt sich in erster Linie um eine Reihe von Mineralreserven in der Lithosphäre. Darüber hinaus umfasst die Ressourcenfunktion eine Reihe von Umweltfaktoren, die das Leben von Menschen und anderen biologischen Objekten sicherstellen. Einer von ihnen ist die Tendenz, ein hartes Oberflächendefizit zu bilden.

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Thermische, Rausch- und Strahlungseffekte realisieren die geophysikalische Funktion. Beispielsweise gibt es ein Problem der natürlichen Hintergrundstrahlung, die auf der Erdoberfläche im Allgemeinen ungefährlich ist. In Ländern wie Brasilien und Indien kann sie jedoch hundertmal höher sein als die zulässige. Es wird angenommen, dass seine Quelle Radon und seine Zerfallsprodukte sowie einige Arten menschlicher Aktivitäten sind.

Die geochemische Funktion ist mit Problemen der für Menschen und andere Vertreter der Tierwelt schädlichen chemischen Verschmutzung verbunden. Verschiedene Substanzen mit toxischen, krebserzeugenden und erbgutverändernden Eigenschaften gelangen in die Lithosphäre.

Sie sind sicher, wenn sie sich in den Eingeweiden des Planeten befinden. Zink, Blei, Quecksilber, Cadmium und andere daraus gewonnene Schwermetalle können sehr gefährlich sein. In aufbereiteter fester, flüssiger und gasförmiger Form gelangen sie in die Umwelt.

Woraus besteht die Erdkruste?

Im Vergleich zum Mantel und Kern ist die Erdkruste zerbrechlich, zäh und dünn. Es besteht aus einer relativ leichten Substanz, die in ihrer Zusammensetzung etwa 90 natürliche Elemente enthält. Sie kommen an verschiedenen Orten der Lithosphäre und in unterschiedlicher Konzentration vor.

Die wichtigsten sind: Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Kalium, Kalzium, Natrium, Magnesium. 98 Prozent der Erdkruste bestehen aus ihnen. Darunter ist etwa die Hälfte Sauerstoff, mehr als ein Viertel - Silizium. Durch ihre Kombination entstehen Mineralien wie Diamant, Gips, Quarz usw. Mehrere Mineralien können ein Gestein bilden.

  • Ein ultratiefes Bohrloch auf der Kola-Halbinsel ermöglichte es, Mineralproben aus einer Tiefe von 12 km kennenzulernen, wo granit- und schieferähnliche Gesteine ​​​​gefunden wurden.
  • Die größte Dicke der Kruste (etwa 70 km) wurde unter den Gebirgssystemen aufgedeckt. Unter flachen Gebieten sind es 30-40 km und unter den Ozeanen nur 5-10 km.
  • Ein bedeutender Teil der Kruste bildet eine alte obere Schicht mit geringer Dichte, die hauptsächlich aus Graniten und Schiefern besteht.
  • Die Struktur der Erdkruste ähnelt der Kruste vieler Planeten, einschließlich der auf dem Mond und seinen Satelliten.

Ein charakteristisches Merkmal der Lithosphäre der Erde, das mit dem Phänomen der globalen Tektonik unseres Planeten verbunden ist, ist das Vorhandensein von zwei Arten von Kruste: kontinental, aus denen kontinentale Massen bestehen, und ozeanisch. Sie unterscheiden sich in Zusammensetzung, Struktur, Mächtigkeit und Art von den vorherrschenden tektonischen Prozessen. Die ozeanische Kruste spielt eine wichtige Rolle für das Funktionieren eines einzigen dynamischen Systems, nämlich der Erde. Um diese Rolle zu klären, ist es zunächst notwendig, sich der Betrachtung ihrer inhärenten Merkmale zuzuwenden.

allgemeine Eigenschaften

Der ozeanische Krustentyp bildet die größte geologische Struktur des Planeten - den Meeresboden. Diese Kruste hat eine geringe Dicke - von 5 bis 10 km (zum Vergleich: Die Dicke der kontinentalen Kruste beträgt durchschnittlich 35-45 km und kann 70 km erreichen). Es nimmt etwa 70% der gesamten Erdoberfläche ein, ist aber massemäßig der kontinentalen Kruste fast viermal unterlegen. Die durchschnittliche Gesteinsdichte liegt bei etwa 2,9 g/cm 3 , also höher als die der Kontinente (2,6-2,7 g/cm 3 ).

Im Gegensatz zu isolierten Blöcken der kontinentalen Kruste ist die ozeanische eine einzelne Planetenstruktur, die jedoch nicht monolithisch ist. Die Lithosphäre der Erde ist in eine Reihe beweglicher Platten unterteilt, die aus Abschnitten der Kruste und dem darunter liegenden oberen Erdmantel gebildet werden. Der ozeanische Krustentyp ist auf allen lithosphärischen Platten vorhanden; Es gibt Platten (z. B. der Pazifik oder Nazca), die keine kontinentalen Massen haben.

Plattentektonik und Krustenalter

In der ozeanischen Platte werden so große Strukturelemente wie stabile Plattformen - Thalassokratone - und aktive mittelozeanische Rücken und Tiefseegräben unterschieden. Grate sind Bereiche, in denen sich Platten ausbreiten oder auseinanderbewegen und eine neue Kruste bilden, und Gräben sind Subduktionszonen oder Subduktion einer Platte unter den Rand einer anderen, wo die Kruste zerstört wird. So findet seine kontinuierliche Erneuerung statt, wodurch das Alter der ältesten Kruste dieser Art 160-170 Millionen Jahre nicht überschreitet, dh sie wurde in der Jurazeit gebildet.

Andererseits ist zu berücksichtigen, dass der ozeanische Typ früher auf der Erde auftauchte als der kontinentale Typ (wahrscheinlich um die Wende der Catarcheans - Archeans vor etwa 4 Milliarden Jahren) und sich durch eine viel primitivere Struktur auszeichnet und Zusammensetzung.

Was und wie ist die Erdkruste unter den Ozeanen

Derzeit gibt es normalerweise drei Hauptschichten ozeanischer Kruste:

  1. Sedimentär. Es besteht hauptsächlich aus Karbonatgestein, teilweise aus Tiefwassertonen. In der Nähe der Hänge der Kontinente, insbesondere in der Nähe der Mündungen großer Flüsse, gibt es auch terrigene Sedimente, die vom Land in den Ozean gelangen. In diesen Gebieten kann die Niederschlagsdicke mehrere Kilometer betragen, ist aber im Durchschnitt gering - etwa 0,5 km. In der Nähe von mittelozeanischen Rücken gibt es praktisch keine Niederschläge.
  2. Basalt. Dies sind kissenförmige Laven, die in der Regel unter Wasser ausgebrochen sind. Darüber hinaus enthält diese Schicht einen komplexen Komplex von darunter liegenden Gängen - spezielle Intrusionen - aus Dolerit- (dh auch Basalt-) Zusammensetzung. Seine durchschnittliche Dicke beträgt 2-2,5 km.
  3. Gabbro-Serpentinit. Es besteht aus einem intrusiven Analogon von Basalt - Gabbro und im unteren Teil - Serpentiniten (metamorphisiertes ultrabasisches Gestein). Die Dicke dieser Schicht erreicht laut seismischen Daten 5 km und manchmal mehr. Seine Sohle ist durch eine spezielle Grenzfläche - die Mohorovichic-Grenze - vom oberen Mantel unter der Kruste getrennt.

Die Struktur der ozeanischen Kruste weist darauf hin, dass diese Formation in gewissem Sinne tatsächlich als differenzierte obere Schicht des Erdmantels angesehen werden kann, bestehend aus seinen kristallisierten Gesteinen, die von oben von einer dünnen Schicht mariner Sedimente überlagert wird.

"Förderer" des Meeresbodens

Es ist klar, warum es in dieser Kruste nur wenige Sedimentgesteine ​​gibt: Sie haben einfach keine Zeit, sich in nennenswerten Mengen anzusammeln. Aus Ausbreitungszonen im Bereich mittelozeanischer Rücken durch das Einströmen heißer Mantelmaterie während des Konvektionsprozesses erwachsen, tragen Lithosphärenplatten die ozeanische Kruste sozusagen immer weiter vom Entstehungsort weg. Sie werden vom horizontalen Abschnitt derselben langsamen, aber starken Konvektionsströmung fortgetragen. In der Subduktionszone stürzt die Platte (und die Kruste in ihrer Zusammensetzung) als kalter Teil dieser Strömung in den Mantel zurück. Gleichzeitig wird ein erheblicher Teil der Sedimente abgerissen, zerkleinert und dient letztendlich dazu, die Kruste des kontinentalen Typs zu vergrößern, dh die Fläche der Ozeane zu verringern.

Der ozeanische Krustentyp zeichnet sich durch eine so interessante Eigenschaft wie streifenförmige magnetische Anomalien aus. Diese abwechselnden Bereiche mit direkter und umgekehrter Magnetisierung des Basalts verlaufen parallel zur Ausbreitungszone und befinden sich symmetrisch auf beiden Seiten derselben. Sie entstehen während der Kristallisation von Basaltlava, wenn sie entsprechend der Richtung des Erdmagnetfeldes in einer bestimmten Epoche eine Restmagnetisierung annimmt. Da es wiederholt Inversionen erfuhr, änderte sich die Magnetisierungsrichtung periodisch in die entgegengesetzte Richtung. Dieses Phänomen wird in der paläomagnetischen geochronologischen Datierung verwendet und diente vor einem halben Jahrhundert als eines der stärksten Argumente für die Richtigkeit der Theorie der Plattentektonik.

Ozeanischer Krustentyp im Stoffkreislauf und im Wärmehaushalt der Erde

Die ozeanische Kruste ist an den Prozessen der lithosphärischen Plattentektonik beteiligt und ein wichtiges Element langfristiger geologischer Zyklen. Das ist zum Beispiel der langsame Mantel-Ozean-Wasserkreislauf. Der Mantel enthält viel Wasser, und ein beträchtlicher Teil davon gelangt während der Bildung der Basaltschicht der jungen Kruste in den Ozean. Die Kruste wird aber während ihres Bestehens wiederum durch die Bildung der Sedimentschicht mit Ozeanwasser angereichert, von dem ein erheblicher Anteil, teilweise in gebundener Form, bei der Subduktion in den Mantel gelangt. Ähnliche Kreisläufe laufen für andere Stoffe ab, beispielsweise für Kohlenstoff.

Die Plattentektonik spielt eine Schlüsselrolle in der Energiebilanz der Erde, da sie Wärme langsam aus heißen inneren Regionen und Wärme von der Oberfläche abtransportieren lässt. Darüber hinaus ist bekannt, dass in der gesamten geologischen Geschichte des Planeten bis zu 90% der Wärme durch die dünne Kruste unter den Ozeanen abgegeben wurden. Funktionierte dieser Mechanismus nicht, würde die Erde überschüssige Wärme auf andere Weise abführen – vielleicht wie die Venus, wo es, wie viele Wissenschaftler vermuten, zu einer globalen Zerstörung der Kruste kam, als die überhitzte Mantelsubstanz an die Oberfläche brach . Daher ist auch die Bedeutung der ozeanischen Kruste für das Funktionieren unseres Planeten in einer für die Existenz von Leben geeigneten Weise außerordentlich groß.

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