Земна кора
Будова планети, на якій ми живемо, здавна займало розуми вчених. Було висловлено безліч наївних суджень і геніальних здогадок, проте довести правоту або помилковість будь гіпотези переконливими фактами до самого останнього часу ніхто не міг. Та й у наші дні, незважаючи на колосальні успіхи науки про Землю, в першу чергу завдяки розвитку геофізичних методів дослідження її надр, не існує єдиного і остаточної думки про будову внутрішніх частин земної кулі.
Правда, в одному всі фахівці сходяться між собою: Земля складається з декількох концентричних шарів, або оболонок, усередині яких розташоване кулясте ядро. Новітні методи дозволили з великою точністю виміряти товщину кожної з цих вкладених один в одного сфер, але що вони собою представляють і з чого складаються, поки до кінця ще не встановлено.
Деякі властивості внутрішніх частин Землі відомі достеменно, про інших можна поки що тільки здогадуватися. Так, за допомогою сейсмічного методу вдалося встановити швидкість проходження крізь планету пружних коливань (сейсмічних хвиль), викликаних землетрусом або вибухом. Величина цієї швидкості, загалом, дуже велика (кілька кілометрів на секунду), але в більш щільному середовищі вона зростає, в пухкої – різко знижується, а в рідкому середовищі такі коливання швидко гаснуть.
Сейсмічні хвилі можуть пройти крізь Землю менш ніж за півгодини. Однак, досягнувши кордону розділу шарів з різною щільністю, вони частково відбиваються і повертаються до поверхні, де час їх прибуття можна зареєструвати чутливими приладами.
Про те, що під верхньою твердою оболонкою нашої планети розташований інший шар, здогадувалися ще в глибоку давнину. Першим про це сказав давньогрецький філософ Емпедокл, який жив у V столітті до нашої ери. Спостерігаючи за виверженням знаменитого вулкана Етна, він побачив розплавлену лаву і прийшов до висновку, що під твердою холодної оболонкою земної поверхні знаходиться шар розплавленої магми. Сміливий вчений загинув при спробі проникнути в жерло вулкана, щоб трохи краще дізнатися його пристрій.
Ідея про вогненно – рідкому будові глибоких земних надр отримала найбільш яскраве розвиток в середині XVIII століття в теорії німецького філософа І. Канта і французького астронома П. Лапласа. Ця теорія проіснувала до кінця XIX століття, хоча нікому не вдавалося виміряти, на якій глибині кінчається холодна тверда кора і починається рідка магма. У 1910 році югославський геофізик А. Мохоровичич зробив це, застосувавши сейсмічний метод. Вивчаючи землетрус в Хорватії, він виявив, що на глибині 60-70 кілометрів швидкість сейсмічних хвиль різко змінюється. Вище цього розділу, який був пізніше названий кордоном Мохоровичича (або просто ” Мохо “), швидкість хвиль не перевищує 6,5-7 кілометрів на секунду, тоді як нижче вона стрибкоподібно зростає до 8 кілометрів на секунду.
Таким чином, виявилося, що безпосередньо під літосферою (корою) знаходиться зовсім не розплавлена магма, а, навпаки, стокілометровий шар, ще більш щільний, ніж кора. Його стелить астеносфера (ослаблений шар), речовина якої знаходиться в розм’якшеному стані.
Деякі дослідники вважають, що астеносфера являє собою суміш твердих гранул з рідким розплавом.
Якщо судити по швидкості поширення сейсмічних хвиль, то під астеносферою, аж до глибини 2900 кілометрів, знаходяться надщільні шари.
Що являє собою ця багатошарова внутрішня оболонка (мантія), що знаходиться між поверхнею ” Мохо ” і ядром, сказати важко. З одного боку, вона має ознаки твердого тіла (у ній швидко поширюються сейсмічні хвилі), з іншого – мантія володіє безсумнівною плинністю.
Слід врахувати, що фізичні умови в цій частині надр нашої планети зовсім незвичайні. Там панують висока температура і колосальний тиск порядку сотень тисяч атмосфер. Відомий радянський учений, академік Д. Щербаков вважає, що речовина мантії хоча і тверде, але володіє пластичністю. Може бути, його можна порівняти з шевським варом, який під ударами молотка розбивається на осколки з гострими краями. Проте з часом навіть на морозі починає розтікатися подібно рідини і текти під невеликий ухил, а досягнувши краю поверхні, капати вниз.
Центральна частина Землі, її ядро, таїть у собі ще більше загадок. Яке воно, рідке або тверде? З яких речовин складається? Сейсмічними методами встановлено, що ядро неоднорідне і розділяється на два головних шару – зовнішній і внутрішній. Згідно одним теоріям воно складається з заліза і нікелю, згідно з іншими – з сверхуплотненного кремнію. Останнім часом висунута ідея, ніби центральна частина ядра железоникелевая, а зовнішня – кремнієва.
Зрозуміло, що найбільш добре з усіх геосфер відомі ті, які доступні безпосередньому спостереженню і дослідженню: атмосфера, гідросфера і кора. Мантія, хоча вона і близько підходить до земної поверхні, мабуть, ніде не оголюється. Тому навіть про її хімічний склад немає єдиної думки. Правда, академік А. Яншин вважає, що деякі рідкісні мінерали з так званої групи мер – ріхбіта – реддеріта, відомі перш лише у складі метеоритів і нещодавно знайдені в Східних Саянах, являють собою виходи мантії. Але ця гіпотеза ще потребує ретельної перевірки.
Земна кора материків вивчена геологами з достатньою повнотою. Велику роль в цьому зіграли глибинні буріння. Верхній шар континентальної кори утворений осадовими породами. Як показує сама назва, вони мають водне походження, тобто частинки, що утворили цей шар земної кори, осіли з водної суспензії. Переважна більшість осадових порід утворилося в древніх морях, рідше вони зобов’язані своїм походженням прісноводним водоймам. У дуже рідкісних випадках осадові породи виникли як результат вивітрювання безпосередньо на суші.
Найголовніші осадові породи – це піски, пісковики, глини, вапняки, іноді кам’яна сіль. Товщина осадового шару кори різна в різних частинах земної поверхні. В окремих випадках вона досягає 20-25 кілометрів, але подекуди опадів зовсім немає. У цих місцях на ” денну поверхню ” виходить наступний шар земної кори – гранітний.
Він отримав таку назву тому, що складається як з самих гранітів, так і з близьких до них гірських порід – гранітоїдів, гнейсів і слюдистих сланців.
Гранітний шар досягає товщини 25-30 кілометрів і зазвичай прикритий зверху осадовими породами. Самий нижній шар земної кори – базальтовий – для безпосереднього вивчення вже недоступний, так як на денну поверхню ніде не виходить і глибокі свердловини його не досягають. Про будову і властивості базальтового шару судять виключно за геофізичними даними. З великим ступенем достовірності передбачається, що цей нижній шар кори складається з магматичних порід, близьких до базальтам, що походить з постигла вулканічної лави. Потужність базальтового шару досягає 15-20 кілометрів.
До недавнього часу вважалося, що будова земної кори всюди однаково і лише в області гір вона підноситься, утворюючи складки, а під океанами опускається, утворюючи гігантські чаші. Одним з результатів науково – технічної революції був бурхливий розвиток в середині XX століття цілого ряду наук, зокрема морської геології. У цій галузі людських знань зроблено чимало кардинальних відкриттів, які докорінно змінили колишні уявлення про будову кори під ложем океану. Було встановлено, що якщо під окраїнними морями і поблизу материків, тобто в області шельфу, кора ще в якійсь мірі схожа на континентальну, то океанічна кора зовсім інша. По-перше, вона має зовсім незначну товщину: від 5 до 10 кілометрів. По-друге, під дном океану вона складається не з трьох, а всього лише з двох шарів – осадового товщиною 1-2 кілометри і базальтового. Гранітний шар, такий характерний для континентальної кори, продовжується в бік океану тільки до материкового схилу, де і обривається.
(2 votes, average: 4.50 out of 5)