Земная кора представляет собой чрезвычайно тонкий слой горной породы, который составляет самую внешнюю сплошную оболочку нашей планеты.
В относительном выражении, его толщина похожа на толщину кожи яблока. Она составляет менее половины от 1 процента общей массы планеты, но играет жизненно важную роль в большинстве природных циклов Земли.
Толщина коры может быть толще 80 километров в одних местах и менее одного километра в других. Под ней лежит мантия, слой силикатной породы толщиной около 2700 километров. Мантия составляет большую часть Земли.
Кора состоит из множества различных типов пород, которые делятся на три основные категории:
магматические, метаморфные и осадочные. Однако большинство этих пород образовалось в виде гранита или базальта.
Мантия под ней состоит из перидотита.
Бриджманит, самый распространенный минерал на Земле, находится глубоко в мантии.
Откуда мы знаем, что на Земле есть кора.
Мы не знали, что на Земле есть кора до начала 1900 годов. До тех пор мы знали только то, что наша планета колебалась относительно неба, как будто оно имеет большое, плотное ядро - по крайней мере, астрономические наблюдения подсказывали нам это.
Затем последовала сейсмология, которая принесла нам новый вид доказательств снизу: сейсмическая скорость.
Сейсмическая скорость измеряет скорость распространения сейсмических волн через различные материалы под поверхностью.
За несколькими важными исключениями, сейсмическая скорость в пределах Земли, как правило, возрастает с увеличением глубины.
В 1909 году сейсмолог Андрей Мохоровичич в своей статье установил внезапное изменение сейсмической скорости - своего рода разрыв - на глубине около 50 километров.
Сейсмические волны отражаются от него и изгибаются по мере прохождения через него, так же, как свет ведет себя при разрыве между водой и воздухом. Эта прерывистость, названная Мохо, является признанной границей между корой и мантией.
Кора и плиты
Кора и тектонические плиты не одно и то же. Плиты толще коры и состоят из коры плюс мелкой мантии прямо под ней.
Эта жесткая и хрупкая двухслойная комбинация называется литосферой (каменистый слой). Литосферные плиты лежат на слое более мягкой, более пластичной мантийной породы, называемой астеносферой (слабый слой).
Астеносфера позволяет плитам медленно двигаться над ней, как плот в толстой грязи.
Известно, что внешний слой Земли состоит из двух пород: базальтовых и гранитных.
Базальтовые породы лежат под морским дном, а гранитные породы составляют континенты. Мы знаем, что сейсмические скорости этих типов пород, измеренные в лаборатории, совпадают со скоростями, наблюдаемыми в коре вплоть до Мохо.
Мохо не является идеальной границей, потому что некоторые корковые породы и мантийные породы могут маскироваться под другие.
В целом, существует два вида коры: океаническая кора (базальтовая) и континентальная кора (гранитная).
Океаническая кора
Океаническая кора покрывает около 60% поверхности Земли. Океаническая кора тонкая и молодая - толщиной не более 20 км и не старше 180 миллионов лет.
Всё старое затянуто под континенты субдукцией. Океаническая кора появилась на срединно-океанических хребтах, где плиты разрываются на части. В этом случае давление на подстилающую мантию сбрасывается, и перидотит начинает таять.
Таящая фракция превращается в базальтовую лаву, которая поднимается и извергается, а оставшийся перидотит истощается.
Среднеокеанические хребты мигрируют над Землей, извлекая этот базальтовый компонент из перидотита мантии по мере продвижения. Это похоже на процесс химической очистки.
Базальтовые породы содержат больше кремния и алюминия, чем оставшийся перидотит, содержащий больше железа и магния. Базальтовые породы также менее плотные.
В минеральном отношении базальт содержит больше полевого шпата и амфибола, меньше оливина и пироксена, чем перидотит. Сокращенно говоря, океаническая кора - мафична, а океаническая мантия - ультрамафична.
Океаническая кора, будучи такой тонкой, составляет очень небольшую часть Земли - около 0,1% - но ее жизненный цикл служит для разделения содержимого верхней мантии на тяжелый остаток и более легкий набор базальтовых пород.
Он также извлекает так называемые несовместимые элементы, которые не вписываются в мантийные минералы и переходят в жидкий расплав. Они, в свою очередь, перемещаются в континентальную кору по мере развития тектоники плит. Между тем, океанская кора реагирует с морской водой и переносит ее часть вниз в мантию.
Континентальная кора
Континентальная кора толстая и старая - в среднем около 50 км толщиной и около 2 миллиардов лет - и покрывает около 40 процентов территории планеты.
В то время как почти вся океаническая кора находится под водой, большая часть континентальной коры подвергается воздействию воздуха.
В геологическом отношении континенты медленно растут по мере того, как океаническая кора и донные отложения втягиваются под них путем субдукции.
В нисходящих базальтах из них выдавливается вода и несовместимые элементы, и этот материал поднимается, чтобы вызвать еще большее таяние на так называемой фабрике субдукции.
Континентальная кора состоит из гранитных пород, содержащих еще больше кремния и алюминия, чем базальтовая океаническая кора.
Благодаря атмосфере у них также больше кислорода. Гранитные породы еще менее плотные, чем базальтовые. По содержанию минералов гранит имеет даже больше полевого шпата и меньше амфибола, чем базальт, и почти не содержит пироксена или оливина. Он также имеет обильное количество кварца. Сокращенно говоря, континентальная кора фельсифицирована.
Континентальная кора составляет менее 0,4% поверхности Земли, но является продуктом двойной переработки, во-первых, на срединно-океанических хребтах и, во-вторых, в зонах субдукции.
Общее количество континентальной коры медленно растет.
Совместимые элементы, которые попадают на континенты, важны, потому что они включают в себя основные радиоактивные элементы уран, торий и калий. Они создают тепло, что заставляет континентальную кору действовать как электрическое одеяло на верхней части мантии. Тепло также смягчает толстые слои коры, такие как Тибетское плато, и заставляет их распространяться в стороны.
Континентальная кора слишком плавучая, чтобы вернуться в мантию. При столкновении континентов кора может утолщаться почти до 100 км, но это временно, потому что вскоре она снова распространится.
Относительно тонкий слой известняков и других осадочных пород, как правило, остается на континентах или в океане, а не возвращается в мантию. Даже песок и глина, смываемые в море, возвращаются на континенты по конвейерной ленте океанической коры.
Континенты являются поистине постоянными, самообеспечивающимися элементами поверхности Земли.
Что значит кора ?
Кора - это тонкая, но важная зона, где сухие, горячие породы из глубин Земли вступают в реакцию с водой и кислородом поверхности, образуя новые виды минералов и пород.
Здесь также происходит смешивание этих новых пород и введение в них химически активных жидкостей. Наконец, кора является домом жизни, который оказывает сильное влияние на химию горных пород и имеет собственные системы переработки минералов.
Все интересное и ценное в геологии, от металлических руд до толстых слоев глины и камня, находит свой дом в коре и нигде больше.