Строение океанической и континентальной земной коры.
Попрошу минуточку внимания...
Континентальная земная кора занимает меньшую площадь, чем океаническая, - около 44% поверхности планеты. Она распространена и в пределах шельфов - мелководных областей вокруг континентов, где глубина не превышает 200 метров. Континентальная кора толще океанической, ее средняя мощность 35-40 километров, а в области гор достигает 70-75 километров. Она состоит из трех слоев.
Верхний слой слагают разнообразные осадки, их мощность в некоторых впадинах, например в Прикаспийской низменности, составляет 20-22 километра. Преобладают отложения мелководий - известняки, мергели, глины, пески и песчаники, а также соли и гипс. Глубоководных морских осадков мало, и встречаются они только в тех впадинах, которые испытывали длительное погружение.
В Восточной Сибири, на полуострове Индостан, на юге Южно-Американского континента и в других районах развиты огромные покровы базальтовых лав и туфов - мелких обломочков кристаллов и вулканического стекла. При выветривании лавовые потоки, переслаиваясь с туфами, образуют гигантские уступы, напоминающие ступеньки лестницы, - траппы (от швед. trappa - "лестница"). Скорость продольных сейсмических волнв осадочном слое континентов составляет 2-5 км/с. Возраст пород осадочного слоя достигает 1,7 миллиарда лет, т.е. они намного древнее океанских осадков.
Второй слой континентальной земной коры - гранитный - хорошо известен геологам, т.к. обнажается во многих местах суши, именуемых щитами. Он не только изучен на поверхности в Балтийском, Украинском, Алданском, Канадском и других щитах, но также пробурен и вскрыт шахтами до глубины 12 и 3,8 километра соответственно. Попытки пробурить весь гранитный слой оказались неудачными. Помимо гранитов он сложен различными гнейсами - кристаллическими сланцами. Скорость продольных сейсмических волн в нем увеличивается до 6-6,5 км/с. Мощность гранитного слоя колеблется от 15-20 до 25-30 километров в зависимости от структуры континентов.
Гранитный слой отделяется от нижележащего не очень четко выраженной сейсмической границей, которую впервые установил в 1925 году австрийский геофизик В. Конрад. В его честь она и была названа. Поверхность Конрада, под которой скорость продольных сейсмических волн возрастает до 6,4-7,7 км/с, в разных местах как бы перемещается то выше, то ниже, а иногда устанавливаются даже две поверхности.
Состав третьего слоя не очень ясен. Предполагается, что он должен быть сложен породами типа базальтов и очень сильно метаморфизированными (измененными) горными породами - так называемыми гранулитами. Мощность его составляет 20-25 километров. В основании третьего слоя очень хорошо и повсеместно прослеживается поверхность Мохоровичича. Здесь наблюдается скачкообразное увеличение скоростей продольных сейсмических волн до 7,9-8,2 км/с, поскольку породы верхней мантии обладают большей плотностью.
Детальное строение континентальной коры в разных регионах довольно сильно отличается. Это связано с длительной геологической историей континентов.
Каковы же главные структурные формы континентальной коры, которые можно наблюдать на поверхности? По существу, их всего две - платформы и складчатые области, на месте которых часто, но не всегда возникают горные сооружения.
Эти обширные стабильные участки континентов, как правило низменные или со слабохолмистым, изредка низкогорным рельефом, занимают площади в десятки тысяч квадратных километров. Они имеют характерное строение. Нижний слой - фундамент - сложен обычно древними докембрийскими породами возрастом до 1,7 миллиарда лет, сильно метаморфизированными, неоднократно смятыми в складки и разбитыми разломами. Слои осадков, залегающие на фундаменте, составляют чехол, его рельеф слабо волнистый. Те места, где фундамент обнажается на поверхности, называются щитами, а слабо прогнутые участки, перекрытые осадочным чехлом, - плитами.
Щиты возникли там, где континентальная кора непрерывно, хотя и очень медленно, поднималась в течение многих сотен миллионов лет, и за счет этого с них постепенно сносился тонкий слой разрушенных выветриванием горных пород. Поэтому на щитах на поверхность выходят очень древние породы, образовавшиеся на глубине 10-20 километров. Другие же участки платформы медленно и неравномерно опускались. В их пределы периодически вторгалось море, они перекрывались ледниками, по ним текли многочисленные реки, здесь возникали озера и болота, что приводило к утолщению чехла осадочных пород.
Так, в пределах Восточно-Европейской платформы выделяются Балтийский и Украинский щиты и Русская плита; на Сибирской платформе - Алданский щит и Лено-Енисейская плита; на Северно-Американской - Канадский щит и Северо-Американская плита. Плитный чехол состоит из осадочных и реже - вулканических пород. Его мощность может изменяться от нескольких десятков метров до 10 и даже 20 километров в наиболее глубоких впадинах, называемых синеклизами (от греч. "син" - "вместе" и "енклизис" - "наклонение").
Синеклизой является Прикаспийская впадина, опускание которой происходит уже не менее 400 миллионов лет. В раннепермское время, примерно 250 миллионов лет назад, во впадине накопилась толща каменной соли мощностью более 1,5 километров. Так как плотность соли 2,2 г/куб. см, в перекрывших ее осадочных пород - в среднем 2,4-2,5 г/куб. см, соль постепенно начала "всплывать", приподнимая вышележащие слои и образуя купола. Поэтому поверхность Прикаспийской впадины покрыта на геологической карте многочисленными "точками", каждая из которых представляет вершинную часть соляного купола диаметром несколько километров. Купола соли разного возраста вообще характерны для древних платформ.
Относительно приподнятые участки фундамента, но все же перекрытые небольшим осадочным чехлом, называются антеклизами.
Существует еще одна интересная особенность строения платформ. После того как фундамент их уже сформировался и как бы спаялся в единое целое, он подвергался некоторому растяжению. Возникли трещины, которые, расширившись, превратились в рифтовые впадины, или, как назвал их известный русский геолог Н.С. Шатский, в авлакогены (от греч. "аулакос" - "борозда" и "генес" - "рождающий"). Однако если в океанах рифты развивались очень быстро, то на древних платформах они формировались в течение миллиарда лет - в верхнем протерозое (1650 - 550 миллионов лет назад). Все это время рифты заполнялись осадками, сносимыми с их краев, так что мощность песчано-глинистых отложений там составляет 3-6 километров.
По разломам, ограничивающим рифты, изредка поднималась базальтовая магма, и тогда происходили извержения, а в породу внедрялись магматические тела - интрузии (об этом расскажу немного позже - в следующих выпусках рассылки). Подобные древние рифты очень характерны для докембрийских платформ. Но присутствуют они и на более молодых плитах, например Западно-Сибирской, фундамент которой в целом палеозойский (его возраст 550-248,2 миллиона лет). На некоторых древних платформах происходили поистине гигантские извержения базальтовой магмы. В частности, на Сибирской платформе лавы и туфы объемом более 1 миллиона куб. километров покрывают огромные площади - Тунгусскую синеклизу. Мощность коры под этой синеклизой меньше, чем на остальной части платформы, и можно только догадываться, сколько расплавилось пород верхней мантии, чтобы на поверхность извергся такой объем базальтов.
Всем хорошо известны такие протяженные горные пояса, как североамериканские и южноамериканские Кордильеры, Урал, Альпы, Гималаи. В отличие от платформ здесь породы сильно смяты в складки, нарушены разрывами. Они могут быть перемещены, надвинуты на соседние толщи иногда на десятки километров, образуя тектонические покровы (но об этом позже).
Чем моложе и выше горы, тем мощнее под ними земная кора. Так, под Большим Кавказом ее толщина составляет 50-55 километров, а под Памиром даже 70-75. Иными словами, у горно-складчатых образований имеются своеобразные "корни", и они тем больше, чем выше горы. Перед фронтом растущих гор всегда возникают передовые прогибы, в которых накапливаются продукты разрушения и размыва гор - обычно галечники, пески и глины.
На сегодня все! В следующем выпуске - новая тема! Земля как химическая лаборатория! До встречи!
