Географія. Рівень стандарту. 11 клас. Безуглий

Тема 3. Геологічне середовише людства

§ 6. Властивості літосфери та її структура

ПРИГАДАЙТЕ: Що ви знаєте про внутрішню будову Землі? З яких елементів будови планети складається літосфера? Як утворилися сучасні материки та дно Світового океану?

• Властивості літосфери. Геологічне середовище людства. У внутрішній будові Землі розрізняють три основні шари: земна кора, мантія і ядро (мал. 1). Земна кора та верхня частина мантії утворюють особливу геосферу - літосферу.

Літосфера - це тверда (кам’яна) оболонка Землі, що складається із земної кори та верхньої надастеносферної, твердої частини мантії, що її підстилає. Пересічна потужність літосфери в океанах становить 70-80 км, на континентах - 120-140 км.

Верхній шар літосфери - земна кора - знизу чітко окреслений межею, або поверхнею Мохоровичича. На дні океанів ця межа проходить на глибині 5-10 км, під материками занурюється до 30-40 км, а в гірських районах досягає 65-75 км. У земній корі температура з глибиною зростає на 3° на кожні 100 м.

Нижче поверхні Мохоровичича розташована мантія. У її межах виділяють верхній (до 400 км), середній, або перехідний (400-1000 км), і нижній (1000-2900 км) шари. Верхня мантія неоднорідна за будовою, тому є найімовірнішим джерелом тектонічних і магматичних процесів. Значну роль у цих процесах відіграє астеносфера - в’язкий, частково розплавлений у середній частині верхньої мантії Землі шар. Вона розташована під континентами на глибині 120-250 км і на глибині 30-60 км під океанами. Речовина астеносфери нагріта до 1200 °С і частково перебуває в розплавленому стані. Завдяки цьому вона може переміщуватися в горизонтальному й вертикальному напрямках, спричиняючи глибинні розломи в літосфері та повільні рухи великих блоків земної кори, що залягають вище. Ці процеси є головною причиною формування складчастих гір і утворення океанічних западин (теорія глобальної тектоніки літосферних плит). З ними пов’язані осередки землетрусів, вулканічна діяльність, родовища корисних копалин тощо.

Під мантією розташоване ядро, яке поділяють на зовнішнє (на глибинах від 2900 до 5000 км) і внутрішнє (5000 км і глибше). З речовиною ядра пов’язане магнітне поле Землі.

Мал. 1. Внутрішня будова Землі

На земній кулі найпоширенішими є такі 11 хімічних елементів: кисень, водень, кремній, алюміній, натрій, магній, кальцій, залізо, калій, вуглець і титан. Отже, Земля - це своєрідна геохімічна аномалія з надзвичайно підвищеним умістом важких металів.

Приповерхнева оболонка літосфери, що складається з гірських порід, підземних вод, газів і біоти, у межах якої розповсюджується вплив господарської діяльності людини, називається геологічним середовищем. Його верхня межа відповідає земній поверхні, нижня - глибині проникнення в земну кору виробничої діяльності. Геологічне середовище використовується людством: і як джерело мінеральної сировини, і як місце нагромадження відходів виробництва, і як основа для будівництва будівель та інженерних споруд. Через це на геологічне середовище найнегативніше впливають гірничодобувна й будівельна промисловість. Лише 10 % мінеральної сировини, що людство видобуває із земних надр, перетворюється на готову продукцію, решта забруднює навколишнє середовище.

• Тектоніка літосферних плит. Літосфера розділена на великі блоки - літосферні плити.

Згідно з уявленнями нової глобальної тектоніки, літосферні плити перебувають у безперервному русі, пересуваючись по шару астеносфери від зон розтягнення (серединно-океанічні хребти) до зон стискання (зони Беньофа, або зони всмоктування). Тут вони зіштовхуються між собою, насуваються або занурюються під континент.

Літосферні плити - великі рухомі, жорсткі блоки літосфери Землі, що відокремлені одна від одної тектонічними розривами (швами) по осьових лініях сейсмічних поясів Землі.

У сучасну епоху літосфера розділена на 7 головних і декілька дрібніших плит. Межі плит є зонами максимальної тектонічної, сейсмічної та вулканічної активності. До головних літосферних плит належать: Євразійська, Африкано-Аравійська, Північноамериканська, Південноамериканська, Індо-Австралійська, Антарктична та Тихоокеанська.

Практично всі літосферні плити носять назви материків, лише одна - океану, оскільки більша її частина вкрита океанічними водами. Літосферні плити поділяють на платформи та складчасті пояси.

Платформи - ділянка земної кори з досить малою інтенсивністю тектонічних рухів і магматичних проявів. Вона має двох’ярусну будову: чохол (представлений товщею горизонтально та полого залеглих шарів осадових порід) і фундамент (складається з інтенсивно деформованих кристалічних і метаморфічних гірських порід). Ділянки платформи, де на денну поверхню виходять породи кристалічного фундаменту, називають щитами, а ділянки з глибоко зануреним фундаментом - плитами.

За віком усі платформи поділяють на:

  • давні - з докембрійським кристалічним фундаментом (Південноамериканська, Східноєвропейська, Африкано-Аравійська тощо);
  • молоді - з фанерозойським кристалічним фундаментом (Західносибірська, Скіфська тощо).

Складчастий пояс - планетарна система складчастих гірських споруд, яка виникла на місці геосинклінального поясу між двома платформами або між континентальною платформою і океаном. Протяжність складчастих поясів становить багато тисяч кілометрів, ширина перевищує 1 тис. км. Головні складчасті пояси планети: Арктичний, Атлантичний,

Мал. 2. Теорія руху літосферних плит:

а) зіткнення океанічної плити з материковою;

б) зіткнення океанічної плити з океанічною;

в) зіткнення материкової плити з материковою Середземноморський, Урало-Монгольський і Тихоокеанський.

Згідно з теорією тектоніки літосферних плит , останні під впливом конвективних течій у мантії Землі рухаються по в’язкій астеносфері. Межі між плитами проводять по лінійних згущуваннях вогнищ землетрусів (мал. 2). Літосферні плити рухаються, зберігаючи жорсткість і монолітність; випробовують взаємні горизонтальні переміщення трьох типів: розходження (дивергенція) в осьових зонах серединно-океанічних хребтів, зближення (конвергенція) по периферії океанів, у глибоководних жолобах, де океанічні плити підсовуються під континентальні; ковзання вздовж поперечних, трансформних розломів. Ці типи зсувів установлюють за сейсмічними даними внаслідок визначення механізмів зсуву у вогнищах землетрусів.

Спрединг ложа океанів - це розходження літосферних плит уздовж осей серединно-океанічних хребтів і народження нової океанічної кори. Причина переміщення літосферних плит - у тепловій конвекції у мантії Землі.

Отже, унаслідок складної еволюції земної кори сформувалися шість сучасних континентів - Євразія, Африка, Австралія, Північна Америка, Південна Америка, Антарктида; а також чотири океани - Тихий, Атлантичний, Індійський та Північний Льодовитий.

Підсумуйте свої знання:

  • 1. Поясніть значення понять: літосфера, астеносфера, геологічне середовище людства, літосферна плита, платформа, складчастий пояс.
  • 2. На основі конкретних прикладів доведіть розширення меж геологічного середовища людства з плином часу та розвитком технологій.
  • 3. Підготуйте повідомлення «Розвиток уявлень про будову Землі», «Методи вивчення внутрішньої будови Землі», «Наукові постаті - дослідники внутрішньої будови Землі» (на власний вибір).

Перевірте, чого навчилися:

  • 1. Спираючись на матеріали параграфа, простежте еволюцію наукових концепцій, що пояснюють будову земної поверхні, спрогнозуйте її подальші зміни.
  • 2. Ознайомтеся з версіями комп’ютерної анімації дрейфу материків і висловте свої судження з приводу закономірностей і наслідків глобальних геологічних процесів, що передані за допомогою сучасних технологій. Наприклад: 1) Christopher Scotese - автор проекту PALEOMAP, що налічує понад 50 комп’ютерних анімацій, які відображають тектонічну еволюцію материків і океанських басейнів протягом останніх мільярдів років; 2) Канал інтерактивних технологій тощо.