Земная кора
Земная кора
Общие сведения
Земная кора представляет собой верхнюю твердую оболочку планеты, являющуюся верхней частью литосферы. Значительная площадь поверхности земной коры покрыта гидросферой. В общих чертах земная кора имеет сходство с корой других планет земной группы, таких как Венера и Марс, а также Луны, поскольку ее основу преимущественно составляют базальты, и она занимает незначительную долю от общей массы планеты. Под земной корой располагается мантия, характеризующаяся высокой плотностью, нахождением под значительным давлением коры и составом, включающим тугоплавкие элементы. Граница, разделяющая земную кору и нижележащую мантию, носит название поверхности Мохоровичича. Отличительной особенностью Земли является наличие жидкой воды и биосферы, что обуславливает четкое разделение земной коры на два основных типа: океаническую и континентальную.
Океаническая кора
Океаническая кора отличается относительно простым строением и состоит преимущественно из базальта, что делает ее схожей с корой планет земной группы. Данный тип коры характеризуется постоянной толщиной, которая варьируется в пределах от пяти до десяти километров. В соответствии с положениями теории тектоники плит, океаническая кора подвержена непрерывному процессу обновления. В зонах срединно-океанических хребтов магма поднимается на поверхность, формируя новую базальтовую кору. Впоследствии новообразованная кора расходится от хребтов и в конечном итоге поглощается обратно в мантию в зонах субдукции. Вследствие этого цикла постоянного возникновения и разрушения океаническая кора является геологически сравнительно молодой.
Континентальная кора
Формирование континентальной коры началось в эоархее. Она характеризуется трехъярусным строением. Верхний уровень представлен осадочными породами, образование которых обусловлено воздействием текучих вод, процессами выветривания и жизнедеятельностью различных организмов. Слой осадочных пород, располагающийся непосредственно под почвой, является относительно тонким в масштабах планеты. Под осадочным чехлом располагается верхняя кора, сложенная преимущественно гранитами и гнейсами. Процесс образования гранитов стартовал в эоархее под воздействием гидротермальных процессов и высоких температур, продолжаясь около одного миллиарда лет. Окончательное формирование гранитного слоя континентальной коры завершилось приблизительно три миллиарда лет назад. Ниже гранитного слоя залегают гранулиты, за которыми следует переход к магме. Граница, разделяющая гранитный и базальтовый слои континентальной коры, именуется границей Конрада.
Химический состав
В химическом отношении около половины состава земной коры приходится на кислород. Это объясняется тем, что каменная оболочка практически полностью состоит из различных оксидов. Наиболее распространенными химическими элементами, образующими оксиды в земной коре, являются кремний, алюминий, железо, кальций и натрий. Соединения кремния играют ключевую роль, так как именно они формируют основную массу горных пород. В ходе развития геохимии проводились длительные дискуссии о точном составе земной коры, в которых принимали участие такие ученые, как Франк Кларк и Виктор Гольдшмидт. Проведенные различными методами измерения позволили установить, что средний химический состав континентальной коры в целом соответствует составу гранита, что в настоящее время признается фундаментальной научной аксиомой.
Исследования и бурение
Для изучения глубинного строения земной коры и достижения базальтового слоя неоднократно предпринимались попытки сверхглубокого бурения. В частности, был реализован масштабный проект по бурению Кольской сверхглубокой скважины. Несмотря на значительные технические усилия, исследователям не удалось достичь ни поверхности Мохоровичича, ни даже границы Конрада, отделяющей гранитный слой от базальтового. На протяжении всего процесса бурения извлекаемые породы представляли собой исключительно гранит. Несмотря на то, что современная наука теоретически обосновывает наличие базальтового слоя и подстилающей мантии на больших глубинах, фактического достижения этих горизонтов в ходе прямого бурения континентальной коры пока не произошло. Вопросы о составе глубинных слоев Земли и способах их достижения продолжают оставаться предметом интенсивных научных дискуссий.