Очень много людей разного возраста интересуется, что такое литосфера. Одни сейчас данную тему проходят в школе, другие - восстанавливают забытое или упущенное во время учебы. Скажем просто. Литосфера - это твердая оболочка Земли. Википедия говорит, что она состоит из земной коры и верхней части мантии, вплоть до астеносферы. Ну а теперь подробнее.

Вконтакте

Части Земли, которые связаны между собой и образуют единую систему, называются оболочками. Основных оболочек три, но они еще делятся на несколько видов. Но удобнее всего сначала разделить Землю на ядро, мантию и кору. И литосфера являет собой всю земную кору с частью мантии. Она занимает всего один процент от всей массы планеты, на которой мы проживаем.

Сам рассматриваемый нами слой состоит из трех пластов . Впрочем, его состав до сих пор является предметом споров. В любом случае строительным материалом являются твердые породы, которые становятся пластичными по мере приближения к мантии.

Структура литосферы

Она состоит из трех слоев:

Основная составляющая земной коры - плиты, которые постоянно двигаются, как бы плавая по поверхности астеносферы.

Состав отличается в зависимости от того, где она располагается - под океанами или континентами. Описанные выше три слоя характерны для материковой структуры. Так, в океанической части отсутствует гранитный слой, а также значительно меньше легкоплавких редких соединений.

В структуре можно также выделить складчатые пояса и платформы. Первые участки довольно подвижные, а вторые - стабильные.

Вопрос об экологии

Литосфера - это единственный доступный нам слой Земли, и мы его используем очень активно. В нем содержатся все интересующие нас породы, минеральные ресурсы . Вмешательство человека приводит к экологическим проблемам, таким как снижение плодородности почвы, эрозии, обвалы в границах литосферы. Причем приводят подобные вмешательства не только к локальным трудностям, но и глобальным катаклизмам.

Границы литосферы

Точно определить границы литосферы затруднительно. Определить ее окончанию по мере продвижения вглубь можно по тому, как быстро движутся сейсмические волны. Также ученые используют такие признаки, как уменьшение вязкости среды и повышение теплопроводности. Обычно расстояние от земной коры и до начала астеносферы составляет несколько десятков километров.

Толщина отличается в зависимости от места, в котором замеряются ее размеры:

Наибольшую мощность литосфера имеет в холодных областях. Также она может увеличиваться по мере понижения плотности теплового потока.

Как она образовалась?

Литосфера появилась благодаря высвобождающимся из верхнего слоя мантии Земли веществам. Образование литосферы - процесс непрерывный, и продолжается до сих пор. В процессе ее появления выделяются газы и небольшие количества воды.

Очень важную роль играли магматические кристаллические вещества, которые образовали самую большую часть литосферы. В свою очередь, они появились благодаря магме, которая вышла через вулканы на поверхность Земли и остыла.

• Самый большой вклад в изучение литосферы был осуществлен сейсмологией. Это наука, которая изучает землетрясения. Ведь главная причина, почему случается это явление, имеющее порой ужасающие последствия - сталкивание тектонических плит между собой. И чтобы понять причину землетрясения, нужно было их обнаружить.
• До того как были открыты литосферные плиты и поняты истинные причины землетрясений, люди раньше придумывали множество версий, которые сейчас поражают своей нелепостью, но раньше воспринимались вполне серьезно. Например, раньше люди считали, что землетрясения появлялись из-за того, что змеи, которые опутывали землю, двигались. Это уже потом ученые доказали, что этими «змеями» является мантия, которая сама по себе достаточно подвижна и пластичная.
• В состав входит верхняя часть мантии, потому что она такая же твердая, как и кора Земли, но при этом имеет другой химический состав.
• Слово «литосфера» переводится, как «каменный шар».
• Температура отличается в зависимости от глубины. Каждый километр в глубину прибавляет к температуре 35 градусов.

Ну и, наконец, нижняя граница литосферы имеет температуру 1300 градусов.

ЛИТОСФЕРА – внешняя сфера «твердой» Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии (рис. 1).

Толщина коры под континентами составляет, в среднем, 35–40 км. Там, где на суше расположены молодые высокие горы, она часто превышает 50 км (например, под Гималаями достигает 90 км). Под океанами кора более тонкая – в среднем около 7–10 км, а в некоторых районах Тихого океана – всего 5 км.

Границы земной коры определяются по скорости распространения сейсмических волн. Сейсмические волны дают информацию и о свойствах мантии. Установлено, что верхняя мантия состоит, главным образом, из силикатов магния и железа . Состав нижней мантии остается загадкой, однако высказывается предположение, что она содержит оксиды магния и кремния . Заключения о составе земного ядра были сделаны на основании не только анализа сейсмических волн, но и расчетов плотности и изучения состава метеоритов. Считается, что внутреннее ядро представляет собой твердый сплав железа и никеля . Внешнее ядро, по-видимому, жидкое и имеет несколько меньшую плотность. Некоторые специалисты считают, что оно содержит до 14% серы.

Земная кора, гидросфера и атмосфера образовались, в основном, в результате высвобождения веществ из верхней мантии молодой Земли. Сейчас время в срединных хребтах на дне океанов продолжается формирование океанической коры, сопровождающееся выделением газов и небольших количеств воды. По-видимому, и образование коры на молодой Земле было результатом подобных процессов, вследствие чего сформировалась тонкая оболочка, составляющая менее 0,0001% объема всей планеты. Состав этой оболочки, образующей континентальную и океаническую кору, изменялся во времени, прежде всего, за счет перехода элементов из мантии из-за частичного плавления на глубине примерно 100 км. Средний химический состав современной земной коры характеризуется большим содержанием кислорода, за которым следуют кремний и алюминий (рис. 2).

Средние значения относительного содержания химических элементов в верхнем слое земной коры по предложению советского геохимика А.Е.Ферсмана (1883–1945) называют кларками элементов в честь американского ученого Франка Уилгсуорта Кларка (1847–1931), который разработал методы количественной оценки распространенности химических элементов.

Анализ значений кларков позволяет понять многие закономерности распределения химических элементов. Кларки химических элементов земной коры различаются более чем на десять порядков. Так, если алюминия в земной коре содержится более восьми процентов по массе, то, например, золота 4,3·10 -7 %, меди – 5·10 -3 %, урана – 3·10 –4 %, а такого редкого металла, как рений – всего 7·10 –8 %.Элементы, содержащиеся в относительно большом количестве, образуют в природе многочисленные самостоятельные химические соединения, а элементы с малыми кларками рассеяны, преимущественно, среди химических соединений других элементов. Элементы, кларки которых меньше 0,01%, называют редкими.

Основными соединениями, образующими литосферу, являются диоксид кремния, силикаты и алюмосиликаты. Бóльшую часть литосферы составляют кристаллические вещества, образовавшиеся при охлаждении магмы – расплавленного вещества в глубинах Земли. При остывании магмы образовывались и горячие растворы. Проходя по трещинам в окружающих горных породах, они охлаждались и выделяли содержащиеся в них вещества.

Поскольку некоторые минералы стабильны только при определенных условиях, при изменении температуры и давления они распадаются. Например, ряд силикатов, образующихся глубоко в коре при высоких температуре и давлении, становятся неустойчивыми, когда попадают на поверхность Земли. С другой стороны, на большой глубине под действием внутреннего тепла Земли и повышенного давления многие горные породы меняют свой вид, образуя новые кристаллические формы.

Поверхность континентальной коры подвержена действию атмосферы и гидросферы, что выражается в процессах выветривания. Физическое выветривание является механическим процессом, в результате которого порода размельчается до частиц меньшего размера без существенных изменений в химическом составе. Химическое выветривание приводит к образованию новых веществ, оно происходит под действием влаги, особенно подкисленной, и некоторых газов (например, кислорода), разрушающих минералы.

Простейший процесс выветривания – это растворение минералов. Вода вызывает разрыв ионных связей, соединяющих, например, катионы натрия и хлорид ионы в галите NaCl. В этом процессе не участвуют катионы водорода, поэтому он не зависит от рН.

При разрушении веществ, содержащих элементы в низких степенях окисления, например, сульфидов, большую роль играет кислород. В эти процессы часто вовлечены микроорганизмы. Так, окисление пирита FeS 2 можно моделировать следующим рядом реакций. Сначала окисляется сера(–I):

2FeS 2 + 2H 2 O + 7O 2 = 4H + + 4SO 4 2– + 2Fe 2+

Затем следует окисление железа(II), катализируемое железоокисляющими бактериями:

4Fe 2+ + O 2 + 6H 2 O = 4FeO(OH) + 8H +

Образующийся гетит FeO(OH) покрывает дно ручьев в виде характерного желто-оранжевого налета.

Железоокисляющие бактерии извлекают энергию при окислении неорганических веществ, поэтому они развиваются там, где нет органических соединений, используя в качестве источника углерода СО 2 . Однако окисление железа – не очень эффективный способ выработки энергии: для получения 1 г клеточного углерода должно быть окислено примерно 220 г железа(II). В результате там, где живут железоокисляющие бактерии, образуются большие отложения соединений железа(III).

Выветривание карбонатных минералов, например CaCO 3 , происходит при взаимодействии с кислотами, содержащимися в воде за счет поглощения диоксида углерода, а также антропогенного диоксида серы. При этом поверхностные воды нейтрализуются и обогащаются гидрокарбонат-ионами:

CaCO 3 + H 2 CO 3 = Ca 2+ + 2HCO 3 –

Разрушение силикатов, например Mg 2 SiO 4 (форстерит) можно описать следующим уравнением:

Mg 2 SiO 4 + 4H 2 CO 3 = 2Mg 2+ + 4HCO 3 – + H 4 SiO 4

Реакция идет за счет образования чрезвычайно слабой ортокремниевой кислоты, при этом минерал со временем полностью растворяется. Однако при выветривании более сложных силикатов растворимыми оказываются не все продукты. В общем случае в результате выветривания образуются, в основном, кварц и глинистые минералы – водосодержащие слоистые алюмосиликаты. Например, при выветривании CaAl 2 Si 2 O 8 (анортит) твердым продуктом реакции является глинистый минерал каолинит:

CaAl 2 Si 2 O 8 + 2H 2 CO 3 + H 2 O = Ca 2+ + 2HCO 3 – + Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4

На скорость выветривания влияет биосфера (где создается диоксид углерода), а также рельеф суши и климат, состав воды, тип материнской породы и кинетика реакций с участием отдельных минералов. Так, во влажных тропиках выветривание происходит быстрее. Это связано с тем, что высокие температуры ускоряют реакции, а постоянные ливни делают возможным быстрое вымывание и снос в моря и океаны даже практически нерастворимых соединений, например, оксидов алюминия и железа.

Продукты выветривания образуют рыхлые континентальные отложения, мощность которых меняется от 10–20 см на крутых склонах до десятков метров на равнинах и сотен метров – во впадинах. Средний минералогический состав рыхлого покрова суши заметно отличается от состава земной коры континентов (рис. 3).

На рыхлых покровных отложениях сформировались почвы, играющие важнейшую роль во взаимодействии живых организмов с земной корой. В почвах систематически консервируется значительная масса органического вещества, синтезированного высшими растениями. Окисление органического вещества в почвах катализируется ферментами микроорганизмов, при этом образуется диоксид углерода, который при взаимодействии с водой дает слабую угольную кислоту. Это может понизить рН почв до 4–5, что оказывает существенное влияние на процессы выветривания. Почва участвует в круговороте азота, серы и фосфора, а также многих металлов. Поэтому проблема охраны почв имеет большое значение.

На ранних этапах истории человечества деятельность людей почти не затрагивала глубины Земли. Однако с началом бурного развития промышленности резко возросли потребности человека в полезных ископаемых. Их добыча и переработка начали оказывать вредное воздействие на природу. При разработке открытых горных выработок образуется много пыли, загрязняющей окрестности. Огромные площади занимают отвалы «пустой» породы, образующиеся при добыче твердых полезных ископаемых. Откачка воды из горных выработок приводит к образованию подземных пустот. Многие горнодобывающие предприятия сбрасывают в реки недостаточно очищенные стоки, что ведет к загрязнению природных вод. В окружающую среду попадают вредные вещества из отвалов этих предприятий. Немало опасных веществ рассеивается при транспортировке руд и продуктов их переработки.

Загрязнение окружающей среды в результате добычи и переработки полезных ископаемых можно уменьшить, если использовать достижения науки и более совершенные технологии.

Елена Савинкина

И любые негативные литосферные изменения способны усугубить глобальный кризис. Из данной статьи вы узнаете о том, что такое литосфера и литосферные плиты.

Определение понятия

Литосфера представляет собой внешнюю твердую оболочку земного шара, которая состоит из земной коры, части верхней мантии, осадочных и изверженных пород. Определить нижнюю ее границу довольно сложно, но принято считать, что литосфера заканчивается с резким уменьшением вязкости горных пород. Литосфера занимает всю поверхность планеты. Толщина ее слоя не везде одинакова, она зависит от рельефа местности: на континентах - 20-200 километров, а под океанами - 10-100 км.

Литосфера Земли по большей части состоит из магматических изверженных пород (около 95 %). Среди этих пород преобладают гранитоиды (на континентах) и базальты (под океанами).

Некоторые думают, что понятия «гидросфера»/«литосфера» означают одно и тоже. Но это далеко не так. Гидросфера - это своеобразная водная оболочка земного шара, а литосфера - твердая.

Геологическое строение земного шара

Литосфера как понятие включает в себя также геологическое строение нашей планеты, поэтому, чтобы понять, что такое литосфера, его следует детально рассмотреть. Верхняя часть геологического слоя называется земной корой, толщина его варьируется от 25 до 60 километров на континентах, и от 5 до 15 километров - в океанах. Нижний слой называется мантией, отделяется от земной коры разделом Мохоровичича (где резко изменяется плотность вещества).

Земной шар состоит из земной коры, мантии и ядра. Земная кора - твердое вещество, но ее плотность резко меняется на границе с мантией, то есть на линии Мохоровичича. Поэтому плотность земной коры - величина нестойкая, но среднюю плотность данного слоя литосферы можно вычислить, равняется она 5,5223 грамм/см 3 .

Земной шар представляет собой диполь, то есть магнит. Земные магнитные полюса располагаются в южном и северном полушариях.

Слои литосферы Земли

Литосфера на континентах состоит из трех слоев. И ответ на вопрос о том, что такое литосфера, не будет полным без их рассмотрения.

Верхний слой строится из самых разнообразных осадочных пород. Средний условно называется гранитным, но состоит не только из гранитов. Например, под океанами гранитовый слой литосферы вообще отсутствует. Приблизительная плотность среднего слоя составляет 2,5-2,7 грамм/см 3 .

Нижний слой также условно называется базальтовым. Он состоит из более тяжелых пород, его плотность, соответственно, больше - 3,1-3,3 грамм/см 3 . Нижний базальтовый слой располагается под океанами и материками.

Классифицируют также и земную кору. Различают материковый, океанический и промежуточный (переходный) типы земной коры.

Строение литосферных плит

Литосфера сама по себе не является однородной, она состоит из своеобразных блоков, которые называются литосферными плитами. Они включают в себя как океаническую, так и материковую земную кору. Хотя есть случай, который можно считать исключением. Тихоокеанская литосферная плита состоит только из океанической коры. Состоят литосферные блоки из складчатых метамофизованных и магматических пород.

Каждый материк имеет в своем основании древнюю платформу, границы которой определяются горными хребтами. Непосредственно на площади платформы располагаются равнины и только отдельные горные хребты.

На границах литосферных плит довольно часто наблюдается сейсмическая и вулканическая активность. Различают три типа литосферных границ: трансформные, конвергентные и дивергентные. Очертания и границы литосферных плит довольно часто меняются. Мелкие литосферные плиты соединяются между собой, а крупные - наоборот, раскалываются.

Перечень литосферных плит

Принято выделять 13 основных литосферных плит:

• Филиппинская плита.
• Австралийская.
• Евразийская.
• Сомалийская.
• Южно-Американская.
• Индостанская.
• Африканская.
• Антарктическая плита.
• Плита Наска.
• Тихоокеанская;
• Северо-Американская.
• Плита Скотия.
• Аравийская плита.
• Плита Кокос.

Итак, мы дали определение понятия «литосфера», рассмотрели геологическое строение Земли и литосферных плит. С помощью этой информации можно теперь с уверенностью ответить на вопрос о том, что такое литосфера.

Литосфера – это твердая оболочка планеты Земля. Она покрывает ее полностью, защищая поверхность от высочайших температур ядра планеты. Изучим, какое строение имеет литосфера и чем она отличается от других планет.

Общая характеристика

Литосфера граничит с гидросферой и атмосферой вверху, и с астеносферой внизу. Толщина этой оболочки значительно варьирует и составляет от 10 до 200 км. на разных участках планеты. На континентах литосфера толще, чем в океанах. Литосфера не представляет собой единое целое – она образована отдельными плитами, которые лежат на астеносфере и постепенно передвигаются по ней. Выделяют семь крупных литосферных плит и несколько маленьких. Границы между ними являются зонами сейсмической активности. На территории России соединяются две такие плиты – Евразийская и Североамериканская. Строение литосферы Земли представлено тремя слоями:

• земная кора;
• пограничный слой;
• верхняя мантия.

Рассмотрим каждый слой подробнее.

Рис. 1. Слои литосферы

Земная кора

Это верхний и самый тонкий слой литосферы. Его масса составляет всего 1% от массы Земли. Толщина земной коры варьирует от 30 до 80 км. Меньшая толщина наблюдается на равнинных территориях, большая – на горных. Различают два типа земной коры – материковая и океаническая.

Разделение коры на два типа имеется только на Земле, на остальных планетах кора однотипная.

Материковая кора состоит из трех слоев:

ТОП-2 статьи которые читают вместе с этой

• осадочный – образован осадочными и вулканическими породами;
• гранитный – образован метаморфическими горными породами (кварц, полевой шпат);
• базальтовый – представлен магматическими породами.

В океанической коре есть только осадочный и базальтовый слой.

Рис. 2. Слои океанической и континентальной земной коры

Земная кора содержит все известные минералы, металлы и химические вещества в разных количествах. Самые распространенные элементы:

• кислород;
• железо;
• кремний;
• магний;
• натрий;
• кальций;
• калий.

Полное обновление земной коры происходит за 100 млн. лет.

Пограничный слой

Его называют поверхностью Мохоровичича. В этой зоне происходит резкий рост скорости сейсмических волн. Также здесь сменяется плотность вещества литосферы, оно становится более упругим. Поверхность Мохоровичича залегает на глубине от 5 до 70 км, полностью повторяя рельеф земной коры.

Рис. 3. Схема поверхности Мохоровичича

Мантия

К литосфере относится только верхний слой мантии. Он имеет толщину от 70 до 300 км. Какие явления происходят в этом слое? Здесь зарождаются очаги сейсмической активности – землетрясения. Это связано с повышением здесь скорости сейсмических волн. Каково строение этого слоя? Образована она в основном железом, магнием, кальцием, кислородом.

Что мы узнали?

Литосфера Земли имеет послойное строение. Она образована земной корой и верхним слоем мантии. Между этими слоями находится граница, называемая поверхностью Мохоровичича. Общая толщина литосферы достигает 200 км. В ее состав входят практически все металлы и микроэлементы.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 355.

Введение

Актуальность проблемы. Актуальность экологического изучения литосферы обусловленная тем, что литосфера есть средой всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов антропогенной деятельности (составных природной среды), через значительные изменения, которого развивается глобальный экологический кризис. В верхней части континентальной земной коры развиты грунты, значение которых для человека тяжело переоценить.

Задача: рассмотреть происхождение, строение литосферы

литосфера земной кора

Общее понятие о литосфере. Происхождение литосферы

Литосфера - это внешняя оболочка «твёрдой» Земли, расположенная ниже атмосферы и гидросферы над астеносферой. Мощность литосферы изменяется от 50 км (под океанами) до 100 км (под материками). В её составе - земная кора и субстрат, входящий в состав верхней мантии. Границей между земной корой и субстратом служит поверхность Мохоровичича, при пересечении которой сверху вниз скачкообразно увеличивается скорость продольных сейсмических волн. Литосфера не есть единое целое. Пространственное (горизонтальное) строение литосферы представлено её крупными блоками - так называемыми литосферными плитами, отделёнными друг от друга глубинными тектоническими разломами. Сейчас литосфера Земли состоит из семи больших плит и нескольких более мелких плит. Литосферные плиты скользят в определенных направлениях, наезжая при этом друг на друга.

В границах литосферы периодически происходили и происходят грозные экологические процессы (сдвиги, сели, обвалы, эрозия), которые имеют огромное значение для формирования экологических ситуаций в определенном регионе планеты, а иногда приводят к глобальным экологическим катастрофам.

Приблизительно 5,5 млрд. лет назад из холодного планетного вещества возникли первые планеты, в той числе и первичная Земля. В это время она была космическим телом, но еще не стала планетой, атмосферы и гидросферы тогда не существовало, поверхность планеты была совершенно безжизненна. Протоземля представляла собой холодное скопление космического вещества. Под влиянием гравитационного уплотнения, нагревания от беспрерывных ударов космических тел (комет и метеоритов) и выделении тепла радиоактивными элементами поверхность Протеземли стала нагреваться. Когда температура недр достигла уровня плавления окислов железа и других соединений, начались активные процессы формирования ядра и основных оболочек планеты.

Общим процессом формирования оболочек Земли, согласно гипотезе академика А.П. Виноградова, послужило зонное плавление в мантии, располагающейся вокруг ядра. При этом тугоплавкие и тяжелые элементы погружались вниз, образуя и наращивая ядро, а легкоплавкие и легкие по массе элементы поднимались вверх, образуя земную кору и литосферу.