Земная кора

 

Р Е Ф Е Р А Т

 

Курсовая работа: 25с., 1 рис., 1 табл., 9 источников.

ЗЕМНАЯ КОРА, ОКЕАНИЧЕСКАЯ КОРА, КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ КОРА, КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ

Объектом исследования является земная кора.

Предметом исследования является строение земной коры и методы ее изучения.

Цель работы: изучить строение земной коры; ознакомиться с методами изучения земной коры.

При выполнении работы использованы методы:

• сравнительный метод;
• исторический метод;
• метод анализа документов.

В процессе работы проведены  следующие исследования и разработки: проведен теоретический анализ строения земной коры, теоретически определены границы слоев земной коры и границы между верхней и нижней корой.

Автор подтверждает, что  приведенный в работе расчетно-аналитический  материал правильно и объективно отражает состояние исследуемого процесса, а все заимствованные из литературных и других источников теоретические, методологические и методические положения  и концепции сопровождаются ссылками на их авторов.

 

 

________________________

(подпись студента)

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………….……………5

Глава 1 Основные этапы развития земной коры………………………..8

1. Раннеархейский этап. Формирование протоконтинентальной коры……………………………………………………………………..8
2. Средне- и позднеархейский этап. Возникновение собственно континентальной коры и становление первой Пангеи…………….9
3. Раннепротерозойский этап. Распад первой Пангеи, обособление платформ и подвижных поясов. Дальнейшее разрастание континентальной коры………………………………………………11
4. Среднепротерозойский этап. Частичный распад и восстановление единства второй Пангеи…………………………………………….13
5. Позднепалеозойско - раннемезозойский этап. Возрождение Пангеи…………………………………………………………………14
6. Позднепротерозойско-раннепалеозойский этап. Деструкция протерозойской Пангеи, заложение и начало развития подвижных поясов неогея (1,0—0,4 млрд лет)…………………………………15
7. Позднемезозойско-кайнозойский этап. Распад Пангей и образование молодых океанов. Формирование современной структуры и рельефа Земли (0,2—0 млрд лет)…………………..17

Глава 2.Строение земной коры:

1.   Океаническая кора………………………………………………..22
2.   Континентальная кора….………………………………………...23
1. Состав верхней континентальной коры….….....................23
3. Границы между верхней и нижней корой………………………..25

 

Глава 3. Методы изучения земной коры……………………………..26

Заключение…………………………………….………………………….30

Список использованной литературы……………………………………..31

ВВЕДЕНИЕ

По сравнению с размерами  земного шара, земная кора составляет 1/200 его радиуса. Но эта «пленка» – самое сложное по строению и  до сих пор наиболее загадочное образование  нашей планеты. Главнейшая особенность  коры в том, что она служит пограничным  слоем между земным шаром и  окружающим нас космическим пространством. В этой переходной зоне между двумя  стихиями мироздания – космосом и  веществом планеты – постоянно  происходили сложнейшие физико-химические процессы, и, что замечательное, следы  этих процессов в значительной степени  сохранились.

Основными целями работы является:

• рассмотреть основные этапы формирование рельефа земли;
• определить строение коры земли, ее составляющие.

Образование планеты Земля  и наиболее ранний, «догеологический», этап ее развития (4,6—4,0 млрд лет назад). В настоящее время почти единодушно признается, что наша планета вместе с Солнцем и другими планетами образовалась из газопылевого облака, включавшего и довольно крупные обломки, под влиянием импульса, связанного со вспышкой Сверхновой звезды: в составе тел Солнечной системы есть тяжелые элементы которые не могли синтезироваться в термодинамических условиях самой Солнечной системы и появились благодаря нуклеосинтезу во время вспышки Сверхновой. Кроме того, эта вспышка должна была породить гравитационную волну, которая непосредственно способствовала сжатию газопылевого облака и началу конденсации составлявшего его рассеянного материала.

Формирование планеты  Земля путем аккреции составивших ее частиц — планетезималей — должно было протекать очень быстро, в течение сотни миллионов лет. Существуют разные мнения по вопросу о том, являлась ли эта аккреция гомогенной, т.е. не сопровождалась разделением исходного материала по составу, или гетерогенной, с образованием сначала железного ядра из материала типа железных метеоритов. Наиболее вероятной, по общим соображениям, представляется промежуточная точка зрения — первоначально образовалось лишь внутреннее ядро, а внешнее возникло уже позднее, в ходе глубинной дифференциации мантийного материала на железо, вероятно, с примесью никеля, стекающее в ядро, и силикаты, поднимающиеся в мантию. Слой D" на границе ядра и мантии может представлять современную зону такого разделения. Эта дифференциация, постепенно замедляясь, может продолжаться и до настоящего времени, сопровождаясь выделением тепла.

Как бы то ни было, в эпоху 3,5 млрд лет назад внешнее ядро Земли уже должно было существовать и было расплавленным, ибо с этого времени породы земной коры обнаруживают остаточную намагниченность. Вместе с тем имеются серьезные основания полагать, что рост внутреннего ядра за счет внешнего также продолжался в дальнейшем, особенно начиная с границы архей — протерозой.

Земля уже в процессе аккреции должна была существенно разогреться вследствие соударения слагавших ее планетезималей и особенно выделения ядра, хотя бы только внешнего. Этому еще дополнительно способствовали начавшийся распад естественнорадиоактивных элементов, первоначальный запас которых был значительным, причем отдельные изотопы (²⁶Аl, ¹²⁷J и некоторые другие) вскоре вымерли, продолжавшаяся дифференциация мантийного вещества и, наконец, твердые приливы, вызываемые гравитационным притяжением еще близко расположенной Луны. Луна должна была возникнуть ненамного позже рождения Земли, как об этом свидетельствует возраст ее древнейших пород — 4,4 млрд лет. В отношении происхождения Луны наиболее популярна теперь гипотеза, согласно которой она образовалась из материала, выброшенного за предел Роша¹ при ударе, вызванном падением на Землю крупного астероида, по размеру близкого Марсу.

Разогрев Земли на самой  ранней стадии ее развития мог вызвать, по убеждению многих специалистов, плавление не только внешнего ядра, но и более поверхностных частей планеты, вплоть до возникновения так называемого магматического океана. По другой версии, наиболее поверхностная часть твердой Земли не была расплавлена, но расплавленная зона — прототип астеносферы — возникла на небольшой глубине. Так или иначе, это создавало условия для выплавления из мантии первичной коры основного состава. Породы этой коры нигде не обнаружены и, возможно, не сохранились, за исключением ксенолитов в более молодых образованиях. Самые древние породы Земли имеют возраст 4,0—3,8 млрд лет; они обнаружены на Украинском щите (основные породы, возможно, в виде включений в несколько более молодых тоналитах), на Канадском щите (провинция Слейв), в юго-западной Гренландии. Но в Западной Австралии в кварцитах с возрастом около 3,5 млрд лет открыты зерна циркона, датированные в 4,3—4,2 млрд лет; это древнейшие минералы на Земле. Так как цирконы характерны скорее для кислых пород, можно предполагать, что уже в эту отдаленную эпоху могли образоваться породы кислого состава. Тем не менее аналогия с Луной, где древнейшие породы, как, впрочем, и более молодые, представлены базальтами и анортозитами, состав предполагаемых ксенолитов и общие петрологические соображения (о том, что значительные количества кислых пород не могут быть продуктом прямого плавления мантии) склоняют к мысли об основном, базальтовом, составе первичной коры Земли.

Важным фактором развития Земли на рассматриваемом этапе  и несколько позднее, в интервале 4,2—3,8 млрд лет — в основном по аналогии с Луной и ее морями, должна была быть еще метеоритная бомбардировка. Если расплавленный слой находился на некоторой глубине под твердым слоем, наиболее крупные метеориты (астероиды) при падении могли пробивать этот слой и образовывать кратеры, заполнявшиеся базальтовой лавой. Некоторые исследователи предполагают, что такие кратеры могли в унаследованном виде сохраниться в современной структуре коры.

Уже на данном этапе могла  начать формироваться атмосфера  Земли, что подтверждается изотопией  благородных газов. Предполагают, что  начало этому процессу положило выделение  газов при соударении планетезималей. Но гидросферы еще не существовало, так как поверхность Земли если и не была расплавленной, то во всяком случае обладала достаточно высокой температурой.

И так, уже на самом раннем этапе развития началось расслоение Земли на оболочки — ядро, внутреннее и, возможно, внешнее, мантию, кору и атмосферу.

 

ГЛАВА 1  Основные этапы развития земной коры

1.1 Раннеархейский этап. Формирование протоконтинентальной коры (4,0—3,5 млрд лет)

Этот этап уже документирован породами соответствующего возраста, обнаруженными хотя и в отдельных  небольших участках, но практически  на всех континентах и на всех древних  кратонах, в частности на Балтийском, Украинском и Алданском щитах. Породы этого возраста, относимые у нас к катархею, а за рубежом к нижнему архею, представлены в основном гранитогнейсами тоналитового состава, нередко именуемыми просто «серыми гнейсами» и отличающимися преобладанием в составе щелочей натрия над калием. Однако встречены и основные породы данного возраста и даже осадочные, образовавшиеся в водной среде, — таковы ставшие знаменитыми породы серии Исуа в юго-западной Гренландии с возрастом 3,8 млрд лет.

Происхождение тоналитовых гранитогнейсов, представляющих кору, Уже близкую, хотя и не тождественную, современной континентальной, — еще не решенная проблема. Некоторые исследователи допускают ее выплавление непосредственно из мантии, учитывая, что в эту эпоху она была еше сильно насыщена флюидами, в том числе водой. Другой возможный путь образования «серых гнейсов» — метасоматическая переработка первичной базальтовой коры теми же мантийными флюидами. И третий путь — переплавление этой коры при участии тех же флюидов. Этот последний процесс представляется наиболее вероятным.

Остается неясным, на какую  площадь распространилось образование  серогнейсового протосиаля и привело ли оно к возникновению сплошного слоя. Редкая встречаемость цирконов с возрастом более 3,5 млрд лет в более молодых обломочных породах приводит к выводу, что скорее всего протоконтинентальная кора к началу архея выступала над поверхностью мелководного протоокеана отдельными островами. Но эти острова, как мы увидим ниже, вполне могли послужить ядрами будущих материков.

Таким образом, на втором этапе  своего развития Земля обогатилась  еще двумя оболочками — протоконтинентальной корой и гидросферой. Более того, обнаружение следов жизни в серии Исуа свидетельствует и о появлении биосферы. Приповерхностный расплавленный слой заместился лишь частично подплавленной астеносферой, которая начиналась непосредственно под тонкой и еще пластичной корой.

 

1.2 Средне- и позднеархейский этап. Возникновение собственно континентальной коры и становление первой Пангеи (3,5— 2,5 млрд лет)

 

На этом этапе широкое  развитие получили зеленокаменные пояса. В течение архея сменилось несколько генераций подобных поясов, которые закладывались по крайней мере в среднем архее предпочтительно на утоненной протоконтинентальной коре. Последняя испытывала при этом дальнейшее утонение (пластичный рифтинг) и насыщалась основными и ультраосновными магматитами, что способствовало ее утяжелению и погружению. Появление в позднем архее известково-щелочных вулканитов и нормальных гранитов свидетельствует о начале субдукции этой субокеанской коры под протоконтинентальную, т.е., по существу, о начале плитнотектонического мегаэтапа развития нашей планеты¹. Зеленокаменные пояса последовательно причленялись к ядрам протоконтинентальной коры, которая на значительных площадях подверглась переплавлению с образованием уже калиевых гранитоидов. В конечном счете этот процесс привел к созданию обширных гранит-зеленокаменных областей с настоящей континентальной корой, которые составили основу фундамента будущих древних платформ — кратонов. Судя по тому, что низы этой коры испытывали метаморфизм гранулитовой фации, требующий не только высоких температур, но и высоких давлений, мощность коры достигла уже нормальных для современной континентальной коры значений порядка 30—35 км. По некоторым подсчетам, площадь, занимает архейской корой, составляет не менее 70% от общей площади современной континентальной коры. Существуют серьезные основания считать, что к концу архея эта кора сформировала уже единый и крупный континентальный массив — суперконтинент Пангею. На это указывает отсутствие унаследованности между архейскими и раннепротерозоискими подвижными поясами, наложенный характер последних и то обстоятельство, что в их основании обнаруживается все больше переработанной архейской коры.

Если существовала эпиархейская Пангея, то должен был существовать и ее антипод — мировой океан Панталасса с базальтовой корой океанского типа. Предпосылкой для образования Панталассы и для возникновения характерной для Земли диссимметрии — на одной стороне Пангея (меньших размеров), на другой — Панталасса больших размеров — могло быть то самое падение на Землю астероида, которое привело к выбросу материала, создавшего Луну. Эпиархейская Панталасса была, очевидно, менее глубокой, чем современный Мировой океан, но не за счет меньшего, чем в настоящее время, перепада отметок (так как континентальная кора уже достигла близких к современным значений и, следовательно, контраст между ней и океанской корой был примерно такой же), а за счет меньшего объема воды. Впрочем, интенсивность флюидного потока из мантии, в том числе темп выделения воды в архее, должна была еще оставаться весьма высокой.