Раздел 3. Горные породы и минералы

3.1. Понятие о горных породах и минералах

Земная кора состоит в основном из горных пород и минералов. Изучая происхождение пород и минералов, мы все больше получаем знаний об истории развития нашей планеты. Ранее считалось, что вся планета покрыта сплошным прочным панцирем, состоящим из горных пород и минералов, на поверхности которого низкие места залиты водой в виде рек, озер, морей, океанов. За миллионы лет наши континенты то опускались, то поднимались. От этого границы между сушей и землей постепенно и постоянно менялись. В последние годы ученые пришли к выводу, что такое представление ошибочное. На самом деле земная кора это не сплошной панцирь, а состоит из двадцати тектонических плит, которые находятся в постоянном движении и напоминают огромные льдины, плавающие в зыбкой воде. По причине своих гигантских размеров они перемещаются очень медленно подобно росту ногтя у человека, но за миллионы лет наши континенты неузнаваемо изменились не только по очертанию, но и по расположению между собой.

Следует понимать, что движение тектонических плит происходит не только по горизонтали, но и по вертикали в силу того, что при столкновении одной гигантской массы с другой движение их не приостанавливается, а продолжает совершаться, в результате край одной плиты уходит вниз, а другой карабкается наверх. При этом происходят гигантские напряжения, которые сгибают или раскалывают огромные пластины каменных пород. В результате деформации возникает огромная температура, в которой расплавляется любая каменная порода. Эти процессы вызывают землетрясения и извержение вулканов.

Теория тектоники плит коренным образом изменила представление геологов о том, как создаются и снова видоизменяются горные породы, как возникают и разрушаются горы, почему извергаются вулканы, отчего происходят землетрясения и многое-многое другое.

3.2. Современное представление о внутреннем строении земного шара

Кора Земли – тонкая оболочка толщиной около 40 км состоит преимущественно из кремнеземных пород, таких как базальт и гранит. Под океанами этот слой тоньше, под континентом толще. Кора соединяется с верхним твердым слоем мантии и блоками плавает по расплавленному веществу нижележащих слоев мантии.

Верхняя мантия – имеет толщину 16-670 км, она достаточно размягчена, чтобы вещество перемещалось, При соприкосновении с земной корой часто возникают очаги расплавления, образующие магму, которая поднимается сквозь земную кору и извергается через вулканы.

Нижняя мантия – уходит на 670-2900 км. Здесь большое давление превращает более легкие кремнеземные минералы верхней мантии в более плотное вещество – перовскит. Перовскит – самый распространенный минерал в мантии, а значит и на земле, поскольку мантия составляет 4/5 нашей планеты.

Ядро Земли – по внутренним размерам составляет 2900-3370 км.

Это плотный шар, состоящий из железа и никеля. Температура внешней части ядра составляет 4500º К.

Металл находится в расплавленном состоянии. В середине ядра температура еще выше – 7500ºК, но металл находится в твердом состоянии. Это происходит из-за большого давления, и он не может перейти в жидкое состояние. В свою очередь давление и является причиной большой температуры в центре ядра.

Литосфера – это верхняя часть Земли с остывшей верхней части мантии.

Рис.1

Внутреннее строение Земли

3.3. Формирование континентов

Никто достоверно не знает, как именно и почему образовались блоки, но совершенно очевидно, что это очень медленный процесс.

Самым древним частям почти четыре миллиарда лет(возраст Земли примерно 4,6 млрд.лет).

Учеными составлены пять временных периодов, которые дают примерное представление о расположении континентов на Земле. Совершенно очевидно, что континенты постоянно находятся в движении.

Рис.2. Временные периоды перемещения континентов.

Рис.3. На этой карте показаны самые большие тектонические плиты Земли, стрелки указывают направления их движения

3.4. Горообразование

Самые высокие горные системы мира очень молоды в понятиях геологической истории. Гималаи, Анды, Скалистые горы, Альпы возникли в течение последних 50 миллионов лет. Другими словами, динозавры уже давно вымерли, когда на равнине начали подниматься эти на вид вечные хребты.

До появления теории тектоники плит геологи не имели реального представления о том, как образовались все эти горные системы. Горы могут создаваться разными путями, однако сейчас совершенно ясно, что большинство самых крупных хребтов формируется вдоль границ плит. Самый протяженный в мире горный хребет – это как ни странно, срединно-океанический хребет, который формируется на дне в месте нахождения плит. Он тянется через весь Атлантический океан и выходит – в Индийский. Однако на суше все высокие хребты находятся в местах схождения плит.

Рис.4. За миллионы лет в породе образуются полости и пещеры.