Континентальная кора

Континентальная кора — слой магматических , метаморфических и осадочных пород, образующий геологические континенты и области мелководного морского дна вблизи их берегов, известные как континентальные шельфы . Этот слой иногда называют сиальным , поскольку его валовой состав богаче силикатами алюминия (Al-Si) и имеет меньшую плотность по сравнению с океанической корой . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} называемый сима , который богат минералами силиката магния (Mg-Si). Изменения скоростей сейсмических волн показали, что на определенной глубине ( разрыв Конрада ) наблюдается достаточно резкий контраст между более кислой верхней континентальной корой и нижней континентальной корой, носящей более основной характер. ^{[ 3 ]}

Большая часть континентальной коры представляет собой сушу над уровнем моря. Однако 94% области континентальной коры Зеландии погружено под Тихий океан . ^{[ 4 ]} при этом Новая Зеландия составляет 93% надводной части.

Толщина и плотность

валовой состав Континентальная кора состоит из различных слоев и имеет промежуточный (масс. % SiO ₂ = 60,6). ^{[ 5 ]} Средняя плотность континентальной коры составляет около 2,83 г/см. ³ (0,102 фунта на куб. дюйм), ^{[ 6 ]} менее плотный , чем ультраосновной материал, составляющий мантию , плотность которого составляет около 3,3 г/см. ³ (0,12 фунта на куб. дюйм). Континентальная кора также менее плотная, чем океаническая кора, плотность которой составляет около 2,9 г/см. ³ (0,10 фунта на куб. дюйм). Континентальная кора имеет толщину от 25 до 70 км (от 16 до 43 миль) и значительно толще океанической коры, средняя толщина которой составляет от 7 до 10 км (от 4,3 до 6,2 миль). Примерно 41% площади поверхности Земли ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} и около 70% объема земной коры составляет континентальная кора. ^{[ 9 ]}

Важность

Поскольку поверхность континентальной коры в основном лежит над уровнем моря, ее существование позволило наземной жизни развиться из морской. Его существование также обеспечивает обширные пространства мелководья, известные как эпирические моря и континентальные шельфы , где сложная многоклеточная жизнь могла возникнуть в раннем палеозое , во время того, что сейчас называется кембрийским взрывом . ^{[ 10 ]}

Источник

Вся континентальная кора в конечном итоге образуется из расплавов мантийного происхождения (в основном базальтовых ) путем фракционной дифференциации базальтового расплава и ассимиляции (переплавления) ранее существовавшей континентальной коры. Относительный вклад этих двух процессов в создание континентальной коры обсуждается, но считается, что фракционная дифференциация играет доминирующую роль. ^{[ 11 ]} Эти процессы происходят преимущественно на магматических дугах , связанных с субдукцией .

Существует мало свидетельств существования континентальной коры до 3,5 млрд лет назад . ^{[ 12 ]} Около 20% современного объема континентальной коры сформировалось к 3,0 млрд лет назад. ^{[ 13 ]} Относительно быстрое развитие происходило на щитовых территориях, состоящих из континентальной коры, между 3,0 и 2,5 млрд лет назад. ^{[ 12 ]} За этот временной интервал сформировалось около 60% современного объема континентальной коры. ^{[ 13 ]} Остальные 20% сформировались в течение последних 2,5 млрд лет.

Сторонники гипотезы стационарного состояния утверждают, что общий объем континентальной коры остался более или менее неизменным после ранней быстрой планетарной дифференциации Земли и что обнаруженное в настоящее время возрастное распределение является лишь результатом процессов, ведущих к образованию кратонов ( части земной коры, сгруппированные в кратонах, с меньшей вероятностью будут переработаны тектоникой плит). ^{[ 14 ]} Однако это не является общепринятым. ^{[ 15 ]}

Силы в действии

В отличие от сохранения континентальной коры, размер, форма и количество континентов постоянно меняются в течение геологического времени. Различные территории расходятся, сталкиваются и воссоединяются как часть великого суперконтинентального цикла . ^{[ 16 ]}

В настоящее время существует около 7 миллиардов кубических километров (1,7 миллиардов кубических миль) континентальной коры, но это количество варьируется в зависимости от характера задействованных сил. Относительное постоянство континентальной коры контрастирует с недолговечностью океанической коры. Поскольку континентальная кора менее плотная, чем океаническая, когда активные окраины обеих зон встречаются в зонах субдукции , океаническая кора обычно погружается обратно в мантию. Континентальная кора редко субдуцируется (это может произойти, когда блоки континентальной коры сталкиваются и утолщаются, вызывая глубокое таяние под горными поясами, такими как Гималаи или Альпы ). По этой причине самые старые породы на Земле находятся в кратонах или ядрах континентов, а не в многократно перерабатываемой океанической коре ; Самый старый неповрежденный фрагмент коры - это гнейс Акаста возрастом 4,01 млрд лет назад , тогда как самая старая крупномасштабная океаническая кора (расположенная на Тихоокеанской плите у побережья полуострова Камчатка ) относится к юрскому периоду (≈180 млн лет назад ), хотя могут быть небольшие более древние остатки. в Средиземное море около 340 млн лет назад. ^{[ 17 ]} Таким образом, континентальная кора и слои горных пород, лежащие на ней и внутри нее, представляют собой лучший архив истории Земли. ^{[ 8 ]}^{[ 18 ]}

Высота горных хребтов обычно связана с толщиной земной коры. Это является результатом изостазии, связанной с орогенией (горообразованием). Кора утолщается под действием сжимающих сил, связанных с субдукцией или столкновением континентов. Плавучесть земной коры заставляет ее подниматься вверх, а силы столкновительного напряжения уравновешиваются гравитацией и эрозией. Это образует киль или горный корень под горным хребтом, где находится самая толстая кора. ^{[ 19 ]} Самая тонкая континентальная кора находится в рифтовых зонах, где кора утончается в результате отрывных разломов и в конечном итоге разрывается, заменяясь океанической корой. Края образовавшихся таким образом континентальных фрагментов (например, по обе стороны Атлантического океана ) называются пассивными окраинами .

Высокие температуры и давления на глубине, часто в сочетании с длительной историей сложных искажений, приводят к тому, что большая часть нижней континентальной коры становится метаморфической – главным исключением из этого являются недавние магматические интрузии . Магматические породы также могут быть «недостаточными» по отношению к нижней стороне коры, т.е. добавляться к коре, образуя слой непосредственно под ней.

Континентальная кора образуется и (намного реже) разрушается в основном в результате тектонических процессов плит , особенно на границах сходящихся плит . Кроме того, материал континентальной коры переносится в океаническую кору в результате седиментации. Новый материал может быть добавлен на континенты в результате частичного плавления океанической коры в зонах субдукции, в результате чего более легкий материал поднимается в виде магмы, образуя вулканы. Кроме того, материал может накапливаться горизонтально, когда вулканические островные дуги , подводные горы или подобные структуры сталкиваются со стенками континента в результате тектонических движений плит. Континентальная кора также теряется в результате эрозии и субдукции отложений, тектонической эрозии предгорий, расслаивания и глубокой субдукции континентальной коры в зонах столкновения. ^{[ 20 ]} Многие теории роста земной коры противоречивы, в том числе о скорости роста и переработки земной коры, о том, перерабатывается ли нижняя кора иначе, чем верхняя кора, а также о том, какую часть истории Земли действовала тектоника плит и, следовательно, могла ли она быть доминирующим способом формирования континентальной коры. и разрушение. ^{[ 14 ]}

Является предметом споров вопрос о том, увеличивалось ли количество континентальной коры, уменьшалось или оставалось постоянным в течение геологического времени. Одна модель показывает, что до 3,7 млрд лет назад континентальная кора составляла менее 10% от современного количества. ^{[ 21 ]} 3,0 млрд лет назад это количество составляло около 25%, а после периода быстрой эволюции коры оно составляло около 60% от нынешнего количества 2,6 млрд лет назад. ^{[ 22 ]} Рост континентальной коры, по-видимому, происходил в виде всплесков повышенной активности, соответствующих пяти эпизодам увеличения добычи в течение геологического времени. ^{[ 23 ]}

См. также

Ссылки

^ Фэрбридж, Родс В., изд. (1967). Энциклопедия атмосферных наук и астрогеологии . Нью-Йорк: Издательство Рейнхольд. п. 323. ОСЛК 430153 .
^ Дэвис, Джордж Х.; Рейнольдс, Стивен Дж.; Клут, Чарльз Ф. (2012). «Природа структурной геологии». Структурная геология горных пород и регионов (3-е изд.). Джон Уайли и сыновья . п. 18. ISBN 978-0-471-15231-6 .
^ Макгуайр, Томас (2005). «Землетрясения и недра Земли». Науки о Земле: физические условия . AMSCO School Publications Inc., стр. 182–184. ISBN 978-0-87720-196-0 .
^ Мортимер, Ник; Кэмпбелл, Хэмиш Дж. (2017). «Зеландия: Скрытый континент Земли» . ГСА сегодня . 27 : 27–35. дои : 10.1130/GSATG321A.1 . Архивировано из оригинала 17 февраля 2017 года.
^ Рудник, РЛ; Гао, С. (1 января 2014 г.). «Состав континентальной коры». Трактат по геохимии . стр. 1–51. дои : 10.1016/B978-0-08-095975-7.00301-6 . ISBN 9780080983004 .
^ Кристенсен, Николас И.; Муни, Уолтер Д. (1995). «Сейсмическая скоростная структура и состав континентальной коры: глобальный взгляд». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 100 (Б6): 9761–9788. Бибкод : 1995JGR...100.9761C . дои : 10.1029/95JB00259 . ISSN 2156-2202 .
^ Штейн, М.; Бен-Авраам, З. (2015). «Механизм роста континентальной земной коры» . Трактат по геофизике . стр. 173–199. дои : 10.1016/B978-0-444-53802-4.00159-7 . ISBN 9780444538031 .
^ Jump up to: ^а ^б Когли 1984 .
^ Хоксворт и др. 2010 .
^ Ваггонер, Бен; Коллинз, Аллен. «Кембрийский период» . Музей палеонтологии Калифорнийского университета . Проверено 30 ноября 2013 г.
^ Кляйн, Бенджамин; Ягуц, Оливер (1 января 2018 г.). «О значении кристаллизации-дифференциации для образования богатых SiO2 расплавов и формирования состава дуговой (и континентальной) коры». Американский научный журнал . 318 (1): 29–63. Бибкод : 2018AmJS..318...29J . дои : 10.2475/01.2018.03 . ISSN 1945-452Х . S2CID 134674805 .
^ Jump up to: ^а ^б Харт, П.Дж. (1969). Земная кора и верхняя мантия . Американский геофизический союз . стр. 13–15. ISBN 978-0-87590-013-1 .
^ Jump up to: ^а ^б Макканн, Т. (2008). Геология Центральной Европы: Том 1: Докембрий и палеозой . Лондон: Геологическое общество . п. 22. ISBN 978-1-86239-245-8 .
^ Jump up to: ^а ^б Армстронг 1991 .
^ Тейлор и МакЛеннан 2009 .
^ Конди 2002 .
^ «Самая старая океанская кора в мире восходит к древнему суперконтиненту» .
^ Боуринг и Уильямс 1999 .
^ Холл и др. 1998 год .
^ Клифт и Ваннучи 2004 .
^ фон Хюне и Шолль 1991 .
^ Тейлор и МакЛеннан 1995 .
^ Батлер 2011 , см. рисунок.

Библиография

Армстронг, РЛ (1991). «Устойчивый миф о росте земной коры» (PDF) . Австралийский журнал наук о Земле . 38 (5): 613–630. Бибкод : 1991AuJES..38..613A . CiteSeerX 10.1.1.527.9577 . дои : 10.1080/08120099108727995 .
Боуринг, ЮАР; Уильямс, И.С. (1999). «Прискоанские (4,00–4,03 млрд лет) ортогнейсы северо-западной Канады». Вклад в минералогию и петрологию . 134 (134): 3–16. Бибкод : 1999CoMP..134....3B . дои : 10.1007/s004100050465 . S2CID 128376754 .
Батлер, Роб (2011). «Создание новых континентов» . Архивировано из оригинала 1 марта 2006 года . Проверено 29 января 2006 г.
Когли, Дж. Грэм (1984). «Континентальные окраины, протяженность и количество континентов». Обзоры геофизики . 22 (2): 101–122. Бибкод : 1984RvGSP..22..101C . дои : 10.1029/RG022i002p00101 .
Конди, Кент К. (2002). «Цикл суперконтинента: существуют ли две модели цикличности?». Журнал африканских наук о Земле . 35 (2): 179–183. Бибкод : 2002JAfES..35..179C . дои : 10.1016/S0899-5362(02)00005-2 .
Клифт, П.; Ваннучи, П. (2004). «Контроль тектонической аккреции и эрозии в зонах субдукции: последствия для происхождения и переработки континентальной коры». Обзоры геофизики . 42 (РГ2001): РГ2001. Бибкод : 2004RvGeo..42.2001C . дои : 10.1029/2003RG000127 . hdl : 1912/3466 . S2CID 19916396 .
Хоксворт, CJ; Дуиме, Б.; Пьетраник, АБ; Кавуд, Пенсильвания; Кемп, AIS; Стори, компакт-диск (2010). «Поколение и эволюция континентальной коры». Журнал Геологического общества . 167 (2): 229–248. Бибкод : 2010JGSoc.167..229H . дои : 10.1144/0016-76492009-072 . S2CID 131052922 .
Саал, Алабама; Рудник, РЛ; Равицца, GE; Харт, СР (1998). «Изотопные данные Re – Os о составе, формировании и возрасте нижней континентальной коры». Природа . 393 (6680): 58–61. Бибкод : 1998Natur.393...58S . дои : 10.1038/29966 . S2CID 4327383 .
Вальтер, Джон Виктор (2005). Основы геохимии . Джонс и Бартлетт . п. 35. ISBN 978-0-7637-2642-3 – через Google Книги . (Диаграмма под названием «Модель роста континентальной коры во времени», автор: Тейлор, СР; МакЛеннан, С.М. (1995). «Геохимическая эволюция континентальной коры». Обзоры геофизики . 33 (2): 241–265. Бибкод : 1995RvGeo..33..241T . дои : 10.1029/95RG00262 . )
Тейлор, С. Росс; МакЛеннан, Скотт (2009). Планетарные коры: их состав, происхождение и эволюция . Издательство Кембриджского университета . ISBN 9780521841863 . Проверено 28 июня 2022 г. - через Google Книги .
фон Хюне, Роланд; Шолль, Дэвид В. (1991). «Наблюдения на конвергентных окраинах относительно субдукции отложений, субдукционной эрозии и роста континентальной коры» . Обзоры геофизики . 29 (3): 279–316. Бибкод : 1991RvGeo..29..279V . дои : 10.1029/91RG00969 .

Внешние ссылки

[1] Фэрбридж, Родс В., изд. (1967). Энциклопедия атмосферных наук и астрогеологии . Нью-Йорк: Издательство Рейнхольд. п. 323. ОСЛК 430153 .

[2] Дэвис, Джордж Х.; Рейнольдс, Стивен Дж.; Клут, Чарльз Ф. (2012). «Природа структурной геологии». Структурная геология горных пород и регионов (3-е изд.). Джон Уайли и сыновья . п. 18. ISBN 978-0-471-15231-6 .

[3] Макгуайр, Томас (2005). «Землетрясения и недра Земли». Науки о Земле: физические условия . AMSCO School Publications Inc., стр. 182–184. ISBN 978-0-87720-196-0 .

[mortimer-4] Мортимер, Ник; Кэмпбелл, Хэмиш Дж. (2017). «Зеландия: Скрытый континент Земли» . ГСА сегодня . 27 : 27–35. дои : 10.1130/GSATG321A.1 . Архивировано из оригинала 17 февраля 2017 года.

[5] Рудник, РЛ; Гао, С. (1 января 2014 г.). «Состав континентальной коры». Трактат по геохимии . стр. 1–51. дои : 10.1016/B978-0-08-095975-7.00301-6 . ISBN 9780080983004 .

[6] Кристенсен, Николас И.; Муни, Уолтер Д. (1995). «Сейсмическая скоростная структура и состав континентальной коры: глобальный взгляд». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 100 (Б6): 9761–9788. Бибкод : 1995JGR...100.9761C . дои : 10.1029/95JB00259 . ISSN 2156-2202 .

[7] Штейн, М.; Бен-Авраам, З. (2015). «Механизм роста континентальной земной коры» . Трактат по геофизике . стр. 173–199. дои : 10.1016/B978-0-444-53802-4.00159-7 . ISBN 9780444538031 .

[FOOTNOTECogley1984-8] Jump up to: ^а ^б Когли 1984 .

[FOOTNOTEHawkesworthDhuimePietranikCawood2010-9] Хоксворт и др. 2010 .

[10] Ваггонер, Бен; Коллинз, Аллен. «Кембрийский период» . Музей палеонтологии Калифорнийского университета . Проверено 30 ноября 2013 г.

[11] Кляйн, Бенджамин; Ягуц, Оливер (1 января 2018 г.). «О значении кристаллизации-дифференциации для образования богатых SiO2 расплавов и формирования состава дуговой (и континентальной) коры». Американский научный журнал . 318 (1): 29–63. Бибкод : 2018AmJS..318...29J . дои : 10.2475/01.2018.03 . ISSN 1945-452Х . S2CID 134674805 .

[Hart-12] Jump up to: ^а ^б Харт, П.Дж. (1969). Земная кора и верхняя мантия . Американский геофизический союз . стр. 13–15. ISBN 978-0-87590-013-1 .

[McCann2008-13] Jump up to: ^а ^б Макканн, Т. (2008). Геология Центральной Европы: Том 1: Докембрий и палеозой . Лондон: Геологическое общество . п. 22. ISBN 978-1-86239-245-8 .

[FOOTNOTEArmstrong1991-14] Jump up to: ^а ^б Армстронг 1991 .

[FOOTNOTETaylorMcLennan2009-15] Тейлор и МакЛеннан 2009 .

[FOOTNOTECondie2002-16] Конди 2002 .

[17] «Самая старая океанская кора в мире восходит к древнему суперконтиненту» .

[FOOTNOTEBowringWilliams1999-18] Боуринг и Уильямс 1999 .

[FOOTNOTESaalRudnickRavizzaHart1998-19] Холл и др. 1998 год .

[FOOTNOTECliftVannuchi2004-20] Клифт и Ваннучи 2004 .

[FOOTNOTEvon_HueneScholl1991-21] фон Хюне и Шолль 1991 .

[FOOTNOTETaylorMcLennan1995-22] Тейлор и МакЛеннан 1995 .

[FOOTNOTEButler2011See_graphic-23] Батлер 2011 , см. рисунок.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

v т и Структура Земли
Ракушки	Корочка Мантия Верхняя мантия Литосферная мантия Астеносфера Нижняя мантия (она же мезосфера ) Основной Внешнее ядро Внутреннее ядро
Глобальные разрывы	Мохоровичич (кора-мантия) 410 разрыв (верхняя мантия) 660 разрыв (верхняя мантия) Разрыв D'' (нижняя мантия) Граница ядро-мантия Внутренняя граница ядра
Региональные разрывы	Конрад континентальная кора Гутенберг (верхняя мантия) Леманн (верхняя мантия)
Категория