Состав вещества дна океана и материков

Форма земного шара сферическая. В середине Земли находится плотное ядро. Его укрывает оболочка, или мантия, из трудного минерального вещества. На мантии лежит земная кора — литосфера, составленная из слоев разных горных пород. Плотность вещества мантии и литосферы или земной коры неодинаковая. Между ними проходит резкая граница — поверхность Мохоровичича, названная так за фамилией югославского ученого, который ее впервые проявил. Ядро и мантия состоят из первичной планетарной массы. Минеральное вещество земной коры возникло в процессе геологического преобразования первичной, космической массы планеты.

В земной коре различают нижний базальтовый пласт и верхний — гранитный. Первый распространенный на мантии по всей Земле. Он представляет дно Мирового океана. Второй — известный преимущественно в пределах материков. На этом основании и выделяются соответственно океаническая и материковая земная кора. Они разные по минеральному составу и структуре. Сравнительное изучение состава вещества мантии, океанической и материковой земной коры доказывает его родственность. Прослеживается закономерное изменение вещества от основного силиции — магниевого состава на глубине, к окислительному силиции – алюминиевому составу минеральной массы на поверхности Земли.

Начальной формой бытия космического вещества, от которого развивались более сложные ассоциации химических элементов и минеральных творений, есть вещество Солнца. Его состав пока что известный лишь по данным спектрального анализа. Состав космического вещества метеоритов и планетарного вещества Луны исследован лабораторными методами.

Солнце представляет собой исполинский газовый водородно-гелиевый шар. Водород по числу атомов в составе атмосферы Солнца в 4-5 раз больше, чем гелия, и в 1000 раз больше, чем всех других элементов, вместе взятых. Среди последних есть кислород, углерод, азот, кремний, железо, магний, натрий, калий, кальций, алюминий, торий, золото. Выявлено также соединения азота, водорода, углерода. Химический состав Солнца, звезд и планет включает все известные на Земле элементы. Это свидетельствует о материальном единстве Вселенной.

Для сравнения состава земного и космического минерального вещества много дает хорошо изученный состав метеоритов. Большинство из них — хондриты. Они состоят из мелких силикатных зернышек — хондр. Часто встречаются метеориты по составу и структуре подобные основным земным породам — базальту или долериту. Случаются метеориты каменно-железные. Они представляют собой агломерат железо — никелевого сплава и силикатного вещества. Удельный вес хондритов 3,43-3,65. Структура кристаллически-шарообразная.

Формирование материковой земной коры происходило в процессе и условиях образования осадочных горных пород, их следующего метаморфизма и ячейкового плавления. Вместе с этим продлевалось преобразование минерального вещества на поверхности Земли геологическими внешними и глубинными силами, в частности водой, атмосферой и выветриванием. Результатом этого является преобладающее распространение среди отложений на поверхности Земли песка, песчаников, глины, сланцев, кварцитов, гнейсов и гранитов. На таких космических телах, как Луна, малые планеты, метеориты, где нет воды, воздуха и жизни и условий для образования осадочных пород — нет материковой коры.

Приведенные факты стали основанием для научного решения проблемы происхождения земной коры и образования материков. Прежде чем подойти к их освещению, рассмотрим общие закономерности структуры земной коры.

Строение океанического дна относительно простое. Оно представляет собой сниженную земную поверхность. Материковая кора значительно поднимается над ложем океана, от которого повсеместно отмежеванная крутым подводным континентальным склоном.

Главная особенность структуры океанического дна — Срединные океанические кряжи. Это целая планетарная система длиной свыше 60000 км. Атлантический Срединный кряж начинается в Северном Ледовитом океане и тянется на юг к Антарктиде, вообще параллельно берегам океана. По оси Атлантического Срединного кряжа размещены многочисленные подводные вулканы, вулканические острова — Ян-Майен, Исландия, Азорские, Тристан-да-Кунья, Буве и прочие. Между Срединным кряжем и материками содержатся глубоководные котловины – Европейско — Африканская, Африканская, Западно — Американская, Бразильская, Аргентинская, на юге — Атлантико-Индийская; рядом с ними — несколько меньших. Между котловинами тянутся океанические подводные поднятия — валы.

Строение Срединных кряжей во всех океанах подобно. Они имеют свод, который поднимается над дном близлежащих котловин на 3-4 км. Склоны сводов снижаются постепенно и незаметно переходят в котловины. В большинстве Срединных кряжей они расчленены разломами и имеют блочное строение. Ширина сводов — 300-1000 км.

Рельеф Срединных кряжей гористый, сильно пересеченный. Разность высот на них до 5000 м. Высочайшие вершины на кряжах выступают над уровнем океана как острова. Кроме уже упомянутых островов в Атлантическом океане, можно еще назвать в Тихом океане — Гавайские, Марианские, Туамоту, в Индийском — Мальдивские, Кергелен, Сейшельские острова и много других.

Важную особенность Срединных океанических кряжей представляют глубокие рвы — рифты на их гребнях. Это узкие пропасти между блоками поднятого свода кряжа. Глубина рифтов местами превышает 5000 м. Установлено продолжения рифтов Срединных кряжей на материках. Ярчайшая связь разломов океанического дна и материков выражена между рифтами Срединного хребта Индийского океана и Африки. Часть системы этих рифтов представляет Красное море.

К планетарным структурам принадлежат также глубокие впадины океанического дна. Они имеют вид желобов глубиной 7-11 км. Ширина впадин — несколько десятков километров. Протягиваются они на тысячи километров вдоль островных дуг со стороны океана. Общеизвестные впадины Алеутская, Кури_- Камчатская, Японская, Филиппинская, Марианская и прочие. В районах глубоких океанических впадин разность высот поверхности Земли наибольшая. В Алеутской дуге, например, она достигает 13 км, на Тихоокеанском побережье Южной Америки — 14 км. Эти районы тектонически особенно активные, отмечаются сильнейшими землетрясениями. Срединные океанические кряжи, как и все океаническое дно, образованы основным тяжелым веществом. Изучение образцов пород из гребня Атлантического Срединного хребта показало, что он состоит из трудных магматических пород, преимущественно серпентинитов, габбро и базальтов, характерных для вещества мантии или продуктов ее вулканогенной переработки. Такой состав имеют Срединные кряжи и валы во всех океанах.

Закономерное размещение котловин, желобов, Срединных кряжей океанической земной коры дает основания твердить, что все они возникли преимущественно в результате сжатия Земли. Срединные кряжи — это свод, будто остаточные поднятия между котловинами, которые неустанно опускаются, создавая большие напряжения, которые вызывают сильные землетрясения, разрывы; с ними связана вулканическая деятельность.

Острова, размещенные на Срединных кряжах, составленные из такого минерального вещества, как и сами кряжи. В их слоге преобладают вулканогенные продукты. Одним из многочисленных примеров, которые иллюстрируют названную закономерность, есть геологическое строение острова Исландия. Он размещен на Срединном кряже в северной части Атлантического океана, возник в начале кайнозойской эры. В основе острова лежат массы базальта, которые вылились за третичный период. Позднее образовались мощные толщи вулканической брекчии. В сниженных частях Исландии залегают слои глины, которая образовалась из переотложенных рыхлых вулканогенных продуктов. В глине похороненные многочисленные окаменелые деревья третичного возраста. Известные слои осадочных пород плиоценового возраста. Извержение базальта в Исландии усилилось за четвертичный период и происходит и теперь. Высочайший вулкан Хваннауальсхнукур достигает 2119 м над уровнем моря. Вулканы выбрасывают очень много пепла. Во время извержений образовываются могущественные грязевые потоки. Существуют и немалые грязевые озера. С вулканической деятельностью связанные многочисленные горячие источники, гейзеры, выходы газа. По особенностям геологических явлений Исландии подобна Новая Зеландия — остров в Тихом океане.

Немного более сложное строение Азорских островов. Они тоже размещены на Атлантическом Срединном кряже. Азорский архипелаг состоит из девяти больших и ряда малых островов, удлиненных с востока, юго-востока на запад, северо-запад полосой, длиной около 650 км. Острова вулканического происхождения. Высочайший вулкан Пику-Алту на о. Пику — 2284 м над уровнем моря. Кроме вулканических пород, на Азорских островах распространенные известняки, красные песчаники, грубозернистые гнейсы, среди которых выявленные интрузии гранита. Размеры гранитных тел сиаля на этих островах, на Маскаренском кряже в Индийском океане, а также на Японских островах в Тихом океане небольшие. Они, за данными многих исследователей, образовались путем перекристаллизации вулканогенных продуктов базальтового слога.

Строение Азорских островов — пример простейших взаимоотношений состава пород океанической и материковой земной коры. Строение же больших океанических островов на островных дугах, в частности таких, как Сахалин, Хоккайдо, Лусон, Калимантан, Новая Гвинея, Новая Зеландия и прочие, намного более сложное. Оно подобно строению горных кряжей на материках — Крымских и Карпатских гор, хребта Сихотэ-Алинь или гор Камчатки.

В составе Японских островов преобладают основные вулканические образования. Известны слои конгломерата, песчаников с остатки растений, озерные отложения, распространенные интрузии гранита мелового возраста. Среди слоев палеогена преобладают обломку, часто угленосные, мелководные отложения. Неогеновые отложения на островах иногда имеют мощность 10000 м. Состав их неодинаковый в западной и восточной частях островов. В неогеновых отложениях Японских островов выявленные многочисленные окаменелые кости больших млекопитающих. Остатки представителей их найдены также в аналогичных отложениях на материке Азии.

В недрах Японских островов есть каменный и бурый угли неогенового возраста. Выявленные месторождения нефти и газа. С вулканогенными толщами и метаморфическими породами связаны залежи руд разных металлов.

Закономерности отложений, состав горных пород, месторождение полезных ископаемых и дислокации слоев на Японских островах подобно материковым. Аналогичное строение имеют все другие известные большие острова — Калимантан, Тайвань, Новая Зеландия, Цейлон и т.п., которые размещены среди глубокого моря на местах поднятия базальтовой океанической коры.

Особенности состава, распространение и мощность геологических отложений на островных дугах формировались в условиях, которые характерны для геосинклинальных зон. Черты отдельных геосинклиналей в их границах сохраняют межостровные прогибы. Они чаще всего возникают на месте глубоководных впадин и отмечаются долговечность осадка-образование, большой мощностью и сильной дислокацией слоев, которые исполняют эти прогибы.