Земная кора — это толстая внешняя каменная оболочка, составляющая менее одного процента радиуса и объема планеты . Это верхний компонент литосферы , затвердевшего подразделения слоев Земли , включающего кору и верхнюю часть мантии . [ 1] Литосфера разбита на тектонические плиты , движение которых позволяет теплу выходить из недр Земли в космос.
Кора лежит поверх мантии, конфигурация, которая является стабильной, поскольку верхняя мантия состоит из перидотита и, следовательно, значительно плотнее коры. Граница между корой и мантией традиционно располагается на границе Мохоровичича , границе, определяемой контрастом в сейсмической скорости.
Температура коры увеличивается с глубиной, [2] достигая значений, как правило, в диапазоне от около 100 °C (212 °F) до 600 °C (1112 °F) на границе с нижележащей мантией. Температура увеличивается на целых 30 °C (54 °F) на каждый километр локально в верхней части коры. [3]
Тонкая, 40-километровая (25-мильная) кора Земли — всего один процент массы Земли — содержит всю известную жизнь во Вселенной . [4]
Земная кора бывает двух различных типов:
Средняя толщина земной коры составляет около 15–20 км (9–12 миль). [6]
Поскольку и континентальная, и океаническая кора менее плотные, чем мантия под ними, оба типа коры «плавают» на мантии. Поверхность континентальной коры значительно выше поверхности океанической коры из-за большей плавучести более толстой, менее плотной континентальной коры (пример изостазии ) . В результате континенты образуют возвышенности, окруженные глубокими океаническими впадинами. [7]
Континентальная кора имеет средний состав, аналогичный составу андезита , [8] хотя состав неоднороден, верхняя кора в среднем имеет более фельзитовый состав, похожий на состав дацита , в то время как нижняя кора в среднем имеет более мафический состав, напоминающий базальт. [9] Наиболее распространенными минералами в континентальной коре Земли являются полевые шпаты , которые составляют около 41% коры по весу, за ними следуют кварц с 12% и пироксены с 11%. [10]
Все остальные компоненты, за исключением воды, встречаются в очень малых количествах и составляют в общей сложности менее 1%. [12]
Континентальная кора обогащена несовместимыми элементами по сравнению с базальтовой океанической корой и значительно обогащена по сравнению с подстилающей мантией. Наиболее несовместимые элементы обогащены в 50-100 раз в континентальной коре по сравнению с примитивной мантийной породой, в то время как океаническая кора обогащена несовместимыми элементами примерно в 10 раз. [13]
Расчетная средняя плотность континентальной коры составляет 2,835 г/см 3 , причем плотность увеличивается с глубиной от среднего значения 2,66 г/см 3 в верхней части коры до 3,1 г/см 3 в основании коры. [14]
В отличие от континентальной коры, океаническая кора состоит преимущественно из подушечной лавы и пластовых даек с составом базальта срединно-океанического хребта , с тонким верхним слоем осадков и нижним слоем габбро . [15]
Земля образовалась примерно 4,6 миллиарда лет назад из диска пыли и газа, вращающегося вокруг недавно образованного Солнца. Она образовалась посредством аккреции, где планетезимали и другие более мелкие каменистые тела сталкивались и слипались, постепенно превращаясь в планету. Этот процесс вырабатывал огромное количество тепла, которое привело к полному расплавлению ранней Земли. По мере замедления аккреции планет Земля начала остывать, образуя свою первую кору, называемую первичной или изначальной корой. [16] Эта кора, вероятно, неоднократно разрушалась крупными ударами, а затем реформировалась из океана магмы , оставшегося после удара. Ни одна из первичных кор Земли не сохранилась до наших дней; все было разрушено эрозией , ударами и тектоникой плит за последние несколько миллиардов лет. [17]
С тех пор Земля формировала вторичную и третичную кору, которые соответствуют океанической и континентальной коре соответственно. Вторичная кора образуется в срединно-океанических центрах спрединга , где частичное плавление подстилающей мантии приводит к образованию базальтовых магм и образованию новой океанической коры. Этот «толчок хребта» является одной из движущих сил тектоники плит, и он постоянно создает новую океаническую кору. Следовательно, старая кора должна быть разрушена, поэтому напротив центра спрединга обычно находится зона субдукции: желоб, где океаническая плита погружается обратно в мантию. Этот постоянный процесс создания новой океанической коры и разрушения старой океанической коры означает, что самая старая океаническая кора на Земле сегодня имеет возраст всего около 200 миллионов лет. [18]
Напротив, основная часть континентальной коры намного старше. Самые старые породы континентальной коры на Земле имеют возраст в диапазоне от 3,7 до 4,28 миллиардов лет [19] [20] и были обнаружены в террейне Нарриер-Гнейс в Западной Австралии , в гнейсе Акаста на Северо-Западных территориях Канадского щита и в других кратонных регионах, таких как Фенноскандинавский щит . Некоторое количество циркона возрастом до 4,3 миллиарда лет было обнаружено в террейне Нарриер-Гнейс . Континентальная кора является третичной корой, образованной в зонах субдукции путем рециркуляции субдуцированной вторичной (океанической) коры. [18]
Средний возраст современной континентальной коры Земли оценивается примерно в 2,0 миллиарда лет. [21] Большинство пород земной коры, образовавшихся до 2,5 миллиардов лет назад, расположены в кратонах . Такая старая континентальная кора и лежащая под ней мантийная астеносфера менее плотные, чем в других местах на Земле, и поэтому не так легко разрушаются субдукцией. Формирование новой континентальной коры связано с периодами интенсивной орогенеза , которые совпадают с образованием суперконтинентов, таких как Родиния , Пангея и Гондвана . Кора частично формируется путем агрегации островных дуг, включая гранитные и метаморфические складчатые пояса, и частично сохраняется за счет истощения подстилающей мантии, образуя плавучую литосферную мантию. Движение земной коры на континентах может привести к землетрясениям, в то время как движение под морским дном может привести к приливным волнам.
