Земная кора — это внешняя твёрдая оболочка Земли, верхняя часть литосферы. Существует два принципиально разных типа коры: континентальная (состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоёв) и океаническая (лишена гранитного слоя). Химический состав преимущественно представлен восемью элементами, среди которых доминирует кислород.
Химический состав земной коры (Кларки)
Если говорить о валовом содержании химических элементов, то более 98% массы коры приходится всего на несколько элементов. Данные приведены в процентах по массе ⚖️.
| Элемент | Химический символ | Содержание (% массы) | Основная форма нахождения |
|---|---|---|---|
| Кислород | O | ~46.6% | Оксиды, силикаты |
| Кремний | Si | ~27.7% | Кремнезём (SiO₂), силикаты |
| Алюминий | Al | ~8.1% | Алюмосиликаты (полевые шпаты, глины) |
| Железо | Fe | ~5.0% | Оксиды (магнетит, гематит), силикаты |
| Кальций | Ca | ~3.6% | Карбонаты (кальцит), силикаты |
| Натрий | Na | ~2.8% | Каменная соль, полевые шпаты |
| Калий | K | ~2.6% | Полевые шпаты, слюды |
| Магний | Mg | ~2.1% | Оливин, пироксены, доломит |
| Водород, Титан и др. | H, Ti… | < 1.0% | Вода, рутил и пр. |
Минеральный состав
Земная кора сложена горными породами, которые, в свою очередь, являются агрегатами минералов. Несмотря на огромное разнообразие минералов в природе, основную массу коры слагает группа силикатов 🔎.
- Полевые шпаты (около 50-60%): Самые распространённые минералы. К ним относятся плагиоклазы и ортоклаз.
- Кварц (SiO₂, около 12%): Устойчивый к выветриванию минерал, основной компонент песков и многих магматических пород.
- Пироксены и амфиболы (около 15%): Темноцветные (железомагнезиальные) силикаты, характерные для базальтов и габбро.
- Слюды и глинистые минералы: Мусковит, биотит, каолинит — важные компоненты гранитов и осадочных отложений.
- Карбонаты: Кальцит и доломит слагают огромные толщи известняков и мраморов, особенно в осадочном слое.
Строение континентальной и океанической коры
Разница между двумя типами коры принципиальна. Континентальная кора толще и легче, океаническая — тоньше, плотнее и постоянно обновляется 🌋.
- Осадочный слой 🌊: Представлен продуктами разрушения других пород (глины, пески), а также органогенными отложениями (мел, ракушечник). Мощность на материках может достигать 10-20 км, но в океанах обычно менее 1 км.
- Гранитный слой ⛰️: Присутствует только под континентами. Состоит из гранитов и гнейсов, богат кремнезёмом и алюминием (обозначается как SiAl). Плотность около 2.7 г/см³.
- Базальтовый слой 🏔️: Есть везде. Залегает под гранитным слоем материков и непосредственно под осадками в океанах. Сложен базальтами и габбро, богат кремнием и магнием (SiMa). Плотность выше — 2.9–3.2 г/см³.
📜 Историческая справка: Эволюция вещества коры
Первичная земная кора, образовавшаяся около 4.5 млрд лет назад, была, вероятно, базальтовой и относительно однородной. Современная континентальная кора начала формироваться позже в результате выплавления более легких, богатых кремнезёмом магм (гранитоидов) из мантийного вещества. Древнейшие из известных пород — цирконы из Австралии возрастом 4.4 млрд лет — говорят о том, что «кислая» (гранитная) кора существовала уже в гадейский эон. Этот процесс «дистилляции» продолжался через вулканизм и тектонику плит, постепенно увеличивая мощность материков.
🔬 Энциклопедический блок: Раздел Мохо (Граница Мохоровичича)
Нижней границей, отделяющей земную кору (независимо от её типа) от нижележащей мантии, является сейсмическая граница Мохоровичича (или просто «Мохо»). На этой глубине скачкообразно увеличивается скорость прохождения продольных сейсмических волн (с 6.8–7.5 км/с до 8.0–8.3 км/с). Глубина залегания раздела сильно варьируется: от 5–10 км под океанами (что соответствует тонкой океанической коре) до 35–45 км под равнинными континентами и до 70–80 км под высокими горными системами, такими как Тибет и Анды. Вещество ниже Мохо традиционно считается перидотитом (ультраосновная порода), начиная зону верхней мантии.
FAQ: Смежные вопросы
- 🌍 Чем земная кора отличается от литосферы?
- Земная кора — это верхняя часть литосферы, выделяемая по составу (сиалический/симатический материал). Литосфера же включает кору целиком и верхнюю, твердую часть мантии до астеносферы. Ее мощность больше (до 200+ км под материками), и она выделяется по реологическим (механическим) свойствам, а не по химическому составу.
- 🪐 Обязательно ли наличие гранитного слоя на других планетах?
- Нет. Формирование мощного гранитного слоя требует длительной эволюции с участием воды и многократного переплавления базальтовой коры в зонах субдукции. На Марсе и Венере, вероятно, преобладает базальтовая кора, лишенная толстого «SiAl» слоя, хотя отдельные «гранитоидные» породы там могут встречаться.
- ⛏️ Какие элементы из коры самые экономически важные, но редкие?
- Несмотря на их низкое содержание (кларки меньше сотых долей процента), критически важны медь (Cu), цинк (Zn), свинец (Pb), редкоземельные элементы и, конечно, золото (Au). Они образуют рудные месторождения благодаря гидротермальным процессам, где природа сконцентрировала их в тысячи раз выше фонового уровня.
- 🌡️ Какова температура у подножия земной коры?
- Температура на границе Мохо сильно варьируется. Под стабильными древними платформами она составляет около 400–600 °C, тогда как под молодыми горными системами и рифтовыми зонами может достигать 800–1000 °C, что уже близко к точке плавления пород.
