pengantar
Kesimpulan
pengantar
Bumi merupakan bagian dari suatu sistem yang pusatnya adalah Matahari, yang mengandung 99,87% massa seluruh sistem. Fitur karakteristik dari semua planet Tata surya adalah struktur cangkangnya: setiap planet terdiri dari sejumlah bola konsentris, berbeda dalam komposisi dan keadaan materi.
Bumi dikelilingi oleh cangkang gas yang kuat - atmosfer. Ini adalah semacam pengatur proses pertukaran antara Bumi dan Luar Angkasa. Dalam komposisi selubung gas, beberapa bola dibedakan, berbeda dalam komposisi dan sifat fisik. Sebagian besar zat gas terkandung di troposfer, batas atasnya, yang terletak di ketinggian sekitar 17 km di khatulistiwa, berkurang ke kutub hingga 8-10 km. Di atas, di sepanjang stratosfer dan mesosfer, penguraian gas meningkat, dan kondisi termal sulit berubah. Pada ketinggian 80 hingga 800 km, ionosfer terletak - wilayah gas yang sangat langka, di antara partikel-partikel yang didominasi oleh partikel bermuatan listrik. Bagian terluar dari selubung gas dibentuk oleh eksosfer, yang memanjang hingga ketinggian 1800 km. Atom paling ringan - hidrogen dan helium - menghilang dari bola ini.
Planet itu sendiri bahkan lebih berlapis-lapis. Massa Bumi diperkirakan 5,98 * 1027 g, dan volumenya 1,083 * 1027 cm 3. Akibatnya, kerapatan rata-rata planet ini sekitar 5,5 g / cm3. Namun massa jenis batuan yang tersedia bagi kita adalah 2,7-3,0 g/cm3. Dari sini dapat disimpulkan bahwa kerapatan materi Bumi tidak homogen.
Metode utama mempelajari bagian dalam planet kita adalah geofisika, terutama mengamati kecepatan rambat gelombang seismik yang dihasilkan dari ledakan atau gempa bumi. Sama seperti gelombang dari batu yang dilemparkan ke dalam air memancar ke arah yang berbeda di sepanjang permukaan air, gelombang elastis merambat dalam materi padat dari sumber ledakan. Di antara mereka, gelombang getaran longitudinal dan transversal dibedakan. Getaran longitudinal adalah pergantian kompresi dan perpanjangan suatu zat dalam arah rambat gelombang. Getaran lateral dapat dianggap sebagai pergeseran bolak-balik dalam arah tegak lurus terhadap perambatan gelombang.
Gelombang getaran longitudinal, atau, seperti yang mereka katakan, gelombang longitudinal, merambat dalam benda padat dengan kecepatan lebih tinggi daripada gelombang transversal. Gelombang longitudinal merambat dalam zat padat dan cair, melintang - hanya dalam zat padat. Akibatnya, jika, selama perjalanan gelombang seismik melalui benda apa pun, ditemukan bahwa ia tidak mentransmisikan gelombang transversal, maka kita dapat mengasumsikan bahwa zat ini dalam keadaan cair. Jika kedua jenis gelombang seismik melewati tubuh, maka ini adalah bukti keadaan materi yang solid.
Kecepatan gelombang meningkat dengan meningkatnya kepadatan zat. Dengan perubahan tajam dalam kepadatan materi, kecepatan gelombang akan berubah secara tiba-tiba. Sebagai hasil dari studi perambatan gelombang seismik melalui Bumi, ditemukan bahwa ada beberapa batas yang pasti untuk perubahan kecepatan gelombang seperti lompatan. Oleh karena itu, diasumsikan bahwa Bumi terdiri dari beberapa cangkang konsentris (geosfer).
Berdasarkan tiga batas utama yang ditetapkan, tiga geosfer utama dibedakan: kerak bumi, mantel dan inti.
Antarmuka pertama ditandai dengan peningkatan mendadak dalam kecepatan gelombang seismik longitudinal dari 6,7 menjadi 8,1 km / s. Batas ini disebut bagian Mohorovicic (untuk menghormati ilmuwan Serbia A. Mohorovicic, yang menemukannya), atau hanya perbatasan M. Ini memisahkan kerak bumi dari mantel. Kepadatan materi Kerak, seperti yang ditunjukkan di atas, tidak melebihi 2,7-3,0 g / cm 3. Perbatasan M terletak di bawah benua pada kedalaman 30 hingga 80 km, dan di bawah lautan, dari 4 hingga 10 km.
Mengingat jari-jari bola bumi adalah 6371 km, kerak bumi adalah lapisan tipis di permukaan planet, yang membentuk kurang dari 1% dari total massa dan sekitar 1,5% dari volumenya.
mineral kerak bumi
1. Kerak bumi dan jenis strukturnya
Struktur kerak bumi. Kerak bumi adalah sebuah istilah, meskipun memasuki penggunaan ilmu alam di Renaisans, untuk waktu yang lama itu ditafsirkan dengan sangat bebas karena fakta bahwa tidak mungkin untuk secara langsung menentukan ketebalan kerak dan mempelajari bagian dalamnya. Penemuan getaran seismik dan penciptaan metode untuk menentukan kecepatan rambat gelombang mereka di media kepadatan yang berbeda memberikan dorongan kuat untuk mempelajari interior bumi. Dengan bantuan studi seismografi pada awal abad XX. perbedaan mendasar dalam kecepatan perjalanan gelombang seismik melalui bebatuan yang membentuk kerak bumi dan bahan mantel ditemukan, dan batas di antara mereka (batas Mohorovichich) ditetapkan secara objektif. Dengan demikian, konsep "kerak bumi" telah menerima pembenaran ilmiah tertentu.
Studi eksperimental tentang laju distribusi getaran elastis kejut pada batuan dengan kepadatan berbeda, di satu sisi, dan di sisi lain, "transmisi" kerak bumi oleh gelombang seismik di banyak titik permukaan bumi, memungkinkan untuk menemukan bahwa kerak bumi terdiri dari tiga lapisan berikut, terdiri dari batuan dengan kepadatan berbeda:
1.) Lapisan luar, terdiri dari batuan sedimen, di mana gelombang seismik merambat dengan kecepatan 1-3 km / detik, yang sesuai dengan kepadatan sekitar 2,7 g / cm 3. Beberapa ilmuwan menyebut lapisan ini sebagai cangkang sedimen Bumi.
2.) Lapisan batuan kristal padat yang menyusun bagian atas benua di bawah strata sedimen, di mana gelombang seismik merambat dengan kecepatan 5,5 hingga 6,5 km / s. Karena fakta bahwa gelombang seismik longitudinal merambat pada kecepatan tertentu dalam granit dan batuan yang komposisinya dekat dengannya, lapisan ini secara konvensional disebut lapisan granit, meskipun mengandung berbagai macam batuan beku dan batuan metamorf. Granitoid, gneisses, sekis kristal mendominasi; batuan kristal dengan komposisi menengah dan bahkan dasar (diorit, gabro, amfibolit) ditemukan.
3.) Lapisan batuan kristal yang lebih padat yang membentuk dasar benua dan menyusun dasar laut. Di batuan lapisan ini, kecepatan rambat gelombang seismik longitudinal adalah 6,5-7,2 km / s, yang sesuai dengan kepadatan sekitar 3,0 g / cm3. Kecepatan dan kepadatan seperti itu adalah karakteristik basal, karena itu lapisan ini disebut basaltik, meskipun basal tidak sepenuhnya membentuk lapisan ini di mana-mana.
Seperti yang Anda lihat, konsep "lapisan granit" dan "lapisan basal" bersyarat dan digunakan untuk menunjuk cakrawala kedua dan ketiga kerak bumi, yang dicirikan oleh kecepatan perambatan gelombang seismik longitudinal, masing-masing, 5,5-6,5 dan 6,5-7,2 km / s ... Di masa depan, nama-nama ini akan diberikan tanpa tanda kutip, tetapi orang harus ingat tentang konvensi mereka.
Batas bawah lapisan basal adalah permukaan Mohorovich. Di bawahnya terdapat batuan yang tergolong material mantel atas. Mereka memiliki kepadatan 3,2-3,3 g / m 3 dan lebih, kecepatan rambat gelombang seismik longitudinal di dalamnya adalah 8,1 m / s. Komposisinya sesuai dengan batuan ultrabasa (peridotit, dunit).
Perlu dicatat bahwa istilah "kerak" dan "litosfer" (cangkang batu) bukanlah sinonim dan memiliki arti yang berbeda. Litosfer adalah kulit terluar bumi, terdiri dari batuan keras, termasuk batuan dari mantel atas komposisi ultrabasic. Kerak bumi adalah bagian dari litosfer yang terletak di atas perbatasan Mohorovichich. Dalam batas-batas yang ditunjukkan, volume total kerak bumi lebih dari 10 miliar km 3, dan massanya lebih dari 1018 ton.
Jenis struktur kerak bumi. Saat mempelajari kerak bumi, strukturnya yang tidak merata ditemukan di berbagai daerah. Generalisasi sejumlah besar materi faktual memungkinkan untuk membedakan dua jenis struktur kerak bumi - benua dan samudera.
Untuk tipe kontinental ditandai dengan ketebalan kerak yang sangat signifikan dan adanya lapisan granit. Batas mantel atas terletak di sini pada kedalaman 40-50 km dan lebih. Ketebalan lapisan batuan sedimen di beberapa tempat mencapai 10-15 km, di tempat lain - lapisan mungkin sama sekali tidak ada. Ketebalan rata-rata batuan sedimen kerak benua adalah 5,0 km, dari lapisan granit - sekitar 17 km (dari 10-40 km), basal - sekitar 22 km (hingga 30 km).
Seperti disebutkan di atas, komposisi petrografi lapisan basal kerak benua beraneka ragam dan kemungkinan besar tidak didominasi oleh basal, tetapi oleh batuan metamorf dari komposisi dasar (granulit, eklogit, dll.). Untuk alasan ini, beberapa peneliti menyarankan untuk menyebut lapisan ini granulit.
Ketebalan kerak benua meningkat di atas area struktur pelipatan gunung. Misalnya, di Dataran Eropa Timur, ketebalan kerak sekitar 40 km (15 km adalah lapisan granit dan lebih dari 20 km adalah lapisan basal), dan di Pamir satu setengah kali lebih banyak (sekitar Total 30 km adalah ketebalan batuan sedimen dan lapisan granit dan lapisan basal yang sama). Kerak benua terutama tebal di daerah pegunungan yang terletak di tepi benua. Misalnya, di Pegunungan Rocky (Amerika Utara), ketebalan kerak jauh lebih besar dari 50 km. Kerak bumi, yang menyusun dasar lautan, memiliki struktur yang sama sekali berbeda. Di sini, ketebalan kerak berkurang tajam dan bahan mantel mendekati permukaan. Tidak ada lapisan granit, ketebalan lapisan sedimen relatif kecil. Lapisan atas sedimen tidak terkonsolidasi dibedakan dengan kepadatan 1,5-2 g / cm3 dan ketebalan sekitar 0,5 km, lapisan sedimen vulkanik (saling tumpang tindih sedimen lepas dengan basal) dengan ketebalan 1-2 km dan lapisan basal, ketebalan rata-rata yang diperkirakan 5 -6 km. Di dasar Pasifik kerak bumi memiliki ketebalan total 5-6 km; di dasar Samudra Atlantik, di bawah lapisan sedimen 0,5-1,0 km, ada lapisan basal setebal 3-4 km. Perhatikan bahwa ketebalan kerak tidak berkurang dengan bertambahnya kedalaman laut.
Saat ini, ada juga jenis kerak subbenua dan subsamudera transisi yang sesuai dengan batas bawah laut benua. Di dalam kerak tipe subkontinental, lapisan granit sangat berkurang, yang digantikan oleh lapisan sedimen, dan kemudian, menuju dasar Samudra, ketebalan lapisan basal mulai berkurang. Ketebalan zona transisi kerak bumi ini biasanya 15-20 km. Batas antara kerak samudera dan subkontinen berjalan di dalam lereng benua pada interval kedalaman 1 -3,5 km.
Meskipun kerak samudera menempati area yang lebih luas daripada benua dan anak benua, karena ketebalannya yang kecil, hanya 21% volume kerak bumi yang terkonsentrasi di dalamnya. Informasi volume dan massa jenis yang berbeda kerak bumi ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1
Volume, ketebalan, dan massa cakrawala dari berbagai jenis kerak bumi (dikompilasi menurut data A.B. Ronov dan A.L. Yaroshevsky. 1976)
Kerak bumi terletak pada substrat mantel subcrustal dan hanya membentuk 0,7% dari massa mantel. Dalam kasus ketebalan kerak yang rendah (misalnya, di dasar samudera), bagian paling atas dari mantel juga akan berada dalam keadaan padat, yang biasa terjadi pada batuan di kerak bumi. Oleh karena itu, seperti disebutkan di atas, bersama dengan konsep kerak bumi sebagai cangkang dengan indeks kepadatan dan sifat elastis tertentu, ada konsep litosfer - cangkang batu, lebih tebal dari padatan yang menutupi permukaan bumi.
Struktur jenis kerak bumi. Jenis kerak bumi juga berbeda dalam strukturnya. Kerak samudera dicirikan oleh berbagai struktur. Di bagian tengah dasar laut, kuat sistem gunung- pegunungan tengah laut. Pada bagian aksial, ridge ini dibedah oleh rift valley yang dalam dan sempit dengan sisi yang curam. Formasi ini merupakan zona aktivitas tektonik aktif. Parit laut dalam terletak di sepanjang busur pulau dan struktur gunung di pinggiran benua. Seiring dengan formasi ini, ada dataran air dalam yang menempati area yang luas.
Sama-sama heterogen adalah kerak benua. Dalam batas-batasnya, adalah mungkin untuk membedakan struktur pelipatan gunung muda, di mana ketebalan kerak secara keseluruhan dan masing-masing cakrawala sangat meningkat. Daerah juga dibedakan di mana batuan kristal dari lapisan granit mewakili daerah lipatan kuno, yang diratakan dalam waktu geologis yang lama. Di sini, ketebalan kerak jauh lebih sedikit. Bentangan kerak benua yang luas ini disebut platform. Di dalam platform, ada perisai - area di mana ruang bawah tanah kristal langsung ke permukaan, dan lempengan, yang dasar kristalnya ditutupi dengan lapisan sedimen yang terletak secara horizontal. Contoh perisai adalah wilayah Finlandia dan Karelia (perisai Baltik), sedangkan di Dataran Eropa Timur, ruang bawah tanah yang terlipat terendam dalam dan ditutupi oleh endapan sedimen. Ketebalan rata-rata sedimen pada platform adalah sekitar 1,5 km. Struktur pelipatan gunung dicirikan oleh lapisan sedimen yang jauh lebih tebal, nilai rata-ratanya diperkirakan 10 km. Akumulasi endapan tebal tersebut dicapai dengan penurunan bertahap yang berkepanjangan, penurunan masing-masing bagian kerak benua, diikuti oleh pengangkatan dan pelipatannya. Situs semacam itu disebut geosynclines. Ini adalah zona paling aktif di kerak benua. Sekitar 72% dari total massa batuan sedimen terbatas pada mereka, sementara sekitar 28% terkonsentrasi pada platform.
Manifestasi magmatisme pada platform dan geosynclines sangat berbeda. Selama periode penurunan geosynclines, magma komposisi dasar dan ultramafik disuplai di sepanjang patahan dalam. Dalam proses transformasi geosinklinal menjadi daerah lipatan, terjadi pembentukan dan pengenalan massa besar magma granit. Tahap selanjutnya ditandai dengan letusan gunung berapi lava komposisi menengah dan felsic. Pada platform, proses magmatik jauh lebih sedikit menonjol dan diwakili terutama oleh curahan basal atau lava dengan komposisi basa-basa.
Tanah liat dan serpih mendominasi di antara batuan sedimen benua. Di dasar lautan, kandungan sedimen berkapur meningkat.
Jadi, kerak bumi terdiri dari tiga lapisan. Lapisan atasnya terdiri dari batuan sedimen dan produk pelapukan. Volume lapisan ini sekitar 10% dari total volume kerak bumi. Sebagian besar zat terletak di benua dan zona transisi, di dalam kerak samudera, tidak lebih dari 22% dari volume lapisan.
Dalam apa yang disebut lapisan granit, batuan yang paling umum adalah granitoid, gneisses, dan sekis kristal. Lebih banyak batuan dasar menyumbang sekitar 10% dari cakrawala ini. Keadaan ini tercermin dengan baik dalam komposisi kimia rata-rata lapisan granit. Saat membandingkan nilai komposisi rata-rata, perhatian tertuju pada perbedaan yang jelas antara lapisan ini dan lapisan sedimen (Tabel 2).Meja 2
Komposisi kimia kerak bumi (dalam persen berat)
(menurut L.B. Ronov dan A.L. Yaroshevsky, 1976)
Komposisi lapisan basal pada kedua jenis utama kerak bumi ini tidak sama. Di benua, lapisan ini dicirikan oleh berbagai batuan. Ada batuan yang sangat bermetamorfosis dan beku dengan komposisi basa dan bahkan asam. Batuan dasar membentuk sekitar 70% dari total volume lapisan ini. Lapisan basal kerak samudera jauh lebih homogen. Jenis batuan yang dominan adalah apa yang disebut basal tholeiitik, yang berbeda dari basal kontinental dalam kandungan kalium, rubidium, strontium, barium, uranium, torium, zirkonium yang rendah dan rasio Na / K yang tinggi. Ini karena intensitas proses diferensiasi yang lebih rendah selama fusi mereka dari mantel. Batuan ultrabasa dari mantel atas muncul di patahan terumbu dalam.
Kelimpahan batuan di kerak bumi, dikelompokkan untuk menentukan perbandingan volume dan massanya, ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3
Prevalensi batuan di kerak bumi
(setelah A.B. Ronov dan A.L. Yaroshevsky, 1976)
2. Evolusi komposisi kimia kerak bumi
Masalah pembentukan struktur kerak bumi yang ada tidak hanya penting secara teoritis mendasar. Mengenali proses-proses yang membentuk kerak bumi, pada saat yang sama, berarti memperjelas pola-pola pembentukan dan lokasi endapan-endapan industri mineral. Oleh karena itu, tim ilmiah besar dari banyak negara sedang mempelajari proses ini.
Penelitian eksperimental, studi batuan di permukaan benua dan di dasar lautan, hasilnya pengeboran dalam memungkinkan untuk mengembangkan gagasan tentang pelurusan dan pelepasan gas yang diarahkan secara radial dari bahan kerak bumi dari mantel. Substansi mantel belum secara langsung mengalami analisis kimia, karena secara teknis masih tidak mungkin untuk mendapatkannya. Namun, ada alasan untuk percaya bahwa komposisi mantel sesuai dengan komposisi meteorit berbatu (chondrites).
Hasil tes menunjukkan bahwa mereka mengandung sejumlah tertentu unsur kimia, membentuk senyawa dengan titik leleh yang relatif rendah, serta unsur-unsur yang membentuk gas dan air (Tabel 4).
Tabel 4
(setelah A.P. Vinogradov, 1964)
Zat mantel berada dalam keadaan padat kesetimbangan dalam kondisi suhu tinggi dan tekanan. Namun, keadaan keseimbangan ini akan dilanggar jika kondisi eksternal berubah, misalnya, tekanan turun atau suhu naik. Kemudian zat tersebut akan menjadi cair, keadaan cair. Fenomena seperti itu sangat mungkin terjadi jika pusat pemanasan yang kuat muncul di dalam mantel. Hal ini dapat disebabkan oleh energi peluruhan radioaktif. Massa cair yang mengandung sumber energi panas akan bergerak dalam arah radial ke permukaan bumi, melelehkan material mantel selama pergerakannya. Dalam hal ini, diferensiasi alami zat ini harus terjadi.
Untuk membayangkan mekanisme proses ini, secara mental kita akan melakukan eksperimen berikut.
Kami menempatkan campuran senyawa dengan titik leleh yang berbeda dalam tabung tahan panas. Dengan menggunakan pemanas cincin, lelehkan area sempit di bagian bawah tabung dan kemudian perlahan-lahan pindahkan pemanas ke atas di sepanjang tabung. Saat pemanas naik, zona berikutnya akan meleleh, dan massa di bawahnya akan mendingin dan mengkristal kembali. Saat pemanas bergerak, semua zat di dalam tabung akan melalui tahap peleburan dan kristalisasi berikutnya. Jika operasi ini diulang beberapa kali, maka campuran awal akan terpisah secara alami: lebih banyak senyawa dengan titik leleh rendah akan menonjol di bagian atas, dan lebih sedikit senyawa yang meleleh di bagian bawah.
Prinsip peleburan "zona" yang dinyatakan digunakan oleh ahli geokimia terkenal A.P. Vinogradov membuat model untuk pembentukan kerak bumi. Menurut model ini, pusat lelehan tertentu yang bergerak dalam arah radial memastikan diferensiasi bahan mantel secara teratur. Komposisi lelehan yang terbentuk awalnya tidak berbeda dengan komposisi bahan awal. Tetapi pengulangan berulang dari proses ini menyebabkan pemisahan materi, penghilangan mania dari senyawa yang relatif rendah lelehnya dan akumulasinya di permukaan planet ini.
Sebagai hasil dari diferensiasi zat awal, redistribusi unsur-unsur kimia secara teratur terjadi di atas kulit Bumi. Jika kita berasumsi bahwa komposisi bahan awal mantel mendekati komposisi meteorit berbatu, maka kita dapat melacak bagaimana kandungan unsur kimia terpenting berubah selama pembentukan kerak bumi.
Tabel 5 dengan jelas menunjukkan bahwa pelepasan senyawa dengan titik leleh rendah dari materi asli planet ini disertai dengan akumulasi progresif silikon, aluminium, kalsium, kalium, natrium, fluor, klorin. Pada saat yang sama, sebagian besar besi, magnesium, belerang tetap berada di bahan mantel.
Model lain juga telah diusulkan, tetapi terlepas dari satu atau lain konsep mekanisme perpindahan massa, sebagian besar ilmuwan berbagi pendapat bahwa kerak bumi dibentuk oleh penghilangan senyawa kimia yang dapat melebur dan sangat mudah menguap dari mantel.
Tabel 5
(menurut A.P. Vinogradov)
Proses penghilangan senyawa kimia yang sangat mudah menguap dan memiliki titik leleh rendah sangat rumit. Sedangkan pembentukan kerak basal sebagai hasil peleburan dari material mantel tidak diragukan lagi, dalam proses pembentukan lapisan granit masih banyak yang belum jelas. Banyak fakta menunjukkan bahwa pembentukan massa besar granit terbatas pada tahap tertentu dalam pengembangan geosinklin, di mana proses metamorfisme regional mencapai tingkat tertinggi - palingenesis. Dalam hal ini, pencairan batuan bermetamorfosis terjadi di bawah pengaruh tidak hanya suhu dan tekanan tinggi, tetapi juga cairan dalam yang dihilangkan gas dari mantel. Lelehan yang dihasilkan jenuh dengan unsur-unsur kimia yang dipasok sebagai hasil degassing, komposisinya menjadi lebih kompleks dibandingkan dengan basal leleh yang mengalir keluar di dasar laut dari patahan dalam. Proses yang dipertimbangkan disebut granitisasi. Ada kemungkinan bahwa dengan cara ini massa besar batholit granit terbentuk.
Penghapusan aktif senyawa volatil, yang menyebabkan granitisasi sedimen tebal, tidak terjadi di mana-mana di permukaan dunia, tetapi hanya pada elemen struktural tertentu dari kerak bumi - geosinklin. Lokalisasi proses penghilangan aktif, tampaknya, dikaitkan dengan distribusi sumber energi yang tidak merata, khususnya, massa unsur radioaktif di dalam mantel. Dengan demikian, benua, yang keraknya mengandung lapisan granit, dapat dianggap sebagai area kerak bumi, di mana penghilangan senyawa kimia yang sangat mudah menguap dan meleleh rendah dari mantel terjadi secara aktif. Di bidang distribusi kerak samudera, proses ini kurang aktif, sebagaimana dibuktikan tidak hanya oleh ketebalan lapisan basal yang lebih rendah, tetapi juga oleh kemiskinan basal samudera di banyak elemen kimia dibandingkan dengan basal. dari kerak benua. Menurut perhitungan A.B. Ronov dan A.A. Yaroshevsky, total massa materi yang dibawa dari mantel ke kerak benua adalah 22,37 * 10 18 ton, dan ke kerak samudera hampir empat kali lebih sedikit.
Proses pembentukan kerak benua sangat penting untuk redistribusi logam. Sebagai berikut dari data pada Tabel 6, kandungan beberapa logam meningkat tajam di lapisan granit dibandingkan dengan bahan awal mantel,
Tabel 6
Redistribusi beberapa unsur kimia langka dan tersebar selama pembentukan kerak bumi, dalam 1-10 -3%
sedangkan isi orang lain dikurangi. Dalam proses peleburan bahan kerak bumi, logam dari kelompok besi dipertahankan di mantel - nikel, kobalt, kromium, sebagian mangan. Oleh karena itu, kandungan nikel di bebatuan di cakrawala atas kerak bumi, dibandingkan dengan kandungan dalam bahan aslinya, berkurang puluhan kali lipat, kandungan kobalt dan kromium berkurang sekitar seratus kali, dan seribu kali lipat. platinum. Dalam proses peleburan kerak bumi, kandungan merkuri juga mengalami penurunan, namun hal ini disebabkan adanya penghilangan uap logam ini yang masuk ke atmosfer dan larut dalam perairan alami.
Logam, yang kandungannya umumnya meningkat di kerak bumi, tersebar tidak merata di batuan. Sekelompok logam dibedakan, terkonsentrasi di lapisan granit kerak benua, diperkaya dengan silikon, aluminium, alkali, dan senyawa yang sangat mudah menguap. Ini termasuk zirkonium, niobium, barium, timah, timah, uranium. Misalnya, konsentrasi timbal meningkat 100 kali lipat, uranium - bahkan lebih. Kelompok logam lain terkonsentrasi di batuan basal. Kelompok ini termasuk titanium, vanadium, tembaga, seng.
Bersamaan dengan peleburan senyawa dengan titik leleh rendah dari bahan mantel, gas dari berbagai zat dilepaskan. Sebagai hasil dari pelepasan gas mantel, sebagian besar gas dan air yang ada di planet kita terbentuk. Pada saat yang sama, perhitungan menunjukkan bahwa selama sejarah geologi, hanya sekitar 10% dari setiap gas yang terkandung di dalamnya yang dikeluarkan dari mantel. Jadi, misalnya, menurut A.P. Vinogradov, kandungan air dalam mantel adalah 2 * 10 22 kg, dan jumlah totalnya di hidrosfer dan atmosfer adalah 1,5 * 10 21 kg. Senyawa logam berat tersublimasi juga dihilangkan sebagai hasil dari proses degassing.
Posisi yang sangat istimewa di kerak bumi ditempati oleh lapisan terluar, yang oleh beberapa ilmuwan disebut sebagai cangkang sedimen Bumi. Dalam hal komposisi mineralogi, secara fundamental berbeda dari dua lapisan kerak lainnya. Komposisi cangkang sedimen didominasi oleh non-silikat dengan struktur kristal-kimia yang bervariasi, seperti pada lapisan granit dan basal kerak bumi, dan silikat terdispersi dengan struktur kompleks adalah lempung, yang membentuk 40% dari sedimen lapisan, karbonat - 23%. Di antara mineral detrital yang diawetkan selama transformasi hipergen dari lapisan granit, yang merupakan bagian dari cangkang sedimen dan merupakan 19% dari massanya, kuarsa, mineral endogen yang paling tahan terhadap pelapukan, mendominasi. Komposisi kimia lapisan sedimen diperkaya tidak hanya dalam H 2 O dan CO 2, tetapi juga dalam bentuk teroksidasi belerang, karbon organik, klorin, fluor, nitrogen, dan logam berat. Semua senyawa dan elemen ini dikeluarkan dari mantel dengan degassing, tetapi dalam proses hipergenesis dan sedimentogenesis mereka mengikat dan terakumulasi dalam bahan lapisan sedimen. Jadi, di permukaan Bumi, transformasi mendalam dari substansi lapisan granit terjadi. Faktor utama dari proses ini adalah efek geokimia total dari aktivitas vital organisme. Ini dimanifestasikan baik dalam partisipasi langsung organisme dalam pembentukan sedimen dan dalam pengaturan kondisi yang menentukan arah transformasi batuan di lapisan granit: kandungan oksigen dan karbon dioksida di atmosfer, parameter asam-basa perairan alami. , kondisi redoks, keberadaan senyawa organik, dll. Telah ditetapkan bahwa sebagian besar massa batuan sedimen yang terbentuk selama 600 juta tahun terakhir terletak di dalam kerak benua, dan sekitar setengah dari massa ini terkonsentrasi di geosinklin. Pembentukan batuan metamorf perisai kuno - fragmen utama lapisan granit - juga terjadi pada struktur yang aktif secara tektonik. Dapat diasumsikan bahwa banyak fitur lapisan granit secara kompleks terkait dengan efek geokimia total dari aktivitas vital organisme di masa lalu geologis. Dengan pemikiran ini, V.I. Vernadsky menyebut lapisan granit kerak bumi sebagai "jejak biosfer masa lalu".
3. Pembentukan keanekaragaman mineralogi kerak bumi
Kerak bumi tersusun dari bahan alam senyawa kimia- mineral, jumlah spesiesnya sedikit lebih dari 2 ribu Keterbatasan senyawa kimia alami dibandingkan dengan sejumlah besar senyawa buatan disebabkan oleh banyak alasan, yang utamanya adalah kandungan berbagai bahan kimia yang sangat tidak merata unsur-unsur di kerak bumi. Kisaran kandungan rata-rata berbagai unsur kimia mencapai enam orde matematika.
Jumlah terbesar spesies mineral membentuk unsur-unsur yang terdapat di kerak bumi dalam jumlah yang paling banyak. Ini termasuk oksigen, silikon, aluminium, besi, kalsium, magnesium, kalium, natrium. Unsur-unsur ini membentuk sekelompok senyawa, yang massanya dalam jumlah terbesar dilebur dari mantel.
Bersamaan dengan mereka, sejumlah besar mineral dibentuk oleh unsur-unsur seperti belerang, arsenik, antimon, tembaga, timbal, seng, dan beberapa logam lainnya, yang secara aktif dihilangkan selama degassing bahan mantel.
Tabel 7
Pembentukan mineral selama proses utama pembentukan mineral
Jika kita mempertimbangkan keragaman pembentukan mineral selama berbagai proses endogen, maka jumlah spesies mineral terbesar terbentuk selama proses yang terjadi dengan partisipasi produk degassing. Mineral yang terbentuk selama proses pneumatolitik-hidrotermal dan pegmatit, menurut perhitungan ahli mineral terkenal Ukraina E.K. Lazarenko, membentuk sekitar 30% dari semua spesies mineral. Jumlah zat mineral yang lebih besar muncul selama proses hipergenesis dan sedimentasi, di mana, di bawah kendali geokimia dari efek total aktivitas vital organisme, senyawa kimia dari elemen degas yang memasuki atmosfer dan hidrosfer terbentuk (Tabel 7 ).
Keteraturan tertentu ditemukan dalam variasi dan distribusi massa mineral berdasarkan kelas. Beberapa data diberikan ketika menggambarkan kelompok mineral, ringkasan umum mereka disajikan pada Tabel 8.
Data dalam tabel ini memungkinkan, pertama-tama, untuk menandai kelas yang paling banyak. Terlepas dari perbedaan dalam hasil perhitungan oleh penulis yang berbeda, cukup jelas bahwa jumlah mineral terbesar adalah karakteristik silikat. Komposisi golongan fosfat dan analognya sangat beragam, yaitu menempati urutan kedua dalam hal jumlah mineral (17,7% - 16,4%), serta golongan sulfida dan senyawa sejenis (9,4-13,0%), oksida dan hidroksil (9,4-12,5%), sulfat (9,0-12,2%). Komposisi kelas lain lebih sedikit dan berjumlah beberapa persen atau bahkan pecahan persen, seperti, misalnya, mineral dari kelas kromat.
Tabel 8
Hubungan antara kelas individu mineral dan kandungannya di kerak bumi
Kelas mineral |
Mineral | |||||
nomor |
dalam% dari jumlah total mineral | |||||
| saya 1 | II 2 | Saya | II | Saya | II | |
elemen asli Sulfida dan sejenisnya Halida Oksida dan hidroksida silikat sulfat Fosfat, arsenat, vanadat Karbonat Tungstate dan Molibdat Senyawa organik |
tidak diperhitungkan |
Tidak berarti. akan menunjuk. |
||||
| Total | 1500 2135 100,0 100,0 100,0 99,85 | |||||
I 1 - data E.K. Lazarenko, 1963 II 2 data N. I. Safronov dan B. A. Gavrusevich, 1968 |
||||||
Kelimpahan mineral dari satu kelas atau yang lain tidak berarti bahwa mineral ini merupakan bagian penting dari massa kerak bumi. Meskipun kelas silikat yang paling beragam mendominasi di kerak bumi, kelas mineral fosfat yang paling melimpah kedua dan analognya kurang dari satu persen massa litosfer (0,7%). Kelas sulfida dan oksida, serupa dalam jumlah spesies, berbeda tajam dalam kandungan beratnya di kerak bumi: yang pertama berjumlah 0,15% (menurut V.I.Vernadsky), yang terakhir - 17% dari massa kerak. Perlu dicatat bahwa nilai massa mineral di kerak bumi tidak ditetapkan secara tepat dan ditentukan oleh ilmuwan yang berbeda dengan nilai yang tidak sama. Jadi, bahkan untuk sekelompok mineral dominan - silikat - nilai yang sangat berbeda dihitung. Ahli geokimia Amerika G. Washington (1925) menentukan massa silikat di kerak bumi sebesar 63%, V.I. Vernadsky (1937) - 85%, A.E. Fersman (1934) - dalam 74,5%, E.K. Lazarenko (1963) - dalam 75%, B.A. Gavrusevich dan N.I. Safronov (1968) - 80%, A.B. Ronov dan A.A. Yaroshevsky (1967) - 83%. Sosok terakhir tampaknya yang paling dapat diandalkan.
Pembentukan massa perwakilan dari beberapa kelas dikaitkan terutama dengan satu proses spesifik pembentukan mineral. Seperti data E.K. Lazarenko, sebagian besar mineral kelas sulfida (89%) berasal dari pneumatolitik-hidrotermal dan hanya 5% yang muncul selama litogenesis. Wolframites dan molibdat dibagi rata antara genesis hipergen dan pneumatolitik-hidrotermal. Beberapa kelas dicirikan oleh penampilan sejumlah besar spesies mineral selama proses pembentukan mineral hipergen. Ini adalah sulfat, fosfat dan senyawa terkait, nitrat.
Kesimpulan
Seiring berkembangnya geologi, gagasan tentang kerak bumi, komposisi material, dan pembentukannya berangsur-angsur berubah dari gagasan naif tentang kerak terak beku di permukaan bola logam cair yang berapi-api ke penciptaan model kompleks pembentukan kerak bumi sebagai hasil pemrosesan berulang dari akumulasi zat yang mudah menguap dan meleleh yang terbawa oleh aliran panas dari mantel.
Untuk waktu yang lama, akumulasi pengetahuan geologi terjadi di dua jalur yang hampir tidak berhubungan. Di satu sisi, untuk memecahkan berbagai masalah praktis, mineral, bijih, batuan dipelajari, mis. bagian penyusun kerak bumi. Ke arah ini dibuat penemuan penting dan akumulasi pengalaman yang berkontribusi pada pengembangan tidak hanya mineralogi, tetapi juga ilmu dan cabang aktivitas manusia lainnya. Akumulasi pengalaman berkontribusi pada pembentukan mineralogi dan ilmu geologi terkait, serta kimia dan metalurgi.
Di sisi lain, berkat pengamatan para naturalis, sejumlah besar bahan dikumpulkan yang mencirikan berbagai proses geologis: aktivitas geologis laut dan sungai, gletser dan gunung berapi, dll. Perhatian khusus diberikan untuk mengidentifikasi proses pembentukan dan rasio usia berbagai sedimen, yang hampir sepenuhnya menutupi tanah dan yang pertama kali ditemukan oleh ahli geologi dalam karyanya.
Pada saat yang sama, para peneliti berusaha memahami proses pembentukan berbagai curah hujan dan untuk mengetahui rasio usia mereka. V awal XIX v. ahli geologi Inggris terkenal C. Lyell menunjukkan bahwa sedimen yang terbentuk di masa lalu geologis yang jauh adalah hasil dari proses yang sama yang terjadi pada saat ini. Sedikit sebelumnya, rekan senegaranya W. Smith menetapkan bahwa usia geologi relatif dari sedimen yang dipelajari, terlepas dari lokasi geografisnya, dapat ditentukan dengan menggunakan sisa-sisa fosil organisme yang ada selama pengendapan sedimen ini. Penemuan-penemuan mendasar ini adalah dasar teoretis untuk studi yang sedang berlangsung tentang struktur geologis berbagai wilayah.
Pada saat yang sama, kondisi terjadinya batuan yang dalam dipelajari. Di pertengahan abad XIX. sebuah metode dikembangkan untuk mempelajari batuan padat di bawah mikroskop, yang membuka dunia kristalisasi dan proses metasomatik yang sebelumnya tidak dapat diakses untuk dipelajari, terjadi selama pembentukan batuan magmatik dan metamorf, bijih dan formasi pneumatolitik-hidrotermal. Pada paruh kedua abad XIX. sintesis pencapaian mineralogi, petrografi, dan seni bijih dimulai dengan hasil mempelajari struktur geologi masing-masing wilayah di dunia. Atas dasar ini, ahli geologi Rusia, Amerika, Prancis membuat hipotesis pertama tentang pembentukan dan struktur elemen geotektonik besar kerak bumi - geosinklin, platform, perisai kristal, dan pelat. Pada tahun 1881, ahli geologi Austria E. Suess memperkenalkan istilah "kerak bumi" ke dalam leksikon ilmiah, dan di negara-negara Eropa Barat metode sedang dikembangkan untuk mempelajari interior bumi dengan mendaftarkan kecepatan propagasi kehendak seismik.
Dekade pertama abad XX. ditandai dengan ditemukannya batas-batas pembagian kerak dan mantel bumi serta keteraturan struktur vertikal kerak benua dan samudra. Mineralogi dan petrografi dari ilmu deskriptif secara bertahap berubah menjadi genetika, mempelajari proses pembentukan mineral dan batuan. Sebuah ilmu baru telah muncul - geokimia, yang mempelajari pada tingkat atom evolusi komposisi kimia materi di Bumi dan kerak bumi, menetapkan hukum yang mengatur migrasi unsur-unsur kimia selama proses geologis. Berdasarkan pencapaian fisika dan kimia fisik, metode baru untuk mempelajari materi kerak bumi dan pemodelan eksperimental proses pembentukan dan transformasi batuan dalam kondisi suhu dan tekanan tinggi berkembang pesat.
Sampai pertengahan abad XX. penelitian geologi terbatas pada batas-batas daratan dan batas bawah lautnya. Sejak akhir tahun 50-an. pekerjaan sedang dilakukan untuk mempelajari struktur dasar laut dan proses geologi yang terjadi di sana menggunakan kendaraan bawah air dan pengeboran laut dalam. Informasi baru membuat penyesuaian yang signifikan pada tampilan di struktur geologi kerak bumi dan proses-proses yang membentuknya. Mengingat modern kemajuan ilmiah menjadi jelas bahwa proses endo- dan eksodinamis geologis individu adalah tautan dalam proses planet tunggal dari pembentukan kulit terluar padat, cair dan gas dari planet ini. Proses muluk-muluk penghilangan zat yang melebur dan gas dari mantel tidak terjadi secara merata di seluruh permukaan bumi, tetapi diatur oleh aliran panas yang kuat yang dihasilkan oleh sumber energi yang membentuk penebalan di kedalaman mantel.
Fluks radial energi panas dan zat yang dibawa menentukan pembentukan struktur global kerak bumi. Basal, mengalir di pegunungan tengah laut yang aktif, membentuk lapisan yang relatif tipis, di mana ada mantel padat, diwakili oleh batuan komposisi ultrabasa. Ada alasan untuk percaya bahwa cangkang padat dengan komposisi seperti itu terpotong-potong menjadi fragmen besar - lempeng litosfer, yang bergerak di sepanjang permukaan massa plastik mantel. Fragmen-fragmen ini, di bawah pengaruh gerakan konvektif dari massa materi mantel, dapat tenggelam di bawah blok yang kuat. kerak benua atau berinteraksi dengan mereka melalui kontak. Dalam kedua kasus tersebut, fragmen kerak samudera kembali berakhir di mantel dan kembali mengalami proses pencairan dan pelepasan gas. Dengan demikian, pembentukan komposisi materi dan struktur kerak samudera terjadi dengan latar belakang proses siklus perpindahan massa dalam sistem kerak bumi - mantel atas. Sistem ini stasioner, tetapi tidak tertutup, karena mereka terlibat dalam waktu yang berbeda massa yang tidak sama, dan terbuka, karena proses siklik tidak hanya mencakup massa lapisan basal kerak samudera, tetapi juga batuan mantel atas, area kerak benua, dan sedimen laut.
Yang lebih sulit lagi adalah pembentukan kerak benua, di mana lapisan granit tebal terletak di atas lapisan basal. Dalam pembentukan zat lapisan ini, yang tidak hanya terdiri dari senyawa dengan titik leleh rendah, tetapi juga mineral yang kaya akan senyawa kimia yang sangat mudah menguap, masih banyak yang belum jelas. Namun demikian, dapat diasumsikan bahwa proses metamorfisme dalam dari lapisan sedimen tebal yang terakumulasi dalam struktur spesifik kerak benua - geosinklin - sangat penting dalam pembentukannya. Perlu dicatat bahwa keberadaan senyawa volatil yang membedakan lapisan granit dari lapisan basal kerak samudera yang meleleh dari mantel ditentukan oleh komposisi sedimen. Ini adalah cangkang sedimen Bumi yang merupakan akumulator produk yang sangat mudah menguap dari degassing mantel - turunan dari asam karbonat, hidrofluorik, hidroklorik, borat, dan asam sulfat.
Ilmuwan Rusia yang luar biasa V.I. Vernadsky pada tahun 1920-an. ditunjukkan bahwa gaya geokimia paling kuat yang bekerja di permukaan bumi adalah efek dari aktivitas vital total semua organisme. Di bawah pengaruh efek ini, komposisi atmosfer dan perairan alami berubah selama sejarah geologis, proses pembentukan mineral hypergen dan sedimentasi diatur, mis. pembentukan zat yang memasuki geosinklin dan mengalami metamorfisme dan granitisasi.
Arti dari V.I. Vernadsky diwujudkan hanya dalam dekade terakhir abad XX. Kontribusi proses biogenik terhadap pembentukan lapisan granit masih kurang dipelajari, tetapi dapat diduga bahwa masuknya formasi mineral biogenik dalam proses palingenesis penting untuk pembentukan magma granit, batuan metamorf berkomposisi asam dan penumpukan bertahap struktur lapisan granit - perisai dan platform kristal kuno.
Jadi, di kerak benua, dua sistem siklik stasioner terbuka yang saling berhubungan dari evolusi materi diuraikan: sistem lapisan basal dan sistem lapisan granit. Batuan lapisan granit, pada tahap akhir perkembangan geosinklinal, memasuki biosfer, mengalami transformasi hipergen yang terjadi dalam kondisi geokimia lanskap yang dikendalikan oleh faktor biogenik, dan produk pelapukan yang dihasilkan mengalami transformasi biogenik lebih lanjut selama sedimentasi. Sebagian besar sedimen kontinental terakumulasi dalam geosynclines, di mana transformasi metamorf dan granitisasi parsial terjadi. Siklus pembentukan lapisan basal kerak benua bermasalah karena kurangnya data pengeboran yang dalam. Hanya dapat diasumsikan bahwa bahan lapisan ini berbeda secara signifikan dari bahan lapisan basal kerak samudera, baik dalam komposisi mineralogi maupun dalam kandungan senyawa volatil yang tinggi.
Pada akhir pertimbangan gagasan pembentukan siklik kerak bumi, perlu dicatat bahwa kerak benua yang tebal, mungkin, menguraikan area untuk pelepasan fluks panas paling kuat dan penghilangan fluks panas terbesar. massa zat melebur dan mudah menguap dari mantel. Pada saat yang sama, 99% massa organisme hidup terkonsentrasi di benua. Kebetulan ini hampir tidak disengaja. Studi lebih lanjut tentang sistem global proses siklus pertukaran massa zat di biosfer dan pada "tingkat" yang berbeda dari kerak bumi adalah salah satu masalah mendesak ilmu bumi.
Daftar literatur yang digunakan
2. Koronovskiy N.V., Yakusheva A.F. Dasar Geologi. M., 1991.
3. Nikonov AA Holosen dan pergerakan modern kerak bumi. - M.: Nauka, 1977.
4. Sorokhtin O.G., Ushakov S.A. Buku referensi geologi. M., 1991.
5. Khain V.E. Masalah utama geologi modern (geologi di ambang abad XXI). M., 1995.
Ada dua jenis utama kerak bumi: samudera dan benua. Jenis transisi kerak bumi juga dibedakan.
Kerak samudera. Ketebalan kerak samudera di era geologi modern berkisar antara 5 hingga 10 km. Ini terdiri dari tiga lapisan berikut:
1) lapisan tipis sedimen laut atas (ketebalan tidak lebih dari 1 km);
2) lapisan basal tengah (ketebalan 1,0 hingga 2,5 km);
3) lapisan bawah gabro (tebal sekitar 5 km).
Kerak benua (continental). Kerak benua lebih kompleks dan lebih tebal daripada kerak samudera. Kapasitasnya rata-rata 35-45 km, dan di negara-negara pegunungan meningkat menjadi 70 km. Ini juga terdiri dari tiga lapisan, tetapi berbeda secara signifikan dari lautan:
1) lapisan bawah, terdiri dari basal (ketebalan sekitar 20 km);
2) lapisan tengah menempati ketebalan utama kerak benua dan secara konvensional disebut granit. Ini terutama terdiri dari granit dan gneisses. Lapisan ini tidak meluas di bawah lautan;
3) lapisan atas adalah sedimen. Ketebalannya rata-rata sekitar 3 km. Di beberapa daerah, ketebalan curah hujan mencapai 10 km (misalnya, di dataran rendah Kaspia). Di beberapa daerah di Bumi, lapisan sedimen tidak ada sama sekali dan lapisan granit muncul di permukaan. Area seperti itu disebut perisai (misalnya, Perisai Ukraina, Perisai Baltik).
Di benua, sebagai hasil pelapukan batuan, terbentuk formasi geologi, yang disebut kerak pelapukan.
Lapisan granit dipisahkan dari lapisan basal permukaan conrad , di mana kecepatan gelombang seismik meningkat dari 6,4 menjadi 7,6 km / detik.
Batas antara kerak bumi dan mantel bumi (baik di benua maupun di lautan) membentang sepanjang Permukaan Mohorovicic (garis Moho). Kecepatan gelombang seismik di atasnya tiba-tiba meningkat menjadi 8 km / jam.
Selain dua tipe utama - samudera dan kontinental - ada juga area tipe campuran (transisi).
Pada beting atau landas kontinen, kerak bumi memiliki ketebalan sekitar 25 km dan umumnya mirip dengan kerak benua. Namun, lapisan basal bisa rontok di dalamnya. V Asia Timur di daerah busur pulau ( Kepulauan Kuril, Kepulauan Aleut, pulau jepang dan lain-lain), kerak bumi adalah jenis transisi. Terakhir, kerak punggungan tengah samudra sangat kompleks dan sejauh ini hanya sedikit yang dipelajari. Tidak ada batas Moho di sini, dan material mantel naik sepanjang patahan ke dalam kerak dan bahkan ke permukaannya.
Konsep "kerak bumi" harus dibedakan dari konsep "litosfer". Konsep "litosfer" lebih luas daripada "kerak". Di litosfer, ilmu pengetahuan modern tidak hanya mencakup kerak bumi, tetapi juga mantel paling atas hingga astenosfer, yaitu hingga kedalaman sekitar 100 km.
Konsep isostatis ... Studi tentang distribusi gravitasi menunjukkan bahwa semua bagian kerak bumi adalah benua, negara pegunungan, dataran seimbang di mantel atas. Posisi seimbang dari mereka disebut isostasy (dari bahasa Latin isoc - genap, stasis - posisi). Kesetimbangan isostatik tercapai karena fakta bahwa ketebalan kerak bumi berbanding terbalik dengan kepadatannya. Kerak samudera yang berat lebih tipis daripada kerak benua yang lebih ringan.
Isostasy - pada kenyataannya, itu bahkan bukan keseimbangan, tetapi perjuangan untuk keseimbangan, terus-menerus terganggu dan dipulihkan lagi. Jadi, misalnya, perisai Baltik setelah mencair es kontinental Glasiasi Pleistosen naik sekitar 1 meter per abad. Wilayah Finlandia terus meningkat karena dasar laut. Wilayah Belanda, sebaliknya, semakin mengecil. Garis keseimbangan nol saat ini melewati agak ke selatan dari garis lintang 60 0 N. St. Petersburg modern sekitar 1,5 m lebih tinggi dari St. Petersburg pada masa Peter the Great. Seperti yang ditunjukkan oleh data penelitian ilmiah modern, bahkan tingkat keparahan kota-kota besar sudah cukup untuk fluktuasi isostatik wilayah di bawahnya. Akibatnya, kerak bumi di zona kota-kota besar sangat mobile. Secara umum, relief kerak bumi adalah bayangan cermin dari permukaan Moho, bagian bawah kerak bumi: daerah yang lebih tinggi sesuai dengan depresi di mantel, dan yang lebih rendah sesuai dengan tingkat yang lebih tinggi dari batas atasnya. Jadi, di bawah Pamir, kedalaman permukaan Moho adalah 65 km, dan di dataran rendah Kaspia - sekitar 30 km.
Sifat termal kerak bumi ... Fluktuasi harian suhu tanah menyebar hingga kedalaman 1,0 - 1,5 m, dan fluktuasi tahunan dalam garis lintang sedang di negara-negara dengan iklim kontinental sampai kedalaman 20-30 m Pada kedalaman di mana pengaruh fluktuasi suhu tahunan berhenti karena pemanasan permukaan bumi oleh matahari, terdapat lapisan suhu tanah yang konstan. Itu disebut lapisan isotermal ... Di bawah lapisan isotermal jauh ke dalam Bumi, suhu naik, dan ini sudah disebabkan oleh panas internal interior bumi. Panas internal tidak terlibat dalam pembentukan iklim, tetapi berfungsi sebagai dasar energi untuk semua proses tektonik.
Jumlah derajat kenaikan suhu untuk setiap kedalaman 100 m disebut gradien panas bumi ... Jarak dalam meter, ketika menurunkan suhu yang meningkat sebesar 10 disebut tahap panas bumi ... Besarnya langkah panas bumi tergantung pada relief, konduktivitas termal batuan, kedekatan fokus vulkanik, sirkulasi air tanah, dll. Rata-rata, langkah panas bumi adalah 33 m pada platform), dapat mencapai 100 m.
TOPIK 5. MATERI DAN LAUT
Benua dan bagian dunia
Dua jenis kerak bumi yang berbeda secara kualitatif - benua dan samudera - sesuai dengan dua tingkat utama relief planet - permukaan benua dan dasar laut.
Prinsip struktural-tektonik pemisahan benua. Perbedaan kualitatif yang mendasar antara kerak benua dan samudera, serta beberapa perbedaan signifikan dalam struktur mantel atas di bawah benua dan lautan, mengharuskan untuk membedakan benua bukan berdasarkan lingkungannya dengan lautan, tetapi menurut prinsip struktural-tektonik. .
Asas struktural-tektonik menyatakan bahwa, pertama, benua meliputi landas kontinen (shelf) dan lereng benua; kedua, di dasar setiap benua ada inti atau platform kuno; ketiga, setiap gumpalan benua seimbang secara isostatik di mantel atas.
Dari sudut pandang prinsip struktural-tektonik, sebuah benua disebut massa kerak benua yang seimbang secara isostatik, yang memiliki inti struktural dalam bentuk platform kuno, yang disatukan oleh struktur terlipat yang lebih muda.
Secara total, ada enam benua di Bumi: Eurasia, Afrika, Amerika Utara, Amerika Selatan, Antartika, dan Australia. Setiap benua memiliki satu platform, dan hanya di dasar Eurasia ada enam di antaranya: Eropa Timur, Siberia, Cina, Tarim (Cina Barat, gurun Taklamakan), Arab, dan Hindustan. Platform Arab dan Hindustan adalah bagian dari Gondwana kuno yang bergabung dengan Eurasia. Dengan demikian, Eurasia adalah benua anomali heterogen.
Batas antar benua cukup jelas. Perbatasan antara Amerika Utara dan Amerika Selatan membentang di sepanjang Terusan Panama. Perbatasan antara Eurasia dan Afrika ditarik di sepanjang Terusan Suez. Selat Bering memisahkan Eurasia dari Amerika Utara.
Dua baris benua ... V geografi modern dua baris benua berikut ini menonjol:
1. Benua Khatulistiwa (Afrika, Australia dan Amerika Selatan).
2. Deretan benua utara (Eurasia dan Amerika Utara).
Di luar peringkat ini adalah Antartika - benua paling selatan dan terdingin.
Penataan benua modern mencerminkan sejarah panjang perkembangan litosfer benua.
Benua selatan (Afrika, Amerika Selatan, Australia dan Antartika) adalah bagian ("fragmen") dari mega-benua Paleozoikum tunggal Gondwana. Benua utara pada waktu itu disatukan menjadi mega-benua lain - Laurasia. Antara Laurasia dan Gondwana di Paleozoikum dan Mesozoikum, ada sistem cekungan laut yang luas, yang disebut Samudra Tethys. Ocean Tethys membentang dari Afrika Utara, lintas Eropa Selatan, Caucasus, Asia Barat, Himalaya hingga Indochina dan Indonesia. Di Neogen (sekitar 20 juta tahun yang lalu), sabuk lipatan alpine muncul di situs geosyncline ini.
Menurut ukurannya yang besar, superbenua Gondwana. Menurut hukum isostatis, ia memiliki kerak tebal (hingga 50 km), yang terbenam jauh di dalam mantel. Di bawah mereka, arus konveksi astenosfer sangat menyakitkan, zat mantel yang melunak bergerak aktif. Ini pertama-tama mengarah pada pembentukan tonjolan di tengah benua, dan kemudian membelahnya menjadi blok-blok terpisah, yang, di bawah aksi arus konveksi yang sama, mulai bergerak secara horizontal. Terbukti secara matematis (L. Euler), pergerakan kontur pada permukaan bola selalu disertai dengan rotasinya. Akibatnya, bagian Gondwana tidak hanya bergerak, tetapi juga tersebar di ruang geografis.
Pemisahan pertama Gondwana terjadi di perbatasan Trias dan Jurassic (sekitar 190-195 juta tahun yang lalu); memisahkan Afro-Amerika. Kemudian, di perbatasan Jurassic-Cretaceous (sekitar 135-140 juta tahun yang lalu), Amerika Selatan terpisah dari Afrika. Di perbatasan Mesozoikum dan Kenozoikum (sekitar 65-70 juta tahun yang lalu), blok Hindustan bertabrakan dengan Asia dan Antartika menjauh dari Australia. Di era geologi sekarang, litosfer, menurut kaum neomobilis, terbagi menjadi enam blok lempeng yang terus bergerak.
Runtuhnya Gondwana dengan tepat menjelaskan bentuk benua, kesamaan geologisnya, serta sejarah vegetasi dan fauna. benua selatan.
Sejarah perpecahan di Laurasia belum dipelajari secara menyeluruh seperti di Gondwana.
Konsep bagian dunia ... Selain pembagian tanah yang ditentukan secara geologis menjadi benua, ada juga pembagian permukaan bumi menjadi bagian-bagian dunia yang terpisah yang telah berkembang dalam proses perkembangan budaya dan sejarah umat manusia. Ada enam bagian dunia secara total: Eropa, Asia, Afrika, Amerika, Australia dengan Oceania, Antartika. Di satu benua Eurasia ada dua bagian dunia (Eropa dan Asia), dan dua benua di belahan bumi barat (Amerika Utara dan Amerika Selatan) membentuk satu bagian dunia - Amerika.
Perbatasan antara Eropa dan Asia agak sewenang-wenang dan ditarik di sepanjang garis DAS punggungan Ural, Sungai Ural, bagian utara Laut Kaspia dan depresi Kuma-Manych. Di Ural dan Kaukasus, ada garis patahan dalam yang memisahkan Eropa dari Asia.
Wilayah benua dan lautan. Luas tanah dihitung dalam garis pantai saat ini. Luas permukaan bumi kira-kira 510,2 juta km2. Sekitar 361,6 juta km 2 ditempati oleh Samudra Dunia, yaitu sekitar 70,8% dari total permukaan Bumi. Daratan menyumbang sekitar 149,02 juta km 2, yaitu sekitar 29,2% dari permukaan planet kita.
Wilayah benua modern ditandai dengan nilai-nilai berikut:
Eurasia - 53, 45 km 2, termasuk Asia - 43, 45 juta km 2, Eropa - 10, 0 juta km 2;
Afrika - 30, 30 juta km 2;
Amerika Utara - 24, 25 juta km 2;
Amerika Selatan - 18, 28 juta km 2;
Antartika - 13, 97 juta km 2;
Australia - 7, 70 juta km 2;
Australia dengan Oseania - 8, 89 km 2.
Lautan modern memiliki luas:
Samudra Pasifik - 179, 68 juta km 2;
Samudra Atlantik - 93, 36 juta km 2;
Samudera Hindia- 74,92 juta km 2;
Samudra Arktik - 13, 10 juta km 2.
Antara benua utara dan selatan, sesuai dengan asal usul dan perkembangannya yang berbeda, terdapat perbedaan luas dan sifat permukaan yang signifikan. Perbedaan geografis utama antara benua utara dan selatan bermuara pada hal berikut:
1. Ukurannya tidak ada bandingannya dengan benua lain di Eurasia, yang mengonsentrasikan lebih dari 30% massa daratan planet ini.
2.U benua utara signifikan dalam hal luas rak. Terutama penting adalah rak di Samudra Arktik dan Samudra Atlantik, serta dalam bahasa Kuning, Cina, dan Laut Bering Samudera Pasifik. Benua selatan, dengan pengecualian kelanjutan kapal selam Australia di Laut Arafura, hampir tidak memiliki landasan.
3. Sebagian besar benua selatan jatuh pada platform kuno. Di Amerika Utara dan Eurasia, platform kuno menempati bagian yang lebih kecil dari total area, dan sebagian besar berada di wilayah yang dibentuk oleh bangunan gunung Paleozoikum dan Mesozoikum. Di Afrika, 96% wilayahnya berada di area platform dan hanya 4% di pegunungan usia Paleozoikum dan Mesozoikum. Di Asia, hanya 27% jatuh di platform kuno dan 77% di pegunungan dari berbagai usia.
4. Garis pantai benua selatan, yang sebagian besar terbentuk oleh retakan terbelah, relatif lurus; semenanjung dan pulau-pulau daratan sedikit. Benua utara dicirikan oleh angin yang sangat berliku garis pantai, banyak pulau, semenanjung, sering jauh ke laut. Dari total luas, pulau dan semenanjung menyumbang sekitar 39% di Eropa, Amerika Utara - 25%, Asia - 24%, Afrika - 2,1%, Amerika Selatan- 1,1% dan Australia (tidak termasuk Oseania) - 1,1%.
Menurut konsep geologi modern, planet kita terdiri dari beberapa lapisan - geosfer. Mereka berbeda dalam sifat fisik, komposisi kimia, dan di pusat Bumi adalah inti, diikuti oleh mantel, kemudian hidrosfer dan atmosfer.
Pada artikel ini, kita akan mempertimbangkan struktur kerak bumi, yang merupakan bagian atas litosfer. Ini adalah cangkang keras luar, yang ketebalannya sangat kecil (1,5%) sehingga dapat dibandingkan dengan lapisan tipis pada skala seluruh planet. Namun, meskipun demikian, lapisan atas kerak bumilah yang sangat menarik bagi umat manusia sebagai sumber mineral.
Kerak bumi secara konvensional dibagi menjadi tiga lapisan, yang masing-masing luar biasa dengan caranya sendiri.
- Lapisan atas adalah sedimen. Ketebalannya mencapai 0 sampai 20 km. Batuan sedimen terbentuk sebagai hasil pengendapan zat di darat, atau pengendapannya di dasar hidrosfer. Mereka adalah bagian dari kerak bumi, yang terletak di dalamnya dalam lapisan bergantian.
- Lapisan tengah adalah granit. Ketebalannya dapat bervariasi dari 10 hingga 40 km. Ini adalah batuan beku yang telah membentuk lapisan padat sebagai akibat dari letusan dan pemadatan magma selanjutnya dalam ketebalan bumi pada tekanan dan suhu tinggi.
- Lapisan bawah, yang merupakan bagian dari struktur kerak bumi, bersifat basaltik, juga berasal dari magmatik. Ini mengandung lebih banyak kalsium, besi dan magnesium, dan massanya lebih besar daripada batu granit.
Struktur kerak bumi tidak sama di semua tempat. Kerak samudera dan benua sangat mencolok. Di bawah lautan, kerak bumi lebih tipis, dan lebih tebal di bawah benua. Ini memiliki ketebalan terbesar di daerah pegunungan.
Kerak samudera terdiri dari dua lapisan - sedimen dan basaltik. Di bawah lapisan basal adalah permukaan Moho, diikuti oleh mantel atas. Dasar laut memiliki bentuk relief yang paling kompleks. Di antara semua keanekaragamannya, tempat khusus ditempati oleh pegunungan tengah laut yang besar, di mana kerak samudera basaltik muda dihasilkan dari mantel. Magma memiliki akses ke permukaan melalui celah yang dalam - celah yang membentang di sepanjang tengah punggungan di sepanjang puncak. Di luar, magma menyebar, sehingga terus-menerus mendorong dinding ngarai ke samping. Proses ini disebut "menyebar".
Struktur kerak bumi lebih kompleks di benua daripada di bawah lautan. Kerak benua menempati area yang jauh lebih kecil daripada kerak samudera - hingga 40% dari permukaan bumi, tetapi memiliki ketebalan yang jauh lebih besar. Di bawahnya mencapai ketebalan 60-70 km. Kerak benua memiliki struktur tiga lapisan - lapisan sedimen, granit dan basal. Di daerah yang disebut perisai, lapisan granit ada di permukaan. Sebagai contoh - terbuat dari batu granit.
Bagian ekstrim bawah laut dari benua - rak, juga memiliki struktur benua dari kerak bumi. Ini juga mencakup pulau-pulau Kalimantan, Selandia Baru, Nugini, Sulawesi, Greenland, Madagaskar, Sakhalin, dll. Serta laut pedalaman dan marginal: Mediterania, Azov, Hitam.
Dimungkinkan untuk menggambar batas antara lapisan granit dan lapisan basal hanya secara kondisional, karena mereka memiliki kecepatan perambatan gelombang seismik yang serupa, yang menentukan kepadatan lapisan bumi dan komposisinya. Lapisan basal bersentuhan dengan permukaan Moho. Lapisan sedimen dapat memiliki ketebalan yang berbeda, yang tergantung pada bentuk relief yang terletak di atasnya. Di pegunungan, misalnya, tidak ada sama sekali atau memiliki ketebalan yang sangat kecil, karena fakta bahwa partikel lepas bergerak menuruni lereng di bawah pengaruh kekuatan eksternal. Namun di sisi lain, sangat kuat di daerah kaki bukit, cekungan dan cekungan. Jadi, di dalamnya mencapai 22 km.
Bentuk bumi sangat sedikit berbeda dengan bola. Itu hanya diratakan sepanjang sumbu rotasi sebesar 42,8 km. Jari-jari khatulistiwa dunia 6 378 245 M, kutub - 6 356 863 M. Jari-jari rata-rata sebuah bola, sama dengan ukuran bumi, kira-kira sama dengan 6370 km. Volume Bumi 1080 10 24 cm 3, atau 1080 10 9 km 3; massanya adalah 5980 10 24 g, atau 5980 10 18 T.
Dalam struktur internal bola dunia, berdasarkan studi seismik, pembagian yang jelas menjadi kerak, mantel, dan inti terungkap. Masing-masing komponen struktural ini dibagi oleh batas-batas yang kurang jelas menjadi beberapa bidang.
Batuan yang membentuk mantel bumi tidak sama; dari atas mereka kurang padat. Kecepatan gelombang longitudinal seismik di dalam mantel meningkat dengan kedalaman dari 7,8 menjadi 13,6 km/detik. Pada kedalaman 2900 km itu menurun tajam menjadi 8,1 km/detik. Gelombang seismik geser hanya menembus pada kedalaman yang sama. Dari kedalaman 2900 km dan ke pusat bola terletak zat yang membentuk inti dengan diameter 6940 km. Permukaan bola juga ditemukan di dalam nukleus, yang memisahkan apa yang disebut nukleolus, atau inti dalam. Diameter inti 2500-3000 km.
Berdasarkan fakta bahwa gelombang geser tidak masuk ke inti, dianggap dalam keadaan cair. Dalam bentuk apa substansi nukleolus - dalam bentuk cair atau dalam keadaan padat, belum dimungkinkan untuk ditetapkan.
Berdasarkan data yang diperoleh sebagai hasil mempelajari Bumi dengan metode seismik dan metode tidak langsung lainnya, dapat diasumsikan bahwa kepadatan rata-rata materi cangkang yang menyusun Bumi, meskipun tidak seragam, meningkat seiring dengan kedalaman. Informasi tentang kedalaman batas yang memisahkan mantel dari kerak bumi, inti dari mantel, dan nukleolus dari inti, serta nilai rata-rata kepadatan batuan penyusun cangkang, diberikan dalam Tabel . 1.
Jika partisipasi pecahan cangkang bola dunia dalam volumenya dapat dinilai dengan sangat pasti, maka jauh lebih sulit untuk menilai massanya, karena tidak ada informasi yang dapat dipercaya tentang kepadatan materi dan komposisi kimianya di dalam perut. di bumi. Data paling objektif tentang sifat-sifat materi di perut dunia hanya mencakup data tentang laju propagasi
gelombang seismik. Tetapi kecepatan gelombang dipengaruhi oleh sejumlah besar faktor, termasuk kepadatan, porositas, komposisi kimia, kekuatan, suhu, tekanan, keadaan agregasi, dll. Oleh karena itu, tidak ada cara untuk secara jelas memecahkan masalah kepadatan zat yang menyusun cangkang Bumi dan intinya.
Konsep "kerak bumi" muncul bahkan ketika diasumsikan bahwa bumi terbentuk sebagai benda cair yang berapi-api, yang permukaannya, sebagai hasil pendinginan, kerak tipis dari "terak" yang paling meleleh dan paling ringan. dibentuk.
Sekarang telah terbukti bahwa bumi terdiri dari materi padat, dan kerak bumi dianggap sebagai lapisan yang
di atas permukaan di mana kecepatan rambat gelombang seismik meningkat 1-2 km/detik. Permukaan ini dinamai ilmuwan Yugoslavia A. Mohorovich yang menemukannya. Ini memisahkan kerak bumi dari mantel - cangkang Bumi berikutnya, terdiri dari batuan padat yang lebih padat dan lebih tahan lama.
Kerak bumi, jika konsep ini dipahami sebagai semua jenis materi yang terletak di atas permukaan Mohorovichich, terdiri dari litosfer, hidrosfer, atmosfer, dan biosfer (Tabel 2).
Ada dua jenis utama kerak bumi: kerak benua dan kerak samudera. Mereka berbeda dalam komposisi dan kekuatan. Ketebalan kerak bumi, seluas 149 juta. km 2, rata-rata 37 km, dan ketebalan kerak samudera di area seluas 361 juta. km 2 rata-rata sama dengan hanya 7 km.
Baik di darat maupun di bawah lautan, permukaan kerak bumi diselimuti oleh sedimen yang terdiri dari batupasir, lempung, dan batuan karbonat. Di benua, kekuatan mereka lebih besar, di beberapa tempat mencapai 20 km; di dasar lautan, ketebalan presipitasi kecil dan berkisar antara 0 hingga 3 km. Perbedaan yang signifikan antara kerak benua dan kerak samudera adalah adanya kekuatan (15-20 .) km) lapisan granit. Di bawah cangkang granit, mungkin ada lapisan basal dengan ketebalan yang kira-kira sama. Batas antara granit dan basal diberi nama permukaan Conrad. Di bawah lautan, kerak hanya terdiri dari basal, yang ketebalan lapisannya rata-rata sekitar 5 . km.
karakteristik umum lapisan fisik kerak menurut data N. A. Belyaevsky dan V. V. Fedynsky diberikan dalam tabel. 3.
Kepadatan rata-rata kerak bumi 2,8 gram / cm3, lapisan subcrustal - 3.3 gram / cm3, kecepatan gelombang longitudinal 6 dan 8 km / detik masing-masing. Kerak dibagi tidak hanya menjadi benua dan samudera, tetapi juga memiliki sejumlah besar varietas. PN Kropotkin membedakan 8 jenis kerak bumi, berbeda dalam ketebalan dan karakteristik anomali gravitasi masing-masing. Kerak benua biasanya dicirikan oleh ketebalan yang tinggi dan adanya anomali gravitasi negatif. Atas dasar ini, jenis-jenis berikut dibedakan di dalamnya:
1) kerak tebal punggungan yang terlipat dan area serta platform yang terangkat (H = 50-80 km, G dari +550 hingga +200 mgl);
2) kerak daerah yang kurang tinggi (H = 30-60 km, G dari -300 hingga +50 mgl);
3) kerak dataran rendah dan rak (H= 15-40 km, G dari -100 hingga + 100 mgl)- dibagi menjadi:
kerak platform Epipaleozoikum Prakambrium yang stabil dengan permukaan atau ruang bawah tanah yang dangkal (H = 25-40 km); kerak dengan ketebalan basement berkurang tajam.
Di daerah kerak samudera dan sub-samudera, P.N.Kropotkin mengidentifikasi 5 jenis:
1) kerak laut pedalaman (H = 20-30 km, G dari -50 hingga +200 mgl) dengan kompleks presipitasi yang kuat (10-15 km), berbaring di lapisan "basal";
2) bagian dalam dari laut marginal (H = 7-25 km, G dari +150 hingga +450 mgl);
3) jenis kerak samudera - lereng benua, pegunungan bawah laut, pulau-pulau vulkanik (H =10-20 km, G dari +50 hingga +200 mgl);
4) kulit parit laut dalam (H = 5-17 km, G lebih dari 250 mgl);
5) kerak bagian dalam Samudra Dunia (H = 3-15 km, G dari +150 sampai +450 mgl).
A. Polderwart membedakan dua wilayah yang sangat berbeda: wilayah samudera dalam, yang luasnya 268 10 6 km 2 dengan kedalaman laut rata-rata 4,5 km(ketebalan kerak bawah di bawah area ini hanya 6 km), dan luas perisai benua dengan luas 105 10 6 km 2 dan ketinggian rata-rata di atas permukaan laut 0,75 km. Ketebalan kerak benua 35 km. Dia juga membedakan antara dua area transisi: area sabuk lipat muda, yang luasnya adalah 42 10 6 km 2, dengan ketebalan kerak 14 km, dan sub-samudera (platform benua dan lereng, serta parit laut dalam marginal), dengan luas 93 10 6 km 2, dengan ketebalan kerak 18 km. Lainnya 2 10 6 km 2 tanah terutama ditemukan di pulau-pulau vulkanik yang terletak di daerah dalam dan sub-dalam.
Dari total massa kerak bumi berdasarkan volume, daratan menyumbang 69%, atau 5,5 10 9 km 2, dan bagian samudera - 31%, atau 2,5 10 9 km 2.
Perlu dicatat bahwa permukaan Mohorovichich terletak pada karakteristik kedalaman tertentu dari medan tertentu, terlepas dari usia batuan yang membentuk kerak bumi. Jadi, misalnya, permukaan Mohorovichich lewat pada kedalaman 40 km baik di Perisai Baltik, di mana bebatuan berusia paling kuno, mencapai 3 miliar tahun, dan dalam struktur lipatan muda Kaukasus.
Sampai saat ini, diyakini bahwa kerak bumi, berbeda dengan mantel, terdiri dari batuan di mana kecepatan gelombang seismik longitudinal sesuai dengan kecepatan di granit dan basal. Namun, pekerjaan yang dilakukan terutama selama IGY mengungkapkan kasus ketika permukaan Mohorovichich lewat di wilayah kecepatan gelombang seismik melebihi 6-7 km/detik. Kecepatan seperti itu tidak dapat ditemukan di granit dan basal. Dan sekarang tidak jelas apa itu kerak bumi, karena kerapatan batuan yang terletak di atas permukaan Mohorovichich kadang-kadang merupakan karakteristik batuan lapisan atas mantel, dan bukan kerak bumi. Kerak bumi daratan berbeda tajam dari kerak lautan dalam komposisi kimia dan mineral. Keduanya bahkan lebih berbeda dari bahan mantel, baik dalam kepadatan dan kekuatan, dan dalam komposisi kimia, namun informasi tentang komposisi bahan mantel sangat terbatas.
Banyak hipotesis telah diajukan tentang sifat dan asal-usul kerak bumi, tidak ada satupun yang memberikan penjelasan yang memuaskan tentang alasan perbedaan komposisi dan ketebalan kerak daratan dan lautan.
T. Wilson mengemukakan bahwa kerak bumi, seperti hidrosfer dan atmosfer, terbentuk dari bahan mantel karena letusan gunung berapi, mengeluarkan zat melebur yang meleleh di kedalaman mantel (T. Wilson mengambil permukaan Mohorovichich sebagai permukaan awal Bumi). Akibat letusan gunung berapi ini, permukaan bumi sebelumnya tetap berada jauh di bawah lapisan batuan beku.
Anggapan ini tidak dapat diterima, bukan hanya karena (berikut dari data yang dia kutip) kedatangan materi vulkanik dalam beberapa abad terakhir hanya sekitar 0,8. Km 3 per tahun, dan aliran sungai materi dari benua per tahun melebihi 12 km 3, tetapi juga karena tidak menjelaskan perbedaan kerak benua dan lautan.
Untuk menjelaskan alasan munculnya kerak benua dan samudera, serta benua dan lautan, hipotesis diajukan yang menarik berbagai faktor kosmik.
G. Alfvén pada tahun 1963 mengajukan hipotesis yang menjelaskan pembentukan benua dengan fakta bahwa 3-4 miliar tahun yang lalu Bulan, yang dianggap sebagai planet independen, datang begitu dekat ke Bumi sehingga runtuh, sebagian jatuh ke Bumi dan membentuk kerak benua, menutupi permukaan Bumi secara tidak merata: bagian lain menjadi satelit kita - Bulan, dan partikel kecil - meteorit.
J. Darwin pada tahun 1911 mengajukan hipotesis yang menurutnya dasar Samudra Pasifik terbentuk sebagai hasil dari pelepasan sebagian permukaan bumi, yang berubah menjadi satelit kita - Bulan. Ide ini masih menemukan banyak pengikut (O. Openheim, R. Schwiner, G. Quiring, G. I. Berlin, E. Kraus, dll).
Beberapa ilmuwan percaya bahwa Bumi mendingin dan menyusut, sementara yang lain, sebaliknya, menemukan bukti ekspansi cepat dunia. Ada juga upaya untuk menjelaskan fenomena dan fakta yang diamati dengan proses tertentu, yang perjalanannya mungkin terjadi di kerak bumi atau di batuan mantel bumi. Dengan demikian, VV Belousov mengembangkan hipotesis radiomigrasi, yang menurutnya pembentukan benua, pengayaan strata benua dengan silikon, proses tektonik dan vulkanik dikaitkan dengan diferensiasi bahan mantel bumi dan pelepasan batuan yang kaya zat radioaktif. dari itu. Batuan seperti itu, yang komposisinya mirip dengan granit, menurutnya, mengapung ke permukaan kerak bumi dan menyebabkan pengangkatan, peleburan, dan proses lain yang membutuhkan energi termal dan mekanik. Fenomena analog berulang di tempat yang sama, menurut V.V. Belousov, dikaitkan dengan fakta bahwa diferensiasi terjadi di "tingkat" mantel yang berbeda tidak hanya sekali, tetapi secara berurutan.
Dalam beberapa tahun terakhir, VV Belousov sampai pada kesimpulan bahwa permukaan bumi pertama kali melewati tahap granitisasi, ketika "Di Arkean, seluruh dunia kurang lebih secara seragam ditutupi dengan kerak benua, yang kemudian hanya bertambah tebal." Kemudian pada akhir Paleozoikum, menurutnya, titik balik terjadi, ketika bahan ultrabasa naik ke kerak, melelehkan kerak benua dan tenggelam kembali ke dalam mantel; sebagai hasilnya, "... di tempat kerak benua, kerak jenis samudera terbentuk." Proses oseanisasi lebih lanjut dari kerak tanah, dia yakin, akan terus berlanjut di masa depan.
Hipotesis ini, seperti hipotesis lainnya yang didasarkan pada proses diferensiasi materi mantel, tidak cocok untuk menjelaskan keberadaan panjang benua dan lautan. Selain itu, hipotesis ini bertentangan dengan hukum fisika dan mekanika yang tidak dapat didamaikan, yang menurutnya zat yang kurang padat tidak dapat masuk ke yang lebih padat. Oleh karena itu, materi ultrabasa yang melayang ke permukaan Bumi setelah pembubaran lapisan tebal kerak benua di dalamnya tidak dapat masuk ke dalam mantel, seperti yang diakui V.V.Belousov.
VA Magnitskiy mengajukan gagasan pembentukan strata benua dan pengayaannya dengan silikon. Menurutnya, silikon dilepaskan dari batuan mantel sebagai akibat dari reaksi
Untuk alasan termodinamika, reaksi ini harus berlangsung di lapisan mantel yang terletak pada kedalaman tidak lebih dari 500 km. Pada kedalaman yang lebih dalam, lebih stabil MgSiO 3 ... Ide ini dapat membantu untuk memahami pengayaan batuan benua dengan silikon, tetapi tidak menjelaskan mengapa lapisan benua naik di atas dasar laut hampir 5 km. Menyoroti SiO 2 dalam mantel atas, volume batuan seharusnya berkurang sebanyak volume kerak bumi meningkat. Efek total dari proses diferensiasi produk menurut reaksi di atas tidak dapat secara signifikan mempengaruhi tingkat permukaan hari. Efek total yang sama tidak dapat dihindari dalam pelaksanaan proses serpentinisasi. Dalam proses ini ia melihat solusi dari teka-teki munculnya benua. x. x... Hess, yang selama 25 tahun telah mengembangkan gagasan tentang peningkatan batuan mantel bumi ketika mereka berubah menjadi kerak bumi karena penambahan air ke olivin dengan pembentukan serpentin yang komposisinya sesuai dengan rumus. :
Pada saat yang sama, kepadatan batuan menurun dan mereka diduga mengapung di atas batuan mantel yang lebih berat. Memang benar dalam pandangan ini bahwa kepadatan batuan berkurang karena penambahan air. Namun, air yang bergabung dengan batuan mantel atas harus keluar dari cakrawala mantel yang lebih dalam, di mana, sebagai akibatnya, akan ada peningkatan yang sesuai dalam kepadatan materi yang tersisa dan penurunan volumenya. Efek bersih dari pergerakan air dari bawah ke atas adalah nol.
Ada juga sudut pandang yang lebih radikal tentang alasan munculnya batas yang ditemukan dalam studi seismik Bumi. Dengan demikian, A.F. Kapustinsky percaya bahwa mereka terkait dengan perubahan struktur kulit elektron terluar atom, yang terjadi di bawah pengaruh tekanan. Elektron terluar pada tekanan yang ada di kedalaman permukaan Mohorovichich seharusnya pergi ke tingkat energi yang tidak terisi, dan kulit elektron memperoleh kemasan yang lebih padat. Dengan transformasi analog dalam struktur kulit elektron, ia menjelaskan peningkatan kepadatan zat inti bumi dan transisinya ke "keadaan logam".
Namun, karena batas bawah kerak bumi terletak pada kedalaman yang relatif dangkal, terutama di bawah lautan, dan, terlebih lagi, pada kedalaman yang sangat berbeda, penjelasan yang terkait dengan perubahan struktur atom di bawah pengaruh tekanan tidak dapat diterapkan. untuk membuktikan munculnya batas Mohorovicic.
D. Kennedy menaruh banyak perhatian pada analisis masalah asal usul kerak bumi dan pembuatan hipotesis yang seharusnya membawa ilmu kerak bumi keluar dari jalan buntu. Dia percaya bahwa fakta-fakta berikut bertentangan dengan konsep kerak sialic lautan dan komposisi sialic kerak benua yang mengambang di substrat simatic yang lebih padat.
1. Wilayah benua yang luas yang terkikis ke permukaan laut bisa tiba-tiba terangkat ribuan kaki ke atas.
2. Hukum fisika dilanggar oleh fakta bahwa sedimen dengan kepadatan rendah, tampaknya, mampu lebih banyak menggusur batuan kepadatan tinggi; palung sedimen densitas rendah cenderung tenggelam ke substrat yang lebih padat.
3. Laju perpindahan panas dari perut bumi melalui benua, pegunungan dan cekungan samudera, dalam perkiraan pertama, adalah sama.
4. Umur benua dan pegunungan jauh lebih lama dari yang diperkirakan dari laju erosi.
D. Kennedy melihat jawaban atas masalah sulit yang terkait dengan pembentukan batuan kerak ringan yang membentuk benua dalam kenyataan bahwa batas Mohorovichich bukanlah garis pemisah antara batuan dengan komposisi kimia yang berbeda, tetapi antara batuan dengan komposisi yang sama, tetapi komposisi mineral dan struktur kristalnya berbeda. ... D. Kennedy, seperti sejumlah pendahulunya, percaya bahwa di bawah basal dan gabro terdapat eklogit, yang komposisi kimianya dekat dengan mereka. Karena eklogit memiliki kerapatan 3,3 gram / cm3, yaitu 10% lebih tinggi dari kepadatan gabro (2,95 g / cm 2), maka eklogit hanya bisa ada pada tekanan tinggi. Dalam transisi struktural basal menjadi eklogit ini, D. Kennedy melihat petunjuk tentang sifat dan asal usul bagian Mohorovichi. Dia mengklaim telah menemukan secara eksperimental (pada 500 ° C dan tekanan di bawah 10.000 ATM) transisi kaca basal ke gabro, komponen utamanya adalah feldspar. Pada tekanan di atas 10.000 ATM dan 500 ° C, kaca basal mengkristal menjadi batuan yang terdiri dari piroksen jadeit, dan eklogit terbentuk. Tergantung pada tekanan dan suhu, batuan ringan dapat berubah menjadi batuan padat dan sebaliknya. Dengan demikian, terjadi peningkatan atau penurunan ketebalan lapisan batuan yang terletak di atas permukaan transisi.
Menurut D. Kennedy, hipotesis ini menjelaskan dengan baik tidak hanya fluks panas yang sama di bebatuan benua dan lautan, tetapi juga keberadaan benua yang lama, ketebalan kerak yang terus meningkat karena penurunan kepadatan batuan mantel terapung.
D. Kennedy melihat alasan peningkatan ketebalan kerak dalam kenyataan bahwa cakrawala bawah kerak benua diduga memanas dan dengan demikian menggeser kondisi untuk transformasi batuan mantel padat menjadi batuan kerak kurang padat ke tekanan yang lebih tinggi, yaitu, mereka menggeser batas Mohorovichich ke bawah.
Menurut D. Kennedy, ada kondisi yang sama sekali berbeda di perbatasan Mohorovichich. Di bawah lautan, transformasi gabro menjadi eklogit terjadi pada kedalaman 6-7 . km pada suhu sekitar 150 ° , di bawah benua - pada kedalaman 30 km pada suhu 500 ° C, dan di bawah pegunungan- pada kedalaman 40 km dan lebih pada suhu 700 ° C ke atas.
Argumen-argumen menarik dari D. Kennedy ini tampaknya dibenarkan dalam hal kritik terhadap hipotesis yang ada tentang kerak bumi. Mereka mengungkapkan titik lemah sains tentang asal usul kerak bumi, benua, pegunungan, dan palung samudera. Mereka mengajukan pertanyaan dengan benar, yang solusinya diperlukan untuk hipotesis yang mengklaim diakui. Dia lebih tajam dari biasanya menekankan masalah keberadaan benua yang panjang, yang menurut perhitungannya, pada tingkat erosi yang ada, massa daratan harus sepenuhnya terkikis dalam 20-25 juta tahun. Benar, dia juga meremehkan intensitas erosi. Faktanya, mengingat tingkat pembongkaran saat ini 12 Km 3 materi padat per tahun, benua harus hanyut tidak dalam 20-25 juta tahun, tetapi hanya dalam 10 juta tahun.
Namun, kemungkinan transformasi fase batuan padat di dekat batas Mohorovichich, yaitu di dekat batas yang terletak di kedalaman dangkal, terutama di bawah lautan, belum terbukti. Jadi, sebagai hasil dari studi eksperimental keadaan fase materi batuan pada tekanan hingga 35 kbar dan pada suhu hingga 1700 ° C, yang dilakukan di Institut Fisika Bumi pada tahun 1964, ditetapkan bahwa piroksen tidak terurai menjadi olivin dan stipoverit dalam kondisi yang sesuai dengan kedalaman 10 hingga 100 km... Ini membuktikan bahwa munculnya batas Mohorovichich tidak dapat dijelaskan dengan proses seperti itu.
Penolakan untuk mengakui perbedaan komposisi kimia kerak dan mantel bumi, di samping itu, jelas bertentangan dengan kenyataan. Studi tentang komposisi kimia batuan kerak samudera dan kerak benua secara meyakinkan menunjukkan bahwa mereka memiliki perbedaan yang signifikan dalam komposisi dan sifat fisik.
Komposisi kimia kerak bumi juga berbeda dengan komposisi rata-rata meteorit, dan tidak ada alasan untuk berharap bahwa komposisi kimia mantel bisa sama dengan komposisi kerak bumi.
Dalam beberapa tahun terakhir, A.P. Vinogradov telah mengembangkan masalah pembentukan kerak bumi dalam hal komposisi materialnya. Dengan perhitungan dan eksperimen, ia memperkuat gagasan bahwa kerak bumi adalah produk dari pelelehan dan pelepasan bahan mantel dalam proses yang mirip dengan peleburan zona.
Metode peleburan zona dikembangkan oleh J. Pfann untuk pemurnian bahan semikonduktor, terutama germanium dan silikon. Ini terdiri dari fakta bahwa salah satu ujung batang logam dipanaskan dengan arus frekuensi tinggi atau pemanas lokal lainnya sampai meleleh, dan kemudian pemanas dipindahkan sepanjang batang atau batang melalui pemanas dari ujung yang dipanaskan ke ujung yang dingin. Dalam hal ini, zona cair bergerak ke ujung batang yang dingin dan memindahkan semua komponen dengan titik leleh rendah ke sana. Dalam hal ini, komponen yang paling tahan api bergerak menuju pergerakan zona dan secara bertahap berkonsentrasi pada ujung awal batang. Dengan jumlah lintasan yang cukup dari zona cair di sepanjang batang, logam dibebaskan dari pengotor yang mudah dan tahan api dan dapat diperoleh dalam bentuk yang sangat murni.
Penggunaan metode ini memungkinkan A.P. Vinogradov untuk menunjukkan bahwa sebagai akibat dari beberapa perpindahan zona cair di sepanjang batang bahan fase silikat kondrit, itu terjadi melalui pembagiannya menjadi dua bagian. Kaca basal terbentuk sebagai komponen dengan titik leleh rendah, dan sisanya menjadi sangat mirip dengan dunit, yang diketahui berasal dari batuan olivin yang menyusun lapisan atas mantel.
AP Vinogradov percaya bahwa proses pelelehan zona magma basal dengan leleh rendah dengan pelepasannya ke permukaan bumi tidak hanya menciptakan kerak bumi, tetapi juga "... bertanggung jawab atas pembentukan benua, struktur gunung, penurunan dan kenaikan platform, untuk pembentukan geosynclines dan lautan - semua transformasi geologis terdalam ”. Namun, dia tidak mengungkapkan pertimbangan tentang proses spesifik di mana "... degassing dan pencairan magma basaltik yang meleleh rendah" menyebabkan munculnya benua dan lautan dan melakukan "semua transformasi geologis yang paling mendalam." Dia hanya percaya bahwa efek dari produk peleburan dan pelepasan gas dari zat mantel harus benar-benar berbeda tergantung pada “... mengapa mereka dilepaskan. Jika mereka menonjol di bawah lapisan batuan sedimen atau lainnya, maka perubahan besar mereka terjadi - granitisasi. Jika seleksi berada di bawah layer air laut, kemudian mereka runtuh dan larut, dan jika mereka memasuki atmosfer, mereka memperkayanya dengan gas dan zat lain."
Pertimbangan-pertimbangan ini tidak memberikan penjelasan bagaimana granitisasi terjadi jika bagian dengan titik leleh rendah berada di bawah lapisan batuan sedimen. Selain itu, ini tidak memperjelas pertanyaan dari mana batuan sedimen ini berasal sebelum mereka menerima produk peleburan. Oleh karena itu, pertanyaan tentang asal usul kerak bumi, tentang asal usul benua dan lautan, serta pertanyaan tentang "transformasi geologis", tetap ada bahkan setelah siklus karya menarik oleh A. P. Vinogradov masih jauh dari jelas. Menjadi lebih jelas bahwa kerak bumi, hidrosfer, dan atmosfer dapat terbentuk dari zat yang mirip dengan meteorit, tetapi bagaimana dan sebagai hasil dari apa proses pemisahan materi asli kerak bumi menjadi varietasnya - kerak tanah dan kerak laut - masih belum jelas.
Berdasarkan data kandungan komponen volatil dalam material mantel, serta di hidrosfer dan atmosfer, AP Vinogradov menentukan tingkat pencairan dan degassing material mantel, yang terjadi selama keberadaan Bumi, yaitu di 4,7-5 10 9 tahun. Ternyata kurang dari 10%. Jadi, tingkat evolusi nitrogen adalah ~ 5%; karbon ~ 2,5%, belerang ~ 5 10 -3%, helium -0,1%, argon 40 ~ 2 10 -2%. Persentase degassing tertinggi untuk komponen volatil seperti H2O dan C1 2 adalah sekitar 7,5% dari kandungannya dalam bahan mantel. Fraksi massa berdasarkan volume ini sama dengan 63 10 9 km 3. Jika kita berasumsi bahwa degassing telah terjadi di lapisan mantel atas, maka ini akan sesuai dengan lapisan dengan ketebalan hanya 125 km.
Untuk sejumlah elemen, peningkatan kandungan di kerak bumi diamati dibandingkan dengan kandungannya dalam zat meteorit. Mempertimbangkan bahwa mereka dikeluarkan dari bahan mantel, AP Vinogradov menentukan ketebalannya, yang diperlukan untuk menghilangkan sejumlah elemen berlebih, sehingga kandungannya di kerak bumi menjadi apa yang diamati dalam kenyataan (Tabel 4).
Seperti yang Anda lihat dari tabel. 4, ketebalan mantel yang dihitung berbeda dan berkisar antara 100 hingga 3000 km. Ada kemungkinan yang diberikan dalam tabel. 4, perhitungan akan disempurnakan dari waktu ke waktu, tetapi mereka secara meyakinkan menunjukkan bahwa pelepasan sebagian besar elemen terjadi hanya dari bagian yang relatif kecil dari bahan yang membentuk mantel bumi. Tetapi untuk uranium, thorium, rubidium, potasium, dan terutama barium, ketebalan mantel yang terdegas mencapai nilai yang sangat besar, mencapai sepertiga atau bahkan setengah dari jari-jari Bumi.
Perbedaan tingkat pengayaan batuan kerak bumi dalam elemen ini atau itu dibandingkan dengan kandungannya dalam bahan mantel atau, seperti yang dilakukan AP Vinogradov, dibandingkan dengan kandungannya dalam bahan meteorit, tidak dapat dijelaskan hanya dengan menghilangkannya dari lapisan mantel dengan ketebalan yang berbeda, tetapi juga perbedaan dalam koefisien distribusi. Koefisien distribusi senyawa yang berbeda tentu saja tidak sama, dan oleh karena itu pemindahannya ke dalam kerak bumi dengan lapisan cair yang naik ke atas harus berbeda. Semakin rendah koefisien distribusi, yaitu, semakin sedikit senyawa tertentu mengendap ke dalam fase padat, semakin banyak dilakukan dengan lelehan selama peleburan zona.
Oleh karena itu, lebih dapat diterima untuk menjelaskan perbedaan tingkat pengayaan kerak bumi dengan unsur-unsur yang dikeluarkan dari bagian dalam bumi dengan perbedaan koefisien distribusi daripada perbedaan ketebalan lapisan mantel dari mana satu atau lain komponen lapisan bumi. kerak dihilangkan.
Mempertimbangkan pembentukan kerak bumi dalam proses pencairan zona, A.P. Vinogradov menyarankan bahwa ketebalan kerak bumi, seperti ketebalan kerak planet lain, ditentukan oleh jari-jari planet. Tentu saja, jari-jari planet, sebagai besaran yang menentukan volume planet, juga menentukan jumlah panas yang dilepaskan sebagai akibat peluruhan radioaktif di bawah satu unit permukaan planet. Jumlah panas, pada gilirannya, menentukan ketebalan zona cair, yang naik ke atas dari perut Bumi dalam proses pencairan zona. Ini, tentu saja, menentukan ketebalan lapisan atas yang akan paling diperkaya dalam sebagian besar komponen bergerak yang dilakukan dalam peleburan. Namun, ini hanya berlaku untuk kasus ketika hanya ada satu lintasan zona cair atau ketika jumlah lintasan dan ketebalan zona cair persis sama untuk planet yang dibandingkan.
Pengaruh terbesar pada ketebalan kerak bumi dalam hal pembentukannya sebagai akibat dari pencairan zona dapat memiliki jumlah lintasan zona cair. Semakin banyak lintasan, semakin tinggi konsentrasi dan tingkat penghilangan komponen-komponen yang menumpuk di kerak bumi (jika benar-benar terbentuk sebagai akibat dari pencairan zona).
Oleh karena itu, tidak ada alasan untuk mengharapkan ketergantungan ketebalan kerak bumi hanya pada jari-jari planet. Di bawah kondisi Bumi, ketebalan kerak bervariasi dalam rentang yang sangat luas - dari 5-7 hingga 25-40 km.
Ketebalan kerak bumi sangat besar terutama di bawah daerah pegunungan, yang mencapai 70 bahkan 80 . km.
Ketebalan kerak bumi berada dalam hubungan yang sangat teratur hanya dengan relief luarnya - semakin tinggi luas daratan, semakin kuat keraknya, dan semakin dalam lautan, semakin tipis. Pola ini tidak tergantung pada usia kerak, meskipun terjadi erosi yang hebat. Penting juga bahwa setiap varietas dan setiap ketebalan kerak sesuai dengan struktur berlapis yang ditentukan secara ketat - struktur "kue engah", setiap lapisan memiliki ketebalannya sendiri dan komposisi kimia dan mineralnya sendiri, yang pembentukannya diperlukan mobilisasi radioaktif dan unsur-unsur lain dari kedalaman mantel ratusan bahkan ribuan kilometer.
Oleh karena itu, hipotesis yang patut mendapat perhatian hanya dapat dipertimbangkan (dari sekian banyak yang diajukan) yang dapat menjelaskan: a) hubungan teratur antara ketebalan dan komposisi kerak dengan relief permukaan tanah dan dasar laut; b) pelestarian hubungan alami ini di seluruh keberadaan benua, meskipun ada penggundulan; c) perbedaan tajam dalam komposisi kerak dari komposisi mantel dalam kandungan radioaktif dan banyak elemen lainnya, yang terkonsentrasi terutama di kerak bumi.
Proses diferensiasi suhu tinggi sederhana dari bahan mantel, serta proses pelepasan air, silikon oksida atau magma "basaltik" selama pencairan zona, tidak dapat dianggap cukup. Mereka tidak menjelaskan perbedaan antara kerak benua dan kerak samudera dan, yang lebih penting, mereka tidak dapat menjelaskan fakta-fakta transformasi timbal balik dari satu jenis kerak menjadi jenis lain. Transformasi ini, yang disebut oseanisasi dan continentisasi, semakin dikonfirmasi. Tanpa penjelasan tentang proses di mana kerak benua kadang-kadang berubah menjadi kerak dasar laut, tidak mungkin untuk memahami banyak fakta, misalnya, fakta kerak tipis yang tidak normal yang diamati di massif tengah Hungaria, di Teluk Meksiko, di Okhotsk, Hitam, Laut Kaspia dan di beberapa daerah Asia Tengah, karena data sejarah geologi dan analisis komparatif tidak memungkinkan untuk meragukan bahwa sebelumnya di wilayah ini ada kerak benua yang normal, yaitu, cukup tebal.
Selain permukaan Mokhorovichich, banyak batas seismik, pandu gelombang, cangkang dan lapisan dengan konduktivitas listrik tinggi ditemukan di kerak bumi, mantel atas dan bawah. Semuanya berbeda, di satu sisi, dalam hal kecepatan rambat gelombang seismik berubah secara tiba-tiba pada mereka, dan, di sisi lain, mereka membentuk, seolah-olah, bola konsentris, membagi bumi menjadi lapisan dan cangkang dengan ketebalan yang hampir sama.
Munculnya lapisan konduktivitas yang meningkat - pandu gelombang - ditentukan oleh fakta bahwa kecepatan rambat gelombang di dalamnya lebih rendah daripada di lapisan batuan yang lebih tinggi dan lebih rendah. Oleh karena itu, gelombang tidak naik dan turun dari lapisan seperti itu, tetapi bergerak di dalamnya dengan pantulan internal penuh dari atap dan tanah lapisan. Paling sering, ketika pandu gelombang muncul, mereka melihat peningkatan suhu, yang mengarah pada penurunan kepadatan suatu zat. Penurunan densitas batuan juga dijelaskan oleh penataan ulang mineralogi atau struktur molekul batuan yang membentuk pandu gelombang. Namun, karena pandu gelombang telah ditemukan pada kedalaman yang sangat berbeda baik di kerak bumi dan mantel, sulit untuk mengasumsikan transformasi fase tertentu dari padatan, yang alirannya dimungkinkan dalam rentang suhu dan tekanan yang begitu luas.
Seperti yang Anda ketahui, tidak ada satu sudut pandang pun tentang alasan kemunculannya atau tentang sifat lapisan kerak bumi dan Bumi secara keseluruhan.
Proses seperti:
lapisan sedimen dan suspensi yang jatuh dari air di dasar waduk, terutama pada saat maju dan mundurnya laut;
pelapisan bahan tersuspensi yang jatuh dari atmosfer, termasuk hasil presipitasi abu vulkanik;
pelapisan beberapa batuan di atas yang lain sebagai akibat dari tanah longsor, dorongan, dll.
Benar, semakin banyak pendukung pandangan bahwa batas seismik adalah batas khusus, yang asalnya tidak tergantung pada komposisi, asal, dan usia batuan yang dilewatinya.
Jadi, GD Afanasyev, mencatat bahwa perbatasan Mokhorovichich melewati karakteristik kedalaman tertentu dari medan tertentu, terlepas dari usia batuan yang menyusun kerak bumi, menyarankan pengeboran sumur dalam di massif kristal Ukraina dan perisai Baltik, di mana di kedalaman 6 - 7 km antarmuka gelombang seismik ditemukan. Studi tentang kolom-kolom sumur ini, menurutnya, “... akan memungkinkan untuk memahami betapa curamnya susunan terlipat dari batuan metamorf, seolah-olah, terstratifikasi dalam pesawat horisontal, membentuk lapisan dengan ketebalan sekitar 5 km dari kecepatan rambat gelombang seismik yang berbeda. Apakah ada perubahan vertikal dalam komposisi petrografi "lapisan" ini atau hanya perubahan sifat fisiknya, khususnya kepadatan, sehubungan dengan peningkatan beban batuan di bawahnya yang terus meningkat?
Yu. V. Riznichenko dan IP Kosminskaya percaya, “...bahwa batas seismik yang dalam dan, karenanya, lapisan merupakan konsekuensi dari pengaruh komposisi dan keadaan materi di bawah kondisi tekanan, suhu, dan pergerakan materi di dalam perut. di bumi. Mereka mewakili beberapa front karakteristik metamorfisme dari interval kedalaman tertentu yang agak sempit, setidaknya dalam kondisi platform yang stabil. Batas-batas ini memiliki sifat yang sangat berbeda dari batas-batas stratigrafi yang akrab bagi para ahli geologi, atau, di sisi lain, batas-batas yang bersifat disjungtif antara kompleks batuan metamorf dan batuan lain yang berbeda jenisnya atau antara massa magmatik dengan komposisi dan waktu pembentukan yang berbeda ...batas harus diakui sebagai sekunder dan ditumpangkan pada fitur struktural geologis primer dari lingkungan.
AA Borisov menarik perhatian pada fakta bahwa “Batas seismik yang diidentifikasi dalam kompleks terkonsolidasi (kristal) kerak bumi (batas Konrad, dll.) Dicirikan oleh bentuk morfologi yang sangat lembut, kira-kira sejajar satu sama lain dan dengan permukaan bumi. ruang bawah tanah dan Mohorovichich. Ini bertentangan dengan data geologis, gravimetri, magnetik, dan lainnya bahwa kompleks kerak terkonsolidasi yang terlipat, seringkali sangat bermetamorfosis, dicirikan oleh bentuk struktural yang tajam dan kompleks, terutama blok. Penulis ini berusaha mengungkapkan alasan spesifik yang, bertindak dalam waktu, mengarah pada fakta bahwa hubungan pasti antara morfologi permukaan Mohorovich dan relief permukaan bumi diamati di mana-mana. Dia menulis: “Tampaknya, morfologi permukaan disebabkan oleh interaksi dua faktor yang berlawanan:
1) arah langsung gerakan vertikal segmen litosfer ini, yang mengarah pada pembentukan bentuk yang kira-kira sesuai di semua cakrawala kerak dan permukaan Mohorovichich, dan
2) pemrosesan bahan kerak bumi dan mantel atas dengan redistribusi yang sesuai di antara mereka, yang disertai dengan pembentukan bentuk terbalik.
Bergantung pada dominasi satu faktor atau lainnya, rasio bentuk morfologis di berbagai cakrawala litosfer ditentukan.
Tentu saja, kedua faktor yang berlawanan ini, terutama yang kedua, masih sangat umum dan tidak spesifik. Sebagai hasil dari proses apa dan di bawah pengaruh alasan apa "pemrosesan" bahan kerak bumi dan mantel atas terjadi, AA Borisov tidak dapat mengatakan, tetapi pembenaran perlunya "pemrosesan" semacam itu mendorong para peneliti untuk mencari ke arah yang baru.
V.V. Tikhomirov memberikan perhatian khusus pada fitur yang sangat penting dan spesifik dari permukaan Mokhorovichich - dinamismenya. Menganalisis masalah asal usul granit, ia memberikan sejumlah besar contoh yang menegaskan sudut pandang banyak ahli geologi bahwa batuan sedimen di bawah pengaruh berbagai faktor metamorfosis berubah menjadi formasi kristal besar seperti granit. Di sisi lain, sudut pandang proses yang disebut "basifikasi" atau oseanisasi, sebagai akibatnya substansi kerak benua diubah menjadi substansi kerak samudera, semakin dikenal. Mempertimbangkan hal ini, V.V. Tikhomirov menulis: “Dapat diasumsikan bahwa ketika blok sialic tenggelam, bagian bawahnya berubah menjadi batuan peridotit dan bergabung dengan formasi di bawahnya, sementara permukaan Mokhorovichich tampaknya melompat ke tingkat stratigrafi yang lebih tinggi, berada di waktu yang sama pada kedalaman absolut yang sama. Secara kiasan, bebatuan dari bagian kerak bumi yang tenggelam, ketika diturunkan di bawah isohypse yang sesuai dengan cakrawala permukaan Mohorovichich pada titik tertentu di planet ini, berubah dari "sial" menjadi "sima" dan, terpisah dari atas cangkang, menempel pada substrat peridotit ”.
Permukaan Mohorovichich, sebagai permukaan khusus, pada saat yang sama adalah salah satu dari banyak batas seismik lain yang ditemukan baik di kerak bumi maupun di mantel dan di inti.
Ketebalan lapisan, yang bagian atasnya diwakili oleh relief modern, dan bagian bawah - oleh batas "kerak-mantel", paling sering disebut sebagai "permukaan Mokhorovichich", sangat bervariasi di Rusia dan wilayah perairan yang berdekatan - dari 12 hingga 60 km Lapisan ini memiliki struktur mosaik yang kompleks, namun ada pola regional yang jelas. Secara global, wilayah tengah dibedakan, terdiri dari empat superblok besar berbentuk isometrik: Eropa Timur, Siberia Barat, Siberia, dan Timur. Dalam istilah tektonik, superblok ini sesuai dengan platform kuno Eropa Timur dan Siberia, lempeng muda Siberia Barat yang memisahkan mereka dan wilayah lipatan Verkhoyansk-Chukotka yang menempati bagian timur laut Rusia. Di selatan, sistem superblok dibingkai oleh hyperzone berorientasi latitudinal yang membentang dari ke. Dari utara, superblok bagian kontinental dibatasi oleh garis pemogokan latitudinal yang kuat, yang menutupi pantai laut dan laut Arktik. Ini sesuai dengan zona paparan utara benua Eurasia. Di timur adalah Sabuk Pasifik.
Superblok bagian kontinental Rusia memiliki karakteristik sebagai berikut. Ketebalan kerak rata-rata terkecil sesuai dengan superblok Siberia Barat (36–38 km). Di superblok Eropa Timur yang terletak di sebelah baratnya, ketebalan rata-rata meningkat menjadi 40–42 km, dan superblok Siberia dibedakan oleh kerak paling tebal (rata-rata 43–45 km). Di superblok timur, di mana posisi batas Mohorovichich ditentukan dari data yang sangat langka dan menggunakan informasi gravimetri, ketebalan kerak bumi sekitar 40–42 km.
Superblok dipisahkan oleh struktur linier yang kontras atau zona lebar dari perubahan tajam dalam ketebalan kerak bumi. Dengan demikian, superblok Eropa Timur dipisahkan dari Siberia Barat oleh zona meridional sempit yang diperpanjang dengan ketebalan yang sangat tinggi (45–55 km), sesuai dengan sistem lipatan Ural. Batas timur superblok Siberia Barat adalah sistem meridional dari struktur linier pendek yang dekat dengan tanda-tanda yang berlawanan dengan latar belakang zona yang relatif luas dengan peningkatan ketebalan yang tajam. Ini sesuai dengan sistem palung dan pengangkatan yang kuat yang memisahkan platform Siberia dan Siberia Barat. Perbatasan yang memisahkan superblok Siberia dari Vostochny adalah zona lengkung panjang seperti lutut di sepanjang sungai Lena dan Aldan. Ini dilacak oleh rantai lensa linier dan elips dengan daya yang dikurangi (hingga 36 km). Secara tektonik, zona interblok adalah sistem lipatan dan sabuk orogenik Fanerozoikum.
Zona hiper selatan adalah sistem garis lintang yang berdekatan dan eselon dan struktur ellipsoidal dari garis lintang dan dekat dengan arahnya. Zona ini dibedakan oleh struktur yang berbeda dan perubahan kontras yang tajam dalam ketebalan kerak bumi dari 36 menjadi 56 km
Zona paparan utara, sementara mempertahankan banyak fitur struktural dari superblok yang berdekatan dari kerak benua, dibedakan dengan pengurangan ketebalan yang signifikan menjadi 28–40 km. Struktur zona paparan sektor Arktik barat berbeda dari bagian timur baik dalam parameter geometris maupun dalam ketebalan kerak bumi. Batas utara wilayah landas Rusia dengan blok kerak samudera tipis (10–20 km) adalah "zona persimpangan benua-samudra" selebar 50–70 km, yang merupakan zona dengan perbedaan ketebalan yang tajam.
Kerak bumi di dalam sabuk Pasifik dibedakan oleh morfologi yang kompleks dan perbedaan besar dalam ketebalan kerak dari 12 hingga 38 km. Pola regional umum adalah penurunan tajam dalam ketebalan kerak bumi ketika bergerak dari benua ke lautan. Kerak yang relatif tebal (26–32 km) adalah karakteristik lempeng di perairan Okhotsk dan. Sistem geosinklinal dicirikan oleh nilai parameter yang serupa, sementara mereka memiliki struktur internal yang sangat heterogen. Nilai ketebalan kerak bumi tingkat menengah (24–26 km) melekat pada busur pulau (Kuril), kerak tertipis dicirikan oleh struktur kerak samudera - depresi laut dalam (10 –18km).
Akibatnya, dapat dinyatakan bahwa ketebalan kerak bumi secara keseluruhan berkorelasi dengan usia struktur: kerak paling tebal (40–45 km) diamati di bawah platform kuno yang dingin - Eropa Timur dan Siberia; di bawah Siberia Barat, ketebalannya kurang (35–40 km). Di bawah sistem lipatan dan sabuk orogenik Fanerozoikum, ketebalan kerak sangat bervariasi (38–56 km), rata-rata lebih tebal daripada kerak platform. Di bawah struktur gunung muda di wilayah Altai-Sayan, ada "akar" gunung yang lebih dalam dari 54 km
