Η Κρούστα της Γης: Όλα όσα πρέπει να ξέρετε

Ο φλοιός της Γης είναι ένα εξαιρετικά λεπτό στρώμα βράχου που αποτελεί το εξώτατο στερεό κέλυφος του πλανήτη μας. Σε σχετικούς όρους, το πάχος του είναι σαν το δέρμα ενός μήλου. Ανέρχεται σε λιγότερο από το ήμισυ του 1% της συνολικής μάζας του πλανήτη, αλλά παίζει ζωτικό ρόλο στους περισσότερους φυσικούς κύκλους της Γης.

Το κρούστα μπορεί να είναι παχύτερο από 80 χιλιόμετρα σε μερικές θέσεις και λιγότερο από ένα χιλιόμετρο σε άλλα. Κάτω από αυτό βρίσκεται το μανδύα, ένα στρώμα από πυριτικό βράχο πάχους περίπου 2700 χιλιομέτρων. Ο μανδύας αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μέρος της Γης.

Η κρούστα αποτελείται από πολλούς διαφορετικούς τύπους πετρωμάτων που εμπίπτουν σε τρεις κύριες κατηγορίες: πύρινος, μεταμορφωτικός και ιζηματογενής. Ωστόσο, οι περισσότεροι από αυτούς τους βράχους προέρχονταν είτε από γρανίτη είτε από βασάλτη. Το κάτω μανδύα είναι κατασκευασμένο από περιδοτίτη. Bridgmanite, το πιο κοινό ορυκτό στη Γη, βρίσκεται στο βαθύ μανδύα.

Δεν γνωρίζαμε ότι η Γη είχε κρούστα μέχρι τις αρχές του 1900. Μέχρι τότε, το μόνο που ήξερα ήταν ότι ο πλανήτης μας ταλαντεύεται σε σχέση με τον ουρανό σαν να είχε α

Η σεισμική ταχύτητα μετρά την ταχύτητα με την οποία τα σεισμικά κύματα διαδίδονται μέσω των διαφόρων υλικών (δηλαδή των πετρωμάτων) κάτω από την επιφάνεια. Με μερικές σημαντικές εξαιρέσεις, η σεισμική ταχύτητα μέσα στη Γη τείνει να αυξάνεται με βάθος.

Το 1909, ένα έγγραφο από τον σεισμολόγο Andrija Mohorovicic έδωσε μια ξαφνική αλλαγή στη σεισμική ταχύτητα - μια ασυνέχεια κάποιου είδους - περίπου 50 χιλιόμετρα βαθιά στη Γη. Τα σεισμικά κύματα αναπηδούν (αντανακλούν) και κάμπτονται (διαθλούνται) καθώς περνούν μέσα από αυτό, με τον ίδιο τρόπο που το φως συμπεριφέρεται στην ασυνέχεια μεταξύ ύδατος και αέρα. Αυτή η ασυνέχεια που ονομάζεται Μοχόροβιτς ασυνέχεια ή "Moho" είναι το αποδεκτό όριο μεταξύ του φλοιού και του μανδύα.

Η κρούστα και τεκτονικές πλάκες δεν είναι τα ίδια. Οι πλάκες είναι παχύτερες από την κρούστα και αποτελούνται από την κρούστα συν το ρηχό μανδύα ακριβώς κάτω από αυτό. Αυτός ο άκαμπτος και εύθραυστος συνδυασμός δύο επιπέδων ονομάζεταιλιθόσφαιρα ("πετρώδες στρώμα" στην επιστημονική λατινική γλώσσα). Οι λιθοσφαιρικές πλάκες βρίσκονται σε ένα στρώμα μαλακότερο, πιο πλαστικό πέτρωμα από μανδύα που ονομάζεται ασηνόσφαιρα ("αδύναμο στρώμα"). Η αστενόσφαιρα επιτρέπει στις πλάκες να μετακινούνται αργά πάνω τους σαν μια σχεδία σε παχιά λάσπη.

Γνωρίζουμε ότι το εξωτερικό στρώμα της Γης αποτελείται από δύο μεγάλες κατηγορίες πετρωμάτων: βασαλτικές και γρανιτικές. Τα βασάλτικα βράχια βρίσκονται κάτω από τα θαλαμηγοφόρα μήκη και οι γρανιτικοί βράχοι αποτελούν τις ηπείρους. Γνωρίζουμε ότι οι σεισμικές ταχύτητες αυτών των τύπων βράχων, όπως μετριούνται στο εργαστήριο, ταιριάζουν με αυτές που εμφανίζονται στο φλοιό μέχρι το Moho. Επομένως είμαστε σίγουροι ότι ο Moho σηματοδοτεί μια πραγματική αλλαγή στη χημεία του rock. Ο Moho δεν είναι ένα τέλειο όριο, επειδή μερικοί βράχοι των πετρωμάτων και τα βράχια των μανδύων μπορούν να μεταμφιεστούν σαν το άλλο. Ωστόσο, όλοι όσοι μιλούν για την κρούστα, είτε με σεισμολογικό είτε με πετρολογικό τρόπο, ευτυχώς, σημαίνουν το ίδιο πράγμα.

Γενικά, λοιπόν, υπάρχουν δύο είδη κρούστας: ο ωκεάνιος φλοιός (βασαλτικός) και η ηπειρωτική κρούστα (γρανιτική).

Ο ωκεάνιος φλοιός καλύπτει περίπου το 60% της επιφάνειας της Γης. Ο ωκεάνιος φλοιός είναι λεπτός και νέος - όχι περισσότερο από 20 χιλιόμετρα πάχους και όχι περισσότερο από 180 εκατομμύρια χρόνια. Όλα τα παλιά έχουν τραβηχτεί κάτω από τις ηπείρους υποβάθμιση. Ο ωκεάνιος φλοιός γεννιέται στις ακτές του μέσου ωκεανού, όπου οι πλάκες αποσύρονται. Καθώς συμβαίνει αυτό, απελευθερώνεται η πίεση επί του υποκείμενου μανδύα και η υπεριδοτίτη απαντά αρχίζοντας να τήκεται. Το κλάσμα που τήκεται γίνεται βασαλτική λάβα, η οποία ανεβαίνει και εκρήγνυται ενώ ο υπόλοιπος περιδοτίτης εξαντλείται.

Οι ακτές του μέσου ωκεανού μεταναστεύουν πάνω από τη Γη όπως το Roombas, εξάγοντας αυτό το βασαλτικό συστατικό από την περιδοντίτη του μανδύα καθώς πηγαίνουν. Αυτό λειτουργεί σαν μια διαδικασία χημικής εξευγενισμού. Τα βασάλτικα πετρώματα περιέχουν περισσότερο πυρίτιο και αλουμίνιο από ό, τι αφήνει πίσω το περιδοτίτη, το οποίο έχει περισσότερο σίδηρο και μαγνήσιο. Τα βασάλτικα πετρώματα είναι επίσης λιγότερο πυκνά. Όσον αφορά τα ορυκτά, ο βασάλτης έχει περισσότερο άστριο και αμφιβολία, λιγότερο ολιβίνη και πυροξένιο, από το περιδοτίτη. Στη στενογραφία του γεωλόγου, ο ωκεάνιος φλοιός είναι mafic, ενώ ο ωκεάνιος μανδύας είναι εξαιρετικά ευαίσθητος.

Ο ωκεάνιος φλοιός, που είναι τόσο λεπτός, είναι ένα πολύ μικρό κλάσμα της Γης - περίπου το 0,1% - αλλά η ζωή του ο κύκλος χρησιμεύει για να διαχωρίσει τα περιεχόμενα του ανώτερου μανδύα σε ένα βαρύ υπόλειμμα και ένα ελαφρύτερο σύνολο βασαλτικών βράχια. Εξάγει επίσης τα αποκαλούμενα ασυμβίβαστα στοιχεία, τα οποία δεν ταιριάζουν σε ορυκτά του μανδύα και μετακινούνται στο υγρό τήγμα. Αυτά, με τη σειρά τους, μετακινούνται στην ηπειρωτική κρούστα καθώς προχωρεί η τεκτονική πλάκας. Εν τω μεταξύ, ο ωκεάνιος φλοιός αντιδρά με το θαλασσινό νερό και μεταφέρει μερικά από αυτά κάτω στο μανδύα.

Η ηπειρωτική κρούστα είναι παχιά και παλιά - κατά μέσο όρο περίπου 50 χιλιόμετρα πάχους και περίπου 2 δισεκατομμύρια ετών - και καλύπτει περίπου το 40 τοις εκατό του πλανήτη. Ενώ σχεδόν όλος ο ωκεάνιος φλοιός είναι υποβρύχιος, το μεγαλύτερο μέρος της ηπειρωτικής κρούστας εκτίθεται στον αέρα.

Οι ηπείρους αναπτύσσονται αργά σε γεωλογικούς καιρούς, καθώς οι ωκεανοί φλοιός και τα ιζήματα της θάλασσας τραβιούνται κάτω από αυτά με υποβιβασμό. Οι κατώτερες βασάλτες έχουν το νερό και ασυμβίβαστα στοιχεία που έχουν συμπιεστεί από αυτά και αυτό το υλικό ανεβαίνει για να προκαλέσει μεγαλύτερη τήξη στο λεγόμενο εργοστάσιο υποδιαιρέσεως.

Η ηπειρωτική κρούστα αποτελείται από γρανιτικούς βράχους, οι οποίοι έχουν ακόμη περισσότερο πυρίτιο και αλουμίνιο από τον βασαλτικό ωκεάνιο φλοιό. Έχουν επίσης περισσότερο οξυγόνο χάρη στην ατμόσφαιρα. Οι γρανιτικοί βράχοι είναι ακόμη λιγότερο πυκνοί από τον βασάλτη. Όσον αφορά τα ορυκτά, γρανίτης έχει ακόμη πιο άφθονο και λιγότερο αμφιβολικό από τον βασάλτη και σχεδόν κανένα πυροξένιο ή ολιβίνη. Έχει επίσης άφθονο χαλαζίας. Στη στενογραφία του γεωλόγου, η ηπειρωτική κρούστα είναι φελική.

Η ηπειρωτική κρούστα αποτελεί λιγότερο από το 0,4% της γης, αλλά αντιπροσωπεύει το προϊόν μιας διεργασίας διπλής εξευγενισμού, πρώτα στις κορυφογραμμές των μέσων ωκεανών και δεύτερη στις ζώνες υποδιπλασιασμού. Η συνολική ποσότητα της ηπειρωτικής κρούστας αυξάνεται σιγά-σιγά.

Τα ασυμβίβαστα στοιχεία που καταλήγουν στις ηπείρους είναι σημαντικά επειδή περιλαμβάνουν τα κύρια ραδιενεργά στοιχεία ουράνιο, το θόριο και το κάλιο. Αυτά δημιουργούν θερμότητα, που κάνει την ηπειρωτική κρούστα να ενεργεί σαν μια ηλεκτρική κουβέρτα στην κορυφή του μανδύα. Η θερμότητα μαλακώνει επίσης παχιά σημεία στο φλοιό, όπως το Θιβετιανό Οροπέδιο, και τα κάνει να διαδοθούν πλαγίως.

Η ηπειρωτική κρούστα είναι πολύ δυναμική για να επιστρέψει στο μανδύα. Γι 'αυτό είναι, κατά μέσο όρο, τόσο παλιά. Όταν συγκρούονται οι ηπείρους, η κρούστα μπορεί να πυκνώσει σε σχεδόν 100 χλμ., Αλλά αυτό είναι προσωρινό, επειδή σύντομα εξαπλώνεται ξανά. Το σχετικά λεπτό δέρμα ασβεστόλιθων και άλλων ιζηματογενών πετρωμάτων τείνει να παραμείνει στις ηπείρους ή στον ωκεανό, αντί να επιστρέψει στο μανδύα. Ακόμη και η άμμος και ο πηλός που ξεπλένονται στη θάλασσα επιστρέφουν στις ηπείρους του μεταφορικού ιμάντα της ωκεάνιας κρούστας. Οι ηπείρους είναι πραγματικά μόνιμα, αυτοσυντηρούμενα χαρακτηριστικά της επιφάνειας της Γης.

Η κρούστα είναι μια λεπτή αλλά σημαντική ζώνη όπου ξηρός, θερμός βράχος από τη βαθιά Γη αντιδρά με το νερό και το οξυγόνο της επιφάνειας, κάνοντας νέα είδη ορυκτών και πετρωμάτων. Είναι επίσης όπου η πλάκα-τεκτονική δραστηριότητα αναμιγνύει και ανακατεύει αυτά τα νέα πετρώματα και τα εγχέει με χημικά δραστικά υγρά. Τέλος, ο φλοιός είναι το σπίτι της ζωής, το οποίο ασκεί έντονες επιπτώσεις στη χημεία των βράχων και έχει τα δικά του συστήματα ανακύκλωσης ορυκτών. Όλες οι ενδιαφέρουσες και πολύτιμες ποικιλίες στη γεωλογία, από μεταλλεύματα σε χοντρά κρεβάτια από πηλό και πέτρα, βρίσκει το σπίτι της στο φλοιό και πουθενά αλλού.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η Γη δεν είναι το μόνο πλανητικό σώμα με κρούστα. Η Αφροδίτη, ο Υδράργυρος, ο Άρης και η Σελήνη της Γης έχουν και αυτό.

Επεξεργάστηκε από Μπρούκς Μίτσελ