Литосфера — внешняя твёрдая оболочка Земли¶
Литосфера (от др.-греч. λίθος — «камень» и σφαῖρα — «шар») — внешняя твёрдая оболочка Земли и других планет земной группы, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. Толщина литосферы составляет от 50–100 км под океанами до 100–250 км под континентами. Литосфера подразделяется на отдельные жёсткие блоки — литосферные плиты, которые перемещаются по более пластичному слою астеносферы.
¶Строение
Литосфера включает два главных структурных элемента:
- Земная кора — верхняя оболочка толщиной 5–70 км. Разделяется на континентальную (средняя толщина 35–45 км, под горными хребтами до 70 км) и океаническую (5–10 км).
- Верхняя мантия — слой, расположенный под корой, в составе литосферы учитывается его верхняя жёсткая часть (перидотитовый слой).
Граница между корой и мантией называется границей Мохоровичича (Moho), открытой в 1909 году хорватским сейсмологом Андреем Мохоровичичем. По этой границе резко меняется скорость сейсмических волн.
¶Свойства
Литосфера обладает рядом характеристик, отличающих её от подстилающих слоёв:
- Жёсткость — ведёт себя как упругое тело при сейсмических колебаниях с коротким периодом.
- Хрупкость — при длительных нагрузках разрушается трещинами, в отличие от астеносферы, деформирующейся вязко.
- Средняя плотность — 2,7–2,9 г/см³ для континентальной коры, 3,0–3,3 г/см³ для океанической.
- Температура — на нижней границе достигает 1000–1300 °C, где материал переходит в пластичное состояние.
¶Тектоника плит
Ключевое свойство литосферы — её фрагментация на литосферные плиты. Согласно теории тектоники плит, сформулированной в 1960-х годах (Алфред Вегенер заложил основы в 1912 году, гипотеза дрейфа континентов), литосфера расколота примерно на 15 крупных и множество мелких плит.
Основные типы границ плит:
- Дивергентные — плиты расходятся, формируется новый океанический хребет (например, Срединно-Атлантический хребет).
- Конвергентные — плиты сближаются, одна погружается под другую в зону субдукции, образуются глубоководные желоба и горные системы (Альпы, Гималаи, Кавказ).
- Трансформные — плиты скользят друг относительно друга вдоль разломов (разлом Сан-Андреас в Калифорнии).
Скорость движения плит — от 1–2 см/год (Северо-Американская плита) до 15–18 см/год (Тихоокеанская плита).
¶Литосфера России
Территория России пересекает несколько литосферных плит и их фрагментов:
- Восточно-Европейская платформа — древняя стабильная часть литосферы (возраст фундамента свыше 2 млрд лет), занимает Русскую равнину.
- Сибирская платформа — вторая крупная древняя платформа, включает Ангаро-Ленский регион.
- Восточная окраина Евразии — активная зона субдукции, где Тихоокеанская плита погружается под Охотоморскую плиту (Курило-Камчатская островная дуга, Сахалин).
- Альпийско-Гималейский пояс — Кавказ и Крым относятся к зоне столкновения Африканской и Евразийской плит.
Россия богата месторождениями полезных ископаемых, связанными с разным типом строения литосферы: нефть и газ на платформах (Западная Сибирь, Прикаспийская впадина), руды в зонах складчатости (Урал, Норильский район).
¶Литосфера других планет
Термин применяется и к твёрдым оболочкам планет земной группы:
- Луна — толщина 40–100 км, полностью сформирована к ~3,9 млрд лет назад.
- Марс — толщина 40–170 км, северное полушарие тоньше южного (глобальная асимметрия).
- Венера — толщина ~300 км, предположительно одна литосферная плита (нет тектоники плит в земном понимании).
¶Изучение
Изучение литосферы ведётся сейсмическим методом (анализ скорости прохождения волн), гравиметрией, магнитометрией, бурением. Крупнейшие проекты — Кольская сверхглубокая скважина (12 262 м, 1989 год, СССР), проект Mohole (США, 1961), международный проект ICDP по глубокому бурению.
Источники:
- Батугов В. В., Волошин А. В. «Литосфера»
- Физика Земли: учебник под редакцией В. И. Кеилис-Борока
- «Большая советская энциклопедия», статья «Литосфера»
- Хаин В. Е., Ломизе М. Г. «Геотектоника с основами геодинамики»