Žemės pluta: viskas, ką reikia žinoti

Žemės pluta yra ypač plonas uolienų sluoksnis, sudarantis tolimiausią tvirtą mūsų planetos apvalkalą. Santykinai tai yra obuolio odos storis. Ji sudaro mažiau nei pusę 1 procento visos planetos masės, tačiau ji vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį daugumoje natūralių Žemės ciklų.

Kai kuriose vietose pluta gali būti storesnė nei 80 kilometrų, o kitose - mažesnė nei vieno kilometro. Po juo slypi mantija, maždaug 2700 kilometrų storio silikatinių uolienų sluoksnis. Mantija sudaro didžiąją Žemės dalį.

Plutą sudaro daugybė skirtingų rūšių uolienų, kurios skirstomos į tris pagrindines kategorijas: nervus, metamorfinis ir nuosėdinis. Tačiau dauguma šių uolienų atsirado kaip granitas arba bazaltas. Mantija apačioje padaryta iš peridotito. Bridgmanitas, labiausiai paplitęs mineralas Žemėje, randamas gilioje mantijoje.

Mes nežinojome, kad Žemė turėjo plutą iki 1900-ųjų pradžios. Iki tol viskas, ką žinojome, buvo tai, kad mūsų planeta dangaus atžvilgiu banguoja taip, lyg ji turėtų

Seisminis greitis matuoja greitį, kuriuo žemės drebėjimo bangos sklinda po įvairias medžiagas (t. Y. Uolienas) po paviršiumi. Su keletu svarbių išimčių, seisminį greitį Žemėje didėja gylis.

1909 m. Seismologo Andrija Mohorovicic knyga nustatė staigų seisminio greičio pokytį - kažkokį netolygumą - apie 50 km gylyje Žemėje. Seisminės bangos nuo jo atsimuša (atspindi) ir sulenkia (lūžia), eidamos pro jį, taip, kaip šviesa elgiasi nepertraukiamai tarp vandens ir oro. Tas nepertraukiamumas, pavadintas „Mohorovicic“ nepertraukiamumu arba „Moho“, yra priimta riba tarp plutos ir mantijos.

Pluta ir tektoninės plokštės nėra tie patys. Plokštės yra storesnės nei pluta ir susideda iš plutos ir negilios mantijos, esančios tiesiai po ja. Šis standus ir trapus dviejų sluoksnių derinys vadinamaslitosfera („akmeninis sluoksnis“ mokslinėje lotynų kalboje). Litosferos plokštės guli ant minkštesnės, plastiškesnės mantijos uolienos, vadinamos asthenosfera („silpnas sluoksnis“). Astenosfera leidžia plokštelėms lėtai judėti per ją kaip plaustas storu purvu.

Mes žinome, kad išorinis Žemės sluoksnis yra sudarytas iš dviejų didžiųjų kategorijų uolienų: bazalto ir granito. Bazalto uolienos yra dugnas, o granitinės uolienos sudaro žemynus. Mes žinome, kad šių uolienų seisminiai greičiai, matuojami laboratorijoje, atitinka tuos, kurie matyti pluta žemyn iki Moho. Todėl esame įsitikinę, kad Moho žymi realius roko chemijos pokyčius. Moho nėra tobula riba, nes kai kurios plutos uolos ir mantijos akmenys gali maskuotis kaip kitos. Tačiau visi, kas kalba apie plutą, ar tai būtų seismologiniai, ar petrologiniai, laimei, reiškia tą patį.

Apskritai, yra dviejų rūšių pluta: vandenyno pluta (bazaltinė) ir žemyninė pluta (granitinė).

Vandenyno pluta užima apie 60 procentų Žemės paviršiaus. Vandenyno pluta yra plona ir jauna - ne daugiau kaip 20 km storio ir ne senesni kaip apie 180 milijonų metų. Viskas, kas senesnė, buvo išvilkta po žemynus subdukcija. Vandenyno pluta susidaro ties vidurio vandenyno keteromis, kur plokštelės yra išardomos. Kai tai atsitiks, slėgis ant apatinės mantijos bus pašalintas ir ten esantis peridotitas reaguoja pradėjęs tirpti. Lydyta frakcija tampa bazalto lava, kuri pakyla ir išsiveržia, o likęs peridotitas išeikvoja.

Vidurio vandenyno keteros migruoja per Žemę kaip Roombas, ištraukdamas šį bazalto komponentą iš mantijos peridotito jiems einant. Tai veikia kaip cheminis rafinavimo procesas. Bazalto uolienose yra daugiau silicio ir aliuminio nei paliktame peridotite, kuriame yra daugiau geležies ir magnio. Bazalto uolienos taip pat yra mažiau tankios. Kalbant apie mineralus, bazaltas turi daugiau žemės paviršiaus šparago ir amfibolio, mažiau olivino ir piroksino nei peridotitas. Geologų žodžiais tariant, vandenyno pluta yra silpna, o vandenyno mantija - labai maža.

Vandenyno pluta, būdama tokia plona, ​​yra labai maža Žemės dalis - apie 0,1 procento -, tačiau jos gyvenimas ciklas skirtas viršutinio apvalkalo turiniui atskirti į sunkią liekaną ir lengvesnį bazalto rinkinį akmenys. Iš jo taip pat išgaunami vadinamieji nesuderinami elementai, kurie netelpa į mantijos mineralus ir juda į skystą tirpiklį. Jie, savo ruožtu, juda į žemyninę plutą, kai vyksta plokštelinė tektonika. Tuo tarpu vandenyno pluta reaguoja su jūros vandeniu ir dalį jo perneša į mantiją.

Žemyno pluta yra stora ir sena - vidutiniškai apie 50 km storio ir maždaug 2 milijardų metų senumo - ir užima apie 40 procentų planetos. Nors beveik visa vandenyno pluta yra po vandeniu, didžioji dalis žemyninės plutos yra veikiama oro.

Žemynai lėtai auga per geologinį laiką, nes vandenynų pluta ir jūros dugno nuosėdos traukiamos po jais subdukcionuojant. Nusileidžiančiuose bazaltuose vanduo ir iš jų išspaudžiami nesuderinami elementai, ir ši medžiaga kyla, kad vadinamojoje subdukcijos gamykloje būtų galima labiau ištirpti.

Žemyninė pluta yra pagaminta iš granitinių uolienų, turinčių dar daugiau silicio ir aliuminio nei bazaltinė vandenyno pluta. Dėl atmosferos jie taip pat turi daugiau deguonies. Granitinės uolienos yra dar mažiau tankios nei bazaltas. Kalbant apie mineralus, granitas turi dar daugiau lauko špatų ir mažiau amfibolio nei bazaltas ir beveik neturi piroksino ar olivino. Jo taip pat gausu kvarcas. Trumpai tariant, žemyninė pluta yra felsinė.

Žemyninė pluta sudaro mažiau nei 0,4 procento Žemės, tačiau ji yra dvigubo rafinavimo proceso rezultatas, pirmiausia vandenyno keterų viduryje, o antra - subdukcijos zonose. Bendras žemyninės plutos kiekis pamažu auga.

Nesuderinami elementai, kurie baigiasi žemynuose, yra svarbūs, nes jie apima pagrindinius radioaktyvius elementus uranas, torio ir kalio. Jie sukuria šilumą, todėl žemyno pluta veikia kaip elektrinė antklodė ant mantijos. Šiluma taip pat minkština storas plutos vietas, pvz Tibeto plokščiakalnis, ir priverčia juos pasklisti į šoną.

Žemyninė pluta yra per daug plūduriuojanti, kad grįžtų į mantiją. Štai kodėl jis vidutiniškai toks senas. Žemynams susidūrus, pluta gali sutirštėti iki beveik 100 km, tačiau tai laikina, nes netrukus vėl plinta. Palyginti plona klinčių ir kitų nuosėdinių uolienų oda yra linkusi likti žemynuose ar vandenyne, o ne grįžti į mantiją. Net į jūrą nuplautas smėlis ir molis grįžta į žemynus ant vandenyno plutos konvejerio juostos. Žemynai yra tikrai nuolatiniai, savarankiški Žemės paviršiaus bruožai.

Pluta yra plona, ​​bet svarbi zona, kurioje sausa, karšta uoliena iš gilios Žemės reaguoja su paviršiaus vandeniu ir deguonimi, sudarydama naujos rūšies mineralus ir uolienas. Čia taip pat ten, kur plokštelinis tektoninis aktyvumas sumaišo ir sukramto šias naujas uolienas ir suleidžia jas chemiškai aktyviais skysčiais. Pagaliau pluta yra gyvybės namai, darantys didelę įtaką uolienų chemijai ir turintys savo mineralų perdirbimo sistemas. Įdomi ir vertinga geologijos įvairovė, nuo metalų rūdos iki storo molio ir akmens sluoksnių, randama savo namuose plutos ir niekur kitur.

Reikia pažymėti, kad Žemė nėra vienintelis planetos kūnas su pluta. Venera, Merkurijus, Marsas ir Žemės Mėnulis taip pat turi vieną.

Redaguota Brooksas Mitchellas