Считается, что ядро Земли представляет собой централь-ную геосферу, обладающую, как и все геосферы, специфическими характеристиками и имеющую средний радиус порядка 3500 километров.

Внутри земного шара различают следующие зоны, обладающие специфическими свойствами: земная кора, верхняя и нижняя мантия, внешняя и внутренняя части ядра. Земная кора и верхняя (твёрдая) часть верхней мантии составляют так называемую литосферу.

Земное ядро. Земное ядро состоит из двух слоёв – внешнего (жидкого) ядра и внутреннего (твёрдого) ядра.

Радиус внутреннего твёрдого ядра (слой G) примерно равен 1200-1250 км, а радиус внешнего жидкого ядра равен 3450-3500 км (соответственно глубина 2870-2920 км). Плотность вещества во внешнем ядре монотонно меняется от 9,5-10,1 г/см³ на его поверхности до 11,4-12,3 г/см³ на подошве.

Предполагают, что температура ядра находится в диапазоне от двух до пяти тысяч градусов (по Цельсию).

Масса земного ядра по оценкам составляет 31-32% всей массы Земли, а его объём около 16% от объёма Земли. Современные эксперименты поз-воляют считать, что земное ядро примерно на 90% состоит из железа с добавками кислорода, серы, углерода, водорода, при этом внутреннее твёрдое ядро состоит из железо-никелевого сплава метеоритного состава. Железо как хороший проводник может служить основой для динамоэффекта образования магнитного поля Земли.

Литосфера Земли. Литосферой называют каменную оболочку Земли, все компоненты которой находятся в твёрдом кристаллическом состоянии. Она включает земную кору, подкоровую верхнюю мантию и подстилается астеносферой.

Характерным признаком литосферы является её жёсткость и прочность. Для того чтобы литосферную плиту разрушить или деформировать, необходимо к ней приложить дополнительные механические напряжения, превышающие предел её прочности.

Мантия в отличие от земной коры – пластична. Нижняя ее граница располагается на глубине 2900 километров, верхняя - около 40 километров. Мантия делится на два слоя: верхняя мантия по своему составу разнородна и близка к горным породам, нижняя – астеносфера - отличается однород-ностью.

Температура земных пород постепенно возрастает с глубиной. В астеносфере вещество вследствие высоких температур частично расплавлено, поэтому оно может деформироваться (течь) под действием даже очень малых избыточных давлений.

Предполагают, что литосферные плиты образуются за счёт остывания и полной кристаллизации частично расплавленного вещества астеносферы, подобно тому, как это происходит, например, на реке при замерзании воды и образовании льда в морозный день. Аналогия здесь очень близкая: ведь кристаллические породы литосферы по сути своей – это тот же «силикатный лёд» для частично расплавленного силикатного вещества астеносферы.

Верхние слои земной коры состоят преимущественно из пластов горных пород. Они образовались осаждением мелких частиц, главным образом в морях и океанах. В этих пластах захоронены остатки животных и растений, населявших земной шар в прошлом. С течением времени они превратились в окаменелости. Последние позволяют от пласта к пласту восстанавливать историю развития жизни на Земле. Толщина осадочных пород колеблется в широких пределах и иногда достигает 15-20 км. В их толще залегают уголь, нефть, руды железа и других металлов, драгоценные и поделочные камни.

Для человечества недра Земли являются кладовой полезных ископаемых. Их добыча из года в год растёт, и в настоящее время человечество ежегодно извлекает из недр Земли более 1 миллиарда тонн железной руды, более 3 миллиардов тонн нефти, более 2,5 миллиардов тонн строительных и других материалов.

Процесс формирования полезных ископаемых связан с эволюцией Земли. Одна из современных теорий, объясняющих динамику процессов в земной коре, называется теорией неомобилизма. Её зарождение относится к концу 60-х годов нынешнего века и вызвано сенсационным открытием на дне океана цепи горных хребтов, оплетающих земной шар. Ничего подобного на суше нет. Альпы, Кавказ, Памир, Гималаи, даже вместе взятые, несравнимы с обнаруженной полосой срединных хребтов Мирового океана. Её длина превышает 72 тысячи километров.

Человечество как бы открыло неведомую прежде планету. Узкие впадины и большие котловины, глубокие ущелья, тянущиеся почти непрерывно вдоль оси срединных хребтов, тысячи гор, подводные землетрясения, подводные действующие вулканы, сильные магнитные, гравитационные и тепловые аномалии, горячие глубоководные источники, колоссальные скопления железомарганцевых конкреций - всё это было открыто за короткий промежуток времени на дне океана. Попытка объяснения новых открытий и привела к построению теории неомобилизма.

Рождение в геологии нового научного направления – мобилизма в виде гипотезы дрейфа материков обычно связывают с именем немецкого геофизика Альфреда Вегенера.

В начале ХХ века Альфред Вегенер выдвинул предположение, что в начале мезозоя, около 200 миллионов лет назад все материки были сгруппированы в единый гигантский компонент, который он назвал Пангеей. (рис.1 С).

Этот суперконтинент состоял из двух крупных частей: северной – Лавразии, объединявший нынешнюю Европу, Азию (без Индии) и Северную Америку, и южной – Гондваны, включавшей в себя Южную Америку, Африку, Антарктиду, Индостан и Австралию. Африка отделилась от Южной Америки 135 млн. лет назад, Северная Америка от Европы – 85 млн. лет. Индийский материк столкнулся сАзией 40 млн. лет назад. Между юго-восточной границей Лавразии и северо-восточной – Гондваны в виде огром-ного залива находилась впадина океана Тетис. Первоначально гипотеза Альфреда Вегенера основывалась на поразительном сходстве в очертании берегов Африки и Южной Америки. Однако, в дальнейшем, отстаивая свою концепцию дрейфа материков, учёный черпал новые факты для её подтверждения в палеонтологии, палеоклиматологии, геологии, минералогии.

Благодаря своей простоте и наглядности, предложенная Альфредом Вегенером гипотеза дрейфа континентов дала мощный импульс развитию идей мобилизма.

К концу 60-х годов были сформулированы положения тектоники лито-сферных плит, которые кратко изложены ниже.

Верхняя оболочка Земли, литосфера разделена на ряд плит. В настоящее время выделяют семь крупных плит: Тихоокеанская, Евразийская, Индо-Австралийская, Антарктическая, Африканская, Северо-Американская и Южно-Американская, и столько же плит средних размеров: плиты Наска и Кокос на востоке Тихого океана, Филиппинская, Аравийская, Сомалийская, Карибская и плита Скотия, расположенная между Южной Америкой и Антарктидой. На этих плитах жестко лежат континенты.

Все плиты, нижние части которых погружены в жидкий расплав мантии, перемещаются друг относительно друга, поэтому их границы обычно чётко маркируются зонами повышенной сейсмичности, изрезанным рельефом поверхности и геофизическими аномалиями.

Перемещения литосферных плит по поверхности астеносферы происходят под влиянием конвективных течений в мантии. Отдельные литосферные плиты могут расходиться, сближаться или скользить друг относительно друга. В первом случае между плитами возникают зоны растяжения с рифтовыми трещинами вдоль границ плит, во втором – зоны сжатия, сопровождаемые надвиганием одной из плит на другую, в третьем – сдвиго-вые зонтрансформные разломы, вдоль которых происходит скольжение соседних плит (рис.2).

На континентах к зарождающимся границам первого типа (расхождение плит) относятся Восточно-Африканская рифтовая система и Байкальский рифт в Азии, рифты Красного моря и Аденского залива Индийского океана. К границам второго или конвергентного типа (пододвигание плит) относятся зоны поддвига плит, в которых океанские литосферные плиты пододвигаются под островные дуги, либо под континентальные окраины. Этим границам обычно соответствуют наличие глубоководных желобов, пимерами которых в океанах могут служить глубоководные желоба перед Алеутской, Курило-Камчатской, Японской, Марианской, Филиппинской островными дугами, глубоководные желоба у подножий Новой Британии, Соломоновых островов и других.

Процесс пододвигания океанской плиты под континентальную называется субдукцией, а процесс надвигания океанской плиты на континентальную – обдукцией.

Таким путём, например, на месте древнего океана Тетис возник Альпийско-Гималайский горный пояс.

Приведённые здесь выводы теории позволили количественно рассчитать взаимные перемещения всего ансамбля литосферных плит на поверхности Земли. За рубежом такие расчёты были выполнены Джорджем Минстером и его же расчётам Австралия удаляется от Антарктиды со скоростью около 7 см/год, а Южная Америка от Африки со скоростью около 4 см/год.

Отодвигание Северной Америки от Европы происходит существенно медленнее – на 2-2,3 см/год. Ещё медленнее расширяется Красное море – на 1,5 см в год (соответственно здесь меньше изливается и базальтов – всего 30 км³ на каждый погонный километр Красноморского рифта за миллион лет). Зато скорость “столкновения” Индии с Азией достигает 5 см/год, чем, кстати, и объясняются развивающиеся буквально на наших глазах ин-тенсивные неотектонические деформации Гундукуша, Памира и Гималаев.

Эти деформации и создают исключительно высокий уровень сейсмической активности всего региона (тектоническое влияние столкновения Индии с Азией сказывается и далеко за пределами самой зоны столкновения плит, распространяясь вплоть до Байкала). Деформации Большого и Малого Кавказа вызываются давлением Аравийской плиты на этот район Евразии, однако скорость сближения плит здесь существенно меньше – всего 1,5-2 см/год. Поэтому меньшей здесь оказывается и сейсмическая активность региона.

Таким образом, океанской коре свойственно постоянное обновление.

Сегодня морские бассейны находятся на разных стадиях развития и, следовательно, имеют разный “образ жизни”. Например, в Атлантике граница плиты пролегает далеко от того места, где плита крепко спаяна с прилежащими материками. Такие окраины материков называют спо-койными, пассивными. А Тихий океан словно бы окружён огненным подвижным кольцом границ между сушей и морем.

Очевидно, частью общей эволюции земной коры является эволюция любой газонефтяной провинции. Нарождается окраинное море - изолированное место для захоронения погибших организмов и прежде всего того, что будет снесено реками с суши. Под влиянием давления, нагрева происходит преобразование органики, генерация нефти и газа. Они ещё рассеяны в горных породах, до залежей далеко. Но вот подвижные плиты то тут, то там сдавливают, сминают в гармошку слой осадков, и это сгоняет нефть и газ в скопища. Сказочные богатства некоторых нефтегазоносных бассейнов - это, по-видимому, результат многократного наложения друг на друга разнотипных готовых залежей.

 

1,8 млрд лет

Рис. 1. Палеореконструкция расположения континентов

и океанов в геологической истории Земли.

А - Реконструкция суперконтинента Моногея:

В - Реконструкциясуперконтинента Мегагея:

 

 

200 млн лет

С - Реконструкция суперконтинента Пангея.

 

Рис. 2. Схематический разрез зоны пододвигания океанической литосферы под континентальную.

 

 

 

 

Рис. 3. Блок-диаграмма трансформного разлома океанической литосферы.