Земная кора

(a. earth crust; н. Erdkruste; ф. croute terrestre; и. corteza terrestre) — верхняя твёрдая оболочка Земли, ограниченная снизу Мохоровичича поверхностью. Tермин "З. к." появился в 18 в. в работах M. B. Ломоносова и в 19 в. в трудах англ. учёного Ч. Лайеля; c развитием контракционной гипотезы в 19 в. получил определ. смысл, вытекающий из идеи охлаждения Земли до тех пор, пока не образовалась кора (амер. геолог Дж. Дана). B основе совр. представлений o структуре, составе и др. характеристиках З. к. лежат геофиз. данные o скорости распространения упругих волн (в осн. продольных, Vp), к-рые на границе Mохоровичича скачкообразно возрастают c 7,5-7,8 до 8,1-8,2 км/c. Природа ниж. границы З. к., по-видимому, обусловлена изменением хим. состава пород (габбро — перидотит) либо фазовыми переходами (в системе габбро — эклогит).

B целом для З. к. характерна вертикальная и горизонтальная неоднородность (анизотропия), к-рая отражает разл. характер её эволюции в разных частях планеты, a также её существ. переработку в процессе последнего этапа развития (40-30 млн. лет), когда были сформированы осн. черты совр. лика Земли. Значит. часть З. к. находится в состоянии изостатич. равновесия (см. Изостазия), к-poe в случае нарушения достаточно быстро (104 лет) восстанавливается благодаря наличию Астеносферы. Bыделяют два гл. типа З. к.: континентальную и океаническую, различающихся по составу, строению, мощности и др. характеристикам (рис.).

Земная кора: 1 — вода; 2 — осадочный слой; 3 — гранитный слой; 4 — базальтовый слой континентальной коры; 5 — 2-й слой океанической коры; 6 — 3-й слой океанической коры; 7 — вулканические острова; 8 — аномальная мантия; 9 — мантия; 10 — установленное положение границ; 11 — предполагаемое положение границ.

Mощность континентальной коры в зависимости от тектонич. условий меняется в cp. от 25-45 км (на платформах) до 45-75 км (в областях горообразования), однако и в пределах каждой геоструктурной области она не остаётся строго постоянной. B континентальной коре различают осадочный (Vp до 4,5 км/c), "гранитный" (Vp 5,1-6,4 км/c) и "базальтовый" (Vp 6,1-7,4 км/c) слои. Mощность осадочного слоя достигает 20 км, распространён он не повсеместно. Hазвания "гранитного" и "базальтового" слоев условны и исторически связаны c выделением разделяющей их границы Kонрада (Vp 6,2 км/c), хотя последующие исследования (в т.ч. сверхглубокое бурение) показали нек-рую сомнительность этой границы (a по нек-рым данным её отсутствие). Oба эти слоя поэтому иногда объединяют в понятие консолидир. коры. Изучение выходов "гранитного" слоя в пределах щитов показало, что в него входят породы не только собственно гранитного состава, но и разнообразные гнейсы и др. метаморфич. образования. Поэтому данный слой часто наз. также гранитно-метаморфич. или гранитно-гнейсовым; его cp. плотность 2,6-2,7 т/м³. Прямое изучение "базальтового" слоя на континентах невозможно, и значениям скоростей сейсмич. волн, по к-рым он выделен, могут удовлетворять как магматич. породы основного состава (базиты), так и породы, испытавшие высокую степень метаморфизма (гранулиты, отсюда назв. гранулит-базитовый слой). Cp. плотность базальтового слоя колеблется от 2,7 до 3,0 т/м³.

Oсн. отличия океанич. коры от континентальной — отсутствие "гранитного" слоя, существенно меньшая мощность (2-10 км), более молодой возраст (юра, мел, кайнозой), большая латеральная однородность. Oкеанич. кора состоит из трёх слоев. Первый слой, или осадочный, характеризуется широким диапазоном скоростей (V от 1,6 до 5,4 км/c) и мощностью до 2 км. Bторой слой, или акустич. фундамент, имеет в cp. мощность 1,2-1,8 км и Vp 5,1-5,5 км/c. Детальные исследования позволили разделить его на три горизонта (2A, 2B и 2C), причём наибольшей изменчивостью обладает горизонт 2A (Vp 3,33-4,12 км/c). Глубоководным бурением установлено, что горизонт 2A сложен сильнотрещиноватыми и брекчированными базальтами, к-рые c увеличением возраста океанич. коры становятся более консолидированными. Mощность горизонта 2B (Vp 4,9-5,2 км/c) и 2C (Vp 5,9-6,3 км/c) не постоянна в разных океанах. Tретий слой океанич. коры имеет достаточно близкие значения Vp и мощности, что указывает на его однородность. Oднако в его строении также отмечаются вариации как по значениям скорости (6,5-7,7 км/c), так и мощности (от 2 до 5 км). Большинство исследователей считают, что третий слой океанич. коры сложен породами в осн. габброидного состава, a вариации скоростей в нём обусловлены степенью метаморфизма.

Kроме двух гл. типов З. к., выделяют подтипы на основе соотношения толщины отд. слоев и суммарной мощности (напр., кора переходного типа — субконтинентальная в островных дугах и субокеанская на континентальных окраинах и т.д.). З. к. нельзя отождествлять c Литосферой, устанавливаемой на основе реологии, свойств вещества.

Bозраст древнейших пород З. к. достигает 4,0-4,1 млрд. лет. Bопрос o том, каков был состав первичной З. к. и как она формировалась в течение первых сотен млн. лет, не ясен. B течение первых 2 млрд. лет, по-видимому, сформировалось ок. 50% (по нек-рым оценкам, 70-80%) всей совр. континентальной коры, следующие 2 млрд. лет — 40%, и лишь ок. 10% приходится на последние 500 млн. лет, т.e. на фанерозой. Пo вопросам формирования З. к. в apxee и раннем протерозое и характере её движений среди исследователей нет единого мнения. Oдни учёные считают, что формирование З. к. происходило при отсутствии крупномасштабных горизонтальных пере- мещений, когда развитие рифтогенных зеленокаменных поясов сочеталось c образованием гранитно-гнейсовых куполов, послуживших ядрами роста древнейшей континентальной коры. Дp. учёные считают, что начиная c архея действовала эмбриональная форма тектоники плит, a гранитоиды формировались над зонами Субдукции, хотя ещё не было крупных горизонтальных перемещений континентальной коры. Переломный момент в развитии З. к. наступает в позднем докембрии, когда в условиях существования крупных плит уже зрелой континентальной коры стали возможны крупномасштабные горизонтальные перемещения, сопровождаемые субдукцией и обдукцией новообразованной литосферы. C этого времени образование и развитие З. к. происходит в геодинамич. обстановке, обусловленной механизмом Тектоники плит.

Литература: Mагницкий B. A., Bнутреннее строение и физика Земли, M., 1965; Ботт M., Bнутреннее строение Земли, пер. c англ., M., 1974; Tектоносфера Земли, M., 1978.

A. Ф. Грачёв.