Земная кора
Земна́я кора́, верхняя твёрдая оболочка Земли, ограниченная снизу поверхностью Мохоровичича. Термин «земная кора» появился в 18 в. в работах M. B. Ломоносова и в 19 в. в трудах Ч. Лайеля; c развитием контракционной гипотезы в 19 в. получил определённое значение в соответствии с идеей охлаждения Земли до тех пор, пока не образовалась кора (Дж. Дана). B основе представлений o составе, структуре и физических свойствах земной коры лежат геофизические данные o скоростях распространения сейсмических волн (в основном продольных, Vp), которые на границе Mохоровичича при переходе к породам мантии Земли скачкообразно возрастают с 7,5–7,8 до 8,1–8,2 км/c. Природа нижней границы земной коры, по-видимому, обусловлена изменением химического состава горных пород (основные породы – ультраосновные породы) либо фазовыми переходами (в системе габбро – эклогит).
Для земной коры характерна горизонтальная неоднородность (анизотропия), выражающаяся в различии состава, строения, мощности и других характеристик коры в пределах её отдельных структурных элементов: континентов и океанов, платформ и подвижных поясов, впадин и поднятий и др. Выделяют два главных типа земной коры – континентальную и океаническую.
Континентальная кора
Континентальная кора, распространённая в пределах континентов и микроконтинентов в океанах, имеет среднюю мощность 35–40 км, которая уменьшается до 25–30 км на континентальных окраинах (на шельфе) и в областях рифтогенеза и возрастает до 45–75 км в областях горообразования. B континентальной коре различают осадочный (Vp до 4,5 км/c), «гранитный» (Vp 5,1–6,4 км/c) и «базальтовый» (Vp 6,1–7,5 км/c) слои. Осадочный слой отсутствует на щитах и менее крупных поднятиях фундамента древних платформ, а также в осевых зонах складчатых сооружений. Во впадинах молодых и древних платформ, передовых и межгорных прогибах складчатых сооружений мощность осадочного слоя достигает 10 км (редко 20–25 км). Он сложен преимущественно континентальными и мелководно-морскими осадочными породами, возраст которых менее 1,7 млрд лет, а также платобазальтами, силлами магматических пород основного состава, вулканическими туфами. Названия «гранитного» и «базальтового» слоёв условны и исторически связаны c выделением границы Конрада (Vp 6,2 км/c), разделяющей слои, в которых скорости продольных сейсмических волн соответствуют скоростям в граните и базальте. Последующие исследования (в том числе сверхглубокое бурение) поставили под сомнение существование чёткой сейсмической границы, поэтому оба эти слоя объединяют в консолидированную кору. «Гранитный» слой выступает на поверхность в пределах щитов и массивов платформ и в осевых зонах складчатых сооружений; он также вскрыт скважинами сверхглубокого бурения (в том числе Кольской сверхглубокой скважиной на глубину свыше 12 км). Его мощность на платформах 15–20 км, в складчатых сооружениях 25–30 км. В пределах щитов древних платформ в состав этого слоя входят гнейсы, различные кристаллические сланцы, амфиболиты, мраморы, кварциты и гранитоиды, поэтому его часто называют гранитно-гнейсовым (Vp 6–6,4 км/c). В фундаменте молодых платформ и в пределах молодых складчатых сооружений верхний слой консолидированной коры сложен менее метаморфизованными породами и содержит меньше гранитов, в связи с чем его также именуют гранитно-метаморфическим (Vp 5,1–6 км/c). Прямое изучение «базальтового» слоя континентальной коры невозможно. Значениям скоростей сейсмических волн, по которым он выделен, могут удовлетворять как магматические горные породы основного состава (базиты), так и породы, испытавшие высокую степень метаморфизма (гранулиты), поэтому нижний слой консолидированной коры иногда называют гранулит-базитовым. Отнесение к земной коре или верхней мантии горных пород со скоростями продольных сейсмических волн более 7 км/c спорно. Возраст древнейших пород консолидированной коры достигает 4 млрд лет.
Океаническая кора
Основные отличия океанической коры от континентальной – отсутствие «гранитного» слоя, существенно меньшая мощность (в среднем 5–7 км), более молодой возраст (юра, мел, кайнозой; менее 170 млн лет), бо́льшая латеральная однородность. Океаническая кора, строение которой изучено глубоководным бурением, драгированием, наблюдением с подводных аппаратов в стенках разломов, состоит из трёх слоёв. Первый слой, или осадочный, состоит из пелагических кремнистых, карбонатных и глинистых осадков (Vp 1,6–5,4 км/c). В направлении континентальных подножий его мощность возрастает до 10–15 км. Осадочный слой может отсутствовать в осевых зонах срединно-океанических хребтов. В глубоководных впадинах задуговых бассейнов, часть из которых подстилается океанической корой, толщина осадочного слоя, обычно включающего турбидиты, может достигать 15–20 км. Второй слой (Vp 4,5–5,5 км/c) в верхней части сложен базальтами (часто с подушечной отдельностью – пиллоу-базальтами) с редкими прослоями пелагических осадков; в нижней части слоя развит комплекс параллельных даек долеритов (общая мощность 1,2–2 км). Третий слой (Vp 6–7,5 км/c) в верхней части состоит из массивных габбро, в нижней – из расслоенного комплекса, в котором габбро чередуются с ультраосновными породами (общая мощность 2–5 км). В пределах внутренних поднятий океанов земная кора утолщена до 25–30 км за счёт увеличения мощности второго и третьего слоёв. Древним аналогом океанической коры на континентах являются офиолиты.
Океаническая кора формируется на дивергентных границах литосферных плит (протягиваются вдоль осевых частей срединно-океанических хребтов), на которых происходит подъём к поверхности и застывание базальтовой магмы. Континентальная кора образуется в процессе переработки океанической коры на активных континентальных окраинах.
Переходные типы земной коры
Кроме двух главных типов земной коры, выделяют переходные типы. Субокеаническая кора представляет собой утонённую в результате рифтогенеза до 15–20 км континентальную кору, пронизанную дайками и силлами основных магматических пород; развита вдоль континентальных склонов и подножий, а также подстилает глубоководные впадины некоторых задуговых бассейнов. Субконтинентальная кора (недостаточно консолидированная, мощность менее 25 км) наблюдается в вулканических островных дугах, где океаническая кора превращается в континентальную.
Процессы в земной коре
Земная кора испытывает горизонтальные и вертикальные тектонические движения. В ней расположены очаги землетрясений, формируются магматические очаги, породы локально или на больших площадях подвергаются метаморфизму. Тектонические движения земной коры и протекающие в ней эндогенные процессы обусловлены существованием в недрах Земли частично расплавленной астеносферы. Под действием тектонических движений и деформаций, магматической деятельности, метаморфизма, экзогенных процессов (перемещение ледников, оползни, карст, речная эрозия и др.) горные породы земной коры вовлекаются в складчатые и разрывные тектонические дислокации. Воздействие на породы земной коры атмо-, гидро- и биосферы приводит к их выветриванию.
Об эволюции земной коры на протяжении геологической истории см. в статье Земля.