counter?id=2204607;js=na Вулканическая порода. Земная кора на материках и под океанами.
logo
logo

Экспедиция на судне «Академик Курчатов», возглавляемая геофизиком профессором Ю. П. Непрочновым, все дальше и дальше уходила от Калининграда. Курс экспедиции— Панамский канал, а оттуда — в сторону Антарктиды. На сороковой день экспедиция нашла то, что искала. Отколовшаяся часть твердой оболочки Земли (земной коры) в виде огромной глыбы почти вертикально торчала из дна южной части Тихого океана. Это был знаменитый разлом Элтанин.

Холодно. Шторм. Геофизическая температура то и дело норовит сорваться со столов и скатиться на палубу. Ни спать, ни есть нормально невозможно. Но обнаруженное — отколовшаяся и вздыбленная часть земной коры — столь необычное явление, и желание исследователей познать это явление столь велико, что они пренебрегали неудобствами и опасностями, желали хотя бы немножко приоткрыть тайну этого загадочнейшего разлома, находящегося примерно на 55° южной широты.

Земля — не однородное тело. Она состоит из ядра, мантии, земной коры. Ядро делится на твердую внутреннюю часть (глубина 5120 — 6371 километров), переходный слой (4880 — 5120 километров) и верхний жидкий слой (2920 — 4880 километров). Мантия находится на глубине примерно от 33 до 3 тысяч километров от поверхности Земли. Выше мантии и располагается верхняя твердая ее оболочка — земная кора со средней мощностью около 33 километров.

Верхний слой мантии и земная кора образуют литосферу (0 — 100 километров). Слой мантии, залегающий под литосферой (100 — 300 километров), называется астеносферой, для нее характерны пониженная жесткость и повышенная вязкость. Это полурасплавленное вещество.

Долгие годы ученые спорили о том, появились ли земная кора, мантия, астеносфера, ядро вместе с Землей или же они образовались в ходе развития нашей планеты. Это одна из загадок, которая не полностью разгадана и по сей день. Большинство ученых считает, что Земля образовалась из твердого холодного космического вещества, которое силами притяжения (гравитации) было сильно сжато. В результате ядерных реакций, возникших внутри, наша планета стала разогреваться. Наиболее интенсивный разогрев Земли произошел примерно четыре миллиарда лет назад, то есть спустя примерно полмиллиарда лет после образования Земли, когда произошла, как говорят некоторые исследователи, «великая катастрофа». В период этой катастрофы из первично-однородного метеоритного скопления космической материи выделились (дифференцировались) земное ядро, мантия, земная кора, гидросфера и атмосфера.

Земная кора отделяется от нижележащей оболочки — мантии — очень резкой границей. Эта граница названа по имени обнаружившего ее югославского ученого Мохоровичича (сокращенно — Мохо). На границе Мохо быстро увеличиваются скорости сейсмических волн, резко меняется состав пород. Граница Мохо для геофизиков — как нулевой километровый столб для путешественников. Она служит точкой отсчета при измерении мощности земной коры и мантии.

Под океанами и на континентах земная кора имеет разную толщину и состав. Материковая кора содержит преимущественно соединения кислорода, кремния и алюминия, которые образуют минералы силиция и алюминия — силикаты, поэтому материковая кора часто называется сиалью. Сиаль состоит преимущественно из гранитов и гнейсов — пород, богатых кварцем и полевыми шпатами. Мощность коры на континентах большая — до 50 — 80 километров.

Под океанами же земная кора содержит значительно меньше соединений кремния, но больше окислов кальция, магния, железа. Состоит она преимущественно из вулканических пород и их продуктов — базальтов и лав. Гранитов и гнейсов на дне океанов нет. Граница между материковой земной корой и океанической проходит по окраинам океанов, обычно по подножью материкового склона, и находится на глубинах 3 — 6 километров.

Ученых постоянно интересует вопрос, как сложена земная кора, каково ее строение, слоиста ли она и какие породы составляют нижние ее части? Чтобы узнать это, ученые бурят глубокие скважины, достают из них образцы пород, детально их изучают. Однако современная буровая техника позволяет проникнуть в глубь коры континентов всего лишь на 5 — 6 километров, в то время как оставшиеся 30 — 70 километров остаются для нас все еще загадкой.

Лишь недавно на Кольском полуострове, на Кавказе и на Курильских островах были специально построены буровые вышки, которые позволили геологам «заглянуть» на невиданную до того глубину — 10 — 12 километров. Но очень высокие температура и давление на таких глубинах прочно удерживают тайну строения глубоких участков коры. На таких глубинах плавятся буры, распадаютсяалмазные «зубья» этих буров, не выдерживает сталь.

Бурить очень трудно и очень дорого: стоимость такой сверхглубинной скважины — сотни миллионов рублей.

Не легче обстоит дело и с проникновением в нижние части коры в океанах. Бурение со специально оборудованных океанических кораблей позволяет просмотретьстроение коры на глубину всего лишь в один-два километра. Глубже они могут кору лишь «прослушать» при помощи геофизических приборов. Поэтому ученые ищут«слабые места» в земной коре, ищут районы, где они без специальных скважин могли бы «прозондировать» породы, отобрать образцы и изучить их в лабораторий. Разлом Элтанин, куда прибыла экспедиция на судне «Академик Курчатов», —идеальный для этого случая. Здесь сломанный какими-то сверхъестественными силами гигантский осколок океанической коры одним своим краем поднялся над дном почти на пять километров, обнажив тем самым свое внутреннее строение. Надо только уместь этостроение увидеть и прочитать. На «Курчатове» для этого имелись специальные геофизические и геологические приборы. Ковшами-драгами, опущенными на дно при помощи прочных стальных тросов, были собраны уникальные образцы пород со стенок разлома. Были сделаны также многочисленные фотографии дна. Таким образом, были получены сведения о строении коры на глубине до 5километров от ее поверхности. Никакая океанская скважина не позволяет заглянуть так глубоко в недра Земли.

Океанские участки земной коры обычно состоят из трех разных по составу слоев. Верхний слой — это рыхлые осадки (глина, песок) мощностью около одного километра. Средний — базальты мощностью около пяти километров. Ниже базальтового слоя залегает самый интересный для геологов слой, он состоит из так называемых ультраосновных вулканичесих пород  перидотитов и серпентинитов, то есть из соединений сводой горячих продуктов магмы, обедненных кремнием В таких разломах, как Элтанин, при разрывах и растрескиваниях океанической коры перидотиты и серпентиниты выжимаются к поверхности дна. Там геологи и могутдостать их специальными приборами.

Пробурив океанское дно примерно в 700 районах  и сопоставив полученные породы (керны) между собой, ученые-исследователи увидели, как неправы они были, считая, что под водой кора везде одинакова. Оказалось, что в одних районах она действительно состоит из трех слоев, в других же полностью отсутствует слой осадков. Во многих районах второй, вулканический слой, как слоеный пирог, то начинен спрессованными вулканическими пеплами и обломками лавы (вулканическими брекчиями), то донными осадками с остатками морских организмов, то сильно измененными под воздействием тепла и давления вулканическими породами и донными осадками. В некоторых же местах в океанической коре отсутствуют и первый, и второй слои, а на поверхность дна выпираются внутренними силами Земли породы третьего слоя — перидотиты и серпентиниты. Ими, например, сложен остров Сан-Паулу в Экваториальной Атлантике.

Все это говорит о том, что дно океанов рождалось и развивалось «в больших муках», и условия сложения дна были разными в разных районах. Сотни экспедиций бороздят просторы океанов, выискивают эти районы, изучают их, сопоставляют друг с другом. В упорном труде и увлекательном поиске рождаются отгадки загадок о строении и развитии земной коры.