Океаническая кора

Что такое океаническая кора

 

Океаническая кора – это та же земная кора, только расположенная на дне мирового океана. Она образуется в горных системах морского дна, а поглощается на границе литосферных  плит в зоне субдукции. Эта кора значительно тоньше и младше континентальной и состоит из осадочных и базальтовых слоев. Под ней находятся тектонические плиты и самый твердый внутренний слой Земли – ее мантия. Вместе с мантией они образуют океаническую литосферу.

 

Именно она определяет долговременные геологические циклы, к примеру, круговорот воды или углерода. Тектоника ее плит играет существенную роль в энергетическом балансе планеты. Установлено, что за всю свою историю наша планета отдавала 90% своего тепла через океаническую кору. Благодаря этому процессу Земля может охлаждаться, не уничтожая свою поверхность прорывами перегретой мантийной лавы, подобно Венере.

 

Кора покрывает площадь в 2/3 от поверхности планеты, но на сегодняшний день изучена значительно хуже Луны.

 

 

Особенности океанической коры

 

 

Океаническая кора формирует ложе океана, это самая масштабная геологическая структура на планете. Она составлять 70% от общей площади Земли, при этом за счет осадочного слоя почти в 4 раза легче континентальной. Это единая, но не монолитная структура. У нее есть свои особенности географии и рельефа: подводные горы, вулканы, впадины и кратеры. Извержения подводных вулканов порой ощущаются даже на суше.

 

Океаническая кора берет свое начало не сразу у побережья, а на крутом склоне в нескольких метрах и даже километрах от суши. Отрезки между ними называются континентальными окраинами. Их глубина не превышает 200 метров, зато это основной ореол обитания разнообразной морской живности, в них находятся коралловые рифы.

 

Все литосферные плиты имеют океанический тип коры. Есть плиты (Тихоокеанская, Наска), которые вовсе не обеспечены континентальными участками. Новая кора образуется на хребтах (участках раздвигания плит), а перестает существовать в желобах (зонах субдукции). Каждый год под водой в срединных хребтах появляется 3,5 км³ новой океанической коры.

 

 

Образование океанической коры

 

 

При непрерывном извержении подводных вулканов происходит выброс расплавленной магмы, которая затвердевает, охлаждаясь со временем под водой. Таким образом, происходит постепенное обновление и образование новой океанической коры.

 

Самая первая земная кора и мантия образовались чуть менее 5 миллиардов лет назад. В то время наша планета уже существовала 100 миллионов лет, но ее поверхность только начинала остывать и затвердевать. Первичная земная кора была очень тонкой, она часто деформировалась из-за постоянного движения тектонических плит и случайных ударов астероидов. И только потом она разделилась на два вида: континентальную и океаническую кору.

 

 

Возраст океанической коры

 

В результате постоянной тектоники и сдвигов плит происходит непрерывное обновление океанической коры. Учеными установлено, что возраст самой древней части коры в тихоокеанской впадине Пиджафета не превышает 165 млн. лет, она ровесница динозавров, так как застала еще юрский период. В среднем же такая кора обновляется медленнее, чем за 100 млн. лет.

 

Океаническая кора появилась гораздо раньше континентальной, хоть и имеет не такой сложный состав и строение. Не зря, же говорят, что жизнь зародилась в воде.

 

Признаки океанической коры

 

 

Океаническая кора покрывает океанические бассейны и тектонические плиты. Она непрерывно создается в районах океанических хребтов (в участках спрединга) и изменяет свой ландшафт при распространении морского дна. Расплавленная магма поднимается на поверхность и застывает, формируя тем самым новую океаническую кору. Дальше происходит выход новой магмы, при этом старая океаническая кора просто отталкивается от хребта и удаляется. Далее она охлаждается и плотнеет, что привод в движение конвекционные потоки мантии (круговорот мантийного вещества). Таким образом, по поверхности планеты перемещаются тектонические плиты.

 

Океаническая кора имеет сверхмощность на участках «плюмового магнетизма» (горячий поток магмы, хаотично двигающиеся в мантии).

 

Толщина и мощность океанической коры

 

 

Толщина коры в среднем варьируется в пределах 7-8 км, но на участках с усиленной вулканической активностью может достигать 30 км. Ее толщина не однородна и зависит от плотности своих материалов на определенном участке. Кора с не высокой плотностью перемещается по более уплотненному материалу мантии, потому, что состоит из более тяжелых материалов – железных камней с содержанием магния. Плотность мантии растет с ее глубиной.

 

Средняя плотность океанической коры – 3,0 г/см³. Ученые используют сейсмограф (или сейсмометр) для определения толщины, плотности и возраста коры. Прибор фиксирует сейсмические волны, проходящие через слои Земли от эпицентра подводного землетрясения. Можно также изучить образцы коры, выброшенные на поверхность с извержениями вулканов, ее структура проще, поэтому ее легче изучать.

Строение океанической коры

 

 

Различают 3 крупных элемента в океанической коре:

 

• Стабильные платформы (талассократоны). Это самая устойчивая область океана, она практически лишена сейсмической активности.
• Срединно-океанические хребты. Активная горная система в ложе океана на глубине примерно 2 600 метров. Здесь на границе литосферных плит раздвигается океаническое дно, то есть происходит спрединг.
• Глубоководные желоба. Это глубокие продольные впадины на дне всех океанов. Возникают, когда одна океаническая кора продавливает соседнюю, путем взаимного схождения. В близости от желобов часто случаются землетрясения, а их дно покрыто вулканами. Самый глубокий желоб в мире – Марианская впадина, ее глубина превышает 11 000 метров.

 

Сама кора состоит из следующих магматических пород:

 

• клинопироксен с железистостью 30-35% (авгит, титанавгит);
• ортопироксен – цепочечный силикат (бронзит, ферросилит);
• оливин – магнезиально-железистый силикат (хризолит, гавайит).

 

По сути это слой земной мантии из твердых пород, покрытый морским осадком. В среднем она имеет мощность в 7 км, но на участках океанических островов и плато (плюмового магматизма) имеет наивысшую мощность.

 

 

Слои океанической коры

 

 

Выявлено несколько слоев океанической коры:

 

• Океаническая вода. В среднем это 4 км над океанической плитой. Плотность – 1,03 г/см³
• Неуплотненные осадки. Средняя плотность 2,3 г/см³, толщина 0,4 км. Отложения этой прослойки обычно имеют тонкий настил (глубоководная глина), но он утолщается на отдалении от хребтов, однако практически отсутствует вблизи крупных хребтов расположенных в центре океана. У краев соседних с континентальной корой эти отложения состоят из вулканического пепла и терригенных отложений (осадочные горные породы), их туда заносит мутным течением. На глубине осадки состоят из оболочек морских существ (в виде известняка и кремния).
• Базальтовый слой. Плотность 2,55 г/см³. Базальтовая подушка из мелкокристаллического базальта толщиной в 0,5 км, ниже нее идет слой в 1,5 км из вулканического базальта.
• Последний слой образовался после медленного охлаждения лавы обогащенной железом и магнием глубоко под земной поверхностью. Это самый толстый слой океанической коры, он равен почти 5 км. Состоит он из крупнозернистой магматической породы (габбро) и кумулятивных пород (магматические породы с вкраплениями кристаллов). Его граница отделена от верхней мантии особым разделом — границей Мохоровичича.

 

 

Чем отличается океаническая кора от материковой

 

 

Континентальная кора при мощности в 35 км содержит в себе повышенное количество магния и железа в отличие от океанической. Основные минералы ее трех слоев (осадочного, гранитного и базальтового): слюда, кварц, шпат. Она также раза в 4 толще океанической, но менее плотная по структуре.

 

 

Океаническая кора может плавать на вершине мантии, она образуется в океанических хребтах после выхода магмы и может непрерывно перемещаться и погружаться обратно в мантию на границе литосферных плит. Считается, что 7% от нынешней земной мантии – это расплавленные в ней элементы океанической коры (эклогиты).

 

 

Некоторые некрупные участки океанической коры могут не участвовать в спрединговом круговороте, а консервироваться между континентами. Верхняя часть впадины Каспийского моря является примером такого участка, ее древнее основание состоит из коры девонского периода.

 

В природе присутствует даже некоторое смешение обоих видов коры.

 

Так, под различными островами присутствует:

 

• Материковая кора.
• Субокеаническая. Истонченная континентальная кора, она также выстилает некоторые желоба.
• Субматериковая кора. Зоны склонов и подножий морей.

 

Например, под остовами Японии – материковая кора, а рядом на южных Курилах – уже субматериковая. А ряд мелких островов Тихого океана и Карибского бассейна сложены из субокеанической земной коры.

 

Движение океанической коры

 

 

Литосферные плиты разрастаются от зон спрединга в местах скопления срединно-океанических хребтов, из-за того, что из мантии периодически выходит раскаленное вещество (конвекционный процесс). Эти плиты отодвигают новую океаническую кору от места ее зарождения, а помогают им в этом горизонтальный участок не быстрого, но сильного конвективного течения.

 

Далее у желобов (в зоне субдукции) плита вместе с корой снова погружается в мантию уже как охлажденная часть потока. Большая часть осадков, таким образом, счищается, утрамбовывается и идет на нарастание материковой коры (происходит горообразование). Кстати поэтому в составе океанической коры мало осадочных пород, у них, просто, нет времени накопиться. Так происходит постоянное движение океанической коры и постепенное сокращение площади океанов.

 

 

Магнитные аномалии

 

 

Спрединг (растекание морского дна) также ведет к образованию линий магнитных аномалий. Эти аномалии параллельны средним океаническим хребтам и располагаются по обе стороны от них. Они возникают, когда раскаленные базальты изливаются, кристаллизуются и остывают ниже точки Кюри в магнитном поле, тем самым приобретая остаточную намагниченность в зависимости от направления геомагнитного поля. Они могут менять направление намагниченности на противоположное из-за инверсии. С помощью этих аномалий удалось вывести теорию тектоники плит.

 

Столкновение материковой и океанической коры

 

 

Вся земная кора состоит из самостоятельных частей – литосферых плит, их границами служат глубинные разломы протяженностью тысячи километров. В их состав входят все материки и части океанов.

 

 

Самые крупные плиты обоих видов земной коры:

• Евразийская.
• Африканская.
• Северо-Американская.
• Южно-Американская.
• Индо-Австралийская.
• Антарктическая.
• Тихоокеанская (без материка в составе).

 

Такие плиты движутся в любых направлениях: параллельно, сдвигаясь и раздвигаясь относительно друг друга. В среднем это несколько сантиметров в год, поэтому данный процесс незаметен визуально.

 

Когда оба вида плит сталкиваются более легкая материковая плита наползает на океаническую. В океане от этого появляются глубоководные желоба и впадины. Поглощенная океаническая кора погружается в мантию и переплавляется в горячую магму, а материковая плита утрамбовывается в комки и складки. Тем самым на суше растут горы, например Анды. Эти процессы сопровождаются большими вулканическими и сейсмическими активностями и появлением огромных приливных волн (цунами), которые ощущаются даже на поверхности Земли.

 

Но иногда плиты не наползают, а скользят относительно друг на друга. Такое взаимодействие не приводит к появлению нового рельефа, оно изменяют форму уже существующего. Так появляются трансформные разломы, например разлом Сан-Андреас – тектоническая граница между двумя плитами. Бывает океаническая кора заползает на континентальную (обдукция) и образуются офиолитовые комплексы (горные породы, остатки древней океанической коры на суше).

 

На сегодняшний день сейсмографы и сонары позволили человечеству лучше понять и изучить загадки глубин мирового океана без непосредственного погружения в его толщи.