Litosfera

LITOSFERA to zewnętrzna najbardziej sztywna powłoka kuli ziemskiej sięgająca do głębokości około 80 do 150km.
Bezpośredni dostęp człowieka w głąb Ziemi jest niemożliwy ze względu na ciśnienie i temperaturę wzrastające wraz z głębokością. Temperatura wzrasta średnio o 1*C na każde 33m (średnia wartość stopnia geotermicznego Ziemi), a ciśnienie o 1 atmosferę na każde 3,7m. Temperatura wnętrza planety wynosi ok. 45--*C, a ciśnienie ok. kilku milionów atmosfer, dlatego o budowie wnętrza Ziemi informacji dostarczają badania geofizyczne. Najgłębsze kopalnie świata mają zaledwie ok. 3670m głębokości (kopalnie złota w Afryce Południowej), a najgłębszy polski szyb węglowy ma ok. 1022 m głębokości.
Badaniem wnętrza Ziemi zajmuje się geofizyka. Badania geofizyczne, a przede wszystkim analiza zapisów przebiegu fal sejsmicznych, które w czasie trzęsienia mogą przenikać całą planetę, pozwoliły na wydzielenie trzech głównych stref budujących Ziemię: skorupy ziemskiej, płaszcza i jądra. Różnią się one składem chemicznym, budową i właściwościami fizycznymi. Badania fal sejsmicznych dowiodły, że na pewnych głębokościach ulegają one odbiciu i załamaniu. Pozwala to stwierdzić, że budowa wnętrza Ziemi nie jest jednolita. Poszczególne jej warstwy oddzielone są od siebie tzw. powierzchniami nieciągłości. Najbardziej znana jest tzw. powierzchnia nieciągłości Moho – znajduje się ona na niejednakowej głębokości pod powierzchnią Ziemi: ok. 7 km pod oceanami i ok. 40 km pod lądami.
Skorupa ziemska jest to zewnętrzna, najcieńsza warstwa litosfery, w skład której wchodzą wszystkie pierwiastki chemiczne. Zbudowana jest z dwóch stref: granitowej- występującej głównie pod kontynentami i bazaltowej- obejmującej całą kulę ziemską.
Strefa granitowa zbudowana jest ze związków krzemu, glinu i tlenu, stąd nazwa sial. (średnia gęstość 2,7 9/cm3)
Strefa bazaltowa budują krzem, magnez i tlen, stąd nazwa slima. (średnia gęstość 3,0 g/cm3). Skorupa ziemska znajduje się w ciągłym ruchu zarówno poziomym jak i pionowym. Poniżej skał bazaltowych rozciąga się gruby płaszcz Ziemi.
Płaszcz Ziemi dzieli się na płaszcz zewnętrzny i wewnętrzny.
Płaszcz zewnętrzny budują związki chromu, żelaza, krzemu i magnezu- crofesima (średnia gęstość ok. 4,0 g/cm3). Górna część zewnętrznego płaszcza od 80 do 150 km głębokości jest warstwą o cechach plastycznych- stanowi jak gdyby podściółkę zapewniającą skorupie ziemskiej ruchliwość. Nosi ona nazwę astenosfery i zachodzą w niej wszystkie procesy tektoniczne.
Głębiej rozciąga się płaszcz wewnętrzny, zbudowany głównie z niklu, żelaza, krzemu i magnezu- nifesima (średnia gęstość wynosi 5.0-6,6 g/cm3). W płaszczu Ziemi zachodzą zjawiska związane z powolnym przemieszczaniem się w górę plastycznych mas materii pod wpływem ciepła z głębi Ziemi(ruchy konwekcyjne).
Magma zalegająca płytko ma temperaturę 600-950*C, materia głębokich rejonów płaszcza Ziemi ok. 1300*C i powyżej. Tendencja do wyrównywania się temperatur wewnątrz Ziemi prowadzi do tworzenia się pionowych i poziomych prądów cieplnych konwekcyjnych, które prawdopodobnie mogą wywoływać ruchy tektoniczne wyżej położonych mas skalnych. To najprawdopodobniej właśnie one są przyczyną trzęsień ziemi i erupcji wulkanicznych. Płaszcz Ziemi sięga górnej granicy jądra, a więc do głębokości ok. 2900 km.
Jądro Ziemi ( temp. wynosi ok. 4500-6000*C) dzieli się na jądro zewnętrzne i wewnętrzne, leżące poniżej 5100 km. Przypuszcza się, że jądro zewnętrzne jak w stanie ciekłym, natomiast jądro wewnętrzne ma właściwości ciała stałego. Jądro budują pierwiastki ciężkie: nikiel i żelazo- nife. Gęstość jądra zewnętrznego dochodzi do 17 g/cm3 a ciśnienie wewnątrz jądra jest bardzo wysokie i wynosi ponad 3,5 mln atmosfer.
Rozmieszczenie kontynentów na kuli ziemskiej jest nierównomiernie. Już od dawna zgodność zarysów wschodnich wybrzeży Ameryki Północnej i Południowej z zachodnimi wybrzeżami Europy i Afryki nasuwała przypuszczenie, że wszystkie dzisiejsze kontynenty stanowiły w przeszłości jedną wielką całość. Istniało kilka hipotez potwierdzających to założenie.
Najbardziej znana była hipoteza A.Wegenera z 1912 r., która zakładała istnienie poziomych ruchów kontynentów. Hipoteza ta miała wielu zwolenników, ale tez przeciwników. W latach 30 została odrzucona, ale w latach 60 opracowano teorię opartą w dużej mierze na teorii A.Wegenera. Jest to teoria tektoniki płyt, która zakłada, że litosfera dzieli się na płyty nieustannie przemieszczające się względem siebie po plastycznej astenosferze pod wpływem prądów konwekcyjnych istniejących w płaszczu Ziemi. Najczęsciej wyróżnia się sześć wielkich płyt litosfery (euroazjatycka, afrykańska, australijska, pacyficzna, amerykańska i antarktyczna) i kilka mniejszych (karaibska, filipińska, arabska czy Nazca). Granicami płyt są przede wszystkim doliny ryftowe w obrębie grzbietów śródoceanicznych i rowy oceaniczne. Są to tzw. strefy subdukcji, gdzie następuje podsuwanie się jednej płyty pod drugą.
Procesy subdukcji powodują kolizje wielkich płyt litosfery i są przyczyną zjawisk plutonicznych, wulkanicznych, trzęsień ziemi i fałdowania potężnych łańcuchów górskich. Ruchy płyt litosfery przebiegające w dalekiej przeszłości geologicznej trwają nadal. Obliczono szybkość tych ruchów na około 1-10 cm, rocznie.