Zemeljska skorja: vse, kar morate vedeti

Zemljina skorja je izjemno tanka plast kamnine, ki sestavlja najbolj oddaljeno trdno lupino našega planeta. Relativno je debelina kožice jabolka. Znese manj kot polovico 1 odstotka celotne mase planeta, vendar ima ključno vlogo v večini naravnih ciklov Zemlje.

Skorja je na nekaterih mestih lahko debela več kot 80 kilometrov, v drugih pa manj kot en kilometer. Pod njim leži plašč, plast silikatne kamnine debeline približno 2700 kilometrov. Ogrinjalo predstavlja večji del Zemlje.

Skorjo sestavlja veliko različnih vrst kamnin, ki spadajo v tri glavne kategorije: magnetno, metamorfno in sedimentni. Vendar je večina teh kamnin nastala kot granit ali bazalt. Plašč pod njim je izdelan iz peridotita. Bridgmanit, najpogostejši mineral na Zemlji, najdemo v globokem plašču.

Nismo vedeli, da ima Zemlja skorjo do zgodnjih 1900-ih. Do takrat smo vedeli le, da se naš planet spreminja v razmerje do neba, kot bi imel veliko, gosto jedro - vsaj tako so nam povedala astronomska opazovanja. Nato je sledila seizmologija, ki nam je od spodaj prinesla novo vrsto dokazov:

Seizmična hitrost meri hitrost, s katero se potresni valovi širijo skozi različne materiale (tj. Kamnine) pod površjem. Z nekaj pomembnimi izjemami se seizmična hitrost znotraj Zemlje ponavadi povečuje z globino.

Leta 1909 je list seizmologa Andrije Mohorovičiča ugotovil nenadno spremembo potresne hitrosti - nekakšno prekinitev - približno 50 kilometrov globoko v Zemlji. Seizmični valovi se odbijejo od njega (odsevajo) in se upognejo (lomijo), ko gredo skozi njega, na enak način, kot se obnaša svetloba ob prekinitvi vode in zraka. Ta diskontinuiteta, imenovana Mohorovičeva diskontinuiteta ali Moho, je sprejeta meja med skorjo in plaščem.

Skorja in tektonske plošče niso enaki. Plošče so debelejše od skorje in so sestavljene iz skorje plus plitvega plašča tik pod njim. Ta kruta in krhka dvoplastna kombinacija se imenuje tlitosfera ("kamnita plast" v znanstveni latinščini). Litosferne plošče ležijo na plasti mehkejših, bolj plastičnih skalnih plašč, imenovanih astenosfera ("šibka plast"). Astenosfera omogoča, da se plošče počasi premikajo po njej kot splav v gostem blatu.

Vemo, da je zunanja plast Zemlje sestavljena iz dveh velikih kategorij kamnin: bazaltne in granitne. Celine tvorijo bazaltne kamnine, granitne kamnine pa celine. Vemo, da seizmične hitrosti teh vrst kamnin, merjene v laboratoriju, ujemajo s tistimi, ki jih vidimo v skorji do Moho. Zato smo prepričani, da Moho zaznamuje resnično spremembo v kemiji rok. Moho ni popolna meja, saj se lahko nekatere skorje skal in plašč maskirajo kot druge. Vendar vsi, ki govorijo o skorji, naj bo to v seizmološkem ali petrološkem smislu, na srečo pomeni isto.

V glavnem torej obstajata dve vrsti skorje: oceanska skorja (bazaltska) in celinska skorja (granitna).

Oceanska skorja pokriva približno 60 odstotkov Zemljine površine. Oceanska skorja je tanka in mlada - debela in približno 20 km ne starejši od približno 180 milijonov let. Vse starejše je potegnilo pod celine subduction. Oceanska skorja se rodi na grebenih srednjega oceana, kjer so plošče razmaknjene. Ko se to zgodi, se pritisk na spodnjem plašču sprosti in tam peridotit reagira tako, da se začne taliti. Frakcija, ki se topi, postane bazaltna lava, ki se dvigne in izbruhne, preostali peridotit pa se izčrpa.

Grebeni srednjega oceana se mikajo nad Zemljo kot Soba, pri čemer črpajo to bazaltno komponento iz peridotita plašča. To deluje kot postopek kemičnega rafiniranja. Bazaltske kamnine vsebujejo več silicija in aluminija kot preostali peridotit, ki ima več železa in magnezija. Bazaltske kamnine so tudi manj goste. Glede mineralov ima bazalt več feldspar in amfibola, manj olivina in pirokksena kot peridotita. Po kratkem mnenju geologa je oceanska skorja mafična, medtem ko je oceanski plašč ultramafičen.

Oceanska skorja, ki je tako tanka, je zelo majhen del Zemlje - približno 0,1 odstotka -, vendar njeno življenje cikel služi za ločitev vsebine zgornjega plašča na težke ostanke in lažji niz bazaltika skale. Pridobiva tudi tako imenovane nezdružljive elemente, ki se ne ujemajo v plašč mineralov in se pretakajo v tekočo talino. Ti se nato premikajo v celinsko skorjo, ko poteka tektonika plošč. Medtem oceanska skorja reagira z morsko vodo in jo nekaj odnese navzdol v plašč.

Celinska skorja je debela in stara - povprečno debela približno 50 km in stara približno 2 milijard let - in zajema približno 40 odstotkov planeta. Medtem ko je skoraj vsa oceanska skorja pod vodo, je večina celinske skorje izpostavljena zraku.

Celine počasi rastejo v geološkem času, saj se pod njimi subdukcija potegne pod menoj oceansko skorjo in morske dno. Na padajočih bazaltih se voda in nezdružljivi elementi iztisnejo iz njih, ta material pa se dvigne, da sproži več taljenja v tako imenovani tovarni subdukcije.

Celinska skorja je zgrajena iz granitnih kamnin, ki imajo še več silicija in aluminija kot bazaltna oceanska skorja. Zahvaljujoč atmosferi imajo tudi več kisika. Granitne kamnine so še manj goste kot bazaltne. Kar zadeva minerale, granit ima še več feldspar in manj amfibola kot bazalt in skoraj nič piroksena ali olivina. Prav tako jih ima v izobilju kremen. Po kratkem mnenju geologa je celinska skorja mehka.

Celinska skorja predstavlja manj kot 0,4 odstotka Zemlje, vendar predstavlja produkt dvojnega procesa rafiniranja, najprej na srednjih oceanskih grebeni in drugi na območjih subdukcije. Skupna količina celinske skorje počasi raste.

Nezdružljivi elementi, ki končajo na celinah, so pomembni, ker vključujejo glavne radioaktivne elemente uran, torija in kalija. Te ustvarjajo toploto, zaradi česar se celinska skorja na vrhu plašča obnaša kot električna odeja. Vročina tudi mehča debela mesta v skorji tibetansko planoto, in jih širi vstran.

Celinska skorja je preveč bujna, da bi se vrnila v plašč. Zato je v povprečju tako star. Ko se celine trčijo, se lahko skorja zgosti na skoraj 100 km, vendar je to začasno, ker se kmalu spet razširi. Relativno tanka koža apnencev in drugih sedimentnih kamnin se zadržuje na celinah ali v oceanu, namesto da bi se vrnila v plašč. Celo pesek in glina, ki se izpere v morje, se vrneta na celine po tekočem traku oceanske skorje. Celine so resnično trajne, samooskrbne značilnosti zemeljskega površja.

Skorja je tanka, a pomembna cona, kjer suha, vroča kamnina iz globoke Zemlje reagira z vodo in kisikom na površju, tako da ustvarja nove vrste mineralov in kamnin. Prav tam se ploščno-tektonska aktivnost meša in raztrese te nove kamnine in jih injicira s kemično aktivnimi tekočinami. Končno je skorja dom življenja, ki močno vpliva na kemijo kamnin in ima svoje sisteme recikliranja mineralov. Vsa zanimiva in dragocena geološka raznolikost, od kovinskih rud do debelih gredic iz gline in kamna, najde svoj dom v skorji in nikjer drugje.

Treba je opozoriti, da Zemlja ni edino planetarno telo s skorjo. Venera, Merkur, Mars in Zemljina Luna imajo tudi enega.

Uredil Brooks Mitchell