Avant de parler de la composition de la croûte terrestre, rappelons-nous ce qui est censé être les éléments constitutifs de tout, probablement parce que l'homme n'a pas encore pu pénétrer plus profondément que cela. la croûte terrestre au centre de la terre. Même toute l'épaisseur de l'écorce ne pouvait être que « marinée ».

Les scientifiques supposent et construisent des hypothèses basées sur les lois de la physique, de la chimie et d’autres sciences, et selon ces données, nous avons une certaine image de la structure de la planète entière, ainsi que des grands éléments qui composent la croûte terrestre. La géographie de la 6e à la 7e année présente précisément ces théories aux élèves sous une forme simplifiée pour les esprits immatures.

Grâce à une petite part de données et un gros bagage de lois diverses, les modèles de planètes sont construits de la même manière système solaire, et même des étoiles qui sont loin de nous. Qu’est-ce qui en découle ? Surtout que vous avez le droit absolu de douter de tout cela.

Couches de la planète Terre

Outre le fait qu’il existe des couches, la Terre entière est également constituée de trois couches. Une sorte de chef-d’œuvre culinaire à plusieurs niveaux. Le premier est le noyau ; il comporte une partie solide et une partie liquide. C'est probablement le mouvement de la partie liquide dans le noyau qui crée probablement de la chaleur ici - les températures atteignent des valeurs allant jusqu'à 5 000 degrés Celsius.

Le second est le manteau. Il relie le noyau et la croûte terrestre. Le manteau comporte également plusieurs couches, soit trois, et la couche supérieure, adjacente à la croûte terrestre, est du magma. Elle est directement liée à la question de savoir de quels grands éléments est constituée la croûte terrestre, puisque hypothétiquement c'est sur elle que ces plus gros éléments « flottent ». On peut parler de son existence avec un degré de probabilité plus ou moins élevé, puisque lors des éruptions volcaniques c'est cette substance chaude qui remonte à la surface, détruisant toute vie végétale et animale qui se trouve sur le versant du volcan.

Et enfin, la troisième couche de la Terre est la croûte terrestre : la couche solide de la planète située à l'extérieur des « intérieurs » chauds de la Terre, sur laquelle nous avons l'habitude de marcher, de voyager et de vivre en général. L'épaisseur de la croûte terrestre, par rapport aux deux autres couches de la terre, est négligeable, mais il est néanmoins possible de caractériser de quels grands éléments se compose la croûte terrestre, ainsi que de comprendre sa composition.

Quelles couches sont caractéristiques de la croûte terrestre. Ses principaux éléments chimiques

La croûte terrestre est également constituée de couches - il y a du basalte, du granit et des sédiments. Il est intéressant de noter que 47 % de la composition chimique de la croûte terrestre est constituée d'oxygène.

La substance, qui est essentiellement un gaz, se combine avec d’autres éléments et crée une croûte solide. Les autres éléments dans ce cas sont le silicium, l’aluminium, le fer et le calcium ; les éléments restants sont présents en fractions infimes.

Division en parties selon l'épaisseur dans différentes zones

On a déjà dit que la croûte terrestre est beaucoup plus fine que le manteau inférieur ou noyau. Si nous abordons la question de savoir de quels grands éléments est constitué la croûte terrestre, précisément en termes d’épaisseur, nous pouvons la diviser en océanique et continentale. Ces deux parties diffèrent considérablement en épaisseur, la partie océanique étant environ trois fois, et à certains endroits dix fois (si l'on parle de moyennes) plus fine que la partie continentale.

Sinon, en quoi les croûtes continentales et océaniques diffèrent-elles ?

De plus, les zones terrestres et océaniques diffèrent selon les couches. Différentes sources fournissent des données différentes, nous donnerons une option. Ainsi, selon ces données, la croûte continentale est constituée de trois couches, parmi lesquelles se trouvent une couche de basalte, une couche de granit et une couche de roches sédimentaires. Les plaines de la croûte continentale terrestre atteignent une épaisseur de 30 à 50 kilomètres ; dans les montagnes, ces chiffres peuvent atteindre 70 à 80 kilomètres. Selon la même source, la croûte océanique est constituée de deux couches. Une boule de granit tombe, ne laissant que le basalte sédimentaire supérieur et le basalte inférieur. L'épaisseur de la croûte terrestre dans la région océanique est d'environ 5 à 15 kilomètres.

Données simplifiées et moyennées comme base de formation

Il s'agit des descriptions les plus générales et les plus simplifiées, car les scientifiques travaillent constamment à l'étude des caractéristiques du monde environnant et des données récentes indiquent que la croûte terrestre à différents endroits a une structure beaucoup plus complexe que le schéma standard habituel de la croûte terrestre. croûte que nous étudions à l'école. Dans de nombreux endroits de la croûte continentale, par exemple, il existe une autre couche - la diorite.

Il est également intéressant de noter que ces couches ne sont pas parfaitement lisses, comme le montre schématiquement la figure atlas géographiques ou dans d'autres sources. Chaque couche peut être coincée dans une autre ou mélangée dans une certaine coupe. En principe, il ne peut pas y avoir de modèle idéal du diagramme terrestre, pour la même raison que les éruptions volcaniques se produisent : là, sous la croûte terrestre, quelque chose est constamment en mouvement et a des températures très élevées.

Tout cela peut être appris si vous reliez votre vie aux sciences de la géologie et de la géophysique. Vous pouvez essayer de suivre les progrès scientifiques à travers revues scientifiques et des articles. Mais sans une certaine connaissance, cela peut être très tâche difficile, c’est pour cela qu’il y a une certaine base qui est enseignée dans les écoles sans aucune explication, parce que ce n’est qu’un modèle approximatif.

Vraisemblablement, la croûte terrestre est constituée de « morceaux »

Les scientifiques du début du 20e siècle ont avancé la théorie selon laquelle la croûte terrestre n'est pas monolithique. Par conséquent, il est possible de découvrir de quels grands éléments est constitué la croûte terrestre selon cette théorie. On suppose que la lithosphère est constituée de sept grandes plaques et de plusieurs petites plaques qui flottent lentement à la surface du magma.

Ces mouvements créent des phénomènes catastrophiques qui se produisent sur notre terre avec une grande intensité à certains endroits. Il existe des zones entre les plaques lithosphériques appelées « ceintures sismiques ». C'est dans ces domaines plus haut niveau l'agitation, pour ainsi dire. Un tremblement de terre et toutes ses conséquences sont l'un des signes les plus clairs qui démontrent

L'influence des mouvements des plaques lithosphériques sur la formation du relief

De quels grands éléments est constituée la croûte terrestre, quelles parties mobiles sont les plus stables et lesquelles sont les plus mobiles, tout au long de la création le relief de la terre influencé son éducation. La structure de la lithosphère et les caractéristiques du régime sismique répartissent l'ensemble de la lithosphère en zones stables et ceintures mobiles. Les premiers sont caractérisés par des plans plats sans énormes dépressions, collines et variations de relief similaires. On les appelle aussi plaines abyssales. En principe, c’est la réponse à la question de savoir de quels grands éléments est constitué la croûte terrestre et de quels objets fondamentaux stables se forment. La croûte terrestre constitue la base de tous les continents. Les limites de ces plaques sont facilement visibles par les zones de formation montagneuse, ainsi que par l'intensité des tremblements de terre. Les endroits les plus actifs de notre planète, où se trouvent des foyers de tremblements de terre et de nombreux volcans actifs, sont les emplacements du Japon, des îles d'Indonésie, des îles Aléoutiennes et de la côte sud-américaine du Pacifique.

Les continents sont-ils plus grands qu’on le pensait ?

Autrement dit, la croûte terrestre est constituée de morceaux de lithosphère qui, dans une plus ou moins grande mesure, se déplacent à travers le magma. Et les limites de ces « morceaux » ne coïncident pas toujours avec les limites des continents. Techniquement, ils ne coïncident le plus souvent jamais. De plus, nous avons l'habitude d'entendre que les océans représentent environ 70 % de la surface, et que la composante continentale n'en représente que 30 %. DANS géographiquement c’est vrai, mais ce qui est intéressant c’est qu’en terme de géologie, les continents représentent environ 40 %. Dix pour cent de la croûte continentale est recouverte d’eaux marines et océaniques.

Un trait caractéristique de l'évolution de la Terre est la différenciation de la matière, dont l'expression est la structure de la coque de notre planète. La lithosphère, l'hydrosphère, l'atmosphère et la biosphère forment les principales coquilles de la Terre, qui diffèrent par leur composition chimique, leur épaisseur et leur état de la matière.

Structure interne de la Terre

Composition chimique de la Terre(Fig. 1) similaire à la composition d'autres planètes groupe terrestre, comme Vénus ou Mars.

En général, les éléments tels que le fer, l'oxygène, le silicium, le magnésium et le nickel prédominent. La teneur en éléments légers est faible. La densité moyenne de la substance terrestre est de 5,5 g/cm 3 .

Il existe très peu de données fiables sur la structure interne de la Terre. Regardons la fig. 2. Il représente la structure interne de la Terre. La Terre est constituée de la croûte, du manteau et du noyau.

Riz. 1. Composition chimique de la Terre

Riz. 2. Structure interne de la Terre

Cœur

Cœur(Fig. 3) est situé au centre de la Terre, son rayon est d'environ 3,5 mille km. La température du noyau atteint 10 000 K, c'est-à-dire qu'elle est supérieure à la température des couches externes du Soleil, et sa densité est de 13 g/cm 3 (à comparer : eau - 1 g/cm 3). On pense que le noyau est composé d’alliages de fer et de nickel.

Le noyau externe de la Terre a une plus grande épaisseur que le noyau interne (rayon 2 200 km) et est à l’état liquide (fondu). Le noyau interne est soumis à une pression énorme. Les substances qui le composent sont à l'état solide.

Manteau

Manteau- la géosphère terrestre, qui entoure le noyau et représente 83 % du volume de notre planète (voir Fig. 3). Sa limite inférieure est située à une profondeur de 2900 km. Le manteau est divisé en moins dense et plastique la partie supérieure(800-900 km), à partir duquel il est formé magma(traduit du grec signifie « pommade épaisse » ; c'est la substance fondue de l'intérieur de la terre - un mélange composants chimiques et éléments, y compris les gaz, dans un état semi-liquide spécial) ; et celui cristallin inférieur, d'environ 2000 km d'épaisseur.

Riz. 3. Structure de la Terre : noyau, manteau et croûte

la croûte terrestre

La croûte terrestre - la coque externe de la lithosphère (voir Fig. 3). Sa densité est environ deux fois inférieure à la densité moyenne de la Terre - 3 g/cm 3 .

Sépare la croûte terrestre du manteau Frontière de Mohorovicic(souvent appelée limite de Moho), caractérisée par une forte augmentation de la vitesse des ondes sismiques. Il a été installé en 1909 par un scientifique croate Andreï Mohorovicic (1857- 1936).

Étant donné que les processus qui se produisent dans la partie supérieure du manteau affectent les mouvements de la matière dans la croûte terrestre, ils sont regroupés sous Nom communlithosphère(coquille de pierre). L'épaisseur de la lithosphère varie de 50 à 200 km.

Sous la lithosphère se trouve asthénosphère- coque moins dure et moins visqueuse, mais plus plastique avec une température de 1200°C. Il peut traverser la frontière du Moho et pénétrer dans la croûte terrestre. L'asthénosphère est la source du volcanisme. Il contient des poches de magma en fusion qui pénètrent dans la croûte terrestre ou se déversent à la surface de la Terre.

Composition et structure de la croûte terrestre

Comparée au manteau et au noyau, la croûte terrestre est une couche très fine, dure et cassante. Il est composé d'une substance plus légère, dans laquelle environ 90 éléments naturels éléments chimiques. Ces éléments ne sont pas également représentés dans la croûte terrestre. Sept éléments - l'oxygène, l'aluminium, le fer, le calcium, le sodium, le potassium et le magnésium - représentent 98 % de la masse de la croûte terrestre (voir Fig. 5).

Des combinaisons particulières d’éléments chimiques forment diverses roches et minéraux. Les plus anciens d’entre eux ont au moins 4,5 milliards d’années.

Riz. 4. Structure de la croûte terrestre

Riz. 5. Composition de la croûte terrestre

Minéral est un corps naturel relativement homogène dans sa composition et ses propriétés, formé aussi bien dans les profondeurs qu'à la surface de la lithosphère. Des exemples de minéraux sont le diamant, le quartz, le gypse, le talc, etc. (Caractéristiques propriétés physiques divers minéraux peuvent être trouvés à l'annexe 2.) La composition des minéraux de la Terre est illustrée à la Fig. 6.

Riz. 6. Composition minérale générale de la Terre

Rochers sont constitués de minéraux. Ils peuvent être composés d'un ou plusieurs minéraux.

Roches sédimentaires - argile, calcaire, craie, grès, etc. - formés par sédimentation de substances dans Environnement aquatique et sur terre. Ils reposent en couches. Les géologues les appellent des pages de l'histoire de la Terre, car elles peuvent en apprendre davantage sur conditions naturelles qui existait sur notre planète dans les temps anciens.

Parmi les roches sédimentaires, on distingue les organogènes et inorganogènes (clastiques et chimiogènes).

Organogène Les roches se forment à la suite de l’accumulation de restes animaux et végétaux.

Roches clastiques se forment à la suite de l'altération, de la destruction par l'eau, la glace ou le vent des produits de destruction de roches précédemment formées (tableau 1).

Tableau 1. Roches clastiques selon la taille des fragments

Nom de la race	Taille de la déception (particules)
	Plus de 50 cm
	5 mm - 1 cm
	1 mm - 5 mm
Sables et grès	0,005 mm - 1 mm
	Moins de 0,005 mm

Chimogène Les roches se forment à la suite de la précipitation de substances dissoutes dans les eaux des mers et des lacs.

Dans l'épaisseur de la croûte terrestre, le magma se forme roches ignées(Fig. 7), par exemple le granit et le basalte.

Les roches sédimentaires et ignées, lorsqu'elles sont immergées à de grandes profondeurs sous l'influence de pressions et de températures élevées, subissent des changements importants, se transformant en roches métamorphiques. Par exemple, le calcaire se transforme en marbre, le grès quartzeux en quartzite.

La structure de la croûte terrestre est divisée en trois couches : sédimentaire, granitique et basaltique.

Couche sédimentaire(voir Fig. 8) est formé principalement de roches sédimentaires. Les argiles et les schistes prédominent ici, et les roches sableuses, carbonatées et volcaniques sont largement représentées. Dans la couche sédimentaire, il y a des dépôts de tels minéral, comme le charbon, le gaz, le pétrole. Tous sont d'origine biologique. Par exemple, le charbon est un produit de la transformation de plantes des temps anciens. L'épaisseur de la couche sédimentaire varie considérablement - d'une absence totale dans certaines zones terrestres à 20-25 km dans les dépressions profondes.

Riz. 7. Classification des roches par origine

Couche "Granit" se compose de roches métamorphiques et ignées, similaires dans leurs propriétés au granite. Les plus courants ici sont les gneiss, les granites, les schistes cristallins, etc. La couche granitique ne se retrouve pas partout, mais sur les continents où elle s'exprime bien, son épaisseur maximale peut atteindre plusieurs dizaines de kilomètres.

Couche "Basalte" formé de roches proches des basaltes. Ce sont des roches ignées métamorphisées, plus denses que les roches de la couche « granite ».

L'épaisseur et la structure verticale de la croûte terrestre sont différentes. Il existe plusieurs types de croûte terrestre (Fig. 8). Selon la classification la plus simple, on distingue la croûte océanique et la croûte continentale.

L'épaisseur de la croûte continentale et océanique varie. Ainsi, l'épaisseur maximale de la croûte terrestre est observée sous systèmes de montagne. Cela fait environ 70 km. Sous les plaines, l'épaisseur de la croûte terrestre est de 30 à 40 km, et sous les océans, elle est la plus fine - seulement 5 à 10 km.

Riz. 8. Types de croûte terrestre : 1 - eau ; 2- couche sédimentaire ; 3—interstratification de roches sédimentaires et de basaltes ; 4 - basaltes et roches ultrabasiques cristallines ; 5 – couche granitique métamorphique ; 6 – couche granulite-mafique ; 7 - manteau normal ; 8 - manteau décomprimé

La différence entre la croûte continentale et océanique dans la composition des roches se manifeste par le fait qu'il n'y a pas de couche de granit dans la croûte océanique. Et la couche basaltique de la croûte océanique est tout à fait unique. En termes de composition rocheuse, elle diffère d’une couche similaire de croûte continentale.

La frontière entre terre et océan (point zéro) n’enregistre pas la transition de la croûte continentale vers la croûte océanique. Le remplacement de la croûte continentale par la croûte océanique se produit dans l'océan à une profondeur d'environ 2 450 m.

Riz. 9. Structure de la croûte continentale et océanique

Il existe également des types de transition de la croûte terrestre - subocéanique et sous-continentale.

Croûte subocéanique situé le long des pentes continentales et des contreforts, on le trouve dans les mers marginales et méditerranéennes. C'est une croûte continentale d'une épaisseur allant jusqu'à 15 à 20 km.

Croûte sous-continentale situés, par exemple, sur des arcs insulaires volcaniques.

Basé sur des matériaux sondage sismique - la vitesse de passage des ondes sismiques - nous obtenons des données sur la structure profonde de la croûte terrestre. Oui, Kola puits ultra profond, qui a permis pour la première fois de voir des échantillons de roches à plus de 12 km de profondeur, a apporté beaucoup de choses inattendues. On a supposé qu'à une profondeur de 7 km, une couche de « basalte » devrait commencer. En réalité, il n'a pas été découvert et les gneiss prédominaient parmi les roches.

Changement de température de la croûte terrestre avec la profondeur. La couche superficielle de la croûte terrestre a une température déterminée par la chaleur solaire. Ce couche héliométrique(du grec hélio - Soleil), connaissant des fluctuations saisonnières de température. Son épaisseur moyenne est d'environ 30 m.

Ci-dessous se trouve une couche encore plus fine, caractéristique qui est une température constante correspondant à la température moyenne annuelle du site d'observation. La profondeur de cette couche augmente dans les climats continentaux.

Encore plus profondément dans la croûte terrestre se trouve une couche géothermique dont la température est déterminée par chaleur interne Terre et augmente avec la profondeur.

L'augmentation de la température est principalement due à la désintégration des éléments radioactifs qui composent les roches, principalement le radium et l'uranium.

L’augmentation de la température des roches avec la profondeur est appelée gradient géothermique. Elle varie dans une plage assez large - de 0,1 à 0,01 °C/m - et dépend de la composition des roches, de leurs conditions d'apparition et d'un certain nombre d'autres facteurs. Sous les océans, la température augmente plus rapidement avec la profondeur que sur les continents. En moyenne, tous les 100 m de profondeur, il fait plus chaud de 3 °C.

L’inverse du gradient géothermique s’appelle étape géothermique. Elle se mesure en m/°C.

La chaleur de la croûte terrestre est une source d’énergie importante.

La partie de la croûte terrestre qui s'étend jusqu'aux profondeurs accessibles aux formes d'étude géologique entrailles de la terre. L'intérieur de la Terre nécessite une protection particulière et une utilisation judicieuse.

Dans les années 80 du siècle dernier, le scientifique américain Clark a entrepris de déterminer la composition chimique moyenne de la croûte terrestre. Pour ce faire, il a rassemblé toutes les analyses chimiques des roches connues à son époque et en a tiré une moyenne. Bien sûr, Clark savait que diverses roches, meubles et molles, comme le sable ou l'argile, et dures, comme le granit ou le basalte, sont réparties de manière très inégale à la surface de la Terre : certaines roches constituent de vastes zones. la surface de la terre, d'autres sont rares et uniquement sous forme de petites taches. Par exemple, plus de la moitié de la superficie du Canada, presque toute la Suède et toute la Finlande sont recouverts d'affleurements continus de granit à la surface de la Terre. De vastes zones sont composées de granites et de roches similaires en Afrique, Amérique du Sud, Inde, Australie et ailleurs. En même temps, il existe de telles roches (par exemple, des roches alcalines contenant quantités accrues potassium ou sodium), que l'on trouve à la surface de la Terre uniquement sous la forme de petites taches individuelles dont la superficie totale pour tous les continents ne dépasse pas plusieurs centaines de milliers de kilomètres carrés.

Mais Clark, faisant ses calculs, partait de l'hypothèse que plus une roche particulière se trouve souvent à la surface de la Terre, plus d'échantillons de celle-ci sont soumis à une analyse chimique et que, par conséquent, le nombre relatif d'analyses chimiques pour chaque roche reflète assez bien l'abondance relative des roches en surface.

Par la suite, de nombreux scientifiques ont souligné que cette hypothèse audacieuse de Clark ne pouvait pas être considérée comme correcte : certaines des roches les plus rares étaient soumises à des recherches chimiques de manière disproportionnée précisément parce que, en raison de leur rareté et de leur caractère inhabituel, elles attiraient davantage l'attention des géologues. Comme l'ont montré des études ultérieures, les données obtenues par Clark, en moyenne sur 6 000 analyses, pour les éléments chimiques les plus courants se sont révélées proches de la vérité. Les valeurs qu'il a obtenues pour des éléments moins courants ont ensuite été considérablement modifiées. Pour honorer les mérites de Clark, qui le premier nous a présenté, au moins approximativement, la composition chimique générale de la surface terrestre, les scientifiques ont convenu d'appeler le pourcentage d'un élément dans la croûte terrestre le « clark » de cet élément. Le tableau de Clark a été publié en 1889.

Le géologue finlandais Cederholm a tenté de calculer la composition chimique moyenne de la croûte terrestre, en tenant compte de la taille relative de la surface occupée par chaque roche. Il ne pouvait pas faire cela pour l'ensemble du globe et limitait ses calculs au seul territoire de la Finlande. L'écart avec les données de Clark s'est avéré assez important. Par exemple, la teneur moyenne en silice (SiO 2) des roches finlandaises de Söderholm était de 67,70 %, tandis que celle de Clarke dans les roches du monde entier était de 60,58 %. Au contraire, la teneur en alumine (Al 2 O 3), sesquioxyde de fer (Fe 2 O 3), oxydes de calcium (CaO), magnésium (MgO), sodium (Na 2 O) s'est avérée nettement inférieure à ce que Clark supposait. .

Depuis lors, de nombreux scientifiques éminents se sont engagés à clarifier les données sur la composition chimique de la croûte terrestre : à l'étranger - Washington, Vokht, I. et V. Noddaki, Goldschmidt, Geveshi, etc., dans notre pays - V.I. Vernadsky, A.E. Fersman , V.G. Khlopin, A.P. Vinogradov et autres. Des tableaux de Clark de tous les éléments particulièrement précis ont été compilés Académicien soviétique A.E. Fersman.

Le tableau montre la teneur (en pourcentage en poids) des éléments les plus courants dans la croûte terrestre. Il n’y en a que 12 ici ; les 80 éléments restants constituent une fraction insignifiante du poids de la croûte terrestre.

Composition moyenne de la croûte terrestre (selon A. E. Fersman)

Pourcentage de poids

En effet, si l'on rapportait les valeurs de Clarke de tous les éléments, la première chose qui attirerait notre attention est l'inégalité de leur répartition. La quantité d'oxygène, l'élément le plus courant, atteint 49,13 % (en poids) et le protactinium n'est que de 7∙10 -11 %. Les éléments les plus courants ont des valeurs Clarke des milliards de fois supérieures à celles des éléments les plus rares. Cette répartition inégale des éléments chimiques peut être illustrée d’une autre manière. Si l'on range les éléments par ordre décroissant de leur Clarke, on voit que les trois premiers éléments (oxygène, silicium et aluminium) représentent 82,58 % en poids, les neuf premiers éléments représentent 98,13 % et les douze premiers - 99,29 %. La même chose peut être exprimée graphiquement.

Ainsi, on voit que la croûte terrestre en poids contient près de la moitié de l'oxygène, environ un quart du silicium, un treizième aluminium, un vingt-quatrième fer, etc. Compte tenu de la grande taille des atomes d'oxygène, on peut dire que la croûte terrestre, comme briques, est construit à partir d’atomes d’oxygène et ce n’est que dans les espaces entre eux, comme pour les cimenter, que se trouvent d’autres éléments.

À partir de la teneur moyenne en éléments, il n’est pas difficile de calculer leurs masses absolues contenues dans un volume particulier dont la composition correspond à la composition moyenne de la croûte terrestre. Ainsi, on peut déterminer que 1 km 3 de roches contiendra en moyenne : fer 130 ∙ 10 6 tonnes, aluminium 230 ∙ 10 6 tonnes, cuivre 260 000 tonnes, étain 100 000 tonnes, etc.

Les éléments qui composent la croûte terrestre se trouvent dans diverses combinaisons les uns avec les autres. Ces composés, formés à la suite de processus naturels, sont appelés minéraux. Au total, plusieurs milliers de minéraux sont connus, mais seules quelques dizaines d'entre eux sont les plus répandus. Ici encore, nous constatons la même disproportion dans la répartition des divers minéraux que dans la répartition des éléments individuels.

La prédominance de l'oxygène, du silicium et de l'aluminium dans la croûte terrestre détermine que la plupart des minéraux appartiennent à la catégorie silicates Et aluminosilicates, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un sel d'acides silicique et aluminium-silicique. De plus, les sulfures, les sulfates et les oxydes sont courants parmi les minéraux.

Un exemple d'acide aluminosilicique (qui n'existe pas sous forme libre) est le composé H 2 Al 2 Si 2 O 8, ou (s'il est écrit sous la forme d'une combinaison d'oxydes) H 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 2SiO 2 . Parmi les acides siliciques, il y a : l'acide orthosilicique H 4 SiO 4, ou 2H 2 O ∙ SiO 2, et l'acide métasilicique H 2 SiO 3, ou H 2 O ∙ SiO 2.

En remplaçant l'hydrogène de l'acide aluminosilicique par du potassium, du sodium ou du calcium, des minéraux appelés feldspaths. Un exemple de feldspath est l'orthose minérale, qui a la composition K 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2.

Les aluminosilicates hydratés forment divers mica, à la fois clairs (contenant du potassium ou du sodium) et foncés (avec du magnésium et du fer). Par exemple, le mica léger ou la muscovite a la composition : K 2 O ∙ 3Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 ∙ 2H 2 O.

En remplaçant l'hydrogène des acides siliciques par du magnésium, du fer et du calcium, on obtient des minéraux de couleur foncée - olivines, pyroxènes Et amphiboles.

Les statistiques montrent que les minéraux les plus courants dans la croûte terrestre sont les feldspaths (55,0 %). Les méta- et ortho-silicates forment 15 % et le quartz (SiO 2) - 12 %. Parmi les autres minéraux, les micas (3 %) et la magnétite (Fe 3 O 4) ainsi que l'hématite (Fe 2 O 3) (3 %) sont relativement courants. Il y a beaucoup moins d'autres minéraux dans la croûte terrestre. La plupart des minéraux ont une composition cristalline.

Les minéraux présents dans la croûte terrestre ne sont pas répartis au hasard. Ils sont regroupés en associations naturelles, formant ce qu'on appelle rochers. La roche est, par exemple, du granite, caractérisé par une certaine association de minéraux, parmi lesquels prédominent les feldspaths, le quartz et les micas. Il existe des roches constituées presque ou entièrement d’un seul minéral. Tel est, par exemple, le quartzite, constitué presque entièrement de quartz, ou le marbre, composé presque exclusivement de calcite seule. Le plus souvent, cependant, plusieurs minéraux sont impliqués dans la roche, répartis plus ou moins uniformément dans un certain rapport quantitatif.

Les roches qui composent la croûte terrestre sont divisées en groupes selon leur origine. La majeure partie de la croûte terrestre est composée de roches d'origine ignée, formé à la suite de la pénétration dans la croûte terrestre depuis les profondeurs ou de l'effusion à la surface et de la solidification de masses rocheuses en fusion. Ce groupe comprend de nombreuses roches : granite, basalte, andésite, diorite, etc.

Plusieurs pour cent de la croûte terrestre est plissée roches sédimentaires, formé à la suite du dépôt et de l'accumulation de matières minérales à la surface de la Terre, principalement au fond des bassins marins, mais aussi au fond des lacs, des rivières, dans les marécages et simplement à la surface des terres.

Enfin, répandu dans la croûte terrestre roches métamorphiques, qui sont le résultat de changements chimiques et physiques dans les roches sédimentaires sous l'influence de températures et de pressions élevées. Les roches sédimentaires subissent de tels changements où elles s'enfoncent à de grandes profondeurs lors de l'affaissement de la croûte terrestre et, étant enfouies sous de lourdes couches de roches ultérieures, se retrouvent dans une zone de températures et de pressions élevées. De plus, les roches métamorphiques se forment là où le magma en fusion pénètre dans les roches sédimentaires et les affecte par sa température et également chimiquement.

L'appartenance d'une roche à l'un ou l'autre groupe génétique laisse une empreinte sur sa composition minéralogique et sa composition interne.

Les roches d'origine ignée sont à leur tour divisées en roches intrusives, ou intrusives, et extrusives, ou effusives. Les roches intrudées sont le résultat de la solidification de roches en fusion. matière minéraleà une certaine profondeur sous la surface de la Terre. Nous ne pouvons les voir qu'après que les roches sus-jacentes ont été détruites par l'érosion et que la masse de roche intruse (appelée intrusion) est exposée à la surface. Les roches intrudées sont généralement caractérisées par une composition cristalline grossière et dense et les tailles des cristaux des différents minéraux sont généralement proches: de 0,2 à 1 cm. Une roche typique de ce groupe est le granit - généralement la roche la plus courante. parmi les rochers intrusés.

Les roches en éruption, parmi lesquelles le basalte est le plus courant, se caractérisent soit par une composition vitreuse et amorphe, soit par une composition finement cristalline, formée à la suite de la décristallisation du verre volcanique au fil du temps. La solidification rapide après l'éruption à la surface empêche la formation de gros cristaux dans les roches en éruption.

Selon leur composition, les roches ignées, intrudées et éclatées, sont divisées en acides, intermédiaires, basiques et ultrabasiques, en fonction de leur teneur en silice.

Dans les roches acides, il y a plus de 65 % de silice, dans les roches moyennes - de 52 à 65 %, dans les roches basiques - de 40 à 52 % et dans les roches ultrabasiques - moins de 40 %. Il est intéressant de noter que parmi les roches intrudées, la roche acide, le granit, prédomine nettement, tandis que parmi les roches déversées, la roche principale, le basalte, prédomine. Les races moyennes sont relativement rares. Les roches alcalines enrichies en potassium et en sodium sont également généralement isolées.

Les roches sédimentaires sont généralement divisées en trois groupes génétiques : clastiques, organogènes et chimiques. Les premiers d'entre eux sont les produits de la destruction mécanique d'autres roches, du mouvement et de la redéposition de leurs fragments. Parfois (par exemple dans les brèches et les galets), nous avons affaire à l'accumulation de gros fragments restés anguleux ou ayant subi un arrondi. Dans d'autres cas, la roche clastique est composée de petits fragments minéraux, comme le grès. Enfin, il arrive souvent que des fragments de minéraux soient usés en une masse extrêmement fine qui, après redéposition par l'eau, forme de l'argile. La composition minéralogique des roches clastiques dépend de la composition de la roche d'origine, ainsi que de la solidité des minéraux individuels et de leur résistance à l'abrasion et à la dissolution pendant le transport. Le quartz étant le minéral le plus dur et le plus abondant, une partie importante des roches clastiques est constituée de petits ou grands fragments de quartz.

Les roches sédimentaires organogènes sont formées par l'accumulation de restes d'organismes. Le rôle principal En même temps, les squelettes des organismes jouent. Dans les organismes marins, ils sont majoritairement calcaires ; ce sont des coquilles, des segments, des coquilles, des aiguilles, etc. Les calcaires se forment à partir de l’accumulation de squelettes calcaires d’organismes. Les restes de certains organismes ont une composition différente : siliceuse, phosphatée, ferrugineuse, etc. Conformément à cela, les roches organogènes ont des compositions différentes : à côté des calcaires, on trouve des diatomites et opokas siliceuses, des phosphorites, etc.

Les roches sédimentaires organogènes comprennent également le charbon, les schistes bitumineux et le pétrole, qui sont des produits de la transformation dans la terre des restes de matière molle végétale et animale.

Les roches chimiques dans leur formation sont principalement associées à la précipitation chimique de sels provenant de solutions aqueuses. Depuis solutions saturées, trouvé dans certains lacs et lagunes marines, tombe sel, sels de gypse, de calcite, de sulfate et de chlore de magnésium, calcium, potassium, ainsi que divers sels de composition complexe.

Les roches métamorphiques se forment lorsque les roches sédimentaires de la croûte terrestre entrent en contact avec du magma en fusion. Ils apparaissent également dans les zones profondes de la croûte terrestre, où règnent partout des températures élevées. Le phénomène de métamorphisme est facilité par l'écrasement simultané de la roche ou sa fissuration sous l'influence de la pression agissant dans la croûte terrestre. Les roches métamorphiques, selon le degré de métamorphisme, présentent une composition intermédiaire entre les roches sédimentaires et ignées. Lorsque la roche sédimentaire est fortement chauffée et qu’une pression lui est appliquée, la première chose qui se produit est la recristallisation de la roche. Les composants amorphes y passent. état cristallin, les petits cristaux s'unissent et deviennent plus gros. Un exemple typique est la transformation du calcaire en marbre, une roche de calcite dense et grossièrement cristalline.

Lors de la recristallisation, un réarrangement de certains ions se produit et la formation de nouveaux composés auparavant absents dans la roche sédimentaire. Par exemple, lors de la métamorphose d'un calcaire contenant un mélange de quartz (généralement sous forme de grains de sable ou sous forme d'inclusions de silicium), la wollastonite minérale - silicate de calcium (CaSiO 3) - se forme souvent.

Du magma agissant sur les roches sédimentaires, des gaz et des liquides sont libérés qui, pénétrant dans les roches environnantes, peuvent provoquer diverses des modifications chimiques. Dans ces conditions, les roches sédimentaires peuvent par exemple subir une silicification, c'est-à-dire se saturer en quartz lorsque des gaz ou des solutions apportent de la silice.

La pression qui se développe dans la croûte terrestre sous l'influence des forces tectoniques (voir ci-dessous) écrase les roches. En conséquence, les roches acquièrent souvent une structure schisteuse - elles sont divisées en fines plaques ou tuiles parallèles. Ce processus s'accompagne généralement de la formation de nouveaux minéraux plats (mica, chlorite, etc.). C'est ainsi que se forment divers schistes métamorphiques.

Il convient de dire quelques mots sur les minerais. C'est le nom donné aux minéraux dans lesquels la teneur en certains métaux est suffisante pour leur isolement pratique. Minerai de fer- ce sont des minéraux à teneur en fer assez élevée, du minerai de molybdène - des minéraux à teneur en molybdène assez élevée, etc. Le pourcentage de métal requis pour qu'un minéral donné soit considéré comme un minerai est extrêmement différent pour différents métaux, ainsi que pour différents conditions de leur apparition dans l'écorce de terre Dans certains cas, l'exploitation minière est effectuée lorsque la teneur en métal souhaité dans le minerai est mesurée en petites fractions de pour cent ; dans d'autres cas, des dizaines de pour cent de la teneur en métal sont nécessaires pour que le minerai attire l'attention des géologues. Les exigences relatives à la qualité du minerai changent également à mesure que la technologie de son extraction et de son enrichissement s'améliore.

Les minerais sont très différents dans leur composition chimique : beaucoup d'entre eux appartiennent au groupe des sulfates (par exemple, réalgar HgS - minerai de mercure), d'autres sont des oxydes (par exemple, hématite Fe 2 O 3 - minerai de fer), des silicates, des carbonates. , ou avoir une composition complexe .

En plus composition chimique minerais, la concentration est extrêmement importante grand nombre les à l'intérieur de l'un ou l'autre volume de roches. Si des minerais uniques sont dispersés dans un grand volume de roches éloignés les uns des autres, l'extraction de ces minéraux est alors extrêmement peu rentable, voire tout simplement impossible. C’est une autre affaire s’ils sont situés à proximité, dans une masse dense, et il est relativement facile de les extraire en grande quantité en construisant des mines et des galeries. Les accumulations de minerais dont l’exploitation est rentable sont appelées gisements de minerai.

Les accumulations de minerais (gisements de minerai) se forment dans la croûte terrestre de différentes manières. Beaucoup d'entre eux apparaissent lorsque des roches ignées et les solutions aqueuses chaudes qui les accompagnent remontent des profondeurs, d'autres sont concentrés dans les roches sédimentaires et d'autres encore se trouvent dans les roches métamorphiques. À l'avenir, en examinant les processus qui se développent dans la croûte terrestre, nous parlerons brièvement des conditions de formation des minerais et autres minéraux.

Établissement d'enseignement municipal "École secondaire p. Novopushkinskoe"

Scénario pour un cours de géographie sur le thème :

"De quoi est faite la croûte terrestre"

Préparé et réalisé :

Professeur de géographie

jequalification

2017

Sujet de la leçon : De quoi est faite la croûte terrestre ?

Cible: Former chez les élèves une compréhension de la diversité des roches et des minéraux.

Tâches:

1. Continuez à vous forger des idées sur la structure de la croûte terrestre,

2. S'assurer que les élèves acquièrent la connaissance des termes : « minéraux », « roches », les roches les plus courantes, les minéraux Région de Saratov, propriétés des roches et des minéraux.

3. Créer les conditions du développement de la parole, des compétences pour travailler en groupe, faire une analogie entre les objets et les symboles les désignant

4. Promouvoir la camaraderie et la compréhension dans le travail de groupe.

Type de cours : apprendre du nouveau matériel

Équipement: collections de roches et de minéraux, carte physique hémisphères, présentation multimédia,Géographie.Cours élémentaire : 5e année : manuel pour les étudiants des établissements d'enseignement général/A.A. Letyagin; édité par V.P. Dronov. – M. : Ventana – Graf, 2016.

Pendant les cours :

je .Organisation du temps (accueil des élèves, vérification de l'état de préparation au cours, remplissage d'un journal météo, d'un tableau phénologique).

II .Répétition.

Les étudiants passent une épreuve écrite dans le « Journal d'un géographe-éclaireur » (dessin d'un schéma d'un volcan).

Questionnaire:

1. Le plus grand massif de la croûte terrestre (continent).

2. Quel est le nom de notre planète ? (Terre)

3. Que se passe-t-il dans le ciel après la pluie ? (Arc-en-ciel)

4.La couche supérieure du sol sur laquelle poussent les plantes ? (le sol)

5. Quel est le nom de la ligne inaccessible ? (horizon)

6. Capacité à trouver les côtés de l’horizon ? (orientez-vous)

7. Il ne connaît pas le chagrin, mais il pleure amèrement (nuage)

III . Fixation d'objectifs.

Comment s’appelle la lithosphère ?

De quelles parties se compose-t-il ?

Quelle est la structure de la croûte et du manteau terrestre ?

Sur l'écran de la présentation, l'enseignant affiche des minéraux et des roches.

Les gars, que voyez-vous sur l'écran (réponses des enfants)

En étudiant le cours « Le monde qui vous entoure », vous avez appris que tout objets naturels constitués de substances. Donner des exemples de substances (réponses des enfants)

IV .Développement primaire

- Aujourd'hui, en classe, nous explorerons la variété de roches et de minéraux et découvrirons les ressources minérales de notre région.

Retrouvez à la page 41 du manuel quelles sortes de roches existent selon les conditions d'enseignement (réponses des enfants)

En fonction de leur origine, les roches et les minéraux peuvent être divisés en roches ignées, sédimentaires et métamorphiques (sur la diapositive de la présentation).

1. Travail indépendant en groupe

1 groupe. Pages 41-42 du manuel

Les roches ignées se sont formées à la suite de la solidification du magma à la surface et dans les profondeurs de la Terre.

Profond

Répandu

Groupe 2 pp. 42-43 du manuel

Les roches sédimentaires se forment à la surface de la Terre à la suite du dépôt de fragments de roches dans l'eau et sur terre.

Roches clastiques sédimentaires

Origine chimique sédimentaire

Organique origine sédimentaire(grès, calcaires).

Groupe 3, page 43 du manuel

Les roches métamorphiques sont des roches qui ont subi des changements importants sous l'influence de températures et de pressions élevées.

Calcaire - marbre,

Grès – quartzite,

Granit – gneiss

2. Atelier en petits groupes utilisant la collection de roches et minéraux « Propriétés des roches et minéraux ».

3. Roches et minéraux de la région de Saratov (en présentation)

Pétrole, gaz, argile, sable, grès, phosphorites, tourbe, schiste bitumineux, sel de table et de potassium, or. calcaire, craie

4. Sécurisez le matériel :

Quelles roches et minéraux de la région de Saratov connaissez-vous ?

De quoi est composée la croûte terrestre ?

En quels groupes les roches et les minéraux sont-ils divisés selon leur origine ?

En quels groupes les roches ignées sont-elles divisées ?

En quels groupes les roches sédimentaires sont-elles divisées ?

Comment se forment les roches métamorphiques ?

V .Résumé de la leçon, notation.

VI . Réflexion Ils élèvent un smiley avec une expression faciale différente, ce qui indique clairement si vous avez aimé ou non la leçon.

VII .Devoirs: Paragraphe 8, faites des mots croisés « Rochers »

(pas plus de 15 mots), page 45 retour 6, géographie vidéo, Projet "Formation rocheuse"

Application

Atelier en petits groupes utilisant une collection de roches et minéraux « Propriétés des roches et minéraux »

origine

couleur

briller

transparence

dureté

Étudier structure interne planètes, y compris notre Terre, est une tâche extrêmement difficile. Nous ne pouvons pas physiquement « forer » la croûte terrestre jusqu’au noyau de la planète, c’est pourquoi toutes les connaissances que nous avons acquises à ce sujet ce moment- c'est une connaissance obtenue « par le toucher », et de la manière la plus littérale.

Comment fonctionne l'exploration sismique à l'aide de l'exemple de l'exploration des champs pétrolifères. Nous « appelons » la terre et « écoutons » ce que le signal réfléchi va nous apporter

Le fait est que le moyen le plus simple et le plus fiable de découvrir ce qui se trouve sous la surface de la planète et qui fait partie de sa croûte est d'étudier la vitesse de propagation. ondes sismiques dans les profondeurs de la planète.

On sait que la vitesse des ondes sismiques longitudinales augmente dans les milieux plus denses et diminue au contraire dans les sols meubles. Ainsi, connaissant les paramètres différents types roches et après avoir calculé les données sur la pression, etc., en « écoutant » la réponse reçue, vous pouvez comprendre par quelles couches de la croûte terrestre le signal sismique est passé et à quelle profondeur elles se trouvent sous la surface.

Étudier la structure de la croûte terrestre à l'aide d'ondes sismiques

Les vibrations sismiques peuvent être provoquées par deux types de sources : naturel Et artificiel. Les sources naturelles de vibrations sont les tremblements de terre dont les ondes transportent information nécessaire sur la densité des roches à travers lesquelles ils pénètrent.

L'arsenal de sources artificielles de vibrations est plus étendu, mais tout d'abord, les vibrations artificielles sont provoquées par une explosion ordinaire, mais il existe également des méthodes de travail plus « subtiles » - générateurs d'impulsions dirigées, vibrateurs sismiques, etc.

Réalisation d'opérations de dynamitage et étude des vitesses des ondes sismiques étude sismique- l'une des branches les plus importantes de la géophysique moderne.

Qu'a donné l'étude des ondes sismiques à l'intérieur de la Terre ? L'analyse de leur répartition a révélé plusieurs sauts dans le changement de vitesse lors du passage dans les entrailles de la planète.

la croûte terrestre

Le premier saut, dans lequel les vitesses augmentent de 6,7 à 8,1 km/s, selon les géologues, est enregistré base de la croûte terrestre. Cette surface se situe à différents endroits de la planète à différents niveaux, de 5 à 75 km. La limite entre la croûte terrestre et la coquille sous-jacente, le manteau, est appelée "Surfaces Mohorovicic", du nom du scientifique yougoslave A. Mohorovicic qui l'a créé le premier.

Manteau

Manteau se trouve à des profondeurs allant jusqu'à 2 900 km et est divisé en deux parties : supérieure et inférieure. La limite entre le manteau supérieur et le manteau inférieur est également enregistrée par un saut dans la vitesse de propagation des ondes sismiques longitudinales (11,5 km/s) et se situe à des profondeurs de 400 à 900 km.

Le manteau supérieur a structure complexe. Dans sa partie supérieure se trouve une couche située à des profondeurs de 100 à 200 km, où les ondes sismiques transversales s'atténuent de 0,2 à 0,3 km/s et où les vitesses des ondes longitudinales ne changent pratiquement pas. Cette couche est nommée guide d'ondes. Son épaisseur est généralement de 200 à 300 km.

La partie du manteau supérieur et de la croûte qui se trouve au-dessus du guide d'ondes est appelée lithosphère, et la couche de vitesses réduites elle-même - asthénosphère.

Ainsi, la lithosphère est une coque rigide et solide reposant sur une asthénosphère plastique. On suppose que les processus se produisent dans l'asthénosphère provoquant un mouvement lithosphère.

La structure interne de notre planète

Le noyau terrestre

A la base du manteau, on observe une forte diminution de la vitesse de propagation des ondes longitudinales de 13,9 à 7,6 km/s. A ce niveau se situe la frontière entre le manteau et Le noyau terrestre, plus profonde au-delà de laquelle les ondes sismiques transversales ne se propagent plus.

Le rayon du noyau atteint 3500 km, son volume : 16 % du volume de la planète, et sa masse : 31 % de la masse de la Terre.

De nombreux scientifiques pensent que le noyau est à l’état fondu. Sa partie extérieure est caractérisée par des valeurs fortement réduites des vitesses des ondes longitudinales ; dans la partie intérieure (avec un rayon de 1 200 km), les vitesses des ondes sismiques augmentent à nouveau jusqu'à 11 km/s. La densité des roches centrales est de 11 g/cm 3 et elle est déterminée par la présence d'éléments lourds. Donc élément lourd peut-être du fer. Très probablement, le fer est partie intégrante noyaux, car un noyau de fer pur ou de composition fer-nickel doit avoir une densité supérieure de 8 à 15 % à la densité du noyau existant. Par conséquent, l’oxygène, le soufre, le carbone et l’hydrogène semblent être attachés au fer dans le noyau.

Méthode géochimique pour étudier la structure des planètes

Il existe une autre façon d'étudier la structure profonde des planètes : méthode géochimique. L'identification des différentes coquilles de la Terre et d'autres planètes terrestres selon des paramètres physiques trouve une confirmation géochimique assez claire basée sur la théorie de l'accrétion hétérogène, selon laquelle la composition des noyaux des planètes et de leurs coquilles externes est, pour l'essentiel, initialement différents et dépendent du stade le plus précoce de leur développement.

Suite à ce processus, les plus lourds se sont concentrés dans le noyau ( fer-nickel) composants, et dans les coques extérieures - du silicate plus léger ( chondritique), enrichi dans le manteau supérieur en substances volatiles et en eau.

La caractéristique la plus importante des planètes telluriques (Terre) est que leur enveloppe extérieure, appelée aboyer, se compose de deux types de substances : " continent" - feldspathique et " océanique" - basalte.

Croûte continentale de la Terre

La croûte continentale (continentale) de la Terre est composée de granites ou de roches de composition similaire, c'est-à-dire de roches contenant une grande quantité de feldspaths. La formation de la couche « granitique » de la Terre est due à la transformation de sédiments plus anciens au cours du processus de granitisation.

La couche de granit doit être considérée comme spécifique la coquille de la croûte terrestre - la seule planète sur laquelle les processus de différenciation de la matière avec la participation de l'eau et possédant une hydrosphère, une atmosphère d'oxygène et une biosphère ont été largement développés. Sur la Lune et probablement sur les planètes terrestres, la croûte continentale est composée de gabbro-anorthosites - des roches constituées d'une grande quantité de feldspath, bien que d'une composition légèrement différente de celle des granites.

Les surfaces les plus anciennes (4,0 à 4,5 milliards d’années) des planètes sont composées de ces roches.

Croûte océanique (basaltique) de la Terre

Croûte océanique (basaltique) La terre s'est formée à la suite d'un étirement et est associée à des zones de failles profondes, qui ont conduit à la pénétration des centres basaltiques du manteau supérieur. Le volcanisme basaltique se superpose à une croûte continentale précédemment formée et constitue une formation géologique relativement plus jeune.

Les manifestations du volcanisme basaltique sur toutes les planètes telluriques sont apparemment similaires. Le développement généralisé des « mers » de basalte sur la Lune, Mars et Mercure est évidemment associé à l'étirement et à la formation, à la suite de ce processus, de zones de perméabilité le long desquelles les fontes basaltiques du manteau se sont précipitées vers la surface. Ce mécanisme de manifestation du volcanisme basaltique est plus ou moins similaire pour toutes les planètes telluriques.

Le satellite de la Terre, la Lune, possède également une structure de coque qui reproduit généralement celle de la Terre, même si sa composition présente une différence frappante.

Flux de chaleur de la Terre. Il fait le plus chaud dans les zones de failles de la croûte terrestre et le plus froid dans les zones des anciennes plaques continentales.

Méthode de mesure du flux de chaleur pour étudier la structure des planètes

Une autre façon d'étudier la structure profonde de la Terre est d'étudier ses flux de chaleur. On sait que la Terre, chaude de l’intérieur, cède sa chaleur. Le réchauffement des horizons profonds est mis en évidence par les éruptions volcaniques, les geysers et les sources chaudes. La chaleur est la principale source d'énergie de la Terre.

L'augmentation de la température avec la profondeur à partir de la surface de la Terre est en moyenne d'environ 15 °C par km. Cela signifie qu'à la limite de la lithosphère et de l'asthénosphère, située à environ 100 km de profondeur, la température devrait être proche de 1500°C. Il a été établi qu'à cette température se produit la fonte des basaltes. Cela signifie que la coquille asthénosphérique peut servir de source de magma de composition basaltique.

Avec la profondeur, la température évolue selon une loi plus complexe et dépend de l'évolution de la pression. Selon les données calculées, à une profondeur de 400 km, la température ne dépasse pas 1 600 °C et à la limite du noyau et du manteau est estimée entre 2 500 et 5 000 °C.

Il a été établi que le dégagement de chaleur se produit constamment sur toute la surface de la planète. La chaleur est le paramètre physique le plus important. Certaines de leurs propriétés dépendent du degré d'échauffement des roches : viscosité, conductivité électrique, magnétisme, état de phase. L’état thermique peut donc être utilisé pour évaluer la structure profonde de la Terre.

Mesurer la température de notre planète à de grandes profondeurs est une tâche techniquement difficile, car seuls les premiers kilomètres de la croûte terrestre sont disponibles pour les mesures. Cependant, la température interne de la Terre peut être étudiée indirectement lors de la mesure du flux de chaleur.

Malgré le fait que la principale source de chaleur sur Terre soit le Soleil, la puissance totale du flux de chaleur de notre planète est 30 fois supérieure à la puissance de toutes les centrales électriques de la Terre.

Les mesures ont montré que le flux de chaleur moyen sur les continents et sur les océans est le même. Ce résultat s'explique par le fait que dans les océans, la majeure partie de la chaleur (jusqu'à 90 %) provient du manteau, où le processus de transfert de matière par les flux en mouvement est plus intense - convection.

La convection est un processus dans lequel un fluide chauffé se dilate, devient plus léger et monte, tandis que les couches plus froides coulent. Puisque la substance du manteau est plus proche dans son état de corps solide, la convection s'y produit dans des conditions particulières, à de faibles débits de matière.

Quelle est l’histoire thermique de notre planète ? Son échauffement initial est probablement associé à la chaleur générée par la collision des particules et leur compactage dans leur propre champ de gravité. La chaleur résultait alors de la désintégration radioactive. Sous l'influence de la chaleur, une structure en couches de la Terre et des planètes terrestres est apparue.

De la chaleur radioactive est toujours libérée sur Terre. Il existe une hypothèse selon laquelle, à la frontière du noyau en fusion de la Terre, les processus de fission de la matière se poursuivent encore aujourd'hui avec la libération énorme montanténergie thermique qui réchauffe le manteau.