Kontinental jordskorpe

Overgang af oceanisk og kontinental skorpe på en passiv kontinentale margen (repræsentation stærkt forenklet). Bemærk, at både området med den kontinentale skorpe, den kontinentale blok og området med den oceaniske skorpe hører til den samme litosfæriske plade ("kontinentalplade").

Den kontinentale skorpe , eller kort sagt den kontinentale skorpe , danner litosfærens øverste klippelag i jordens struktur sammen med oceanisk skorpe . Den består af vulkanske klipper med et medium til højt SiO 2- indhold (hovedsagelig granitoider ), delvist tykke sedimenter og de resulterende metamorfe klipper . På grund af den høje andel aluminium (Al) sammenlignet med den oceaniske skorpe og den generelt høje andel silicium (Si) anvendes den forenklede forkortelse Sial (også SiAl ) og navnet SiAl til den kontinentale skorpe (det yderste lag af jord) -lag i brug.

Densiteten af den kontinentale skorpe er ca. 2,7 g / cm 3 lavere end for havbundsskorpen (ca. 3,0 g / cm 3 ). Begge understreges af den litosfæriske kappe , den faste del af den øvre kappe . Skorpen og litosfærisk kappe "flyder" isostatisk på asthenosfæren . Tykkelsen af ​​den kontinentale skorpe er i gennemsnit 35 km under sletter og stiger i henhold til den isostatiske opførsel under høje bjerge til op til 80 km. Tykkelsen af ​​den oceaniske skorpe er betydeligt mindre ved 5-8 km.

Større sammenhængende områder med kontinental skorpe på jordens overflade kaldes kontinentale blokke eller kontinentale flokke, uanset eventuelt havdække . Det geografiske udtryk " kontinent " henviser derimod kun til de tørre ("kontinentale") områder af kontinentale blokke. Områderne på en kontinental blok dækket af havet kaldes hylder . Udtrykket mikrokontinent bruges til mindre "uddrag" af kontinental skorpe .

struktur

Den kontinentale skorpe er opdelt i et øvre, skørt område og et underliggende, duktilt område. Grænsesonen mellem områderne kaldes Conrad diskontinuitet .

Fra en dybde på omkring 10-20 km, tryk og temperatur er så høj, at de vigtigste mineralske komponenter i skorpen, kvarts og feldspat , ikke længere bliver skør når de udsættes for tektoniske stress, men snarere reagerer sejt gennem krybende på krystal grænser eller omkrystallisation . I det duktile område kan jordskorpen deformeres plastisk , dvs. problemfrit og permanent . Overgangszonens position afhænger af varmestrømmen og væskeindholdet i jordskorpen. I igneøst aktive områder med øget varmestrøm og højere væskekoncentration begynder det duktile område i en lavere dybde, hvilket gør jordskorpen lettere at deformere.

Bunden af ​​skorpen er afgrænset af Mohoroviči ( Moho ) diskontinuitet . Nedenunder er den litosfæriske kappe, der er solid til en dybde på omkring 80-120 km, og sammen med jordskorpen bygger den litosfæriske plader op. En lav grad af smeltning får asthenosfæren ( jordens kappe ) til at reagere plastisk og muliggør således de litosfæriske plader til at skifte, hvorved den nedre lithosfære sandsynligvis også kan have mobilitet ud over skorpen (på grund af delaminering eller forskydning).

Kemisk sammensætning

Hyppighed af kemiske grundstoffer i den kontinentale skorpe (massefraktion)

Jordskorpen er ikke kemisk homogen og er opdelt i en øvre skorpe i Felsic , som omtrent har sammensætningen af ​​en granit og en nedre skorpe med ukendt sammensætning. Der er forskellige modeller for sammensætningen af den nedre skorpe, som opfordring til en rockic, mellemliggende eller mafisk overordnede sammensætning for den samlede skorpe . Da den øvre skorpe, som allerede nævnt, er Felsic, kræver disse modeller derfor en mere mafisk nedre skorpe, og den øvre skorpe vil derfor kun være et resultat af post- orogen magmatisme (se S-type granit ).

Maksimal alder og oprindelse

Den første kontinentale skorpe blev dannet i Hadean . Det ældste bevarede mineralstof på jorden er nogle små zirkonkorn med en alder på op til 4,4 milliarder år ( Ga ). Disse er såkaldte detritiske zirkoner, som i dag findes i Jack Hills i det vestlige Australien i metamorfe sedimentære klipper (metasedimenter), men deres aflejringsperiode anslås til at være omkring 3 Ga (de er ikke længere i deres oprindelige miljø). Resultaterne af undersøgelserne af forholdet mellem de stabile isotoper indeholdt i dem ( δ 18 O , 176 Hf / 177 Hf) og af fremmede mineralmikroindeslutninger (inklusive kaliumfeltspar , kvarts og monazit ). blev delvist fortolket som bevis for eksistensen af ​​allerede stærkt differentieret granitisk kontinental skorpe og kemisk forvitring under indflydelse af koldt overfladevand på den tidlige "ur-jord". Imidlertid er disse fortolkninger ikke ubestridte, og der er kun generel enighed om, at zirkoner engang ikke krystalliserede i oprindelig, men i det mindste moderat differentieret skorpe eller i det mindste mellemliggende vulkanske klipper . Baseret på beviset for diamantindeslutninger i 4.25 Ga gamle, detritiske zirkoner fra metasedimenterne i Jack Hills, er det meget sandsynligt, at der på dette tidspunkt allerede eksisterede mindst to kontinentale blokke, der kolliderede med hinanden.

Det antages, at der fra hav-hav-plader dannedes kollisioner, hvor øbuer dannedes, som gennem øbue-vulkanisme, gensidig stødning af øbuer og underbrydning af oceanisk skorpe fandt sted en skorpe-fortykning, og disse øbuer blev langsomt mere og mere kontinentale gennem yderligere " orogener ". De ældste kendte jordbaserede klipper på jorden i Nuvvuagittuq greenstone-bæltet (kontroversiel datering: 4.03 Ga) indikerer, at den første kontinentale skorpe blev dannet ved at smelte nedsænket oceanisk skorpe. På grund af den højere kappetemperatur, som antages i perioden mellem 4,5 Ga og 3,0 Ga, blev sandsynligvis omkring to tredjedele af den nuværende skorpe dannet i denne periode. Derefter faldt temperaturen på jordens kappe, så mindre eller ingen smeltning af subduktioneret oceanisk skorpe kunne finde sted i subduktionszoner (se også TTG-kompleks eller Adakit ). I overensstemmelse med denne teori fremstår eklogitter som usmeltede klipper i havskorpen kun fra omkring 3 Ga og fremefter.

Dagens mangel på store dele af skorpen, der blev dannet på det tidspunkt, skyldes det faktum, at en stor del af nutidens skorpeberg blev "genanvendt" igen i forbindelse med bjergformationer eller gennem klippecyklussen og faktisk går tilbage til betydeligt ældre skorpe. I de fleste af jordens kælderkomplekser kan der for eksempel findes meget ældre zirkoner i klipperne, hvilket antyder, at det originale materiale ( protolit ) er meget ældre (se også tysk kælder ). Derfor skal den kontinentale skorpe, som den normalt findes i dag, have været formet og overtrykt af en hel række forskellige geologiske processer. Øbuer og / eller oceaniske plateauer kan stå ved startpunktet for skorpens udvikling , som på grund af deres relativt lave tæthed ikke subduceres under pladens bevægelser, men tilvækst til hinanden eller til eksisterende kontinentale kerner på overfladen af jorden. Under den tilsvarende bjergdannelse udvikles blandt andet for det meste granitoid delvis smeltning i den nederste skorpe. Den tilknyttede udtømning af SiO 2 i de lavere skorpeniveauer og afviklingen af ​​granitoid plutoner i højere skorpeniveauer fører til lodret differentiering med dannelsen af ​​en mere stenisk (sur) øvre skorpe og en mere mafisk (basisk) lavere skorpe. Hvis tætheden af ​​den lavere skorpe øges yderligere gennem eklogitisering , kan den forskydes og synke ned i jordens kappe (delaminering).

Det menes, at store dele af skorpen kun blev løftet fra havet for 2,5 milliarder år siden.

temperatur

Den naturlige gennemsnitlige varmestrømstæthed ved jordoverfladen er 0,065 W / m². Dette svarer til en gennemsnitlig geotermisk gradient , dvs. en gennemsnitlig stigning i temperatur med dybde, på 3 K pr. 100 m. Afhængigt af den regionale geologiske situation (dominerende klippetype, skorpetykkelse) kan disse værdier dog overskrides væsentligt eller underskåret.

litteratur

  • Kent C. Condie: Oprindelsen til jordskorpen . Palæogeografi, Palæoklimatologi, Palæoøkologi. Vol. 75, nr. 1-2 (Special Issue The Long Term Stability of the Earth System ), 1989, s. 57-81, doi: 10.1016 / 0031-0182 (89) 90184-3 .
  • Peter Giese (red.): Hav og kontinenter. Deres oprindelse, deres historie og struktur . Spectrum of Science Verlag, Heidelberg 1987, ISBN 3-922508-24-3 , s. 1-248 .
  • F. Press , R. Siever : Forstå Jorden . WH Freeman, New York 2000.

Individuelle beviser

  1. ↑ Bemærk: I geologisk sprogbrug bruges udtrykket "kontinent" ofte synonymt med udtrykket "kontinentalt blok" eller "kontinentalt klods", der bruges her.
  2. ↑ http://www.mantleplumes.org/MidLithosphericDiscontinuity.html
  3. ^ R. Taylor, S. McLennan: Planetary Crusts. Deres sammensætning, oprindelse og udvikling. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2009. ISBN 978-0-521-84186-3
  4. ↑ Simon A. Wilde, John W. Valley, William H. Peck, Colin M. Graham: Beviser fra detrital zircons for eksistensen af kontinentale skorpe og oceaner på Jorden 4.4 Gyr siden. Natur. Vol. 409, 2001, s. 175-178, doi: 10.1038 / 35051550 , alternativ adgang til fuldtekst: ResearchGate
  5. ↑ TM Harrison, J. Blichert-Toft, W. Müller, F. Albarede, P. Holden, SJ Mojzsis: Heterogen hadal Hafnium: Dokumentation for kontinentale skorpe på 4,4-4,5 Ga. Science. Bind 310 (nr. 5756), 2005, s. 1947-1950, doi: 10.1126 / science.1117926 ; se også den deri citerede litteratur
  6. ^ John W. Valley, Aaron J. Cavosie, Bin Fu, William H. Peck, Simon A. Wilde: Kommentar til "Heterogent Hadean Hafnium: Evidence of Continental Crust at 4.4 to 4.5 Ga". Videnskab. Bind 312 (nr. 5777), 2006, s. 1139, doi: 10.1126 / science.1125301
  7. ↑ Martina Menneken, Alexander A. Nemchin, Thorsten Geisler, Robert T. Pidgeon, Simon A. Wilde: Hadean-diamanter i zirkon fra Jack Hills, Western Australia. Natur. Bind 448 (nr. 7156), 2007, s. 917-920, doi: 10.1038 / nature06083
  8. ↑ Cin-Ty A. Lee, Peter Luffi og Emily J. Chin: Building and Destroying Continental Mantle. Årlig gennemgang af Earth and Planetary Sciences 2011 39: 1, 59-90
  9. ^ Martin Van Kranendonk, Vickie C. Bennett, J. Elis Hoffmann: Jordens ældste klipper . Anden udgave Amsterdam 2019, ISBN 978-0-444-63902-8 .
  10. ↑ MG Bjørnerud, H. Austrheim: Hæmmet eclogite dannelse: Nøglen til den hurtige vækst i stærk og kraftig Archean kontinentale skorpe. Geologi. Vol. 32, nr. 9, 2004, s. 765–768, doi: 10.1130 / G20590.1 , alternativ adgang til fuld tekst: websted for University of California Santa Cruz
  11. ↑ Thorsten J. Nagel, J. Elis Hoffmann, Carsten Munker: Generering af Eoarchean tonalite-trondhjemite-granodiorite serie fra fortykkede mafisk arc skorpe. Geologi. Bind 40, nr. 4, 2012, s. 375-378, doi: 10.1130 / G32729.1 . Se også artiklen Oceanisk urskorpe "svedte ud" de ældste kontinenter på scinexx.de
  12. ↑ S. Labrosse, C. JAUPART: termisk evolution af Jorden: Secular Ændringer og Fluktuationer af Plate Egenskaber. Earth and Planetary Science Letters. Bind 260, 2007, s. 465-481, doi: 10.1016 / j.epsl.2007.05.046
  13. ↑ Bruno Dhuime, Chris J. Hawkesworth, Peter A. Cawood, Craig D. Storey: En ændring i geodynamikken for kontinentalt vækst 3 milliarder år siden. Videnskab. Bind 335 (nr. 6074), 2012, s. 1334-1336 doi: 10.1126 / science.1216066
  14. ↑ Steven B. Shirey, Stephen H. Richardson: Start af Wilson Cyklus på 3 Ga vist med diamanter fra Subkontinentale Mantle. Videnskab. Bind 333 (nr. 6041), 2011, s. 434-436 doi: 10.1126 / science.1206275
  15. ↑ Chris Hawkesworth, Peter Cawood, Tony Kemp, Craig Storey, Bruno Dhuime: A Matter of Preservation. Videnskab. Bind 323 (nr. 5910), 2009, s. 49-50 doi: 10.1126 / science.1168549
  16. ^ Esteban Gazel, Jorden L. Hayes, Kaj Hoernle, Peter Kelemen, Erik Everson: Kontinental skorpe genereret i havbuer . I: Nature Geoscience . bånd 8 , nr. 4. april 2015, s. 321-327 , doi : 10.1038 / ngeo2392 .
  17. ↑ som det z. B. postuleres for det arabisk-nubiske skjold , se Mordechai Stein, Steven L. Goldstein: Fra skyhoved til kontinental litosfæren i det arabisk-nubiske skjold. Natur. Vol. 382, ​​1996 773-778, doi: 10.1038 / 382773a0 , alternativ adgang til fuldtekst: ResearchGate
  18. ↑ I Bindeman, DO Zakharov, J. Palandri, ND Greber, N. Dauphas: Hurtig fremkomst af subaeriale landmasser og indtræden af ​​en moderne hydrologisk cyklus for 2,5 milliarder år siden . I: Natur . bånd 557 , nr. 7706 , maj 2018, s. 545-548 , doi : 10.1038 / s41586-018-0131-1 .
  19. ↑ Oprindelsen af ​​geotermisk energi. I: Tilstedeværelse på nettet af Federal Geothermal Association. Hentet 6. februar 2018 .