Skorupa oceaniczna -Oceanic crust

Kolory wskazują wiek skorupy oceanicznej, przy czym bardziej czerwony oznacza młodszy wiek, a niebieski oznacza starszy wiek. Linie reprezentują granice płyt tektonicznych.
Skorupa kontynentalna i oceaniczna na górnym płaszczu Ziemi

Skorupa oceaniczna jest najwyższą warstwą oceanicznej części płyt tektonicznych . Składa się z górnej skorupy oceanicznej, z lawami poduszkowymi i kompleksem grobli , oraz z dolnej skorupy oceanicznej , zbudowanej z troktolitu , gabro i kumulacji ultramaficznych . Skorupa pokrywa sztywną, najwyższą warstwę płaszcza . Skorupa i sztywna górna warstwa płaszcza tworzą razem litosferę oceaniczną .

Skorupa oceaniczna składa się głównie ze skał maficznych , czyli sima , która jest bogata w żelazo i magnez. Jest cieńsza niż skorupa kontynentalna lub sial , zwykle ma mniej niż 10 kilometrów grubości; jest jednak gęstszy, o średniej gęstości około 3,0 gramów na centymetr sześcienny, w przeciwieństwie do skorupy kontynentalnej, która ma gęstość około 2,7 grama na centymetr sześcienny.

Skorupa na wierzchu jest wynikiem chłodzenia magmy pochodzącej z materiału płaszcza pod płytą. Magma jest wstrzykiwana do środka rozprowadzającego, który składa się głównie z częściowo zestalonej krystalicznej papki pochodzącej z wcześniejszych zastrzyków, tworząc soczewki magmy, które są źródłem pokrytej płytą grobli , która zasila leżące nad nimi lawy poduszkowe. Gdy lawy ochładzają się, w większości przypadków są one modyfikowane chemicznie przez wodę morską. Erupcje te występują głównie na grzbietach śródoceanicznych, ale także w rozproszonych gorących punktach, a także w rzadkich, ale silnych zjawiskach znanych jako erupcje bazaltowe . Ale większość magmy krystalizuje na głębokości, w dolnej skorupie oceanicznej . Tam nowo wtargnięta magma może mieszać się i reagować z istniejącą wcześniej kryształową papką i skałami.

Kompozycja

Chociaż nie odwiercono jeszcze całego odcinka skorupy oceanicznej, geolodzy dysponują kilkoma dowodami, które pomagają im zrozumieć dno oceanu. Szacunki składu oparte są na analizach ofiolitów (odcinków skorupy oceanicznej, które są naciągane i zachowane na kontynentach), porównaniach struktury sejsmicznej skorupy oceanicznej z laboratoryjnymi oznaczeniami prędkości sejsmicznych w znanych typach skał oraz próbkach pobranych z dno oceanu za pomocą łodzi podwodnych , pogłębiania (zwłaszcza z grzbietów grzbietów i stref pęknięć ) i wiercenia. Skorupa oceaniczna jest znacznie prostsza niż skorupa kontynentalna i generalnie można ją podzielić na trzy warstwy. Zgodnie z eksperymentami fizyki minerałów , przy niższych ciśnieniach w płaszczu skorupa oceaniczna staje się gęstsza niż otaczający ją płaszcz.

  • Warstwa 1 ma średnio 0,4 km grubości. Składa się z nieskonsolidowanych lub półskonsolidowanych osadów , zwykle cienkich lub nawet nieobecnych w pobliżu grzbietów śródoceanicznych, ale gęstniejących dalej od grzbietu. W pobliżu obrzeży kontynentalnych osad jest terygeniczny , czyli pochodzący z lądu, w przeciwieństwie do osadów głębinowych, które zbudowane są z maleńkich muszli organizmów morskich, zwykle wapiennych i krzemionkowych, lub mogą składać się z popiołu wulkanicznego i osadów terygenicznych transportowanych przez prądy zmętnienia .
  • Warstwę 2 można podzielić na dwie części: warstwa 2A – warstwa wierzchnia wulkaniczna o grubości 0,5 km z bazaltu szklistego do drobnokrystalicznego , zwykle w postaci bazaltu poduszkowego , oraz warstwa 2B – warstwa o grubości 1,5 km składająca się z grobli diabazowych .
  • Warstwa 3 powstaje w wyniku powolnego schładzania magmy pod powierzchnią i składa się z gruboziarnistej gabro i kumulujących się skał ultramaficznych . Stanowi ponad dwie trzecie miąższości skorupy oceanicznej o miąższości prawie 5 km.

Geochemia

Najbardziej obszernymi skałami wulkanicznymi dna oceanicznego są bazalty grzbietów śródoceanicznych, które są pozyskiwane z niskopotasowych magm toleitycznych . Skały te mają niskie stężenia dużych jonowych pierwiastków litofilnych (LILE), lekkich pierwiastków ziem rzadkich (LREE), pierwiastków lotnych i innych wysoce niekompatybilnych pierwiastków . Można znaleźć bazalty wzbogacone niekompatybilnymi elementami, ale są one rzadkie i kojarzone z gorącymi punktami grzbietu środkowego oceanu, takimi jak okolice Wysp Galapagos , Azorów i Islandii .

Przed erą neoproterozoiku, 1000 milionów lat temu, skorupa oceaniczna świata była bardziej mafijna niż współczesna. Bardziej mafijna natura skorupy oznaczała, że ​​większe ilości cząsteczek wody ( OH ) mogły być przechowywane w zmienionych częściach skorupy. W strefach subdukcji ta maficzna skorupa miała skłonność do przeobrażania się w zielonoszystę zamiast w blueschistę na zwykłych blueschistowskich facjach .

Koło życia

Na grzbietach śródoceanicznych stale tworzy się skorupa oceaniczna. Gdy płyty kontynentalne rozchodzą się na tych grzbietach, magma wznosi się do górnego płaszcza i skorupy. W miarę jak płyty kontynentalne oddalają się od grzbietu, nowo powstałe skały ochładzają się i zaczynają erodować, a na nich stopniowo narastają osady. Najmłodsze skały oceaniczne znajdują się na grzbietach oceanicznych i stają się coraz starsze z dala od grzbietów.

Gdy płaszcz podnosi się, ochładza się i topi, gdy ciśnienie spada i przechodzi przez solidus . Ilość wytworzonego stopu zależy tylko od temperatury płaszcza w miarę jego wzrostu. Stąd większość skorupy oceanicznej ma tę samą grubość (7±1 km). Bardzo wolno rozprzestrzeniające się grzbiety (<1 cm·rok -1 półszybkości ) wytwarzają cieńszą skorupę (grubość 4-5 km), ponieważ płaszcz ma szansę ochłodzić się podczas upwellingu, a więc przecina solidus i topi się na mniejszej głębokości, tworząc w ten sposób mniej stopionej i cieńszej skórki. Przykładem tego jest Gakkel Ridge pod Oceanem Arktycznym . Grubsza niż przeciętna skorupa znajduje się nad pióropuszami , ponieważ płaszcz jest gorętszy, a zatem przecina solidus i topi się na większej głębokości, tworząc bardziej stopioną i grubszą skorupę. Przykładem jest Islandia , której skorupa o grubości ~20 km.

Wiek skorupy oceanicznej można wykorzystać do oszacowania (termicznej) grubości litosfery, gdzie młoda skorupa oceaniczna nie miała wystarczająco dużo czasu, aby schłodzić płaszcz pod nią, podczas gdy starsza skorupa oceaniczna ma pod sobą grubszą litosferę płaszczową. W litosferze oceanicznej subdukty znajdują się na tak zwanych zbieżnych granicach . Granice te mogą istnieć między litosferą oceaniczną na jednej płycie a litosferą oceaniczną na drugiej lub między litosferą oceaniczną na jednej płycie a litosferą kontynentalną na drugiej. W drugiej sytuacji litosfera oceaniczna zawsze subdukuje, ponieważ litosfera kontynentalna jest mniej gęsta. Proces subdukcji zużywa starszą litosferę oceaniczną, więc skorupa oceaniczna rzadko ma więcej niż 200 milionów lat. Proces tworzenia i niszczenia superkontynentów poprzez powtarzające się cykle tworzenia i niszczenia skorupy oceanicznej znany jest jako cykl Wilsona .

Najstarsza wielkoskalowa skorupa oceaniczna znajduje się na zachodnim Pacyfiku i północno-zachodnim Atlantyku  — obie mają około 180-200 milionów lat. Jednak części wschodniego Morza Śródziemnego mogą być pozostałościami znacznie starszego Oceanu Tetydy , liczącego od około 270 do 340 milionów lat.

Anomalie magnetyczne

Skorupa oceaniczna ukazuje wzór linii magnetycznych, równoległych do grzbietów oceanicznych, zamrożonych w bazalcie . Symetryczny wzór dodatnich i ujemnych linii magnetycznych emanuje z grzbietu śródoceanicznego. Nowa skała jest tworzona przez magmę na grzbietach śródoceanicznych, a dno oceanu rozciąga się od tego miejsca. Kiedy magma ochładza się, tworząc skałę, jej biegunowość magnetyczna jest wyrównana z ówczesnymi pozycjami biegunów magnetycznych Ziemi. Nowa magma odpycha następnie starszą, schłodzoną magmę od grzbietu. W wyniku tego procesu powstają równoległe odcinki skorupy oceanicznej o zmiennej polaryzacji magnetycznej.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia