Zemská kôra: Všetko, čo potrebujete vedieť

Zemská kôra je extrémne tenká vrstva hornín, ktorá tvorí najkrajnejší pevný obal našej planéty. V relatívnom vyjadrení je jeho hrúbka podobná hrúbke šupky jablka. Predstavuje menej ako polovicu z 1 percenta celkovej hmotnosti planéty, ale hrá dôležitú úlohu vo väčšine prírodných cyklov Zeme.

Kôra môže byť na niektorých miestach hrubšia ako 80 kilometrov a na iných menej ako jeden kilometer. Pod ňou leží plášť, vrstva silikátovej horniny s hrúbkou približne 2700 km. Plášť predstavuje väčšinu Zeme.

Kôra sa skladá z mnohých rôznych typov hornín, ktoré spadajú do troch hlavných kategórií: ohnivý, metamorfická a sedlinový. Väčšina z týchto hornín však pochádza ako žula alebo čadič. Plášť pod ním je vyrobený z peridotitu. Bridgmanite, najbežnejší minerál na Zemi, sa nachádza v hlbokom plášti.

Nevedeli sme, že Zem mala kôru až začiatkom 20. storočia. Dovtedy sme vedeli len to, že sa naša planéta kolísa vo vzťahu k oblohe, akoby mala veľké, husté jadro - prinajmenšom nám to naznačili astronomické pozorovania. Potom prišla seizmológia, ktorá nám priniesla nový typ dôkazov zdola:

Seizmická rýchlosť meria rýchlosť, pri ktorej sa zemetrasiace vlny šíria rôznymi materiálmi (t. J. Horninami) pod povrchom. Až na niekoľko dôležitých výnimiek má seizmická rýchlosť na Zemi tendenciu sa zväčšovať s hĺbkou.

V roku 1909 noviny seizmológa Andrije Mohorovičiča preukázali náhlu zmenu seizmickej rýchlosti - nejakú diskontinuitu - asi 50 kilometrov hlboko na Zemi. Seizmické vlny sa od neho odrazia (odrazia sa) a ohnú sa (refraktujú), keď prechádzajú cez neho, rovnako ako sa svetlo chová pri diskontinuite medzi vodou a vzduchom. Táto diskontinuita s názvom Mohorovicova diskontinuita alebo „Moho“ je akceptovanou hranicou medzi kôrou a plášťom.

Kôra a tektonické dosky nie sú rovnaké. Dosky sú hrubšie ako kôra a pozostávajú z kôry plus plytkého plášťa tesne pod ňou. Táto tuhá a krehká dvojvrstvová kombinácia sa nazývalithosphere ("kamenitá vrstva" vo vedeckej latinčine). Litosférické platne ležia na vrstve mäkšej plastickej skaly plášťa zvanej astenosféra („slabá vrstva“). Astenosféra umožňuje, aby sa doštičky pohybovali pomaly nad ním ako plť v hustom bahne.

Vieme, že vonkajšia vrstva Zeme je vyrobená z dvoch veľkých kategórií hornín: čadičového a granitického. Čadičové skaly sú základom morského dna a granitické skaly tvoria kontinenty. Vieme, že seizmické rýchlosti týchto typov hornín, merané v laboratóriu, sa zhodujú s rýchlosťami pozorovanými v kôre až po Moho. Preto sme presvedčení, že Moho znamená skutočnú zmenu v chémii hornín. Moho nie je dokonalá hranica, pretože niektoré kôrovité a plášťové skaly sa môžu maskovať ako iné. Avšak každý, kto hovorí o kôre, či už seizmologicky alebo petrologicky, znamená to isté.

Všeobecne teda existujú dva druhy kôry: oceánska kôra (čadičová) a kontinentálna kôra (granitická).

Oceánska kôra pokrýva asi 60 percent zemského povrchu. Oceánska kôra je tenká a mladá - nie viac ako 20 km a viac nie staršie ako asi 180 miliónov rokov. Všetko staršie bolo ťahané pod kontinentmi subduction. Oceánska kôra sa rodí na stredných hrebeňoch hrebeňov, kde sa dosky oddeľujú. Keď sa to stane, tlak na spodný plášť sa uvoľní a peridotit tam reaguje tým, že sa začne topiť. Frakcia, ktorá sa topí, sa stáva čadičovou lávou, ktorá stúpa a vybuchuje, zatiaľ čo zvyšný peridotit je vyčerpaný.

Stredo oceánske hrebene migrujú po Zemi ako Roombas a vyťahujú túto čadičovú zložku z peridotitu plášťa. Funguje to ako proces chemickej rafinácie. Čadičové horniny obsahujú viac kremíka a hliníka ako zvyšok peridotitu, ktorý obsahuje viac železa a horčíka. Čadičové horniny sú tiež menej husté. Pokiaľ ide o minerály, čadič má viac živca a amfibolu, menej olivínu a pyroxénu ako peridotit. V skratke geológa je oceánska kôra mafická, zatiaľ čo oceánsky plášť je ultramafický.

Oceánska kôra, ktorá je taká tenká, je veľmi malou časťou Zeme - asi 0,1 percenta - ale jej životnosťou Cyklus slúži na oddelenie obsahu horného plášťa na ťažké zvyšky a ľahšiu sadu čadiča skaly. Získava tiež takzvané nekompatibilné prvky, ktoré sa nezmestia do plášťových minerálov a nepresunú sa do tekutej taveniny. Tieto sa zasa dostávajú do kontinentálnej kôry, ako pokračuje tanierová tektonika. Medzitým oceánska kôra reaguje s morskou vodou a časť z nej odvádza do plášťa.

Kontinentálna kôra je hustá a stará - v priemere asi 50 km hrubá a asi 2 miliardy rokov stará - a pokrýva asi 40 percent planéty. Zatiaľ čo takmer všetka oceánska kôra je pod vodou, väčšina kontinentálnej kôry je vystavená vzduchu.

Kontinenty pomaly rastú v priebehu geologického času, keď sa pod nimi priťahuje oceánska kôra a sedimenty morského dna. Zostupné bazály majú z nich vytlačenú vodu a nekompatibilné prvky a tento materiál stúpa, aby v tzv. Subdukčnej továrni spôsobil väčšie roztavenie.

Kontinentálna kôra je vyrobená z granitických hornín, ktoré majú ešte viac kremíka a hliníka ako čadičová oceánska kôra. Vďaka atmosfére majú tiež viac kyslíka. Granitické horniny sú ešte menej husté ako čadič. Pokiaľ ide o minerály, žula má ešte viac živca a menej amfibolu ako čadič a takmer žiadny pyroxén alebo olivín. Má tiež hojnosť kremeň. V geologickej skratke je kontinentálna kôra felsická.

Kontinentálna kôra tvorí menej ako 0,4 percenta Zeme, ale predstavuje produkt procesu dvojitej rafinácie, najprv na stredných hrebeňoch oceánov a druhý na subdukčných zónach. Celkové množstvo kontinentálnej kôry pomaly rastie.

Nezlučiteľné prvky, ktoré skončia na kontinentoch, sú dôležité, pretože obsahujú hlavné rádioaktívne prvky urán, tórium a draslík. Vytvárajú teplo, vďaka ktorému sa kontinentálna kôra správa ako elektrická prikrývka na vrchu plášťa. Teplo tiež zjemňuje silné miesta v kôre Tibetská plošinaa umožňuje ich šírenie do strany.

Kontinentálna kôra je príliš odolná na to, aby sa vrátila do plášťa. Preto je v priemere taký starý. Keď sa kontinenty zrazia, kôra môže zhustnúť na takmer 100 km, ale je to dočasné, pretože sa čoskoro opäť rozšíri. Pomerne tenká koža vápencov a iných sedimentárnych hornín má sklon zostať skôr na kontinentoch alebo v oceáne, než sa vracať do plášťa. Dokonca aj piesok a hlina, ktorá sa umyje do mora, sa vracia na kontinenty na dopravnom páse oceánskej kôry. Kontinenty sú skutočne trvalými, sebestačnými vlastnosťami zemského povrchu.

Kôra je tenká, ale dôležitá zóna, kde suchá horúca hornina z hlbokej Zeme reaguje s vodou a kyslíkom na povrchu a vytvára nové druhy minerálov a hornín. Je to tiež miesto, kde doska-tektonická aktivita zmieša a rozdrví tieto nové horniny a vstrekne ich chemicky aktívnymi tekutinami. Nakoniec je kôra domovom života, ktorý má výrazný vplyv na chémiu hornín a má vlastné systémy recyklácie minerálov. Všetky zaujímavé a cenné odrody v geológii, od kovových rúd až po silné vrstvy ílu a kameňa, nachádzajú svoj domov v kôre a nikde inde.

Je potrebné poznamenať, že Zem nie je jediným planétovým telom s kôrou. Venuša, Ortuť, Mars a Zemský Mesiac majú tiež jednu.

Upravil Brooks Mitchell