De ce crusta pământului este atât de importantă

Crusta Terrei este un strat extrem de subțire de rocă care alcătuiește cea mai exterioară coajă solidă a planetei noastre. În termeni relative, grosimea este ca cea a pielii unui măr. Aceasta reprezintă mai puțin de jumătate de 1 la sută din masa totală a planetei, dar joacă un rol vital în majoritatea ciclurilor naturale ale Pământului. 

Crusta poate fi mai groasă de 80 de kilometri în unele locuri și mai mică de un kilometru în altele. Sub el se află mantaua, un strat de rocă de silicat grosime de aproximativ 2700 de kilometri. Mantaua reprezintă cea mai mare parte a Pământului.

Crusta este compusă din mai multe tipuri diferite de roci care se încadrează în trei categorii principale: igneă, metamorfică și sedimentară. Cu toate acestea, majoritatea acelor roci își au originea fie în granit, fie în bazalt. Mantaua de dedesubt este făcută din peridotită. Bridgmanitul, cel mai comun mineral pe Pământ, se găsește în mantaua profundă. 

Cum știm că pământul are o crustă

Nu știam că Pământul are o crustă până la începutul anilor 1900. Până atunci, tot ce știam era că planeta noastră se zvâcnește în raport cu cerul, ca și cum ar avea un nucleu mare și dens - cel puțin, observațiile astronomice ne-au spus așa. Apoi a apărut seismologia, care ne-a adus un nou tip de dovezi de jos: viteza seismică.

Înregistrările undelor seismice permit sismologilor să localizeze și să măsoare dimensiunea unor astfel de evenimente și să mapeze structura internă a Pământului. jamesbenet / Getty Images 

Viteza seismică măsoară viteza cu care valurile de seism se propagă prin diferite materiale (adică roci) de sub suprafață. Cu câteva excepții importante, viteza seismică pe Pământ tinde să crească cu profunzimea. 

În 1909, o lucrare a seismologului Andrija Mohorovicic a stabilit o schimbare bruscă a vitezei seismice - o discontinuitate de un fel - la aproximativ 50 de kilometri adâncime pe Pământ. Undele seismice îl resping (reflectă) și se îndoaie (refract) în timp ce trec prin ea, la fel cum se comportă lumina la discontinuitatea dintre apă și aer. Acea discontinuitate numită discontinuitate mohorovică sau „Moho” este granița acceptată între crustă și manta.

Cruste și plăci

Placurile cruste și tectonice nu sunt aceleași. Plăcile sunt mai groase decât crusta și constau din crustă, plus mantaua superficială chiar sub ea. Această combinație rigidă și fragilă cu două straturi se numește litosferă („strat pietros” în latina științifică). Plăcile litosferice se află pe un strat de rocă de manta mai moale, mai plastică, numită astenosfera („strat slab”). Astenosfera permite plăcilor să se deplaseze încet peste ea ca o plută în noroi gros. 

Știm că stratul exterior al Pământului este format din două mari categorii de roci: bazaltic și granitic. Rocile bazaltice stau la baza litoralelor și rocilor granitice alcătuiesc continentele. Știm că viteza seismică a acestor tipuri de roci, măsurată în laborator, se potrivește cu cele văzute în scoarță până la Moho. Prin urmare, suntem siguri că Moho marchează o adevărată schimbare în chimia rocilor. Moho nu este o graniță perfectă, deoarece unele roci cruste și roci de manta se pot masca ca celelalte. Totuși, toți cei care vorbesc despre crustă, fie din punct de vedere seismologic sau petrologic, din fericire, înseamnă același lucru.

În general, atunci există două tipuri de cruste: crusta oceanică (bazaltică) și crusta continentală (granitică).

Crustă oceanică

O ilustrare a crustei oceanice. Dorling Kindersley / Getty Images 

Crusta oceanică acoperă aproximativ 60 la sută din suprafața Pământului. Crusta oceanică este subțire și tânără - nu mai mult de aproximativ 20 km și nu mai veche de aproximativ 180 de milioane de ani. Tot ceea ce mai vechi a fost tras sub continente prin subducție. Crusta oceanică se naște la coamele din mijlocul oceanului, unde plăcile sunt trase în afară. Așa cum se întâmplă, presiunea asupra mantalei de bază este eliberată și peridotita de acolo răspunde începând să se topească. Fracția care se topește devine lavă bazaltică, care crește și erupe în timp ce restul de peridotit devine epuizat.

Coamele din oceanul mijlociu migrează deasupra Pământului ca Roombas, extrăgând această componentă bazaltică din peridotita mantalei pe măsură ce merg. Aceasta funcționează ca un proces de rafinare chimică. Rocile bazaltice conțin mai mult siliciu și aluminiu decât peridotitul rămas, care are mai mult fier și magneziu. Rocile bazaltice sunt de asemenea mai puțin dense. În ceea ce privește mineralele, bazaltul are mai mult feldspat și amfibol, mai puțin olivină și piroxen, decât peridotitul. În stenograma geologului, crusta oceanică este mafică, în timp ce mantaua oceanică este ultramafică.

Crusta oceanică, fiind atât de subțire, este o fracțiune foarte mică a Pământului - aproximativ 0,1 la sută - dar ciclul său de viață servește la separarea conținutului mantiei superioare într-un reziduu greu și un set mai ușor de roci bazaltice. De asemenea, extrage așa-numitele elemente incompatibile, care nu se încadrează în minerale de manta și se deplasează în topirea lichidului. Acestea, la rândul lor, se deplasează în scoarța continentală pe măsură ce se continuă tectonica plăcilor. Între timp, crusta oceanică reacționează cu apa de mare și o transportă o parte din ea în manta.

Crusta continentală

Crusta continentală este groasă și veche - în medie, aproximativ 50 km grosime și aproximativ 2 miliarde de ani - și acoperă aproximativ 40% din planetă. În timp ce aproape toată scoarța oceanică este sub apă, cea mai mare parte a scoarței continentale este expusă aerului.

Continentele cresc încet de-a lungul timpului geologic pe măsură ce crusta oceanică și sedimentele de pe fundul mării sunt trase sub ele prin subducție. Bazaltele descendente au apa și elementele incompatibile stoarse din ele, iar acest material se ridică pentru a declanșa o topire mai mare în așa-numita fabrică de subducție.

Crusta continentală este formată din roci granitice, care au și mai mult siliciu și aluminiu decât crusta oceanică bazaltică. De asemenea, au mai mult oxigen datorită atmosferei. Rocile granitice sunt chiar mai puțin dense decât bazaltul. În ceea ce privește mineralele, granitul are și mai mult feldspat și mai puțin amfibol decât bazaltul și aproape nici piroxen sau olivină. Are și cuarț abundent. În stenograma geologului, crusta continentală este felsică.

Crusta continentală reprezintă mai puțin de 0,4 la sută din Pământ, dar reprezintă produsul unui proces de rafinare dublă, mai întâi la creste din mijlocul oceanului și al doilea la zonele de subducție. Cantitatea totală de crustă continentală crește încet.

Elementele incompatibile care se termină pe continente sunt importante, deoarece includ elementele radioactive majore uraniu, toriu și potasiu. Acestea creează căldură, ceea ce face ca crusta continentală să acționeze ca o pătură electrică deasupra mantei. Căldura înmoaie, de asemenea, locuri groase din crustă, precum platoul tibetan, și le face să se răspândească lateral.

Crusta continentală este prea flotantă pentru a reveni la manta. De aceea este, în medie, atât de vechi. Când continentele se ciocnesc, crusta se poate îngroșa până la aproape 100 km, dar aceasta este temporară, deoarece se va răspândi curând. Pielea relativ subțire a calcarelor și a altor roci sedimentare tind să rămână pe continente sau în ocean, mai degrabă decât să se întoarcă la manta. Până și nisipul și lutul care este spălat în mare se întoarce pe continente pe banda transportoare a scoarței oceanice. Continentele sunt caracteristici cu adevărat permanente, de susținere de sine a suprafeței Pământului.

Ce înseamnă crusta

Crusta este o zonă subțire, dar importantă, în care roca uscată și fierbinte din Pământul adânc reacționează cu apa și oxigenul suprafeței, făcând noi tipuri de minerale și roci. Este, de asemenea, locul în care activitatea placă-tectonică amestecă și scutește aceste roci noi și le injectează cu fluide active din punct de vedere chimic. În sfârșit, crusta este casa vieții, care exercită efecte puternice asupra chimiei rocilor și are propriile sisteme de reciclare a mineralelor. Toată varietatea interesantă și valoroasă din geologie, de la minereuri metalice până la paturi groase de lut și piatră, își găsește casa în crustă și nicăieri altundeva.

Trebuie menționat că Pământul nu este singurul corp planetar cu crustă. Venus, Mercur, Marte și Luna Pământului au și ele una. 

Editat de Brooks Mitchell