קרום כדור הארץ: כל מה שצריך לדעת

קרום כדור הארץ הוא שכבת סלע דקה ביותר המרכיבה את הקליפה המוצקה החיצונית ביותר של כדור הארץ שלנו. באופן יחסי, עוביו הוא כמו עורו של תפוח. הוא מסתכם בפחות ממחצית האחוז מסך המסה של כדור הארץ אך ממלא תפקיד חיוני ברוב המחזורים הטבעיים של כדור הארץ.

הקרום יכול להיות עבה יותר מ -80 ק"מ בחלק מהנקודות ובעובי פחות מקילומטר באחרים. מתחתיו שוכב המעטפתשכבה של סלע סיליקט בעובי של כ- 2700 ק"מ. המעטפת מהווה את חלקו הגדול של כדור הארץ.

הקרום מורכב מסוגים רבים של סלעים המתחלקים לשלוש קטגוריות עיקריות: דלקת עורקים, מטמורפי ו משקע. עם זאת, מרבית הסלעים הללו מקורם בגרניט או בזלת. המעטפת שמתחת עשויה פרידוטיט. ברידגמנית, המינרל הנפוץ ביותר בכדור הארץנמצא במעטפת העמוקה.

לא ידענו שכדור הארץ היה בקרום עד תחילת המאה העשרים. עד אז כל מה שידענו היה שכוכב הלכת שלנו מתנדנד ביחס לשמיים כאילו היה לו ליבה גדולה וצפופה - לפחות, תצפיות אסטרונומיות אמרו לנו זאת. ואז הגיע הסייסמולוגיה, שהביאה לנו סוג חדש של עדויות מלמטה: מהירות סיסמית.

המהירות הסיסמית מודדת את המהירות בה מתפשטים גלי רעידת אדמה דרך החומרים השונים (כלומר סלעים) שמתחת לפני השטח. עם כמה חריגים חשובים, המהירות הסיסמית בתוך כדור הארץ נוטה לגדול עם העומק.

בשנת 1909, מאמר של הסיסמולוג אנדרייה מוהורוביץ 'קבע שינוי פתאומי במהירות הסייסמית - אי-רציפות כלשהי - בעומק של כ- 50 ק"מ. גלים סיסמיים מקפצים ממנו (משקפים) ומתכופפים (מתפרקים) כשהם עוברים אותה, באותה דרך בה אור מתנהג בחוסר ההמשכיות שבין מים לאוויר. אי-רציפות זו המכונה אי-הרציפות המוהרוביץית או "מוֹהוֹ" היא הגבול המקובל בין הקרום למעטפת.

הקרום ו לוחות טקטוניים לא אותו הדבר. הצלחות עבות יותר מהקרום ומורכבות מהקרום בתוספת המעטפת הרדודה שמתחתיה. שילוב דו-שכבתי נוקשה ושביר זה נקראליטוספרה ("שכבה אבנית" בלטינית מדעית). הלוחות הליטוספיים שוכבים על שכבה של סלע מעט יותר רך ופלסטי יותר המכונה האסטנוספרה ("שכבה חלשה"). האסתנוזפרה מאפשרת לצלחות לנוע עליה לאט כמו רפסודה בבוץ סמיך.

אנו יודעים שהשכבה החיצונית של כדור הארץ עשויה משתי קטגוריות גדולות של סלעים: בזלתית וגרנית. סלעים בזלתיים עומדים בבסיס קרקעיות הים וסלעים גרניטיים מהווים את היבשות. אנו יודעים שהמהירות הסייסמית של סוגי הסלעים הללו, כפי שנמדדים במעבדה, תואמת את אלה שנראו בקרום עד למוהו. לכן אנו בטוחים כי המוהו מסמן שינוי אמיתי בכימיה של רוק. המוהו אינו גבול מושלם מכיוון שכמה סלעי קרום וסלעי mantle יכולים להתחפש כשני. עם זאת, כל מי שמדבר על הקרום, אם במונחים סייסמולוגיים או פטרולוגיים, למרבה המזל, אומר אותו דבר.

באופן כללי, אם כן, ישנם שני סוגים של קרום: קרום אוקיאני (בזלת) וקרום יבשתי (גרניט).

קרום אוקיאני מכסה כ 60 אחוז משטח כדור הארץ. הקרום האוקיאני דק וצעיר - לא יותר מ- 20 ק"מ ועובי לא יותר מכ -180 מיליון שנה. כל מה שמבוגר נמשך מתחת ליבשות הכנעה. קרום אוקיאני נולד ברכסים שבאמצע האוקיאנוס, שם נשלחות צלחות זו מזו. כאשר זה קורה, הלחץ על המעטפת הבסיסית משתחרר והפרידוט שם מגיב בכך שהוא מתחיל להתמוסס. השבר שמתמוסס הופך להיות לבה בזלתית, העולה ומתפרצת בעוד שארית הפרידוטיט מתרוקנת.

רכסי אמצע האוקיאנוס נודדים על פני כדור הארץ כמו רומבה, ומוציאים מרכיב בזלתי זה מהפרידוט של המעטפת תוך כדי תנועה. זה עובד כמו תהליך זיקוק כימי. סלעים בזלתיים מכילים יותר סיליקון ואלומיניום מהפרידוטיט שנשאר מאחור, שיש בו יותר ברזל ומגנזיום. סלעים בזלתיים הם גם פחות צפופים. מבחינת המינרלים, בבזלת יש יותר שומר שדה ואמפיבול, פחות אוליבין ופירוקסן, מאשר פרידוטיט. בשורטור הגיאולוגי, הקרום האוקיאני הוא מאפי ואילו המעטפת האוקיאנית היא אולטרה-אמפית.

קרום אוקיאני, כה דק, הוא חלק קטן מאד מכדור הארץ - כ- 0.1 אחוז - אך חייו המחזור משמש להפרדת תכולת המעטפת העליונה לשקעים כבדים ולמערכת קלה יותר של בזלת סלעים. זה גם מחלץ את מה שנקרא אלמנטים בלתי תואמים, שאינם נכנסים למינרלים של המעטפת ועוברים להמסת הנוזלים. אלה, בתורם, עוברים לקרום היבשתי ככל שמתקדמים טקטוניקת צלחות. בינתיים הקרום האוקיאני מגיב עם מי ים ונושא חלק ממנו אל תוך המעטפת.

הקרום היבשתי הוא סמיך וותיק - בממוצע כ -50 ק"מ בעובי של כשני מיליארד שנה - והוא מכסה כ 40 אחוז מכוכב הלכת. בעוד שכמעט כל הקרום האוקיאני נמצא מתחת למים, רוב הקרום היבשתי חשוף לאוויר.

היבשות צומחות אט אט לאורך זמן גיאולוגי כאשר קרום אוקיאני ומשקעי רצפת ים מושכים תחתיהם על ידי תת-הכרה. על המרתפים היורדים יש מים ואלמנטים בלתי תואמים שנסחטים מהם, וחומר זה עולה כדי לעורר יותר התכה במפעל המכונה תת הכרה.

הקרום היבשתי עשוי מסלעים גרניים, שיש בהם עוד יותר סיליקון ואלומיניום מאשר הקרום האוקיאנוס הבזלתי. יש להם יותר חמצן בזכות האווירה. סלעים גרניים הם אפילו פחות צפופים מבזלת. מבחינת מינרלים, גרניט יש עוד יותר שדה שדה ופחות אמפיבול מבזלת וכמעט ללא פירוקסן או אוליבין. יש בו גם שפע קוורץ. במעין הגיאולוג, הקרום היבשתי הוא פלגי.

קרום יבשתית מהווה פחות מ- 0.4 אחוז מכדור הארץ, אך הוא מייצג תוצר של תהליך זיקוק כפול, תחילה ברכסים באמצע האוקיאנוס ושני באזורי הכניסה. כמות הקרום היבשתית גדלה לאט לאט.

היסודות הלא תואמים שמגיעים ליבשות חשובים מכיוון שהם כוללים את היסודות הרדיואקטיביים העיקריים אורניום, תוריום ואשלגן. אלה יוצרים חום, הגורם לקרום היבשת לפעול כמו שמיכה חשמלית על גבי המעטפת. החום מרכך גם מקומות עבים בקרום, כמו הרמה הטיבטית, וגורם להם להתפשט לצדדים.

הקרום היבשתי הוא חזק מדי כדי לחזור למעטפת. זו הסיבה שהיא, בממוצע, כל כך מבוגרת. כאשר יבשות מתנגשות, הקרום יכול להתעבות לכמעט 100 ק"מ, אך זה זמני מכיוון שהוא מתפשט במהרה שוב. העור הדק יחסית של אבני גיר וסלעי משקע אחרים נוטים להישאר ביבשות, או באוקיאנוס, ולא לחזור למעטפת. אפילו החול והחימר שנשטפים לים חוזר ליבשות שעל מסוע הקרום האוקיאני. יבשות הן תכונות קבועות ושומרות על עצמן של פני כדור הארץ באמת.

הקרום הוא אזור דק אך חשוב בו סלע יבש וחם מכדור הארץ העמוק מגיב עם המים והחמצן של פני השטח, ויוצר סוגים חדשים של מינרלים וסלעים. זה גם המקום בו פעילות צלחת-טקטונית מערבבת ומערבלת את הסלעים החדשים האלה ומזריקה אותם בנוזלים פעילים כימית. לבסוף, הקרום הוא בית החיים, אשר מפעיל השפעות חזקות על כימיה של סלע ויש לו מערכות משלו למחזור מינרלים. כל הזן המעניין והיקר בגיאולוגיה, מעפרות מתכת וכלה בערוגות עבות של חימר ואבן, מוצא את ביתו בקרום ובשום מקום אחר.

יש לציין כי כדור הארץ אינו הגוף הפלנטרי היחיד עם קרום. ונוס, מרקורי, מאדים וירח כדור הארץ יש גם אחד כזה.

נערך על ידי ברוקס מיטשל