Scoarta (crusta) terestra

Scoarta (crusta) terestra

Scoarta sau crusta terestra reprezinta invelisul extern al Pamantului care acopera mantaua, situata deasupra discontinuitatii Mohorovici, a carei densitate este mai mica de 3,3 g/cm³, iar viteza undelor seismice longitudinale este sub 8 km/s.

Grosimea scoartei variaza intre 5-15 km in ariile oceanice si 30-80 km in ariile continentale (fig. 1). In raport cu grosimea ei, se poate deosebi o scoarta continentala, alta oceanica si una intermediara.

Scoarta continentala are o compozitie diferita in zonele stabile cum sunt platformele continentale si in zonele centurilor orogenice. In ambele cazuri se disting trei paturi cu compozitie si grosimi diferite. Astfel, in zonele continentale stabile (platforme) de la suprafata la adancime se disting urmatoarele paturi sau niveluri:

Patura sedimentara (stratisfera sau cuvertura sedimentara) este alcatuita din roci sedimentare necutate si nemetamorfozate, cu o grosime ce poate depasi in unele zone 3000 m, iar in altele lipsind total. Are o densitate medie de 2,5 g/cm³, iar viteza undelor seismice intre 2 si 5 km/s, in raport de tipul petrografic.

Patura granitica (stratul granitic sau soclul cristalin) are o grosime de 10-15 km, este formata din granite, granodiorite, gnaise si micasisturi. Aici, viteza undelor este de 5,9-6,3 km/s, iar densitatea de 2,7-2,8 g/cm³. La baza acestei paturi apare o zona de discontinuitate numita Conrad. Fiind bogata in siliciu (Si) si aluminiu (Al) poarta denumirea de Sial.

Patura bazaltica (stratul bazaltic) cu o grosime de 10-20 km, care nu afloreaza nicaieri la suprafata, se presupune a fi alcatuita din amfibolite in facies eclogitic sau din diorite bogate in siliciu (Si) si magneziu (Mg), purtand denumirea de Sima. Aici, viteza undelor este de 6,5-7,6 km/s, iar densitatea de 2,8-2,9 g/cm³. La baza paturii bazaltice apare suprafata de discontinuitate Mohorovici, de unde incepe mantaua superioara.

In zona lanturilor muntoase apar aceleasi paturi ca si in platformele continentale stabile, cu deosebirea ca aici apar o serie de modificari, ca de exemplu faptul ca suprafata Mohorovici se afunda pana la 60 km sau chiar 80 km sub Himalaia, scoarta ingrosandu-se formand zone de radacina. Datorita structurii tectonice complicate pot aparea o serie de discontinuitati suplimentare.

Scoarta oceanica se caracterizeaza prin absenta paturii granitice. Ea este diferita in zonele oceanice tipice fata de cea din dorsalele medio-oceanice sau marile interioare. In zonele oceanice tipice, cu relief slab, apare o patura sedimentara subtire, de 0,4 km grosime medie, de varsta recenta (post triasica), formata in general din maluri neconsolidate, sedimente slab consolidate si roci normal consolidate, unde viteza undelor seismice este redusa (1,6-2,5 km/s), iar densitatea medie este de 2,3 g/cm³.

Sub aceasta apare patura bazaltica, in care se recunosc doua strate. Primul strat, gros de 1,5-1,7 km, cu viteza undelor seismice intre 4 si 6 km/s, este alcatuit din bazalte, in care se separa la partea superioara un nivel de lava vascoasa, sub care apar gabrouri strabatute de filoane doleritice. Acest strat are proprietati magnetice deosebite.

Stratul urmator, cunoscut si sub denumirea de strat oceanic, are o grosime de 5 km, cu o viteza a undelor seismice de 6,4-7,0 km/s si alcatuit la partea superioara din bazalte metamorfozate, iar in adancime din gabrouri sau serpentine provenite din hidratarea mantalei superioare. Crusta oceanica are, astfel, o grosime medie de 7 km, iar sub aceasta apare mantaua superioara de natura peridotitica, unde viteza undelor seismice creste la 8,8 km/s.

In zona dorsalelor medio-oceanice, crusta se caracterizeaza prin lipsa sedimentelor (sau au grosimi foarte mici) si a stratului bazaltic inferior, astfel incat grosimea crustei este redusa la 3-6 km sau chiar 2-4 km. Viteza undelor seismice este foarte variabila (4,4 la 6,5 km/s). Grosimea mica a crustei, absenta sedimentului si fluxul termic ridicat atesta tineretea acestei cruste si aparitia magmelor topite la adancimi mici sub creasta dorsalei.

In regiunile marilor interioare, grosimea crustei variaza intre 15 km (Golful Mexic) si 45 km (Marea Caspica). Patura granitica lipseste, astfel incat patura sedimentara sta direct pe patura bazaltica. Sedimentele sunt foarte groase, depasind uneori 10 km (15 km in Marea Neagra si 20 km in Marea Caspica).

Scoarta intermediara apare in zonele de margini continentale si se caracterizeaza prin aceea ca patura granitica este subtiata, adancimea discontinuitatii Mohorovici situandu-se intre 15 si 20 km.

In cadrul scoartei terestre pot fi deosebite mai multe tipuri crustale, fiecare tip reprezentand un segment de crusta cu caracteristici geologice similare. Au fost, astfel, separate 12 tipuri de crusta (5 continentale, 2 de tranzitie si 5 oceanice):

a) Scuturile sunt partile cele mai stabile ale continentelor, constituite din roci precambriene fara cuvertura sedimentara, cu relief sters sau foarte slab exprimat. Varsta rocilor este foarte diferita, fiind cuprinsa intre 0,5 si 3,5 x 10⁹ ani. Acest tip crustal ocupa cca 6% din suprafata globului terestru. In aceasta categorie intra scuturile: baltic, canadian, african si antarctic.

b) Platformele sunt elemente stabile din punct de vedere tectonic, alcatuite dintr-un fundament precambrian si o cuvertura sedimentara groasa de pana la 5 km, ce ocupa 18% din suprafata globului. Grosimea medie a acestui tip de crusta este de cca 41 km.

c) Catenele orogenice paleozoice au forme alungite pe mai multe mii de kilometri. Sunt alcatuite din roci sedimentare si metamorfice de tip geosinclinal, intens cutate si faliate, cu relief putin accentuat (lanturi muntoase erodate). Acest tip crustal este tectonic stabil si ocupa cca 8% din suprafata globului.

d) Catenele orogenice tinere, mezozoice si neozoice, au forme alungite, de ordinul miilor de kilometri, cu dezvoltare mare a rocilor de tip geosinclinal. Se caracterizeaza prin relief accentuat si sunt tectonic active. Principalele catene orogenice sunt: catena Anzilor Cordilieri, situata in partea de vest a Americii de Nord si de Sud, si catena Alpino-Carpato-Himalaiana. Acest tip de crusta ocupa 6% din suprafata globului.

e) Rifturile continentale sunt vai largi de 30-75 km, limitate de falii gravitationale, lungi de sute de mii de kilometri, aflate sub stres tensional. Sub raport structural ele pot fi grabene, semigrabene sau grabene complexe (grabene asociate cu horsturi). Acestea sunt zone tectonic instabile, relativ tinere (sub 30 milioane ani) si ocupa sub 1% din suprafata globului terestru. Cel mai important rift continental actual este riftul est african, lung de peste 6500 km.

f) Insulele vulcanice sunt formate prin acumularea produselor magmatice (in special de natura bazaltica). Se formeaza in zonele de expansiune, fie legate de dorsalele medio-oceanice (Insula Irlanda, Insula Ascension), fie in mijlocul bazinelor oceanice (Insulele Hawaii, Insula Pastelui etc.). Sunt tectonic instabile si ocupa sub 1% din suprafata globului terestru.

g) Arcurile insulare se dezvolta deasupra zonelor de subductie si se caracterizeaza prin mare instabilitate tectonica, vulcanism activ si seismicitate ridicata. Sunt alcatuite din produse magmatice andezitice. Aici sunt incluse Arhipelagul Japoniei, Arhipelagul Filipinelor etc., iar uneori prezinta prelungiri ale unor peninsule (de exemplu Insulele Kurile - prelungirea peninsulei Kamciatca). Ocupa sub 1% din suprafata globului.

h) Fosele oceanice sunt structuri asociate zonelor de subductie, marcand inceputul acestora, caracterizate printr-o intensa activitate seismica. Au adancimi de 5-8 km. Aceste fose sunt umplute cu sedimente provenite din arcurile insulare sau lanturile vulcanice de deasupra. Ocupa cca 3% din suprafata globului terestru.

i) Bazinele oceanice ocupa cca 41% din suprafata globului. Sunt tectonic stabile si prezinta o patura sedimentara subtire, cu o grosime a crustei de cca 7 km, cu relief plat pe care se dezvolta coline abisale (cu altitudini de 50-100 m) si munti vulcanici submarini, care pot avea partea superioara retezata pe care se pot instala recifi.

j) Dorsalele medio-oceanice sunt forme topografice pozitive, care apar sub forma unor centuri liniare ce insumeaza peste 80.000 km si care au in zona centrala o vale de rift. Sunt tectonic foarte instabile, cu o bogata activitate magmatica si cu cea mai redusa grosime a scoartei - 5 km. Sunt taiate de numeroase falii transformate si ocupa cca 10% din suprafata globului terestru.

k) Bazinele marine marginale sunt tipuri crustale groase de cativa kilometri, situate intre un arc insular si un continent (Marea Japoniei, Marea Ohotk) sau intre doua arcuri insulare (Marea Japoniei). Prezenta lor este legata de zonele de subductie, de aceea sunt tipic dezvoltate in partea de vest a Pacificului. Au structuri de tipul grabenelor si horsturilor si pot fi active din punct de vedere tectonic. Ocupa cca 4% din suprafata globului.

l) Bazinele marine interne sunt tipuri structurale inconjurate complet sau aproape complet de continente (Marea Caspica, Marea Neagra) sau asociate cu sistemele de arcuri insulare (Golful Mexic). Au stabilitate tectonica variata si cuverturi sedimentare foarte groase, cu frecvente fenomene de diapirism al depozitelor de sare sau maluri. Ocupa sub 1% din suprafata globului terestru.

Suprafata terestra este un invelis dinamic, care-si schimba compozitia si grosimea in timp, ca rezultat al proceselor subcrustale si al interactiunii dintre placile crustale.

Fiecare tip de crusta are o evolutie aparte. Astfel, crusta oceanica sufera procese de ingrosare si de subtiere intr-un ciclu care se poate repeta, avand drept consecinta formarea diferitelor bazine de sedimentare, a caror evolutie reflecta procesul activitatii tectonice a crustei din fundament.

Crusta oceanica, cu o grosime tipica de 4-9 km (media de 7 km), poate fi ingrosata fie prin scurgeri vulcanice, fie prin subductia unei placi oceanice sub o alta placa oceanica, fie prin acumularea de constructii recifale masive sau prin acumularea unui material detritic foarte gros.

Crusta continentala, cu o grosime de 25-80 km (media de 36 km), se ingroasa printr-o activitate orogenica, ca rezultat al coliziunii intre o margine continentala cu un alt continent, fie prin subductia unei placi continentale sub o alta placa continentala.

Subtierea crustei continentale are loc prin erodare si peneplenizare.