Maapõue: kõik, mida peate teadma

Maapõue on äärmiselt õhuke kivimikiht, mis moodustab meie planeedi äärepoolseima tahke kesta. Suhteliselt võttes on selle paksus õuna naha paksus. See moodustab vähem kui poole 1 protsendist planeedi kogumassist, kuid mängib olulist rolli enamikus Maa looduslikes tsüklites.

Koor võib mõnes kohas olla paksem kui 80 kilomeetrit ja teistes alla ühe kilomeetri. Selle all peitub vahevöö, umbes 2700 kilomeetri paksune silikaatkivimi kiht. Vahevöö moodustab suurema osa Maast.

Maakoor koosneb paljudest erinevat tüüpi kivimitest, mis jagunevad kolme põhikategooriasse: tardunud, moondunud ja sette. Kuid enamik neist kivimitest pärineb kas graniidist või basaltist. All olev vahevöö on tehtud peridootiidist. Bridgmanite, kõige levinum mineraal Maal, leitakse sügavas vahevöös.

Me ei teadnud, et Maal on koorik kuni 1900. aastate alguseni. Kuni selle ajani teadsime vaid seda, et meie planeet võnkus taeva suhtes justkui sellel oleks a suur, tihe südamik - vähemalt ütlesid meile astronoomilised vaatlused. Siis tuli ka seismoloogia, mis tõi altpoolt meile uut tüüpi tõendusmaterjali:

Seismiline kiirus mõõdab kiirust, millega maavärinalained levivad pinna all olevate erinevate materjalide (st kivide) kaudu. Mõne olulise erandiga võib seismiline kiirus Maa sees sügavusega suureneda.

1909. aastal tuvastas seismoloog Andrija Mohorovicic ajakirja seismilise kiiruse järsu muutuse - mingisuguse katkematuse - Maa umbes 50 kilomeetri sügavusel. Seismilised lained põrkavad sellest läbi (peegeldavad) ja painduvad (murduvad), kui nad sellest läbi lähevad, samamoodi, nagu valgus käitub vee ja õhu vahelise katkemise korral. See katkendlikkus, mida nimetatakse Mohorovici katkematuks ehk "Moho", on kooriku ja vahevöö vahel aktsepteeritud piir.

Koor ja tektoonilised plaadid pole samad. Plaadid on koorikust paksemad ja koosnevad koorikust ning selle all olevast madalast vahevööst. Seda jäika ja rabedat kahekihilist kombinatsiooni nimetatakselitosfäär (teaduslikus ladina keeles "kivikiht"). Litosfääri plaadid asetsevad pehmema, plastilisema mantelkivimikihi peal, mida nimetatakse astenosfääriks ("nõrk kiht"). Astenosfäär laseb plaatidel selle kohal aeglaselt liikuda nagu parv paksus mudas.

Me teame, et Maa välimine kiht koosneb kahest suurest kategooriast kivimitest: basaltik ja graniit. Basaltikivimid on merepõhjade alus ja mandrid moodustavad graniitkivimid. Me teame, et nende kivimitüüpide seismilised kiirused, mõõdetuna laboris, vastavad koorikus nähtavatele kiirustele kuni Mohoni. Seetõttu oleme kindlad, et moho tähistab kivikeemia tõelist muutust. Moho ei ole täiuslik piir, sest mõned maakoore- ja vahevöökivimid võivad maskeeruda kui teised. Kõik, kes räägivad koorikust, kas see tähendab seismoloogilises või petroloogilises plaanis, tähendab õnneks sama asja.

Üldiselt on koorikuid kahte tüüpi: ookeaniline koorik (basaltik) ja mandri koorik (graniit).

Ookeaniline koorik katab umbes 60 protsenti Maa pinnast. Ookeaniline koorik on õhuke ja noor - kuni 20 km paksune ja mitte vanem kui umbes 180 miljonit aastat. Kõik vanem on mandrite alla tõmmanud alistamine. Ookeaniline koorik sünnib keskosa ookeani ääres, kus plaadid on lahti tõmmatud. Kui see juhtub, vabastatakse rõhk alusvoodrisse ja seal olev peridootiit reageerib sulamisega. Sulanud fraktsioonist saab basaltiline laava, mis tõuseb ja purskub, samal ajal kui järelejäänud peridootiit kaob.

Ookeani keskel asuvad servad rändavad üle Maa nagu Roombas, ekstraheerides selle basaltkomponendi vahevöö periidist. See toimib nagu keemiline rafineerimine. Basaltikivimid sisaldavad rohkem räni ja alumiiniumi kui maha jäetud peridotiit, milles on rohkem rauda ja magneesiumi. Samuti on basaltikivimid vähem tihedad. Mineraalide osas on basaltis rohkem päevakivi ja amfibooli, vähem oliviini ja pürokseeni kui peridootiidis. Geoloogi lühidalt öeldes on ookeaniline koorik madal, ookeaniline vahevöö on ülimadalaim.

Ookeaniline koorik, mis on nii õhuke, on Maa väga väike osa - umbes 0,1 protsenti -, kuid selle eluiga tsükli eesmärk on eraldada ülemine vahevöö raskeks jäägiks ja kergemaks basaltiks kivid. Samuti ekstraheeritakse niinimetatud kokkusobimatud elemendid, mis ei sobi vahevöö mineraalidesse ja liiguvad vedelasse sulamisse. Need omakorda liiguvad plaaditektoonika edenedes mandri koorikusse. Vahepeal reageerib ookeaniline koorik mereveega ja kannab osa sellest vahevöösse.

Mandrikoor on paks ja vana - keskmiselt umbes 50 km paks ja umbes 2 miljardit aastat vana - ning see katab umbes 40 protsenti planeedist. Kui peaaegu kogu ookeaniline koorik on vee all, puutub suurem osa mandri koorikust kokku õhuga.

Mandrid kasvavad geoloogilise aja jooksul aeglaselt, kuna ookeaniline koorik ja merepõhja setted tõmmatakse nende alla subduktsiooni teel. Laskuvatel basaalidel on vesi ja kokkusobimatud elemendid neist välja pigistatud ja see materjal tõuseb, et nn subduktsioonitehases rohkem sulada.

Mandriline koorik on valmistatud graniitkivimitest, milles on veel rohkem räni ja alumiiniumi kui basaalses ookeanilises maakoores. Tänu atmosfäärile on neil ka rohkem hapnikku. Graniitkivimid on veelgi vähem tihedamad kui basalt. Maavarade osas graniit sellel on veelgi rohkem päevakivi ja vähem amfibooli kui basaltil ning peaaegu pole pürokseeni ega oliviini. Samuti on seda rohkesti kvarts. Geoloogi sõnutsi on mandri koorik feelne.

Mandriline koorik moodustab Maast vähem kui 0,4 protsenti, kuid see kujutab endast kahekordse rafineerimise protsessi tulemust, esiteks ookeani keskosas ja teises subduktsioonitsoonides. Mandrilise maakoore üldkogus kasvab aeglaselt.

Mandritel lõppevad kokkusobimatud elemendid on olulised, kuna need hõlmavad peamisi radioaktiivseid elemente uraan, toorium ja kaalium. Need tekitavad kuumust, mille tõttu mandri koorik toimib nagu vahevöö peal olev elektritekk. Kuumus pehmendab ka kooriku paksu kohti, nagu Tiibeti platooja paneb need külgsuunas levima.

Mandriline koorik on vahevöö juurde naasmiseks liiga ujuv. Sellepärast on see keskmiselt nii vana. Mandrite põrkumisel võib koorik pakseneda peaaegu 100 km-ni, kuid see on ajutine, kuna see levib peagi uuesti. Lubjakivide ja muude settekivimite suhteliselt õhuke nahk püsib pigem mandritel või ookeanis, mitte vahevöö juurde tagasi. Isegi merre pestud liiv ja savi naasevad ookeanilise maakoore konveierilindil mandritele. Mandrid on Maa pinna tõeliselt püsivad ja isemajandavad omadused.

Maakoor on õhuke, kuid oluline tsoon, kus sügav Maalt pärit kuiv kuum kivi reageerib pinna vee ja hapnikuga, tehes uut tüüpi mineraale ja kivimeid. See on ka koht, kus plaat-tektooniline aktiivsus neid uusi kive segab ja segab ja süstib neile keemiliselt aktiivseid vedelikke. Lõpuks on maakoor elu kodu, mis avaldab kivimite keemiale tugevat mõju ja millel on oma mineraalide ringlussevõtu süsteemid. Kogu huvitav ja väärtuslik geoloogiline mitmekesisus, alates metallimaagidest kuni paksude savist ja kivist kihtideni, leiab oma kodu maakoores ja mitte kusagil mujal.

Tuleb märkida, et Maa pole ainus koorikuga planeedikeha. Veenusel, Merkuuril, Marsil ja Maa Kuul on samuti üks.

Toimetanud Brooks Mitchell