Где происходит рождение земной коры: Где происходит рождение новой земной коры?1) в районах срединно-океанических хребтов2) в районах столкновения литосферных

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

Геофизики из Швейцарии, США, Германии и Южной Кореи предложили механизм образования континентов на Земле. Таким образом они представили одно из решений дилеммы курицы и яйца для планеты. Работа ученых позволяет понять, почему на ранних этапах своего существования Земля стала развиваться в сторону пригодной для жизни планеты, а не превратилась в необитаемую Венеру. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature, а кратко о них сообщается на сайте Science News.

Ученые построили трехмерные термомеханические численные модели, показавшие, что плюмы (горячие потоки вещества, перемещающиеся в мантии независимо от ее конвективного течения) могли привести к образованию первых зон субдукции (линейных участков, где происходит погружение блоков земной коры друг под друга). Геофизики назвали три основных фактора образования и устойчивости зон субдукции.

Первый — отрицательная плавучесть литосферной плиты, в результате чего ее субдуцирующая часть тонет в астеносфере (верхнем слое мантии) и тянет за собой всю плиту. Второй — истончение литосферы над плюмом. Третье — наличие водной смазки для эффективного скольжения литосферных плит. Все это в условиях горячей ранней Земли и равномерно покрывающей ее поверхность коры помогло возникнуть зонам субдукции и впоследствии — литосферным плитам.

Свои идеи ученые почерпнули из исследования огромного месторождения океанического базальта (горной породы из продуктов застывшей лавы) в районе Карибской плиты. Ученые пока не пришли к единому мнению о ее происхождении, однако полагают, что она возникла около ста миллионов лет назад в результате процессов, наблюдаемых при моделировании.

Современная карта литосферных плит

Изображение: Bolelav1 / Wikipedia

На первом этапе магма, просочившись сквозь разрыв, образованный в литосфере в результате действия плюма, скапливалась над близлежащими участками литосферы. Под ее тяжестью происходит проседание фрагмента литосферы и его обрушение. Этот участок земной коры взаимодействует с окружающей литосферой, а их совокупность впоследствии воспроизводит характерную мозаику литосферных плит.

Возникновение зон субдукции пытались объяснить и ранее. Однако большинство предположений основывалось на условии наличия активной тектоники литосферных плит, поскольку все современные зоны субдукции наблюдаются уже в деформированных участках коры. Эту проблему «курицы и яйца» — того, что раньше возникло, деформация коры или субдукция — ученые разрешили в пользу последней.

Материалы по теме:

Другие ученые пытались решить дилемму привлечением внеземных факторов, в частности, столкновения Земли с астероидом и метеоритом. Эти события могли привести к деформации земной коры, что вызвало бы субдукцию. Формирование литосферных плит могло начаться более четырех миллиардов лет назад.

Разрешение вопроса о земной тектонике — Святой Грааль современной геофизики, а для этого ученым необходимо узнать, что происходило на глубине трех тысяч километров внутри Земли четыре миллиарда лет назад. Эта задача, по мнению авторов исследования, намного важнее, чем понимание природы других галактик.

В настоящее время Земля — единственная известная планета с тектоническими плитами. Похожие структуры до сих пор обнаружили лишь у ледяных плит на Европе — спутнике Юпитера, имеющего одну из самых молодых поверхностей среди крупных небесных тел Солнечной системы. Вероятно, тектоника могла иметь место в прошлом и на Марсе.

Рождение руд . Металлы и человек

…Началось все с разогревания земного шара, образовавшегося, по гипотезе О. Ю. Шмидта, из газово-пылевого облака. Ведь в составе его пород были радиоактивные вещества — уран, радий, торий. Выделяемая ими энергия в недрах планеты превращалась в тепловую. Там, где радиоактивных элементов было особенно много, образовывались подземные озера расплавленных горных пород. Тепловые расширения, перемещения отдельных участков и пластов в недрах Земли вызывали изменения и ее поверхности. На ней вставали горы (от них и следов не осталось сегодня), образовывались впадины, извергались вулканы, возникали, гибли, смещались гигантские континенты. Это была бурная молодость планеты. Ведь в ее недрах было значительно больше радиоактивных веществ, чем сегодня. По подсчетам академика В. Г. Хлопина, даже 2–2,5 млрд. лет назад общее количество радиоактивных веществ в составе нашей планеты в три-четыре раза превосходило сегодняшнее.

Магма подземных озер содержит в себе все химические элементы, из которых состоит земная кора. Правда, состав магмы в разных местах различен. Мы говорим о ее среднем составе. Из этих-то очагов магмы и родились многие руды металлов.

…Извержение вулкана. Черная туча паров, дыма и пепла закрыла небо. Огненное зарево пылает над вершиной горы. Непрерывный грохот содрогает воздух. Дрожит под ногами почва. И вдруг огненный поток изливается из жерла вулкана. Он сбегает по склону, сжигая все живое. Это лава.

На ней стремительно образуется твердая корка. Но поток не иссякает. Твердая корка взламывается, ее куски поглощаются массой лавы. Так происходит ее неоднократное перемешивание, прежде чем она не застынет окончательно темно-серым или черным потоком.

Да, в лаве содержатся все те металлы, в которых так нуждается человек. Но ведь точно так же все эти элементы содержатся и в граните и в базальте… Непрерывное перемешивание и быстрое охлаждение лавы, изверженной вулканами, мешает содержащимся в ней металлам перегруппироваться и выделиться. Поэтому такие лавы редко бывают источниками рудных месторождений.

Но магме подземных озер не всегда удавалось прорваться на поверхность земной коры. Очень часто ее прорыв останавливался на половине и ее гигантское внедрение, не сумевшее прорваться наружу, начинало застывать внутри земной коры, в окружении твердых холодных пород. Такие застывания магмы длятся столетиями и тысячелетиями. И вот из них-то и образовалась большая часть рудных месторождений.

Из жидкого расплава выделяются при его охлаждении сернистые соединения железа, никеля и меди. Они тяжелее оставшейся жидкой массы и поэтому медленно оседают на дно. Из них-то и образовались многие из известных сегодня залежей никелевых и медных руд.

Родная планета Земля богата нужными человеку элементами, в том числе и металлами. Так, в среднем по весу земная кора содержит:

кислорода 49,1 %

кремния 26,0 %

алюминия 7,5 %

железа 4,2 %

кальция 3,3 %

натрия 2,4 %

магния и калия по 2,3%

Водорода, составляющего основную массу вещества Вселенной, в земной коре содержится лишь около 1 процента. Но она включает в свой состав важных для техники металлов:

титана 0,5 %

марганца 0,1 %

циркония 0,03 %

стронция, ванадия, хрома и никеля по 0,02 %

лития, бериллия и меди по 0,01%

Остальных металлов в земной коре еще меньше. Так, например:

кобальта 0,003 %

свинца 0,0016 %

цинка 0,005 %

олова 0,004 %

Металлов атомной энергетики в земной коре:

тория 0,0008 %

урана 0,0003%

Еще меньше драгоценных металлов:

серебра 0,00001 %

золота 0,0000005 %

платины 0,0000005 %

Медленно остывает магма, и все новые составные части ее кристаллизуются и уходят из расплава. И вот твердеет ее основная масса, но еще остались в ней жидкие части.

Их выжимает из твердой породы к периферии, в трещины в земной коре, образовавшиеся в результате могучего натиска подземных сил. В этих трещинах они и кристаллизуются, образуя рудные жилы титана, хрома, железа…

Магма — праматерь металлов.

По мере остывания магмы из этого расплава выделяется и огромное количество еще более проникающих паров и газов. При остывании из них вырастают кристаллы самых различных драгоценных и поделочных камней — от горного хрусталя до изумрудов, соперничающих ценой с алмазами. Такие жилы застывших в трещинах горных пород элементов называют пегматитовыми жилами. Они дают не только драгоценные камни, но и руды редких и ценных металлов — бериллия, ниобия, тантала, лития и церия.

Еще сложнее картина образования руд в местах контактов застывающей магмы с окружающими породами. Они частично растворяются в магме, вступают с ней в химическое взаимодействие. Обычно на местах таких контактов образуются железорудные месторождения, а также руды вольфрама, висмута, меди, золота.

Во время остывания из магмы выделяется огромное количество газов и паров воды. В них содержатся в растворенном виде самые разнообразные элементы. Прорвавшись в трещины в горных породах, водяные пары и газы конденсируются и из этих жидкостей выделяются растворенные вещества. Образовавшиеся таким образом рудные месторождения называются гидротермальными.

Какие только металлы не встречаются в рудах гидротермального происхождения! Олово, вольфрам, молибден, литий, мышьяк, висмут, серебро, медь, цинк, свинец, кобальт, никель, железо, ртуть, сурьма… Всех и не перечислишь!

Конечно, здесь мы привели только самую общую схему рождения руд при внедрении в породы земной коры магмы. Процессы эти значительно разнообразнее и сложнее. Они протекают по-разному в зависимости от состава магмы, и от состава окружающих пород, и от скорости остывания огненного озера, наличия трещин в земных пластах, их направления, величины и т.

 д.

Но вот магма застыла. Миллионы лет могут ожидать подземные сокровища своего часа, когда найдет их человек. Но могут ворваться в образовавшиеся сокровищницы и слепые силы природы и разрушить или, наоборот, еще обогатить их.

Земная кора никогда не была неподвижной. С вершин высочайших гор альпинисты приносили образцы слагающих их пород. И очень часто оказывалось, что это осадочные породы, образовавшиеся на морском дне. И каменные волны Карпат, и гордые скалы Кавказа, и вакханалия киргизских и туркменских гор сравнительно недавно — всего около 100 млн. лет назад — были дном моря.

Движения земной коры могут опустить рудные жилы в такие глубины Земли, которые еще не доступны сегодня человеку. И сколько, наверное, драгоценнейших кладов ждет там, на глубине трех, пяти, семи километров, прихода властелинов Земли, людей, которые смогут взять их.

Многие рудные месторождения, наоборот, поднялись на поверхность Земли и попали во власть других сил.

Поверхность нашей планеты… Над ней бушует ветрами воздушный океан. Ее обжигает лучами Солнце, поливают дожди. Она охлаждается ночью и замерзает зимой. По ней текут реки, растворяя в себе различные вещества и унося их в море. Она претерпевает смену климатов и нашествия морей.

Во власти всех этих стихий природы и оказываются поднявшиеся на поверхность Земли рудные месторождения. Их может выветрить и в виде мелкой пыли перенести на тысячи километров в сторону ветер. Их могут растворить волны пришедшего моря.

Они ждут тебя, искатель, клады родной планеты!

Стремительная река может разбить окружающую породу и образовать россыпи золота, платины, алмазов — всех тех веществ, которые проявят большую стойкость.

Но действующие на поверхности Земли силы могут не только разрушать, но и создавать новые месторождения металлов. Залежи металлов имеются не только среди вулканических пород, но и среди пород осадочных.

На дне озер и болот оседают окислы железа, образуя залежи железной руды. Мел и известняк — соль металла кальция — образовались из морских отложений. Целые горы этих минералов известны на территории нашей страны.

Уральские бокситы, руда алюминия, — это отложения девонских морей.

…Как немного из металлических богатств планеты использует сегодня человек!

Прежде всего лишь на поверхности суши сооружает он сегодня свои рудники, карьеры для добычи руд. А ведь суша — это меньше трети поверхности нашей планеты. Более двух третей ее покрыто голубым зеркалом океана. Но еще по существу и не началось использование рудных сокровищ морского дна.

Да и поверхность суши далеко не всю изучил человек. В скольких горных долинах Азии, Южной Америки, Африки никогда не останавливались геологи-разведчики, в скалы скольких гор не ударял геологический молоток! А Антарктида, в прорывах немногих оазисов показавшая фантастические богатства! А Гренландия, скрытая ледяным щитом!

А глубоко ли проник сегодня взор геолога в недра Земли даже и в тех местах, которые считаются уже изученными? На пять километров? Меньше. На три километра? Меньше. Меньше, ибо далеко не все еще могут открыть нам редкие буровые скважины и туманные сообщения геофизической разведки.

Что ж, это и плохо и хорошо. Хорошо потому, что еще много предстоит открыть человеку. Хорошо потому, что обитатели планеты Земля в действительности значительно богаче ее дарами, чем они думают сегодня.

Геологи раскрыли «железный» секрет рождения алмазов в недрах Земли // Смотрим

Российские и зарубежные геологи выяснили, что соединения железа и углекислоты играют определяющую роль в формировании алмазов в глубинных слоях недр Земли, помогая их «зародышам» выживать при сверхвысоких давлениях и температурах.

Российские и зарубежные геологи выяснили, что соединения железа и углекислоты играют определяющую роль в формировании алмазов в глубинных слоях недр Земли, помогая их «зародышам» выживать при сверхвысоких давлениях и температурах.

Фактически все природные алмазы находят внутри кимберлитовых трубок – вертикальных каналов в толще земной коры, возникших в результате подъёма магмы к поверхности планеты. Сами алмазы, в свою очередь, возникают не внутри этих трубок, а в мантии Земли, на глубине в несколько сотен километров.

Происхождение кимберлитов вызывает дискуссии среди учёных, так как высокая вязкость «прародителя» алмазов не должна была бы позволить ему подняться из глубинных слоев мантии. Кроме того, многие алмазы, найденные в Бразилии и в других регионах залегания подобных трубок, сформировались на глубине как минимум в 600 километров, что заставляет геологов гадать, как их «заготовкам» удалось выжить при путешествии в сторону ядра Земли.

Леонид Дубровинский (Leonid Dubrovinsky) из университета Байерта (Германия), а также ряд учёных из «Сколтеха», НИТУ «МИСиС» и зарубежных вузов нашли потенциальное объяснение этой геологической загадке, наблюдая за тем, что происходит с различными «зародышами» алмазов при температуре в 2200 градусов Цельсия и давлениях, превышающих атмосферное почти в миллион раз.

Как объясняют специалисты, главным кандидатом на роль прародителя алмазов сегодня считаются различные осадочные породы, содержащие в себе карбонаты – соединения угольной кислоты и ионов различных металлов. Учёные уже достаточно давно проводят опыты с карбонатами, сжимая обычный мел, карбонат магния и другие версии этих солей, и постоянно приходят к выводу, что все эти вещества не «доживут» до конца путешествия к ядру Земли и распадутся раньше, чем они смогут превратиться в алмазы.

Дубровинский и его коллеги проверили, что произойдет с ещё одной формой карбонатов, которая раньше не принимала участия в подобных опытах – с кристаллами сидерита (также известен как «железный шпат»), карбоната железа, возникающими в большом количестве у гидротермальных источников и в отложениях осадочных пород.

Сжав эти кристаллы при помощи алмазной наковальни, учёные просветили их при помощи ускорителя частиц и изучили, как изменялась их структура при повышении давлении и температур, пишет РИА Новости.

Эти опыты показали, что карбонат железа не распался при достижении сверхвысоких давлений и температур, а поменял структуру. Атомы железа в нём окислились и потеряли ещё один электрон, а молекулы угольной кислоты присоединили ещё один атом кислорода и превратились в ортоугольную кислоту, или «кислоту Гитлера».

В результате этого возникла структура, крайне устойчивая при сверхвысоких давлениях и обладающая формой, похожей на то, как устроены алмазы на атомном уровне. Она, как показывают расчёты, позволяет карбонатам достичь глубины примерно в 2,5 тысячи километров и не распасться. Это объясняет, как «зародышам» алмазов удаётся выжить при путешествии к центру планеты и показывает, что экзотическая ортоугольная кислота существует не только в ядрах планет-гигантов, но и в мантии Земли, заключают эксперты.

Подробнее об «алмазном» исследовании рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Кстати, ранее выяснилось, что Антарктида может быть богата алмазами, и искать их поможет новый материал на основе хрома.  

Разработка заданий школьного этапа ВОШ 7 класс

Школьный этап всероссийской олимпиады школьников по географии в 2017-2018 учебном году

7 класс

Время проведения 90 мин

Максимальное количество __50___баллов

Тестовый раунд

1.Расстояние на карте между Токио и Пекином равно 30 см, реально – это 1500 км. Определите масштаб карты.

а) 1: 50 00000; б) 1:5000; в) 1:3000000; г) 1:500000;

2. Где происходит рождение земной коры:

а) В центральных частях плит литосферы. б) В районах столкновения литосферных плит

в) В районах срединно-океанических хребтов; г) В горах.

3. Какое море, омывает три части света?

а) Красное. б) Средиземное. в) Чукотское г) Берингово.

4. Укажите неверное утверждение:

а) Солнце в полдень в Северном полушарии находится на юге.

б) Лишайники растут гуще с северной стороны ствола

в) Азимут отсчитывается от направления на юг против часовой стрелки

г) Прибор, с помощью которого можно ориентироваться, называется компас

5. Выберите дату, когда оба полушария Земли освещены одинаково:

а) 21 марта; б) 22 июня; в) 15 сентября; г) 1 января.

6. Хвойные породы деревьев, медведи, белки, рябчики типичны для природной зоны:

а) широколиственных лесов; б) степи; в) тайги; г) полупустынь и пустынь.

7. Какая из перечисленных горных пород относится к группе осадочных пород органического происхождения?

а)   глина;   б)  мел;  в)   гранит; г)   Базальт;

8. Координаты крайней северной точки Австралии- мыса Йорк-11° ю.ш. и 142° в.д, южной мыса Юго-Восточный — 39° ю.ш и 146° в.д. Какова протяженность материка с севера на юг в градусах и километрах?

а) 50°и 50000 км б) 4° и 444 км в) 28° и 3108 км г) 30° и 1645,7 км

9. Какой стороне горизонта соответствует азимут 210º?

а) северо-восток; б) юго-восток; в) северо-запад; г) юго-запад;

10. На каком материке земного шара нет ни одной реки?

а) Австралия; б) Антарктида; в)  Африка г) Евразия.

11. В каком слое атмосферы происходят все погодные явления:

а) тропосфере б) термосфере в) стратосфере г) мезосфере

12. Что способствует увеличению количества осадков?

а) равнинный рельеф; б) преобладание повышенного атмосферного давления;

в) наличие холодных океанских течений; г) наличие теплых океанских течений.

13. Какой материк пересекается всеми меридианами?

а) Евразия б) Антарктида в) Северная Америка г) Африка.

14. При подъеме на воздушном шаре показания приборов будут изменяться так:

а) Барометра увеличиться, а термометра уменьшаться;

б) Барометра уменьшаться, а термометра увеличиваться;

в) И барометра, и термометра уменьшаться;

г) И барометра, и термометра увеличиваться;

д) Не будут изменяться.

15. . В каком перечне городов указаны только столицы государств?

а) Монреаль, Кейптаун, Париж б) Каир, Дели, Берлин в) Гамбург, Шанхай, Мехико

г) Марсель, Бомбей, Токио д) Лондон, Прага, Ярославль

Аналитический раунд

1. Глубина Марианской впадины — 11022 м, какую температуру будет иметь вода на дне этой впадины, если на её поверхности температура + 26 градусов?

2. Какие из ниже перечисленных географических объектов находятся на указанных материках? Запишите их номера рядом с названием материка.

Материки

А) Австралия _____________________________________________________

Б) Африка ________________________________________________________

В) Евразия ________________________________________________________

Г) Северная Америка _______________________________________________

Д) Южная Америка ________________________________________________

Географические объекты: 1) р. Конго; 2) Аппалачи; 3) р. Парана; 4) р. Амур; 5) Аральское море; 6) Большая пустыня Виктория; 7) вдп. Анхель; 8) Альпы; 9) влк. Килиманджаро; 10) р. Миссисипи;.

11) о. Эйр- Норт.

3. «Кто-то метко заметил, что человек, попавший в эти леса, дважды испытывает острую радость: в первый день, когда, ослеплённый их сказочными богатствами, он думает, что попал в рай, и в последний день, когда на грани безумства он наконец удирает из этого «зелёного ада». О какой природной зоне и почему так писал польский учёный А.Фидлер? Где она расположена?

Выберите из списка растения и животных, которых вы можете встретить в этих лесах:

· Баобаб, ель, сосна, дуб, гевея, акация, шоколадное дерево, лютик, мак, орхидеи, держи-дерево, саксаул, лиственница

· Джейран, соболь, ленивец, летяга, ягель, песец, лемминг, кенгуру, тушканчик, суслик, лев, бурый медведь, верблюд, белка, ягуар, анаконда, тукан, тапир, лиса, як

4. 1) Самая высокая точка Земли. На каком материке находится_______________________________

2) Самая низкая точка Земли. На каком материке находится________________________________

3)Самый высокий водопад мира. На каком материке находится_____________________________

4) Самый высокий вулкан. На каком материке находится___________________________________

5. Вы заблудились в лесу и потеряли компас, пошел дождь, но вы точно помнили, что домой надо возвращаться по азимуту 90 градусов. Увидев перед собой муравейник, примостившийся у дерева, вы, наверное, страшно обрадуетесь. Куда вы повернете, чтобы идти домой.

6. Можно ли в горах на высоте 2,5 км встретить летом ледники, если у подножий гор температура +25С? Почему?

7. Существуют ли точки на Земле, для определения положения которых достаточно указать только их широту? Если да, то назовите их.

8. Оцените, какой из участков, обозначенных на карте цифрами 1, 2, 3, наиболее подходит для игры в футбол. Для обоснования своего ответа приведите два довода. Объясните, почему не пригодны остальные два участка.

9. Какой пролив соединят два моря и два океана, разделяет два полуострова, два материка и два крупнейших государства? Назовите пролив и географические объекты.

10 мест в России, где исполняются желания

У нас у всех есть неосуществимые желания. Может быть стоит за них побороться и отправиться в такие места, где они обязательно сбудутся?

1. Менгиры (Республика Хакасия)

Где расположена: территории вдоль автодороги «Енисей» в Аскизском районе Хакасии
Чего просить: здоровья и исполнения желания

 

Менгиры — таинственные огромные плиты, врытые вертикально в землю — волнуют ученых не одно столетие. По некоторым данным, их водрузили там племена, жившие примерно 4000 лет назад, но предназначение этих каменных глыб не известно до сих пор. Непонятно и то, каким образом камни весом более пятидесяти тонн переносили с гор на равнину. Есть предположение, что древние люди использовали менгиры для лечения разнообразных болезней. По данным ряда ученых, каменные глыбы располагаются вблизи разломов земной коры, где происходит особое энергетическое излучение. Поэтому в древности эти места использовали для проведения магических обрядов. Почти у каждого менгира есть свое название. Одним из самых известных среди них является Улус-Хуртуях-Тас, что в переводе означает «фигура большой каменной старухи». На камне высечены лицо, грудь и округлый живот женщины. Считается, что эта глыба помогает женщинам вылечиться от бесплодия. По преданию, для достижения нужного эффекта, следует намазать лицо менгира сметаной или молоком (от многократного выполнения обряда менгир почернел). Чтобы защитить уникальный памятник от разрушения, над ним построили стеклянную юрту. Вокруг каменной глыбы посадили траву, в самом помещении поддерживается постоянная температура. Теперь каменное изваяние причислено к всемирному наследию ЮНЕСКО и является главным экспонатом музея Улус-Хуртуях-Тас. Но говорят, что магическими свойствами обладают все менгиры. Нужно только выбрать одну каменную глыбу, трижды обойти ее по часовой стрелке, дотронуться до камня и мысленно представить загаданное.

2. Озеро Байкал (Иркутская область, Республика Бурятия)

Где расположено: на территории Иркутской области и республики Бурятия
Чего просить: исполнение желаний, финансовое благополучие

 

Байкал с древних времен считался Священным морем, местом духовного поклонения и особой заботы. Байкал — самое чистое, большое и глубокое озеро в мире (глубина его достигает 1641 м). Ему нет равных в мире по возрасту, глубине, запасам и свойствам пресной воды, многообразию органической жизни. Это удивительно место, которое наполнено очень сильной энергетикой и притягивает к себе множество людей со всех концов мира. Байкал — величайшая загадка, которую природа подарила, и разгадать которую не удаётся до сих пор. До сих пор не утихают споры о том, как возник Байкал — в результате неизбежных медленных преобразований или из-за чудовищной катастрофы и провала в земной коре. В Байкале сосредоточено 23 тысячи куб. км (22% мировых запасов) чистой, прозрачной, пресной, маломинерализованной, щедро обогащенной кислородом, неповторимой по качеству воды. Байкал — одно из древнейших озер планеты, его возраст ученные определяют в 25-30 млн. лет. Большинство озер, особенно ледникового и старичного происхождения, живут 10-15 тыс. лет, а за тем заполняются осадками и исчезают с лица Земли. На Байкале нет никаких признаков старения, как у многих озер мира. Наоборот, исследования последних лет позволили геофизикам высказать гипотезу о том, что Байкал является зарождающимся океаном. Это подтверждается тем, что берега расходятся со скоростью 2 см. в год, подобно тому, как расходятся континенты Африки и Южной Америки. Озеро Байкал расположено в тектонической впадине, его берега испытывают сейсмическое давление огромной массы крупнейшего в мире резервуара пресной воды. Неведомые силы бродят в его окрестностях. Какой то мощный заряд энергии идет из земли. С древнейших времен его называют священным морем, славным седым и грозным. Существует гипотеза: все горы вокруг Байкала являются своеобразными антеннами, принимающими энергию из космоса. Вода Байкала впитывает в себя эту энергию — таким образом, озеро представляет собой гигантский аккумулятор…

3. Древний Аркаим (Челябинская область)

Где расположен: на юге Челябинской области
Чего просить: здоровья и духовных изменений

 

Не столь известная, как Стоунхендж, но не менее уникальная и даже более сложная крепость-поселение Аркаим была открыта в 1987 году на юге Челябинской области. Тщательное исследование этого кольцеобразного сооружения IV – III тысячелетий до н.э. археологами и астрономами установило, что это город предельного класса точности, имеющий возраст 4800 лет. Современные ученые были поражены многопрофильностью, сложностью и точностью осуществленного «проекта», тем более что никаких следов более ранних и простых сооружений не обнаружено. Место, где расположены археологические раскопки считается «святым», имеющим «положительную энергетику», способную облагородить человека духовно и исцелить некоторые болезни.

4. Мегалитический комплекс в селе Ахуново (Республика Башкортостан)

Где расположен: Республика Башкортостан, возле села Ахуново
Чего просить: исполнения желаний

 

Памятник включает в себя 13 менгиров высотой от 70 до 200 сантиметров. Единственным аналогом по структуре, материалу и количеству наблюдаемых объектов мегалитического комплекса является только знаменитый английский Стоунхендж. Полученные данные позволяют рассматривать мегалитический памятник Ахуново не только как древний культовый комплекс так называемой «Страны городов» (сюда входит и знаменитый Аркаим), но и как одну из наиболее крупных по количеству наблюдаемых астрономических событий древнюю обсерваторию Евразии.

5. Озеро Светлояр (Нижегородская область)

Где расположено: Воскресенский район, недалеко от с.Владимировское
Чего просить: здоровья и исполнения желания

 

Светлояр — одно из самых легендарных и загадочных озер России: ученые до сих пор не пришли к единому мнению относительно его происхождения; необычайна вода озера — она может много лет храниться в сосуде, не теряя исключительной чистоты, прозрачности и вкусовых качеств. Наконец, с озером связано сказание о невидимом граде Китеже, будто бы опустившимся на его дно, но не сдавшийся врагу. Считается, что незримые китежцы, отличавшиеся особой праведностью, способны помочь единоверцам. Поэтому верующие, помолившись, трижды ползут на коленях вокруг озера и просят Бога об исполнении своих пожеланий. Говорят, что этот обряд совершали русские женщины в годы Второй Мировой войны (1941-1945 гг.), прося сохранить жизнь своим мужьям и сыновьям. Предание о невидимом граде Китеже живо и сегодня. Многие верят, что если прикрепить зажженную свечку к дощечке или кусочку коры и опустить ее на гладь озера, то услышишь звон колоколов церквей на дне озера. Озеро-место святое, особо почитаемое православными. Для православных озеро Светлояр — это, прежде всего, место, к которому следует относиться благоговейно. Особый день на Светлояре — 6 июля (23 июня по старому стилю) — праздник Владимирской иконы Божией Матери. В селе Владимирском, что стоит недалеко от озера, 6 июля — престольный праздник. Съезжается много народу. Крестным ходом идут верующие от Владимирской церкви (по имени храма, что стоит в селе с 1766 года, оно и названо Владимирским) до часовни во имя Казанской иконы Божией Матери, выстроенной на «горах» на берегу озера, и там служится молебен. В ночь же после праздника почитания иконы Владимирской Божьей матери молодежь, приехавшая на озеро почитай что со всей страны, устраивает купальские игрища. Когда-то, это еще до града Китежа, было здесь языческое капище. Сюда древние предки славян молиться приходили богам своим. А самый главный бог был Ярило. В честь него и озеро названо — Светлый Яр. Предки твердо верили, что ночь эта волшебная. В купальскую ночь гадали девицы, бросали в воду венки. Если пара венков сомкнется — от свадьбы не уйти. Вода на Ивана Купалу считались великой очистительной силой. Некоторые предполагают, что Светлояр – дверь в параллельные миры, пространственно-энергетическая яма и Шамбала России. Над озером много раз наблюдали НЛО, здесь видели полутораметровые следы снежного человека. Светлояр вдохновил великого русского композитора Н.А. Римского-Корсакова на создание знаменитой оперы «Сказание о невидимом граде Китиже и деве Февронии».

6. Село Дивеево (Нижегородская область)

Где расположено: Дивеевский район, на юге Нижегородской области
Чего просить: здоровья и очищения от всего плохого

 

Наряду с Иверией, Афоном и Киевом, нижегородское Дивеево является единственным местом в России, которое Богородица выбрала в качестве своего преимущественного благодатного попечения. Дивеево называют четвертым и последним земным уделом Божией Матери. Именно здесь упокоены мощи святого Серафима Саровского, именно сюда стремятся паломники со всей России. Тысячи православных желают ощутить благодать святых мощей и испытать на себе чудо саровского святого источника. Это очень сильное энергетически и очищающее от всего лишнего душу место. А еще говорят: кто проведет сутки в Дивеево, получит особое благословение Небесной Царицы и подпадет под ее покровительство. Для того, чтобы по настоящему прикоснуться к святыням Четвертого Удела Пресвятой Богородицы, необходимо пробыть здесь не менее суток, поскольку сама Богородица ежедневно бывает в Дивеево.

7. Башня Сююмбике (Казань, Республика Татарстан)

Где расположена: Казанский кремль в г. Казань
Чего просить: любви и исполнения желания

 

Наклоненная к северо-востоку башня, является частью Казанского кремля и одним из главных символов Казани. Первое упоминание о башне Сююмбике встречается в источниках, относящихся к 1777 году, и изначально ее называли Хан-Джами или Хан-Мэчете, что в переводе с татарского значит «ханская мечеть». Нынешнее название башни впервые появляется в журнале «Заволжский муравей», в одном из номеров которого была напечатана статья о достопримечательностях Казани. С башней связано много легенд. Например, одна из них гласит, что ее назвали в честь казанской царицы Сююмбике, которая построила башню в честь своего мужа — хана Сафа-Гирея. По другому преданию, она была сооружена по приказу Ивана Грозного семь дней спустя после взятия Казани. Говорят, что русский государь просил руки казанской царевны. А та поставила условие и потребовала, чтобы Иван Грозный воздвиг башню. Когда все было готово, Сююмбике бросилась с башни вниз. К казанской достопримечательности приходят люди с разными желаниями, но она особенно помогает тем, кто просит удачи в любовных делах. Считается, что загаданное исполнится, если прислониться к башне лбом и про себя произнести три желания. Удачу в любви, впрочем, следует просить, прижавшись к башне спиной.

8. Гора Светелка (Самарская область)

Где расположена: на Жигулевских горах в Самарской области
Что просить: здоровье, любовь, исполнение желаний

 

Гора Светелка – одно из волшебных и загадочных мест России. Находится она в Самарской области, в Шигонском районе. Считается, что место издревле было волшебным, подпитывало людей энергией и приносило удачу. Сама природа завораживает своей красотой. Здесь расположен старейший горный массив – Жигулевские горы. Наверное, недаром тут построен ведомственный санаторий «Волжский Утес», который фактически является «резиденцией» Президента РФ. Первым открыл это место князь Орлов. Он построил на горе стеклянную башню, которая стала его излюбленным местом. Кто знает, о чем мечтал он, глядя в огромное черное небо на россыпи звезд… Увы, нам об этом никогда не узнать… К сожалению, башня эта не сохранилась. На ее месте теперь стоит беседка, ржавая и неприметная. За что же гору назвали Светелкой? Может, за то, что сама она как бы светится изнутри? Местные рассказывают, что когда-то на этом месте было море, а Светелка – островом. И сейчас там можно найти отшлифованные веками камни. А еще говорят, что здесь сбываются желания. Существует целый обряд. Надо собрать пять камней, без сколов и царапин, подняться на гору, и там бросить их на пять сторон – на любовь, на здоровье, на исполнение желания… Упал камень прямо, не покатился – исполнится желание. Не верите? Проверьте…

9. Новодевичий монастырь (Москва)

Где расположен: в г. Москва
Что просить: исполнения желаний

 

Здесь есть башня-волшебница, официальное название которой — Напрудная. В народе эта круглая башня, справа от входа в монастырь, прослыла Софьиной. К ней примыкают кельи, в которых томилась царевна Софья, старшая сестра Петра Первого. В саму башню сейчас не пройти. А вот если загадать желание и прикоснуться к ней — оно, говорят, непременно сбудется. Изнутри, со стороны монастыря, дотронуться до чудодейственного строения нельзя — башню загораживают те самые кельи, превратившиеся в выставочные залы. А вот снаружи — легко. Штукатурка на подножии башни почти вся облетела — может, как раз из-за прикосновений многочисленных мечтателей.

10. Заячий остров, Петропавловская крепость (г. Санкт-Петербург)

Где расположен: в г.Санкт-Петербург
Что просить: исполнения желаний

 

Именно здесь началась история Северной столицы: 27 (16) мая 1703 года на маленьком Заячьем острове была заложена крепость Санкт-Питербурх, первое сооружение будущего города. Вскоре крепость была переименована в Петропавловскую, по названию построенного на ее территории собора. Заячий остров быстро застраивался бастионами и соединяющими их куртинами. Некоторые из них затем неоднократно перестраивались, а другие «дожили» до наших дней почти неизменными. Рядом с собором была сооружена усыпальница для царей и великих князей с шестьюдесятью склепами под полом. Там похоронено большинство российских правителей 18-19 веков. Место рождения Петербурга совсем недавно стало место исполнения желаний, хоть слава места мистического за ним водилась всегда. Говорят, что если загадать желание, смотря на петропавловского архангела, то оно обязательно сбудется.

Источник

Насколько глубоки могут быть сверхглубокие скважины и что искали внутри Земли СССР и США?

• Марк Пайзинг
• BBC Future

12 мая 2019

Автор фото, Getty Images

В годы холодной войны СССР и США соревновались во многих областях — в том числе и в том, кто пробурит самую глубокую скважину. Зачем они это делали и чего достигли?

Леса и озера, снег и мгла Кольского полуострова, лежащего за Полярным кругом, делают этот не самый приветливый уголок России подходящим местом для сказки. Страшной сказки.

Про это невольно думаешь, когда среди великолепной природы наталкиваешься на развалины заброшенного советского научно-исследовательского центра.

Внутри руин постепенно разваливающегося здания обнаруживается тяжеленная на вид, ржавая металлическая крышка, словно вросшая в бетонный пол и для надежности закрепленная толстыми и такими же заржавевшими болтами.

Некоторые считают, что под ней — вход в ад.

Но на самом деле это Кольская сверхглубокая скважина — согласно Книге рекордов Гиннесса, самое глубокое вторжение человека в земную кору, самая глубокая горная выработка в мире, самая глубокая дырка, которую пробурил в своей планете человек. В данном случае — советский человек.

Ее бурили долго, на протяжении 20 лет. Начали 24 мая 1970 года, и к 1990 году глубина скважины достигла 12 262 метров.

Это действительно очень глубоко. Так глубоко, что ходит легенда: если опустить в скважину микрофон (такой, чтобы выдержал температуру в 200 градусов по Цельсию), то можно услышать стоны и крики грешников в аду.

С другой стороны, для нашей планеты это совсем не глубоко — буровая установка за 20 лет преодолела земную кору лишь на треть. До мантии было еще очень далеко, когда все работы были свернуты из-за хаоса эпохи распада Советского Союза.

Но СССР был не одинок в попытке досверлиться как можно глубже, а если получится — и до мантии. В годы холодной войны сверхдержавы (Советский Союз и США) соперничали и в этом.

А теперь пришла очередь Японии.

«Бурение началось в годы существования железного занавеса», — говорит Ули Хармс из Международной программы континентального научного бурения, который в то время был молодым ученым, работавшим в немецком проекте, конкуренте Кольской скважины.

«И, конечно, мы соревновались друг с другом. Нас мотивировало и то, что русские не делились ни с кем своими данными».

«Когда они начали бурение, они утверждали, что нашли свободную воду — но большинство ученых им тогда не поверило. Среди ученых Запада существовало общее мнение, что кора на глубине 5 км настолько плотная, что вода не может проникнуть сквозь нее».

А что говорят сейчас японцы? «Главная цель нового проекта — получить реальные образцы мантии, ее современного состояния», — говорит Шон Токзко, программный менеджер Японского агентства мореземлеведческой науки и техники.

«В таких странах, как Оман, мантия лежит ближе к поверхности, но там это мантия, которой миллионы лет. Есть же разница между живым динозавром и костями динозавра, превратившимися в окаменелости, правда?»

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Кольская сверхглубокая скважина расположена в Мурманской области, в 10 километрах к западу от города Заполярный

Если представить себе Землю в виде луковицы, то ее внешняя твердая оболочка, земная кора — как тонкая луковичная шелуха, ее толщина всего лишь 40 км.

За ней лежит (в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности) мантия, занимающая около 80% объема Земли. И в самом центре планеты находится ядро.

Как и космическая гонка, соревнование за то, кто глубже проникнет в земную толщу, демонстрировало инженерную мощь, обладание продвинутыми технологиями и вообще «всё наилучшее».

Ученые стремились проникнуть туда, где до них никто никогда не был. Этот научный эксперимент позволял рассчитывать на результаты, которые могли перевернуть наши представления о Земле.

Образцы породы, которые вытаскивали на поверхность из этих сверхглубоких скважин, потенциально были столь же важны, как и то, что астронавты НАСА привезли с Луны.

Разница лишь в том, что здесь победителями были не американцы. В общем, сказать по правде, не победил никто.

США начали бурить первыми. В конце 1950-х организация с чудесным названием American Miscellaneous Society («Американское общество всякого-разного») выступила с первым серьезным планом добраться до мантии.

«Общество» было сформировано на базе неформальной группы джентльменов, собиравшихся для того, чтобы выпить вместе. Кроме того, эти джентльмены были ведущими американскими учеными.

Их план по бурению земной коры вплоть до самой мантии получил название «Проект Мохол» (Project Mohole) в честь хорватского ученого Андрии Мохоровичича, который ввел в оборот термин «разрыв Мохоровичича» (в разных источниках — «поверхность Мохоровичича», «граница Мохо», граница земной коры и мантии).

(Слово «Мохол» составное: первая его часть «мо» — это дань Мохоровичичу, вторая, «hole», — «дыра», «скважина» по-английски. — Прим. переводчика).

Вместо того, чтобы бурить глубокую-глубокую скважину, американская экспедиция (за работой которой наблюдал и писал репортажи знаменитый писатель Джон Стейнбек) решила произвести бурение дна Тихого океана в районе острова Гуадалупе (Мексика), где глубина составляла около 3,5 км.

Объяснение простое: земная кора на океанском дне тоньше. Проблема только в том, что участки с самой тонкой корой расположены там, где океан самый глубокий.

Автор фото, Rakot13/CC BY-SA 3.0

Подпись к фото,

Дыра от бурения Кольской сверхглубокой скважины и поныне существует, но она надежно закрыта, закручена на совесть

Советский Союз начал бурение за Полярным кругом в 1970-м (начало работ было приурочено к 100-летию со дня рождения Ленина. — Прим. переводчика).

А в 1990-м в Баварии заработал немецкий проект — «Немецкая программа континентального глубокого бурения» (KTB). Немцы добрались до глубины 9 км.

Так же, как и с полетами на Луну, проблема состояла в том, что такого раньше просто не делали — всю технологию приходилось выстраивать с нуля.

Когда в 1961 году в рамках «Проекта Мохол» началось глубоководное бурение океанского дна, до подобной добычи нефти и газа еще было очень далеко — технологии, которые сегодня лежат в основе этого процесса, еще просто не были изобретены (например, динамическое позиционирование, позволяющее судну оставаться все время на месте — прямо над скважиной).

Инженерам «Проекта Мохол» тогда приходилось много импровизировать. Они придумали и установили систему гребных винтов вдоль бортов бурового судна, чтобы удерживать его в нужной позиции.

Что касается наибольших трудностей, с которыми пришлось столкнуться немецким инженерам, то это была необходимость бурить скважину настолько вертикально, насколько это возможно.

То решение, к которому они пришли, теперь считается стандартной технологией в нефтяной и газовой промышленности по всему миру.

«Из опыта русских было понятно, что вы должны бурить как можно более вертикально, потому что иначе вы обречены на неполадки буровой установки», — говорит Ули Хармс.

Было решено разработать системы вертикального бурения. Сейчас они считаются промышленным стандартом, но изначально были придуманы KTB — и работали вплоть до глубины в 7,5 км.

Затем, на протяжении последних полутора-двух километров, скважина отклонилась от вертикальной линии почти на 200 м.

Автор фото, Alexander Tumanov/TASS/Getty Images

Подпись к фото,

Октябрь 1986 года. На бурении Кольской сверхглубокой

«Мы попробовали использовать некоторые русские технологии в конце 80-х — начале 90-х, когда Россия стала более открытой страной и хотела сотрудничать с Западом, — добавляет Хармс. — К сожалению, тогда было невозможно вовремя получить необходимое оборудование».

Все эти экспедиции закончились до той или иной степени разочарованиями, фальстартами и закупорками.

Потом были высокие температуры, с которыми оборудование не справлялось на большой глубине, потом были расходы, потом была политика — всё это сказывалось на осуществлении мечты ученых бурить все глубже и глубже, чтобы побить рекорд глубины скважины.

За два года до того, как Нил Армстронг ступил на поверхность Луны, американский Конгресс отменил финансирование «Проекта Мохоул», поскольку расходы на бурение вышли из-под контроля.

Те образцы базальта, которые «Проект» сумел поднять на поверхность, обошлись бюджету примерно в 40 млн долларов в переводе на деньги сегодняшнего дня.

Но и кольское бурение продлилось ненамного дольше. Оно было окончательно остановлено в 1992 году, когда бур достиг слоев с температурой 180 градусов по Цельсию. Это было вдвое выше, чем ожидалось найти на этой глубине. Дальнейшее бурение не представлялось возможным.

Учитывая то, что к тому времени СССР уже развалился, деньги на подобные проекты найти было невозможно.

Еще через три года научно-исследовательский центр был закрыт навсегда. Теперь его посещают только особо любопытные туристы и искатели приключений — вид у него, мягко говоря, заброшенный.

И немецкая скважина разделила судьбу остальных проектов сверхглубокого бурения. Огромная установка еще стоит — на потеху туристам. Объект превращен в нечто вроде колеса обозрения или художественной галереи.

Когда голландский художник Лотте Хиван спустила микрофон, защищенный тепловым экраном, в немецкую скважину, он донес на поверхность какой-то далекий грохот — звуки, которые даже ученые не в состоянии объяснить.

Эти звуки, как говорит Лотте, заставили ее почувствовать себя очень маленькой: «этот огромный шар, на котором мы живем, впервые в жизни показал мне, что он тоже живой, и звук этот невозможно забыть».

«Некоторые считают, что такие звуки могут доноситься из ада. Другие говорят, что это дышит планета», — добавляет она.

«У нас был план пробурить скважину глубже, чем советская, — рассказывает Хармс. — Но нам не удалось достигнуть глубины в 10 км за время, для этого отведенное».

К тому же в том месте, где мы бурили, [под землей] было гораздо жарче, чем там, где это делали русские. И стало ясно, что если мы пойдем еще глубже, для нас это будет куда трудней».

«К тому времени это тоже было начало 90-х, начало процесса унификации Германии, на который требовались большие деньги. Поэтому расходы на наш проект просто нельзя было оправдать».

Невозможно отделаться от ощущения, что подземная гонка «Кто первым доберется до мантии» — своего рода новая версия знаменитого романа Жюля Верна «Путешествие к центру Земли». Хотя ученые и не рассчитывали найти спрятанные под землей пещеры с динозаврами, они все равно говорили о своих проектах как об «экспедициях».

«Мы смотрели на это как на экспедицию, потому что для подготовки и осуществления проекта требовалось время, — рассказывает Хармс. — Ну и потому что вы действительно отправлялись в неизведанный мир, где никто никогда раньше не был. Для современного человека это очень необычно».

«Там, на глубине, вы все время находите что-то, что удивляет вас — особенно если добуриться до действительно очень глубоких слоев земной коры».

«Говоря о KTB или о Кольской сверхглубокой скважине, надо признать, что теории, стоящей за целями проекта, уже исполнилось 30-40 лет к тому времени, как началось бурение».

«Эти проекты можно сравнить с полетами на другие планеты, — говорит Деймон Тигл, профессор геохимии Национального океанографического центра в Саутгемптонском университете, принимающий участие в современном японском проекте. — Они — чисто научные инициативы, и вы никогда до конца не знаете, что в итоге найдете».

«При работе над скважиной №1256 [пробуренной в рамках проектов Deep Sea Drilling Project (DSDP, «Проект глубоководного морского бурения») и Ocean Drilling Program (ODP, «Программа океанского бурения»)], мы были первыми, кто увидел нетронутую океанскую кору. Это было захватывающе. Всегда сталкиваешься с чем-то неожиданным».

Автор фото, Rakot13/CC BY-SA 3.0

Подпись к фото,

Начиная с 1990-х, научно-исследовательский комплекс Кольской сверхглубокой постепенно приходил в упадок и теперь просто заброшен и разрушается

Сегодня одним из наиболее важных проектов Международной программы океанографических открытий (IODP) можно назвать «M2M-MoHole to Mantle» («M2M — «Мохол к мантии»). Как и в старом «Проекте Мохол», ученые планируют пробурить океанское дно, где земная кора толщиной всего около 6 км.

Цель проекта ультраглубокого бурения, на который выделен 1 млрд долларов, — впервые в истории человечества достичь мантии и достать ее образцы.

Полученные данные могут изменить представления об устройстве нашей планеты, позволить по-новому взглянуть на сложные процессы, которые происходят в глубине Земли (Японии, постоянно страдающей от разрушительных стихийных бедствий, это особенно важно, так как поможет более точно прогнозировать приближающиеся землетрясения, цунами и вулканические извержения. — Прим. переводчика).

«Чтобы сделать это, потребуется полная поддержка со стороны японского государства», — подчеркивает Тигл, участвующий в проекте.

Имея в виду этот будущий проект, еще в 2005 году японцы построили специальный исследовательский корабль «Тикю» («Земля»), буровое судно четвертого поколения.

«Тикю» с тех пор принял участие во множестве самых разных исследований. Он использует систему GPS и шесть управляемых компьютером сопел, которые могут менять позицию огромного судна с шагом всего лишь 50 см.

«Сверхглубокие скважины помогли нам узнать много нового о толстой континентальной земной коре, — говорит программный менеджер Японского агентства мореземлеведческой науки и техники Шон Токзко. — Теперь мы пытаемся побольше узнать о границе между корой и мантией».

«На данном этапе необходимо сделать правильный выбор — где бурить. Есть три района-кандидата — у берегов Коста-Рики, Гавайев или Бахи (Мексика)».

В каждом из трех случаев это определенный компромисс между глубиной океана, расстоянием до места бурения и необходимостью иметь базу на берегу, которая будет поддерживать эту круглосуточную морскую операцию стоимостью в миллиард долларов.

«Инфраструктуру можно построить, но на это требуются и время, и деньги», — добавляет Токзко.

«По большому счету главная проблема — в расходах, — говорит Хармс. — Такие экспедиции невероятно дорогостоящи, и поэтому их трудно повторить».

«Они могут обходиться в сотни миллионов евро — и из этой суммы только очень малый процент идет на научные исследования как таковые. Остальное — на развитие технологий и на сами операции. Нам нужны заинтересованные политики, которые смогут разъяснять ценность этих экспедиций».

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Ученые из НГУ совместно с иностранными коллегами провели исследование, касающееся рождения новой коллизионной зоны в центральной Индии

В центральной части Индии эпизодически случаются мощные землетрясения, которые невозможно связать с обычными тектоническими механизмами, поскольку они находятся достаточно далеко от границ литосферных плит. На основании анализа различных типов геологических и геофизических данных группа исследователей из России, в том числе НГУ, Индии, Швейцарии и Саудовской Аравии выяснила, что эти землетрясения связаны с формированием новой коллизионной зоны в центральной части Индии, вызванной продолжающимся вдавливанием Индийской плиты в Азию. Подобно пружине, горные области Центральной Азии находятся в состоянии, близком к максимальному сжатию. Поэтому продолжающееся движение Индийской плиты на север приводит к образованию нового разлома внутри континентальной Индии, который по прошествии нескольких миллионов лет превратится в новую горную цепь.
Поверхность Земли сложена литосферными плитами, которые перемещаются относительно друг друга, подобно льдинам на бурной реке в половодье, активно взаимодействуя друг с другом. Большая часть землетрясений приурочена к границам плит и представляет собой «хруст», который возникает, когда «плиты-льдины» трутся друг о друга. Однако в некоторых случаях достаточно сильные землетрясения происходят внутри плит, и причина такой активности всегда вызывает бурные дискуссии среди специалистов. Такого рода сейсмичность, например, наблюдается во внутриконтинентальных областях Индии вдалеке от каких-либо границ плит. Например, 26 января 2001 года в штате Гуджарат произошло мощное землетрясение с магнитудой 7,4 баллов, жертвами которого стали примерно 20 тысяч человек. Известны и другие разрушительные землетрясения, происходившие в той или иной части континентальной Индии в последние 100 лет. Если сопоставить положения этих событий с микросейсмичностью, которая регистрируется индийскими региональными сетями, можно увидеть, что зоны сейсмической активности концентрируются вдоль нескольких линейных зон. Наиболее крупная из них протягивается с запада на восток через всю Индию и имеет название Нармада-Сон. В результате совместной работы международного коллектива специалистов было сделано предположение, что эта зона является местом зарождения новой горной системы, которая через несколько миллионов лет может разделить Индийский континент на две части. Возможность этого сценария была подтверждена с помощью численного моделирования. Исследование опубликовано в престижном научном журнале Scientific Reports.
Возникновение новой коллизионной зоны связано с особенностью взаимодействия элементов литосферы по ходу столкновения Индии и Евразии, начавшегося около 50 млн лет назад. Известно, что поступательное движение Индостана на север привело к смятию коры в широком поясе от Гималаев до Алтая и Саян и явилось причиной образования наиболее крупных на Земле горных систем. Чем интенсивнее происходит сжатие, тем выше растут горы. Вместе с тем рост гор не может продолжаться бесконечно. При сильном утолщении коры возникают силы растекания, которые становятся сильнее при увеличении высоты гор. В какой-то момент сила сжатия уравновешивается силой растекания, и дальнейшее сжатие коры в этом месте становится невозможным. В этом случае коллизионные процессы перескакивают на другой участок с меньшей прочностью литосферы. В этом смысле процесс континентальной коллизии аналогичен деформации системы пружин, расположенных между несколькими прочными несжимаемыми блоками. Результаты численного моделирования показали, что все «пружины» в Центральной Азии близки к максимальной деформации, что говорит о том, что дальнейшее сжатие коры и образование новых гор в Азии становится невозможным. Поскольку Индия, «впаянная» в огромную плиту, занимающую большую часть Индийского океана, продолжает движение на север, необходимо создать новые места для сжатия коры.
По имеющимся свидетельствам, таким местом является зона Нормада-Сон. Почему именно она? По геологическим данным, там проходит очень древний разлом, который был активным более миллиарда лет назад. Согласно результатам сейсмической томографии, там находится контакт между литосферными блоками различной толщины. Вполне естественно, что возобновление тектонических движений происходит не на пустом месте, а на уже существующей структуре. Кроме того, на западном и восточном краях зоны Нормада-Сон происходили мощные излияния базальтов, вызванные прохождением там мантийных плюмов. Эти плюмы «прожигали» литосферу, делая ее менее прочной, что явилось еще одной причиной, почему разрыв земной коры происходит именно там.
Наличие землетрясений вдоль этой зоны, а также характерные структуры погружения, наблюдаемые с помощью геологии и геофизики, говорят о том, что активный разлом уже образовался и процесс коллизии начался. Выполненное численное моделирование позволяет сделать экстраполяцию развития данного участка в будущем. Через несколько миллионов лет здесь вырастут высокие горы, которые отделят южную часть Индии от северной.

Рисунок 1. Положение наиболее разрушительных землетрясений в континентальной Индии (звездочки) и фоновой сейсмичности (красные и фиолетовые точки). На фоне показан рельеф и основные тектонические элементы. Черные линии – известные региональные разломы.

Рисунок 2. Схематическое представление коллизионной зоны центральной Азии в виде системы прочных блоков и горных поясов (пружинок). Эллипсы показывают области массовых базальтовых излияний вследствие прохождения там мантийных плюмов.

Рисунок 3. Концептуальная схема сжатия неоднородной литосферы вследствие движения Индии. Горные системы выступают в виде сжатых пружин.

Рисунок 4. Результаты численного моделирования, в которых представляется процесс сжатия Азии за счет давления со стороны Индийской плиты. Показаны ситуации в прошлом, в настоящем времени и в будущем.

 

 

Эволюция континентальной коры

За исключением, возможно, некоторых обитателей отдаленных островов, большинство людей имеют естественную склонность рассматривать континенты как фундаментальные, постоянные и даже характерные черты Земли. Легко забыть, что мировые континентальные платформы представляют собой лишь разбросанные и изолированные массы на планете, которая в значительной степени покрыта водой. Но при взгляде из космоса правильная картина Земли становится сразу ясной. Это голубая планета. С этой точки зрения кажется совершенно невероятным, что на протяжении своей долгой истории Земле удавалось удерживать небольшую часть своей поверхности всегда над уровнем моря, что позволяло, среди прочего, человеческой эволюции протекать на суше.

Случайно ли существование высоко стоящих континентов? Как возникла сложная земная кора? Был ли он там все время, как первобытная глазурь на планетарном торте, или же он эволюционировал на протяжении веков? Подобные вопросы вызывали споры, которые разделяли ученых на протяжении многих десятилетий, но захватывающая история о том, как земная поверхность приняла свой нынешний вид, теперь, по сути, решена. Это понимание достаточно примечательно показывает, что условия, необходимые для образования континентов Земли, могут быть непревзойденными в остальной части Солнечной системы.

Земля и Венера, имея примерно одинаковый размер и расстояние от Солнца, часто рассматриваются как планеты-близнецы. Поэтому естественно задаться вопросом, насколько кора Венеры соотносится с корой нашего собственного мира. Хотя многовековые телескопические наблюдения с Земли не дали никаких сведений, начиная с 1990 года космические зонды «Магеллан», работающие на орбите радара, проникли сквозь густые облака, окутавшие Венеру, и с поразительной ясностью открыли ее поверхность. Из подробных изображений форм рельефа планетологи могут предположить, какой тип породы покрывает Венеру.

Наша родственная планета, по-видимому, покрыта горными породами базальтового состава, очень похожими на темные мелкозернистые породы, которые выстилают океанические бассейны на Земле. Однако на картах Magellan не удалось найти обширные области, аналогичные континентальной коре Земли. Возвышенные области, названные Терра Афродиты и Терра Иштар, кажутся остатками смятой базальтовой лавы. Меньшие, куполообразные насыпи обнаружены на Венере, и эти формы могут указывать на то, что вулканические породы с составом гранита действительно существуют в некоторых местах, но отражения радара показывают, что эти блинообразные образования могут состоять просто из большего количества базальта.

Проанализировав множество радиолокационных данных, предоставленных Magellan, ученые пришли к выводу, что тектоника плит (то есть постоянное создание, движение и разрушение частей поверхности планеты), похоже, не действует на Венере. Нет очевидных эквивалентов обширным срединно-океаническим хребтам или огромным системам желобов Земли. Таким образом, маловероятно, что кора Венеры регулярно возвращается в мантию этой планеты. Да и не будет особой нужды освобождать место для новой коры: количество лавы, извергающейся в настоящее время на Венере, примерно эквивалентно выбросу одного гавайского вулкана Килауэа — всего лишь капля для планеты в целом.Эти находки с Венеры и аналогичные исследования других твердых тел в Солнечной системе показывают, что планетарные коры можно удобно разделить на три основных типа.

Так называемые первичные коры восходят к зарождению Солнечной системы. Они появились после того, как большие куски первичного материала врезались в растущую планету, высвободив достаточно энергии, чтобы заставить первоначальную протопланету расплавиться. По мере того как расплавленная порода начинала остывать, кристаллы некоторых типов минералов относительно рано затвердевали и могли отделяться от тела магмы.Этот процесс, например, вероятно, создал белые нагорья Луны после того, как зерна минерального полевого шпата с низкой плотностью всплыли на вершину раннего лунного «океана» из расплавленного базальта. Коры многих спутников гигантских внешних планет, состоящие из смеси горных пород с водой, метановыми и аммиачными льдами, также могли возникнуть в результате катастрофического таяния во время первоначальной аккреции.

В отличие от продуктов таких внезапных крупномасштабных эпизодов плавления, вторичные корки образуются после того, как тепло от распада радиоактивных элементов постепенно накапливается внутри планетарного тела.Такой медленный нагрев вызывает плавление небольшой части каменистой мантии планеты и обычно приводит к извержению базальтовых лав. Поверхность Марса и Венеры и дно земного океана покрыты вторичными корками, образовавшимися таким образом. Лунные моря («моря» древних астрономов) также образовались из базальтовой лавы, зародившейся глубоко в недрах Луны. Тепло от радиоактивности — или, возможно, от изгиба, вызванного приливными силами — на некоторых ледяных спутниках внешней Солнечной системы также могло образовать вторичную кору.

В отличие от этих сравнительно распространенных типов, так называемая третичная кора может образоваться, если поверхностные слои возвращаются обратно в мантию геологически активной планеты. Подобно форме непрерывной дистилляции, вулканизм может затем привести к образованию высокодифференцированной магмы, состав которой отличается от базальта — ближе к составу светлого изверженного гранита. Поскольку переработка, необходимая для образования гранитной магмы, может происходить только на планете, где действует тектоника плит, такой состав редко встречается в Солнечной системе.Единственным ее местом может быть образование континентальной коры на Земле.

Несмотря на небольшое количество примеров в каждой категории, одно обобщение о генезисе поверхностей планет, по-видимому, сделать несложно: существуют явные различия в скорости образования первичной, вторичной и третичной коры. Луна, например, сформировала свою белую, богатую полевым шпатом первичную кору — около 9 процентов лунного объема — всего за несколько миллионов лет. Вторичные корки развиваются гораздо медленнее. Базальтовые моря спутника (вторичная кора) имеют толщину всего несколько сотен метров и составляют лишь одну десятую процента от объема спутника, и тем не менее для формирования этих так называемых морей потребовалось более миллиарда лет.Другой пример вторичной коры — базальтовые океанические бассейны нашей планеты (составляющие около одной десятой процента массы Земли), формировавшиеся в течение примерно 200 миллионов лет. Какими бы низкими ни были эти скорости, образование третичной коры еще менее эффективно. Земле потребовалось несколько миллиардов лет, чтобы создать свою третичную кору — континенты. Эти особенности составляют около половины 1 процента массы планеты.

Плавающие континенты
МНОГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ, редко встречающиеся на Земле, обогащены гранитными породами, и это явление придает континентальной коре значение, несоизмеримое с ее крошечной массой. Но геологи не смогли оценить общий состав земной коры — необходимую отправную точку для любого исследования ее происхождения и эволюции — путем непосредственного наблюдения. Одним из мыслимых методов могло бы быть составление существующих описаний горных пород, выходящих на поверхность. Даже такой большой массив информации может оказаться недостаточным. Крупномасштабная программа разведки, которая могла бы проникнуть достаточно глубоко в земную кору для отбора значимой пробы, превзошла бы пределы современных технологий бурения и в любом случае была бы чрезмерно дорогой.

К счастью, есть более простое решение. Природа уже добилась повсеместного отбора проб путем эрозии и отложения отложений. Низкие илы, теперь превращенные в твердые осадочные породы, дают удивительно хороший средний состав для обнаженной континентальной коры. Однако в этих образцах отсутствуют элементы, растворимые в воде, такие как натрий и кальций. Среди нерастворимых материалов, которые переходят из земной коры в осадки без искажения относительного содержания, являются 14 редкоземельных элементов, известных геохимикам как РЗЭ. Эти элементарные метки исключительно полезны при расшифровке состава земной коры, потому что их атомы не вписываются точно в кристаллическую структуру большинства распространенных минералов. Вместо этого они, как правило, концентрируются в поздних гранитных продуктах остывающей магмы, которые составляют большую часть континентальной коры.

Поскольку спектры РЗЭ, обнаруженные в различных отложениях, очень похожи, геохимики предполагают, что выветривание, эрозия и седиментация должны достаточно эффективно смешивать различные магматические материнские породы, чтобы создать общий образец континентальной коры.Все члены группы редкоземельных элементов устанавливают признаки состава верхней коры и сохраняют в формах распределения элементов записи магматических событий, которые могли повлиять на состав земной коры.

Используя эти геохимические трассеры, геологи, например, определили, что состав верхней части континентальной коры близок к составу гранодиорита, обычной изверженной породы, состоящей в основном из светлого кварца и полевого шпата, а также примеси различных темные минералы. Глубоко в континентальной коре, на глубине от 10 до 15 километров, вероятно, распространены породы более базальтового состава. Точная природа этого материала остается спорной, и геологи в настоящее время проверяют свои идеи, используя измерения тепла, выделяемого в земной коре такими важными радиоактивными элементами, как уран, торий и ⁴⁰ К, радиоактивный изотоп калия. Но кажется разумным, что, по крайней мере, части этого недоступного и загадочного региона могут состоять из базальта, захваченного и скрытого под континентами с более низкой плотностью.

Именно это физическое свойство гранитной породы — низкая плотность — объясняет, почему большинство континентов не погружено под воду. Континентальная кора возвышается в среднем на 125 м над уровнем моря, а около 15 % площади континента простирается на высоту более двух километров. Эти большие высоты резко контрастируют с глубинами океанского дна, которые в среднем находятся примерно на четыре километра ниже уровня моря — прямое следствие того, что они выстланы плотной океанической корой, состоящей в основном из базальта и тонкого слоя осадочных пород.

В основании земной коры лежит так называемая граница Мохоровичича (говорящее название геологи неизменно сокращают до «Мохо»). Эта глубокая поверхность знаменует собой радикальное изменение состава на чрезвычайно плотную породу, богатую минеральным оливином, который повсеместно подстилает как океаны, так и континенты. Геофизические исследования с использованием сейсмических волн позволили проследить Мохо по всему миру. Такое исследование также показало, что мантия под континентами может быть постоянно прикреплена к вершине. Эти относительно холодные подкоровые «кили» могут иметь толщину до 400 километров и, кажется, путешествуют вместе с континентами во время их тектонических перемещений.Подтверждение этому представлению исходит из анализа крошечных минеральных включений, обнаруженных в алмазах, которые, как считается, происходят глубоко в этой подкоровой области. Измерения показывают, что возраст алмазов может достигать трех миллиардов лет, что свидетельствует о древности их глубоких континентальных корней.

Любопытно отметить, что менее 50 лет назад не было свидетельств того, что горные породы, выстилающие океанские бассейны, каким-либо фундаментальным образом отличаются от горных пород, найденных на суше. Просто считалось, что дно океанов покрыто затонувшими или затонувшими континентами.Это представление естественным образом выросло из представления о том, что континентальная кора представляет собой окружающий мир объект, возникший как своего рода пена на изначально расплавленной планете. Хотя теперь кажется очевидным, что Земля действительно плавилась очень рано, кажется, что первичная гранитная кора того типа, который предполагался несколько десятилетий назад, на самом деле никогда не существовала.

Эволюция георазнообразия
КАК БЫЛО, что на Земле могли возникнуть два таких различных вида земной коры, континентальная и океаническая? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно рассмотреть самую раннюю историю Солнечной системы.В области первичной солнечной туманности, занимаемой орбитой Земли, газ был в основном сметен, и накапливались только каменные обломки, достаточно большие, чтобы выдержать интенсивную раннюю солнечную активность. Сами эти объекты, должно быть, выросли путем аккреции, прежде чем, наконец, соединиться вместе, чтобы сформировать нашу планету, процесс, который занял от 50 до 100 миллионов лет.

В конце этой стадии формирования массивный планетезималь, возможно, размером с Марс, врезался в почти полностью сформировавшуюся Землю.Каменистая мантия ударника была выброшена на орбиту и стала Луной, а металлическое ядро ​​тела упало на Землю. Как и следовало ожидать, это событие оказалось катастрофическим: новообразованная планета полностью расплавилась. Когда Земля позже остыла и затвердела, вероятно, образовалась ранняя базальтовая кора.

Вполне вероятно, что на этом этапе поверхность Земли напоминала нынешний вид Венеры; однако ни одна из этих первичных корок не сохранилась. Остается неясным, погрузился ли он в мантию подобно тому, как это происходит на Земле, или накапливался в локализованных массах, пока не стал достаточно толстым, чтобы превратиться в более плотную скалу и погрузиться. В любом случае, на этой ранней стадии нет никаких признаков существенной гранитной коры. Контрольные свидетельства такой коры должны были сохраниться в виде разбросанных зерен минерального циркона, который образуется внутри гранита и очень устойчив к эрозии. Хотя было обнаружено несколько древних цирконов, датируемых примерно этим временем (самые старые образцы происходят из осадочных пород в Австралии и им около 4,3 миллиарда лет), эти зерна чрезвычайно редки.

Более подробная информация о ранней коре получена из самых древних горных пород, сохранившихся нетронутыми.Эти породы образовались глубоко в земной коре чуть менее четырех миллиардов лет назад и теперь выходят на поверхность на северо-западе Канады. Это скальное образование называется Акаста Гнейс. Несколько более молодые образцы ранней коры были зарегистрированы в нескольких местах по всему миру, хотя наиболее изученными из этих древних образований являются западная Гренландия. Обилие осадочных пород свидетельствует о наличии проточной воды и о существовании того, что, вероятно, было настоящим океаном в эту отдаленную эпоху. Но даже эти необычайно старые породы из Канады и Гренландии датируются периодом от 400 до 500 миллионов лет после первоначальной аккреции Земли, что является пробелом в геологической летописи, вызванным, без сомнения, массивными ударами, которые серьезно разрушили самую раннюю земную кору.

Из записей, сохранившихся в осадочных породах, геологи знают, что формирование континентальной коры было непрерывным процессом на протяжении всей долгой истории Земли. Но образование корки не всегда носило одинаковый характер.Например, на границе между архейским и протерозойским эонами, около 2,5 миллиардов лет назад, происходит отчетливое изменение в каменной летописи. В состав верхней коры до этого разрыва входили менее развитые составляющие, состоящие из смеси базальта и богатых натрием гранитов. Эти породы слагают так называемую тоналит-тронджемит-гранодиоритовую, или ТТГ, свиту. Этот состав значительно отличается от современной верхней коры, в которой преобладают калийные граниты.

Глубокие изменения в составе земной коры 2. 5 миллиардов лет назад, по-видимому, связано с изменениями в тектоническом режиме Земли. До этого более высокие уровни радиоактивного распада производили больше тепла на планете. Следствием этого было то, что в раннем архее океаническая кора была более горячей, толстой и плавучей и не могла подвергаться субдукции. Вместо этого под более толстыми участками коры, которые могут напоминать современную Исландию, более плотная кора плавилась и образовывала богатые натрием магматические породы свиты TTG.

Отчасти похожие породы сейчас образуются в нескольких местах, например, на юге Чили, где погружается молодая океаническая кора.Но эти современные породы, формирующиеся в настоящее время в результате тектоники плит, несколько отличаются от своих более древних архейских собратьев, образовавшихся из тонущих плит под толстой корой. Тектоника плит в современном стиле не начинала действовать до позднего архея (между 3,0–2,5 миллиарда лет назад), когда океаническая кора стала более прохладной, потеряла свою плавучесть и, таким образом, смогла снова погрузиться в мантию.

Ранняя тенденция к формированию магмы с составом ТТГ объясняет, почему земная кора росла как смесь базальта и тоналита в течение архейского периода.Большое количество — по крайней мере 50 процентов и, возможно, до 70 процентов континентальной коры — возникло в это время, с основным эпизодом роста между 3,0 миллиардами и 2,5 миллиардами лет назад. С этого времени относительная высота океанических бассейнов и континентальных платформ остается сравнительно стабильной. С наступлением протерозойской эры 2,5 миллиарда лет назад кора уже приняла большую часть своего нынешнего состава, и начался современный цикл тектонических плит.

В настоящее время океаническая кора формируется в результате извержения базальтовой лавы вдоль опоясывающей земной шар сети срединно-океанических хребтов.Ежегодно в результате этого процесса образуется более 18 кубических километров горной породы. Плита новообразованной коры располагается поверх внешнего слоя мантии, которые вместе составляют жесткую литосферу. Океаническая литосфера погружается обратно в мантию в так называемых зонах субдукции, которые оставляют заметные шрамы на дне океана в виде глубоких желобов. На этих участках опускающаяся плита литосферы несет влажные морские отложения, а также погружающиеся в мантию базальты.

На глубине около 80 километров тепло выталкивает воду и другие летучие компоненты из субдуктивных отложений в вышележащую мантию.Затем эти вещества действуют как флюс в литейном цехе, вызывая плавление окружающего материала при пониженных температурах. Магма фракционируется, образуя андезиты, в то время как более основной субстрат, вероятно, погружается обратно в мантию в процессе, называемом расслоением. Образовавшаяся таким образом андезитовая магма в конечном итоге достигает поверхности, где вызывает впечатляющие взрывные извержения. Извержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 году является примером такого геологического катаклизма. Огромные цепи вулканов, таких как Анды, питаемые кипящими летучими веществами, добавляют на континенты в среднем около двух кубических километров лавы и пепла каждый год. Этот андезит обеспечивает основной материал континентов.

Но более богатая кремнеземом гранитная порода, которую мы видим на поверхности континентов, происходит изнутри земной коры. Накопление тепла глубоко внутри самой континентальной коры может вызвать плавление, и образовавшаяся магма в конечном итоге мигрирует на поверхность. Хотя часть этого необходимого тепла может исходить от распада радиоактивных элементов, более вероятным источником является базальтовая магма, которая поднимается из более глубоких слоев мантии и попадает в ловушку под гранитной крышкой; тогда расплавленная порода действует как горелка под сковородой.

Всплески роста коры
ХОТЯ НАИБОЛЕЕ ДРАМАТИЧЕСКИЙ СДВИГ в образовании континентальной коры произошел в конце архейского эона, 2,5 миллиарда лет назад, континенты, по-видимому, претерпевали эпизодические изменения на протяжении всего геологического времени. Например, значительные более поздние дополнения к континентальной коре произошли от 2,0 до 1,7, от 1,3 до 1,1 и от 0,5 до 0,3 миллиарда лет назад. То, что континенты Земли пережили такую ​​прерывистую эволюцию, на первый взгляд может показаться нелогичным.Почему, в конце концов, кора должна образовываться рывками, если генерация внутреннего тепла — и его высвобождение за счет рециркуляции земной коры — является непрерывным процессом?

Более детальное понимание тектоники плит помогает решить эту загадку. В пермский период (около 250 миллионов лет назад) основные континенты Земли сошлись, образовав один огромный массив суши под названием Пангея [см. «Земля до Пангеи» на стр. 14]. Эта конфигурация не была уникальной. Формирование таких «суперконтинентов», по-видимому, повторяется с интервалом около 600 миллионов лет.Основные тектонические циклы, разделявшие и объединявшие континенты, были задокументированы еще в раннем протерозое, и есть даже предположения, что первый суперконтинент мог сформироваться раньше, во время архея.

Такие крупномасштабные тектонические циклы служат для модуляции темпа роста земной коры. Когда суперконтинент распадается на части, океаническая кора является самой старой и, следовательно, с наибольшей вероятностью образует новую континентальную кору после субдукции. По мере сближения отдельных континентов вулканические дуги (изогнутые цепи вулканов, образовавшиеся вблизи зон субдукции) сталкиваются с континентальными платформами.Такие эпизоды сохраняют новую кору по мере того, как дуговые породы добавляются к окраинам континентов.

На протяжении более четырех миллиардов лет перипатетические континенты собирались урывками из множества разрозненных террейнов. В образовавшейся амальгаме похоронено последнее оставшееся свидетельство большей части истории Земли. Эта история, собранная из камней, похожих на множество перемешанных кусочков головоломки, потребовала некоторого времени, чтобы разобраться. Но понимания происхождения и эволюции земной коры теперь достаточно, чтобы показать, что из всех планет Земля кажется действительно исключительной.По счастливой случайности природы — способности поддерживать тектоническую активность плит — только одна планета смогла создать значительные участки стабильной континентальной коры, на которых нам так удобно жить.

АВТОР
С. РОСС ТЕЙЛОР и СКОТТ М. МАКЛЕННАН работают вместе с 1977 года, изучая эволюцию земной коры. Тейлор также активно занимался изучением Луны и планет и опубликовал множество книг по планетологии. Он является иностранным сотрудником Национальной академии наук.В настоящее время Тейлор работает в отделе наук о Земле и море Австралийского национального университета и Лунного и планетарного института в Хьюстоне. Макленнан — профессор кафедры геолого-геофизических исследований Университета Стоуни-Брук. В своих исследованиях он применяет геохимию осадочных пород к изучению эволюции земной коры на Земле и Марсе. Макленнан является членом научной группы марсохода Mars Exploration Rover.

Кора (геология)

В геологии кора — это самый внешний слой планеты.

Земная кора состоит из большого разнообразия магматических, метаморфических и осадочных пород.

Кора подстилается мантией.

Верхняя часть мантии состоит в основном из перидотита, породы более плотной, чем породы, распространенные в вышележащей коре.

Граница между земной корой и мантией условно проходит по границе Мохоровичича, границе, определяемой контрастом сейсмических скоростей.

Земная кора занимает менее 1% объема Земли.

Океаническая кора Земли отличается от ее континентальной коры.

Океаническая кора имеет толщину от 5 км (3 мили) до 10 км (6 миль) и состоит в основном из базальта, диабаза и габбро.

Континентальная кора обычно имеет толщину от 30 км (20 миль) до 50 км (30 миль) и в основном состоит из менее плотных пород, чем океаническая кора.

Некоторые из этих менее плотных пород, такие как гранит, распространены в континентальной коре, но редко или отсутствуют в океанической коре.

Температура земной коры увеличивается с глубиной, обычно достигая значений в диапазоне примерно от 500 °C (900 °F) до 1000 °C (1800 °F) на границе с нижележащей мантией.

Кора и подстилающая относительно жесткая мантия составляют литосферу.

Из-за конвекции в подстилающей пластической, хотя и нерасплавленной, верхней мантии и астеносфере литосфера разбита на движущиеся тектонические плиты.

Обычные горные породы, составляющие земную кору, почти все состоят из оксидов; хлор, сера и фтор являются единственными важными исключениями из этого правила, и их общее количество в любой породе обычно намного меньше 1%.

Ф.

В.

Кларк подсчитал, что немногим более 47% земной коры состоит из кислорода.

Встречается в основном в виде оксидов, главными из которых являются оксиды кремния, алюминия, железа, кальция, магния, калия и натрия.

Кремнезем является основным компонентом земной коры, встречающимся в виде силикатных минералов, которые являются наиболее распространенными минералами изверженных и метаморфических пород.

Как формируется континентальная кора Земли? Новая восходящая теория

Как формируется континентальная кора Земли? Новая теория «снизу вверх» 90 123

Шпили Макмиллан в штате Вашингтон содержат метаморфические породы, известные как гранулиты, которые уравновешиваются в условиях давления и температуры, типичных для нижних слоев континентальной коры. Фото: Джон Скарлок/Jagged Ridge Imaging

Глубоко под Алеутскими островами Аляски, там, где давление и температура стали настолько высокими, что горные породы начинают течь, зарождается новая континентальная кора.

Ученые долгое время считали, что континентальная кора формируется в вулканических дугах — они знают, что магма, поднятая вулканами дуг, геохимически очень похожа на континентальную кору. Вечный вопрос заключался в том, как именно это происходит. В то время как магма, которая достигает поверхности, похожа на континентальную кору, нижняя часть коры под вулканическими дугами сильно отличается от нижней половины континентальной коры.

Новое исследование, опубликованное на этой неделе в выпуске Nature Geoscience , поднимает вопросы об одной популярной теории и обеспечивает новую поддержку другой, в которой дуговая лава с поверхности и неглубокие «плутоны» — магма, затвердевшая, но не извергающаяся, — втягивается в Землю. в зонах субдукции, а затем поднимаются вверх, чтобы скапливаться на дне дуги коркой, как пар на кухонном потолке. Ученые нашли убедительные доказательства того, что это могло образовать подавляющее большинство нижней части континентальной коры на протяжении всей истории Земли.

Повторное ламинирование субдуктированных отложений.

Процесс, называемый реламинированием, начинается на краю континентальной плиты, где океаническая плита погружается под континентальную плиту, а магма поднимается, образуя вулканическую дугу. По мере того, как океаническая плита погружается, она увлекает отложения, лаву и плутонические породы с края дуги. По мере того, как материал дуги опускается, минералы внутри него становятся нестабильными из-за повышения давления и тепла, и они претерпевают химические изменения. Образуются новые минералы, и куски породы и осадка могут отколоться.Когда эти куски становятся более плотными, чем окружающие их мантийные породы, они продолжают тонуть. Но когда они менее плотные, например, те, которые образуют богатые кремнеземом гранулиты, они становятся плавучими и всплывают вверх, пока не достигают дна коры дуги и не накапливаются там.

«Осадки действительно хорошо представлены в континентальной нижней коре, но как они попали на дно континента? Самый простой способ — сдвинуть этот осадок вниз по зоне субдукции и подняться, чтобы накопиться у основания земной коры», — сказал Питер Келемен, геохимик из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета и автор статьи с Марком Беном из Вудса. Дырский океанографический институт.

Отбор проб земной коры

Чтобы определить, как кора дуги могла превратиться в континентальную кору, Келемен и Бен исследовали единственные два известных места, где на суше виден полный разрез нижней части коры дуги. Одно место в Пакистане было захвачено древним столкновением тектонических плит между Индией и Азией и было вдавлено в крутые горы. Другая, дуга Талкитна, простирающаяся от полуострова Аляска до Вальдеса, была выдвинута на краю Северной Америки.

«Обычно нам не удается увидеть подошву нижней части земной коры, но на Аляске и в Пакистане мы можем видеть до самого дна. Эти старые дуги образовались, врезались в Северную Америку, перевернулись набок и за миллионы лет подверглись эрозии. Поскольку они наклонены, мы можем спуститься прямо с морского дна, мимо основания земной коры и в мантию», — сказал Келемен.

По всей длине этих участков обнаженной дуговой коры ученые взяли образцы, чтобы увидеть, как геохимический состав породы менялся с увеличением глубины коры.Они смогли извлечь минералы, которые зафиксировали давление и температуру в точке, где минералы кристаллизовались глубоко под землей, отметив, насколько глубока порода в каждой точке.

Ученые обнаружили значительные изменения в составе земной коры примерно на полпути к глубине земной коры.

В нижней половине коры дуги, начиная примерно на 20 километров ниже исходной поверхности, средняя концентрация «несовместимых» элементов-примесей — таких элементов, как тантал и калий, предпочитающих оставаться в расплаве во время кристаллизации, — была намного меньше, чем в более низких континентальных широтах. корка на той же глубине.Только верхние 20 км дуговой коры имели состав, близкий к нижней континентальной коре.

Это становится проблемой для одной из ведущих теорий формирования континентальной коры, сказал Келемен. Эта теория предполагает, что кора дуги расслаивается — плотные куски породы внутри коры дуги медленно движутся вниз и «погружаются» в мантию до тех пор, пока кора дуги не достигнет состава континентальной коры. Новые данные свидетельствуют о том, что для того, чтобы расслоение заработало, потребуется удалить большую часть породы из 20-километровой толщи коры.Однако деламинация работает только на глубине от 35 до 40 км.

«Итак, даже после того, как мы удалим немного плотного материала со дна, вы все равно получите нижнюю кору в дугах, которая сильно отличается от нижней коры на континентах. Этого процесса недостаточно, чтобы сделать континентальную нижнюю кору из коры дуги», — сказал Келемен. По его словам, расслоение действительно имеет место, но для того, чтобы оно стало движущей силой, потребуется сложный процесс многократного утолщения земной коры и метаморфических событий.

Келемен и Бен предлагают более простой процесс.

Испытание Алеутских островов

Авторы опробовали свою модель на Алеутских островах. В этой вулканической дуге лава и плутоны подобны континентальной коре, но нижняя часть коры сильно обеднена элементами, которых много в нижней части континентальной коры. Чтобы определить потенциал повторного расслоения с образованием нижней континентальной коры, ученые рассчитали плотность обнаженной лавы и плутонов при давлениях и температурах в зоне субдукции.

Они обнаружили, что около 44 процентов алеутских лав и 78 процентов плутонов будут более плавучими, чем мантийный перидотит в условиях зоны субдукции. Это говорит о том, что если части Алеутской дуги будут стягиваться в зону субдукции, то на глубине от 90 до 120 км, где температуры превышают 700°С, дуговые лавы и плутоны поднимутся и аккумулируются вдоль подошвы земной коры. Состав этого накопленного материала будет похож на нижнюю часть континентальной коры.

Заинтригованные этим открытием, ученые провели аналогичные расчеты для других дуг.Они обнаружили, что на месторождении Талкитна на Аляске 48 процентов лав и 37 процентов плутонов будут плавучими. В Кохистане, районе в Пакистане, 36 процентов лав и 29 процентов плутонов будут плавучими.

Повторное ламинирование может быть очевидным в сланцах Пелона в Южной Калифорнии, где видны участки нижней континентальной коры, сказал Келемен. Глинистые породы и сгустки мантийного перидотита, окруженные более плавучими материалами, могут быть обнаружены в обнаженной, «недокрытой» коре.

«Мы видим молодые вулканические отложения, которые были забиты под более старую континентальную кору и теперь являются частью общей упаковки.Как они туда попали? Это произошло в Южной Калифорнии, и я бы сказал, что это, вероятно, происходит во многих местах», — сказал Келемен.

Узнайте больше о работе, проводимой в Земной обсерватории Ламонт-Доэрти.

---

Открыто новое происхождение тектонических плит Земли

Постоянного погружения коры в мантию достаточно, чтобы объяснить образование границ плит.

Разлом Сан-Андреас в Калифорнии знаменует собой слияние Тихоокеанской и Североамериканской тектонических плит. Авторы и права: Кевин Шафер/Алами

Тектонические плиты Земли могли сформироваться за 1 миллиард лет, сообщают сегодня исследователи в журнале Nature ¹ .

Плиты — взаимосвязанные плиты земной коры, плавающие в вязкой верхней мантии Земли — были созданы в результате процесса, похожего на наблюдаемую сегодня субдукцию, когда одна плита погружается под другую, говорится в отчете.

Примерно 4 миллиарда лет назад более холодные части земной коры опускались в более теплую верхнюю мантию, повреждая и ослабляя окружающую кору. По словам авторов, этот процесс повторялся снова и снова, пока слабые участки не образовали границы плит. Другие исследователи подсчитали, что глобальная система тектонических плит возникла около 3 миллиардов лет назад.

Находка дает возможный ответ на извечную загадку геологии: как возникли тектонические плиты Земли.Последующее движение плит стерло большую часть свидетельств их происхождения, говорит Пол Тэкли, геофизик из Швейцарского федерального технологического института (ETH) в Цюрихе, Швейцария.

Предыдущие исследования позволили предположить возраст плит на основании свидетельств субдукции, собранных из минералов, сохранившихся в древних породах. Самыми старыми такими образцами являются цирконы возрастом 4 миллиарда лет, найденные в Джек-Хиллз в Австралии, которые, по-видимому, образовались при температурах и давлениях, указывающих на субдукцию.

Чтобы сделать еще один шаг и выяснить, как образовались плиты, авторы исследования разработали компьютерную модель земной коры, которая могла существовать миллиарды лет назад, на основе зерен минералов, обнаруженных в породах мантии. Модель включала зону низкого давления в основании земной коры, из-за которой часть коры погрузилась в верхнюю мантию — имитируя условия, которые, как считается, имели место в начале истории Земли.

Поскольку процесс повторялся с течением времени, он создал большую тектоническую плиту с активной зоной субдукции.По словам соавтора Дэвида Берковичи, геофизика из Йельского университета в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, за гораздо более длительный период тот же процесс мог создать множество тектонических плит. «У нас есть физический механизм, объясняющий, как это могло произойти», — говорит он.

Это контрастирует с условиями на Венере, где происходит аналогичная субдукция, но не образуются тектонические плиты. Условия на Венере намного теплее, что позволяет коре лучше заживать после того, как кусок погружается в мантию.Модель Берковичи предполагает, что ранняя субдукция создала слабые места в земной коре, которые теперь являются границами плит. Он отмечает, что тектоника плит определяется идеей о том, что сильные плиты разделены слабыми границами, и действия на этих границах создают такие геологические явления, как вулканы, горы и землетрясения.

«Они создают модель, которая правдоподобно объясняет то, что мы видим», — говорит Майкл Браун, петролог из Мэрилендского университета в Колледж-Парке. Он показывает, как началась субдукция и как она могла развиться в глобальную тектонику, и дает промежуток времени между ними — 1 миллиард лет — что согласуется с каменными данными, добавляет он.

Роберт Стерн, геолог из Техасского университета в Далласе, утверждает, что нет убедительных доказательств тектоники плит раньше, чем 1 миллиард лет назад, но говорит, что их теория механизма образования плит является «первым интересным примером как это могло произойти».

Об этой статье

Процитировать эту статью

Моррисон, Дж. Новое происхождение тектонических плит Земли. Природа (2014).https://doi.org/10.1038/nature.2014.14993

Скачать цитату

Поделиться этой статьей

Любой, с кем вы поделитесь следующей ссылкой, сможет прочитать этот контент:

Получить ссылку для общего доступа

Извините, ссылка для общего доступа в настоящее время недоступно для этой статьи.

Предоставлено инициативой Springer Nature SharedIt по обмену контентом.

Тектоника плит

Земная кора и верхняя мантия разбиты на множество плит, называемых тектоническими плитами, которые похожи на кусочки головоломки.Есть семь основных плит, которые составляют 94% поверхности Земли, и множество меньших плит, составляющих остальные 6%.

Источник: USGS, http://pubs.usgs.gov/publications/text/slabs.html, общедоступное достояние, через Wikimedia Commons

Тектонические плиты находятся в движении, и считается, что они двигались с в начале земной истории. Слово тектоника относится к строению земли и происходящим на ней процессам. Ирландия имеет длинную и интересную тектоническую историю, поэтому у нас есть большое разнообразие типов горных пород на относительно небольшой территории.

Области, где встречаются эти плиты, известны как границы плит. Есть три типа пластины границы:

9

Divergent или CO N S T RUC T IV E pla te borderie s

Плиты расходятся, что приводит к образованию новой породы.

Это происходит, когда две тектонические плиты расходятся, и порода из мантии поднимается вверх через отверстие, образуя при остывании новую поверхностную породу. Это происходит в начале нового океана и продолжается на срединно-океаническом хребте, пока океан открывается. Он связан с рифтогенезом (крупномасштабным разломом) и вулканизмом.

Источник: Wikimedia Commons

 

Примером этого является Срединно-Атлантический хребет.

Палеогеновые породы в Ирландии, в том числе в Кули, Ко.Лаут и на Дороге гигантов в графстве Антрим, образовавшиеся при открытии Северной Атлантики примерно 60 миллионов лет назад.

См. вулканы для получения дополнительной информации о влиянии расходящихся границ плит (перенаправление в раздел «Темы»).

конвергентное или д е с т ККО т IV е PLA т. е boundarie s

Это когда две тектонические плиты движутся навстречу друг другу и сталкиваются.Результат зависит от типа задействованных пластин. Возможно столкновение двух океанических плит, океанической плиты и континентальной плиты или двух континентальных плит.

Субдукция возникает при разнице в плотности плит. Океаническая кора обычно более плотная, чем континентальная кора, и при столкновении с континентальной корой выталкивается вниз в горячую мантию. Менее плотная континентальная кора выталкивается вверх.

Это произошло​ в Ирландии с закрытием океана Япет более 450 миллионов лет назад.В начале океаническая кора Япета была погружена под континентальную кору, но в конце концов океаническая кора исчезла, и континенты столкнулись. Каледонские горы сформировались в это время, и считается, что они были такими же высокими, как современные Гималаи, когда они сформировались.

Источник: Wikimedia Commons. Они постоянно растут со средней скоростью 1 см в год, это будет 10 км за 1 миллион лет.

См. «Землетрясения, цунами и вулканы», чтобы узнать больше о влиянии сходящихся границ плит (перенаправить в раздел «Темы»).

9

9

BO U Ndarie S

, также известный как забастовка или преобразование границ.

Это когда две тарелки скользят мимо друг друга.При движении пластин зазубренные края границ пластин зацепляются друг за друга и могут заклинить. Это вызывает повышение давления. Когда плиты в конце концов проходят друг друга, давление высвобождается в форме землетрясения. Ближайшая к Ирландии пассивная граница плит — это граница между Африканской и Евразийской плитами к югу от Португалии.

Источник: Wikimedia Commons

Движение двух плит может быть в противоположных направлениях или в одном и том же направлении, но с разной скоростью, например разлом Сан-Андреас в Калифорнии.

 

 ​

Движение континентов в результате тектоники плит

Тектонические плиты Земли

Земная кора разбита на отдельные куски, называемые тектоническими плитами (рис. 7.14). Напомним, что кора — это твердая каменистая внешняя оболочка планеты. Он состоит из двух совершенно разных типов материала: менее плотной континентальной коры и более плотной океанической коры. Оба типа коры покоятся на твердом материале верхней мантии. Верхняя мантия, в свою очередь, плавает на более плотном слое нижней мантии, похожем на густую расплавленную смолу.

---

Каждая тектоническая плита находится в свободном плавании и может двигаться независимо. Землетрясения и извержения вулканов являются прямым результатом движения тектонических плит по линиям разломов. Термин разлом используется для описания границы между тектоническими плитами. Большинство землетрясений и извержений вулканов вокруг Тихоокеанского бассейна — явление, известное как «огненное кольцо», — происходят из-за движения тектонических плит в этом регионе. Другие наблюдаемые результаты кратковременного движения плит включают постепенное расширение озер Великого разлома в восточной Африке и подъем Гималайского горного хребта.Движение плит можно описать четырьмя общими схемами:

• Столкновение : когда две континентальные плиты сталкиваются вместе
• Субдукция : когда одна плита погружается под другую (рис. 7.15)
• Раздвигание : при раздвигании двух пластин (рис. 7.15)
• Трансформация Разлом : когда две плиты скользят друг мимо друга (рис. 7.15)

 

Подъем Гималаев происходит из-за продолжающегося столкновения Индийской плиты с Евразийской плитой.Землетрясения в Калифорнии происходят из-за движения трансформных разломов.

 

Геологи выдвинули гипотезу, что движение тектонических плит связано с конвекционными течениями в мантии Земли. C конвекционные потоки описывают подъем, распространение и опускание газа, жидкости или расплавленного материала, вызванные приложением тепла. Пример конвекционного течения показан на рис. 7.16. Внутри стакана горячая вода поднимается вверх в точке приложения тепла. Горячая вода движется к поверхности, затем растекается и охлаждается.Более холодная вода опускается на дно.

---

Твердая кора Земли действует как теплоизолятор для горячих недр планеты. Магма — это расплавленная горная порода под корой, в мантии. Огромная жара и давление внутри земли заставляют горячую магму течь конвекционными потоками. Эти течения вызывают движение тектонических плит, составляющих земную кору.

 

Деятельность

Моделирование распространения тектонических плит путем моделирования конвекционных потоков, происходящих в мантии.

Деятельность

Изучите карту тектонических плит Земли. Основываясь на доказательствах, обнаруженных на границах плит, выдвиньте несколько гипотез о движении этих плит.

 

Земля во многом изменилась с тех пор, как сформировалась 4,5 миллиарда лет назад. Расположение основных массивов суши Земли сегодня сильно отличается от их расположения в прошлом (рис. 7.18). Они постепенно перемещались в течение сотен миллионов лет, попеременно объединяясь в суперконтиненты и раздвигаясь в процессе, известном как дрейф континентов .Суперконтинент Пангея сформировался в результате постепенного объединения массивов суши примерно между 300 и 100 млн лет назад. Сухопутные массивы планеты в конечном итоге переместились на свои нынешние позиции и будут продолжать двигаться в будущем.

---

Тектоника плит — научная теория, объясняющая движение земной коры. Сегодня это широко признано учеными. Напомним, что и континентальные массивы суши, и дно океана являются частью земной коры, и что кора разбита на отдельные части, называемые тектоническими плитами (рис.7.14). Движение этих тектонических плит, вероятно, вызвано конвекционными потоками в расплавленной породе в мантии Земли под корой. Землетрясения и извержения вулканов являются краткосрочными результатами этого тектонического движения. Долговременным результатом тектоники плит является перемещение целых континентов в течение миллионов лет (рис. 7.18). Присутствие одного и того же типа окаменелостей на континентах, которые в настоящее время сильно разделены, свидетельствует о том, что континенты перемещались в течение геологической истории.

 

Деятельность

Оценить и интерпретировать несколько свидетельств дрейфа континентов в геологических временных масштабах.

Доказательства движения континентов

Формы континентов дают представление о движении континентов в прошлом. Края континентов на карте, кажется, складываются вместе, как мозаика. Например, на западном побережье Африки есть углубление, в которое вписывается выпуклость вдоль восточного побережья Южной Америки. Формы континентальных шельфов — затопленных массивов суши вокруг континентов — показывают, что соответствие между континентами еще более поразительно (рис.7.19).

---

Некоторые окаменелости свидетельствуют о том, что когда-то континенты располагались ближе друг к другу, чем сегодня. Окаменелости морской рептилии под названием Mesosaurus  (рис. 7.20 A) и наземной рептилии под названием Cynognathus (рис. 7.20 B) были обнаружены в Южной Америке и Южной Африке. Другим примером является ископаемое растение под названием Glossopteris, которое встречается в Индии, Австралии и Антарктиде (рис. 7.20 C). Присутствие идентичных окаменелостей на континентах, которые в настоящее время сильно разделены, является одним из основных свидетельств, которые привели к первоначальной идее о том, что континенты перемещались в течение геологической истории.

---

---

Доказательства дрейфа континентов также обнаруживаются в типах горных пород на континентах. В Африке и Южной Америке есть пояса горных пород, которые совпадают, когда соединяются концы континентов. Горы сопоставимого возраста и структуры находятся в северо-восточной части Северной Америки (Аппалачи) и через Британские острова в Норвегию (Каледонские горы). Эти массивы суши можно собрать так, чтобы горы образовали непрерывную цепь.

 

Палеоклиматологи ( палео = древний; климат = долговременная температура и погодные условия) изучают свидетельства доисторического климата. Свидетельства ледниковых бороздок в скалах, глубоких бороздок на земле, оставленных движением ледников, показывают, что 300 млн лет назад были большие щиты льда, покрывавшие части Южной Америки, Африки, Индии и Австралии. Эти штрихи указывают на то, что направление движения ледников в Африке было в сторону бассейна Атлантического океана, а в Южной Америке — из бассейна Атлантического океана.Эти данные свидетельствуют о том, что Южная Америка и Африка когда-то были связаны, и что ледники двигались через Африку и Южную Америку. Нет никаких ледниковых свидетельств движения континентов в Северной Америке, потому что 300 миллионов лет назад континент не был покрыт льдом. Северная Америка могла быть ближе к экватору, где высокие температуры препятствовали образованию ледяного щита.

 

Распространение морского дна срединно-океаническими хребтами

Конвекционные потоки приводят в движение твердые тектонические плиты Земли в жидкой расплавленной мантии планеты. В местах, где конвекционные потоки поднимаются к поверхности земной коры, тектонические плиты удаляются друг от друга в процессе, известном как растекание морского дна (рис. 7.21). Горячая магма поднимается на поверхность земной коры, на дне океана появляются трещины, и магма выталкивается вверх и наружу, образуя срединно-океанические хребты. Срединно-океанические хребты или спрединговые центры — это линии разломов, где две тектонические плиты удаляются друг от друга.

 

---

Срединно-океанические хребты являются крупнейшими непрерывными геологическими образованиями на Земле.Они имеют протяженность в десятки тысяч километров, проходят через большую часть океанических бассейнов и соединяют их. Океанографические данные показывают, что расширение морского дна медленно расширяет бассейн Атлантического океана, Красное море и Калифорнийский залив (рис. 7.22).

 

Постепенный процесс расширения морского дна медленно раздвигает тектонические плиты, образуя новые породы из остывшей магмы. Скалы океанского дна, расположенные вблизи срединно-океанического хребта, не только моложе далеких пород, но и демонстрируют устойчивые полосы магнетизма, зависящие от их возраста (рис.7.22.1). Каждые несколько сотен тысяч лет магнитное поле Земли меняется на противоположное в процессе, известном как геомагнитное обращение. Некоторые полосы горных пород образовались в то время, когда полярность магнитного поля Земли была противоположна его текущей полярности. Инверсия геомагнитного поля позволяет ученым изучать движение дна океана с течением времени.

 

Палеомагнетизм — изучение магнетизма древних горных пород. По мере того как расплавленная порода остывает и затвердевает, частицы внутри горных пород выравниваются с магнитным полем Земли.Другими словами, частицы будут указывать в направлении магнитного поля, присутствующего при охлаждении породы. Если плита, содержащая горную породу, дрейфует или вращается, то частицы в горной породе больше не будут выровнены с магнитным полем Земли. Ученые могут сравнить направленный магнетизм частиц горной породы с направлением магнитного поля в текущем местоположении горной породы и оценить, где находилась плита, когда образовалась горная порода (рис. 7.22.1).

 

Расширение морского дна постепенно раздвигает тектонические плиты срединно-океанических хребтов.Когда это происходит, противоположный край этих плит упирается в другие тектонические плиты. Субдукция возникает, когда встречаются две тектонические плиты и одна перемещается под другую (рис. 7.23). Океаническая кора в основном состоит из базальта, что делает ее немного более плотной, чем континентальная кора, состоящая в основном из гранита. Поскольку при встрече океанической и континентальной коры она более плотная, океаническая кора скользит под континентальную кору. Это столкновение океанической коры одной плиты с континентальной корой второй плиты может привести к образованию вулканов (рис.7.23). Когда океаническая кора входит в мантию, давление разрушает горную породу земной коры, тепло от трения плавит ее, и образуется лужа магмы. Эта густая магма, называемая андезитовой лавой, состоит из смеси базальта океанической коры и гранита континентальной коры. Вынужденная огромным давлением, она в конце концов течет по более слабым каналам земной коры к поверхности. Магма периодически прорывается сквозь земную кору, образуя огромные взрывоопасные составные вулканы — конусообразные горы с крутыми склонами, подобные тем, что находятся в Андах на краю Южно-Американской плиты (рис.7.23).

 

Континентальное столкновение происходит при столкновении двух плит, несущих континенты. Поскольку континентальные коры состоят из одного и того же материала с низкой плотностью, одна не погружается под другую. Во время столкновения земная кора движется вверх, а ее материал сворачивается, изгибается и ломается (рис. 7.24, А). Многие из крупнейших в мире горных хребтов, такие как Скалистые горы и Гималаи, образовались в результате столкновения континентов, что привело к восходящему движению земной коры (рис. 7.24 Б). Гималаи образовались в результате столкновения Индийской и Евразийской тектонических плит.

 

 

Океанические желоба представляют собой крутые впадины на морском дне, образованные в зонах субдукции, где одна плита движется вниз под другую (рис. 7.24 C). Эти желоба глубокие (до 10,8 км), узкие (около 100 км) и длинные (от 800 до 5900 км), с очень крутыми бортами. Самая глубокая океанская впадина — Марианская впадина к востоку от Гуама.Он расположен в зоне субдукции, где Тихоокеанская плита погружается под край Филиппинской плиты. Зоны субдукции также являются местами глубоководных землетрясений.

 

Трансформные разломы обнаруживаются там, где две тектонические плиты движутся мимо друг друга. Когда плиты скользят друг относительно друга, возникает трение, и перед тем, как произойдет скольжение, может накопиться большое напряжение, что в конечном итоге приведет к неглубоким землетрясениям. Люди, живущие вблизи разлома Сан-Андреас, трансформного разлома в Калифорнии, регулярно испытывают такие землетрясения.

 

Горячие точки

Вспомним, что некоторые вулканы образуются вблизи границ плит, особенно вблизи зон субдукции, где океаническая кора перемещается под континентальную кору (рис. 7.24). Однако некоторые вулканы образуются над горячими точками в середине тектонических плит вдали от зон субдукции (рис. 7.25). Горячая точка — это место, где магма поднимается из земной мантии к поверхности коры. Когда магма извергается и вытекает на поверхность, она называется лавой .Базальтовая лава, обычно встречающаяся в горячих точках, течет горячим густым сиропом и постепенно образует щитовые вулканы. Щитовой вулкан имеет форму купола с пологими сторонами. Эти вулканы гораздо менее взрывоопасны, чем составные вулканы, образовавшиеся в зонах субдукции.

 

Некоторые щитовые вулканы, такие как острова Гавайского архипелага, начали формироваться на дне океана над горячей точкой. Каждый щитовой вулкан медленно растет с повторяющимися извержениями, пока не достигает поверхности воды, образуя остров (рис.7.25). Самая высокая вершина острова Гавайи достигает 4,2 км над уровнем моря. Однако основание этого вулканического острова находится почти на 7 км ниже поверхности воды, что делает пики Гавайских островов одними из самых высоких гор на Земле — намного выше горы Эверест. Почти все острова бассейнов Средней части Тихого и Среднего Атлантического океанов сформировались аналогичным образом над вулканическими горячими точками. В течение миллионов лет по мере движения тектонической плиты вулкан, находившийся над горячей точкой, удаляется, перестает извергаться и угасает (рис.7.25). Эрозия и опускание (оседание земной коры) в конечном итоге приводят к тому, что старые острова опускаются ниже уровня моря. Острова могут разрушаться в результате естественных процессов, таких как ветер и течение воды. Рифы продолжают расти вокруг эрозионного массива суши и образуют окаймляющие рифы, как это видно на Кауаи на основных Гавайских островах (рис. 7.26).

 

В конце концов от острова осталось только кольцо кораллового рифа. Атолл представляет собой кольцеобразный коралловый риф или группу коралловых островков, выросших вокруг края потухшего подводного вулкана, образующего центральную лагуну (рис.7.27). Формирование атолла зависит от эрозии земли и роста коралловых рифов вокруг острова. Атоллы коралловых рифов могут встречаться только в тропических регионах, оптимальных для роста кораллов. Все основные Гавайские острова, вероятно, станут коралловыми атоллами через миллионы лет в будущем. Более старые Северо-Западные Гавайские острова, многие из которых сейчас являются атоллами, были образованы той же вулканической горячей точкой, что и более молодые основные Гавайские острова.

---

(PDF) Вводная глава: Земная кора



Земная кора

[1] Condie KC.Происхождение

земной коры. Палеогеография,

Палеоклиматология, палеоэкология.

1989; (1-2):57-81

[2] Heier KS. Радиоактивные элементы

в континентальной коре. Природа.

1965;(5009):479-480

[3] Van Thienen P, Van den Berg AP,

Vlaar NJ.Производство и переработка

океанической коры на ранней Земле.

Тектонофизика. 2004;(1-2):41-65

[4] Hargitai H, Kereszturi Á, редакторы.

Энциклопедия планетарных форм рельефа.

Нью-Йорк: Спрингер; 2015

[5] Robertson EC. Внутренняя часть Земли

: Элементарное описание.

Циркуляр геологической службы № 532; 1996

[6] Volgyesi L, Moser M. Внутренняя

структура Земли. Периодика

Политехника, Химическое машиностроение.

1982;:13-14

[7] Watts AB.Изостазия и изгиб

литосферы. Англия: Cambridge

University Press; 2001

[8] Когли Дж.Г.Континентальные окраины

, а также протяженность и количество

континентов. Обзоры геофизики.

1984;(2):101-122

[9] Шайдеггер А.Е. Принципы

Геодинамика. Нью-Йорк: Springer

Science & Business Media; 1963

[10] Рудник Р.Л., Фонтан Д.М. Природа

и состав континентальной

коры: перспектива нижней коры.

Обзоры геофизики. 1995;:267-309

[11] Янаги Т.Химический состав

континентальной коры и

примитивной мантии. В: Лекция

Заметки по наукам о Земле. Том.

136. Токио: Springer; 2011. DOI:

10.1007/978-4-431-53996-4_2

[12] Вессель П., Мюллер Р.Д. Тектоника плит.

В кн.: Трактат по геофизике. Том. 6. Б.В.:

Эльзевир; 2015. pp.45-93

[13] Ewing M, Press F.Структура

земной коры. В: Энциклопедия

Физика.Том. 10/47. Берлин, Гейдельберг:

Springer; 1956

[14] Баласубраманиан А, Майсур

СКН. Континентальные окраины. 2016;:1-7.

DOI: 10.13140/RG.2.2.18278.22088

[15] Dilek Y, Furnes H. Офиолиты

и их происхождение. Элементы.

2014;:93-100

[16] Цви Б. Внедрение

офиолитов путем коллизии. Журнал

Геофизические исследования. 1982;:16-18

[17] Шепли П. Земная кора.Лекция

Заметки. Университет штата Иллинойс. 2010.

Доступно на: http://butane.chem.

uiuc.edu/pshapley/Environmental/

L26/1.html

[18] Крук Т. «Земная кора» и

Ее состав. 1922. Получено

с: https://www.nature.com/

статьи/110253a0

[19] McDonough W, Sun S-S. Состав

Земли. Химическая

Геология. 1995;:223-253

[20] Holbrook WS, Mooney WD,

Christensen NI.Скоростная сейсмическая

структура глубинной континентальной

коры. В: Fountain DM, Arculus R,

Kay RW, редакторы. Континентальный Нижний

Кора. Амстердам: Эльзевир; 1992.

стр. 1-44

[21] Уайт В., Кляйн Э. Состав

океанической коры. Нью-Йорк: Elsevier

Ltd.; 2014

[22] Аллаби А., Аллаби М. Словарь

по геологии и наукам о Земле.