Миллионы лет продолжаются процессы формирования: Доказательства эволюции органического мира Задание 1

Содержание

ИЗК СО РАН — Институт земной коры СО РАН

Знакомый облик нашей планеты, который мы все привыкли видеть на карте или глобусе, не всегда был таким. И в далеком будущем, кстати, он тоже изменится. За это ответственны так называемые суперконтинентальные циклы — интервалы времени между последовательными объединениями всей суши планеты в единый континент. В последний раз континенты объединялись примерно 300 млн лет назад, в эпоху палеозоя. Тогда сформировался известный всем суперконтинент Пангея. Но были и более древние суперконтиненты. Сейчас ученые всего мира пытаются реконструировать геологическую историю Земли. Директор Института земной коры СО РАН Дмитрий Гладкочуб рассказывает о современной геологии, древнем суперконтиненте Родинии и роли Сибирского кратона в реконструкции геологических процессов на Земле.

Дмитрий Петрович Гладкочуб — директор Института земной коры Сибирского отделения Российской академии наук, член-корреспондент РАН.

— Что изучает современная геология?

— Современная геология — наука мультидисциплинарная. В настоящее время она объединяет целый ряд естественных наук и новейшие технологии сбора, обработки и интерпретации данных. Поэтому сегодня диапазон исследований в геологии крайне широк.

Студентам и аспирантам мы пытаемся показать, что человек с различными интересами (главное, чтобы был интерес к науке и исследованиям) может найти себе место в геологии. Ведь история Земли охватывает более 4,5 миллиардов лет. Это невероятный объем разных областей изучения: глубинного строения планеты от древних времен до современных процессов, происходящих на поверхности — землетрясений и других опасных явлений. Кому-то нравится палеонтология, раскопки, поиск остатков древних существ. Кому-то по душе изучение вопросов возникновения месторождений полезных ископаемых. Кого-то интересует, как образовались гидроминеральные ресурсы Земли. Все эти направления объединяет геология.

Сегодня благодаря аналитическим методам серьезно продвинулось изучение ранней истории Земли. Достоверно доказано, что Земля имеет возраст около 4,54 миллиарда лет. Много интересного можно найти в начале истории Земли: катастрофическое событие планетарного масштаба — столкновение с гипотетической планетой Тейя, образование ядра, мантии и первой земной коры, появление первых форм жизни — различных прокариот и прочих простейших существ. Во многом это стало возможным за счет применения новых методов геохронологии, т.е. изотопного датирования, которые помогают определить возраст, или время проявления тех, или иных событий в геологической истории Земли. Всё это крайне интересно. Своего рода, детектив, когда по отдельным фрагментам, по отдельным сохранившимся записям можно восстановить процессы и события, которые происходили на нашей планете от далекого прошлого до наших дней.

Трилобиты — класс вымерших морских членистоногих, имевший большое значение для фауны палеозойских образований земного шара. 

Источник: Wikipedia. Изображение: Klipartz

Аммониты — подкласс вымерших головоногих моллюсков, существовавших с девона по мел. Своё название аммониты получили в честь древнеегипетского божества Амона с закрученными рогами. Аммониты вымерли в ходе мел-палеогенового вымирания. Источник: Wikipedia. Изображение: Klipartz

— Известно, что в 2019 году Институт земной коры стал победителем конкурса мегагрантов министерства науки и высшего образования России. Каковы главные цели и задачи исследований? Связаны ли они с тематикой суперконтинентов, над которой вы работаете?

— Действительно, в 2019 году Министерство науки и высшего образования России объявило конкурс мегагрантов. Было подано порядка 360 заявок. И только 36 из них были поддержаны. Конкурс был достаточно серьезный. Принимали участие не только академические институты, но и вузы, отдельные научно-производственные организации. В общем конкуренция была большая, а критерии очень жесткие. Для участия требовалось наличие коллектива, имеющего мировую известность, накопленный опыт и определенное количество молодых исследователей. Среди заявок, связанных с науками о Земле, только два проекта было поддержано, и один из них — проект нашего института.

Название гранта — «Орогенез. Образование и рост континентов и суперконтинентов». Орогенез — это процесс роста гор. Горы растут, когда континенты друг с другом сближаются или сталкиваются. В результате этих событий вырастают горные системы. Процессы горообразования очень многообразные и разноплановые. Например, Тибетское плато образовалось в результате столкновения Индостанской плиты с Евразийской плитой. Так возник облик современной Евразии. Этот пример наиболее отчетливо характеризует процесс орогенеза, который продолжается до сих пор.

В рамках мегагранта мы изучаем древние процессы и события, которые приводили к формированию суперконтинентов геологического прошлого, но эти же процессы актуальны и в настоящее время, формируя современные континенты, в том числе, Евразию.

История становления Евразии в том виде, каком она сейчас существует, уходит корнями глубоко в раннюю историю Земли. Потому что Евразия, как и большинство современных континентов, состоит из древних фрагментов континентальной коры — кратонов.

Определение возрастов цирконов методами изотопной геохронологии показало, что самые ранние процессы формирования земной коры могли начаться на планете около 4,4 млрд лет назад. В последующем из этих «островков» самой ранней земной коры были образованы более крупные структуры — террейны, которые, в последующем, объединялись в еще более крупные структуры — супертеррейны. Последние, примерно 2 млрд лет назад и сформировали те самые кратоны, которые стали главными составляющими частями (блоками) древних и современных континентов.

В зонах активного взаимодействия древних кратонов возникали горные сооружения. Образовавшиеся континенты какое-то время развивались независимо друг от друга. Но в истории Земли отмечается несколько важных периодов геологической истории, когда континенты сближались друг с другом и объединялись в единые общие структуры, которые, собственно говоря, и получили название суперконтинентов.

Как раз наш Сибирский кратон можно считать основным в структуре современной Евразии.

— Когда возникла гипотеза о существовании суперконтинентов?

— Теория образования суперконтинентов зародилась еще в начале прошлого века с первых гипотез, которые высказал Альфред Вегенер в 1912 году. Вегенер также много говорил о развитии тектоники плит, но теория не получила распространения, и эту идею надолго забыли. Только через 50 лет, в 1962-м году к этим идеям вернулись вновь, когда стало ясно, что плиты перемещаются друг относительно друга, а наша планета разделена на восемь основных тектонических плит, которые постоянно мигрируют. В эти плиты и впаяны древние кратоны.

Перемещение тектонических плит время от времени приводит к сближению континентов, которые объединяются в суперконтиненты. Но до сих пор ведутся споры о дефинициях, о том, что можно назвать суперконтинентом. Изначально распространялось довольно примитивное толкование: суперконтинент — это все континентальные блоки, объединенные в общую структуру. Затем научное сообщество приняло более мягкую формулировку: суперконтинентом можно считать континентальную кору, 70% которой объединено в общую структуру. Самую современную формулировку высказали в 2019 году: суперконтинент — это структура, которая своим строением влияет на распределение потоков тепла, воздушных масс Земли и так далее. Это крупная структура, но не обязательно объединяющая в себя все континентальные блоки. Евразию в настоящий момент, исходя из определения 2019 года, можно считать суперконтинентом.

В целом идея суперконтинентов достаточно молодая и активно развивающаяся. Поэтому именно эту тематику мы решили рассмотреть, когда подавали заявку на мегагрант.

— Какие данные и результаты наблюдений свидетельствуют о том, что древние суперконтиненты действительно существовали?

— Всё началось в начале прошлого века с чисто гипотетических сопоставлений контуров восточного побережья Южной Америки и западного побережья Африки. Если сопоставить контуры двух континентов, то можно увидеть некое совпадение границ.

Но в дальнейшем появились и другие доказательства в пользу этой гипотезы. Стали широко применяться геологические корреляции, когда одни и те же горные породы прослеживаются с одного континента на другой.

На это указывают и палеонтологические характеристики. По фрагментам древних животных или фауны восстанавливали близость континентов, которые в настоящее время разнесены друг от друга на тысячи километров из-за того, что между ними открылись океаны.

Современные данные основаны на изучении палеомагнитных характеристик горных пород. Это позволяет реконструировать положение на геоиде, то есть на Земле, того или иного кратонного блока или континента в определенный период времени.

И, конечно, существование суперконтинентов подтверждается геологическими корреляциями, сопоставлением геологических процессов, которые проявлялись на площади единого общего суперконтинента. Существующий сегодня объем данных можно рассматривать как надежное доказательство, что когда-то континенты находились рядом, а затем отделялись друг от друга. Между ними открылись океанические бассейны, но тем не менее они в свое время были частями единой гигантской по своим масштабам общепланетарной структуры.

В настоящее время известны восемь этапов образования суперконтинентов. И если существование «молодых» суперконтинентов обосновано достаточно хорошо, то о существовании таких структур на ранних этапах развития Земли известно крайне мало, а доказательств почти нет.

— Изменится ли современное положение привычных нам континентов, если основываться на теории суперконтинентальных циклов?

— Уже сейчас можно заметить, что Красноморский рифт открывается, соответственно, Африка ответвляется от Евразии. Атлантический океан расширяется, Тихий океан сужается. Индостан движется на север и, как утюг, бороздит Евразийскую плиту, что вызывает рост Тибетского плато в том числе.

Все современные наблюдения основаны на палеомагнитных данных скорости и направления перемещения. Спутниковая геодезия или GPS-геодезия позволяет достаточно надежно определить, какая плита в каком направлении с какой скоростью движется. Поэтому существующие модели и гипотезы имеют под собой физическое обоснование. Это не фантастика, а многолетние наблюдения за перемещением плит. Согласно этим моделям, примерно через 30 миллионов лет японская островная дуга присоединится к Дальневосточному побережью России.

К примеру, Байкал открывается примерно на четыре миллиметра в год. В масштабах геологического времени, возможно, что внутри Евразийского континента сначала откроется внутренний морской бассейн, а дальше не исключено, что вновь произойдет разъединение Сибирской и Амурской плит, а между ними откроется океанический бассейн. Процессы эти не прекращаются ни на минуту, и мы можем ощущать это наблюдая за землетрясениями, т.е. за сейсмическими событиями, маркирующими перемещение плит друг относительно друга. Земля меняет свой облик. Она не статична. И если привычные для нас очертания континентов и океанов изображены на глобусе, то это не значит, что так было и так будет всегда, и современный облик планеты это лишь временное явление.

— Вы принимали участие в Международной программе ЮНЕСКО, посвященной изучению образования и распада древнего суперконтинента Родинии, и отвечали в проекте за Сибирский кратон. Что вам удалось выяснить? Когда и как он образовался?

— В программу международной геологической корреляции ЮНЕСКО «Формирование и распад суперконтинента Родиния» (Assembly and breakup of Rodinia supercontinent) мы с коллегами попали в начале 2000-х годов. На тот момент это была достаточно революционная программа по изучению Родинии — древнего суперконтинента, о времени образования которого до сих дискутируют, хотя считается, что он существовал примерно миллиард лет назад, а 700 миллионов лет назад начал распадаться.

Интересно само происхождение слова «Родиния». За основу взято русское слово «Родина». Считалось, что Родиния — это некий прообраз единого суперконтинента — родины всех кратонов, которые туда входили. Название прижилось, и его стали повсеместно использовать.  

В рамках международного проекта ЮНЕСКО участники ежегодно проводили совещания в различных странах и, главное, на различных континентах, которые в свое время входили в Родинию. Ученые из 30 стран мира представляли полученные результаты, каждый по своему кратону или по местной горной системе. Эти результаты затем вносили в единую базу данных, которая объединяла элементы в единую структуру и позволила сделать общую реконструкцию (карту) суперконтинента. Мы с коллегами отвечали за Сибирский кратон и в рамках этого проекта изучали, в том числе, и процессы образования нашего кратона и выяснили, что образовался он на рубеже около двух миллиардов лет назад путем объединения в единую общую структуру нескольких основных супертеррейнов. После своего образования, практически сразу Сибирский кратон вошел в структуру древнего палеопротерозойского суперконтинента Колумбия (или Нуна, согласно различным авторам). Затем к этому древнему суперконтиненту присоединялись другие кратоны, что и завершилось, собственно, образованием суперконтинента Родинии около 900 миллионов лет назад. То есть прообразом Родинии стал, как мы его называем, Сибирско-Североамериканский суперконтинент, где были объединены в общую структуру Североамериканский и Сибирский кратоны. В дальнейшем, уже вокруг них формировалась Родиния. Именно поэтому роль Сибирского кратона в реконструкции процессов образования древних суперконтинентов, по истине, ключевая.

— Существует ли некий прикладной аспект в изучении древних кратонов, в том числе Сибирского, который вы на протяжении долгих лет изучали?

— Прикладной аспект очевиден. Суперконтинентальные циклы или последовательность образования и распада суперконтинентов характеризуются определенными геологическими процессами, возникновением особых геодинамических обстановок. Например, там, где закрываются океанические бассейны и формируются суперконтиненты, развиваются геологические комплексы с одной металлогенической спецификой. Когда происходит распад суперконтинентов, то есть процесс растяжения, открытия новых бассейнов, то складываются другие условия и накапливаются другие виды полезных ископаемых.

К стадиям образования суперконтинентов наиболее часто приурочены проявления золоторудных процессов, а также месторождения бериллия, бора, меди, молибдена и ртути. Распад суперконтинентов сопровождается образованием гигантских месторождений меди, никеля, кобальта. А когда открываются новые бассейны, возникают обстановки так называемых пассивных окраин, где на шельфах активно накапливаются углеводороды, формируя месторождения нефти и газа.

Реконструкции суперконтинентов позволяет определять эпохи формирования крупных месторождений полезных ископаемых. Если на одном кратоне, который входил в единую структуру того или иного суперконтинента, обнаружены месторождения, то с большой долей вероятности, аналоги этих месторождений могут быть обнаружены на других кратонах, располагавшихся вблизи с ним в структуре суперконтинентов.

Отматывая пленку геологической истории на многие миллионы лет назад, можно восстановить не только взаимное положение кратонов и континентов, но и выявить характер рудообразующих процессов для различных блоков, которые сейчас разделены друг от друга тысячами километров.

— Расскажите о вашем институте. В каких направлениях ведутся исследования?

— Исторически сложилось, что Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук одним из первых в стране стал заниматься проблематикой суперконтинентов. Эту тему мы продолжаем развивать и сегодня. Сейчас мы изучаем еще более древние суперконтиненты, которые образовались до Родинии. Тем не менее, это лишь одно из направлений исследований в нашем институте.

Институт был создан в 1949 году и стал первым институтом геологического профиля в Сибири. По сути наш институт был создан задолго до появления Сибирского отделения РАН.

Создавался он как раз в рамках реализации стратегии развития минерально-сырьевых ресурсов Восточной Сибири и был ориентирован на изучение геологии и месторождений полезных ископаемых. Поэтому с самого начала в институте закладывалась рудная тематика, в том числе, ориентированная на изучение месторождений золота. Первооткрывателем крупнейшего в России золоторудного месторождения «Сухой Лог» стал сотрудник института В. А. Буряк. Под руководством первого директора института члена-корреспондента Академии наук СССР М.М. Одинцова проводились алмазопоисковые работы, приведшие к открытию Якутской алмазоносной провинции, одной из крупнейших в мире.

Сотрудники института осуществляли научное сопровождение масштабных работ при строительстве каскада Ангарской ГЭС и Байкало-Амурской магистрали, за что были удостоены премии Совета министров Советского Союза за серию монографий и других научных работ по БАМу. И в настоящее время научный мониторинг ГЭС, водохранилищ и отдельных объектов критической инфраструктуры БАМ продолжается в сотрудничестве с РЖД и энергетическими компаниями, эксплуатирующими гидроэлектростанции Ангарского каскада. 

Можно сказать, что направлений исследований в институте достаточно много, и все они интересны как с фундаментальной точки зрения, так и с прикладной.  Прямо сейчас продолжаются алмазопоисковые работы в Якутии, Иркутской области, в Красноярском крае. Продолжается изучение золоторудных месторождений. Новая тематика института включает в себя изучение месторождений углеводородов Восточной Сибири.

Многие вопросы научной деятельности института связаны с обеспечением безопасности наших сограждан. Иркутск, как и все Прибайкалье, располагаются в сейсмоопасной зоне. Соответственно, в сферу ответственности института входят и вопросы сейсмологии, сейсмогеологии, изучения опасных геологических процессов.

Отечественные фундаментальные исследования в сфере геологии проводятся на высоком международном уровне. Уже сейчас по уровню проводимых исследований в области наук о Земле Россия входит в пятерку ведущих стран мира. Да и прикладные аспекты опираются как раз на фундаментальные основы. Работы много, она разная и интересная. Суперконтиненты — это, конечно, хорошо, важно и интересно, но есть целый ряд других направлений исследований, которые не менее важны и актуальны. Спектр научных направлений под единым термином «геология» крайне широк, и каждый сможет найти в ней то, что интересно именно ему: от суперконтинентов геологического прошлого до месторождений полезных ископаемых, вулканов, современной тектоники и землетрясений.

Источник: Научная Россия

 

Йемен: мирный процесс застопорился на слишком длительный период

Мирный процесс застопорился 

«Необходимо сделать все для прекращения боевых действий и насилия. К настоящему времени стало очевидным, что мирный процесс застопорился на слишком длительный период. Стороны конфликта не занимались всеобъемлющим урегулированием с 2016 года. Йеменцы застряли в состоянии войны без четкого представления о том, как продвигаться вперед», – подчеркнул Ханс Грундберг.

Он напомнил, что нынешний вооруженный конфликт не утихает уже более шести лет. Были убиты, стали переселенцами или обнищали многие гражданские лица, в том числе дети, разрушены многие объекты гражданской инфраструктуры. Вооруженные формирования безнаказанно задерживали и похищали людей. В стране значительно возросли масштабы насилия на гендерной почве.

Бои продолжаются 

По словам Спецпосланника, со временем эпицентр военного противостояния в Йемене сместился. С начала 2020 года бойцы движения «Ансар Аллах» активизировали наступления в провинции Мариб, в ходе которых погибли тысячи молодых йеменцев. Гражданское население, в том числе многие внутренне перемещенные лица, которые бежали в Мариб, сейчас вынуждены искать новое убежище или живут там в атмосфере страха. 

В городе Ходейда в целом режим прекращения огня соблюдается, хотя, как сказал Грундберг, и из южных районов одноименной провинции периодически поступают сообщения о вооруженных столкновениях. 

Фото ЮНИСЕФ/А.Роменци

Спасаясь от боевых действий, многие жители Йемена перебираются в лагеря для внутренних переселенцев.

Наиболее тяжелая ситуация сейчас наблюдается в южных провинциях, охваченных насилием. Боевые действия обернулись там полным экономическим крахом, у людей практически нет доступа к каким-либо услугам. По-прежнему есть проблемы с осуществлением Эр-Риядского соглашения. Находящееся в Адене правительство не выполняет свои обещания. 

«В долгосрочной перспективе обеспечить мир в Йемене будет невозможно без учета мнения жителей юга и их привлечения к процессу мирного урегулирования», – предупредил Специальный посланник.  

Он подчеркнул, что конфликт в Йемене выходит за пределы его границ, создавая угрозу региональной безопасности и безопасности международного судоходства. Представитель ООН напомнил о нападениях внутри Саудовской Аравии.
Ханс Грундберг уверен, что сторонам конфликта давно пора без предварительных условий начать мирный диалог друг с другом.

Политические разногласия и раскол власти – причины всех бед йеменцев 

«Все аспекты жизни в Йемене – от жестокого насилия до нехватки топлива и высоких цен на продукты питания – так или иначе связаны со сложными политическими вопросами, которые требуют всеобъемлющего решения», – сказал представитель ООН. Он добавил, что в условиях раскола власти и противоречивых административных требований экономическая ситуация в стране стремительно ухудшается и оборачивается негативными последствиями для йеменского государства и его народа. 

Гуманитарные операции ООН

Йеменцы по всей стране живут в крайне тяжелых условиях. Многие отрезаны от международной помощи. Выступая на заседании Совета Безопасности, представительница Управления ООН по гуманитарным вопросам Гада Мудави напомнила, что ООН осуществляет в Йемене самую масштабную гуманитарную операцию. На ее осуществление в 2021 году доноры уже выделили 1,9 млрд долларов – 50 процентов от запрошенных. Это самое высокое финансирование операций ООН, проводимых в мире. Такая щедрая поддержка позволила ООН и ее партнерам увеличить масштабы помощи по всей стране и не допустить голода в течение первых восьми месяцев этого года.

Фото ЮНИСЕФ

Миллионы йеменцев нуждаются в продовольственной помощи.

В настоящее время гуманитарные организации работают во всех 333 районах Йемена. В июне международную помощь получили 12,8 млн человек – это на 3,3 миллиона человек больше, чем месяцем ранее. Однако, несмотря на достижения, по словам Мудави, угроза голода в Йемене сохраняется. В этой ситуации крайне важно продолжать поставки продовольствия и одновременно увеличить финансирование на цели здравоохранения, особенно в условиях, когда Йемен борется с частыми вспышками заболеваний, включая холеру, денге, дифтерию и COVID-19.
 

Бастрыкин: детей надо вытаскивать из интернета

20 сентября 18-летний студент-первокурсник устроил стрельбу в Пермском национальном исследовательском университете, жертвами которой стали шесть человек и около 40 пострадали. Почему в учебных заведениях все чаще происходят такие трагедии, какое влияние оказывают интернет и социальные сети на молодежь, как защитить детей и какие нужны меры, чтобы предотвратить подобные ситуации в будущем, в интервью ТАСС рассказал председатель Следственного комитета РФ Александр Бастрыкин.

 Александр Иванович, как вы считаете, что все-таки является первопричиной подобных трагедий?

— Прежде всего, хотел бы выразить глубокие соболезнования всем семьям погибших и пострадавших в Пермском государственном национальном исследовательском университете. На людей было совершено вооруженное нападение, это большое горе для каждого гражданина нашей страны. Желаю скорейшего выздоровления пострадавшим. Следственный комитет России поддержит студентов и их родителей, переживших эту трагедию.

На эту тему

Основные причины этого и других подобных случаев связаны с тем, что подростки не получают достаточного уровня воспитания, культуры. Многие нравственные ценности и ориентиры у них размыты. Главным стремлением стало получение любым путем материального достатка. Интернет, телевидение, социальные сети стали таким источником воспитания, который культивирует насилие, равнодушие к проблемам сверстников, безнравственность. Детей надо вытаскивать из интернета, а не погружать их туда за бюджетные деньги.

— На ком, по вашему мнению, должна лежать ответственность за случившееся?

— К сожалению, уроки из предыдущих трагедий не извлечены, выводы не сделаны. Как и прежде, при других подобных происшествиях в обществе возникают вопросы к правоохранительным органам. Это справедливо, но, к сожалению, приходится констатировать и то, что профильные государственные органы, которые уполномочены заниматься не только образовательным процессом, но и воспитанием нашей молодежи, по-прежнему не принимают достаточных мер по своему основному направлению деятельности. Ранее я неоднократно предлагал активизировать работу действующей уже несколько лет организации «Российское движение школьников», которая должна помочь в этих вопросах. Но у кого бы ни поинтересовался, мало кто слышал про это движение. А какие им принимаются меры и реализованы инициативы по воспитанию духовно-нравственных ценностей у детей и подростков? Деятельность этой организации носит скорее формальный характер и так и не приобрела всеохватывающий характер и не может оказать никакого позитивного влияния на формирование у молодежи нравственных ориентиров.

Мы неоднократно призывали руководство Министерства культуры, Министерства науки и высшего образования, Министерства просвещения к конструктивному диалогу, но безрезультатно. Подобные нападения продолжаются, люди гибнут. За последние годы совершено около десятка нападений на учебные заведения в различных регионах.

Совсем недавно был в Перми, встретился со студентами университета, где произошла трагедия. Ребята в растерянности, обеспокоены и не знают, что делать, как жить дальше, не чувствуют себя в безопасности.

— Видите ли вы основную проблему произошедших трагедий в том, кого подростки героизируют?

— Если молодежи некому дать правильные ориентиры и ценности, она будет смотреть на то, что вокруг, а это зачастую корысть, эгоизм, злость и ненависть. Все это способствует формированию определенных качеств личности и, как следствие, приводит к агрессии.

Подростки ориентируются на героев компьютерных игр, которые решают проблемы «просто» — ликвидируя оппонента. Сейчас к этому добавилась масса различного негативного контента в сети Интернет. В погоне за прибылью и славой блогеры создают видеоматериалы издевательств над людьми, совершают сомнительные поступки, зачастую противоправные. Их посты просматривают миллионы подростков, которые могут последовать дурному примеру. О чем говорить, если даже в театральных постановках и художественных фильмах, финансируемых государством, создаваемых якобы с благой целью, умудряются исказить классику, делая главными героями произведений тех, кто недавно открывал стрельбу в школе? И какие ценности могут сформироваться у подростков, которые смотрят все это? Ответ очевиден. Часто читая новости о той или иной выставке или постановке, суть которых возмущает общественность, я даю поручения обратить на них внимание, изучить, ведь речь идет о наших ценностях, лишившись которых, мы потеряем человечность.

Это большая проблема современного общества. Мы привыкли говорить, что дети — наше будущее. А в сложившихся условиях мы видим ситуацию, при которой не может идти и речи о формировании здоровой психики и общепринятых норм поведения у этих людей. Стремление к материальным благам — это нормально, но готовность при этом пойти на нарушения закона и морали ни к чему хорошему не приводит.

— Известно, что аналогичные нападения совершались и в учебных заведениях других регионов, в основном в школах. Проводились ли исследования, показывающие, кто наиболее подвержен подобному поведению? Влиял ли на это интернет?

— На основании проведенного Следственным комитетом анализа мы пришли к выводу, что основную группу риска совершения указанных преступлений составляют несовершеннолетние в возрасте с 13 до 16 лет либо недавно достигшие совершеннолетия. У таких подростков наблюдалась проблема социализации, трудности в общении со сверстниками, которые чаще всего проявлялись в субъективном неприятии себя в обществе. Причем далеко не всегда имела место травля, издевательства или физическое насилие со стороны одноклассников.

Чаще всего проблема социализации носила характер противопоставления себя обществу, нежелания, неумения общаться с окружающими, была связана с субъективным ощущением своей необычности, обособленности, избранности или прямым агрессивным отношением к ровесникам. Все эти несовершеннолетние были зарегистрированы в социальных сетях. Именно там они получили информацию о способах и механизме совершения преступлений. В закрытых группах происходит объединение участников, формирование у них чувства принадлежности к группе единомышленников, ощущения идентификации с «избранными», противостоящими «обычному» большинству людей. Деструктивная информация, получаемая подростками в Сети, ведет к тому, что насилие в умах детей становится естественным и нормальным, к тому же они видят, что нападавшие превращаются в героев в СМИ и соцсетях. В этом и есть большая опасность.

Также надо обратить внимание, что у этих антигероев, стреляющих в учебных заведениях, очень быстро появляются единомышленники. Они в буквальном смысле их защищают, считая чуть ли не жертвами обстоятельств, собирают средства для их поддержки, пишут положительные комментарии в соцсетях. Такие ложные оценки молодежью происходящего тоже опасны, и с этим надо работать. Резонанс, возникший после случая в Перми, сподвиг и других несовершеннолетних к желанию повторить подобные действия. На днях следственными органами были инициированы проверки сведений из социальных сетей о готовящихся аналогичных преступлениях в Ростове-на-Дону и Вологодской области. В Красноярском крае предотвращено нападение на техникум и задержан молодой человек, который намеревался совершить подобное.

— А сами учебные заведения должны решать такие проблемы?

— Они должны активнее участвовать в этом процессе. Говорю об этом потому, что тема актуальна и для нас, ведь в Следственном комитете достаточно развитая сеть образовательных организаций. После трагедии в Казани, где в мае этого года были расстреляны девять учеников, руководство образовательных учреждений по всей стране обязано было усилить меры безопасности школьников, студентов и преподавателей, повсеместно внедрив системы видеонаблюдения и электронного допуска в здания, рамки металлоискателя, тревожные кнопки. Обеспечить комплексное взаимодействие на этом важнейшем направлении с представителями всех правоохранительных органов. Однако этого сделано не было. Трагедия в Перми показала отсутствие у ответственных лиц администрации и персонала четкого алгоритма действий в экстремальных ситуациях.

Отмечу также, что для предотвращения молодежной и подростковой агрессии Следственный комитет неоднократно выходил с инициативой увеличения штатной численности и финансового обеспечения психологической службы в образовательных организациях. Квалифицированные психологи, владеющие инновационными способами и технологиями профилактики противоправного поведения, могут своевременно принять меры оказания психолого-педагогической помощи обучающимся.

На эту тему

Необходимо также усилить государственный контроль за работой частных охранных предприятий, которые обеспечивают безопасность образовательных организаций, и тщательнее проверять их готовность выполнять свои функции. Повсеместно ввести единые стандарты охраны, в том числе по оснащению средствами защиты — видеонаблюдением и сигнализацией. Следует также существенно повысить и качество предоставляемых охранных услуг, в первую очередь техническую оснащенность сотрудников охраны. Кроме того, уже неоднократно говорилось о том, что критерием отбора частных охранных организаций должна стать не низкая стоимость услуг, а квалификация сотрудников.

При этом родительские комитеты должны активнее контролировать качество предоставляемых охранных услуг. Это весьма действенный инструмент, так как претензии, которые нередко справедливы, приводят к проверке деятельности ЧОПов. А результатом этого может стать аннулирование лицензии.

— Еще будучи школьником, молодой человек из Перми угрожал учителю. Почему это никто не воспринял всерьез?

— Это хороший вопрос. Конечно же, в рамках уголовного дела следователи изучат, что это были за угрозы, где и как он их высказывал, допросят свидетелей. Очевидно, что подобными репликами уже никого не удивишь, многие привыкли слышать негатив разного рода. И в этой ситуации могу предположить, что, с одной стороны, сверстники, которые слышали от него подобное, просто не восприняли эти слова всерьез. С другой — они были сосредоточены лишь на себе, проблемы других их не волновали.

Мы понимаем, что на такие слова и высказывания должна быть совершенно иная реакция и конкретные действия. Ведь человек не может говорить о желании убить кого-то просто так. Как правило, есть конкретные причины — недовольство поведением других, собственной жизнью, нереализованные мечты, зависть, другие факторы. Но подобные проблемы можно урегулировать в ходе нормального человеческого общения, работы психологов, помощи друзей и близких. И надо делать все, чтобы внутренние психологические проблемы решались именно таким путем.

— Сейчас в нашей стране и в мире продолжаются процессы цифровизации. К этому относятся по-разному. Как вы считаете, это явление может способствовать безопасности детей, если проводить уроки онлайн?

— Цифровизация помогает в достижении многих целей и упрощает отдельные процессы, что, несомненно, положительно, но при этом она упрощает сознание и поведение людей. Онлайн-коммуникация при отсутствии личного общения также может иметь негативные последствия. Важно работать с молодежью еще на этапе формирования у нее индивидуально-психологических качеств личности. Этот процесс идет гораздо эффективнее в ходе непосредственного общения в социальной группе.

Вспомните, как жили раньше? В Советском Союзе существовали студенческие отряды, члены которых принимали участие в строительстве различных объектов, организовывались пионерские лагеря. Сотни тысяч студентов ежегодно были задействованы в молодежном движении. Сейчас это движение продолжает работу в рамках общественной организации, но его масштабы нужно увеличивать.  

Другой вопрос связан с получением высшего образования. Ранее оно было полностью бесплатным, сейчас все больше студентов в престижных вузах обучаются именно на платной основе. Для общества важна доступность качественного высшего образования.

Необходимо обеспечить студентов достойными стипендиями, активно развивать студенческое самоуправление. Это откроет перед ними возможности активного участия в жизни вузов и научит не только высказывать свою точку зрения, но и слышать мнение окружающих, решать проблемы сообща. Уверен, что тогда у молодых людей будут совершенно другие взгляды на себя и окружающих.

— Давайте подведем итоги. Какие из уже перечисленных мер вы считаете ключевыми?

— Во-первых, активно продолжать реформирование системы образования. Усилить его воспитательный потенциал, для чего следует последовательно увеличивать финансирование образовательных учреждений, повысив престиж профессии преподавателей и психологов. Огромное значение имеет уровень взаимного доверия детей, их родителей и педагогов. Если он высок, эффективность профилактики девиантного поведения подростков и предупреждения проблемных ситуаций в межличностном общении возрастает. К этому нужно стремиться.

На эту тему

Во-вторых, принять дополнительные меры по защите молодежи от информации, угрожающей ее благополучию, безопасности и развитию. А также к предупреждению, пресечению и раскрытию преступлений, связанных с манипулированием сознанием граждан, в том числе несовершеннолетних, через социальные сети. Необходимо в кратчайшие сроки принять обновленную Концепцию комплексной информационной безопасности.

В-третьих, ввести ограничения на демонстрацию на общедоступных федеральных каналах сцен насилия, жестокости, различных проявлений аморализма и безнравственности, исключить различные ток- и реалити-шоу, десоциализирующие молодежь. Связь между ними и агрессией доказана давно, как и влияние подобных трансляций на преступность среди молодежи, интеллектуальное развитие несовершеннолетних. Не секрет, что многие из них с головой уходят в социальные сети и компьютерные игры, напрочь забывая о реальной жизни. Необходимо стремиться к тому, чтобы дети и подростки научились различать, как писал Владимир Маяковский, «что такое хорошо и что такое плохо». Для этого необходимо активнее распространять социальную рекламу, пропагандировать здоровый образ жизни и занятия спортом.

В-четвертых, необходимо широко внедрять постоянное психологическое тестирование учащихся образовательных учреждений для профилактики правонарушений в молодежной среде и выявления групп риска.

И наконец, поощрять и развивать детские и молодежные движения, принять меры к возрождению и модернизации  общероссийских спортивных мероприятий. Причем исключительно на любительском уровне для подростков и молодежи с введением премиального фонда, что позволит молодежи расходовать свою физическую энергию и одновременно резко увеличит число участников, усилит их мотивацию к победе.

Мы должны идти по пути формирования высоконравственных ценностей у молодежи, четких жизненных ориентиров, чтобы они могли ставить цели в жизни и при этом адекватно анализировать и оценивать различные ситуации и поступки других лиц. Заботиться и замечать проблемы тех, кто рядом, понимать, когда и как нужно оказывать помощь товарищам, привлекая к этому процессу взрослых и специалистов.

В завершение отмечу, что бережное отношение к подрастающему поколению сегодня имеет для нашей страны ключевое значение, ведь именно молодежь — это главный потенциал современной России, который обеспечит динамичное развитие нашей страны. Даже оказавшиеся в страшных условиях блокадного Ленинграда в годы Великой Отечественной войны люди заботились о детях, старались не только защитить и сохранить им жизнь, но и воспитать поколение, достойное своих предков.

(PDF) ФОРМИРОВАНИЕ ФАУНЫ НЕКРОБИОНТНЫХ ЖЕСТКОКРЫЛЫХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА

Reference

1. Сигида С.И., Пушкин С.В., Тихонов В.В. Беспозвоночные // Красная

книга Ставропольского края. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения

виды растений и животных. – Ставрополь: Полиграфсервис, 2002. – Т. 2.

Животные. С. 25-100.

2. Пушкин С. В., Сигида С.И. Мертвоед – моллюскоед (Ablattaria laevigata

(Fabricius, 1775)) // Дополнения к Красной книге Ставропольского края за

2003 год. – Ставрополь: Сервисшкола, 2004. – 104 с.

3. Сигида С.И., Пушкин С.В. Раздел “Животный мир” //

Энциклопедический словарь Ставропольского края, 2006. – 418 с.

4. Пушкин С.В., Сигида С.И. Мертвоед – моллюскоед (Ablattaria laevigata

(Fabricius, 1775)), Трокс – костоед (Trox cadaverinus (Illiger, 1802)), Кожеед

эриксона (Dermestes erichsoni Ganglbauer, 1903) // Красная книга

Краснодарского края (животные) (ред. А.С. Замотайлов). Изд. 2. Ч. I.

Беспозвоночные животные. Краснодар, 2007. С. 151-157.

5. Пушкин С.В., Сигида С.И. Применение визуальных и компьютерных

методов для оценки индикационных экологических моделей жуков-

некрофагов как основы мониторинга // Вестник СГУ, Вып. 17, 1999. С. 66-70.

6. Пушкин С.В., Сигида С.И. Жуки-мертвоеды (Coleoptera. Silphidae) —

биоиндикаторы состояния лесных экосистем // Вестник СГУ, Вып. 28, 2002.

С. 94-98.

7. Пушкин С.В., Сигида С.И. Красная книга Ставропольского края (раздел

“Животные”) // Вестник СГУ, Вып. 31, 2002. С. 44-49.

8. Пушкин С.В., Сигида С.И. Жуки-мертвоеды, кожееды (Coleoptera:

Silphidae, Dermestidae) – биоиндикаторы изменения состояния окружающей //

Журнал Естественные науки, № 5, Астрахань: АГТУ, 2002. С. 20-25.

9. Пушкин С.В., Сигида С.И. Учение о биосфере-ноосфере в трудах В. И.

Вернадского // Вестник СГУ, Вып. 32, 2003. С. 22-25.

10. Пушкин С.В. Некробионтный энтомокомплекс высокогорий Северо-

Западного Кавказа // Евразиатский энтомологический журнал. Т.3, Вып.3,

2004. С. 195-202.

11. Пушкин С.В., Сигида С.И. Обзор рода Aclypea Reitter, 1884 (Coleoptera,

Silphidae) Юга России и Кавказа // Вестник СГУ, Вып. 42, 2005. С. 51-59.

12. Пушкин С.В. Обзор рода Thanatophilus (Coleoptera, Silphidae) Юга

России и Кавказа // Кавказский энтомологический бюллетень, Т. 2, Вып. 1,

2006. C. 41-46.

13. Пушкин С.В. Питание золотистой щурки // Пчеловодство, № 6, 2007. С.

32-33.

14. Дзержинская И.С., Пушкин С.В., Комаров А.И. О перспективах

создания охраняемой природной территории в северо-западной части Волго-

Ахтубинской поймы Астраханской области // Вестник АГТУ, 6(41), 2007. С.

150-153.

Рок-цикл | Национальное географическое общество

Есть три основных типа горных пород: осадочные, магматические и метаморфические. Каждая из этих горных пород образуется в результате физических изменений, таких как плавление, охлаждение, эрозия, уплотнение или деформация, которые являются частью горного цикла.

Осадочные породы

Осадочные породы образованы из кусочков других существующих горных пород или органического материала. Есть три различных типа осадочных пород: обломочные, органические (биологические) и химические.Обломочные осадочные породы, такие как песчаник, образуются из обломков или кусочков другой породы. Органические осадочные породы, такие как уголь, образуются из твердых биологических материалов, таких как растения, ракушки и кости, которые спрессованы в скалу.

Образование обломочных и органических пород начинается с выветривания или разрушения обнаженной породы на мелкие фрагменты. В процессе эрозии эти фрагменты удаляются из источника и переносятся ветром, водой, льдом или биологической активностью в новое место.Как только осадок где-то оседает и собирается достаточное его количество, самые нижние слои уплотняются настолько плотно, что образуют твердую породу.

Химические осадочные породы, такие как известняк, галит и кремень, образуются в результате химического осаждения. Химический осадок — это химическое соединение, например карбонат кальция, соль и диоксид кремния, которое образуется, когда раствор, в котором он растворяется, обычно в воде, испаряется и оставляет соединение. Это происходит, когда вода проходит через земную кору, выветривая породу и растворяя некоторые из ее минералов, перенося их в другое место. Эти растворенные минералы осаждаются при испарении воды.

Метаморфические породы

Метаморфические породы — это породы, которые изменили свою первоначальную форму под воздействием огромной температуры или давления. Метаморфические породы делятся на два класса: слоистые и нефланчатые. Когда порода с плоскими или удлиненными минералами подвергается огромному давлению, минералы выстраиваются слоями, создавая слоистость. Слоение — это выравнивание удлиненных или пластинчатых минералов, таких как роговая обманка или слюда, перпендикулярно направлению приложенного давления.Пример этого преобразования можно увидеть с гранитом, магматической породой. Гранит содержит длинные и пластинчатые минералы, которые изначально не выровнены, но при добавлении достаточного давления эти минералы перемещаются во все точки в одном направлении, сжимаясь в плоские листы. Когда гранит подвергается этому процессу, как на границе тектонической плиты, он превращается в гнейс (произносится как «хороший»).

Нефланцевые породы сформированы таким же образом, но они не содержат минералов, которые имеют тенденцию выстраиваться под давлением и, следовательно, не имеют слоистого вида слоистых пород.Осадочные породы, такие как битуминозный уголь, известняк и песчаник, при достаточном нагревании и давлении могут превратиться в нефланчатые метаморфические породы, такие как антрацитовый уголь, мрамор и кварцит. Нефланцевые породы также могут образовываться в результате метаморфизма, который происходит, когда магма вступает в контакт с окружающей породой.

Магматические породы

Магматические породы (от латинского слова «огонь») образуются, когда расплавленный горячий материал охлаждается и затвердевает. Магматические породы также можно изготовить несколькими способами.Когда они образуются внутри земли, их называют интрузивными, или плутоническими, магматическими породами. Если они образуются вне или на поверхности земной коры, их называют экструзивными, или вулканическими, магматическими породами.

Гранит и диорит являются примерами обычных интрузивных пород. Они имеют грубую текстуру с крупными минеральными зернами, что указывает на то, что они провели тысячи или миллионы лет, охлаждаясь внутри земли, и это время позволило крупным минеральным кристаллам вырасти.

С другой стороны, такие породы, как базальт и обсидиан, имеют очень мелкие зерна и относительно мелкую текстуру.Это происходит потому, что когда магма извергается в лаву, она остывает быстрее, чем если бы она оставалась внутри земли, что дает кристаллам меньше времени для образования. Обсидиан при выбросе так быстро охлаждается, что превращается в вулканическое стекло, что его зерна невозможно увидеть невооруженным глазом.

Экструзивные магматические породы также могут иметь везикулярную или «дырчатую» текстуру. Это происходит, когда в выброшенной магме все еще есть газы, поэтому, когда она охлаждается, пузырьки газа захватываются и в конечном итоге придают камне пузырчатую текстуру.Примером этого может быть пемза.

Осадочные породы | Национальное географическое общество

Осадочные породы образуются на поверхности Земли или вблизи нее, в отличие от метаморфических и магматических пород, которые образуются глубоко внутри Земли. Наиболее важными геологическими процессами, которые приводят к образованию осадочных пород, являются эрозия, выветривание, растворение, осадки и литификация.

Эрозия и выветривание включают эффекты ветра и дождя, которые медленно разрушают большие камни на более мелкие.Эрозия и выветривание превращают валуны и даже горы в отложения, такие как песок или грязь. Растворение — это форма выветривания — химического выветривания. Слабокислая вода медленно изнашивает камень. Эти три процесса создают сырье для новых осадочных пород.

Осадки и литификация — это процессы, в результате которых образуются новые горные породы или минералы. Осадки — это образование горных пород и минералов из химических веществ, которые выпадают в осадок из воды. Например, когда озеро высыхает в течение многих тысяч лет, оно оставляет после себя месторождения полезных ископаемых; вот что произошло в Калифорнийской Долине Смерти.Наконец, литификация — это процесс, при котором глина, песок и другие отложения на дне океана или других водоемах медленно уплотняются в породы под тяжестью вышележащих отложений.

Осадочные породы можно разделить на две категории. Первый — это обломочная порода, образующаяся в результате эрозии и накопления обломков породы, отложений или других материалов, которые в целом классифицируются как детрит или обломки. Другой — химическая порода, образовавшаяся в результате растворения и осаждения минералов.

Детрит может быть органическим или неорганическим. Органические обломочные породы образуются, когда части растений и животных разлагаются в земле, оставляя после себя биологический материал, который сжимается и превращается в горную породу. Уголь — это осадочная порода, образовавшаяся за миллионы лет из сжатых растений. С другой стороны, неорганические обломочные породы образуются из раздробленных кусков других горных пород, а не из живых существ. Эти породы часто называют обломочными осадочными породами. Одна из самых известных обломочных осадочных пород — песчаник.Песчаник образован слоями песчаного осадка, который уплотнен и литифицирован.

Химические осадочные породы можно найти во многих местах, от океана до пустынь и пещер. Например, большая часть известняка образуется на дне океана в результате осаждения карбоната кальция и останков морских животных с раковинами. Если известняк находится на суше, можно предположить, что раньше эта местность находилась под водой. Пещерные образования также являются осадочными породами, но образованы они совершенно по-разному.Сталагмиты и сталактиты образуются, когда вода проходит через коренные породы и улавливает ионы кальция и карбоната. Когда богатая химическими веществами вода попадает в пещеру, она испаряется и оставляет карбонат кальция на потолке, образуя сталактит, или на полу пещеры, образуя сталагмит.

Понимание движений плит [This Dynamic Earth, USGS]

Понимание движений платформ [This Dynamic Earth, USGS]

Ученые теперь довольно хорошо понимают, как движутся пластины. и как такие движения связаны с сейсмической активностью.Большинство движений происходит вдоль узких зон между плитами, где действуют тектонические силы плит наиболее очевидны.

Существует четыре типа границ пластин:

  • Дивергентные границы — где новая кора образуется в виде пластин отдалятся друг от друга.
  • Конвергентные границы — там, где кора разрушается при погружении одной плиты под другим.
  • Преобразование границ — там, где корка не образуется и не разрушается поскольку пластины скользят горизонтально друг за другом.
  • Пограничные зоны плит — широкие полосы, границы которых нечеткие определены, а эффекты взаимодействия пластин неясны.
Иллюстрация основных типов пластин Границы [55 k]

Расходящиеся границы

Расходящиеся границы возникают вдоль центров распространения, где движутся плиты. отдельно друг от друга, и новая кора создается выталкиванием магмы из мантии. Рисунок две гигантские конвейерные ленты, обращенные друг к другу, но медленно движущиеся навстречу друг другу направлениях, поскольку они переносят новообразованную океаническую кору прочь от хребта гребень.

Возможно, самая известная из расходящихся границ — Срединно-Атлантический хребет. Этот затопленный горный хребет, простирающийся от Северного Ледовитого океана за его пределы. южная оконечность Африки, это всего лишь один сегмент глобального срединно-океанического хребта система, которая окружает Землю. Скорость распространения по Средней Атлантике В среднем хребет составляет около 2,5 сантиметра в год (см / год), или 25 км на миллион. годы. Эта скорость может показаться медленной по человеческим меркам, но поскольку этот процесс длится миллионы лет, это привело к движению плит тысяч километров.Распространение морского дна за последние 100-200 лет миллионов лет привели к тому, что Атлантический океан вырос из крошечной бухты вода между континентами Европы, Африки и Америки в огромный океан, который существует сегодня.

Средняя Атлантика Ридж [26 k]

Вулканическая страна Исландия, расположенная на Срединно-Атлантическом хребте, предлагает ученым естественную лабораторию для изучения процессов на суше. также происходит вдоль затопленных частей гребня спрединга.Исландия разделение по центру спрединга между Североамериканским и Евразийским Плиты, поскольку Северная Америка движется на запад относительно Евразии.

Карта, показывающая Срединно-Атлантический хребет, разделяющий Исландию и разделяющий Североамериканские и евразийские плиты. На карте также изображена столица Рейкьявик. Исландии, области Тингвеллир и местоположения некоторых исландских действующие вулканы (красные треугольники), в том числе Крафла.

Последствия движения плит легко увидеть вокруг вулкана Крафла, в северо-восточной части Исландии.Здесь существующие трещины в грунте расширились. а новые появляются каждые несколько месяцев. С 1975 по 1984 годы многочисленные эпизоды рифтинг (растрескивание поверхности) произошел по трещине Крафла зона. Некоторые из этих рифтовых событий сопровождались вулканической активностью; земля будет постепенно подниматься на 1-2 м, а затем резко опускаться, сигнализируя надвигающееся извержение. Между 1975 и 1984 годами смещения, вызванные рифтинг составил около 7 м.

Лава Фонтаны, Вулкан Крафла [35 k]

Тингвеллир Зона трещин, Исландия [80 k]

В Восточной Африке процессы распространения уже оторвали Саудовскую Аравию от остальной части африканского континента, образуя Красное море.Активно раскол Африканской плиты и Аравийской плиты встречаются в том, что геологи называют тройной перекресток , , где Красное море встречается с Аденским заливом. Новый центр распространения может развиваться под Африкой вдоль Восточноафриканского рифта. Зона. Когда континентальная кора выходит за свои пределы, растяжение дает трещины. начинают появляться на поверхности Земли. Магма поднимается и проталкивается расширяющиеся трещины, иногда извергающиеся и образующие вулканы. Поднимающаяся магма, независимо от того, извергается он или нет, оказывает большее давление на кору, чтобы произвести дополнительные трещины и, в конечном итоге, рифтовая зона.

Исторически Действующие вулканы, Восточная Африка [38 k]

Восточная Африка может быть местом следующего крупного океана Земли. Взаимодействие с пластинами в регионе предоставить ученым возможность из первых рук изучить, как Атлантика, возможно, начала формироваться около 200 миллионов лет назад. Геологи считают, что, если распространение продолжится, три плиты, которые встречаются в край современного африканского континента полностью отделится, что позволит Индийский океан, чтобы затопить территорию и сделать самый восточный угол Африка (Африканский Рог) большой остров.

Кратер на высшем уровне Эрта ‘Эль [55 k]


Oldoinyo Ленгаи, Восточноафриканская рифтовая зона [38 k]

Сходящиеся границы

Размер Земли существенно не изменился за последние 600 лет. миллионов лет, и, скорее всего, не сразу после его образования 4.6 миллиард лет назад. Неизменный размер Земли подразумевает, что кора должна уничтожаться примерно с той же скоростью, что и создается, как Гарри Гесс предположил.Такое разрушение (переработка) коры происходит по сходящимся границы, где плиты движутся навстречу друг другу, а иногда одна плита раковина ( субдуцирована ) под другую. Место, где тонет плиты называется зоной субдукции .

Тип конвергенции, который некоторые называют очень медленным «столкновением». — то, что происходит между плитами, зависит от типа литосферы. Конвергенция может происходить между океанической и преимущественно континентальной плитами, или между двумя преимущественно океаническими плитами, или между двумя преимущественно континентальными тарелки.

Конвергенция океана и континентов

Если бы по волшебству мы могли вытащить пробку и осушить Тихий океан, мы бы увидели удивительное зрелище — ряд длинных узких, изогнутых траншей тысячи километров в длину и от 8 до 10 км в глубину, врезаясь в океан этаж. Траншеи — самые глубокие части дна океана и создаются по субдукции.

У берегов Южной Америки вдоль желоба Перу-Чили, океанический Плита Наска продвигается и погружается под континентальную часть Южно-Американской плиты.В свою очередь, преобладающая Южноамериканская плита поднимается вверх, создавая высокие горы Анд, основу континента. Сильные разрушительные землетрясения и быстрое поднятие горные хребты обычны в этом регионе. Хотя плита Наска как целое плавно и непрерывно опускается в траншею, самая глубокая часть погружающейся плиты распадается на более мелкие части, которые блокируются на месте в течение длительных периодов времени, прежде чем внезапно переместиться, чтобы произвести большие землетрясения.Такие землетрясения часто сопровождаются поднятием суши. на целых несколько метров.

Схождение Наска и Южноамериканские плиты [65 k]

9 июня 1994 года землетрясение магнитудой 8,3 произошло примерно в 320 км к северо-востоку. Ла-Паса, Боливия, на глубине 636 км. Это землетрясение в субдукции зона между плитой Наска и Южноамериканской плитой была одной из самых глубоких и крупнейшие субдукционные землетрясения, зарегистрированные в Южной Америке.К счастью, несмотря на то, что это мощное землетрясение ощущалось так далеко, как Миннесота и Торонто, Канада, он не причинил серьезного ущерба из-за своей большой глубины.

Кольцо Огня [76 k]

Конвергенция океанов и континентов также поддерживает многие активные земные вулканы, например, в Андах и Каскадном хребте в Тихом океане Северо-Запад. Эруптивная активность явно связана с субдукцией, но ученые активно обсуждают возможные источники магмы: является ли магма возникшие в результате частичного плавления субдуцированной океанической плиты или вышележащей континентальная литосфера или и то, и другое?

Океаническая конвергенция

Как и в случае конвергенции океана и континента, когда две океанические плиты сходятся, одна обычно погружается под другую, и при этом траншея сформирован. Марианская впадина (параллельно Марианским островам), например, отмечает, где быстро движущаяся Тихоокеанская плита сходится к более медленно движущейся Филиппинская плита. Глубина Челленджера, на южной оконечности Марианских островов. Желоб, погружается глубже в недра Земли (почти на 11000 м), чем Гора Эверест, самая высокая гора в мире, поднимается над уровнем моря (около 8 854 м).

Процессы субдукции в конвергенции океанических и океанических плит также являются следствием в образовании вулканов.За миллионы лет извергнувшаяся лава и вулканический мусор накапливается на дне океана до подводного вулкана поднимается над уровнем моря, образуя островной вулкан. Такие вулканы обычно нанизанные цепями, называемые островными дугами. Как следует из названия, вулканический островные дуги, которые близко параллельны траншеям, обычно изогнуты. Траншеи — ключ к пониманию того, как островные дуги, такие как Марианские острова и образовались Алеутские острова, и почему они испытывают многочисленные сильные землетрясения. Магмы, образующие островные дуги, образуются в результате частичного плавления нисходящей плиты и / или вышележащей океанической литосферы. Нисходящий пластина также является источником напряжения, поскольку две пластины взаимодействуют, ведущие к частым умеренным и сильным землетрясениям.

Конвергентно-континентальная конвергенция

Гималайский горный массив наглядно демонстрирует один из самых заметных и впечатляющие последствия тектоники плит.Когда встречаются два континента лоб в лоб, ни один из них не подвергается субдуцированию, потому что континентальные породы относительно легкие и, как два сталкивающихся айсберга, сопротивляются нисходящему движению. Вместо, корка имеет тенденцию коробиться и толкаться вверх или вбок. Столкновение Из Индии в Азию 50 миллионов лет назад Индийская и Евразийская плиты смялись вдоль зоны столкновения. После столкновения медленное непрерывное конвергенция этих двух плит за миллионы лет подтолкнула Гималаи вверх и Тибетское нагорье до нынешних высот. Большая часть этого роста произошла в течение последних 10 миллионов лет. Гималаи, возвышающиеся на 8 854 человек. м над уровнем моря, образуют самые высокие континентальные горы в мире. Кроме того, соседнее Тибетское плато, на средней высоте около 4600 м, выше, чем все вершины Альп, кроме Монблана. и Монте-Роза, и находится значительно выше вершин большинства гор в США. Состояния.


Вверху: Столкновение Индийской и Евразийской плит. поднял Гималаи и Тибетское плато.Внизу: Мультяшный крест разделы, показывающие встречу этих двух пластин до и после их столкновение. Контрольные точки (маленькие квадраты) показывают величину подъема. воображаемой точки земной коры во время этого горообразования процесс.



| Гималаи: два континента сталкиваются |

Преобразовать границы

Зона между двумя пластинами, скользящими горизонтально друг за другом, называется граница трансформации-разлома , или просто граница трансформации . концепция трансформных разломов возникла у канадского геофизика Дж. Тузо. Уилсоном, который предположил, что эти большие разломы или зоны разломов соединяют два центра распространения (расходящиеся границы плит) или, реже, траншеи (сходящиеся границы пластин). Большинство трансформационных разломов находится в океане. этаж. Обычно они компенсируют активные гребни разбрасывания, создавая зигзагообразные края плит и обычно определяются мелкими землетрясениями. Тем не мение, некоторые встречаются на суше, например, в зоне разлома Сан-Андреас в Калифорнии.Этот трансформационный разлом соединяет Восточно-Тихоокеанское поднятие, расходящуюся границу. на юг, с Южной Горда — Хуан де Фука — Эксплорер Ридж, другой расходящаяся граница на север.

Зоны разломов Бланко, Мендосино, Мюррей и Молокаи являются одними из многих зон разломов (трансформных разломов), пронизывающих океан перекрытия и смещения гребней (см. текст). San Andreas — один из немногих неисправности обнажены на суше.

Зона разлома Сан-Андреас протяженностью около 1300 км, местами десятки километров в ширину, проходит через две трети длины Калифорнии. Вдоль него Тихоокеанская плита двигалась горизонтально мимо Северной Американская плита в течение 10 миллионов лет со средней скоростью около 5 см / год. Земля на западной стороне зоны разлома (на Тихоокеанской плите) движется в северо-западном направлении относительно земли на восточной стороне зона разлома (на Северо-Американской плите).

Сан Разлом Андреаса [52 k]

Зоны океанических разломов — это долины на дне океана, которые смещены по горизонтали. раскидистые гряды; некоторые из этих зон от сотен до тысяч километров в длину и целых 8 км в глубину. Примеры этих больших шрамов включают Зоны разломов Кларион, Молокаи и Пионер в северо-восточной части Тихого океана побережье Калифорнии и Мексики. Эти зоны в настоящее время неактивны, но смещения рисунков магнитных полос свидетельствуют о том, что их предыдущая трансформационно-разломная деятельность.

Плит-пограничные зоны

Не все границы плит так же просты, как основные типы, рассмотренные выше. В некоторых регионах границы четко не определены, поскольку движение плит возникающая там деформация распространяется на широкий пояс (называемый границей плиты зона ). Одна из этих зон отмечает средиземноморско-альпийский регион между Евразийская и Африканская плиты, внутри которых несколько более мелких фрагментов пластин (микропланшетов) были распознаны.Поскольку плита-граница зоны включают по крайней мере две большие чашки и одну или несколько микропланшетов, захваченных между ними, как правило, они имеют сложное геологическое строение и модели землетрясений.

Скорость движения

Сегодня мы можем измерить, насколько быстро движутся тектонические плиты, но как ученые знаете, какие скорости движения плит были на протяжении геологического времени? В океаны являются одним из ключевых элементов головоломки. Потому что дно океана магнитная полоса регистрирует триггеры в магнитном поле Земли, ученые, зная примерную продолжительность разворота, могут вычислить средняя скорость движения плиты за заданный промежуток времени. Эти средние Скорость разделения пластин может варьироваться в широких пределах. У Арктического хребта самый медленный скорость (менее 2,5 см / год) и Восточно-Тихоокеанское поднятие у острова Пасхи, в южной части Тихого океана примерно в 3400 км к западу от Чили, имеет самую высокую скорость (более 15 см / год).

Пасха Островной монолит [80 k]

Доказательства скорости движения плит в прошлом также можно получить из геологических данных. картографические исследования. Если горная порода известного возраста — с характерным составом, структура или окаменелости — нанесенные на карту на одной стороне границы плиты могут быть сопоставлены с тем же образованием на другой стороне границы, затем измеряя расстояние, на которое была смещена формация, может дать оценку средняя скорость движения плиты. Эта простая, но эффективная техника имеет использовался для определения скорости движения пластины на расходящихся границах, например, Срединно-Атлантический хребет, и границы трансформации, такие как Разлом Сан-Андреас.

GPS Спутниковый и наземный приемник [63 k]

Текущее движение плит можно отслеживать напрямую с помощью наземных или космические геодезические измерения; геодезия это наука размера и формы Земли.Проведены наземные измерения. обычными, но очень точными методами наземной съемки с использованием лазерно-электронных инструменты. Однако, поскольку движения плит глобальны по масштабу, они лучше всего измеряется спутниковыми методами. Конец 1970-х гг. Стал свидетелем стремительного роста рост космической геодезии, термин, применяемый к космической технике для проведения точных, многократных измерений в тщательно выбранных точках на поверхность Земли разделена сотнями и тысячами километров.В три наиболее часто используемых метода космической геодезии — очень длинная базовая линия интерферометрия (VLBI), спутниковая лазерная локация (SLR) и глобальное позиционирование Система (GPS) — основана на технологиях, разработанных для военной и аэрокосмической промышленности. исследования, особенно радиоастрономия и спутниковое слежение.

Среди этих трех методов на сегодняшний день GPS является наиболее полезным для изучение движений земной коры. Двадцать один спутник в настоящее время на орбите 20 000 км над Землей в составе системы NavStar U.С. Министерство обороны. Эти спутники непрерывно передают радио сигналы обратно на Землю. Чтобы определить его точное положение на Земле (долгота, широта, высота), каждый наземный пункт GPS должен одновременно принимать сигналы как минимум с четырех спутников, фиксируя точное время и место каждый спутник, когда был получен его сигнал. Повторно измеряя расстояния между определенными точками геологи могут определить, были ли активные движение по разломам или между плитами.Разделение между сайтами GPS уже регулярно измеряются в районе Тихоокеанского бассейна. Путем мониторинга взаимодействие между Тихоокеанской плитой и окружающей средой, в основном континентальной пластины, ученые надеются узнать больше о событиях, ведущих к землетрясениям. и извержения вулканов в Тихоокеанском огненном кольце. Космически-геодезические данные уже подтвердили, что скорость и направление движения плит, усредненные за несколько лет, сравните с показателями и направлением пластины движение в среднем за миллионы лет.

«Содержание»

«Горячие точки»
USGS Домашняя страница

Начало этой страницы

URL: https://pubs.usgs.gov/publications/text/understanding.html
Последнее обновление: 15.09.14
Контакты: [email protected]

Evolution of Earth — Scientific American

Подобно лазуриту, на который он похож, голубая, окутанная облаками планета, которую мы сразу узнаем по спутниковым снимкам, кажется удивительно стабильной. Континенты и океаны, окруженные богатой кислородом атмосферой, поддерживают знакомые формы жизни. Однако это постоянство — иллюзия, порожденная человеческим опытом времени. Земля и ее атмосфера постоянно меняются. Тектоника плит сдвигает континенты, поднимает горы и сдвигает дно океана, в то время как процессы, до конца не изученные, изменяют климат.

Такое постоянное изменение характерно для Земли с момента ее зарождения около 4,5 миллиардов лет назад. С самого начала эволюция планеты определялась жарой и гравитацией.К этим силам постепенно присоединились глобальные эффекты возникновения жизни. Изучение этого прошлого предлагает нам единственную возможность понять происхождение жизни и, возможно, ее будущее.

Ученые считали, что каменистые планеты, включая Землю, Меркурий, Венеру и Марс, были созданы в результате быстрого гравитационного коллапса пылевого облака, деформации, дающей начало плотной сфере. В 1960-х годах космическая программа «Аполлон» изменила эту точку зрения. Исследования лунных кратеров показали, что эти выбоины были вызваны ударами объектов, которых было в большом количестве около 4 человек.5 миллиардов лет назад. После этого количество ударов, похоже, быстро уменьшилось. Это наблюдение обновило теорию аккреции, предложенную Отто Шмидтом. В 1944 году русский геофизик предположил, что размер планет увеличивается постепенно, шаг за шагом.

Согласно Шмидту, космическая пыль сгруппировалась в частицы, частицы превратились в гравий, гравий в маленькие шары, затем в большие шары, затем в крошечные планеты или планетезимали, и, наконец, пыль стала размером с Луну.По мере того, как планетезимали становились больше, их количество уменьшалось. Следовательно, количество столкновений планетезималей, или метеоритов, уменьшилось. Меньшее количество предметов, доступных для аккреции, означало, что создание большой планеты заняло много времени. Расчет, сделанный Джорджем Уэзериллом из Института Карнеги в Вашингтоне, предполагает, что между образованием объекта диаметром 10 километров и объекта размером с Землю может пройти около 100 миллионов лет.

Процесс аккреции имел значительные тепловые последствия для Земли, последствия, которые в значительной степени повлияли на ее эволюцию.Большие тела, врезавшиеся в планету, вызвали в ее недрах огромное тепло, растопив найденную там космическую пыль. Образовавшаяся печь, расположенная на глубине от 200 до 400 километров под землей и называемая океаном магмы, была активна в течение миллионов лет, вызывая извержения вулканов. Когда Земля была молодой, тепло на поверхности, вызванное вулканизмом и потоками лавы изнутри, усиливалось постоянной бомбардировкой огромных объектов, некоторые из которых, возможно, были размером с Луну или даже Марс. В то время жизнь была невозможна.

Помимо разъяснения того, что Земля образовалась путем аккреции, программа «Аполлон» вынудила ученых попытаться реконструировать последующее временное и физическое развитие ранней Земли. Основатели геологии, в том числе Чарльз Лайель, считали это предприятие невозможным, которому приписывают следующую фразу: «Нет следов начала, нет перспективы на конец». Это утверждение выражает идею о том, что молодая Земля не может быть воссоздана, потому что ее остатки были уничтожены самой ее деятельностью.Но развитие изотопной геологии в 1960-х сделало эту точку зрения устаревшей. В своем воображении, покрасневшем от Аполлона и открытий луны, геохимики начали применять эту технику, чтобы понять эволюцию Земли.

Датирование горных пород с помощью так называемых радиоактивных часов позволяет геологам работать со старыми местностями, не содержащими окаменелостей. Стрелки радиоактивных часов состоят из изотопов — атомов одного и того же элемента с разным атомным весом — а геологическое время измеряется скоростью распада одного изотопа на другой [см. «Древнейшую историю Земли», Дерек Йорк; Scientific American , январь 1993 г.].Среди множества часов особенными являются часы, основанные на распаде урана 238 на свинец 206 и урана 235 на свинец 207. Геохронологи могут определить возраст образцов, анализируя только дочерний продукт — в данном случае свинец — радиоактивного материнского урана.

Панорамирование цирконов
ИЗОТОПНАЯ ГЕОЛОГИЯ позволила геологам определить, что аккреция Земли завершилась дифференциацией планеты: созданием ядра — источника магнитного поля Земли — и началом атмосферы.В 1953 году в классической работе Клэр С. Паттерсон из Калифорнийского технологического института использовались ураново-свинцовые часы, чтобы установить возраст Земли и многих метеоритов, из которых она образовалась, в 4,55 миллиарда лет. Однако в начале 1990-х работа одного из нас (Аллегра) по изотопам свинца привела к несколько новой интерпретации.

Как утверждал Паттерсон, некоторые метеориты действительно образовались около 4,56 миллиарда лет назад, и их обломки составили Землю. Но Земля продолжала расти за счет бомбардировки планетезималей примерно до 120–150 миллионов лет спустя.В то время — от 4,44 до 4,41 млрд лет назад — Земля начала сохранять свою атмосферу и создавать свое ядро. Эта возможность уже была предложена Брюсом Р. Доу и Робертом Э. Зартманом из Геологической службы США в Денвере два десятилетия назад и согласуется с оценками Уэзерилла.

Возникновение континентов произошло несколько позже. Согласно теории тектоники плит, эти массивы суши являются единственной частью земной коры, которая не перерабатывается и, следовательно, разрушается во время геотермического цикла, вызванного конвекцией в мантии.Таким образом, континенты обеспечивают форму памяти, потому что записи о ранней жизни можно прочитать в их камнях. Однако геологическая деятельность, включая тектонику плит, эрозию и метаморфизм, разрушила почти все древние породы. Эта геологическая машина сохранила очень мало фрагментов.

Тем не менее, в последние десятилетия было сделано несколько важных открытий, опять же с использованием изотопной геохимии. Одна группа, возглавляемая Стивеном Мурбатом из Оксфордского университета, обнаружила местность в Западной Гренландии, находящуюся между тремя.7 миллиардов и 3,8 миллиарда лет. Кроме того, Сэмюэл А. Боуринг из Массачусетского технологического института исследовал небольшую область в Северной Америке — гнейсы Акаста, возраст которых, как считается, составляет 3,96 миллиарда лет.

В конечном итоге поиски минерала циркона привели других исследователей к еще более древней местности. Циркон, который обычно встречается в континентальных породах, не растворяется в процессе эрозии, а откладывается в виде частиц в отложениях. Таким образом, несколько кусочков циркона могут сохраняться в течение миллиардов лет и могут служить свидетельством более древней коры Земли. Поиск старых цирконов начался в Париже с работ Анни Витрак и Жол Р. Ланселот, позже в Марсельском университете, а теперь в Университете Нмес, соответственно, а также усилиями Мурбата и Аллгре. Это была группа Австралийского национального университета в Канберре под руководством Уильяма Компстона, которая в конечном итоге добилась успеха. Команда обнаружила цирконы в западной Австралии, возраст которых составляет от 4,1 до 4,3 миллиарда лет.

Цирконы сыграли решающую роль не только в понимании возраста континентов, но и в определении того, когда впервые появилась жизнь.Самые ранние окаменелости бесспорного возраста были найдены в Австралии и Южной Африке. Этим остаткам сине-зеленых водорослей около 3,5 миллиардов лет. Манфред Шидловски из Института химии Макса Планка в Майнце изучал образование Исуа в Западной Гренландии и утверждал, что органическое вещество существовало уже 3,8 миллиарда лет. Поскольку большая часть записей о ранней жизни была уничтожена геологической деятельностью, мы не можем точно сказать, когда она впервые появилась — возможно, она возникла очень быстро, а может быть, даже 4. 2 миллиарда лет назад.

Рассказы из газов
ОДИН ИЗ САМЫХ ВАЖНЕЙШИХ аспектов эволюции планеты — это формирование атмосферы, потому что именно эта совокупность газов позволила жизни выползать из океанов и существовать. С 1950-х годов исследователи выдвинули гипотезу, что земная атмосфера была создана газами, выходящими из недр планеты. Когда вулкан извергает газы, это является примером, как его еще называют, непрерывной дегазации Земли.Но ученые задаются вопросом, произошел ли этот процесс внезапно — около 4,4 миллиарда лет назад, когда ядро ​​дифференцировалось, — или же он происходил постепенно с течением времени.

Чтобы ответить на этот вопрос, Аллегр и его коллеги изучили изотопы инертных газов. Эти газы, в том числе гелий, аргон и ксенон, обладают тем свойством, что они химически инертны, то есть в природе они не вступают в реакцию с другими элементами. Два из них особенно важны для атмосферных исследований: аргон и ксенон.Аргон имеет три изотопа, из которых аргон 40 образуется при распаде калия 40. Ксенон состоит из девяти, из которых ксенон 129 имеет два разных происхождения. Ксенон 129 возник в результате нуклеосинтеза до образования Земли и Солнечной системы. Он также образовался в результате распада радиоактивного йода 129, которого больше нет на Земле. Эта форма йода присутствовала очень рано, но с тех пор вымерла, и ксенон 129 вырос за ее счет.

Как и большинство пар, и аргон-40, и калий-40, и ксенон-129, и йод-129 могут рассказать свои истории.Это отличные хронометры. Хотя атмосфера образовалась в результате дегазации мантии, она не содержит ни калия 40, ни йода 129. Весь аргон 40 и ксенон 129, образовавшиеся на Земле и выброшенные в атмосферу, сегодня находятся в атмосфере. Ксенон был вытеснен из мантии и оставлен в атмосфере; следовательно, отношение атмосферы к мантии этого элемента позволяет оценить возраст дифференциации. Аргон и ксенон, захваченные мантией, образовались в результате радиоактивного распада калия 40 и йода 129.Таким образом, если бы полное обезгаживание мантии произошло в начале формирования Земли, атмосфера не содержала бы никакого аргона 40, но содержала бы ксенон 129.

Основная задача, стоящая перед исследователем, который хочет измерить такие коэффициенты распада, состоит в том, чтобы получить высокие концентрации инертных газов в породах мантии, поскольку они чрезвычайно ограничены. К счастью, в срединно-океанических хребтах происходит природное явление, во время которого вулканическая лава переносит некоторое количество силикатов из мантии на поверхность.Небольшие количества газов, захваченных мантийными минералами, поднимаются с расплавом к поверхности и концентрируются в небольших пузырьках на внешней стеклянной окраине лавовых потоков. Этот процесс служит для концентрации мантийных газов в 10 4 раз или 10 5 . Сбор этих горных пород путем углубления дна моря и последующего измельчения их в вакууме в чувствительном масс-спектрометре позволяет геохимикам определять соотношение изотопов в мантии. Результаты довольно удивительны.Расчеты соотношений показывают, что от 80 до 85 процентов атмосферы было дегазировано в течение первых одного миллиона лет Земли; остальное выпускалось медленно, но постоянно в течение следующих 4,4 миллиарда лет.

В составе этой примитивной атмосферы наверняка преобладала двуокись углерода, а азот был вторым по распространенности газом. Также присутствовали следовые количества метана, аммиака, диоксида серы и соляной кислоты, но не было кислорода. За исключением обилия воды, атмосфера была похожа на Венеру или Марс.Детали эволюции первоначальной атмосферы обсуждаются, особенно потому, что мы не знаем, насколько сильным было Солнце в то время. Однако некоторые факты не оспариваются. Очевидно, что диоксид углерода сыграл решающую роль. Кроме того, многие ученые считают, что развивающаяся атмосфера содержала достаточное количество газов, таких как аммиак и метан, для образования органических веществ.

Тем не менее, проблема солнца остается нерешенной. Согласно одной из гипотез, в течение архейского эона, который длился примерно с 4 до н.5–2,5 миллиарда лет назад солнечная энергия составляла всего 75 процентов от сегодняшней. Эта возможность порождает дилемму: как жизнь могла выжить в относительно холодном климате, который должен сопровождать более слабое солнце? Решение парадокса слабого раннего солнца, как его называют, было предложено Карлом Саганом и Джорджем Малленом из Корнельского университета в 1970 году. Эти два ученых предположили, что метан и аммиак, которые очень эффективны для улавливания инфракрасного излучения, были в большом количестве. Эти газы могли создать суперпарниковый эффект.Идея подверглась критике на том основании, что такие газы обладают высокой реакционной способностью и имеют короткое время жизни в атмосфере.

Какая контролируемая компания?
В КОНЦЕ 1970-х Вирабхадран Раманатан, ныне работающий в Институте океанографии Скриппса, и Роберт Д. Сесс и Тобиас Оуэн из Университета Стоуни-Брук предложили другое решение. Они постулировали, что в ранней атмосфере не было необходимости в метане, потому что углекислого газа было достаточно, чтобы вызвать суперпарниковый эффект.Этот аргумент снова поднял другой вопрос: сколько углекислого газа было в ранней атмосфере? Земной углекислый газ сейчас погребен в карбонатных породах, таких как известняк, хотя неясно, когда он оказался там в ловушке. Сегодня карбонат кальция создается в основном в процессе биологической активности; в архейском эоне углерод, возможно, удалялся в основном во время неорганических реакций.

Быстрое выделение газа на планете высвободило огромные количества воды из мантии, создав океаны и гидрологический цикл.Кислоты, которые, вероятно, присутствовали в атмосфере, вымывали породы, образуя богатые карбонатом породы. Однако относительная важность такого механизма обсуждается. Генрих Д. Холланд из Гарвардского университета считает, что количество углекислого газа в атмосфере быстро уменьшалось во время архея и оставалось на низком уровне.

Понимание содержания углекислого газа в ранней атмосфере имеет решающее значение для понимания климатического контроля. Два лагеря борющихся выдвинули идеи о том, как работает этот процесс.Первая группа считает, что глобальные температуры и углекислый газ контролировались неорганическими геохимическими обратными связями; второй утверждает, что они контролировались биологическим удалением.

Джеймс К.Г. Уокер, Джеймс Ф. Кастинг и Пол Б. Хейс, работавшие тогда в Мичиганском университете в Анн-Арборе, предложили неорганическую модель в 1981 году. Они постулировали, что уровни газа были высокими в начале архея, а не стремительно падают. Трио предположило, что по мере потепления климата испаряется больше воды, а гидрологический цикл становится более интенсивным, увеличивая количество осадков и сток.Углекислый газ в атмосфере смешивается с дождевой водой, образуя сток углекислоты, подвергая минералы на поверхности выветриванию. Силикатные минералы в сочетании с углеродом, который был в атмосфере, улавливают его в осадочных породах. Меньшее количество углекислого газа в атмосфере, в свою очередь, означает меньший парниковый эффект. Процесс неорганической отрицательной обратной связи компенсирует рост солнечной энергии.

Это решение контрастирует со второй парадигмой: биологическое удаление. Одна теория, выдвинутая Джеймсом Э.Лавлок, создатель гипотезы Гайи, предположил, что фотосинтезирующие микроорганизмы, такие как фитопланктон, будут очень продуктивными в среде с высоким содержанием углекислого газа. Эти существа медленно удаляли углекислый газ из воздуха и океанов, превращая его в отложения карбоната кальция. Критики возразили, что фитопланктон даже не эволюционировал большую часть времени, пока на Земле была жизнь. (Гипотеза Гайи утверждает, что жизнь на Земле обладает способностью регулировать температуру и состав земной поверхности, а также поддерживать ее комфорт для живых организмов.)

В начале 1990-х Тайлер Волк из Нью-Йоркского университета и Дэвид Шварцман из Университета Говарда предложили другое решение Gaian. Они отметили, что бактерии увеличивают содержание углекислого газа в почвах, разрушая органические вещества и производя гуминовые кислоты. Оба действия ускоряют выветривание, удаляя углекислый газ из атмосферы. По этому поводу, однако, обостряются споры. Некоторые геохимики, в том числе Кастинг из Университета штата Пенсильвания и Голландия, утверждают, что, хотя жизнь может объяснить некоторое удаление углекислого газа после архея, неорганические геохимические процессы могут объяснить большую часть связывания.Эти исследователи рассматривают жизнь как довольно слабый механизм стабилизации климата на протяжении большей части геологического времени.

Кислород из водорослей
ПРОБЛЕМА УГЛЕРОДА по-прежнему имеет решающее значение для того, как жизнь повлияла на атмосферу. Захоронение углерода является ключом к жизненно важному процессу увеличения концентрации кислорода в атмосфере, что является предпосылкой для развития определенных форм жизни. Кроме того, сейчас происходит глобальное потепление в результате того, что люди выделяют этот углерод. В течение одного или двух миллиардов лет водоросли в океанах производили кислород.Но поскольку этот газ обладает высокой реакционной способностью и поскольку в древних океанах было много восстановленных минералов — например, железо легко окисляется, — большая часть кислорода, производимого живыми существами, просто расходуется, прежде чем он достигнет атмосферы, где он бы столкнулся с газами, которые вступили бы с ним в реакцию.

Даже если бы в течение этой анаэробной эры эволюционные процессы привели к появлению более сложных форм жизни, у них не было бы кислорода. Более того, нефильтрованный ультрафиолетовый солнечный свет, скорее всего, убил бы их, если бы они покинули океан.Такие исследователи, как Уокер и Престон Клауд, работавшие тогда в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, предположили, что всего около двух миллиардов лет назад, после того, как большая часть восстановленных минералов в море была окислена, атмосферный кислород накапливался. От одного до двух миллиардов лет назад кислород достиг нынешних уровней, создав нишу для эволюционирующей жизни.

Изучая стабильность некоторых минералов, таких как оксид железа или оксид урана, Голландия показала, что содержание кислорода в архейской атмосфере было низким еще два миллиарда лет назад.Многие согласны с тем, что нынешнее 20-процентное содержание кислорода является результатом фотосинтетической активности. Тем не менее, вопрос в том, увеличивалось ли содержание кислорода в атмосфере постепенно или внезапно. Недавние исследования показывают, что увеличение количества кислорода началось внезапно между 2,1 миллиардами и 2,03 миллиардами лет назад и что нынешняя ситуация была достигнута 1,5 миллиарда лет назад.

Присутствие кислорода в атмосфере имело еще одно важное преимущество для организма, пытающегося жить на поверхности или над ней: он отфильтровывал ультрафиолетовое излучение.Ультрафиолетовое излучение разрушает многие молекулы — от ДНК и кислорода до хлороуглеродов, которые участвуют в истощении стратосферного озона. Такая энергия расщепляет кислород на очень нестабильную атомарную форму O, которая может снова объединиться в O 2 и в совершенно особую молекулу O 3 или озон. Озон, в свою очередь, поглощает ультрафиолетовое излучение. Только когда в атмосфере было достаточно кислорода, чтобы образовался озон, у жизни даже был шанс закрепиться на суше.Неслучайно быстрая эволюция жизни от прокариот (одноклеточных организмов без ядра) к эукариотам (одноклеточные организмы с ядром) и метазоа (многоклеточные организмы) произошла в миллиардную эпоху. кислород и озон.

Хотя в этот период атмосфера в атмосфере достигала довольно стабильного уровня кислорода, климат не был однородным. При переходе к современному геологическому времени были длительные стадии относительного тепла или прохлады.Состав окаменелых раковин планктона, обитавших у дна океана, является мерой температуры придонной воды. Запись предполагает, что за последние 100 миллионов лет придонные воды остыли почти на 15 градусов по Цельсию. Уровень моря упал на сотни метров, и континенты разошлись. Внутренние моря в основном исчезли, а климат похолодел в среднем на 10-15 градусов по Цельсию. Примерно 20 миллионов лет назад, похоже, на Антарктиде образовался постоянный лед.

Примерно два-три миллиона лет назад палеоклиматические данные начали показывать значительные расширения и сокращения теплых и холодных периодов с циклами в 40 000 лет или около того.Эта периодичность интересна, потому что она соответствует времени, за которое Земля совершает колебание наклона своей оси вращения. Долгое время предполагалось и недавно было подсчитано, что известные изменения в геометрии орбиты могут изменить количество солнечного света, поступающего в период между зимой и летом, примерно на 10 процентов или около того и могут быть ответственны за начало или окончание ледникового периода.

Теплая рука человека
НАИБОЛЕЕ ИНТЕРЕСНЫМ и озадачивающим является открытие, что между 600 000 и 800 000 лет назад доминирующий цикл переключился с периодов в 40 000 лет на интервалы в 100 000 лет с очень большими колебаниями.Последняя крупная фаза оледенения закончилась около 10 000 лет назад. На своем пике 20 000 лет назад ледяные щиты толщиной около двух километров покрывали большую часть Северной Европы и Северной Америки. Ледники расширились на высокие плато и горы по всему миру. На суше скопилось достаточно льда, чтобы уровень моря упал более чем на 100 метров ниже нынешнего. Массивные ледяные щиты очистили землю и изменили экологическое лицо Земли, которая в среднем была на пять градусов ниже, чем сейчас.

Точные причины увеличения интервалов между теплым и холодным периодами еще не выяснены. Извержения вулканов могли сыграть значительную роль, о чем свидетельствует эффект Эль-Чичон в Мексике и горы Пинатубо на Филиппинах. Тектонические события, такие как развитие Гималаев, возможно, повлияли на мировой климат. Даже воздействие комет может повлиять на краткосрочные климатические тенденции с катастрофическими последствиями для жизни [см. «Что вызвало массовое вымирание? Внеземное воздействие» Уолтера Альвареса и Фрэнка Асаро; и «Что вызвало массовое вымирание? Извержение вулкана» Винсента Э.Куртильо; Scientific American , октябрь 1990 г.]. Примечательно, что, несмотря на сильные эпизодические возмущения, климат был достаточно буферным, чтобы поддерживать жизнь в течение 3,5 миллиардов лет.

Одно из самых важных открытий в области климата за последние 30 лет было сделано в ледяных кернах Гренландии и Антарктиды. Когда на эти замерзшие континенты падает снег, воздух между снежинками собирается в виде пузырьков. Снег вместе с захваченными газами постепенно сжимается в лед.Некоторые из этих записей могут иметь возраст более 500 000 лет; ученые могут анализировать химический состав льда и пузырьков на участках льда, лежащих на глубине до 3600 метров (2,2 мили) от поверхности.

Бурильщики с ледяным керном установили, что воздух, которым дышали древние египтяне и индейцы анасази, был очень похож на тот, который мы вдыхаем сегодня, за исключением множества загрязнителей воздуха, внесенных за последние 100 или 200 лет. Основными из этих добавленных газов или загрязнителей являются дополнительный диоксид углерода и метан.Примерно с 1860 года, когда началась промышленная революция, уровни углекислого газа в атмосфере увеличились более чем на 30 процентов в результате индустриализации и обезлесения; Уровни метана увеличились более чем вдвое из-за сельского хозяйства, землепользования и производства энергии. Способность повышенного количества этих газов улавливать тепло — вот что вызывает опасения по поводу изменения климата в 21 веке [см. «Изменяющийся климат» Стивена Х. Шнайдера; Scientific American , сентябрь 1989 г.].

Ледяные керны показали, что устойчивые естественные темпы изменения температуры во всем мире обычно составляют около одного градуса Цельсия за тысячелетие. Эти сдвиги все еще достаточно значительны, чтобы радикально изменить место обитания видов и потенциально способствовать исчезновению такой харизматической мегафауны, как мамонты и саблезубые тигры. Но самая необычная история, связанная с ледяными кернами, заключается не в относительной стабильности климата за последние 10 000 лет. Похоже, что в разгар последнего ледникового периода 20 000 лет назад в воздухе было на 50 процентов меньше углекислого газа и вдвое меньше метана, чем в нашу эпоху, голоцен.Это открытие предполагает положительную обратную связь между углекислым газом, метаном и климатическими изменениями.

Рассуждения, подтверждающие идею этой дестабилизирующей системы обратной связи, заключаются в следующем. Когда мир был холоднее, концентрация парниковых газов была меньше, и поэтому удерживалось меньше тепла. По мере того как Земля нагревается, уровни углекислого газа и метана увеличиваются, ускоряя потепление. Если бы жизнь приложила руку к этой истории, она должна была бы управлять климатическими изменениями, а не противодействовать им.Кажется все более вероятным, что, когда люди стали частью этого цикла, они тоже помогли ускорить потепление. Такое потепление особенно заметно с середины 1800-х годов из-за выбросов парниковых газов в результате индустриализации, изменений в землепользовании и других явлений. Однако снова остается неуверенность.

Тем не менее, большинство ученых согласятся, что жизнь вполне может быть основным фактором положительной обратной связи между изменением климата и парниковыми газами. В конце 20 века наблюдался быстрый рост средней глобальной приземной температуры [ см. Иллюстрацию на противоположной странице ].Действительно, период с 1980-х годов был самым теплым за последние 2000 лет. Девятнадцать из 20 самых теплых лет за всю историю наблюдений приходились на период с 1980 года, а 12 самых теплых лет приходились на период с 1990 года. Рекордным за все время годом был 1998 год, а 2002 и 2003 годы оказались на втором и третьем местах, соответственно. Есть веские основания полагать, что десятилетие 1990-х было бы еще более жарким, если бы не извергалась гора Пинатубо: этот вулкан выбросил достаточно пыли в верхние слои атмосферы, чтобы заблокировать некоторые падающие солнечные лучи, вызвав глобальное похолодание на несколько десятых градуса на несколько десятков градусов. годы.

Могло ли потепление последних 140 лет происходить естественным путем? С все возрастающей уверенностью ответ — нет.

В рамке справа показано замечательное исследование, в котором была предпринята попытка отодвинуть рекорд температуры Северного полушария назад на целую 1000 лет. Климатолог Майкл Манн из Университета Вирджинии и его коллеги выполнили сложный статистический анализ с участием около 112 различных факторов, связанных с температурой, в том числе годичных колец, протяженности горных ледников, изменений коралловых рифов, активности солнечных пятен и вулканизма.

Полученная в результате запись температуры является реконструкцией того, что могло бы быть получено, если бы были доступны измерения на основе термометра. (Фактические измерения температуры используются для лет после 1860 г.) Как показывает доверительный интервал, каждый год этой 1000-летней реконструкции температуры содержит значительную неопределенность. Но общая тенденция ясна: постепенное снижение температуры в течение первых 900 лет, за которым следует резкий подъем температуры в 20 веке. Этот график свидетельствует о том, что десятилетие 1990-х было не только самым теплым за столетие, но и за все прошедшее тысячелетие.

Изучая переход от атмосферы с высоким содержанием углекислого газа и низким содержанием кислорода в архее к эпохе большого эволюционного прогресса около полмиллиарда лет назад, становится ясно, что жизнь могла быть фактором стабилизации климата. В другом примере — во время ледниковых периодов и межледниковых циклов — жизнь, кажется, выполняет противоположную функцию: ускоряет изменения, а не уменьшает их. Это наблюдение привело одного из нас (Шнайдер) к утверждению, что климат и жизнь развивались вместе, а не жизнь, служащая исключительно отрицательной обратной связью с климатом.

Если мы, люди, считаем себя частью жизни, то есть частью естественной системы, то можно утверждать, что наше коллективное воздействие на Землю означает, что мы можем играть значительную коэволюционную роль в будущем планеты. Текущие тенденции роста населения, требования к повышению уровня жизни и использование технологий и организаций для достижения этих ориентированных на рост целей — все это способствует загрязнению. Когда цена за загрязнение невысока, а атмосфера используется как свободная сточная труба, может накапливаться углекислый газ, метан, хлороуглероды, оксиды азота, оксиды серы и другие токсичные вещества.

Впереди кардинальные изменения
В СВОЕМ ДОКЛАДЕ Climate Change 2001 климатические эксперты Межправительственной группы экспертов по изменению климата подсчитали, что к 2100 году температура в мире будет составлять от 1,4 до 5,8 ° C. Мягкая граница этого диапазона — скорость потепления 1,4 ° C на 100 человек. лет — все еще в 14 раз быстрее, чем один градус Цельсия за 1000 лет, что исторически было средней скоростью естественных изменений в глобальном масштабе. Если произойдет верхний предел диапазона, то мы сможем увидеть темпы изменения климата почти в 60 раз быстрее, чем средние естественные условия, что может привести к изменениям, которые многие сочтут опасными.Такие изменения почти наверняка вынудят многие виды попытаться сместить свои ареалы, как они это сделали во время ледникового периода / межледникового перехода между 10 000 и 15 000 лет назад. Мало того, что виды должны будут реагировать на климатические изменения со скоростью в 14-60 раз быстрее, но и немногие из них будут иметь беспрепятственные открытые маршруты миграции, как это было в конце ледникового периода и в начале межледниковой эры. Негативные последствия этого значительного потепления — для здоровья, сельского хозяйства, прибрежной географии и объектов наследия, и так далее, — также могут быть серьезными.

Чтобы сделать критические прогнозы будущих климатических изменений, необходимых для понимания судьбы экосистем на Земле, мы должны рыть землю, море и лед, чтобы извлечь как можно больше из геологических, палеоклиматических и палеоэкологических данных. Эти записи обеспечивают основу для калибровки грубых инструментов, которые мы должны использовать, чтобы заглянуть в темное экологическое будущее, будущее, на которое мы все в большей степени влияем.

АВТОРЫ
CLAUDE J. ALLGRE and STEPHEN H.SCHNEIDER изучает различные аспекты геологической истории Земли и ее климата. Альгре — профессор Парижского университета и руководит отделом геохимии Парижского геофизического института. Он является иностранным членом Национальной академии наук. Шнайдер — профессор кафедры биологических наук Стэнфордского университета и содиректор Центра экологических наук и политики. В 1992 году он был удостоен стипендии Макартура, а в 2002 году был избран членом Национальной академии наук.

Как образовалась башня — Национальный памятник Башня Дьявола (Служба национальных парков США)

Видимые сегодня слои осадочных пород дают нам ключ к разгадке древней среды, в которой они формировались. В этих породах обнаружены окаменелые останки морских растений, таких как морские лилии, и таких существ, как устрицы и белемниты.

НПС

Фундаменты зданий

Большая часть ландшафта вокруг Башни Дьявола сложена осадочными породами. Эти породы образуются в результате затвердевания минералов или органических материалов и обычно откладываются водой или ветром.Этот процесс, известный как отложение, обычен в дельтах рек и прибрежных районах. Многие окаменелости обнаружены в осадочных породах, что дает нам ключ к разгадке древних экосистем.

Самые старые камни, видимые в Национальном памятнике «Башня Дьявола», были отложены в мелководном внутреннем море. Это море покрывало большую часть центральной и западной части Соединенных Штатов в триасовый период, от 225 до 195 миллионов лет назад. Вдоль реки Бель-Фурш можно увидеть темно-красный песчаник и темно-бордовый алевролит с прослоями сланца.Окисление богатых железом минералов вызывает красный цвет пород. Этот слой породы является формацией Spearfish.

Над формацией Spearfish находится формация Gypsum Springs. Поскольку вода, богатая минералами, испарялась, оставались отложения гипса. В юрский период (195–136 миллионов лет назад) моря периодически отступали и возвращались.

Прибрежные глинистые отложения в глубоководной морской среде превратились в серо-зеленые сланцы с прослоями песчаников, известняков и тонких пластов красных аргиллитов.Эти слои горных пород, называемые «Пачка бобров», являются частью формации Сандэнс — также юрского возраста.

Песчаники Hulett и пачки Lak, также являющиеся частью формации Sundance, представляют собой желтые мелкозернистые песчаники. Их происхождение восходит к песку, отложившемуся на древнем пляже, со многими обнажениями, демонстрирующими сохранившуюся симметричную рябь. Устойчивые к атмосферным воздействиям, они образуют почти вертикальные скалы, окружающие саму Башню.

Моря отступили и продвинулись; формы рельефа развиты и размыты.Осадились новые отложения. Приблизительно 50-60 миллионов лет назад, в третичное время, тектоническое давление в западной части Северной Америки достигло апогея, подняв Скалистые горы и Черные холмы. В это время или вскоре после этого магма (расплавленная порода) поднялась к поверхности земли, вторгаясь в уже существующие слои осадочных пород.

Нефтяное образование — образование в области энергетики

Нефть или нефть — это легко воспламеняющееся ископаемое топливо, которое состоит в основном из углерода и водорода и поэтому известно как углеводород. [1] Образование нефти занимает значительное время, когда нефть начала образовываться миллионы лет назад. 70% существующих сегодня залежей нефти были сформированы в мезозойском возрасте (252-66 миллионов лет назад), 20% образовались в кайнозое (65 миллионов лет назад) и только 10% были сформированы в палеозойском возрасте (с 541 до 66 миллионов лет назад). 252 миллиона лет назад). Вероятно, это связано с тем, что мезозойский возраст был отмечен тропическим климатом с большим количеством планктона в океане. [2]

Образование нефти начинается в теплых мелководных океанах, которые существовали на Земле миллионы лет назад.В этих океанах очень мелкие мертвые органические вещества, классифицируемые как планктон, падают на дно океана. Этот планктон состоит из животных, называемых зоопланктоном , или растений, называемых фитопланктоном . Затем этот материал приземляется на дно океана и смешивается с неорганическим материалом, который попадает в океан реками. Именно из этого осадка на дне океана в течение многих лет образуется нефть. Энергия в нефти изначально исходит от Солнца и представляет собой энергию солнечного света, которая в химической форме улавливается мертвым планктоном. [3]

Процесс формирования

Рисунок 1. Процесс образования нефти и природного газа. [4]

Процесс образования нефти в большинстве случаев одинаков, хотя могут быть разные типы растительных и животных остатков, которые падают на дно океана, и условия немного разные. Для образования нефти должны произойти следующие этапы: [3] [5]

1. Мертвый планктон — как фитопланктон, так и зоопланктон — а также водоросли и бактерии опускаются на дно древнего океана и смешиваются с ним. неорганические, похожие на глину материалы, которые попадают в эти океаны из ручьев и рек.Это создает богатую органическими веществами грязь. Эта грязь может образовываться только в неподвижной воде. Этот шаг показан на рисунке 1, панель A.

2. Эта грязь не должна подвергаться воздействию слишком большого количества кислорода, иначе органические вещества в грязи разложатся бактериями и быстро исчезнут. Поэтому среды, в которых может образовываться масло, известны как бескислородные среды. Прежде чем это органическое вещество будет разрушено, оно погребено еще большим количеством отложений, и литифицирует (становится осадочной породой), образуя органических сланцев .Этот шаг показан на Рисунке 1, панель B. Захоронение материала под водой — простой способ создать бескислородную среду, поскольку атмосфера не взаимодействует с разлагающимся веществом.

3. Если этот сланец залегает на глубине от 2 до 4 километров, его температура повышается из-за его расположения в недрах Земли. Это увеличивающееся давление и температура сланца превращает его в воскообразный материал, известный как кероген . Сланец, содержащий этот материал, известен как горючий сланец , сланец .

4. Если температура керогена на больше, чем , чем 90 ° C, но ниже, чем 160 ° C, кероген превращается в нефть и природный газ. При более высоких температурах образуется только природный газ (буквально газ, представляющий собой углеводород) или графит. Этот температурный диапазон известен как «масляное окно».

5. Нефть легче воды, поэтому, когда она выходит из исходного горючего сланца, она поднимается через поры в горных породах, вытесняя воду. Скальные тела, содержащие значительное количество нефти, известны как породы-коллекторы.Чтобы нефть оставалась захваченной в резервуаре, должен существовать какой-то толстый непроницаемый слой породы, закрывающий резервуар. Если это уплотнение существует, то нефть, газ и вода задерживаются внизу и могут быть пробурены, чтобы получить нефть. [6]

6. Геологические изменения в земной коре приближают эти отложения к поверхности, облегчая доступ к ним. [7] Этот шаг показан на Рисунке 1, панель C.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Арт Гольдштейн.(11 мая 2015 г.). Формирование нефти [Онлайн]. Доступно: http://f03.classes.colgate.edu/fsem037-oil/formation_of_oil.htm
  2. ↑ Колгейтский университет. (7 января 2016 г.). Нефтяная формация [Онлайн]. Доступно: http://f03.classes.colgate.edu/fsem037-oil/formation_of_oil.htm/
  3. 3,0 3,1 Р. Вольфсон. Энергия, окружающая среда и климат , 2-е изд. Нью-Йорк, США: Нортон, 2012, стр. 96-97.
  4. Создано внутри компании членом группы энергетического образования
  5. ↑ Стивен Маршак.(11 мая 2015 г.). Земля: Портрет планеты , 3-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: W.W. Norton & Company, 2008 г.
  6. ↑ Канадская федерация наук о Земле. (11 мая 2015 г.). Четыре миллиарда лет и подсчет: Геологическое наследие Канады , 1-е изд. Торонто, Онтарио, Канада: Nimbus Publishing, 2014.
  7. ↑ Й. Краушаар, Р. Ристинен. (11 мая 2015 г.) Энергетика и окружающая среда, 2-е изд. Хобокен, Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons, 2006, стр. 54.

Ученые реконструируют формирование Аппалачей

ПРОВИДЕНС, Р. I. [Университет Брауна] — Около 300 миллионов лет назад континентальная часть Северной Америки столкнулась с Гондваной, суперконтинентом, состоящим из современной Африки и Южной Америки. Это столкновение континентов подняло тонны скал высоко над окружающей местностью, чтобы сформировать южную оконечность Аппалачских гор, которые сейчас можно увидеть в Алабаме, Теннесси и Джорджии. Группа геофизиков реконструировала конечную фазу этого столкновения и разработала новую картину его развития.

В исследовании, проведенном учеными из Университета Брауна, использовались станции сейсмического мониторинга для создания ультразвукового изображения земной коры под южной частью США.С., недалеко от южной базы Аппалачей. Исследование показывает, что кора Гондваны толкнулась на Северную Америку, когда два континента столкнулись, сдвинувшись на север на целых 300 километров, прежде чем два континента разделились и разошлись около 200 миллионов лет назад. Процесс, выявленный в ходе исследования, очень похож на процесс, который строит сегодня Гималаи, когда Евразийский континент продвигается вверх по Индийскому субконтиненту.

«Мы показываем, что столкновение континентов, произошедшее 300 миллионов лет назад, очень похоже на столкновение, которое мы наблюдаем в Гималаях сегодня», — сказала Карен Фишер, профессор факультета наук о Земле, окружающей среде и планетах Брауна и соавтор книги обучение.«Это наиболее хорошо задокументированный случай, который мне известен, когда последний шов между древними континентальными корками имеет геометрию, аналогичную нынешнему контакту земной коры между Индией и Евразией под Гималаями».

Цветная область обозначает зону сдвига, где 300 миллионов лет назад континент Гондвана скользнул по вершине протосеверной Америки.

Исследование проводилось под руководством Эмили Хоппер, которая получила докторскую степень в Университете Брауна в 2016 году и сейчас является научным сотрудником в Обсерватории Земли Ламонта-Доэрти Колумбийского университета.Исследование опубликовано в Интернете в журнале Geology .

Для исследования группа исследователей разместила 85 станций сейсмического мониторинга на юге Джорджии и в некоторых частях Флориды, Северной Каролины и Теннесси. Исследователи также использовали данные телескопа Earthscope Transportable Array, непрерывного массива сейсмических станций, которые проложили путь через территорию США в период с 2005 по 2015 год. В целом, 374 сейсмических станции зарегистрировали слабые колебательные волны от далеких землетрясений, когда они путешествовали через скалы. под.

Акустическая энергия землетрясений может распространяться через Землю в виде волн различных типов, включая поперечные волны, которые колеблются перпендикулярно направлению распространения, и волны сжатия, которые колеблются в том же направлении, что и распространяющиеся. Анализируя степень преобразования поперечных волн в волны сжатия, когда они сталкиваются с контрастом свойств горных пород, исследователи могли создать сейсмическое изображение подземной коры.

В ходе исследования был обнаружен тонкий сплошной слой горной породы, который начинается у поверхности и полого спускается на юг до глубины примерно 20 километров, в котором волны землетрясения распространяются быстрее, чем в окружающих породах.