Внутренние процессы земли – внутренние и внешние процессы земли

внутренние и внешние процессы земли

Наслаждаясь красотами природы, мы замечаем, насколько они разные в зависимости от рельефа местности. Щемящие сердце равнина с волнистыми холмами оврагами, бесконечная до горизонта степь или заснеженная тундра, потрясающие воображение величественные горы.

Содержание:

Все многообразие земной поверхности образовалось от воздействия сил внешнего и внутреннего происхождения. Эндогенные и экзогенные, так их называют в геологии. От ландшафтно-географических условий зависят представления народов о мире, формирование стереотипов поведения, самоидентификация в окружающей действительности. Все в мире взаимосвязано.

Эти могучие силы взаимодействуют между собой, со всем сущим на Земле, космосом, создавая внешнюю пространственную среду бытия на планете.

Краткое описание строения Земли

Выделяя только крупные структурные элементы Земли, можно констатировать, она состоит из трех частей.

  • Ядро. (16% объема)
  • Мантия.(83%)
  • Земная кора. (1%)

Разрушительные и созидательные процессы, идущие в ядре, мантии, на границе верхнего слоя мантии и земной коры, определяют геологию поверхности планеты, ее рельефы вследствие перемещения вещества земной коры. Этот слой называют литосферой, его толщина 50─200 км.

Литос по древнегречески камень. Отсюда монолит ─ единый камень, палеолит ─ древний каменный век, неолит ─ поздний каменный век, литография ─ рисунок на камне.

Эндогенные процессы литосферы

Эти силы формируют крупные формы ландшафтов, отвечают за распределение океанов и материков, высоту горных массивов, их крутизну, заостренность вершин, наличие разломов, складок.

Необходимая энергия для таких процессов накоплена в недрах планеты, ее обеспечивают:

  • Радиоактивный распад элементов;
  • Сжатие вещества, связанное с гравитацией Земли;
  • Энергия вращательного движения планеты вокруг оси.

В эндогенные процессы включают:

  • тектонические перемещения земной коры;
  • магматизм;
  • метаморфизм;
  • землетрясения.

Тектонические сдвиги. Это движение земной коры под воздействием макропроцессов в глубинах Земли. За миллионы лет они образовывают главные формы земного рельефа: горы и впадины. Наиболее распространено колебательное движение ─ постепенные многолетние поднятия и опускания участков земной коры.

Такая вековая синусоида повышает уровень суши, комплексно изменяет образование почв, определяет их эрозию. Появляются новый рельеф поверхности, болота, осадочные породы. Тектоническое движение участвует в разделение Земли на геосинклинали и платформы. Соответственно с ними связано места расположения гор и равнин.

Отдельно рассматривают вековые колебательные движения земной коры. Их называют орогенез (горообразование). Но они также увязаны с поднятием (трансгрессия) и опусканием (регрессия) уровня морей.

Магматизм. Так называют продуцирование в мантии Земли и коре расплавов, их подъем и застывание на различных уровнях внутри (плутонизм) и проникновения на поверхность (вулканизм). В основе лежит тепло-массоперенос в глубинах планеты.

Вулканы во время извержения выкидывают из недр газы, твердые вещества, расплав (лаву). Выходя через кратер, и охлаждаясь, лава образовывает излившиеся породы (эффузивные). Таковы диабаз, базальт. Часть лавы кристаллизуется, не дойдя до кратера, тогда получаются глубинные породы (интрузивные). Самый известный их представитель гранит.

Вулканизм появляется из-за локальных снижений давления на жидкую магму пород коры, когда рвутся ее тонкие участки. Оба вида пород объединяют термином первичные кристаллические.

Метаморфизм. Так называют трансформацию горных пород из-за изменений термодинамических параметров (давление, температура) в твердом состоянии. Степень метаморфизма может быть как почти незаметная, так и полностью меняющая состав и морфологию пород.

Метаморфизм охватывает большие ареалы, когда участки поверхности длительно погружаются из верхних уровней в глубокие. Проходя свой путь, они находятся в медленно, но постоянно изменяющихся температурах и давлениях.

Землетрясение. Сдвиги коры Земли от толчков под воздействием внутренних механических сил, возникающих при нарушении равновесия в коре, называется землетрясением. Оно проявляется в волнообразных толчках, передающихся по сплошным породам, разрывах, колебаниях почвы.

Амплитуда колебаний широко варьируется от фиксируемых только чувствительными приборами до изменяющих рельеф до неузнаваемости. Место в глубине, где смещается литосфера (до 100 км) именуется гипоцентром. Его проекция на поверхности Земли называется эпицентром. В этом месте регистрируются самые сильные колебания.

Экзогенные процессы

Внешние процессы происходят на поверхности, в крайнем случае на незначительной глубине коры Земли под воздействием:

  • солнечного излучения;
  • гравитации;
  • жизнедеятельности флоры и фауны;
  • деятельности людей.

В результате происходит водная эрозия (изменение ландшафта из-за текучих вод), абразия (разрушение пород под влиянием океана). Свою лепту вносят ветра, подземная часть гидросферы (карстовые воды), ледники.

Под действием атмосферы, гидросферы, биосферы меняется химсостав минералов, горы видоизменяются, формируется почвенный слой. Эти процессы носят название выветривания. Происходит фундаментальная коррекция материала земной коры.

Выветривание делят на три вида:

  • химическое;
  • физическое;
  • биологическое.

Химическое выветривание характеризуется взаимодействием минералов с находящимися во внешней среде водой, кислородом, углекислым газом. В итоге образуются наиболее часто встречающиеся кварц, каолинит, другие устойчивые породы. Химическое выветривание ведет к получению хорошо растворимых в водной среде неорганических солей. Под влиянием атмосферных осадков они образовывают известковые и кремнистые вещества.

Физическое выветривание многообразно, в основном зависит от температурных скачков, приводящих к дроблению горного материала. Ветра приводят к изменению рельефа, под их действием образуются своеобразные формы: столбы, часто грибовидные, каменные кружева. В пустынях появляются дюны, барханы.

Ледники, сползая по склонам, расширяют долины, выравнивают уступы. После их таяния формируются скопления валунов, образования из глины и песка (морены). Текущие реки талые потоки, подземные течения, перенося вещества, оставляют результатом своей деятельности овраги, обрывы, галечные и песчаные массивы. Во всех этих процессах велика роль гравитации Земли.

Выветривание горных пород приводит к приобретению ими характеристик, благоприятствующих для развития плодоносных почв и появлению зеленого мира. Однако главным фактором, преобразующим материнские горные породы в плодородные почвы, является биологическое выветривание. Растительные и животные организмы своей жизнедеятельностью способствуют приобретению участков суши новых качеств, а именно плодородия.

Выветривание есть важнейший процесс среди комплекса причин, разрыхляющий горные породы и образующий почвы. Постигнув закономерности выветривания, можно понять генезис почв, их характеристики, оценить перспективы урожайности.

Смотрите также:

terasfera.ru

Что происходит внутри Земли?

До сих пор мы говорили о составе, строении и движениях земной коры, но вопросы о том, почему кора имеет тот или иной состав, то или иное строение, и какие причины вызывают ее движения, что заставляет подниматься к поверхности расплавленную магму, не рассматривались.

Правда, шла речь об условиях смятия слоев в складки. Но мы разбирали только поверхностные условия, которые непосредственно приводят к изгибанию слоев в складки и ничего не говорили о первопричинах поднятий и опусканий земной коры, лежащих в основе всякого складкообразования. Сейчас мы займемся вопросом о глубинных процессах. Мы постараемся выяснить, какие явления происходят внутри Земли, отражаясь на поверхности в виде движений земной коры и поднятия магмы, как развивается земной шар в целом, каково направление его эволюции.

Следует, однако, сразу же оговориться. Когда мы говорим «выяснить», это не означает, что будет что-то твердо установлено и доказано. Из предыдущего было видно, что наши знания о составе и строении глубоких слоев земной коры, тем более мантии, крайне ограничены и неопределенны. Это мешает твердо установить, какие именно процессы происходят в глубине коры и под ней и в чем состоит причина тектонических движений. Наши заключения по этим вопросам носят пока характер предположений, гипотез. И наша задача состоит в том, чтобы из различных возможных предположений выбрать наиболее вероятные, наиболее отвечающие современному уровню науки, и наиболее полезные для дальнейшего развития науки о Земле. Последнее замечание надо понимать так, что научная гипотеза должна не только давать наиболее вероятное объяснение наблюдаемым фактам: она должна также указывать вопросы и пути для дальнейших исследований и для ее собственной проверки.

В течение долгого времени в науке господствовала так называемая контракционная гипотеза или гипотеза сжатия Земли, высказанная первоначально французским ученым Эли де Бомоном и развитая главным образом австрийским геологом Зюссом. Согласно этой гипотезе, Земля находилась первоначально в раскаленном состоянии и потом постепенно остывала. Предполагалось, что остывание продолжается и до сих пор на большой глубине, тогда как поверхностная часть Земли, ее кора, уже остыла и затвердела. Охлаждение вызывает уменьшение объема. Внутренние части Земли, остывая, сокращаются в объеме, и земная кора оказывается для них слишком просторной. Опускаясь под действием силы тяжести, она вынуждена сморщиваться, сминаться, приспосабливаясь к меньшей поверхности сжимающегося ядра. По этой гипотезе вертикальные движения земной коры, изгибание слоев в складки, образование гор и впадин — все это вызывается сморщиванием и короблением земной коры вследствие ее сжатия. Поднятие магмы также рассматривалось как выжимание ее под давлением оседающей коры. Предполагалось, что платформы являются жесткими глыбами земной коры, затвердевшими после многократного смятия их в складки, тогда как геосинклинали представляют собой мягкие участки коры, еще не отвердевшие и поэтому при сокращении поверхности Земли слои в геосинклиналях, между сближающимися, как тиски, жесткими платформами, раздавливаются и изгибаются. Гипотеза остывания и сжатия Земли была тесно связана с гипотезой Лапласа о происхождении солнечной системы из раскаленной туманности.

В настоящее время гипотеза сжатия, как и космогоническая гипотеза Лапласа, не отвечает больше уровню науки и тем фактам, которыми мы располагаем. Эта гипотеза получила распространение во второй половине XIX в., задолго до открытия радиоактивности. Когда стали известны радиоактивные превращения, выяснилось, что радиоактивные элементы выделяют тепло. Поскольку радиоактивные элементы содержатся, хотя обычно и в малом количестве, в любой горной породе и любом минерале, в каждой горной породе идет выделение тепла. Кислые породы (например, граниты) содержат радиоактивных элементов и выделяют тепла больше, чем основные породы (например, базальты). Можно приблизительно подсчитать, сколько вырабатывается радиоактивного тепла в земном шаре, а сколько этого тепла выделяется наружу — мы уже знаем. Оказывается, что тепла образуется в Земле столько, что не приходится говорить об ее остывании. Только через 10 миллиардов лет количество радиоактивных элементов уменьшится настолько, что может начаться остывание планеты. В течение же 4,5 миллиардов лет своего существования Земля могла только постепенно разогреваться.

Наибольшим признанием в настоящее время пользуется гипотеза «холодного» происхождения Земли. Согласно этой гипотезе, земной шар, как и другие планеты, образовался путем собирания и «склеивания» мелких и крупных холодных частиц и обломков, летавших в космосе в виде огромного роя. И только когда Земля была уже большой, внутри нее начало накапливаться радиоактивное тепло. Эта гипотеза, как известно, была разработана академиком О. Ю. Шмидтом.

Таким образом, сама основа гипотезы сжатия — представление об охлаждении Земли — опровергается современной наукой.

Но контракционную гипотезу опровергают и многие геологические наблюдения. Например, медленные колебательные движения земной коры, ее поднятия и опускания никак нельзя считать сморщиванием коры при сокращении ее поверхности: этот процесс колебательных движений земной коры слишком сложен для такого толкования и в то же время слишком правилен и закономерен. Поднятия и опускания земной коры должны вызываться не общим грубым сморщиванием коры, а какими-то процессами, происходящими под земной корой и воздействующими на нее снизу, в вертикальном направлении.

В свое время главным достоинством контракционной гипотезы считалось то, что она будто бы хорошо объясняет смятие слоев в складки. В то время думали, что все складки образовались в результате горизонтального сжатия земной коры, сокращения ее поверхности. С тех пор наши взгляды на складки значительно изменились и усложнились. Теперь мы знаем, что не всякие складки, а только одна группа их связана с горизонтальным сжатием в земной коре; при этом выяснилось, что горизонтальное сжатие проявляется лишь в некоторых отдельных местах на небольших площадях. Зато существуют гораздо более многочисленные складки — глыбовые и нагнетания, которые заведомо не могли образоваться при горизонтальном сжатии: они возникали при вертикальных движениях глыб земной коры или при выдавливании вверх пластичных толщ под тяжестью вышележащих пород. Таким образом, и в вопросе о происхождении складок гипотеза сжатия более не соответствует современным данным.

Взамен гипотезы сжатия было выдвинуто немало новых гипотез. Перечислить их все нет возможности, и мы кратко остановимся лишь на некоторых из них.

Американский геолог Бухер в начале 30-х годов нашего столетия выдвинул так называемую пульсационную гипотезу. Он предположил, что Земля периодически то сокращается, то, наоборот, увеличивается в объеме, в связи с чем кора то сжимается, то растягивается. Поскольку эта гипотеза, как и контракционная, связывает многие движения земной коры (в частности, всю складчатость) с общим сжатием земной поверхности, она повторяет ошибки контракционной гипотезы и должна быть отвергнута.

Еще раньше, в 10-х годах нашего века, немецкий геофизик Вегенер предложил гипотезу горизонтальных перемещений (плавания) материков. Эта гипотеза сразу привлекла внимание и завоевала много сторонников. Позже возникли многочисленные сомнения в ее правдоподобности, и одно время она была почти совсем забыта. Однако в последние годы снова повышается интерес к этой гипотезе в связи с тем, что она как будто подкрепляется результатами так называемых палеомагнитных исследований. В связи с возобновлением интереса к предположению, что материки «плавают» по поверхности Земли, мы остановимся на этой гипотезе несколько подробнее.

В те годы, когда выдвигалась эта гипотеза, сведения о строении земной коры были весьма ограничены. Было известно, что под материками земная кора близ поверхности сложена гранитами, а под океанами она состоит из базальтов. Предполагалось, что гранит, как более легкий материал, плавает поверх более тяжелого базальта. Вегенер полагал, что первоначально гранитный материал был распространен по всей поверхности Земли тонким слоем. Приливные силы, увлекающие все предметы на поверхности Земли с востока на запад, и центробежная сила, вызывающая давление, направленное от полюсов к экватору, заставили этот гранит собраться в один более толстый блок, в единый материк Пангеа. Это произошло в палеозойскую эру. Позже те же силы раскололи единый массив гранита на части, ставшие отдельными материками.

Америка откололась от Европы и Африки и, опережая остальную материковую массу в общем движении на запад, отошла вперед, что привело к образованию в промежутке, возникшем между материками, Атлантического океана с базальтовой корой. Встречая при своем движении сопротивление базальтовой подстилки, американский материк сминался впереди в складки, в результате чего возникли Кордильеры и Анды.

Африка наполовину откололась от Азии и несколько повернулась южным концом по часовой стрелке, в результате чего между нею и Индостаном, ранее к ней примыкавшим, образовался океан. Антарктида и Австралия откололись от Африки и Азии, сместились на юг и отодвинулись друг от друга. Складчатая зона, протянувшаяся от Средиземного моря до Гималаев, образовалась под давлением, направленным к ней, с обеих сторон и вызванным центробежной силой. Островные дуги, опоясывающие материки с востока (Алеутская, Курильская, Японская, Филиппинская, Индонезийская и т. д.), представляют собой обломки материков, отколовшиеся и отставшие от последних в их движении к западу.

В пользу своей гипотезы Вегенер высказывал разные соображения. Он указывал на разнородность строения земной коры — гранитной под материками и базальтовой под океанами. Он подчеркивал, что контуры многих материков параллельны друг другу и что, пользуясь этим, можно сдвинуть материки в единый блок, переместив их навстречу друг другу и поворачивая на тот или иной угол. Так, восточный берег Америки почти повторяет изгибы западного побережья Европы и Африки; при сближении этих материков выступ Бразилии может поместиться в Гвинейском заливе и т. д. Соответствие будет еще лучше, если с севера между Америкой и Европой заклинить треугольник Гренландии. Аналогичный параллелизм можно найти и для берегов других материков.

Вегенер ссылался также на общность строения материков, разделенных океаном. Например, было указано, что геологическое строение Южной Америки настолько близко строению Африки, как будто они представляют части бывшего единого целого. С помощью своей гипотезы Вегенер объяснял большое сходство между флорой и фауной Южной Америки, Африки, Индии, Австралии для некоторых геологических периодов. Пытаясь восстановить по характеру осадочных горных пород распределение климатических зон на Земле в прежние периоды, Вегенер пришел к заключению, что это распределение легче понять, если предположить, что взаимное расположение материков было раньше не таким, как теперь.

Однако в свете современных научных данных вся основа гипотезы Вегенера неприемлема. Земная кора под материками состоит не только из гранитного, но также из базальтового слоя, который продолжается и под океанами. Таким образом, нельзя уже говорить о плавании гранитных «льдин» по базальту. Больше того, различия между материками и океанами распространяются и на верхнюю мантию: строение ее оказывается различным под материками и океанами. Значит, смещаться должны были бы и кора и верхняя мантия вместе, а не только одна кора и тем более не один гранитный слой. Ясно, что когда поднимается такой огромный участок земной коры, как Балтийский щит, имеющий свыше 1500 км в поперечнике, причина этого явления должна находиться на большой глубине — на глубине многих сотен километров под поверхностью. Так же глубока должна быть причина прогибания обширного Подмосковного бассейна. Мы знаем и глубокофокусные землетрясения, очаги которых находятся на глубине более 700 км. Магматические очаги вулканов, по геофизическим наблюдениям, расположены на глубине во всяком случае более 100 км. Если бы земная кора двигалась относительно мантии, то области поднятия и прогибания на платформах и в геосинклиналях, зоны землетрясений и вулканических извержений должны были бы перемещаться по поверхности материков в обратном направлении, оставаясь над одними и теми же участками мантии, поскольку причины этих явлений лежат в мантии, а не в коре. В действительности все эти области поднятия и прогибания устойчиво остаются на своих местах. Например, Подмосковный бассейн как область медленного чашеобразного прогибания земной коры существует на одном и том же месте свыше 600 млн. лет; не менее стар и находящийся рядом медленно поднимающийся Балтийский щит.

Мы видели, что наблюдается непосредственная связь между строением дна океана и строением соседних материков. Восточно-Австралийские Альпы и горы Новой Зеландии далеко распространяются по дну океана в виде подводных валов. Средне-Индийский вал на севере прямо приводит к базальтам плато Деккана в Индии. Это излияние базальтов, несомненно, связано со Средне-Индийским валом, а произошло оно в конце мелового периода. Таким образом, во всяком случае с тех пор здесь не могло происходить никаких смещений материка относительно дна океана. Это в корне опровергает мнение некоторых сторонников Вегенера, предполагающих, что совсем недавно, в начале неогенового периода, Индия находилась далеко от теперешнего своего места.

Остается непонятным, почему одни и те же силы сначала стянули весь гранитный слой в один массив, а потом, продолжая действовать все в том же направлении, разорвали его на части. К тому же подсчеты показывают, что силы эти далеко не достаточны, чтобы двигать гранитные материки. Тем более они не смогли бы сдвинуть с места гранитный слой вместе с находящейся под ним верхней мантией, которой к тому же и двигаться некуда, так как она упирается в такую же верхнюю мантию, находящуюся под океаном.

Мы видели, что колебательные движения земной коры, ее поднятия и опускания, являются основным типом тектонических движений. Но где эти движения в гипотезе Вегенера? Что говорит эта гипотеза о разделении земной коры на геосинклинали и платформы, о периодичности тектонических движений? Дает ли она возможность объяснить складчатость во всем ее разнообразии? Все эти вопросы, а вместе с ними и многие другие весьма важные проблемы развития земной коры совершенно не находят себе места в этой гипотезе.

Возникает вопрос: как же обстоит дело с теми аргументами, которые приводились в пользу гипотезы плавания материков?

Сходство геологического строения между различными материками существует, но те или иные черты сходства всегда наблюдаются между тектоническими зонами одного типа, даже если они и удалены друг от друга. Например, можно найти черты сходства между Кавказом и Гималаями, хотя заведомо известно, что они всегда были удалены друг от друга. Сходство вызвано тем, что и Кавказ и Гималаи представляют собой складчатые зоны альпийского цикла, поэтому возраст пород, время смятия их в складки, время поднятия гор и т. п. в значительной степени сходны. Есть черты сходства между Африкой и Южной Америкой, так как и та и другая являются древними платформами. Но подобное сходство не доказывает, что они когда-то соприкасались друг с другом.

Переселение фауны и флоры с одного материка на другой, конечно, могло происходить только при условии непосредственной сухопутной связи между ними. Но вовсе не обязательно, чтобы такая связь устанавливалась путем подплывания одного материка к другому. Между современными материками, связывая их, могла существовать в прошлое время суша, которая потом погрузилась. Иногда это могли быть «мосты» в виде перешейков или гряд островов. А с острова на остров через неширокие проливы наземные животные и растения, как известно, мигрируют достаточно легко, например, с помощью плавающих и переносимых течениями деревьев или просто с помощью ветра (перенос ветром семян и спор).

В пользу гипотезы Вегенера остается, в сущности, только параллелизм контуров материков. Это, конечно, интересное явление. По-видимому, причина его лежит в том, что границы материков совпадают с глубинными разломами, которые образуют на поверхности Земли правильную сетку. Естественно, что при этом контуры материков, по крайней мере частично, должны быть параллельны между собой.

Обратимся теперь к палеомагнитным исследованиям. В некоторых горных породах было обнаружено так называемое остаточное намагничение, сохранившееся в породе со времени ее образования. Можно восстановить направление этого древнего намагничения. Оно указывает, в какой стороне находился магнитный полюс в ту эпоху, когда образовалась порода. Изучение большого числа образцов горных пород разного возраста показало, что магнитные полюса в течение геологической истории перемещались по поверхности Земли. Северный магнитный полюс в кембрийском периоде находился в середине Тихого океана; в дальнейшем он перемещался на северо-запад и в каменноугольном периоде оказался на территории современного Приморья, в пермском периоде — около Камчатки, а в течение триаса и юры пересек северо-восток Азии и постепенно, к нашим дням, приблизился к своему теперешнему положению. Так как считается очевидным, что магнитная ось всегда была близка к оси вращения Земли, то значит, таким же образом менял свое положение и географический Северный полюс. Изучение расположения на поверхности Земли различных климатических зон в прежние геологические эпохи, выполненное академиком Н. М. Страховым по распространению различных осадочных горных пород, показало, что палеомагнитные данные в общем согласуются с геологическими. Поэтому можно считать, что земная ось действительно поворачивалась так, как это было только что указано.

Правильнее сказать, что ось вращения Земли сохраняла в пространстве свое положение, а все тело Земли поворачивалось относительно нее.

Но некоторые исследователи идут дальше. Они подметили, что образцы, собранные в Европе и Северной Америке, указывают для одних и тех же геологических периодов различное положение магнитных полюсов. Это расхождение было истолковано как подтверждение гипотезы плавания материков: в свое время, мол, северный магнитный полюс, как и сейчас, был один, но если сейчас, по образцам из Европы и Америки, он оказывается в двух разных местах, то это может быть понято только так, что с того времени материки переместились и повернулись. Однако внимательное рассмотрение всех фактов приводит к выводу, что такое заключение никак нельзя считать обоснованным: точность палеомагнитных измерений слишком мала, чтобы можно было придавать наблюдаемым расхождениям серьезное значение. Это расхождение, оказывается, вполне можно объяснить и некоторыми систематическими ошибками, вызванными взаимным положением Европы и Северной Америки относительно Северного полюса.

Иногда палеомагнитными данными пытаются обосновать движения таких материков, как Африка, Австралия, Индия, или островов Японского архипелага. Количество изученных образцов из этих стран настолько мало, что при большой неточности измерений полученные результаты невозможно считать достоверными, тем более что в ряде случаев они приводят к совершенно фантастическим выводам. Например, по некоторым палеомагнитным измерениям оказывается, что в меловом периоде Япония должна была находиться на Памире!

Общий наш вывод тот, что палеомагнитные данные не могут служить подтверждением гипотезы плавания материков.

Наблюдающийся некоторый параллелизм очертаний материков, помимо предположений об их перемещении по поверхности земного шара, вызвал также предположения о чрезвычайно большом расширении Земли. Такую гипотезу высказал, например, венгерский геофизик Эдьед. Он предполагает, что первоначально земной шар был значительно меньше, чем сейчас: его поверхность была равна суммарной поверхности материков, которые составляли единое целое, покрывая всю Землю. Радиус Земли в то время равнялся 3500—4000 км. В дальнейшем радиус Земли увеличивался приблизительно на 0,6 мм каждый год в результате того, что вещество внутри земного шара становилось все менее плотным. При этом единый континентальный покров растрескался, разделился на отдельные материки, которые по мере увеличения поверхности земного шара отодвигались все дальше и дальше друг от друга.

Эта гипотеза совершенно неприемлема. Нет никаких оснований предполагать, что вещество внутри Земли постепенно становилось все менее плотным. Если бы это было так, то в недавнее геологическое время сила тяжести на поверхности Земли должна была бы быть значительно больше современной. А это не могло бы не отразиться на строении организмов, чего однако не наблюдается: нет никаких признаков того, что организмы, жившие в былые времена, были приспособлены к большей силе тяжести, чем современные. Предполагаемое увеличение радиуса земного шара на 80% находится в противоречии с астрономическими данными.

Большая группа широко распространенных в настоящее время гипотез находит причину тектонических движений земной коры, ее сжатия и растяжения, в конвекционных течениях, происходящих, по предположению, в мантии Земли. Предполагается, что в результате нагревания снизу радиоактивным теплом вещество мантии, расширяясь, всплывает вверх отдельными потоками. После охлаждения оно опускается обратно. В результате происходит круговращение материала, частицы которого, описывают петли внутри мантии. Между восходящими и нисходящими ветвями таких петель вещество должно двигаться горизонтально и тянуть с собой земную кору. Там, где горизонтальные течения в двух соседних петлях движутся навстречу друг другу, земная кора сжимается, там же, где они расходятся, она растягивается. Иногда предполагается, что именно такие потоки, а не центробежные и приливные силы, могут смещать материки. Наиболее известна гипотеза конвекционных потоков в мантии, предложенная голландским геофизиком Венинг-Мейнесом.

До сих пор, однако, не найдено никаких фактических данных, которые достаточно убедительно подтверждали бы, что в мантии Земли действительно происходит конвекция. Эта гипотеза все тектонические движения в земной коре снова сводит к сжатию и растяжению. Мы видели, что сжатием и растяжением нельзя удовлетворительно объяснить ни колебательные движения, ни складчатость. Так что и эта гипотеза, подобно предыдущим, оказывается бесплодной.

За последние годы некоторую популярность приобрели взгляды, согласно которым многие, если не все, события внутренней истории Земли вызваны не столько внутренними силами, сколько внешними «космическими» воздействиями со стороны Солнца, Луны и даже отдаленных звезд. Это «астрогеологическое» направление приобретает весьма разные формы.

Привлечение внимания к взаимодействию между Землей и другими небесными телами или к возможной тектонической роли тех или иных форм движений земного шара как планеты не может вызвать, конечно, возражений. То, что такие взаимодействия существуют, не подлежит сомнению. Результатами взаимодействия между Землей, Солнцем и Луной являются форма орбиты Земли, движение ее полюсов, приливы в жидкой и твердой оболочках планеты и т. п. Главный вопрос заключается в правильном определении размера влияния этих космических факторов на тектонические явления. В этом пункте как раз и таятся основные ошибки «астрогеологов», которые обычно необоснованно преувеличивают роль космических факторов, а иногда в «астрогеологических» работах встречаются ссылки на факторы вовсе фантастические, в природе не существующие. Так, например, некоторые предполагают, что энергия солнечного излучения периодически сильно изменяется и что это влияет на развитие тектонических явлений на Земле. Нет никаких научных данных о наличии больших периодических изменений солнечной радиации, а те, которые происходят, как показывают точные расчеты, не могут заметно влиять на процессы в земной коре.

Недавно в научной печати промелькнуло предположение, что временное усиление в июле 1957 г. потоков частиц, излучаемых Солнцем, вызвало изменение скорости вращения земного шара. Тщательная проверка опровергла это предположение.

С геологической точки зрения наиболее интересным космическим явлением представляется замедление скорости вращения земного шара под влиянием приливного трения. При изменении формы Земли (уменьшении ее полярного сжатия) в результате такого замедления в земной коре должны возникать напряжения. Некоторые предполагают, что именно они вызывают образование в земной коре правильной сети глубинных разломов. Этот вопрос до сих пор недостаточно исследован. Но то, что уже известно, заставляет сильно сомневаться в том, что приливное замедление вращения Земли может иметь заметные тектонические последствия: возникающие напряжения слишком малы, а их распределение не находится в соответствии с расположением глубинных разломов.

Исходя из всей совокупности имеющихся данных, можно утверждать, что господствующая роль в развитии земной коры принадлежит не космическим, а внутренним силам, связанным с процессами, развивающимися в недрах земного шара, главным образом в глубоких слоях коры и в верхней мантии. На это указывает наблюдаемая связь глубинного строения земной коры и верхней мантии с тектоническими зонами на поверхности Земли.

В настоящее время наиболее перспективны гипотезы, которые основными движениями в земной коре предполагают не сжатие и растяжение, а вертикальные перемещения — поднятия и опускания. Из гипотез этой группы наибольший интерес представляют те, которые среди процессов, происходящих под земной корой, основное место отводят процессу гравитационной дифференциации, т. е. разделению вещества на более легкое и более тяжелое. Более легкое вещество, отделившись, всплывает потоками вверх, а на его место потоками же опускается вниз более тяжелое вещество. Причину такого разделения обычно видят в нагревании и частичном плавлении вещества. При этом легкие составные части вещества, которые одновременно являются и наиболее легкоплавкими, плавятся раньше и поднимаются. По этой гипотезе предполагается, что земная кора образовалась путем постепенного выплавления относительно легкого материала из мантии. Поднятия и опускания земной коры объясняются воздействием на кору поднимающихся и опускающихся потоков соответственно легкого и тяжелого вещества. Складчатость рассматривается как реакция слоев земной коры на вертикальные ее движения.

Эта гипотеза, несомненно, дает правильную основу для понимания того, что происходит в недрах Земли. Она ближе всего отвечает всем имеющимся научным фактам. Но и она встречает трудности и относительно ее возникают разногласия, когда ставится вопрос о происхождении и истории материков и океанов. Логично думать, что по мере того как выплавляются все новые и новые порции легкого вещества, площадь, занятая на поверхности гранитным слоем, должна увеличиваться и вместе с тем должны расти материки, которые представляют собой скопление легкого вещества, выплавленного из мантии. Постепенно выплавление распространяется на все новые площади, ранее не затронутые этим процессом, и, следовательно, материки должны увеличиваться, а океаны сокращаться. Эта вполне логичная точка зрения не соответствует, однако, многому из того, что мы знаем, об истории материков и океанов. Говорилось о бесспорных признаках углубления океанов и увеличения их площади за счет материков. Так что дело обстоит не так просто, как думают сторонники прямой и необратимой дифференциации вещества Земли. Следует предполагать, что происходит значительно более сложный процесс. К попытке представить себе этот более сложный процесс мы и перейдем сейчас.

Земной шар образовался путем слипания холодных пылевых частиц, летавших в космическом пространстве в виде роя. В дальнейшем он постепенно нагревался изнутри в результате радиоактивного распада. Благодаря малой теплопроводности вещества Земли радиоактивное тепло до сих пор накапливается на большой глубине (свыше 700 км).

История верхних слоев мантии Земли сложнее. Расчеты показывают, что первоначально верхняя мантия вся нагревалась. Потом, приблизительно полтора миллиарда лет назад, в связи с расходованием радиоактивных элементов, должно было начаться охлаждение, постепенно распространяющееся сверху вниз.

Сравнивая предполагаемые температуры с температурой плавления вещества верхней мантии, можно заключить, что радиоактивный разогрев должен был привести к частичному плавлению вещества в верхней части мантии. Выше мы говорили, что по скорости распространения сейсмических колебаний в верхней мантии был установлен размягченный слой, залегающий под материками на глубине между 100 и 200 км, а под океанами — между 50 и 400 км. Это, наверно, и есть тот слой, в котором происходит частичное плавление. Легкие составные части выплавляются из него и поднимаются столбами и полосами к поверхности. Из этого легкого материала образуется земная кора и, в частности, ее гранитный слой. А вниз из частично расплавленного слоя опускается более тяжелый материал.

На этот процесс дифференциации должны оказывать влияние глубинные разломы. Они являются теми путями, по которым легкий материал поднимается к поверхности наиболее легко.

Дифференциация в верхней части расплавленного слоя происходит быстрее и более интенсивно, чем в его нижней части, так как вверху благодаря меньшему давлению вязкость вещества меньше. Потоки легкого вещества вверх и тяжелого вниз вызывают на поверхности поднятия и опускания земной коры. Энергичная дифференциация в верхней части расплавленного слоя создает контрастное разделение коры на интенсивные поднятия и опускания, характерные для геосинклиналей. Дифференциация в нижней части расплавленного слоя, значительно более медленная, тоже вызывает поднятия и опускания на поверхности, но медленные и небольшие, и они незаметны на фоне тех энергичных движений, которые вызываются дифференциацией в верхней части того же слоя плавления.

Однако по мере того как охлаждение, распространяющееся в мантии сверху вниз, захватывает все новые слои, дифференциация в верхней части слоя плавления становится все более затруднительной и, наконец, совсем останавливается. Это вызывает окончание интенсивных вертикальных движений земной коры на поверхности. Геосинклинальные условия заканчиваются и геосинклиналь превращается в платформу. Теперь на поверхности отражаются те медленные вертикальные потоки материала, которые происходят в нижней части расплавленного слоя. Они выражаются на поверхности в виде медленных, спокойных поднятий и опусканий коры, характерных для платформ. Таким образом, энергичными вертикальными движениями коры в геосинклиналях «заведуют» процессы, происходящие в верхней мантии на меньшей глубине, чем те процессы, которые вызывают спокойные движения платформ.

Периодичность тектонических процессов обусловлена явлением, которое можно сравнить с поведением крышки на кипящем чайнике. Радиоактивный разогрев, а тем более плавление ведут к увеличению объема мантии. Растяжение приводит к образованию новых и к большему открытию старых глубинных разломов, что в свою очередь способствует более быстрому поднятию легкого материала и опусканию тяжелого. Такая усиленная циркуляция вещества ведет к более быстрому выносу к поверхности тепла и к понижению температуры на глубине и, как следствие отсюда, к временному успокоению тектонических процессов, пока радиоактивное тепло вновь накапливается на глубине.

Все эти процессы относятся к той стадии развития Земли, которую можно назвать «гранитной». С ней связано образование и развитие на поверхности Земли геосинклиналей и платформ и образование гранитного слоя коры в результате процесса гранитизации.

Следующая стадия может быть названа «базальтовой». Она знаменуется массовым подъемом к поверхности базальта и разрушением гранитного слоя коры. На поверхности эта стадия выражена в различных явлениях. Какое из них конкретно имеет место — зависит от свойств земной коры, от ее проницаемости для поднимающегося из глубины базальта.

В некоторых местах подъем базальта вызывает тектоническую активизацию, например в Тянь-Шане. Под хребтами Тянь-Шаня обнаружены базальтовые «корни». Поднявшийся из глубины мантии базальт «припаялся» снизу к земной коре и вызвал поднятие ее над собой. В других случаях поднятие коры над базальтовыми глубинными потоками сопровождается раскалыванием ее и образованием провалов — грабенов (например, в Восточной Африке или на Байкале).

Когда базальт может вытечь на поверхность, образуются большие поля — плато базальтов, как в Индии (плато Деккан) или на Сибирской платформе.

Наконец, поднимающийся из глубины горячий базальт может расплавить и «растворить» земную кору и своим воздействием так изменить ее химический состав и строение, что вместо материковой коры с ее гранитным и «базальтовым» слоями образуется океаническая кора, значительно более тонкая и состоящая только из базальтового слоя. Такая кора тяжелее материковой, поэтому при ее образовании земная поверхность опускается, получается впадина. Эта впадина заполняется водой, выделенной из расплавленной материковой коры, а также из самих поднявшихся базальтов. Таким образом возникают океаны на месте бывших материков. По мере того, как все новые и новые массы базальтов поднимаются к поверхности, они все больше «разъедают» материковую кору и океаны растут за счет материков. Вода же, наполняющая океаны, имеет глубинное происхождение: она, подобно другим легким составным частям, выделилась в конечном счете из мантии Земли, первоначально в виде пара. То, что в недрах Земли содержится много воды (вероятно, в форме различных соединений внутри минералов), подтверждают огромные объемы водяного пара, которые выбрасываются в атмосферу при каждом вулканическом извержении.

Откуда же берется этот «разрушительный» базальт? Расчеты показывают, что тот слой плавления в верхней мантии, о котором мы говорили выше, с течением времени должен перемещаться все глубже за счет остывания сверху и все большего разогревания на глубине. Возможно также, что в результате все большего разогревания земных недр образуется новый расплавленный слой на большей глубине; на какой именно — сказать трудно, но можно предполагать, что на глубине свыше 400 км. Вот там и происходит выплавление базальта, оттуда он и начинает свое «наступление» на земную кору. Выплавление базальта ведет к увеличению объема, верхние слои мантии и земная кора растягиваются и образуются те глубинные разломы, по которым и поднимается базальт. Известно, что океаны представляют собой чрезвычайно раздробленные участки земной коры, где излияния базальта происходили повсеместно, а во многих местах происходят и сейчас.

Тихий океан окружен «огненным кольцом» — сплошной полосой действующих вулканов. Особенно активны они в Японии, на Филиппинских островах, в Новой Зеландии, в Южной Америке. Можно предположить, что излияние лавы вокруг Тихого океана вызвано расплавлением окраины материковой коры под влиянием поднимающихся под океаном перегретых базальтов.

Хотя в целом «базальтовая» стадия развития Земли следует во времени за «гранитной», частично они перекрывают друг друга. Развитие земной коры идет неравномерно: одни участки развиваются быстрее, другие отстают. Поэтому когда на некоторых участках «базальтовая» стадия уже в полном разгаре и там образуются и углубляются океаны, другие участки живут еще в «гранитной» стадии и там сохраняются материки с их платформами и геосинклиналями. На поверхности Земли одновременно существуют участки, находящиеся на разных стадиях развития, и именно путем их сравнения мы только и можем восстанавливать историческое течение геологических событий, обнимающих собой сотни миллионов и миллиарды лет.

Напрашивается интересная аналогия между формированием океанов на Земле и образованием «морей» на Луне. Установлено, что лунные «моря», кажущиеся темными пятнами на ее поверхности, но, как известно, не содержащие ни капли воды, образовались в результате опускания по разрывам некоторых участков, ранее обладавших высоким «материковым» рельефом. Высокие области на Луне отличаются от морей по характеру пород, которые их слагают. Выяснить точно, какие это породы, с Земли нельзя, однако с помощью оптических наблюдений определено, что высокие области («материки») сложены более кислыми породами, чем моря. Возможно, что дно последних покрыто потоками базальтов. Таким образом, подобно земным океанам, лунные моря представляют собой места проплавления лунной «материковой» коры поднявшимися снизу горячими базальтами. В настоящее время этот процесс на Луне, видимо, прекратился, тогда как на Земле он еще продолжается.

Это сопоставление показывает, что те космонавты, которые, несомненно, в скором времени посетят Луну, добудут там крайне интересные сведения по геологии и геофизике. Многие будущие наблюдения на Луне и соседних планетах прольют свет на проблемы внутреннего строения и развития пашей собственной планеты.

Изложенные здесь предположения о процессах, развивающихся в недрах нашей планеты, ни в коем случае нельзя считать окончательным словом науки. Сейчас они как будто лучше других представлений соответствуют известным научным фактам, но по мере появления новых фактов ранее установленные будут пересматриваться, придется видоизменять и сами предположения. Поворотным пунктом в развитии науки о Земле будет тот день, когда человек, наконец, доподлинно узнает, из какого вещества сложены нижние слои земной коры и хотя бы самые верхние слои мантии. В тот день нам, возможно, придется значительно изменить наши представления о том, что делается под нашими ногами.

Однако думается, что несмотря на неминуемые дальнейшие изменения взглядов, кое-что, может быть — как раз наиболее существенное, в них все же сохранится. Так, едва ли можно сейчас сомневаться, что основными движениями земной коры являются вертикальные и что именно они приводят не только к поднятиям и опусканиям земной коры, но и к образованию в ней складок разных типов. По-видимому, останется и представление о дифференциации вещества мантии, как об основном глубинном процессе, дающем энергию тектоническим и магматическим явлениям. В свою очередь несомненно, что дифференциация вызывается радиоактивным разогреванием недр. Таким образом, основа наших представлений, наверное, сохранится. Но многие существенные стороны их будут, конечно, с течением времени пересмотрены.

Для того чтобы предположения превратились в научную теорию развития Земли и земной коры, необходимо значительно расширить наши знания о составе и строении земных недр. В этом направлении — непочатый край работы.

Сейчас можно только выразить уверенность, что в конце концов человек, конечно, проникнет в сокровенные части планеты и вынесет оттуда образцы вещества для исследования. Как это будет сделано? Путем грандиозной буровой скважины или с помощью автономного снаряда, который, гонимый атомным двигателем, как гигантский металлический крот прогрызет себе путь на сотни километров в глубь Земли и вынесет оттуда куски встреченного там вещества? Ответ на этот вопрос дадут ближайшие десятилетия.

Источник: В.В. Белоусов. Земля, ее строение и развитие. Издательство Академии наук СССР. Москва. 1963

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Какие внутренние процессы, формируют поверхность Земли?

Эндогенные процессы: тектонические движения, вулканизм

Эндогенные процессы обусловлены действием внутренних сил Земли и являются причиной образования главных форм рельефа, на формирование которых влияют вместе с тем и экзогенные явления.

Различают тектонические, и магматические процессы.

Ныне доказано: земная кора постоянно активна в любой точке, и мы не замечаем этого через медленные изменения и их малый масштаб.

Скорость вертикальных современных движений изменяется в Европе от +9,4 до — 3,7 мм за год, в Японии — от +53,0 к -19,0 мм за год. Мексиканский залив каждый год опускается более чем на 10 мм, Аляска за это время поднимается почти на 40 мм.

Считается, что для современных больших гидротехнических сооружений и любых долговременных зданий опасными являются уже колеблющиеся движения, скорость которых изменяется на 1-2 мм за год. Такие опасные движения разрушают трубопроводы, плотины, мосты, здания. Современное проектирование и эксплуатация инженерных сооружений, освоение новых территорий невозможно без учета процессов, связанных с современными движениями земной коры. Современные движения, кроме медленного действия, проявляются внезапно в виде землетрясений. Во время землетрясений смещения поверхности Земли по вертикали может достичь десятков сантиметров, нескольких метров и даже сотен метров, образовывая сбросы, уступы, трещины, гребни, обвалы.

Вулканические землетрясения
Это землетрясения, которые возникают возле действующих вулканов и связанные с движением магмы и газов по каналу вулкану. Можно говорить о вулканической природе только для тех землетрясений, которые происходят вблизи вулкану в момент усиления его активности.

Отличительными особенностями вулканических землетрясений есть то, что они обязательно связаны с вулканами, что энергия их толчков и площадь распространения небольшие. Бывает, что ни лавины, ни большого количества паров не было отмечено.

Современная физика знает только один источник энергии, потенциальные возможности которого безграничные. Этим источником является ядерная энергия. Энергия процессов, которые происходят под земной корой, может быть лишь частью процессов изменения вещества для всей Вселенной. Землетрясения должны помочь нам понять сущность процессов, которые проходят в глубинах Земли. Для этого необходимо изучать землетрясения не сами по себе, а вместе со всеми процессами, которые сопровождают их. Разгадав сущность процессов, которые проходят на глубине, мы научимся их предусматривать. Доказано, что землетрясения преимущественно возникают в районах молодых горных систем, которые опоясывают Землю огромными цепями.

Землетрясения бывают обычные, переходные, опустошительные, и катастрофические. От катастрофических землетрясений разрушаются города, села, образовываются щели в земной коре. Мощные землетрясения происходят на большой площади.

В последнее десятилетие сейсмическая служба зарегистрировала 42 тысячи больших землетрясений во всем мире, а количество толчков измеряется миллионами. Приборы зафиксировали, что в среднем каждый год на планете происходит 300 тысяч землетрясений. Каждый год страдают от землетрясений Япония, Китай, Чили, Греция, Перу, Турция, Иран.

Метки: природа, стихия

Подписаться, не комментируя

otvet.mail.ru

Внутренние процессы, изменяющие поверхность земли — Землеведение. Ответы на вопросы по Землеведение

Внутренние процессы, изменяющие поверхность Земли. Тектонические движения земной коры: колеблющиеся, складчатые, разрывные. Внутренние процессы, изменяющие поверхность Земли. В результате действия эндогенных процессов формируются наиболее крупные рельефные образования (материковые впадины, равнины, горные системы). Перестройка земной коры, ее опускание и поднятие называется тектоническим движениями. Тектонические движения подразделяются на:

1.колебательные;

2.складкообразовательные;

3.разрывные;

Колебательные движения охватывают большие площади, но совершаются очень медленно (несколько мм или см в год). За счет этих движений изменяются очертания континентов. Лучше всего эти движения видны на берегах морей и океанов. При поднятии происходит регрессия, т.е. отступление моря, при опускании – трансгрессия – наступление моря.

Складкообразные движения – это сжатие горизонтально лежащих пластов горных пород. Такие движения создают горы. Если пласты горных пород эластичны, происходит перемещение, и образуются складки. Разрывные движения горных пород наблюдаются там, где действующие силы превышают прочность пород в земной коре. При этом смещения горных пород образуют сбросы и взбросы 

сброс взброс

Если участок земной поверхности остается на прежнем уровне или поднимается, а соседние участки опускаются, образовавшиеся возвышения называют горстом.

 Горст

 

Грабен – опустившийся по разломам участок.

  

В грабенах часто располагаются озера (Байкал, Танганьика). Устойчивость земной поверхности не везде одинакова, есть подвижные и устойчивые участки. Геосинклинали – подвижные участки земной коры. Мощность слоя осадочных пород в этих областях велика из-за прогибания земной коры. На большой глубине породы горячи и пластичны, поэтому при горообразовательных процессах возникают складчатые горы. Геосинклиналь переживает несколько этапов развития:

1. Стадия заложения – на дне моря или океана после прогибания начинают накапливаться осадки.

2. Стадия накопления осадков.

3. Стадия складчатости, когда в результате давления возникают горы.

4. Стадия разрушения гор.

Геосинклинали неоднократно исчезали и возникали на старом или новом месте. Они существуют и сейчас, например в Средиземноморье.Платформа – устойчивый участок земной коры с ненарушенным напластованием. Те участки платформы, в пределах которых складчатые образования выходят на дневную поверхность, называют щитами (Балтийский, Украинский и др Со складкообразовательными и разрывными движениями связаны землетрясения. Место, где зародилось землетрясение, называется гипоцентром. Чем глубже гипоцентр, тем больший район охватывает землетрясение. На поверхности Земли над гипоцентром располагается эпицентр с наибольшей силой землетрясения. Землетрясения приводят к деформации земной коры. На большой глубине в земной коре высокая температура, породы расплавляются, образуя магму и газы. Магма увеличивается в объеме, давление возрастает, она заполняет трещины, вырывается на поверхность. Происходит извержение лавы, газов, вулканического пепла, бомб, камней, песка. Эти породы образуют горы в виде конусов. В центре конуса находится жерло – канал, по которому выливается лава. Жерло заканчивается воронкообразным расширением – кратером.

ifreestore.net

Внутренние процессы Земли. Движения земной коры — Литосфера — ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА — География 6 класс — В.Ю. Пестушко — Генеза

РАЗДЕЛ 3 ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА

 

Тема 1. Литосфера

 

§ 23. Внутренние процессы Земли. Движения земной коры

 

Вспомните

Что такое земная кора? (См. § 21.)

Является неподвижной твердая оболочка Земли? (См. § 22.)

Процессы в недрах Земли. Кажется, увидеть то, что происходит в земных глубинах невозможно. Однако на самом деле проявление внутренних процессов Земли могут наблюдать тысячи людей, например, во время извержения вулканов или мощных землетрясений. Любые горы также является следствием внутренних процессов Земли. Итак, земная кора движется.

Главная причина движений земной коры — это перемещение вещества мантии, обусловленные внутренней энергией планеты.

Горизонтальные движения земной коры — это проявление внутренних процессов Земли. Они очень медленные и часто неощутимы. Однако о том, что они происходят, свидетельствуют очертания нынешних материков и океанов. К тому же в условиях вечного покоя земной коры горные породы всегда находились бы только горизонтально (рис. 58,1). Тем временем их слои часто наклонены под определенным углом (рис. 58,2). А нередко на горных крутых склонах или на высоких склонах речных долин слои горных пород перекручены и смяты в складки (рис. 59).

Наука утверждает

Альпы «разорванные»! Высочайшие горы Европы — Альпы очень сложно построенная горная система. Движения земной коры образовали здесь многочисленные складки, а некоторые из них даже разорвали. Это произошло из-за того, что горные породы в Альпах имеют разную прочность. По относительно мягких слоях верхние части некоторых складок переместились на десятки километров в горизонтальном направлении на север.

Складки образуются вследствие встречных горизонтальных перемещений слоев горных пород. И наоборот, когда отдельные участки земной коры растягиваются, образуются разломы — гигантские трещины (рис. 60).

Вертикальные движения земной коры — это также проявление внутренних процессов Земли. Они чрезвычайно медленные, и на равнинах их можно определить только с помощью специальных приборов. Именно так, например, было выяснено, что Приднепровская возвышенность ежегодно поднимается на 9,5 мм. Крайний северо-восток Русской равнины, наоборот, опускается почти на 12 мм за год.

Рис. 58. Залегания горных пород: 1 — горизонтальное, 2 — под углом

 

Вертикальные движения земной коры вызывали наступление морей. Так, ученые установили, что на месте современной Восточной Европы когда-то было море. Несколько десятков миллионов лет назад в результате восходящих движений земной коры его дно поднялось и в конце концов превратилось в сушу. Вот откуда здесь останки древних морских животных, которые теперь ученые находят далеко от океанов.

«Окно» в Украину

То сушу, то море. В далеком прошлом территория Украины неоднократно то опускалась, то поднималась. Причем когда отдельные ее части опускались, наступало море. Сотни миллионов лет назад на месте современных Донецкой, Днепропетровской, Херсонской, Волынской и многих других областей плескались морские волны. Следующие вертикальные движения земной коры вызывали очередное «рождение» суши. Последний раз это произошло уже в нашу эру, когда море окончательно отступило.

Вертикальные движения земной коры наблюдают и в зонах разломов (рис. 60). Вдоль таких разломов одни участки земной коры могут опускаться, другие — подниматься. Опущенные участки земной коры иногда заполняются водой. Так образовались, например, долина реки Рейн в Западной Европе и озеро Байкал в Сибири.

Знания о горизонтальные и вертикальные движения земной коры помогают понять и в определенной мере спрогнозировать такие опасные внутренние процессы в земной коре, как землетрясения и вулканизм.

Рис. 59. Складка горных пород в Крымских горах

Рис. 60. Образование разломов в результате движений земной коры (стрелочками показаны различные направления движения земной коры )

ИТОГИ

Внутренние процессы Земли происходят в ее недрах.

• До внутренних процессов Земли относятся вертикальные и горизонтальные движения земной коры.

Вопросы и задания для самопроверки

Объясните, может ли человек, даже оставаясь на месте, медленно двигаться по поверхности Земли.

Чем объяснить существование на территории Восточной Европы древних морей?

Благодаря каким движениям горизонтальным или вертикальным — образовались материки и впадины океанов?

Приведите примеры, свидетельствующие о горизонтальные движения земной коры.

schooled.ru

Внутренний процесс который влияет на формирование рельефа, платформы земли названия

Геологические процессы формирования и развития земной коры и рельефа

Предыдущая123456789101112131415Следующая

При изучении данной темы важно понять сущность эндогенных и экзогенных процессов, иметь правильное представление о взаимодействии эндогенных и экзогенных сил и роли этого взаимодействия в создании рельефа земной поверхности и почвообразующих пород.

На поверхности Земли и в ее недрах протекают геологические процессы, которые принято делить на две большие группы по источникам энергии: 1) эндогенные и 2) экзогенные.

Экзогенные процессы возникают в результате внешнего воздействия на земной шар (атмосферы, гидросферы, биосферы) и проявляются на его поверхности. Они в основном порождены тепловой энергией Солнца, поступающей на землю и трансформированной в другие виды энергии.

Эндогенные процессы проявляются при воздействии внутренних сил Земли на твердую оболочку. Они обусловлены той энергией, которая накапливается в недрах Земли. К эндогенным процессам относятся: магматизм, метаморфизм, тектонические движения земной коры (эпейрогенез и орогенез) и землетрясения.

Следует знать, что с деятельностью вулканов связаны многие горячие источники (термы) и их разновидность – гейзеры (периодически фонтанирующие), которые приносят на поверхность большое количество минеральных веществ, образующих минеральные конусы (гейзериты).

В заключение следует указать, что вулканизм играет большую роль в процессах почвообразования и влияет на свойства современного почвенного покрова.

При интрузивном магматизме (плутонизме) магма внедряется в земную кору, не достигнув поверхности Земли, немедленно застывает, образуя разнообразные по форме магматические тела – интрузии (батолиты, штоки, лакколиты, факолиты, лополиты, хонолиты).

Магматическая деятельность является основной причиной возникновения горного рельефа.

Процессы изменения и преобразования горных пород, происходящие внутри Земли, были названы метаморфизмом. При изучении этого процесса обратите внимание на причины и основные виды метаморфизма, среди которых выделяют контактовый метаморфизм, региональный и динамометаморфизм.

Тектоническими движениями называют перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в недрах Земли (в мантии, в глубоких и верх­них частях земной коры).

Тектонические движения земной коры создают в течение длительного времени основные формы земной поверхности – горы и впадины.

Выделяют два типа тектонических движений: складчатые и разрывные, или орогенические (создающие горы), иколебательные, или эпейрогенические (создающие континенты).

Все тектонические движения взаимно связаны, складчатые и разрывные движения могут переходить друг в друга, в результате их действия в земной коре происходят землетрясения, с ними связано формирование месторождений многих полезных ископаемых (нефть, каменный уголь и др.).

Колебательные (эпейрогенические) движения – наиболее распространенная форма тектонических движений. Это медленные вековые поднятия и опускания, которые постоянно испытывает земная кора.

Вековые колебательные движения имеют большое значение в жизни человечества.

Постепенное повышение уровня суши меняет топографическую, гидрологическую, геохимическую обстановку почвообразования, приводит к усилению процессов эрозии, выщелачивания, появлению новых форм рельефа. Опускание суши ведет кнакоплению механических, химических, биогенных осадков, заболачиванию местности.

Наряду с явлениями вековой продолжительности, существуют явления современной сейсмотектоники – землетрясения и моретрясения.

При изучении этого явления следует рассмотреть географизическое распределение землетрясений, причины, последствия землетрясений и их прогнозирование.

В заключение следует подчеркнуть, что движения земной коры (как медленные, так и относительно быстрые) играют определяющую роль в формировании современного рельефа земной поверхности и приводят к разделению поверхности на две качественно различные области – геосинклинали и платформы.

Экзогенные процессы – это процессы внешней динамики. Они протекают на поверхности Земли или на небольшой глубине в земной коре под влиянием сил, вызванных энергией солнечной радиации, силы тяжести, жизнедеятельности растительных и животных организмов и деятель­ности человека. К экзогенным процессам, преобразующим рельеф материков, относятся: выветривание, различные склоновые процессы, деятельность текучей воды, деятельность океанов и морей, озер, льда и снега, мерзлотные процессы, деятельность ветра, подземных вод, процессы, обус­ловленные деятельностью человека, биогенные процессы.

При рассмотрении экзогенных процессов необходимо уяснить не только сущность каждого из них, но и понять роль их в формировании рельефа и образовании отложений и изучить их.

Следует четко представлять, что выветривание, являющееся первым звеном в системе экзогенных процессов, способствует преобразованию горных пород в рыхлый материал и подготавливает его к переносу.

В результате разрушения горных пород образуются различные продукты выветривания: подвижные, которые уносятся под влиянием силы тяжести, плоскостного смыва, и остаточные, которые остаются на месте разрушения и называются элювием.

Элювий представляет собой один из важных генетических типов континентальных отложений. Элювиальные образования, слагающие самую верхнюю часть литосферы, называются корой выветривания.

В результате выветривания горные породы подвергаются глубоким физическим и химическим изменениям и приобретают ряд новых свойств, благоприятных для жизни растений (воздухопроницаемость, водопроницаемость, скважность, влагоемкость, поглотительную способность, запас доступных организмам зольных элементов питания).

Непосредственно на рельеф выветривание оказывает небольшое влияние, но процессы выветривания разрушают горные породы, облегчая тем самым воздействие на них агентов денудации.

Деятельность ветра состоит из процессов дефляции (выдувание и развевание), корразии (обтачивание), переноса и аккумуляции (отложение).

Усвоив основные черты деятельности ветра, следует изучить формы эолового рельефа (дефляционные и аккумулятивные) и эоловые отложения (пески и лессы).

Деятельность поверхностных текучих вод (флювиальные процессы). Рассмотрение этого вопроса следует начать с изучения поверхностного стока, который широко распространен на поверхности материков и определяет основные черты их ландшафтов почти во всех физико-гео­графических зонах (исключая зону пустынь и вечных снегов) как в горах, так и на равнинах.

При изучении деятельности поверхностных вод прежде всего следует уяснить, что их работа заключается в смыве, размыве поверхности (эрозии), транспортировке и накоплении продуктов эрозии (аккумуляции). Сочетание процессов эрозии и аккумуляции и определяет образование форм эрозионного и аккумулятивного рельефов.

Временные потоки в виде неруслового стока (плоскостного смыва) переносят материал по склону и приводят к образованию делювиальных и пролювиальных отложений, являющихся своеобразным генетическим типом континентальных отложений.

Важно понять, что плоскостной смыв может легко перейти в линейный там, где на склонах появились неровности, нарушен растительный покров, в грунтах имеются трещины. Стекающие воды, собираясь в понижениях, задерживаются и размывают грунт. На месте начинающегося размыва сначала образуется рытвина, затем промоина и наконец овраг.

В отличие от временных потоков, реки являются постоянными русловыми потоками. Реки постоянно совершают не только эрозионную работу, но и работу по переносу и отложению материала.

Изучая строение речной долины по учебнику, следует сделать рисунок профиля (продольного и поперечного), показывая на нем пойму, террасы, коренные склоны.

Следует рассмотреть образование характерных форм пойменного рельефа (микрорельефа), который включает прирусловые валы, гривы и межгривные понижения, старичные западины, и изучить основные типы аллювия (русловой, пойменный).

Важно понять, что пойма, террасы, коренные берега и долина в целом представляют собой результат миграции речного русла в плане и в вертикальном направлении. Направление смещения и его интенсивность целиком определяются положением базиса эрозии, тектоническими движениями и гидрологическим режимом водотока, зависящего от климата.

Изучение флювиальных процессов следует закончить рассмотрением роли текучих вод в преобразовании рельефа земной поверхности.

Деятельность морей и озер. Море занимает около 71 % земной поверхности и производит разнообразную работу по разрушению горных пород, переносу разрушенного материала и его накоплению и созданию новых горных пород, причем процессы аккумуляции осадков преобладают.

В формировании современного рельефа побережий играли роль неоднократная смена суши морем, в особенности трансгрессии в неогеновом и четвертичном периодах. Результатом этих трансгрессий являются морские аккумулятивные равнины Севера России и Прикаспийской низменности.

Деятельность озер сходна с работой моря и отличается от нее в основном лишь своими масштабами.

К подземным водам относятся все воды, находящиеся в порах и трещинах горных пород. Подземные воды – особый вид полезных ископаемых. Они приобретают все большее народнохозяйственное значение. Различные проявления их деятельности и взаимодействия с почвенными водами представляют конкретные объекты наблюдений почвоведов и агрономов. Особое внимание необходимо уделить карстовым, суффозионным, оползневым и солифлюкционным процессам и формам рельефа, различным видам хемогенной аккумуляции и минерализации грунтовых вод.

Глубина залегания подземных вод, степень их минерализации оказывают большое влияние на свойства почв, характер растительности и происходящие в них процессы (оглеение, заболачивание, засоление), формируют ландшафтные особенности местности.

При изучении деятельности подземных вод важно понять сущность карстовых явлений и условия, которые благоприятствуют их развитию, и разобраться в общих особенностям карстовых форм рельефа. В карстовых областях ведущими являются процессы растворения и выщелачивания горных пород, которые совершаются в условиях преобладающей вертикальной циркуляции грунтовых вод, в легкорастворимых и проницаемых горных породах.

Деятельность снега и льда. Ледники производят большую разрушительную и созидательную работу. Благодаря их деятельности видоизменяется рельеф земной поверхности, перемещается значительное количество обломочного материала и накапливаются разнообразные осадки.

При изучении этого вопроса следует обратить внимание на ряд общих вопросов деятельности ледников, а именно: понятие о снеговой границе, условия образования и развития ледников. Без хорошего усвоения этих понятий трудно разобраться в остальных вопросах темы.

Рельеф областей преобладания ледникового сноса представлен формами ледниковой обработки, штриховки и полировки: курчавыми скалами, бараньими лбами и формами ледникового выпахивания: впадинами, котловинами.

Рельеф областей преобладания ледниковой аккумуляции представлен холмисто-моренным, конечноморенным, друмлинным ландшафтами.

Рельеф внеледниковых областей связан с деятельностью талых ледниковых вод и представлен зандровыми равнинами, приледниковыми озерами, озами и камами.

В послеледниковое время произошло изменение моренного и водно-ледникового рельефа под влиянием плоскостного смыва, солифлюкции, эрозии и тектонических движений (сглаживание холмов и заполнение озерных впадин, спуск озер, развитие овражно-балочной сети, образование пойм и террас, образование дюн).

В заключение изучения раздела внимательно изучите свойства всех видов отложений, связанных с деятельностью ледника и водно-ледниковых потоков.

Под вечной мерзлотой понимают такое состояние горных пород, при котором они в течение длительного времени (сотни и тысячи лет) сохраняют отрицательные температуры.

Рассматривая этот вопрос, необходимо изучить причины возникновения и границы распространения вечной мерзлоты.

Наличие на небольшой глубине мерзлых горных пород вызывает развитие особых явлений (термокарст и солифлюкция) и создает своеобразный комплекс форм рельефа – солифлюкционные террасы (натечные формы), нагорные террасы (ступенчатые формы горных склонов), крупные торфяные бугры (при процессах пучения), наледи, гидролакколиты, по­лигональные образования.

При изучении этого вопроса студент должен уяснить не только причины, сущность и границы распространения вечной мерзлоты, но и влияние, которое оказывает наличие вечной мерзлоты на почвообразовательный процесс, специфику земледелия и особенности организации и проведения инженерных работ в районах распространения вечной мерзлоты.

Вопросы для самопроверки

1.

Эндогенные и экзогенные процессы преобразования земной коры, особенности их проявления. Их единство и взаимосвязь и источники энергии.

2. Складчатые нарушения, складки, их типы (синклинали и антиклинали), значение в образовании полезных ископаемых.

3. Разрывы в земной коре, их типы, значение для почвообразования и скопления полезных ископаемых.

4. Химическое выветривание горных пород. Назовите основные химические реакции. Дайте понятие об элювии и коре выветривания.

5. Назовите типы пустынь.

6. Сравните ледниковые и водно-ледниковые формы рельефа и отложений.

7. Охарактеризуйте основные звенья гидрографической сети (промоина, овраг, балка, долина).

8.

Развитие форм рельефа

Сделайте схематическую зарисовку речной долины и покажите пойму, террасу, коренные склоны.

9. Геологическая деятельность озер и болот, их типы, отложения, народнохозяйственное значение.

10. В чем состоят особенности рельефообразования в условиях вечной мерзлоты?

11. Назовите типы рельефа (морфологические и генетические) и категории рельефа по размерности.

12. Изучите отдельные формы рельефа в своем районе и дайте объяснение их происхождения.

13. Понятие о ландшафте и эволюция его в связи с эволюцией рельефа.

Предыдущая123456789101112131415Следующая

Date: 2016-05-24; view: 143; Нарушение авторских прав

Понравилась страница? Лайкни для друзей:

laservirta.ru

Внутренние геологические процессы

Поиск Лекций

Геологическими называют процессы, формирующие горные породы и изменяющие строение и состав земной коры. В зависимости от энергетического источника их делят на внутренние и внешние.

Внутренние (эндогенные, глубинные) геологические процессы питаются внутренним теплом Земли и протекают, в основном, в глубине планеты. Внутреннее тепло Земли создается радиоактивным распадом, химическими реакциями, гравитационным перемещением вещества в глуби Земли. Эндогенные процессы формируют платформы, океанические впадины и горные сооружения, т. е. крупнейшие тектонические структуры и формы рельефа земной поверхности. Важнейшие эндогенные процессы – тектонические движения, магматизм и метаморфизм.

Тектонические движения – движения блоков земной коры и литосферы. Они усложняют строение земной коры и рельеф поверхности. Тектонические движения классифицируют по направлению движения, возрасту и скорости.

По направлению движений: горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные присущи литосферным плитам, вертикальные ярко проявляются в молодых складчатых поясах. Благодаря вертикальным движениям платформ накопились осадочные чехлы и связанные с ними полезные ископаемые.

По возрасту: древние (происходили в архее-мезозое) и неотектонические (происходили в кайнозое).

По скорости: медленные и быстрые. Медленные (вековые, колебательные) тектонические движения протекают со скоростью нескольких миллиметров в год, но продолжаются тысячи и миллионы лет. Они ведут к поднятию (или опусканию), а также сближению (или раздвижению) крупных блоков земной коры. Быстрые (горообразовательные, орогенические) движения ведут к смятию слоев горных пород в складки, образованию разломов, проявляются в вулканизме и землетрясениях.

Процессы горообразования обусловлены конвергенцией литосферных плит, которая охватывает гигантские территории. Зоны конвергенции, возникающие на стыках литосферных плит, имеют вид сравнительно узких, но очень протяженных полос, или поясов. Следовательно, складкообразование и связанные с ним магматизм и метаморфизм распределяются зонально. Зональность тектонических процессов проявляется в том, что наиболее активные тектонические движения совпадают с современными поясами складкообразования. Данная зональность обусловлена закономерностями строения земной коры и литосферы, а энергетическим источником этой зональности является внутреннее тепло Земли. В настоящее время процессы складкообразования протекают в двух зонах конвергенции: в Круго-Тихоокеанском и Средиземноморском поясах.

Если тектонические движения раскалывают земную кору, то обособленные разломами блоки могут смещаться по вертикали и горизонтали. В результате вертикальных подвижек возникают сбросы и взбросы, горсты и грабены. Горизонтальные подвижки ярко выражены в рифтах. Выделяют два типа рифтов: океанические и континентальные. Океанические образуют глобальную систему срединно-океанических рифтов, проходящую по оси срединно-океанических хребтов. Общая длина этой системы превышает 70 000 км. В срединно-океанических рифтах океаническое дно расширяется. Континентальные рифты (Восточно-Африканский, Байкальский) рассекают платформы и могут обусловить их распад.

Магматизм – процесс образования, движения и застывания магмы. Магмой называют огненно-жидкий расплав (преимущественно силикатного состава), возникающий в недрах Земли. Известны два типа магматизма: интрузивный и эффузивный.

Интрузивный (глубинный) магматизм заключается в застывании магмы внутри земной коры. При этом на глубине могут формироваться гигантские гранитные купола – батолиты.

Вулканизмом, или эффузивным (поверхностным) магматизмом, называют выброс лавы (изменившейся магмы), вулканических пепла и газов из недр Земли на поверхность. В строении вулканов выделяют вулканический конус, кратер, жерло, магматический очаг.

• Вулканический конус – гора, сложенная изверженными породами.

• Кратер – воронка, из которой изливается лава. Кратер располагается на вершине или склоне горы, у некоторых вулканов существует по нескольку действующих кратеров.

• Жерло – канал (трещина) в земной коре, по которому поднимается магма. Жерло соединяет кратер с магматическим очагом.

• Магматический очаг – скопление огненно-жидкого расплава в земной коре или верхней мантии.

Вулканических конусов и кратеров обычно не бывает у трещинных (щитовых) вулканов, изливающих жидкую лаву (Исландия).

Характер извержения зависит от состава лавы: если она жидкая, подвижная, то извержение спокойное (Гекла). Если лава густая, вязкая, то скопившиеся в ней газы выделяются с огромной энергией – тогда извержение бурное, со взрывами (Кракатау, Тамбора, Везувий). В зависимости от времени извержения, вулканы делят на действующие и потухшие. Действующим называют вулкан, извергавшийся на памяти человечества. Действующих наземных вулканов более 500. Потухшими считают вулканы, которые извергались в доисторическое время. Иногда выделяют третью группу – уснувших вулканов, которые бездействуют длительное время.

Вулканизм распространен там, где литосфера разбита разломами. Наибольшая густота современных глубинных разломов наблюдается в зонах конвергенции литосферных плит, а также в зонах спрединга. В зонах спрединга преобладают подводные вулканы, извержения которых могут не проявляться на поверхности. Самые катастрофические извержения приурочены к зонам конвергенции. Таким образом, вулканизм характерен для тектонически активных поясов литосферы и крайне редок на стабильных структурах – платформах.

Почти все действующие вулканы суши объединены в четыре вулканических пояса: Круго-Тихоокеанский (Огненное Кольцо), Альпийско-Гималайский (Средиземноморский), Срединно-Атлантический, Восточно-Африканский. Почти 3/4 действующих вулканов размещено в Круго-Тихоокеанском поясе. Второе месте по числу вулканов занимает Альпийско-Гималайский пояс, третье – Срединно-Атлантический. Вулканы Восточно-Африканского пояса уникальны – расположены в пределах платформы, точнее, – Восточно-Африканского континентального рифта, разделяющего древнюю Африканскую платформу.

Известны единичные действующие вулканы суши, расположенные вне поясов вулканизма: Камерун, Мауна-Лоа, Маврикий, Реюньон.

Землетрясения – быстрые движения земной коры, вызванные сейсмическими толчками (упругими колебаниями). По происхождению землетрясения делят на тектонические, вулканические, техногенные и экзогенные.

Тектонические землетрясения – самые массовые, возникают при разрыве слоев горных пород. Они свойственны разломным структурам земной коры. Чаще всего происходят у океанических рифтов – здесь они маломощные. В зонах субдукции наблюдаются несколько реже, но отличаются катастрофической силой.

Вулканические землетрясения сопровождают взрывные извержения. Наибольшей силы достигают при взрыве вулканического конуса или его провале вглубь земной коры. Результатом таких катаклизмов является кальдера – гигантский вулканический кратер. Величайшие кальдеры: Тора на о. Суматра, Санторин на о. Тира, Нгоро-Нгоро в Восточной Африке.

Техногенные землетрясения – результат деятельности человека (подземный атомный взрыв и др.).

Экзогенные землетрясения происходят при падении метеоритов, гигантских обвалах и проч.

Место возникновения сейсмических толчков в глубине Земли называют гипоцентром землетрясения. Проекция гипоцентра на земную поверхность – эпицентр землетрясения (место максимальных разрушений). Землетрясения разделяют на наземные и подводные (моретрясения). Землетрясения характерны молодым горам – складчатым и вулканическим. Выделяют четыре главных сейсмических пояса: Круго-Тихоокеанский, Альпийско-Гималайский, Восточно-Африканский, Срединно-океанических хребтов. Эти пояса расположены либо в зонах современного складкообразования (Тихоокеанский и Альпийско-Гималайский), либо в зонах спрединга (Восточно-Африканский и Срединно-океанических хребтов). Круго-Тихоокеанский, Альпийско-Гималайский и Восточно-Африканский сейсмические пояса в целом совпадают с поясами наземного вулканизма. Пояс Срединно-океанических хребтов глобален – опоясывает всю планету, проходя по срединно-океаническим рифтовым разломам. Иногда выделяют пятый пояс – Урало-Монгольский (или пояс гор Средней Азии, Южной Сибири и Дальнего Востока) – он проходит через древние пояса складчатости, в которых тектонические движения активизировались современным горообразованием (Тянь-Шань, Алтай, Саяны, хребты Предбайкалья и Забайкалья, Верхоянский хребет и хребет Черского). Тектонические землетрясения возможны и на древних платформах (катастрофа января 2001 г. на Индостанской платформе). Правда, случаются они несравнимо реже, чем в молодых горах, и, как правило, не обладают большой силой.

Силу землетрясений определяют двумя способами: по характеру разрушений и по показаниям приборов. По характеру разрушений – на территории СНГ принята 12-балльная шкала. Инструментально землетрясения регистрируют самопишущими приборами – сейсмографами, и силу толчка определяют по 9-балльной шкале Рихтера.


Рекомендуемые страницы:

poisk-ru.ru