Связанные понятия
Магматизм — процесс возникновения в мантии и земной коре магматических расплавов, последующего их подъёма и затвердевания на разных глубинах или извержения на поверхности Земли. Магматизм является одним из главных факторов формирования земной коры. Выделяются следующие основные его этапы: зарождение, подъём и затвердевание.
Ма́нтия — часть Земли (геосфера), расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В ней находится большая часть вещества Земли. Мантия есть и на других планетах земной группы. Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности. Мантия занимает около 80% объема Земли.
Текто́ника или (от греч. τεκτονικός, «строительный») — геологический процесс в геодинамике и геотектонике, в котором изучается структура (строение) твёрдой оболочки Земли и других планет — земной коры — её тектоносфера (литосфера + астеносфера), а также история движений, изменяющих эту структуру.
Литосфе́ра (от греч. λίθος «камень» + σφαίρα «шар») — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.
Метаморфизм (др.-греч. μετα-μορφόομαι — подвергаюсь превращению, преображаюсь) — процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.
Упоминания в литературе
В геолого-геофизических исследованиях Антарктики следует отметить морские геолого-геофизические работы – сейсмическое профилирование и аэромагнитные наблюдения – с судов «Академик Александр Карпинский» (ВНИИОкеангеология) и «Поларштерн» (Институт А. Вегенера, Германия) в районе плато Кергелен (море Содружества). Благодаря высокому качеству сейсмических материалов удалось обнаружить различия внутреннего строения и физических свойств
земной коры , позволивших определить ее происхождение. Установлена взаимосвязь утолщенной магматической коры южной части плато Кергелен с рифтогенной и океанической корой морей Содружества и Дейвиса. По результатам интерпретации геофизических данных была сформирована новая геодинамическая модель и установлено, что раскол литосферы между Индией и Антарктикой произошел около 137 млн лет тому назад. Увеличение мощности базальтового слоя океанической коры с возрастом около 134 млн лет связывается с активизацией мантийной конвекции.
И все-таки большинство ученых полагают, что Земля приблизительно 0,5–0,3 миллиарда лет назад вступила в четвертую эволюционную стадию, характеризующуюся процессом превращения мощной континентальной коры в тонкую океаническую с толщиной, уменьшенной почти в 10 раз. В
земной коре накопились такие элементы, как кремнезем, щелочи, кальций. Во время новой океанической стадии произошло вытеснение воды, накопленной в земных недрах, на поверхность. Таким образом, расположение элементов в земной коре приобрело закономерный характер: вверху самые легкие, ниже тяжелые и плотные – вода, под ней кремнезем, алюмосиликаты и далее силикаты с высоким содержанием магния и железа.
МОБИЛИ́ЗМ, тектонические гипотезы, предполагающие огромные (до нескольких тысяч километров) горизонтальные перемещения литосферы в целом, материковых глыб
земной коры относительно друг друга и по отношению к полюсам Земли в течение геологической истории. Теория мобилизма (теория дрейфа континентов) была сформулирована американским учёным Ф. Тейлором и немецким геофизиком А. Вегенером в 1910–12 гг. В современном варианте мобилизм развит в концепции новой глобальной тектоники плит, в значительной мере основан на результатах изучения рельефа дна, магнитных аномалий пород дна океана и палеомагнитных данных. На основании сходства геологического строения разобщённых частей палеозойских материков (южного – Гондваны и северного – Лавразии, ранее составлявших единый континент Пангея) и совпадения контуров их материковых склонов проведены палеотектонические реконструкции. Тектоника плит исходит из положения о том, что литосфера разбита на крупные участки – плиты, которые перемещаются по поверхности астеносферы в горизонтальном направлении. В раскрывающихся срединно-океанических хребтах происходит подъём глубинного вещества, которое постоянно наращивает литосферные плиты. Плиты раздвигаются, в глубоководных желобах испытывают поддвиг под другие и, погружаясь, поглощаются мантией. В качестве причин горизонтальных перемещений материков и литосферных плит указывались подкоровые течения, вызванные неравномерным разогревом глубинных слоёв земли – тепловая конвенция, разделение вещества по плотности (гравитационная дифференциация), химико-плотностная конвенция и изменение радиуса Земли. В результате столкновения плит друг с другом формируются горные складчатые сооружения. Гипотеза новой глобальной тектоники плит возникла в 1960-е гг. в результате развития мобилизма на новом фактическом материале, полученном в результате применения современных, гл. обр. геофизических, методов и технологий. Мобилизм противопоставляется фиксизму. Оба термина предложил швейцарский геолог Э. Агран в 1924 г.
Суша занимает 1/4 часть поверхности Земли, остальное Мировой океан. Материки покоятся на гранитном основании, во многих местах покрытом осадочными породами, толщина которых в некоторых местах доходит до 10–15 км. Океанское дно подстилают базальты, и на них, как ни странно, отсутствуют осадочные отложения. Это свидетельствует о сравнительно недавнем происхождении современных океанов. На поверхности материков и дне океанских впадин расположены цепи горных образований, имеющих лишь внешнее сходство. Материковые горные цепи сложены, в основном, из осадочных пород и гранита, горные цепи океанов – базальтовые и разделены, как правило, долинами или рифтами. Эти факты послужили основанием для создания современной теории плит, согласно которой внешняя часть
земной коры состоит из плит, перемещающихся по верхней части мантии, При перемещении края плит надвигаются друг на друга, происходит их деформация с образованием поднятий, как Кордильеры, и рифтовых зон, как Атлантическая и Тихоокеанская. Динамика движения плит показана на рис. 13., где: 1 – плиты, 2 – подвиг, 3 – рифтовая зона, 4 – верхняя мантия, 5 – нижняя мантия. Дно океана раздвигается под действием конвекционных потоков в мантии обусловленных теп лом, выделяющимся в недрах при радиоактивном распаде некоторых элементов, химических реакциях и действии некоторых других факторов. Предполагается, что основная часть тепла выделяется в земном ядре, температура которого коло 7000 °C. Температура земной коры повышается на 30 °C с каждым километром глубины, начиная с его поверхности. Подсчитаем мощность теплового потока достигающего поверхности и передаваемого атмосфере.
Однако, как показывают точные гравиметрические исследования, сила тяжести практически одинакова на всей поверхности Земли. Вот это-то явление и получило название изостазии. Оно проявляется в том, что относительно тонкая (около 70 км) и легкая (преимущественно – гранитная)
земная кора покоится на мощном (2900 км) слое гораздо более тяжелой земной мантии. И хотя мантия земли составлена из твердого вещества (вязкость вещества мантии в 100 раз больше, чем у гранита), при высоких температурах и давлениях, царящих в земных недрах, любое твердое вещество проявляет свойство пластичности. Чем толще какой-либо участок земной коры, тем глубже погружается его нижняя граница (основания гор – см. Втор. 32, 22; Пс. 17, 8; Иона 2, 7 и др.), вытесняя вещество мантии. С другой же стороны, тем он сильнее возвышается над поверхностью по сравнению с соседними участками. Таким образом, общий вес коры и мантии под равными по площади участками земной поверхности остается практически одинаковым и в горах, и на равнине, и в океане.
Связанные понятия (продолжение)
Осадочные горные породы (ОГП) — горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно.
Вулканизм — собирательное название широкого круга эндогенных природных явлений, связанных с расплавленными магматическими массами и их побочными газообразными продуктами как в глубинных недрах, так и на поверхности Земли и других планет. Как правило, вулканизм считается частным проявлением магматизма, однако в расширенном значении к нему также причисляют газовые выбросы в нефтегазоносных районах, активность грязевых вулканов, образование протуберанцев на поверхности Солнца и др. Изучение вулканической...
Ма́гма (др.-греч. μάγμα «месиво, густая мазь») — природный, чаще всего силикатный, раскалённый, жидкий расплав, возникающий в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, и при остывании формирующий магматические горные породы. Излившаяся магма, потерявшая большую часть летучих компонентов (таких как вода, углекислый газ, фтор, хлор и др.) — называется лава.
Выве́тривание — совокупность процессов физического и химического разрушения горных пород и слагающих их минералов на месте их залегания под воздействием колебаний температуры, циклов замерзания и химического воздействия воды, атмосферных газов и организмов.
Континента́льная кора ́ или материко́вая кора́ — земная кора континентов, которая состоит из осадочного, гранитного и гранулит-базитового пластов. Средняя толщина 35—45 км, максимальная — до 75 км (под горными массивами). Противопоставляется океанической коре, которая отлична по строению и составу. Континентальная кора покрывает около 40 % поверхности земного шара, по объёму составляет около 70 % от всей земной коры.
Го́рная поро́да — любая масса или агрегат одного или нескольких минеральных видов или органического вещества, являющихся продуктами природных процессов. Вещество может быть твёрдым, консолидированным или мягким, рыхлым.
Ге́незис (греч. Γένεσις, Γένεση — происхождение, возникновение, (за)рождение) — в геологии происхождение каких-либо геологических образований: горных пород, месторождений полезных ископаемых и др., возникших в определённых условиях при воздействии геологических процессов. Выявление генезиса имеет основное значение для понимания природы геологических образований, для правильного направления поисков полезных ископаемых, для разработки общих теорий геологических процессов, например процессов рудообразования...
Магматические горные породы (син. магматиты) — конечные продукты магматической деятельности, возникшие в результате затвердевания природного расплава (магмы, лавы). Переход расплава в твёрдое состояние сопровождается кристаллизацией вещества. Магматические породы играют важную роль в строении земной коры, образуя геологические тела различных форм и размеров, составов и структур.
Геологический
разлом , или разрыв — нарушение сплошности горных пород, без смещения (трещина) или со смещением пород по поверхности разрыва. Разломы доказывают относительное движение земных масс. Крупные разломы земной коры являются результатом сдвига тектонических плит на их стыках. В зонах активных разломов часто происходят землетрясения как результат выброса энергии во время быстрого скольжения вдоль линии разлома. Так как чаще всего разломы состоят не из единственной трещины или разрыва, а из...
Текто́ника плит — современное научное представление о строении и движении литосферы, согласно которому земная кора состоит из относительно целостных блоков — литосферных плит, которые находятся в постоянном движении друг относительно друга. При этом в зонах расширения (срединно-океанических хребтах и континентальных рифтах) в результате спрединга (англ. seafloor spreading — растекание морского дна) образуется новая океаническая кора, а старая поглощается в зонах субдукции. Теория тектоники плит объясняет...
Дайка (англ. dike, dyke — стена из камня) — интрузивное тело с секущими контактами, длина которого во много раз превышает ширину, а плоскости эндоконтактов практически параллельны. По сути дайка представляет собой трещину, которая была заполнена магматическим расплавом. Дайки обладают длиной от десятков метров до сотен километров и шириной от нескольких сантиметров до 5—10 км.
Интру́зия (интрузив, интрузивный массив) — геологическое тело, сложенное магматическими горными породами, закристаллизовавшимися в глубине земной коры.
Древние платформы (кратоны) — платформы с фундаментом докембрийского возраста. Представляют собой ядра материков и занимают обширные части их площади (миллионы квадратных километров). Они сложены типичной континентальной корой мощностью 35—45 км.
Метаморфические горные породы (или видоизменённые горные породы) — горные породы, образованные в толще земной коры в результате метаморфизма, то есть изменения осадочных и магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий. Благодаря движениям земной коры, осадочные горные породы и магматические горные породы подвергаются воздействию высокой температуры, большого давления и различных газовых и водных растворов, при этом они начинают изменяться.
Ксенолит (др.-греч. ξένος — чужой и λίθος — камень), обломок горной породы, захваченный магмой. Если включающая ксенолит магматическая горная порода застыла на глубине (интрузивная), то ксенолиты обычно представляют собой сильно изменённые обломки вмещающих интрузию пород. Ксенолиты, встречающиеся в лаве, обычно являются обломками стенок вулканического канала (пород, через которые проходила лава). Размеры ксенолитов сильно колеблются: от отдельных кристаллов и их обломков, различаемых только под...
Океани́ческая кора ́ — тип земной коры, распространённый в океанах. От континентов кора океанов отличается меньшей мощностью (толщиной) и базальтовым составом. Она образуется в срединно-океанических хребтах и поглощается в зонах субдукции. Древние фрагменты океанической коры, сохранившиеся в складчатых сооружениях на континентах, называются офиолитами. В срединно-океанических хребтах происходит интенсивное гидротермальное изменение океанической коры, в результате которого из неё выносятся легкорастворимые...
Горообразование (или орогенез, от др.-греч. ὄρος «поднятие», «гора» и γένεσις «рождение») — геологический процесс формирования горных сооружений под влиянием интенсивных восходящих тектонических движений, скорость которых превышает скорость процессов, ведущих к выравниванию поверхности Земли (денудации, сброса). Процессы горообразования неоднократно происходили на протяжении геологической истории в заключительной фазе развития геосинклиналей (молодые горы), нередко распространяясь и на платформы...
Доке́мбрий ский период, или криптозо́й (от др.-греч. κρυπτός (kryptós) — «скрытный» и ζωή (zoe) — «жизнь») — часть геологической истории Земли, предшествовавшая началу кембрийского периода (около 540 млн лет назад), когда возникла масса организмов, оставляющих ископаемые остатки в осадочных породах (что положило начало нынешнему геологическому эону — фанерозою).
Рифт — крупная линейная впадина в земной коре, образующаяся в месте разрыва коры в результате её растяжения или продольного движения. Существует две модели образования рифтов: модель Вернике и модель Маккензи. В последнее время геологи чаще используют смешанную модель.
Протерозой ский эон, протерозой (др.-греч. πρότερος «первый, старший» + ζωή «жизнь») — геологический эон, охватывающий период от 2500 до 541,0 ± 1,0 млн лет назад. Пришёл на смену архею.
Архей ский эон, архей (др.-греч. ἀρχαῖος — древний) — один из четырёх эонов истории Земли, охватывающий время от 4,0 до 2,5 млрд лет назад.
Интрузи́вные го́рные поро́ды — полнокристаллические магматические горные породы, сформировавшиеся в результате застывания магмы, внедрившейся в толщи земной коры и мантии, в отличие от эффузивных горных пород, представляющих собой магму, излившуюся и затвердевшую на поверхности Земли в форме вулканической лавы.
Фа́ция (лат. facies — лицо, наружность, облик) в геологии — понятие, возникшее в XIX веке для обозначения изменений состава осадочных горных пород и заключённых в них органических остатков в пределах одного стратиграфического горизонта на площади его распространения. Термин «фация» предложен швейцарским геологом А. Грессли (1838-41).Он писал, что фация — слой или группа слоёв, отражающих среду осадконакопления.
Перидотит ы (от фр. péridot) — общее название семейства ультраосновных плутонических горных пород нормально-щелочного ряда, в составе которых преобладают оливин и пироксен.
Ультраосно́вные магмати́ческие го́рные поро́ды (Ультраосновные горные породы, ультрабази́ты, гипербази́ты) — отряд магматических горных пород, выделяемый по содержанию кремнезёма (SiO2), которое варьируется в пределах 30—45 %. В большинстве случаев породы отряда содержат много MgO. Породообразующими минералами отряда являются оливин, клинопироксен (диопсид, геденбергит), ортопироксен (энстатит, бронзит, гиперстен), хромшпинелид, роговая обманка, мелилит, нефелин, лейцит, титаномагнетит. Из акцессорных...
Диапир (от греч. diapeiro — протыкаю, пронзаю) — куполо- или валообразные антиклинальные складки с интенсивно смятым ядром, которое может срезать крылья складки. Диапировые складки и купола обыкновенно возникают за счёт выдавливания из нижних горизонтов высокопластичных пород — солей, глин. При неравномерном распределении давления пластический материал нагнетается из одних участков в другие, образуя характерные «раздувы» — ядра нагнетания. В других случаях этот материал полностью прорывает толщу...
Кора выветривания — это толща материнских пород верхней части литосферы (магматических, метаморфических или осадочных), преобразованных в континентальных условиях различными агентами (факторами) выветривания. От коренных пород отличается рыхлой структурой и химическим составом. Формирование коры выветривания происходило во все геологические периоды, её наличие свидетельствует о континентальном выветривании территории.
Астеносфера (от др.-греч. ἀσθενής «бессильный» и σφαῖρα «шар») — слой в верхней мантии планеты (в частности, Земли). Более пластична, чем соседние слои. Это даёт возможность блокам литосферы (твёрдой оболочки планеты) двигаться по ней, а также обеспечивает изостатическое равновесие этих блоков.
Геохроноло́гия (от др.-греч. γῆ — земля + χρόνος — время + λόγος — слово, учение) — комплекс методов определения абсолютного и относительного возраста горных пород или минералов. В число задач этой науки входит и определение возраста Земли как целого. С этих позиций геохронологию можно рассматривать как часть общей планетологии.
Региональная геология (лат. regionalis — областной) — наука геологического цикла, изучающая общие черты и особенности геологического строения, историю развития и полезные ископаемые отдельных участков (блоков или регионов) земной коры. Региональная геология связывает множество направлений геологии — геофизику, петрографию, литологию, геохимию, стратиграфию и многие другие. Понятие «регион» распространяется на множество разноуровневых геологических объектов — от отдельного месторождения до древней...
Сиби́рские тра́ппы — одна из самых крупных трапповых провинций мира. Она расположена на Восточно-Сибирской платформе. Сибирские траппы изливались на границе палеозоя и мезозоя, а именно пермского и триасового периодов, около 252 млн лет назад.
Силл (синонимы — пластовая интрузия, интрузивная залежь) — интрузивное тело, имеющее форму слоя, контакты которого параллельны слоистости вмещающей толщи.
Траппы (от швед. trappa — лестница), тра́пповый магмати́зм — особый тип континентального магматизма, для которого характерен огромный объём излияния базальта за геологически короткое время (первые миллионы лет) на больших территориях. На океанической коре аналогом траппов являются океанические плато.
Спре́динг (англ. spreading от англ. spread — растягивать, расширять) — геодинамический процесс раздвигания жёстких литосферных плит под действием нагнетаемого снизу магматического расплава в области рифтов срединно-океанических хребтов.
Тексту́ра (от textura — ткань, сплетение, сложение) — совокупность признаков строения горной породы, обусловленных ориентировкой и относительным расположением и распределением составных частей породы.
Складкообразование — процесс деформации слоёв земной коры без нарушения их сплошности (без разрыва), происходящий под влиянием тектонических движений и отчасти экзогенных процессов и приводящий к возникновению в пластах горных пород «складок» (складчатых дислокаций) — изгибов разного масштаба и формы.
Метаморфизм сверхвысоких давлений (англ. Ultrahigh-pressure metamorphism, UHPM) — специфический вид регионального метаморфизма пород континентальной коры, при котором давления достигают 27 — 60 кбар, (то есть соответствуют глубинам 90 — 180 км, что в 3 — 4 раза превышает мощность континентальной коры), а температура составляет 550—900 °С.
Тектогенез (складчатость) — совокупность тектонических движений и процессов, формирующих тектонические структуры земной коры. Термин «тектогенез» предложен немецким геологом Э. Харманом (1930).
Активная континентальная окраина возникает там, где под континент погружается океаническая кора. Эталоном этой геодинамической обстановки считается западное побережье Южной Америки, её часто называют андским типом континентальной окраины, противопоставляя пассивной окраине. Для активной континентальной окраины характерны многочисленные вулканы и вообще мощный магматизм. Расплавы имеют три компонента: океаническую кору, мантию под ней и низы континентальной коры.
Эклогит — кристаллическая метаморфическая горная порода, состоящая в основном из пироксена (омфацита) и граната гроссуляр-пироп-альмандинового состава, в небольшом количестве может содержать кианит, бронзит, калиевый полевой шпат, плагиоклаз, амфибол (смарагдит) и акцессорные минералы. По химическому составу эклогиты идентичны магматическим породам основного состава — габбро и базальтам.
Эффузи́вные го́рные поро́ды , называемые также Вулканическими — магматические горные породы, образовавшиеся в результате застывания на земной поверхности или вблизи неё, лавы, излившейся по вулканическим каналам или трещинам в земной коре (риолиты, трахиты, андезиты, базальты и др.). Обычно характеризуются сочетанием вулканического стекла, мелких кристаллов (микролитов) и более крупных порфировых выделений (вкрапленников).
Складчатый (подвижный) пояс (также ороген) — тектоническая складчатая структура планетарных масштабов, отделяющая древние платформы друг от друга или от океана. Характеризуется относительно высокой тектонической активностью, формированием магматических и осадочных комплексов. Протяжённость складчатых поясов составляет многие тысячи километров, ширина превышает тысячу километров.
Щит — область платформы, на которой фундамент выходит на поверхность Земли. Щиты образованы докембрийскими кристаллическими извержёнными или метаморфическими породами и образуют тектонически стабильную зону. Возраст пород иногда доходит до 2 и даже 3,5 млрд лет. После окончания кембрийского периода геологические щиты мало подвержены тектоническим явлениям и являются относительно плоскими участками земной поверхности, на которых процессы горообразования, разломы и другие тектонические процессы значительно...
Дунит (др.-англ. dūn — возвышенность, холм, по горе Дун, Новая Зеландия) — магматическая плутоническая горная порода ультраосновного состава, нормального ряда щелочности из семейства дунитов. Более чем на 90 % состоит из оливина с примесью хромита, чем отличается от оливинита, в котором вместо хромита присутствует магнетит. Различают хромитовый дунит (70 % оливина, 30 % хромита), ильменитовый дунит (60 % оливина, 36 % ильменита, остальное — акцессорные минералы) и магнетитовый дунит (70 % оливина...
Диагенез — совокупность процессов преобразования рыхлых осадков в осадочные горные породы. Происходит в верхних слоях земной коры и заключается в рекристаллизации осадков, образовании минералов, конкреций, гидратации или дегидратации (обезвоживании), цементации осадков и тому подобном.
Упоминания в литературе (продолжение)
Сами по себе ни минералы, ни состоящие из них горные породы, ни
земная кора , которая из них, в свою очередь, построена, превращаться во что-то другое не будут: нужно либо отправить их обратно в недра на переплавку, либо изменить состав на поверхности. Первичная коматиит-магнезиально-базальтовая протокора, которая, вероятно, существовала 4,4 млрд лет назад, мало отличалась по составу от морских базальтов. Это и были базальты, только формировались они при более высоких температурах, чем современные, поскольку мантия в хадейском и архейском эонах была горячее. Из протокоры образовывались небольшие острова, которые хаотически перемещались конвекционными мантийными потоками и буквально таяли в них. Но если все слои земной коры были до поры до времени – до начала архейского эона – по составу, физическим и химическим свойствам почти одинаковыми, то можно ли заставить их погружаться и всплывать относительно друг друга? Тем более что главная фельзитовая порода – гранит – термодинамически несовместима с ультрамафическими мантийными минералами и не может напрямую выплавиться из последних, а слишком горячая мантия препятствует субдукции.
На границе материков и океанов, в районах островов толщина
земной коры составляет 15–30 км, гранитный слой выклинивается, земная кора носит переходный характер. Рельеф материковой и океанической земной коры очень разнообразен. Но и на суше, и на дне Океана выделяются две основные формы: горы и обширные равнинные пространства. Это разнообразие рельефа Земли объясняется тем, что земная кора, находится в постоянном движении. Первым гипотезу о дрейфе материков (т. е. горизонтальном движении земной коры) выдвинул в начале XX века Альфред Вегенер. На ее основе создана теория литосферных плит. Согласно этой теории литосфера состоит из 7 крупных и несколько мелких плит. Кроме внутренних сил, поверхность Земли непрерывно изменяют внешние процессы: выветривание, работа текучих вод, ледников, ветра, морского прибоя. Основная причина разнообразия рельефа земной коры – это взаимодействие внутриземных процессов, которые создают неровности на ее поверхности, с внешними, которые направлены на ее выравнивание. Горы, как холм – это выпуклая форма поверхности с хорошо выраженной вершиной, подошвой, склонами. Однако относительная высота холмов не превышает 200 м, высота гор над окружающей местностью всегда больше 200 м.
Их метод основан на следующем соображении. Обычное содержание иридия в
земной коре – около 0,003 части на миллиард. Однако анализ «небесных гостинцев» – метеоритов – показывает, что содержание металла в них достигает 500 частей на миллиард. Если в доисторические времена Земля действительно подверглась атаке из космоса, рассудили исследователи, то в донных осадках должна содержаться прослойка, имеющая в своем составе аномально большое количество иридия. Ведь некоторое количество его при ударе должно было испариться, а затем тонким слоем рассеяться по всей планете, зафиксировавшись в осадочных породах.
ГЕОМОРФОЛ?ГИЯ, наука о рельефе земной поверхности (суши, дна океанов и морей). Изучает его морфологию, происхождение, историю развития, современную динамику. Объединяет геологические и географические знания. Осн. идеи геоморфологии, касающиеся процесса рельефообразования, заключаются в том, что земная поверхность, с одной стороны, представляет собой верхнюю поверхность
земной коры , а с другой – является поверхностью взаимодействия внутренних структур и процессов, происходящих во внешних оболочках – атмосфере, гидросфере, криосфере и биосфере. Рельеф создаётся и развивается в результате взаимодействия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил и процессов. Внутриземные массы в процессе тектонических движений в земной коре и вулканизма подаются снизу к поверхности планеты, формируя её первичные неровности. Попадая в сферу воздействия внешних процессов (температурные изменения, течения и волнения воды, ветер, влияние растений, животных, человека), поданные снизу породы разрушаются (см. Выветривание) и подвергаются сносу, переносу и отложению (см. Аккумуляция). Отложенные наносы со временем погружаются в недра земной коры и в более глубинные сферы планеты, где перерабатываются и снова поднимаются к поверхности, с тем чтобы начать новый виток вечного круговорота веществ, в результате чего изменяется рельеф поверхности планеты.
В основе современного представления об устройстве Земли лежит теория дрейфа континентов. Согласно ей
земная кора , покрывающая мантию, состоит из отдельных плит, которые движутся относительно друг друга. Кора делится на два типа: материковую и океаническую. Они отличаются толщиной (у материковой она составляет в среднем 30 км, у океанической – 7–8 км), составом и историей. При столкновении плит кора сминается в складки, которые образуют горные системы.
В областях горообразования вертикальные тектонические движения поднимали на большую высоту кристаллические и метаморфизированные породы, которые впоследствии под действием природных сил снова разрушались и сносились. В самом верхнем слое
земной коры , в зоне гипергенеза, кристаллические породы разрушаются, снова формируя коры выветривания и тем самым замыкая цикл. Так выглядит большой геологический круговорот, который до недавнего времени занимал миллионы и десятки миллионов лет (цв. вкл., фото 3–5).
По В. И. Вернадскому (это русский ученый начала XX в.), биосфера есть область жизни и среда обитания всех видов организмов, включая самого человека; она представляет собой особую оболочку земного шара со сложным строением. Формирование биосферы происходило в течение нескольких миллиардов лет. Современные ученые рассматривают биосферу как наиболее крупную, глобальную экосистему, поддерживающую планетарный круговорот веществ. В настоящую эпоху жизнь распространена в верхней части
земной коры (литосфере), в нижних слоях воздушной оболочки Земли (атмосфере) и в водной оболочке земного шара (гидросфере). В глубь земной коры живые организмы проникают на сравнительно небольшое расстояние. Это объясняется тем, что в литосфере жизнь ограничивает прежде всего температура горных пород и подземных вод, которая постепенно возрастает с глубиной и на уровне от 2 до 16 км достигает 100 °С и более (в зоне вулканической активности от 200 °С до 1500 °С).
Ученые в результате многочисленных научных экспериментов доказали, что именно воде принадлежит ведущая роль в эволюции геологических процессов и зарождении жизни на планете. Огромное количество воды в связанном состоянии присутствует в недрах Земли, в частности в некоторых минералах и горных породах. Основные ее запасы сосредоточены в мантии
земной коры – около 15 млрд км3.
АРХ?Й, древнейший этап развития Земли или группы горных пород, образовавшихся в этот этап; сокращённое от греч. археозой (время простейшей – архаической жизни); название предложено американским геологом Дж. Дана в 1872 г. Одна из двух составных частей докембрия, или криптозоя. Длительность более 1050 млн. лет. Считается, что этот этап начался с момента консолидации
земной коры на планете и появления одноклеточных организмов, в т. ч. способных усваивать энергию солнечных лучей в процессе фотосинтеза; закончился ок. 2,5 млрд. лет назад. Подразделяется на два эона (эонотемы): ранний (нижний) и поздний (верхний) архей длительностью соответственно более 400 и 650 млн. лет. На геологических картах горные породы архейского возраста показываются тёмно-розовым цветом.
Необходимым при изучении географии является подразделение истории планеты на несколько этапов. Геологическое летоисчисление (геохронология) – это учение о хронологической последовательности формирования горных пород, составляющих
земную кору . В основе определения возраста тех или иных пород и дальнейшего их отнесения к определенному временному этапу лежит признак последовательности напластований (каждый вышележащий пласт (если последовательность залегания горных пород не нарушена) моложе нижележащего (в основном это относится к осадочным породам). Последовательность отрезков времени, в течение которых формировались те или иные толщи горных пород, отражает геохронологическая шкала, которая включает следующие части (от наиболее к наименее продолжительной):
Движение литосферных плит продолжается потому, что
земная кора теперь не однородна. На континентах она сложена в основном из осадочных пород и гранитов. Их плотность гораздо ниже, чем плотность базальтовых пород, составляющих океаническую кору. В зонах субдукции, где одна литосферная плита подныривает под другую, базальтовые породы за счет своего высокого удельного веса погружаются в глубь мантии Земли, в то время как в зонах спрединга – также на дне океанов – земная кора разрастается. Здесь образуются все новые участки океанической коры. Таким образом, горные породы, составляющие земную кору, постоянно пребывают в движении. Как иронично замечает Хансен, «субдукция словно вирус; однажды начавшись, она неудержимо распространяется».
4) В течение всего этого геологического времени не было резкого изменения в какую-нибудь сторону в химическом влиянии живого вещества на окружающую его среду; всё время на земной поверхности шли те же процессы выветривания, т. е. в общем наблюдался тот же средний химический состав живого вещества и
земной коры , какой мы и ныне наблюдаем.
В 1912 году А. Вегенер, обратив внимание на сходство береговой линии Африки и Южной Америки, предложил теорию дрейфа континентов. Согласно ей, существовавший некогда единый гигантский материк Пангея раскололся на блоки – сначала на Гондвану и Лавразию, разделенные морем Тетис, а затем и на более мелкие блоки – современные материки. В те времена было, разумеется, невозможно измерить скорость движения материков непосредственно, и геофизики, привыкшие иметь дело с синклиналями, антиклиналями и медленными вертикальными движениями
земной коры , приняли идею Вегенера в штыки.
Кларк – числовая оценка среднего содержания какого-либо химического элемента в
земной коре , гидросфере, атмосфере, Земле в целом, различных типах горных пород, космических объектах и др. Кларк может быть выражен в единицах массы (%, г/т и др.) либо в атомных процентах.
Здесь, таким образом, ясно выступает это соотношение между органическими и неорганическими комплексами, а равно и между одними неорганическими. И оно явилось результатом развития в системе расхождения. Было время, когда атмосфера заключала в себе и всю нынешнюю гидросферу, в виде водяного пара: температура
земной коры измерялась сотнями градусов, и вода не могла быть капельно-жидкой. С понижением температуры «вода» и «воздух» разделились; а затем от них обособилась и «жизнь»; ведь, она по основному составу есть комбинация тех же химических элементов, какие образуют атмосферу и океаны: кислород, водород, азот, углерод, с прибавлением еще некоторых, имеющихся, в виде растворенных соединений, также и в морской воде. Сотнями миллионов лет, в ряду бесчисленных процессов подбора, развились дополнительные соотношения между разделившимися, но и сохраняющими связь гигантскими группировками элементов земной оболочки.
На сегодняшний день ученые смогли найти ответ на вопрос, из чего образовалась
земная кора . Основой для ее формирования стало разделенное вещество мантии. Нижний слой земной коры составляют легкоплавкие базальты. В разжиженном виде их можно увидеть на поверхности Земли в период извержения вулканов. Это так называемые продукты действия вулканов, а попросту говоря, лава. Во время извержения вулканов вместе с лавой на поверхность выходят также вода (в виде пара) и газ. Испаряющаяся и поднимающаяся вверх вода и газ становятся основой для образования гидро– и атмосферного слоев Земли.
Ответ на эти вопросы искали, исходя из современного облика земной поверхности. Правда, очертания материков изменялись и после того, как сформировалась многообразная наземная фауна. Об этом свидетельствуют происходящие в настоящее время процессы опускания и поднятия суши, возникновения и исчезновения островов, находки окаменелых морских животных высоко в горах. Но за пределами континентального шельфа цоколь материков столь круто обрывается в глубину моря, что колебания
земной коры и процессы горообразования вряд ли могли существенно влиять на форму материков. Отсюда и появилась необходимость объяснить расселение животных через моря.
За последние сто тысяч лет климат Русской равнины менялся кардинальным образом несколько раз. Причиной тому были вторжения и отступления ледника. Во время его наступления гигантские массы льда толщиной до двух километров медленно двигались на юг. Температура воздуха при этом резко снижалась, а
земная кора под ледниковым покровом прогибалась. В то же время количество воды, изымавшееся из гидросферы для формирования ледников, было столь велико, что уровень Мирового океана существенно понижался, превращая в сушу огромные пространства континентальных шельфов.
По подсчетам ученых, возраст шунгита почти 2 миллиарда лет. Внешне эта порода похожа на каменный уголь, но залегает в очень древних пластах
земной коры , сформировавшихся тогда, когда на Земле не было ничего живого. Откуда же взялся этот странный камень? Ведь в то время на нашей планете не было еще лесов, из которых могли бы образоваться углеродистые соединения: камни, уголь и т. д. Существовали, как считают специалисты, только протобактерии, находящиеся в бескислородной атмосфере. Существует несколько теорий, объясняющих происхождение шунгита.
Недрами считается часть
земной коры , расположенная ниже почвенного слоя и дна водоемов, идущая до глубин, доступных изучению и освоению.
Учеными были установлены источники аномального излучения в геопатогенных зонах – это трещины
земной коры , карстовые пустоты и подземные (грунтовые) воды, которые вызывают во многих случаях онкологические заболевания. Экологическая функция инженерной биолокации заключается в поиске и разведке зон повышенного риска для людей и животных. Ученые установили, что защиты животных от геопатогенных зон не существует (в результате многочисленных попыток создания экранов из зеркал, стекла, фольги, раковин и прочих предметов).
Веками в географии господствовал описательный метод. Совершались экспедиции в различные уголки земного шара, открывались и подробно описывались новые части материков, острова, реки, вулканы, побережья морей и океанов и т. д. Таким образом, описательный метод основан на описании географических объектов. С этим методом связан и экспедиционный метод. Такие методы имели большое значение до тех пор, пока на Земле еще оставались неоткрытые и неописанные земли. В настоящее время географам приходится решать совершенно другие вопросы. Нужны конкретные ответы на многие вопросы, связанные с количественными сведениями и характеристиками. Для решения таких вопросов географам приходится применять геофизические, геохимические, биологические, картографические методы. Геофизические методы позволяют изучить физические свойства земного шара в целом и процессы, происходящие в его твердой, жидкой и газообразной оболочках. При этом геофизические методы помогают географам понять и изучить процесс, происходящий в литосфере, гидросфере и атмосфере. Следует учитывать, что литосфера, гидросфера и атмосфера находятся в постоянном взаимодействии, а также подвергаются воздействию внешних космических факторов. Предметы изучения геофизики и физической географии весьма близки. Разница между ними заключается лишь в том, что геофизика изучает Землю в целом, а физическая география только географическую оболочку. Геохимические методы изучают содержание химических элементов в
земной коре . Они устанавливают распространенность химических элементов, их перемещение.
Магматические горные породы или лавовые потоки, застывающие либо на поверхности Земли, либо в
земной коре на глубинах несколько километров, приобретут намагниченность после достижения ими точки Кюри, которая для различных по составу магматических пород, как правило, разная. Направление приобретенной намагниченности будет совпадать с направлением вектора напряженности магнитного поля данного времени в данной точке.
Зависимость уровня земной радиации от вида почв и климатических факторов. Почва – верхние слои
земной коры , преобразованные под совокупным влиянием тепла, воды, воздуха, растительных и животных организмов, микроорганизмов и деятельности человека. Количество радиоактивных элементов, содержащихся в почвах, в значительной мере определяется концентрацией радиоактивных веществ в материнской породе, т. е. в гранитных породах гор. Почвы, возникшие из продуктов кислых магматических пород, содержат относительно большое количество урана, радия, тория, калия по сравнению с почвами, образованными из ультраосновных и основных пород. Глинистые почвы обычно богаче радиоактивными элементами, чем песчаные.
Самые богатые месторождения мумие находятся в горах Средней Азии и Кавказа. Существует много версий происхождения этого целебного вещества, но в каждой из них есть некоторые изъяны. Вот что сообщает биолог Л. Рыбченко в газете «Дальневосточный ученый» (? 27 за 1991 год): «Что же все-таки такое – мумие? Это – минеральное органическое вещество, образующееся в местах разломов
земной коры . Его происхождение напрямую связано с мантией Земли, и в старину мумие часто называли „горным маслом“».
Заметное влияние на формирование рельефа рассматриваемой территории и создание его основных современных форм оказали ледники, продвигавшиеся в четвертичное время через Карельский перешеек и Приладожье несколько раз. Ледниковое выпахивание оставило наиболее выраженные следы в северной части Ладожского озера в зоне сложенных кристаллическими породами расчлененных форм, оказывавших наибольшее сопротивление. Помимо выпахивания, происходило также накопление ледниковых отложений. Поскольку направление ледниковых лопастей определялось рельефом, отмеченные процессы увеличивали его контрастность. Особенно яркие следы оставило последнее валдайское оледенение, во время которого Скандинавский ледниковый щит достиг около 25000 лет назад Валдайской возвышенности. Его отступление началось около 17000-18000 л. н. Около 13000 л. н. край ледника достиг северной части Приладожья. У его границы талые воды образовали пресноводный бассейн, известный под названием Балтийского Ледникового озера (11590-13000 л. н.). Его берег фиксируется на Карельском перешейке на высотах до 90-97 м от уровня моря. Примерно 11590 лет назад в связи с потеплением климата началось быстрое отступление ледника. После его отступления с территории Средней Швеции исчез порог, отделяющий пресноводное Ледниковое озеро от океана, вследствие чего уровень воды в нем упал почти на 30 м и стал равен существовавшему тогда уровню Мирового океана. Соленые воды проникли в Балтийскую котловину, образовав так называемое Иольдиево море (10700-11590 л. и.) (рис. 2). Берега этого моря в Северном Приладожье наблюдаются на максимальной высоте 50-60 м над современным уровнем моря. Они не имеют выраженных террас или береговых валов, поскольку подъем
земной коры происходил быстро и береговая линия постоянно изменялась (Ладожское озеро 1978: 9-73; История Ладожского… 1990: 8-21; Saarnisto 2003: 22-50, 54-57).
Считается, что поглощаемый Землей эфир превращается в вещество не полностью, часть его «бродит» в теле Земли, накапливаясь в отдельных местах и в контакте с веществом недр изменяя свою температуру и давление. Тогда эфир начинает сочиться наружу в виде потоков. Эти потоки образуют вихри, либо одиночные в виде цилиндрического столба, либо в виде двужгутика, когда два вихря вращаются друг вокруг друга. Чаще всего это происходит на всевозможных подземных неравномерностях – разломах
земной коры , границах подземных водных потоков, рудных включениях, туннелях, пустотах и других естественных или искусственных неоднородностях.
Изучение геологических процессов приводит исследователей к выводу о том, что «время – одно из средств обнаружить и зафиксировать различия между событиями или предметами. Аналогичный смысл имеют даты или названия эпох истории человеческого общества, стадии выравнивания рельефа, сукцессии растительности или развития городской агломерации. Смысл датирования состоит в том, что состояние рассматриваемого предмета, системы становится возможным сравнить с некоторым другим, принятым за реперное. Часто это состояние той же системы в настоящее время или в момент, принятый за начало отсчета: образование
земной коры , выделение человека из животного мира и т. п. Ясно и обратное: если видимых изменений не происходит, то представление о времени оказывается излишним»[66].
Что такое минералы? Это однородные по химическому составу и физическим свойствам кристаллические образования, являющиеся частью
земной коры . Основная часть минералов образуется в недрах Земли. В процессе своего рождения минералы проходят три цикла:
3. Концентрационная функция. Проявляется в способности живых организмов аккумулировать разные химические элементы, в том числе микроэлементы, из внешней среды (почва, вода, атмосфера). Обычно наибольшая доля в составе живого вещества приходится на кислород (65–70 %) и водород (10 %). Остальные 2025 % представлены разнообразными элементами общим числом более 70. Существуют организмы, обладающие способностью преимущественного накопления отдельных химических элементов в бпольшем количестве по сравнению с составом
земной коры и литосферы. Кроме этого в составе животных организмов обнаруживается гораздо более высокое, чем в растениях, содержание Na, Ca, P, N, S, F, Cl, Zn. Следовательно, геохимическая роль растительного и животного мира имеет свой специфический характер. Имеются химические элементы – биофилы, без которых невозможна жизнедеятельность организмов. Это C, H, O, N, P, S, Cl, J, B, Cs, Mg, K, Na, V, Mn, Fe, Cu, Zn, Mo, Co, Se.
Этот тип конвекционного процесса (который мы только что описали) называют тепловой конвекцией. Г.Хесс предполагал, что она-то и происходит в мантии. Однако в последнее время геофизики отводят главную роль не тепловой, а фазовой конвекции. Дело в том, что существуют и другие (помимо нагрева) способы создать в среде архимедовы силы плавучести, которые породят конвекционный ток. Вспомним описанный в главе 2 процесс гравитационной дифференциации недр. Внутренние слои мантии, потерявшие при контакте с поверхностью ядра часть «ядерного» (богатого железом) вещества, обладают пониженной плотностью и положительной плавучестью; внешние слои мантии, напротив, уплотнились в результате выплавки из них «легкого», силикатного, вещества
земной коры и обладают отрицательной плавучестью. Под действием этих архимедовых сил плавучести в мантии и развиваются крайне медленные (порядка нескольких сантиметров в год) конвекционные токи.