Vprašanja:
1. Metode za preučevanje notranje zgradbe Zemlje.
2. Notranja zgradba Zemlje.
3. Fizikalne lastnosti in kemična sestava Zemlje.
4. Zgodovina nastanka in razvoja zemeljskih školjk. Gibanje zemeljske skorje.
5. Vulkani in potresi.
1. Metode za preučevanje notranje zgradbe Zemlje.
1) Vizualno opazovanje izlivov kamnin
Odtok kamnin - to je izlivanje kamnin na zemeljsko površje v ravninah, rečnih dolinah, kamnolomih, rudniških delih, na pobočjih gora.
Pri preučevanju obrobja je treba biti pozoren na to, iz kamnin so sestavljene, kakšna je sestava in debelina teh kamnin ter vrstni red njihovega nastanka. Vzorci se odvzamejo iz vsake plasti za nadaljnje preučevanje v laboratoriju, da se ugotovi kemična sestava kamnin, njihov izvor in starost.
2) Vrtanje vrtin omogoča pridobivanje vzorcev kamnin - jedro, in nato določite sestavo, strukturo, pojav kamnin in sestavite risbo vrtanih slojev - geološki odsekteren. Primerjava številnih odsekov omogoča ugotovitev, kako se kamnine odlagajo, in sestaviti geološki zemljevid ozemlja. Najgloblji vodnjak je bil izvršen do globine 12 km. Ti dve metodi nam omogočata, da Zemljo preučujemo le površinsko.
3) potresno raziskovanje.
Z ustvarjanjem eksplozije umetnega potresnega vala ljudje spremljajo hitrost njegovega prehoda skozi različne plasti. Gostejši je medij, večja je hitrost. Znanstveniki poznajo te hitrosti in spremljajo njihovo spremembo, lahko ugotovijo gostoto vznožja. Ta metoda se imenuje potresno sondiranje in pomagal pogledati v Zemljo.
2. Notranja zgradba Zemlje.
Seizmični zvok Zemlje je omogočil prepoznavanje treh njegovih delov - litosfere, plašča in jedra.Litosfera (iz grščine lithos -kamna in krogla -krogla) - zgornja, kamnita lupina Zemlje, vključno z zemeljsko skorjo in zgornjo plastjo plašča (astenosfera). Globina litosfere doseže več kot 80 km. Snov astenosfera je v viskoznem stanju. Zaradi tega se zdi, da zemeljska skorja lebdi na tekoči površini.
Zemljina skorja je debela od 3 do 75 km. Njegova struktura je raznolika (od vrha do dna):
1 - sedimentne kamnine (pesek, glina, apnenec) - 0-20 km. Ohlapne kamnine imajo majhno hitrost seizmičnega valovanja.
2 - granitna plast (odsotna pod oceanom) ima visoko valovno hitrost 5,5-6 km / s;
3 - bazaltna plast (valovna hitrost 6,5 km / s);
Obstajata dve vrsti lubja - kopnoin oceanski.Pod celinami skorja vsebuje vse tri plasti - sedimentne, granitne in bazaltne. Njegova debelina na ravnicah doseže 15 km, v gorah pa se poveča na 80 km in tvori "korenine gora". Pod oceani je na več mestih granitna plast na splošno odsotna, bazalti pa so prekriti s tankim pokrovom sedimentnih kamnin. V globokomorskih delih oceana debelina skorje ne presega 3-5 km, zgornja prevleka pa leži spodaj.
Temperatura debeline skorje doseže 600 o C. V glavnem je sestavljena iz silicijevega in aluminijevega oksida.
Ogrinjalo - vmesna lupina, ki se nahaja med litosfero in jedrom Zemlje. Spodnja meja poteka predvidoma na globini 2900 km. Ogrinjalo predstavlja 83% Zemljinega obsega... Temperatura plašča je od 1000 približno Od zgornjih plasti do 3700 približno C na dnu. Meja med skorjo in plaščem je površina Moho (Mohorovichich).
V zgornjem plašču se pojavijo žarišči potresa, nastajajo rude, diamanti in drugi minerali. Od tod notranja toplota vstopa na površje Zemlje. Material zgornje odeje se neprestano in aktivno premika, kar povzroča gibanje litosfere in zemeljske skorje. Sestavljen je iz silicija in magnezija. Notranji plašč se nenehno meša s tekočim jedrom. Težki elementi potopijo v jedro, medtem ko se pljuča dvigajo na površino. Snov, ki sestavlja plašč, je naredila vezje 20-krat. Samo 7-krat se ta postopek ponovi in \u200b\u200bproces gradnje zemeljske skorje, potresi in vulkani se ustavijo.
Jedro je sestavljen iz zunanje (do globine 5 tisoč km), tekoče plasti in notranje trdne snovi. Je zlitina železa in niklja. Temperatura tekočega jedra je 4000 ° C, notranja temperatura pa 5000 ° C. Jedro ima zelo visoko gostoto, predvsem notranjo, zato je trdno. Gostota jedra je 12-krat večja od vode.
3. Fizikalne lastnosti in kemična sestava Zemlje.Do fizičnih lastnosti Zemlje vključujejo temperaturo (notranjo toploto), gostoto in tlak.
Na površini Zemlje se temperatura nenehno spreminja in je odvisna od priliva sončne toplote. Dnevna nihanja temperature segajo do globine 1-1,5 m, sezonska - do 30 m. Pod tem slojem leži konstantno temperaturno območje,kjer vedno ostanejo enaki
85; in ustrezajo povprečnim letnim temperaturam danega območja na površini Zemlje.
Globina cone stalnih temperatur na različnih mestih ni enaka in je odvisna od podnebja in toplotne prevodnosti kamnin. Pod to cono se začnejo temperature dvigovati, povprečno za 30 ° C na vsakih 100 m. Vendar ta vrednost ni konstantna in je odvisna od sestave kamnin, prisotnosti vulkanov in aktivnosti toplotnega sevanja iz notranjosti Zemlje.
Če poznamo polmer Zemlje, lahko izračunamo, da naj bi njegova temperatura v središču dosegla 200.000 ° C. Vendar bi se Zemlja pri tej temperaturi spremenila v vroč plin. Splošno sprejeto je, da se postopno zvišuje temperatura le v litosferi, zgornji plašč pa je vir notranje toplote Zemlje. Spodaj se dvig temperature upočasni, v središču Zemlje pa ne presega 5000° OD.
Gostota Zemlje. Gostejše je telo, večja je masa na enoto njegove prostornine. Za standard gostote velja voda, katere 1 cm 3 tehta 1 g, torej je gostota vode 1 g / cm 3. Gostota drugih teles je določena z razmerjem njihove mase in mase vode iste prostornine. Od tod je jasno, da vsa telesa z gostoto, večjo od 1 ponora, manj - plavajo.
Gostota Zemlje na različnih mestih ni enaka. Sedimentne kamnine imajo gostoto 1,5 - 2 g / cm 3, granit - 2, 6 g / cm 3 , in bazalti - 2,5-2,8 g / cm 3. Povprečna gostota Zemlje je 5,52 g / cm 3. V središču Zemlje se gostota sestavnih kamnin poveča in znaša 15-17 g / cm 3.
Pritisk znotraj Zemlje. Kamnine v središču Zemlje so pod izjemnim pritiskom zgornjih plasti. Ocenjujejo, da je v globini le 1 km tlak 10 4 hPa, v zgornjem plašču pa presega 6 10 4 hPa. Laboratorijski poskusi kažejo, da se pod tem pritiskom trdne snovi, kot je marmor, upognejo in lahko celo tečejo, torej pridobijo lastnosti, vmesne med trdno in tekočino. Takšno stanje snovi se imenuje plastični.Ta eksperiment nam omogoča, da trdimo, da je materija v globokih črevesjih Zemlje v plastičnem stanju.
Kemična sestava Zemlje. IN Zemlja lahko najde vse kemične elemente Mendelejeve mize. Vendar njihovo število ni enako, porazdeljeni so izredno neenakomerno. Na primer, v zemeljski skorji je kisika (O) več kot 50%, železa (Fe) - manj kot 5% njegove mase. Ocenjujejo, da so bazaltne in granitne plasti sestavljene večinoma iz kisika, silicija in aluminija, medtem ko se delež silicija, magnezija in železa v plašču povečuje. Na splošno velja, da 8 elementov (kisik, silicij, aluminij, železo, kalcij, magnezij, natrij, vodik) predstavlja 99,5% sestave zemeljske skorje, vse ostalo pa 0,5%. Podatki o sestavi plašča in jedra so predhodni.
4. Zgodovina nastanka in razvoja zemeljskih školjk. Gibanje zemeljske skorje.
Pred približno 5 milijardami let se je Zemlja oblikovala iz megle plina in prahu. Bilo je mrzlo. Med školjkami še ni bilo jasnih meja. Plini so se dvigali iz globin Zemlje v nevihtnem toku, ki je površino pretresal z eksplozijami.
Zaradi močnega stiskanja so se v jedru začele pojavljati jedrske reakcije, kar je povzročilo sproščanje velike količine toplote. Energija je ogrela jedro planeta. Med postopkom taljenja kovin v črevesju so lažje snovi plavale na površje in tvorile skorjo, težke pa so se spuščale navzdol. Utrjen tanek film je potonil v vroči magmi in se ponovno oblikoval. Sčasoma so se na površini začele kopičiti velike mase lahkih oksidov silicija in aluminija, ki niso več utopili. Sčasoma so tvorili velike mase in se ohladili. Takšne formacije se imenujejo litosferne plošče (celinske ploščadi). Lebdele so kot orjaške ledene gore in še naprej plujejo po plastični površini plašča.
Pred dvema milijardama let se je zaradi kondenzacije vodne pare pojavil vodni ovoj.
Pred približno 500–430 milijoni let so bile tam celine: Angarija (del Azije), Gondvana, severnoameriška in evropska plošča. Zaradi premikanja plošč sta zadnji dve plošči trčili, kar je tvorilo gore. Nastala je Euroamerica.
Pred približno 275 milijoni let je prišlo do trka med Evro-Ameriko in Angarijo, na mestu pa so se pojavile Uralske gore. Kot rezultat tega trka je nastala Laurasia.
Kmalu sta se Laurasia in Gondwana združila v Pangea (pred 175 milijoni let) in se nato spet razšla. Vsaka od teh celin se je razpadla na več fragmentov in tvorila sodobne celine.
Konvekcijski tokovi se v zgornjem plašču pojavijo pod vplivom naraščajočih toplotnih tokov. Zaradi velikega globokega pritiska se litosfera premika, sestavljena iz ločenih blokov - plošč. Litosfera je razdeljena na približno 15 velikih plošč, ki se premikajo v različne smeri. Ko se med seboj trčijo, se njihova površina stisne v gube in se dvigne, kar tvori gore. Na drugih mestih nastanejo razpoke ( rift cone) in lava teče, pobegne navzven, napolni prostor. Ti procesi se odvijajo tako na kopnem kot na oceanskem dnu.
Video 1. Oblikovanje Zemlje, njenih litosfernih plošč.
Gibanje litosfernih plošč.
Tektonika - postopek premikanja litosfernih plošč vzdolž površine plašča. Gibanje zemeljske skorje se imenuje tektonsko gibanje.
Študija strukture kamnin, elektronska topografska raziskava oceanskega dna iz vesolja je potrdila teorijo tektonike plošč.
Video 2. Razvoj celin.
5. Vulkani in potresi.
Vulkan -geološka tvorba na površini zemeljske skorje, skozi katero izbruhnejo tokovi staljenih kamnin, plinov, pare in pepela. Treba je razlikovati med magmo in lavo. Magma je tekoča kamnina v ustju vulkana. lava - tokovi kamnin po pobočju vulkana. Vulkanske gore tvorijo iz ohlajene lave
Na Zemlji je približno 600 aktivnih vulkanov. Oblikujejo se tam, kjer se zemeljska skorja razcepi z razpokami, tesno se nahajajo plasti staljene magme. Visok pritisk ga dvigne. Vulkani so kopenski in podvodni.
Vulkan je gora s kanalki se konča z luknjo - krater... Mogoče je stranski kanali... Skozi kanal vulkana tekoča magma vstopi na površino iz rezervoarja magma in tvori pretoke lave. Če se lava ohladi v kraterju vulkana, potem nastane čep, ki pod vplivom tlaka plina lahko eksplodira in osvobodi pot sveži magmi (lavi). Če je lava dovolj tekoča (v njej je veliko vode), potem hitro steče po pobočju vulkana. Gosta lava teče počasi in zamrzne, kar poveča višino in širino vulkana. Temperatura lave lahko doseže 1000-1300 ° C in se premika s hitrostjo 165 m / s.
Vulkansko delovanje pogosto spremlja sproščanje velikih količin pepela, plinov in vodne pare. Pred izbruhomnad vulkanom lahko stolpec izpustov doseže več deset kilometrov višine. Po izbruhu se namesto gore lahko oblikuje velikanski krater z brbotajočim jezerom lave v notranjosti - kaldera.
Vulkani se tvorijo v potresno aktivnih conah: na mestih stika litosfernih plošč. V napakah se magma približa površju Zemlje, topi kamnine in tvori vulkanski kanal. Ujeti plini povečajo pritisk in potisnejo magmo na površino.
Lupina zgradbe Zemlje. Fizično stanje (gostota, tlak, temperatura), kemična sestava, gibanje potresnih valov v notranjosti Zemlje. Kopenski magnetizem. Viri notranje energije planeta. Starost Zemlje. Geohronologija.
Zemlja ima, tako kot drugi planeti, zgradbo lupine. Ko potresni valovi (vzdolžni in prečni) prehajajo skozi telo Zemlje, se njihove hitrosti na nekaterih globinskih nivojih opazno (in naglo) spremenijo, kar kaže na spremembo lastnosti medija, ki ga valovi prehajajo. Sodobne predstave o porazdelitvi gostote in tlaka znotraj Zemlje so podane v tabeli.
Spreminjanje gostote in tlaka z globino znotraj Zemlje
(S. V. Kalesnik, 1955)
|
Globina, km |
Gostota, g / cm 3 |
Tlak, v milijonih atm |
Iz tabele je razvidno, da v središču Zemlje gostota doseže 17,2 g / cm 3 in da se spreminja s posebno ostrim skokom (od 5,7 do 9,4) na globini 2900 km in nato na globini 5 tisoč km. Prvi skok omogoča ločitev gostega jedra, drugi pa - razdelitev tega jedra na zunanji (2900-5000 km) in notranji (od 5 tisoč km do središča) dele.
Odvisnost hitrosti vzdolžnih in strižnih valov od globine
|
Globina, km |
Vzdolžna hitrost vala, km / s |
Hitrost strižnega vala, km / s |
|
60 (zgoraj) | ||
|
60 (spodaj) | ||
|
2900 (zgoraj) | ||
|
2900 (spodaj) | ||
|
5100 (zgoraj) | ||
|
5100 (spodaj) | ||
Tako sta v bistvu dve ostri prekinitvi hitrosti: na globini 60 km in na globini 2900 km. Z drugimi besedami, zemeljska skorja in notranje jedro sta jasno ločena. V pasu, vmesnem med njimi, pa tudi v notranjosti jedra, obstaja le sprememba hitrosti povečanja hitrosti. Prav tako se vidi, da je Zemlja v trdnem stanju do globine 2900 km, od takrat prečni elastični valovi (strižni valovi) prosto prehajajo skozi to debelino, ki lahko sam nastane in se razširi v trdnem mediju. Prehajanja prečnih valov skozi jedro ni bilo opaziti, kar je dalo razlog, da smo ga ocenili kot tekočega. Vendar zadnji izračuni kažejo, da je strižni modul v jedru majhen, vendar še vedno ni enak nič (kot je značilno za tekočino) in je zato zemeljsko jedro bližje trdnemu kot tekočemu stanju. Seveda v tem primeru pojmov "trdna" in "tekočina" ne moremo enačiti z analognimi pojmi, ki se uporabljajo za agregatna stanja snovi na zemeljski površini: visoke temperature in ogromni pritiski prevladujejo znotraj Zemlje.
Tako se v notranji zgradbi Zemlje ločijo zemeljska skorja, plašč in jedro.
Zemljina skorja - prva lupina Zemljinega trdnega telesa ima debelino 30-40 km. Po prostornini je 1,2% prostornine Zemlje, po masi - 0,4%, povprečna gostota je 2,7 g / cm 3. Sestoji pretežno iz granitov; sedimentne kamnine v njej so podrejenega pomena. Granitna lupina, v kateri imata silicij in aluminij ogromno vlogo, se imenuje "sialna" ("sial"). Zemeljska skorja je od plašča ločena s potresnim odsekom, imenovanim meja Moho, iz imena srbskega geofizika A. Mohorovičiča (1857–1936), ki je odprl ta »potresni odsek«. Ta meja je jasna in jo opazimo v vseh krajih Zemlje v globinah od 5 do 90 km. Moho odsek ni le meja med skalami različnih vrst, ampak je ravnina faznega prehoda med eklogiti in gabbro plaščem in bazenskimi bazalti. Med prehodom iz plašča v skorjo se tlak zniža, tako da se gabbrosi pretvorijo v bazalte (silicij, aluminij + magnezij - "sima" - silicij + magnezij). Prehod spremlja povečanje prostornine za 15% in s tem zmanjšanje gostote. Mohova površina velja za spodnjo mejo zemeljske skorje. Pomembna značilnost te površine je, da je na splošno podobna zrcalni sliki reliefa zemeljskega površja: pod oceani je višja, pod celinskimi ravnicami spodaj, pod najvišjimi gorami se potopi pod vse (to so tako imenovane korenine gora).
Obstajajo štiri vrste zemeljske skorje, ustrezajo štirim največjim oblikam zemeljske skorje. Prva vrsta se imenuje celina, njegova debelina je 30-40 km, pod mladimi gorami se poveča na 80 km. Ta vrsta skorje se v reliefu ujema s kontinentalnimi izrastki (vključen je tudi rob podmornice celine). Najpogostejša delitev je na tri plasti: sedimentni, granitni in bazaltni. Sedimentna plast, debeline do 15-20 km, težko plastne usedline(prevladujejo gline in skrilavci, peščene, karbonatne in vulkanske kamnine so široko zastopane). Granitni sloj (debelina 10–15 km) sestavljajo metamorfne in magnetne kisle kamnine z vsebnostjo kremena več kot 65%, podobne lastnosti v granitu; najbolj razširjeni so gneisi, granodioriti in dioriti, graniti, kristalni škrilci). Spodnja plast, najbolj gosta, debeline 15–35 km, je dobila ime bazaltzaradi podobnosti bazaltom. Povprečna gostota celinske skorje je 2,7 g / cm 3. Med granitno in bazaltno plastjo leži meja Konrad, imenovana po avstrijskem geofiziku, ki jo je odkril. Imena plasti - granit in bazalt - so poljubna, podana so glede na hitrosti potresnih valov. Sodobno ime plasti je nekoliko drugačno (E. V. Khain, M. G. Lomize): drugi sloj se imenuje granit metamorfni, ker v njem skoraj ni granitov, sestavljen je iz gneisov in kristalnih škrilcev. Tretja plast je granulitno bazična, tvorijo jo visoko metamorfozirane kamnine.
Druga vrsta zemeljske skorje - prehodni ali geosinklinalni -ustreza prehodnim območjem (geosinklini). Prehodna območja se nahajajo ob vzhodnih obalah evrazijske celine, ob vzhodni in zahodni obali Severne in Južne Amerike. Imajo naslednjo klasično strukturo: porečje obrobnega morja, otoški loki in globokomorni jarek. Pod bazami morij in globokomorskih jarkov ni granitne plasti, zemeljska skorja je sestavljena iz sedimentne plasti povečane debeline in bazalta. Granitna plast se pojavlja le v otočnih lokih. Povprečna debelina geosinklinalnega tipa zemeljske skorje je 15-30 km.
Tretja vrsta je oceanskizemeljska skorja, ustreza oceanskemu dnu, debelina skorje je 5-10 km. Ima dvoslojno strukturo: prva plast je sedimentna, ki jo tvorijo gline-silicijevo-karbonatne kamnine; drugi sloj je sestavljen iz osnovnih magmatskih kamnin (gabro). Med sedimentno in bazaltno plastjo ločimo vmesni sloj, ki ga sestavljajo bazaltne lave z vmesnimi sloji sedimentnih kamnin. Zato včasih govorijo o troslojni strukturi oceanske skorje.
Četrti tip je riftogenizemeljska skorja, značilna je za sredoceanske grebene, njena debelina je 1,5-2 km. V sredoceanskih slemenih se skalne plaščice približajo površju. Debelina sedimentne plasti je 1-2 km, bazaltna plast je v razkošnih dolinah iztisnjena.
Obstajata pojma "skorja" in "litosfera". Litosfera - kamnita lupina Zemlje, ki jo tvorita zemeljska skorja in del zgornjega plašča. Njegova debelina je 150-200 km, omejena z astenosfero. Le zgornji del litosfere se imenuje skorja.
Ogrinjalo po prostornini je 83% Zemljinega obsega in 68% njegove mase. Gostota snovi se poveča na 5,7 g / cm 3. Na meji z jedrom se temperatura poveča na 3800 0 С, tlak - do 1,4 x 10 11 Pa. Zgornja odeja se odlikuje do globine 900 km, spodnja pa do 2900 km. V zgornjem plašču je globina 150-200 km prisotna astenosferna plast. Astenosfera (Grško asthenes - šibek) - plast zmanjšane trdote in trdnosti v zgornjem plašču Zemlje. Astenosfera je glavni vir magme, v njej so žarišča hranjenja vulkanov in prihaja do premikanja litosfernih plošč.
Jedro zavzema 16% prostornine in 31% mase planeta. Temperatura v njej doseže 5000 0 C, tlak 37 x 10 11 Pa, gostota 16 g / cm 3. Jedro je razdeljeno na zunanje, do globine 5100 km in notranje. Zunanje jedro je staljeno in je sestavljeno iz železa ali metaliziranih silikatov, notranje jedro je trdno, železo-nikelj.
Masa nebesnega telesa je odvisna od gostote snovi, masa določa dimenzije Zemlje in silo gravitacije. Naš planet ima dovolj velikosti in teže, da zadrži hidrosfero in atmosfero. Metalizacija snovi se dogaja v Zemljinem jedru, kar povzroča nastanek električnih tokov in magnetosfere.
Okoli Zemlje obstajajo različna polja, najpomembnejši vpliv na GO imajo gravitacijska in magnetna polja.
Gravitacijsko polje na Zemlji je gravitacijsko polje. Gravitacija je rezultat sile med gravitacijo in centrifugalno silo, ki nastane ob vrtenju Zemlje. Centrifugalna sila doseže svoj maksimum na ekvatorju, toda tudi tu je majhna in znaša 1/288 sile teže. Moč gravitacije na zemlji je v glavnem odvisna od sile teže, na katero vpliva porazdelitev mase znotraj zemlje in na površini. Sila gravitacije deluje povsod na tleh in je usmerjena vzdolž rova \u200b\u200bna površino geoida. Moč gravitacijskega polja se enakomerno zmanjša od polov na ekvatorju (na ekvatorju je centrifugalna sila večja), od površine navzgor (na nadmorski višini 36.000 km je enaka nič) in od površine navzdol (v središču Zemlje je sila teže enaka nič).
Normalno gravitacijsko polje Zemlja se imenuje tako, da bi imela zemlja, če bi imela obliko elipsoida z enakomerno porazdelitvijo mas. Intenzivnost realnega polja v določeni točki se razlikuje od običajnega, pojavi se anomalija gravitacijskega polja. Anomalije so lahko pozitivne ali negativne: gorske verige ustvarjajo dodatno maso in bi morale povzročiti pozitivne anomalije, oceanska korita, nasprotno - negativne. Toda v resnici je zemeljska skorja v izostatičnem ravnovesju.
Izostazija (iz grškega isostasios - enaka teža) - uravnavanje trde, relativno lahke zemeljske skorje s težjim zgornjim plaščem. Teorijo ravnotežja je leta 1855 predstavil angleški znanstvenik G.B. Zračno. Zaradi izostazije presežek mas nad teoretično ravnovesno stopnjo ustreza njihovemu pomanjkanju na dnu. To se izraža v dejstvu, da se na določeni globini (100–150 km) v sloju astenosfere snov pretaka v tista mesta, kjer na površini primanjkuje mas. Le pod mladimi gorami, kjer še ni bilo odškodnine, opazimo šibke pozitivne anomalije. Vendar je ravnovesje nenehno moteno: sedimenti se odlagajo v oceanih, dno oceanov pa se pod njihovo težo spusti. Po drugi strani se gore sesujejo, njihova višina se zmanjšuje, kar pomeni, da se tudi masa zmanjšuje.
Sila gravitacije ustvarja lik Zemlje, je ena vodilnih endogenih sil. Zahvaljujoč njej padajo atmosferske padavine, tečejo reke, oblikujejo se obzorja podzemne vode, opazujemo pobočne procese. Največja višina gora se razloži s silo gravitacije; verjame se, da na naši Zemlji ne more biti gora višjega od 9 km. Sila gravitacije drži plinske in vodne lupine planeta. V ozračje planeta zapustijo le najlažje molekule - vodik in helij. Tlak mase snovi, ki se realizira v procesu gravitacijske diferenciacije v spodnjem plašču, skupaj z radioaktivnim razpadom ustvarja toplotno energijo - vir notranjih (endogenih) procesov, ki prestrukturirajo litosfero.
Toplotni režim površinske plasti zemeljske skorje (v povprečju do 30 m) ima temperaturo, določeno s sončno toploto. to heliometrična plastpri sezonskih nihanjih temperature. Spodaj je še tanjše obzorje konstantne temperature (približno 20 m), ki ustreza povprečni letni temperaturi opazovalnega mesta. Pod konstantno plastjo se temperatura povečuje z globino - geotermalna plast... Za količinsko določitev obsega tega povečanja za dva medsebojno povezana koncepta. Pokliče se sprememba temperature pri poglabljanju 100 m v tla geotermalni gradient (se giblje od 0,1 do 0,01 0 С / m in je odvisna od sestave kamnin, pogojev njihovega nastanka), in razdalje vzdolž vodovoda, ki mora iti globlje, da pride do dviga temperature 10 °, imenujemo geotermalna faza (znaša od 10 do 100 m / 0 С).
Kopenski magnetizem - lastnost Zemlje, ki določa obstoj magnetnega polja okoli nje, ki ga povzročajo procesi, ki se dogajajo na meji jedra-plašča. Človeštvo je prvič izvedelo, da je Zemlja magnet po delih W. Hilberta.
Magnetosfera - območje skoraj zemeljskega prostora, napolnjenega z nabitimi delci, ki se gibljejo v zemeljskem magnetnem polju. Od medplanetarnega prostora je ločen z magnetopavzo. To je zunanji rob magnetosfere.
Tvorba magnetnega polja temelji na notranjih in zunanjih razlogih. Stalno magnetno polje nastaja z električnimi tokovi v zunanjem jedru planeta. Sončni telesni tokovi tvorijo izmenično magnetno polje Zemlje. Magnetni zemljevidi omogočajo vizualni prikaz stanja magnetnega polja Zemlje. Magnetne kartice sestavljajo petletno obdobje - magnetna doba.
Zemlja bi imela normalno magnetno polje, če bi bila enakomerno namagnizirana sfera. V prvem približku je zemlja magnetni dipol - to je palica, katere konci imajo nasprotne magnetne pola. Točke presečišča magnetne osi dipola z zemeljsko površino imenujemo geomagnetnih polov... Geomagnetni poli ne sovpadajo z geografskimi in se počasi premikajo s hitrostjo 7-8 km / leto. Odstopanja realnega magnetnega polja od normalnega (teoretično izračunanega) imenujemo magnetne anomalije. Lahko so globalne (vzhodnobibirske ovalne), regionalne (KMA) in lokalne, povezane s tesnim pojavljanjem magnetnih kamnin na površje.
Za magnetno polje so značilne tri količine: magnetna deklinacija, magnetni naklon in jakost. Magnetna deklinacija - kot med geografskim poldnevnikom in smerjo magnetne igle. Deklinacija je vzhodna (+), ko severni konec igle kompasa odstopa vzhodno od geografske, in zahodna (-), ko igla kompasa odstopa proti zahodu. Magnetni naklon - kot med vodoravno ravnino in smerjo magnetne igle, obešene na vodoravni osi. Nagib je pozitiven, kadar je severni konec puščice usmerjen navzdol, in negativen, ko je severni konec navzgor. Magnetni naklon se giblje od 0 do 90 0. Za jakost magnetnega polja je značilno: napetost. Moč magnetnega polja je nizka, na ekvatorju 20-28 A / m, na pola pa 48-56 A / m.
Magnetosfera je kapljična. Na strani, ki je obrnjena proti Soncu, je njen polmer enak 10 zemeljskih polmerov, na nočni strani se pod vplivom "sončnega vetra" poveča na 100 polmerov. Oblika je posledica vpliva sončnega vetra, ki se ob trku z magnetosfero Zemlje pretaka okoli nje. Napolnjeni delci, ki dosežejo magnetosfero, se začnejo premikati po magnetnih silah in obliki sevalni pasovi.Notranji sevalni pas je sestavljen iz protonov in ima največjo koncentracijo na nadmorski višini 3500 km nad ekvatorjem. Zunanji pas tvorijo elektroni in segajo do 10 polmerov. Na magnetnih polah se višina sevalnih pasov zmanjšuje, tu so območja, v katerih nabito delci vdirajo v ozračje, ionizirajo pline v atmosferi in povzročajo aurore.
Geografski pomen magnetosfere je zelo velik: Zemljo ščiti pred telesnim sončnim in kozmičnim sevanjem. Iskanje mineralov je povezano z magnetnimi anomalijami. Magnetne sile pomagajo turistom in ladjam pri navigaciji v vesolju.
Starost Zemlje. Geohronologija.
Zemlja je nastala kot hladno telo iz kopičenja trdnih delcev in teles, podobnih asteroidom. Med delci so bili radioaktivni. Ko so enkrat na Zemlji, so se tam razkrojile s sproščanjem toplote. Medtem ko so bile dimenzije Zemlje majhne, \u200b\u200bje toplota zlahka prehajala v medplanetarni prostor. Toda s povečanjem volumna Zemlje je proizvodnja radioaktivne toplote začela presegati njeno uhajanje, nabirala je in segrevala črevesje planeta in jih pripeljala v zmehčano. Plastično stanje, ki je odprlo priložnosti za gravitacijsko diferenciacijo materije- plavanje lažjih mineralnih mas na površino in postopno spuščanje težjih - v središče. Intenzivnost diferenciacije je oslabljena z globino, ker v isti smeri se je zaradi povečanja tlaka povečala viskoznost snovi. Zemeljsko jedro ni bilo zajeto z diferenciacijo, ohranilo je prvotno silikatno sestavo. A se je zaradi najvišjega tlaka, ki presega milijon atmosfer, močno stisnil.
Starost Zemlje se ugotovi z radioaktivno metodo, nanese pa se lahko le na kamnine, ki vsebujejo radioaktivne elemente. Če predpostavimo, da je ves argon na Zemlji produkt razpada kalija-49, potem bo starost Zemlje vsaj 4 milijarde let. Izračuni O.Yu. Schmidt podaja še višjo vrednost - 7,6 milijarde let. V IN. Za izračun starosti Zemlje je Baranov vzel razmerje med sodobnimi količinami urana-238 in aktinouranom (uran-235) v kamninah in mineralih ter dobil starost urana (snovi, iz katere je planet kasneje nastal), 5-7 milijard let.
Tako se starost Zemlje določi v razponu od 4-6 milijard let. Zgodovino razvoja zemeljskega površja je bilo doslej mogoče na splošno neposredno rekonstruirati šele od tistih časov, iz katerih so preživele najstarejše kamnine, torej v približno 3 - 3,5 milijarde let (Kalesnik S.V.).
Zgodovina Zemlje je običajno prepolovljena aeon: kriptoza(skrita in življenje: brez ostankov skeletne favne) in fanerozoika(izrecno in življenje) . Kriptoza vključuje dve doba: arhejska in proterozojska.Phanerozoic zajema zadnjih 570 milijonov let, odlikuje ga paleozojska, mezozojska in kenozojska obdobja,ki jih nato delimo s obdobja.Pogosto se pokliče celotno obdobje pred fanerozojem predkambrijski(Cambrian - prvo obdobje paleozojske dobe).
Obdobja paleozojske dobe:
Obdobja mezozojske dobe:
Obdobja kenozojske dobe:
Paleogen (epohe - paleocen, eocen, oligocen)
Neogen (epohe - miocen, pliocen)
Kvartar (epohe - pleistocen in holocen).
Sklepi:
1.Osnova vseh manifestacij notranjega življenja Zemlje je preoblikovanje toplotne energije.
2. V zemeljski skorji se temperatura povečuje z odmikom od površine (geotermalni gradient).
3. Toplota Zemlje kot vir razpada radioaktivnih elementov.
4. Gostota Zemljine snovi narašča z globino od 2,7 na površini do 17,2 v osrednjih delih. Tlak v središču Zemlje doseže 3 milijone atm. Gostota se naglo poveča v globinah 60 in 2900 km. Od tod tudi zaključek - Zemlja je sestavljena iz koncentričnih lupin, ki se obdajajo.
(5) Skorjo sestavljajo večinoma kamnine, kot so graniti, ki jih prekrivajo kamnine, kot so bazalti. Starost zemlje je določena na 4-6 milijard let.
Ne pozabite! Kaj veste o notranji zgradbi Zemlje, o vrstah zgradbe zemeljske skorje? Kaj so platforme in geosinkroni? Kakšne so razlike med starodavno in mlado platformo? S pomočjo zemljevida "Struktura Zemljine skorje" v atlasu "Geografija celin in oceanov" določite vzorce lokacije starodavnih plošč in zložljivih pasov različnih starosti. Kaj veste o reliefu, gorah in ravnicah, pod vplivom kakšnih procesov nastane relief Zemlje?
Zemlja ima zapleteno notranjo strukturo. O zgradbi Zemlje presojamo predvsem na podlagi potresnih podatkov - po hitrosti širjenja valov, ki izhajajo iz potresov. Neposredna opazovanja so mogoča le do majhne globine: najgloblji vodnjaki so prevozili nekaj več kot 12 km zemljine debeline (Kola je zelo globoka).
V strukturi Zemlje ločimo tri glavne plasti (slika 15): zemeljsko skorjo, plašč in jedro.
Slika: 15. Notranja zgradba Zemlje:
1 - zemeljska skorja, 2 - plašč, 3 - astenosfera 4 - jedro
Zemljina skorja na Zemljini lestvici je tanek film. Njegova povprečna debelina je približno 35 km.
Ogrinjalo sega do globine 2900 km. Znotraj plašča, na globini 100–250 km pod celinami in 50–100 km pod oceani, se začne plast povečane plastičnosti snovi blizu taljenja, t.i. astenosfera. Podnožje astenosfere se nahaja na globinah približno 400 km. Zemeljska skorja skupaj z zgornjim trdnim slojem plašča nad astenosfero se imenuje litosfera (iz grške lithos - kamen). Litosfera je v nasprotju z astenosfero razmeroma krhka lupina. Z globokimi napakami ga razbijejo v velike bloke, imenovane litosferne plošče. Plošče se počasi premikajo po astenosferi v vodoravni smeri.
Jedro se nahaja v globinah od 2900 do 6371 km, t.j. polmer jedra je več kot polovica polmera Zemlje. Glede na seizmološke podatke predvidevamo, da so snovi v zunanjem delu jedra v staljenem gibljivem stanju in da v njem nastanejo električni tokovi zaradi vrtenja planeta, ki ustvarjajo zemeljsko magnetno polje; notranjost jedra je trdna.
Tlak in temperatura naraščata z globino, ki v jedru po izračunih znaša približno 5000 ° C.
Plasti Zemlje imajo drugačno materialno sestavo, kar je povezano z diferenciacijo primarne hladne snovi planeta v pogojih njegovega močnega segrevanja in delnega taljenja. Domnevamo, da so v tem primeru težji elementi (železo, nikelj itd.) "Potonili", medtem ko je relativno lahka (silicij, aluminij) "plavala". Prvi so tvorili jedro, drugi - zemeljska skorja. Plini in vodna para so se hkrati sproščali iz taline, kar je tvorilo primarno atmosfero in hidrosfero.
Starost Zemlje in geološka kronologija
Absolutna starost Zemlje se po sodobnih konceptih vzame 4,6 milijarde let. Starost najstarejših kamnin Zemlje - granitnih gneisov, ki jih najdemo na kopnem, je približno 3,8-4,0 milijarde let.
Dogodke geološke preteklosti v svojem kronološkem zaporedju predstavlja en sam mednarodni geohronološka lestvica (Tabela 1). Njeni glavni začasni oddelki so obdobji: arhejski, proterozojski, paleozojski, mezozojski, kenozojski. Imenuje se najstarejši interval geološkega časa, vključno z arhejskim in proterozojskim predkambrijski. Zajema ogromno časovno obdobje - skoraj 90% celotne geološke zgodovine Zemlje. Nadalje izpostavljeno paleozoik ("Starodavno življenje") (od 570 do 225-230 milijonov let), mezozoik ("Povprečno življenjsko dobo") (od 225 do 230 do 65-67 milijonov let) in cenozoik ("Novo življenje") dobe (od 65-67 milijonov let do danes). Manjši časovni intervali so razporejeni v obdobjih - obdobja.
N. Kelder v svoji knjigi "Nemirna zemlja" (Moskva, 1975) za vizualno predstavitev geološkega časa poda tako zanimivo primerjavo: "Če za eno leto konvencionalno vzamemo megastune (10 8 let), bo starost našega planeta enaka 46 let. Biografi o prvih sedmih letih njenega življenja ne vedo nič. Podatki, ki se nanašajo na poznejše "otroštvo", so zapisani v najstarejših skalah Grenlandije in Južne Afrike ... Večina informacij iz zgodovine Zemlje, vključno s tako pomembnim trenutkom, kot je nastanek življenja, se nanaša na zadnjih šest let ... Do 42. leta so bile njegove celine praktično brez življenja. V 45. letu življenja je ravno pred letom dni Zemljo krasila bujna vegetacija. Takrat med
Tabela 1.
Geohronološka lestvica
| Era | |||
| (nadaljevano- | Obdobja | Zložljivo | Tipični organizmi |
| ness, milijon let) | |||
| Kenozoik | Kvartar | Videz človeka | |
| (65+3) | Neogeni | Kenozoik | Razcvet favne sesalcev |
| (alpski) | kopanje in ptice | ||
| Paleogen | Heyday pokrit | ||
| semenske rastline | |||
| Mezozoik | Kredo | Mezozoik | Videz ptic |
| (170+5) | Jurski | Hej, velikan | |
| plazilci | |||
| Triasno | Razcvet gimnospermov | ||
| rastline | |||
| Paleozoika | Permsko | Počasni paleo- | Morski koral, |
| (340+10) | Zoyskaya (hercinsko- | trilobiti, veliki | |
| nebo) | dvoživke | ||
| Kamniti premog | |||
| ny | |||
| Devonski | Zgodnji paleo- | Cvetenje limfoidov | |
| Silurian | zoyskaya (kale- | in praproti | |
| Don) | |||
| Ordovicij | |||
| Kambrijski | |||
| Baikal | |||
| Proterozoika | Modro-zelene alge, primitivne morske živali | ||
| (~2000) | Splošno sprejeto | ||
| enot | |||
| Archaea | ne | ||
| (~ 2000) |
na živalih so prevladovali velikanski plazilci, zlasti dinozavri. Približno v istem obdobju pade tudi začetek razpada zadnjega velikanskega superkontinenta.
Dinozavri so izginili z obraza Zemlje pred osmimi meseci. Nadomeščale so jih bolj organizirane živali - sesalci. Nekje sredi prejšnjega tedna je na afriškem ozemlju prišlo do preobrazbe nekaj velikih opic v ljudi, ki so podobni opicam, konec istega tedna pa je na Zemljo zadel niz zadnjih veličastnih poledenj. Nekaj \u200b\u200bveč kot štiri ure so minile, odkar je nov rod visoko organiziranih živali, v nadaljevanju Homo sapiens, začel pridobivati \u200b\u200bhrano zase z lovom na divje živali; in le eno uro šteje svoje izkušnje s kmetovanjem in prehodom na sedeči način življenja. Razcvet industrijske moči človeške družbe pade na zadnji trenutek ... ".
Sestava in zgradba zemeljske skorje
Zemeljska skorja je sestavljena iz magnetnih, sedimentnih in metamorfnih kamnin. Neglede skale nastanejo med izbruhom magme iz globokih območij Zemlje in njenim strjevanjem. Če magma prodre v zemeljsko skorjo in se v globinskih razmerah počasi strdi, vsiljive kamnine (granit, gabro itd.), ko se izlije in se hitro strdi na površini - izliv (bazalt, vulkanski tuf itd.). Z magnetnimi kamninami je povezanih veliko mineralov: titan-magnezij, krom, bakro-nikelj in druge rude, apatiti, diamanti itd.
Sedimentne kamnine nastajajo neposredno na zemeljskem površju na različne načine: bodisi zaradi vitalne aktivnosti organizmov - organogene kamnine (apnenec, kreda, premog itd.) ali med uničenjem in naknadnim odlaganjem različnih kamnin - klastične kamnine (glina, pesek, ilovice balvana itd.) ali zaradi kemičnih reakcij, ki se običajno pojavljajo v vodnem okolju - kemične kamnine(boksiti, fosforiti, soli, rude nekaterih kovin itd.). Številne sedimentne kamnine so dragoceni minerali: nafta, plin, premog, šota, boksit, fosforiti, soli, železove in manganove rude, različni gradbeni materiali itd.
Metamorfne kamnine nastanejo kot posledica sprememb (metamorfizma) različnih kamnin v globini, pod vplivom visokih temperatur in pritiska, pa tudi vročih raztopin in plinov, ki se dvigajo iz plašča (gneiss, marmor, kristalni škriljasti itd.). V procesu metamorfizma kamnin nastajajo različni minerali: železo, baker, polimetal, uran in druge rude, zlato, grafit, dragi kamni, ognjevzdržni materiali itd.
Zemeljska skorja je sestavljena večinoma iz kristalnih kamnin magmatskega in metamorfnega izvora. Vendar je po sestavi, zgradbi in moči raznolik. Razlikovati dve glavni vrsti zemeljske skorje: celinska in ocean. Prvo je značilno za celine (celine), vključno z njihovimi robovi podmornice do globine 3,5–4,0 km pod gladino svetovnega oceana, drugo je značilno za oceanske bazene (oceansko dno).
Celinska skorja je sestavljen iz treh slojev: sedimentne debeline 20-25 km, granita (granit-gneiss) in bazalta. Njegova skupna debelina je približno 60-75 km v gorskih območjih, 30-40 km - na ravnicah.
Oceanska skorja tudi troslojna. Vrh je prekrit s tanko (v povprečju približno 1 km) plast ohlapnih morskih sedimentov silicijevo-karbonatne sestave. Pod njim je plast bazaltne lave. Med sedimentno in bazaltno plastjo (za razliko od celinske skorje) ni granitne plasti, kar potrjujejo številne vrtine. Tretji sloj (po podatkih o drenaži) je sestavljen iz magnetnih kamnin - večinoma gabro. Skupna debelina oceanske skorje je v povprečju 5-7 km. Ponekod na dnu Svetovnega oceana (običajno ob velikih prelomih) celo skale zgornjega plašča štrlijo na površje, kot tudi otok São Paulo ob obali Brazilije.
Tako se oceanska skorja bistveno razlikuje od celinske skorje tako po sestavi kot debelini kot tudi po starosti (ni starejša od 160-180 milijonov let). Poleg teh dveh glavnih vrst zemeljske skorje obstaja več možnosti lubje prehodnega tipa.
Celine, vključno z njihovimi podvodnimi obrobji, in oceani so največji strukturni elementi zemeljske skorje. Glavno območje v mejah pripada mirnim območjem ploščadi, manjše pa mobilnim geosinklinalnim pasom (geosinklini). Evolucija strukture zemeljske skorje je potekala predvsem od geosinklin do ploščadi. Toda deloma se ta postopek izkaže za reverzibilno zaradi nastanka razkopov (rift - angleščina, crack, break) na ploščadih, njihovega nadaljnjega odpiranja (na primer Rdečega morja) in preobrazbe v ocean.
Geosinkroni - obsežna mobilna, zelo razrezana območja zemeljske skorje s tektonskimi premiki različnih intenzitet in smeri. V razvoju geosinklin sta dve glavni fazi.
Prva - glavna faza glede trajanja - značilna potopitev in morske razmere. Hkrati se v globokem morju, vnaprej določenem z globokimi prelomi, nabere debela (do 15-20 km) debelina sedimentnih in vulkanskih kamnin. Izliv lave, pa tudi vdori in strjevanja v različnih globinah magme so najbolj značilni za notranje dele geosinklin. Tu se metamorfizem močneje manifestira in se posledično zloži. V obrobnih delih geosinkline se kopičijo predvsem sedimentni sloji, magmatizem je oslabljen ali celo odsoten.
Druga faza v razvoju geosinklajn - krajše trajanje - značilno z intenzivnimi premiki navzgor, ki jih najnovejše tektonske hipoteze povezujejo s konvergenco in trkom litosfernih plošč. Zaradi bočnega pritiska se kamnine močno strpijo v zapletene pregibe in vdor magme s tvorbo večinoma granita. Hkrati se primarna tanka oceanska skorja zaradi različnih deformacij kamnin, magmatizma, metamorfizma in drugih procesov spremeni v bolj zapleteno po sestavi, močno in togo kontinentalna (kontinentalna) skorja. Zaradi dviga ozemlja se morje umika, najprej se oblikujejo arhipelag vulkanskih otokov, nato pa zapletena zložena gorska država.
Kasneje se skozi več deset - sto milijonov let gore uničijo, del zemljine skorje na velikem območju je prekrit s pokrovom sedimentnih kamnin in se spremeni v ploščad.
Platforme - obsežni, najbolj stabilni, predvsem ravni bloki zemeljske skorje. Običajno imajo nepravilno poligonalno obliko zaradi velikih napak. Platforme imajo običajno celinsko ali oceansko skorjo in so zato razdeljene na kopnoin ocean. Ustrezajo osnovnim ravnim stopnicam reliefa zemeljske površine na kopnem in oceanskem dnu. Platforme kopnega imajo dvotirno strukturo. Spodnji sloj se imenuje temelj. Sestavljen je iz zdrobljenih metamorfnih kamnin, prežetih z utrjeno magmo, ki so jih prelomi razbili v bloke. Temelj je nastal na geosinklinalni stopnji razvoja. Zgornji sloj - sedimentni pokrov - sestavljen večinoma iz sedimentnih kamnin poznejše dobe, ki ležijo relativno vodoravno. Oblikovanje platnice ustreza stopnji razvoja platforme.
Imenujejo se območja ploščadi, kjer je temelj potopljen do globine pod sedimentnim pokrovom plošče. Zasedajo večji del območja ploščadi. Kličejo se kraji, kjer se kristalni klet izliva na površje ščiti. Razlikovati med starodavno in mlado platformo. Predvsem se razlikujejo v starosti zložene kleti: v starodavnih ploščadih so jo oblikovali v predkambriju, pred več kot 1,5 milijarde let, na mladih platformah, v paleozoju.
Na Zemlji je devet velikih starodavnih predkambrijskih platform. Severnoameriške, vzhodnoevropske in sibirske platforme tvorijo severno vrsto, južnoameriško, afriško-arabsko, hindustansko, avstralsko in antarktično - južno vrsto. Do sredine mezozoika so bile ploščadi južne vrste del ene same superkontinenta Gondvana. Vmesni položaj je Kitajska platforma. Menijo, da so vse starodavne platforme drobci ogromne enojne predkambrijske celinske skorje - Pangea.
Starodavne platforme so najbolj stabilni bloki v sestavi celin, zato so njihova osnova, tog okvir. Ločena sta pet geosinklinalnih pasov, nastala na koncu predkambrijcev v povezavi z razcepom Pangee. Trije od njih - severni Atlantik, Arktik in Ural-Okhotsk, so svoj razvoj zaključili predvsem na paleozoju. Dva - sredozemska (alpsko-himalajska) in pacifiška - delno nadaljujeta svoj razvoj v moderni dobi.
Znotraj geosinklinalnih pasov so se različni deli dokončali v različnih tektonskih epohah. V geološki zgodovini zadnjih milijard let je bilo več tektonski cikli (epohe): Baikal cikel, datiran do konca proterozoika - začetka paleozoika (1000–550 milijonov let v absolutni kronologiji), koledonski -zgodnji paleozoik (550–400 milijonov let), hercinsko- paleozojski sloj (400–210 milijonov let), mezozoik (210–100 milijonov let) in kenozojska, ali alpski (100 milijonov let - do danes). V skladu s tem na kopnem oddajajo območja bajkalne, kaledonske, hercijanske, mezozojske in kenozojske (alpske) zgibanja. Pogosto jih imenujejo bajkalni, kaledonski in drugi zloženi pasovi.
Pogoji pojavljanja kamnin znotraj zemeljske skorje se odražajo v pregledu tektonski zemljevid sveta. Na njem se ločijo območja, katerih oblikovanje zložene strukture je bilo zaključeno v različnih fazah zlaganja. Bolje so proučene in bolj zanesljivo prikazane znotraj zemljišča. Starodavne platforme in zložljivi pasovi (območja) različnih starosti so upodobljeni v določenih barvah. Starodavne platforme (devet velikih in več majhnih) so pobarvane v rdečkastih tonih: svetlejše - na ščitih, manj svetle - na ploščah. Področja Baikalne zložljivosti so prikazana v modro-modri barvi, kaledonsko - lila, hercinsko - rjava, mezozojska - zelena in kenozojska - rumena.
Na območjih bajkalskega, kaledonskega in hercijanskega pregiba so bile pozneje znatno uničene gorske strukture. Na velikih območjih se je izkazalo, da so njihove zložene strukture od zgoraj pokrite s celinskimi in plitvimi morskimi sedimentnimi kamninami in pridobile stabilnost. V olajšanju so izražene s planjavami. To so t.i. mlade platforme (na primer zahodno sibirsko, turansko itd.) Na tektonskem zemljevidu so upodobljeni v svetlejših odtenkih glavne barve zložljivega pasu, znotraj katerega se nahajajo. Mlade platforme, v nasprotju s starodavnimi, ne tvorijo izoliranih masivov, temveč se opirajo na starodavne platforme.
Iz primerjave fizičnih in tektonskih zemljevidov sveta izhaja, da gore v glavnem ustrezajo premičnim zloženim pasom različnih starosti, ravnine - starodavnim in mladim ploščam.
Koncept olajšanja. Procesi oblikovanja geoloških reliefov
Sodobni relief je kombinacija neravnine zemeljske površine različnih lestvic. Imenujejo jih kopenske oblike. Relief je nastal kot rezultat interakcije notranjih (endogenih) in zunanjih (eksogenih) geoloških procesov.
Oblike pomoči so različne po velikosti, strukturi, izvoru, zgodovini razvoja itd. konveksne (pozitivne) oblike zemlje (gorsko območje, višina, hrib itd.) in konkavne (negativne) oblike (intermontansko kotlino, nižino, soteske itd.).
Največje oblike reliefa - celine in oceanske depresije ter velike oblike - gore in ravnice so nastale predvsem zaradi delovanja notranjih sil Zemlje. Srednje velike in majhne reliefne oblike - rečne doline, hribi, soteske, sipine in druge, naložene na večje oblike, ustvarjajo različne zunanje sile.
Geološki procesi temeljijo na različnih virih energije. Vir notranjih procesov je toplota, ki nastane z radioaktivnim razpadom in gravitacijskim diferenciacijo snovi znotraj Zemlje. Vir energije za zunanje procese je sončno sevanje, ki se na Zemlji pretvori v energijo vode, ledu, vetra itd.
Notranji (endogeni) procesi
Z notranjimi procesi so povezani različni tektonski premiki zemeljske skorje, ki ustvarjajo glavne oblike zemeljskega reliefa, magmatizem in potrese. Tektonski premiki se kažejo v počasnih vertikalnih vibracijah zemeljske skorje, pri nastajanju nabora kamnin in prelomov.
Počasna navpična nihajna gibanja - vzpon in padec zemeljske skorje - pojavljata se neprestano in povsod, spreminjata se v času in prostoru skozi celotno geološko zgodovino. So specifične za platformo. Z njimi je povezano napredovanje morja in s tem sprememba obrisov celin in oceanov. Na primer, Skandinavski polotok se trenutno počasi dviga, vendar južna obala Severnega morja tone. Hitrost teh premikov je do nekaj milimetrov na leto.
Spodaj zložene tektonske motnje skalnih slojev upogibi plasti so mišljeni, ne da bi prekinili njihovo kontinuiteto. Sklopi se razlikujejo po velikosti, majhni pa pogosto zapletajo velike, po obliki, izvoru itd.
TO rupturirane tektonske motnje kamnitih tvorb soroditi napake. Lahko so različne po globini (bodisi znotraj zemeljske skorje, bodisi jo prerežemo in gremo v plašč do 700 km), po dolžini, trajanju razvoja, brez premika delov zemeljske skorje ali s premikanjem blokov zemeljske skorje v vodoravni in navpični smeri itd. itd.
Zložene in raztrgane deformacije (motnje) plasti zemeljske skorje na ozadju splošnega tektonskega dviga ozemlja vodijo v oblikovanje gora. Zato se gibi zgibanja in lomljenja kombinirajo pod splošnim imenom orogeni (iz grško.who - gora, genos - rojstvo), torej gibanja, ki ustvarjajo gore (orogens).
V gorskih stavbah je hitrost dviga vedno intenzivnejša od procesov uničenja in rušenja materiala.
Zloženi in prekinjeni tektonski premiki spremljajo, zlasti v gorah, magmatizem, metamorfizem kamnin in potresi.
Magmatizem je povezana predvsem z globokimi prelomi, ki prečkajo zemeljsko skorjo in gredo v plašč. Glede na stopnjo prodiranja magme iz plašča v zemeljsko skorjo ga delimo na dve vrsti: vsiljiv, ko se magma, preden doseže površino Zemlje, strdi na globini in izliv, ali vulkanizem, ko se magma prebije skozi zemeljsko skorjo in se izlije na zemeljsko površje. Hkrati se iz njega sprosti veliko plinov, začetna sestava se spremeni in spremeni v lava. Sestava lavov je zelo raznolika. Izbruhi se pojavijo bodisi vzdolž razpok (ta vrsta izbruha je prevladovala v zgodnjih fazah tvorbe Zemlje) bodisi prek ozkih kanalov na presečišču prelomov, imenovanih zračniki
Z fisurnimi izlivi, obsežni lava rjuhe (na planoti Deccan, na armenskem in etiopskem visokogorju, na srednje sibirski planoti itd.) V zgodovinskem času so se na Havajskih otokih pojavili pomembni izlivi lav, na Islandiji so zelo značilni za grebene sredoceanskega grebena.
Če se magma dviga vzdolž odprtine, se med izlivi, običajno večkratnimi, oblikujejo vzpetine - vulkani z lijakovim podaljškom na vrhu imenovanim krater. Večina vulkanov je stožčaste oblike in jih sestavljajo ohlapni produkti erupcije, prepleteni s strjeno lavo. Na primer, Klyuchevskaya Sopka, Fujiyama, Elbrus, Ararat, Vesuvius, Krakatau, Chimbaraso itd. Vulkani so razdeljeni na aktivne (obstaja jih več kot 600) in izumrli. Večina aktivnih vulkanov se nahaja med mladimi gorami kenozojskega pregiba. Veliko jih je tudi ob velikih prelomih v tektonsko mobilnih regijah, tudi na oceanskem dnu vzdolž osi sredoceanskih grebenov. Območje glavnega vulkana se nahaja ob tihi oceanski obali - Pacifični ognjeni obroč kjer je več kot 370 aktivnih vulkanov (na vzhodu Kamčatke itd.).
Na mestih, kjer je vulkanska aktivnost oslabljena, so značilni vroči vrelci, vključno s periodičnim grmenjem - gejzirji, emisije plinov iz kraterjev in razpok, ki kažejo na aktivne procese v zemeljskih globinah.
Vulkanske izbruhe omogočajo znanstvenikom, da pogledajo več deset kilometrov v globine Zemlje, da razumejo skrivnosti tvorbe številnih vrst mineralov. Osebje vulkanoloških postaj je 24 urno, da bi pravočasno napovedalo pojav vulkanskih izbruhov in preprečilo naravne nesreče, povezane z njimi. Običajno največ škode povzročijo ne toliko tokovi lave, kot tokovi blata. Nastanejo zaradi hitrega taljenja ledenikov in snega na vrhovih vulkanov in močnih padavin iz debelih oblakov do svežega vulkanskega "pepela", sestavljenega iz naplavin in prahu. Hitrost gibanja blatnih tokov lahko doseže 70 km / h in se razširi na razdaljo 180 km. Tako je lava zaradi izbruha vulkana Ruiz v Kolumbiji 13. novembra 1985 stopila na stotine tisoč kubičnih metrov snega. Nastali tokovi blata so zajeli mesto Armero s 23 tisoč prebivalci.
Tudi povezan z endogenimi procesi potresi - nenadni podzemni sunki, tresenje in premik plasti in blokov zemeljske skorje. Potresni centri so omejeni na območja prelomov. V večini primerov se središči potresa nahajajo v globini prvih deset kilometrov v zemeljski skorji. Vendar včasih ležijo v zgornjem plašču na globini 600-700 km, na primer ob tihi oceanski obali, v Karibskem morju in drugih regijah. Elastični valovi, ki nastanejo v žarišču in dosežejo površino, povzročijo nastanek razpok, nihanje navzgor in navzdol ter premik v vodoravni smeri. Tako po najbolj preučenem prelomu San Andreas v Kaliforniji (dolg več kot 1000 km poteka od Kalifornijskega zaliva do San Francisca) skupni vodoravni premik kamnin od trenutka nastanka v jurski do danes ocenjujejo na 580 km. Povprečna stopnja premika je zdaj do 1,5 cm na leto. Z njim so povezani pogosti potresi. Intenzivnost potresov se ocenjuje na 12-točkovni lestvici, ki temelji na deformacijah zemeljskih plasti in stopnji poškodb stavb. Vsako leto na Zemlji zabeležijo sto tisoč potresov, torej živimo na nemirnem planetu. S katastrofalnimi potresi se relief v nekaj sekundah spremeni, v gorah se pojavijo zemeljski plazovi in \u200b\u200bzemeljski plazovi, mesta uničijo, ljudje umrejo. Potresi na obalah in oceanih povzročajo valove - cunami. Katastrofalni potresi zadnjih desetletij vključujejo: Ashgabat (1948), Čile (I960), Taškent (1966), Mexico City (1985), Armenščina (1988). Vulkanske izbruhe spremljajo tudi potresi, vendar so ti potresi omejeni.
Zunanji (eksogeni) procesi
Poleg notranjega procesa na relief zemeljske površine hkrati vplivajo različne zunanje sile. Dejavnost katerega koli zunanjega dejavnika je sestavljena iz procesov uničenja in rušenja kamnin (denudacija) in odlaganja materiala v vdolbinah (kopičenje). Pred tem je vremenske vplive - postopek uničenja kamnin pod vplivom ostrih temperaturnih nihanj in zmrzovanja vode v kamnitih razpokah, pa tudi kemičnih sprememb njihove sestave pod vplivom zraka in vode, ki vsebujejo kisline, alkalije in sol. Pri vremenskih vplivih sodelujejo tudi živi organizmi. Obstajata dve glavni vrsti vremenskih razmer: fizični in kemična. Kot posledica preperevanja kamnin nastajajo ohlapni nanosi, ki so primerni za gibanje po vodi, ledu, vetru itd.
Glavni zunanji proces na zemeljski površini je aktivnost tekoče vode . Praktično je vseprisotna, razen polarnih regij in gora, prekritih z ledeniki, v puščavah pa je omejena. Zaradi tekoče vode nastane splošno znižanje površine pod vplivom nanosa tal in kamnin, nastajajo takšne erozijske reliefne oblike, kot so grape, požiralniki, rečne doline, pa tudi akumulativne oblike - stožci odstranjevanja požiralnikov in grapi, rečne delte.
Soteske so podolgovate vdolbine s strmimi, neprodanimi pobočji in rastočim vrhom. Ustvarjajo jih začasni potoki. Poleg naravnih dejavnikov (prisotnost pobočij, zlahka erodirana tla, močne padavine, hitro taljenje snega itd.) Človek prispeva k njihovemu nastanku s svojimi neracionalnimi dejavnostmi (čiščenje gozdov in travnikov, oranje pobočij, zlasti od vrha do dna itd.).
Grede so v nasprotju z ravnicami nehale rasti, njihova pobočja so običajno manj strma, zasedena so travniki in gozdovi. Vodovodni relief je zelo značilen za Srednjo Rusko, Volgo in druge gorice. Dominira na visokih nižinah v ZDA, planoti Ordos na Kitajskem itd. Proge in požiralniki povzročajo težave pri kmetijskem razvoju ozemlja, cestnih in drugih gradbenih del, znižujejo nivo podzemne vode in povzročajo druge negativne posledice.
V gorah, začasni blatni kamniti potoki, imenovani blatni tokovi. Vsebnost trdnih snovi v njih lahko doseže 75% celotne mase toka. Blato pretaka ogromno količino naplavin v vznožje. Pretoki so povezani s katastrofalnim uničenjem vasi, cest, jezov.
Opravljeno je veliko nenehnega, uničevalnega dela tako v gorah kot na ravnicah reke.V gorah s pomočjo medrežnih dolin in tektonskih prelomov tvorijo globoke ozke rečne doline s strmimi pobočji, kot so soteske, na katerih se razvijajo različni pobočni procesi, spuščajo gore. Na ravnicah reke izvajajo tudi aktivno delo, spodkopavajo pobočja in širijo dolino na desetine kilometrov v širino. Za razliko od gorskih rek jih imajo poplavna ravnica. Pobočja rečnih dolin v ravnicah imajo običajno poplavne terase - nekdanje poplavne ravnice, ki pričajo o občasnem rezanju rek. Poplave in rečne struge služijo kot ravni, na katere so "privezane" ravnine in požiralniki. Zato jih spuščanje povzroči rast in zarezovanje ravnic, povečanje strmine pobočij, ki so zraven njih, izpiranje tal itd.
Površinske tekoče vode v dolgem geološkem času lahko izvajajo ogromna uničevalna dela v gorah in na ravnicah. Prav z njimi je nastajanje ravnic povezano predvsem s krajem nekdaj gorskih dežel.
Določena uničujoča dela v gorah in na ravnicah so opravljena ledeniki. Zavzemajo približno 11% površine zemljišča. Več kot 98% modernega ledenikov se pojavlja na pokrovnih ledenikih Antarktike, Grenlandije in polarnih otokov, le nekaj 2% pa na gorskih ledenikih. Debelina ledenih plošč je do 2-3 km ali več. V gorah ledeniki zasedajo ravne vrhove, vdolbine na pobočjih in prepletajoče se doline. Dolinski ledeniki odstranijo z gora ves material, ki pride na njegovo površino s pobočij, in tisto, ki ga pluje, ko se giblje po ledeni dni. Material, ki ga ledenik prevaža v obliki nesortirane ilovice in peščene ilovice z balvani, tako imenovane morane, se odlaga na robu ledenika, nato pa se ob rekah, ki se začnejo ob robu ledenikov, odnese do vznožja gora.
Med največjim kvartarnim ledeništvom je bilo območje ledenikov na ravnicah trikrat večje, kot je zdaj, gorski ledeniki v subpolarnih in zmernih širinah pa so se spustili do vznožja.
Med kvartarnimi ledeniki so bila središča in območja ledeniškega nanosa skandinavska gora, Polarni Ural, severno od Skalnega gorovja, pa tudi gorja Kola, polotoka Karelija, polotok Labrador itd. Tu so ledeniško polirani izrastki trdnih kristalnih kamnin v obliki hribov, jagnjeta čela, podolgovata v smeri gibanja ledenika luknjanje vdolbinic in drugi. Južno, na razdalji 1000–2000 km od središč ledenikov, so območja ledeniških nanosov v obliki neurejenih gričevnatih in grebenskih pilotov, ki so se ohranili do današnjega časa. Posledično so na ravnicah pokrovni ledeniki opravljali ne le uničevalna, ampak tudi konstruktivna dela.
Veter je vseprisotni dejavnik na Zemlji. Vendar pa se njegovo destruktivno in konstruktivno delo najbolj celostno manifestira v puščavah. Tam je suho, vegetacije skoraj ni, veliko je ohlapnih delcev - produktov intenzivnega fizičnega vremena, zaradi močnega padca temperature čez dan. Pokliče se oblike zemlje, ki jih ustvari veter aeolski(imenovana po grškem bogu Aeolusu - gospodaru vetrov). V skalnatih puščavah veter ne izpušča le majhnih delcev, ki nastanejo pri uničevalnih postopkih. Pretok vetra brusi kamnine, jim daje bizarne oblike in jih sčasoma uničuje in izravnava površino.
V peščenih puščavah se oblikuje veter sipine - polmesečaste hribe, ki se gibljejo s hitrostjo do 50 m / leto, pa tudi grebeni, griči in druge aeolne oblike, ki jih pritrdi vegetacija. Dnevni vetrič na obalah morij in rek tvori peščene hribe - sipine (na primer na obali Biskajskega zaliva v Franciji, ob južni obali Baltskega morja, kjer so zaraščeni z borovim gozdom in heather).
V oranjih stepskih in polpuščavskih območij z nestabilno vlago niso redki prašne nevihte med katerim se zgornja plast zemlje skupaj s semeni in včasih sadikami odtrga močan veter in se odnese na deset kilometrov od mesta rušenja in se odloži pred ovirami ali v vdolbinah, kjer sila vetra popusti.
K spremembi zemeljske površine daje določen prispevek podzemna voda, raztapljanje nekaj kamnin, večna zmrzal, razbijanje valov na morskih obalah,in oseba.
Tako relief Zemlje tvorijo notranje in zunanje sile - večni antagonisti. Notranji procesi ustvarjajo glavne nepravilnosti na zemeljskem površju, zunanji procesi pa zaradi uničenja konveksnih oblik in kopičenja materiala v konkavnih oblikah ponavadi jih uničijo, izravnajo zemeljsko površje.
V strukturi našega planeta je ena zanimivost: srečamo se z najbolj zapleteno in raznoliko strukturo v površinskih plasteh zemeljske skorje; globlje kot se spustimo v črevesje Zemlje, enostavnejša je njegova zgradba. Seveda lahko izrazimo sum, da se nam le tako zdi, ker globlje ko gremo, bolj so približne in negotove naše informacije. Očitno še vedno ne gre, poenostavitev strukture z globino pa je objektivno dejstvo, ne glede na stopnjo našega znanja.
Pregled bomo začeli od zgoraj, z najbolj zapletenimi zgornjimi plastmi zemeljske skorje. Te plasti, kot vemo, preučujemo predvsem z uporabo neposrednih geoloških metod.
Približno dve tretjini zemljine površine prekrivajo oceani; tretjina pade na celine. Struktura zemeljske skorje pod oceani in celinami je različna. Zato bomo najprej razmislili o značilnostih celin, nato pa se obrnili na oceane.
Na površju Zemlje na celinah na različnih krajih najdemo kamnine različnih starosti. Nekatera območja celin na površini gradijo najstarejše kamnine - arheozojske ali, kot jih pogosto imenujejo, arhejske in proterozojske. Skupaj jih imenujemo predpaleozojske ali predkambrijske kamnine. Njihova posebnost je, da jih je večina močno metamorfozirana: gline so se spremenile v metamorfne skrilavce, peščenjaki - v kristalne kremence, apnenci - v marmor. Veliko vlogo med temi skalami igrajo gneisi, to je granit iz skrilavca, pa tudi navadni graniti. Območja, kjer te najstarejše kamnine prihajajo na površje, imenujemo kristalni masivi oz ščiti... Primer je Baltski ščit, ki objema Karelijo, polotok Kola, vso Finsko in Švedsko. Drug ščit pokriva večino Kanade. Podobno je velik del Afrike ščit, prav tako velik del Brazilije, skoraj vsa Indija in celotna Zahodna Avstralija. Vse kamnine starodavnih ščitov niso bile samo metamorfozirane in rekristalizirane, temveč tudi zelo močno zmečkane v majhne zapletene pregibe.
Druga območja na celinah zasedajo kamnine pretežno mlajše - paleozojska, mezozojska in kenozojska doba. To so predvsem sedimentne kamnine, čeprav med njimi obstajajo tudi kamnine magmatskega izvora, ki se na površino izlivajo v obliki vulkanske lave ali vdrejo in strdijo na neki globini. Obstajata dve kategoriji območij: na površini nekaterih plasti sedimentnih kamnin ležijo zelo mirno, skoraj vodoravno, v njih pa so opaženi le redki in majhni nabori. V takšnih krajih igrajo magnetne kamnine, zlasti vsiljive, relativno manjšo vlogo. Takšna območja se imenujejo ploščadi... Na drugih mestih so sedimentne kamnine močno zdrobljene v gube, ki jih prodirajo globoke razpoke. Pogosto vključujejo vsiljive ali eruptirane magnetne kamnine. Ti kraji običajno sovpadajo z gorami. Poklicani so zložene coneali geosinklini.
Razlike med posameznimi ploščadi in zloženimi conami so v starosti, ko skale mirno ležijo ali se drobijo v gube. Med ploščadi so starodavne ploščadi, na katerih vse paleozojske, mezozojske in kenozojske kamnine ležijo skoraj vodoravno nad visoko metamorfozirano in zloženo "kristalno podlago", sestavljeno iz predkambrijskih kamnin. Primer starodavne platforme je ruska ploščad, znotraj katere so vse plasti, začenši s kambrijo, na splošno zelo mirne.
Obstajajo ploščadi, na katerih se v gube zmečkajo ne le prekambrijska, temveč tudi kambrijska, ordovicijska in silurska plast, povrh teh pregibov pa na njihovi erodirani površini (kot pravijo "neprimerno") ležejo mlajše skale, začenši z devonsko. V drugih krajih "zložene kleti", razen predkambrijskih, tvorijo vse paleozojske kamnine, le mezozojske in kenozojske skale ležijo skoraj vodoravno. Platforme zadnjih dveh kategorij se imenujejo mlade. Nekateri od njih so se, kot lahko vidimo, oblikovali po silurskem obdobju (pred tem so bile zložene cone), drugi pa po koncu paleozojske dobe. Tako se izkaže, da na celinah obstajajo platforme različnih starosti, oblikovane prej ali pozneje. Preden je platforma nastala (v nekaterih primerih - do konca proterozojske dobe, v drugih - do konca silurske dobe, v drugih - do konca paleozojske dobe), se je v gubah pojavila močna skorja skorja plasti, vanjo so se vnašale magnetne staljene kamnine, sedimenti so bili podvrženi metamorfizaciji in rekristalizaciji. Šele po tem je prišlo do pomirjevanja in naslednje plasti sedimentnih kamnin, ki so se vodoravno nabirale na dnu morskih kotlin, so na splošno ohranile svoj tihi pojav v prihodnosti.
Končno so na drugih mestih vse plasti zmečkane v gube in prodirajo skozi magnetne kamnine - vse do neogena.
Če rečemo, da bi se lahko platforme oblikovale v različnih obdobjih, opozarjamo tudi na različne starosti prepognjenih con. Na starodavnih kristalnih ščitih se je drobljenje plasti v gube, vdor magnetnih kamnin in rekristalizacija končala pred začetkom paleozoika. Posledično so ščiti območja predkambrijskega zlaganja. Kjer mirna posteljnina slojev ni bila motena od devonskega obdobja, se je zlaganje plasti v gube nadaljevalo do konca silurijskega obdobja ali, kot pravijo, do konca zgodnjega paleozoika. Posledično je ta skupina mladih platform hkrati območje zgodnje paleozojske zložljivosti. Zlaganje tega časa se imenuje kaledonsko zlaganje. Kjer je platforma nastala od začetka mezozoika, imamo območja pozne paleozojske ali hercijanske zložljivosti. Končno so območja, kjer so vse plasti, vključno z neogenom, močno zmečkane v gube, območja najmlajšega, alpskega pregiba, zaradi česar so ostale samo plasti, ki so nastale v četverici, nerazrušene.
Zemljevidi, ki prikazujejo lokacijo ploščadi in zložene cone različnih starosti ter nekatere druge značilnosti strukture zemeljske skorje, se imenujejo tektonske (tektonika je veja geologije, ki preučuje gibanja in deformacije zemljine skorje). Te karte dopolnjujejo geološke karte. Slednji so primarni geološki dokumenti, ki najbolj objektivno osvetljujejo strukturo zemeljske skorje. Tektonske karte že vsebujejo nekaj zaključkov: o starosti ploščadi in zloženih conah, o naravi in \u200b\u200bčasu nastanka zloženk, o globini pojavljanja zložene kleti pod mirnimi plastmi ploščadi itd. Načela sestavljanja tektonskih zemljevidov so v 30. letih razvili sovjetski geologi, predvsem Akademik A. D. Arhangelsky. Po veliki domovinski vojni so bili pod vodstvom akademika N. S. Shatskyja sestavljeni tektonski zemljevidi Sovjetske zveze. Ti zemljevidi so vzeti za primer za sestavljanje mednarodnih tektonskih zemljevidov Evrope, drugih celin in celotne Zemlje kot celote.
Debelina sedimentnih tvorb na tistih mestih, kjer mirno ležijo (t.i. na ploščadih) in kjer so močno zmečkane v gube, je različna. Na primer, jurske nahajališča na ruski ploščadi niso nikjer debele ali "debele" več kot 200 metrov, medtem ko njihova debelina na Kavkazu, kjer so močno zmečkani v gube, včasih doseže 8 kilometrov. Sedimenti ogljikovega obdobja na isti ruski ploščadi imajo debelino največ nekaj sto metrov, na Uralu, kjer se ista nahajališča močno drobijo v gube, njihova debelina na mestih zraste do 5-6 kilometrov. To kaže, da je skorja na isti ploščadi nabirala na ploščadi in na območjih prepognjenega pasu zelo malo na ploščadi in se močno zložila v prepognjenem območju. Zato na ploščadi ni bilo prostora za kopičenje tako močnih formacij, ki bi se lahko nabirale v globokih koritih zemeljske skorje v zloženih conah.
Znotraj ploščadi in zloženih območij debelina nakopičenih sedimentnih kamnin ni povsod enaka. Razlikuje se od mesta do mesta. Toda na platformah so te spremembe gladke, postopne in majhne. Nakazujejo, da se je ploščica med nabiranjem sedimentov ponekod nekoliko zasukala, ponekod nekoliko manj, v njeni kleti pa so se oblikovala široka nežna korita (sinkelize), ločena z enako nežnimi dvigi (anteclises). V nasprotju s tem se v zloženih conah debelina sedimentnih kamnin iste starosti zelo razlikuje od mesta do mesta, na kratkih razdaljah, včasih narašča na nekaj kilometrov, včasih se zmanjša na nekaj sto ali deset metrov ali celo izgine. To kaže, da so se nekatera območja med nabiranjem sedimentov v prepognjenem območju močno in globoko zasikala, druga se malo ali celo sploh niso zasukala, spet druga pa so se hkrati močno dvignila, kar dokazujejo grobo-škodljivi nanosi, ki jih najdemo ob njih. kot posledica erozije naraščajočih območij. Hkrati je pomembno, da so bila vsa ta območja, ki se intenzivno zasipajo in se intenzivno dvigajo, ozka in so bila nameščena v obliki trakov, ki so tesno sosednji drug drugemu, kar je privedlo do zelo velikih kontrastov pri gibanju zemeljske skorje na bližnji razdalji.
Upoštevajoč vse določene značilnosti premikov zemeljske skorje: zelo kontrastno in močno prepadanje in dvig le-te, močno zgibanje, živahno magmatsko delovanje, torej vse značilnosti zgodovinskega razvoja zloženih con, se ta območja običajno imenujejo geosinklini, pri čemer je ime "zložena cona" pustilo le za opis njihove sodobne zgradbe, ki je bila posledica vseh prejšnjih burnih dogodkov v zemeljski skorji. Še naprej bomo uporabljali izraz "geosinklin", ko ne govorimo o sodobni strukturi zložene cone, temveč o značilnostih njenega prejšnjega razvoja.
Platforme in zložene cone se med seboj bistveno razlikujejo glede mineralov, ki se nahajajo na njihovem ozemlju. Na ploščadi je malo magnetnih kamnin, ki so se vdrle v mirno ležeče sedimentne plasti. Zato minerali magmatskega izvora redko najdemo na ploščadih. Po drugi strani so v tiho ležečih sedimentnih plasteh ploščadi premog, nafta, naravni plini, pa tudi kamnita sol, mavec, gradbeni materiali itd., V zloženih conah je prednost na strani magmatskih mineralov. To so različne kovine, ki so nastale na različnih stopnjah strjevanja magmskih komor.
Ko pa govorimo o prevladujoči sedimentni rudnini na ploščadi, ne smemo pozabiti, da govorimo o plasteh, ki mirno ležijo, in ne o tistih močno metamorfoziranih in zdrobljenih kristalnih kamninah starodavne "zložene kleti" ploščadi, kar je najbolje vidno na " ščiti ". Te kletne kamnine odražajo obdobje, ko ploščadi še ni bilo, vendar je geosinklina obstajala. Zato so minerali, ki jih najdemo v zloženi kleti, svoje vrste - geosinklinalni, t.j. pretežno magmatski. Posledično sta na ploščadih dve etaži mineralov: spodnje nadstropje je starodavno, pripada kleti, geosinklinal; zanj so značilne kovinske rude; zgornje nadstropje je ploščad sama, ki pripada sedimentnemu pokrovu, ki mirno leži na temelju; gre za sedimentne, to je pretežno nekovinske minerale.
O gubah je treba reči nekaj besed.
Zgoraj smo omenili močno zlaganje v zloženih conah in šibko zlaganje na ploščadih. Treba je opozoriti, da bi morali govoriti ne samo o različnih intenzivnostih zlaganja, ampak tudi o dejstvu, da so zgibi različnih vrst značilni za zložene cone in ploščadi. Na prepognjenih območjih so gube tipa, ki se imenujejo linearne ali polne. Gre za dolge ozke pregibe, ki se kot valovi sledijo drug drugemu, se prilegajo drug drugemu in pokrivajo velika območja. Pregibi imajo različne oblike: nekateri so okrogli, drugi so ostri, nekateri so ravni, navpični, drugi so poševni. Toda vsi so si med seboj podobni in najpomembneje je, da neprekinjeno zaporedje pokrivajo prepognjeno območje.
Na ploščadih so zložki drugačne vrste. To so ločene ločene višine plasti. Nekateri od njih imajo mizo ali, kot jim pravijo, skrinjo ali škatlasto obliko, mnogi imajo obliko plitvih kupola ali stenov. Tu gube niso podolgovate, kot v zloženi coni, v trakove, ampak so razporejene v bolj zapletenih oblikah ali so raztresene precej naključno. To zlaganje je "presihajoče" ali v obliki kupole.
Prekinjene gube - dvigi prsnega koša, kupole in stene - najdemo ne samo na ploščadi, temveč tudi na robu prepognjenih con. Torej je nekaj postopnega prehoda iz pregiba ploščadi na tiste, ki so značilni za prepognjene cone.
Na ploščadih in na robu prepognjenih con je še en poseben tip pregibov - tako imenovane "diapirne kupole". Tvorijo tam, kjer na neki globini ležijo debele plasti kamene soli, mavca ali mehke gline. Specifična teža kamene soli je manjša od specifične teže drugih sedimentnih kamnin (kamnita sol 2.1, peski in gline 2.3). Tako najdemo lažjo sol pod težjimi glinami, peski, apnenci. Zaradi sposobnosti kamnin, da se počasi plastično deformirajo pod vplivom majhnih mehanskih sil (pojav lezenja, ki smo ga omenili zgoraj), sol nagiba na površje, preluknja in se odmakne od zgornjih težjih plasti. K temu pomaga dejstvo, da je sol pod pritiskom izredno tekoča in hkrati močna: teče zlahka, vendar se ne zlomi. Sol plava v stolpcih. Hkrati dvigne prekrivne plasti, jih upogne v kupolaste oblike in, ko se izbočijo navzgor, povzroči, da se razdelijo na ločene kose. Zato na površini takšne diapirne kupole pogosto izgledajo kot "zdrobljen krožnik". Na podoben način se oblikujejo diapirne gube, v "prebodnih jedrih", katerih ne najdemo soli, temveč mehke gline. Toda glineni diapirni pregibi običajno niso videti okrogli stebri, kot solne diapirne kupole, temveč dolgi podolgovati grebeni.
Kupole (vključno z diapirnimi) in gredi, ki jih najdemo na ploščadih, igrajo pomembno vlogo pri tvorbi naftnih in plinskih akumulacij. V zloženih conah so nahajališča mineralov večinoma omejena na razpoke.
Zdaj se obrnemo na globlje plasti zemeljske skorje. Morali bomo zapustiti območje, ki ga poznamo iz neposrednih opazovanj s površine, in se usmeriti tja, kjer je mogoče informacije dobiti le z geofizičnimi raziskavami.
Kot smo že omenili, arhejske metamorfne kamnine ležijo najgloblje znotraj vidnega dela zemeljske skorje. Najpogostejši med njimi so gneisi in graniti. Opazovanja kažejo, da globlji odsek zemljine skorje opazimo na površini, več granitov srečamo. Zato si lahko mislimo, da bi še globlje - nekaj kilometrov pod površjem kristalnih ščitov ali približno 10 km pod površjem ploščadi in zloženimi conami - pod celinami naleteli na neprekinjen sloj granita. Zgornja površina tega granitnega sloja je zelo neenakomerna: čez dan se dvigne na površino ali pade 5-10 km pod njo.
Globino spodnje površine tega sloja lahko domnevamo le na podlagi nekaterih podatkov o hitrosti širjenja elastičnih potresnih vibracij v zemeljski skorji. Hitrost gibanja tako imenovanih vzdolžnih potresnih valov v granitih je v povprečju približno 5 km / sek.
V vzdolžnih valovih se vibracije delcev pojavljajo v smeri valov: naprej in nazaj. Za tako imenovane prečne valove so značilna nihanja po smeri gibanja vala: gor - dol ali desno - levo.
Toda na številnih mestih so ugotovili, da na globini 10, 15, 20 km hitrost širjenja istih vzdolžnih potresnih valov postane večja in doseže 6 ali 6,5 km / sek. Ker je ta hitrost za granit previsoka in je blizu hitrosti širjenja elastičnih vibracij, ki je značilna taka skala kot bazalt v laboratorijskih preskusih, smo plast zemeljske skorje z večjo hitrostjo širjenja potresnih valov imenovali bazalt... Na različnih območjih se začne na različnih globinah - ponavadi na globini 15 ali 20 km, na nekaterih območjih pa se dosti bolj približa površju, do globine 6-8 km pa bi jo lahko dosegli.
Vendar do zdaj niti en vodnjak ni prodrl v bazaltno plast in nihče ni videl kamnin, ki ležijo v tej plasti. So res bazalti? Glede tega se izrazijo dvomi. Nekateri mislijo, da bomo namesto bazaltov tam našli enake gneise, granite in metamorfne kamnine, ki so značilne za zgornjo granitno plast, ki pa se na večji globini močno strdijo s pritiskom prekrivajočih se kamnin, zato je hitrost širjenja potresnih valov v njih večja. Rešitev tega vprašanja je zelo zanimiva in ne le teoretična: nekje v spodnjem delu granita in zgornjem delu bazaltnih plasti potekajo procesi tvorjenja granita in nukliranje tistih vročih raztopin in plinov, iz katerih se različni rudni minerali kristalijo višje, ko se premikajo na površje. Vedeti, kaj v resnici pomeni bazaltna plast, je bolje razumeti procese tvorjenja kovinskih rud v zemeljski skorji in zakone njihovega razporejanja. Zato si projekt vrtanja preglobokih vrtin za preučevanje strukture celotnega granita in vsaj zgornjega dela bazaltne plasti zasluži vso podporo.
Bazaltna plast je spodnja plast celinske skorje. Spodaj je od globljih delov Zemlje ločen z zelo ostrim odsekom, ki ga imenujemo odsek Mohorovičič (imenovana po jugoslovanskem seizmologu, ki je odkril obstoj tega odseka v začetku našega stoletja). Na tem odseku Mohorovičiča (ali na kratko Moho) se hitrost vzdolžnih potresnih valov naglo spreminja: nad odsekom je običajno 6,5 km / s, takoj pod njim pa se poveča na 8 km / s. Ta odsek velja za spodnjo mejo zemeljske skorje. Njegova oddaljenost od površine je torej debelina zemeljske skorje. Opazovanja kažejo, da debelina skorje pod celinami še zdaleč ni enaka. V povprečju je 35 km, vendar se pod gorami poveča na 50, 60 in celo 70 km. V tem primeru so višje gore, debelejša je zemeljska skorja: velika projekcija zemeljske površine navzgor ustreza veliko večji projekciji navzdol; zato imajo gore "korenine", ki tone globoko v globlje plasti Zemlje. Nasprotno je pod ravnicami debelina skorje manjša od povprečne. Relativna vloga granitnih in bazaltnih plasti v preseku zemeljske skorje se spreminja tudi iz regije v regijo. Še posebej zanimivo je, da se pod nekaterimi gorami "korenine" oblikujejo predvsem zaradi povečanja debeline granitne plasti, pod drugimi pa zaradi povečanja debeline bazaltne plasti. Prvi primer opazimo na primer na Kavkazu, drugi - v Tien Shanu. Nadalje bomo videli, da je izvor teh gora drugačen; to se je odražalo v različni zgradbi zemeljske skorje pod njimi.
Poudariti je treba eno lastnost zemeljske skorje, tesno povezano s "koreninami" gora: to je tako imenovana izostazija ali ravnovesje. Opazovanja veličine sile gravitacije na površini Zemlje kažejo, kot smo videli, prisotnost določenih nihanj te velikosti od kraja do kraja, tj. Obstoj določenih anomalij v sili gravitacije. Vendar so te anomalije (po odštevanju vpliva geografskega in višinskega položaja opazovalne točke) izjemno majhne; lahko povzročijo spremembo teže osebe le za nekaj gramov. Takšna odstopanja od normalne sile teže so v primerjavi s tistimi, ki bi jih bilo pričakovati, izjemno majhna, če upoštevamo relief zemlje. Če bi bili gorske verige kopica odvečnih mas na površju Zemlje, bi morale te mase ustvariti močnejšo privlačnost. Nasprotno, čez morja, kjer je namesto gostih kamnin privlačno telo manj gosta voda, bi morala gravitacijska sila oslabiti.
V resnici ni takšnih razlik. Sila gravitacije ne postane več v gorah in manj na morju, povsod je približno enaka, opažena odstopanja od povprečne vrednosti pa so veliko manjša od učinka, ki bi ga moral imeti neenakomernost reliefa ali zamenjava kamnin z morsko vodo. Iz tega je možen le en sklep: dodatne mase na površini, ki tvorijo grebene, morajo ustrezati pomanjkanju mas v globini; le v tem primeru skupna masa in skupna privlačnost kamnin pod gorami ne bosta presegla normalne vrednosti. Nasprotno, pomanjkanje mas na površju v morjih mora ustrezati nekaterim težjim masam v globini. Zgornje spremembe v debelini skorje v gorah in ravnicah izpolnjujejo te pogoje. Povprečna gostota kamnin v zemeljski skorji je 2,7. Pod zemeljsko skorjo, tik pod odsekom Moho, ima snov večjo gostoto in doseže 3,3. Zato se tam, kjer je zemeljska skorja tanjša (pod nižinami), težki subkrustalni "substrat" \u200b\u200bpribliža površju in njen privlačen učinek kompenzira "pomanjkanje" mas na površini. V nasprotju s tem v gorah povečanje debeline svetlobne skorje zmanjša skupno silo teže in s tem izravna povečanje gravitacije, ki jo povzročajo dodatne površinske mase. Ustvarijo se pogoji, pod katerimi se zdi, da zemeljska skorja lebdi na težkem leglu, kot ledene vode na vodi: debelejša ledena topa se potopi globlje v vodo, a nad njo štrli še višje; manj debela ledena dlan se potopi manj, vendar štrli manj.
Takšno vedenje ledenih morij ustreza znanemu Arhimedovemu zakonu, ki določa ravnovesje plavajočih teles. Tudi zemeljska skorja je v skladu z istim zakonom: tam, kjer je debelejša, gre globlje v podlago v obliki "korenin", vendar tudi štrli višje na površino; kjer je skorja tanjša, se težak substrat približa površini, površina skorje pa je razmeroma spuščena in tvori navadno ali dno morja. Tako stanje skorje ustreza ravnovesju plavajočih teles, zato to stanje imenujemo izostazija.
Treba je opozoriti, da sklep o ravnotežju zemljine skorje glede na njeno težo in podlago velja, če upoštevamo povprečno debelino skorje in povprečno višino njene površine za velike površine - premer nekaj sto kilometrov. Če ugotovimo obnašanje veliko manjših površin zemeljske skorje, bomo ugotovili odstopanja od ravnotežja, neskladja med debelino skorje in višino njene površine, ki so izražena v obliki ustreznih gravitacijskih anomalij. Predstavljajmo si veliko ledeno jato. Njeno ravnovesje, kot telo, ki plava po vodi, bo odvisno od njegove povprečne debeline. Toda na različnih mestih ima lahko drsa zelo različno debelino, lahko jo korodira, njena spodnja površina pa ima lahko veliko majhnih žepov in izboklin. Znotraj vsakega žepa ali vsake izbokline se lahko položaj ledu glede na vodo zelo razlikuje od njegovega ravnotežnega položaja: če ustrezni kos ledu izvlečemo iz ledu, bo ta lezel globlje od okoliške ledene gore ali bo lebdel nad njim. Toda na splošno je ledeno dno v ravnovesju in to ravnovesje je odvisno od povprečne debeline ledu.
Pod zemeljsko skorjo vstopimo v naslednjo, zelo močno lupino Zemlje, imenovano plašč zemlje... Razteza se v notranjosti 2900 km. Na tej globini je naslednji ostri del Zemljinega materiala, ki ločuje plašč jedro zemlje... V globini, ko se poglablja, se hitrost širjenja potresnih valov poveča in na dnu plašča doseže 13,6 km / s za vzdolžne valove. A povečanje te hitrosti je neenakomerno: veliko hitrejše je v zgornjem delu, do globine približno 1000 km, izredno počasi in postopoma na večji globini. V zvezi s tem lahko plašč razdelimo na dva dela - zgornji in spodnji plašč. Dandanes se nabira vse več podatkov, ki kažejo, da je takšna delitev prevleke na zgornjo in spodnjo zelo temeljnega pomena, saj je razvoj zemeljske skorje očitno neposredno povezan s procesi, ki potekajo v zgornjem plašču. O naravi teh procesov bomo razpravljali pozneje. Spodnji plašč ima očitno malo neposrednega vpliva na zemeljsko skorjo.
Snov, iz katere je plašč, je trdna. To potrjuje naravo prehoda potresnih valov skozi plašč. Glede kemične sestave prevleke obstajajo razlike v mnenjih. Nekateri mislijo, da je zgornji plašč sestavljen iz kamnine, imenovane peridotit. Ta kamnina vsebuje zelo malo kremena; njegova glavna sestavina je mineral olivin, silikat, bogat z železom in magnezijem. Drugi pravijo, da je zgornja prevleka bistveno bogatejša s silicijevim dioksidom in po sestavi ustreza bazaltu, vendar so minerali, ki sestavljajo ta globok bazalt, gostejši od tistih iz površinskega bazalta. Na primer, v globokem bazalu, granati, minerali z zelo gostim "pakiranjem" atomov v kristalni rešetki igrajo pomembno vlogo. Tako globok bazalt, kot da je posledica zbijanja navadnega površinskega bazalta, imenujemo eklogit.
Za oba stališča obstajajo argumenti. Zlasti drugo stališče potrjuje ogromno število bazaltov, ki se med vulkanskimi izbruhi izlivajo in izlivajo zdaj, po kemijski sestavi zelo enotni. Njihov vir je lahko le v zgornjem plašču.
Če se to stališče izkaže za pravilno, potem moramo upoštevati, da na oddelku Moho ne pride do spremembe kemične sestave snovi, temveč prehod iste kemične sestave materije v novo, gostejše, "globoko" stanje, v drugo, kot pravijo , "Faza". Te prehode imenujemo "fazni prehodi". Ta prehod je odvisen od spremembe tlaka z globino. Ko dosežemo določeno vrednost tlaka, se navadni bazalt spremeni v eklogit in manj gosto feldsprat nadomestijo z gostejšim granatom. Na takšne prehode vpliva tudi temperatura: povečanje le-tega pri istem tlaku otežuje prehod bazalta v eklogit. Zato spodnja meja zemeljske skorje postane gibljiva, odvisna od temperaturnih sprememb. Če se temperatura dvigne, potem nekaj eklogita preide nazaj v navaden bazalt, meja skorje potone, skorja postane debelejša; prostornina snovi se poveča za 15%. Če se temperatura zniža, se ob istem tlačnem delu bazalta v spodnjih plasteh skorje preoblikuje v eklogit, meja skorje se dvigne, skorja se stanjša, volumen materiala, ki je prešel v novo fazo, pa se zmanjša za 15%. Ti procesi lahko razložijo vibracije zemeljske skorje navzgor in navzdol: skorja se bo zaradi njene zgostitve plavala, dvigala, hkrati pa se bo zmanjšala njena debelina, bo potonila in se zasigala.
Vendar bo končno vprašanje kemične sestave in fizičnega stanja zgornje prevleke rešeno, očitno le zaradi preglobokega vrtanja, ko vrtine, ki so prešle celotno skorjo, dosežejo material zgornje prevleke.
Pomembna strukturna značilnost zgornjega plašča je "mehčalni pas", ki se nahaja na globini med 100 in 200 km. V tem pasu, ki se mu tudi reče astenosfera, hitrost širjenja elastičnih vibracij je nekoliko manjša kot višja in nižja, kar kaže na nekoliko manj trdno stanje snovi. Kasneje bomo videli, da ima "mehčalni pas" zelo pomembno vlogo v življenju Zemlje.
V spodnjem plašču material postane veliko težji. Zdi se, da se njegova gostota dvigne na 5,6. Menijo, da je sestavljen iz silikatov, ki so zelo bogati z železom in magnezijem ter slabi s kremenom. Možno je, da je železov sulfid zelo razširjen v spodnjem plašču.
Na globini 2900 km se plašč konča in začne jedro zemlje... Najpomembnejša značilnost jedra je, da prenaša vzdolžne potresne vibracije, vendar se izkaže za nepropustne za bočne vibracije. Ker prečne elastične vibracije prehajajo skozi trdne snovi, ki pa v tekočinah hitro zbledijo, medtem ko vzdolžne vibracije prehajajo skozi trdna in tekoča telesa, je treba sklepati, da je Zemljino jedro v tekočem stanju. Seveda še zdaleč ni tako tekoča kot voda; je zelo gosta snov, blizu trdnega stanja, vendar še vedno precej bolj tekoča kot material v plašču.
Znotraj jedra več notranje jedroali nukleolus. Njegova zgornja meja se nahaja na globini 5000 km, to je na razdalji 1370 km od središča Zemlje. Tu opazimo ne zelo oster presek, pri katerem se hitrost potresnih nihanj spet hitro zmanjša, nato pa se proti središču Zemlje začne spet povečevati. Obstaja domneva, da je notranje jedro trdno in da je samo zunanje jedro v tekočem stanju. Ker pa slednji preprečuje prehod prečnih vibracij, vprašanja o stanju notranjega jedra še ni mogoče dokončno rešiti.
Bilo je veliko polemike glede kemične sestave jedra. Nadaljujejo do danes. Mnogi se še vedno držijo starega stališča, saj verjamejo, da je jedro Zemlje sestavljeno iz železa z majhno primesjo niklja. Prototip te sestave so železovi meteoriti. Meteoriti običajno obravnavamo bodisi kot drobce že obstoječih in razpadajočih planetov ali kot majhna kozmična telesa, ki so ostala »neizkoriščena«, iz katerih so planete »sestavili« pred nekaj milijardami let. V obeh primerih naj bi meteoriti predstavljali kemično sestavo ene ali druge lupine planeta. Kamniti meteoriti verjetno ustrezajo kemični sestavi prevleke, vsaj spodnji. Težji železni meteoriti ustrezajo, kot mnogi mislijo, globlji notranjosti - jedru planeta.
Vendar pa drugi raziskovalci najdejo argumente proti ideji o železovi sestavi jedra in menijo, da bi moralo jedro sestavljati silikati, na splošno enaki tistim, ki sestavljajo plašč, vendar so ti silikati v "kovinskem" stanju, kot posledica ogromnega pritiska v jedru na zgornji meji jedra enaka je 1,3 milijona atmosfer, v središču zemlje pa 3 milijone atm.). To pomeni, da so se pod vplivom tlaka silikatni atomi delno strnili in od njih odcepili posamezni elektroni, ki so se lahko samostojno premikali. To kot v kovinah določa nekatere kovinske lastnosti jedra: visoka gostota; električna prevodnost, ki v središču Zemlje doseže 12,6, toplotna prevodnost.
Končno je vmesno stališče, ki zdaj začenja prevladovati, in sicer, da je notranje jedro železo, zunanje pa je sestavljeno iz silikatov v kovinskem stanju.
Po sodobni teoriji je Zemljino magnetno polje povezano z zunanjim jedrom. Napolnjeni elektroni se gibljejo v zunanjem jedru na globini med 2900 in 5000 km, obkrožijo kroge ali zanke in to gibanje elektronov ustvarja magnetno polje. Znano je, da sovjetske rakete, izstreljene proti Luni, niso zaznale magnetnega polja v bližini našega naravnega satelita. To je skladno s predpostavkami, da Luna nima jedra, ki bi bilo podobno Zemlji.
Zdaj razmislimo o strukturi notranjosti Zemlje pod oceani.
Čeprav smo v zadnjem času, od mednarodnega geofizičnega leta, oceansko dno in globine Zemlje pod oceani preučevali izjemno intenzivno (številna potovanja sovjetske raziskovalne ladje Vityaz so dobro znana), poznamo geološko strukturo oceanskih območij veliko slabše od strukture celin. Ugotovljeno pa je, da na dnu oceanov ni ščitov, ploščadi in zloženih območij, podobnih tistim, ki jih poznajo na celinah. Po topografiji dna v oceanih se lahko kot največji elementi razlikujejo ravnice (ali kotline), oceanski grebeni in globokomorski jarki.
Ravnine zasedajo široka območja na dnu vseh oceanov. Skoraj vedno se nahajajo na isti globini (5-5,5 km).
Oceanski grebeni so široki gričevnati grebeni. Atlantski podvodni greben je še posebej značilen. Razteza se od severa do juga, natančno vzdolž sredinske črte oceana in se upogiba vzporedno z obalami obmejnih celin. Njegov greben se ponavadi nahaja na globini približno 2 km, vendar se posamezni vrhovi dvigajo nad morsko gladino v obliki vulkanskih otokov (Azorski otoki, sv. Pavel, vnebovzetje, otoki Tristan da Cunha). Islandija s svojimi vulkani se nahaja prav na nadaljevanju podvodnega grebena.
Podvodni greben v Indijskem oceanu se razteza tudi v meridionalni smeri vzdolž srednje črte oceana. Na otokih Chagos se ta greben odcepi. Ena od njenih vej sega neposredno proti severu, kjer so ob njenem nadaljevanju v regiji Bombaj znani ogromni zamrznjeni tokovi vulkanskih bazaltov (Deccanska planota). Druga veja se usmeri proti severozahodu in se izgubi pred vstopom v Rdeče morje.
Atlantski in indijski podvodni grebeni so med seboj povezani. Indijski greben pa se povezuje z Vzhodno Pacifiškim grebenom. Slednja se razteza v širinski smeri južno od Nove Zelandije, vendar se na poldnevniku 120 ° zahodne dolžine močno obrne proti severu. Približa se obali Mehike in tu se izgubi v plitki vodi, preden vstopi v Kalifornijski zaliv.
Srednji Tihi ocean zaseda več krajših podvodnih grebenov. Skoraj vsi so podaljšani od jugovzhoda do severozahoda. Na vrhu enega takšnega podvodnega grebena so Havajski otoki, na vrhovih drugih pa so številni otoki manjših otokov.
Primer podvodnega oceanskega grebena je tudi greben Lomonosov, ki so ga odkrili sovjetski znanstveniki v Arktičnem oceanu.
Skoraj vsi veliki podvodni grebeni so med seboj povezani in tvorijo en sam sistem. Razmerje med grebenom Lomonosov in drugimi grebeni je nejasno.
Globokomorski oceanski rovi so ozka (100-300 km) in dolga (nekaj tisoč kilometrov) korita v oceanskem dnu, znotraj katerih opazimo največje globine. Prav v eni izmed teh lukenj, Mariani, je sovjetska ekspedicijska ladja Vityaz našla največjo globino svetovnega oceana in dosegla 11034 m. Globokomorske luknje se nahajajo ob obodu oceanov. Najpogosteje mejijo na otočne loke. Slednje so na več mestih značilna struktura strukture prehodnih con med celinami in oceanom. Otočni loki so še posebej razširjeni po zahodnem obrobju Tihega oceana - na oceanu na eni strani ter Aziji in Avstraliji na drugi strani. Od severa do juga se loki Aleutskega, Kurilskega, Japonskega, Bonino-Marijanskega, Filipinskega, Tonga, Kermadec in Novo Zelandije spuščajo kot girlande. Skoraj vsi loki so na zunanji (izbočeni) strani obrobljeni z globokomorskimi rutmi. Ista vrtača meji na antični lok v Srednji Ameriki. Druga luknja meji na otoški lok Indonezije od Indijskega oceana. Nekatere luknje, ki se nahajajo na obrobju oceana, niso povezane z otočnimi loki. Takšna je na primer luknja Atacama ob obali Južne Amerike. Periferni položaj globokomorskih vozov seveda ni naključen.
Ko govorimo o geološki zgradbi oceanskega dna, je treba najprej opozoriti, da je v odprtem oceanu debelina ohlapnih sedimentov, nakopičenih na dnu, majhna - ne več kot kilometer, pogosto pa tudi manj. Ti sedimenti so sestavljeni iz zelo tankih apnenčastih silcev, ki jih tvorijo predvsem mikroskopsko majhne lupine enoceličnih organizmov - globigerin, pa tudi iz tako imenovanih rdečih globokomorskih glin, ki vsebujejo najmanjša zrna železovega in manganovega oksida. Nedavno so v mnogih krajih, na velikih razdaljah od obale, odkrili cele trakove klastičnih sedimentov - peskov. Na ta območja oceanov so očitno pripeljani z obalnih območij in s svojim obstojem kažejo na prisotnost močnih globokomorskih tokov v oceanih.
Druga značilnost je ogromen in razširjen razvoj sledi vulkanske aktivnosti. Na dnu vseh oceanov je znano veliko število ogromnih stožčastih gora; to so izumrli starodavni vulkani. Na dnu oceanov je veliko aktivnih vulkanov. Iz teh vulkanov se izlivajo in izlivajo samo bazalti, hkrati pa so po svoji sestavi zelo monotoni, povsod enaki. Po obodu oceanov, na otoških lokih, so znane druge lave, ki vsebujejo več kremena - andezitov, v srednjih delih oceanov pa so vulkanski izbruhi le bazaltni. In na splošno v srednjih delih oceanov skoraj ni znanih drugih trdnih kamnin, razen bazaltov. Oceanografski strgač je od spodaj vedno dvigal le drobce bazaltov, razen nekaterih sedimentnih kamnin. Omeniti je treba tudi globoke ogromne širine razpok, dolge nekaj tisoč kilometrov, ki sekajo dno severovzhodnega dela Tihega oceana. Ob teh razpokah so v oceanskem dnu ostre police.
Globoka zgradba zemeljske skorje v oceanu je veliko enostavnejša kot na celinah. V oceanih ni granitne plasti in ohlapni sedimenti neposredno ležijo na bazaltni plasti, katere debelina je precej manjša kot na celinah: običajno je le 5 km. Tako trdni del zemljine skorje v oceanih sestavlja en kilometer ohlapne usedline in pet kilometrov bazaltne plasti. Dejstvo, da ta plast dejansko sestoji iz bazalta, je ob oceni razširjenosti bazaltov na oceanskem dnu in na oceanskih otokih veliko bolj verjetno za oceane kot za celine. Če k temu prištejemo še pet kilometrov povprečne debeline plasti oceanske vode, bo globina spodnje meje zemeljske skorje (odsek Moho) pod oceani le 11 km - precej manjša kot pod celinami. Tako je oceanska skorja tanjša od celine. Zato so ameriški inženirji začeli vrtati skozi celotno zemeljsko skorjo v oceanu iz plavajoče vrtalne ploščadi v upanju, da bo lažje doseči zgornje plasti plašča in ugotoviti njihovo sestavo.
Obstajajo dokazi, da oceanska skorja pod podvodnimi grebeni postaja vse debelejša. Tam je njegova debelina 20-25 km in ostaja bazalt. Zanimivo je, da ima skorja oceansko strukturo ne le pod odprtimi oceani, ampak tudi pod nekaterimi globokimi morji: bazaltna skorja in odsotnost granitne plasti sta bila nameščena pod globokim delom Črnega morja, pod Južnim Kaspijskim jezerom, pod najglobljimi vdolbinami Karibskega morja, pod Japonskim morjem in v drugih krajih. Morja vmesne globine imajo tudi vmesno strukturo skorje: pod njimi je tanjša od značilne celinske, vendar debelejša od oceanske, ima tako granitne kot bazaltne plasti, vendar je granitna plast veliko tanjša kot na celini. Ta vmesna skorja je opažena na plitvih območjih Karibskega morja, v Okhotskem morju in drugod.
Struktura plašča in jedra pod oceani je na splošno podobna njihovi strukturi pod celinami. Razlika je opažena pri zgornjem plašču: "mehčalni pas" (astenosfera) pod oceani je debelejši kot na celinah; pod oceani se ta pas začne že na globini 50 km in se nadaljuje do globine 400 km, na celinah pa je koncentriran med 100 in 200 km globine. Tako se razlike v strukturi med celinami in oceani ne razširijo le na celotno debelino zemeljske skorje, ampak tudi na zgornjo odejo do globine vsaj 400 km. Globlje - v spodnjih plasteh zgornje odeje, v spodnji plaščem, v zunanjem in notranjem jedru - ni bilo sprememb v strukturi v vodoravni smeri, razlik med celinskim in oceanskim sektorjem Zemlje še ni bilo.
Za konec naj povemo nekaj besed o nekaterih splošnih lastnostih sveta.
Globus izžareva toploto. Iz notranjosti Zemlje na površje teče stalen tok toplote. V zvezi s tem obstaja tako imenovani temperaturni gradient - zvišanje temperature z globino. V povprečju je ta gradient enak 30 ° na 1 km, to pomeni, da se pri globini za 1 km temperatura dvigne za 30 ° C. Vendar se ta naklon zelo razlikuje od kraja do kraja. Še več, pravilno je le za najbolj površne dele zemeljske skorje. Če bi ostal enak do središča Zemlje, bi bila temperatura v notranjosti Zemlje tako visoka, da bi naš planet preprosto eksplodiral. Zdaj ni dvoma, da temperatura z globino narašča bolj počasi. V spodnjem plašču in v jedru se dviga zelo šibko in v središču Zemlje menda ne presega 4000 °.
Na podlagi temperaturnega gradienta blizu površine, pa tudi od toplotne prevodnosti kamnin je mogoče izračunati, koliko toplote priteče iz globine navzven. Izkaže se, da Zemlja vsako sekundo izgubi 6 6 10 12 kalorij s svoje celotne površine. V zadnjem času je bilo narejenih kar nekaj meritev velikosti zemeljskega toplotnega toka na različnih mestih - na celinah in na dnu oceanov. Izkazalo se je, da je v povprečju toplotni tok 1,2 ∙ 10 -6 cal / cm 2 na sekundo. V nekaterih najpogostejših primerih niha med 0,5 in 3 ∙ 10 -6 cal / cm 2 na sekundo, pri sproščanju toplote na celinah in v oceanu pa ni razlik. Vendar pa so bile v tem enotnem ozadju ugotovljene nepravilne cone - z zelo visokim prenosom toplote, 10-krat višjim od običajnega toplotnega toka. Takšna območja so podvodni oceanski grebeni. Še posebej veliko meritev je bilo opravljenih na grebenu Vzhodnega Tihega oceana.
Ta opažanja postavljajo geofizikom zanimivo vprašanje. Zdaj je že povsem jasno, da so vir toplote znotraj Zemlje radioaktivni elementi. Prisotni so v vseh skalah, v vsem materialu na svetu, in ko razpadejo, sproščajo toploto. Če upoštevamo povprečno vsebnost radioaktivnih elementov v kamninah, predpostavimo, da je njihova vsebnost v plašču enaka njihovi vsebnosti v kamnitih meteoritih, vsebnost v jedru pa velja za enako kot v železnih meteoritih, se izkaže, da je skupna količina radioaktivnih elementov več kot dovolj za oblikovanje opazovanega toka toplota. Znano pa je, da graniti vsebujejo v povprečju 3-krat več radioaktivnih elementov kot bazalti, zato morajo ustvarjati več toplote. Ker je granitna plast prisotna v zemeljski skorji pod celinami in je pod oceani odsotna, bi človek lahko domneval, da bi moral biti toplotni tok na celinah večji kot na oceanskem dnu. V resnici to ni tako, na splošno je pretok povsod enak, na dnu oceanov pa so območja z nenormalno visokim toplotnim tokom. V nadaljevanju bomo poskušali razložiti to anomalijo.
Oblika Zemlje je, kot veste, kroglica, rahlo sploščena na polovicah. Zaradi poltnosti je polmer od središča Zemlje do pola 1/300 krajši od polmera, usmerjenega od središča do ekvatorja. Ta razlika je približno 21 km. Na globusu s premerom 1 m bo nekaj več kot milijon in pol in je praktično neviden. Izračunano je bilo, da bi morala takšna oblika prevzeti tekočo kroglico, velikost Zemlje, ki se vrti z enako hitrostjo. To pomeni, da se zaradi lastnosti lezenja, o kateri smo govorili zgoraj, material Zemlje, ki je podvržen zelo dolgi izpostavljenosti centrifugalni sili, deformira in prevzame tako ravnotežno obliko, ki bi (seveda veliko hitreje) prevzela tekočino.
Zanimiva je neskladnost lastnosti Zemljine snovi. Elastične vibracije, ki jih povzročajo potresi, se v njej širijo kot v zelo trdnem telesu in ob dolgotrajni centrifugalni sili se ista snov obnaša kot zelo mobilna tekočina. Takšna nedoslednost je običajna za številna telesa: izkažejo se trdna, ko na njih deluje kratkotrajna sila, šok, podoben potresnemu šoku, in postanejo plastični, ko sila deluje nanje počasi, postopoma. Ta lastnost je bila že omenjena pri opisu propada plasti trdnih kamnin v gube. Vendar pa so pred kratkim obstajali podatki, ki človeku omogočajo misel, da se Zemljina snov z nekaj zamude prilagaja delovanju centrifugalne sile. Dejstvo je, da Zemlja postopoma upočasnjuje svoje vrtenje. Razlog za to so plimi, ki jih pritegne luna. Na površini Svetovnega oceana sta vedno dve izboklini, od katerih je ena obrnjena proti Luni, druga pa v nasprotni smeri. Te izbokline se premikajo po površini zaradi vrtenja Zemlje. Toda zaradi vztrajnosti in viskoznosti vode greben izbokline, ki je obrnjen proti Luni, vedno nekoliko pozno, vedno rahlo pomaknjen v smeri vrtenja Zemlje. Zato Luna privlači val ne vzdolž pravokotne na zemeljsko površje, ampak po rahlo nagnjeni črti. Prav ta nagib vodi k dejstvu, da privlačnost Lune ves čas nekoliko upočasni vrtenje Zemlje. Zaviranja je zelo malo. Zahvaljujoč temu se dan poveča za dve tisočinki sekunde na vsakih 100 let. Če je ta hitrost upočasnjevanja v geološkem času ostala nespremenjena, je bil v jurskem obdobju dan krajši za eno uro, pred dvema milijardama let - pa ob koncu arhejske dobe - se je Zemlja vrtela dvakrat hitreje.
Poleg upočasnjevanja vrtenja naj bi se zmanjšala tudi centrifugalna sila; zato bi se morala spremeniti oblika Zemlje - njeno sploščenje bi se moralo postopoma zmanjševati. Vendar izračuni kažejo, da trenutno opažena oblika Zemlje ne ustreza trenutni hitrosti njenega vrtenja, temveč tisti, ki je bila približno 10 milijonov let nazaj. Čeprav je snov Zemlje tekoča v pogojih podaljšanih tlakov, ima znatno viskoznost, veliko notranje trenje in zato z opazno zamudo uboga nove mehanske pogoje.
Na koncu naj opozorimo na nekaj zanimivih posledic potresov. Nihanja, ki jih povzročajo navadni potresi, imajo različna obdobja. Nekateri potresi imajo v kratkem obdobju približno sekundo. Registracija takšnih nihanj je izjemno pomembna za preučevanje potresov, ki so se zgodili v bližini potresne postaje, tj. Lokalnih potresov. Z oddaljenostjo od izvora potresa se takšna nihanja hitro sušijo. Nasprotno, nihanja z dolgim \u200b\u200bobdobjem (18-20 sek.) Se širijo daleč; v primeru potresa velike sile lahko gredo skozi globus ali ga obidejo po površini. Takšna nihanja so zabeležena na številnih potresnih postajah in so primerna za preučevanje oddaljenih potresov. S potresnimi postajami "Moskva" lahko s pomočjo dolgotrajnih nihanj registriramo potrese v Južni Ameriki ali na Filipinih.
V zadnjih letih so zaznali potresi, ki jih povzroči potres, z zelo dolgim \u200b\u200bobdobjem približno eno uro. Ultra dolgi potresni valovi so bili na primer ustvarjeni z najmočnejšim potresom v Čilu leta 1960. Takšni valovi pred izumrtjem gredo po vsem svetu sedem do osemkrat ali celo več.
Izračuni kažejo, da zelo dolge valove povzročajo vibracije celotnega sveta. Energija nekaterih potresov je tako velika, da se zdi, da pretresajo celoten globus, zaradi česar pulzirajo kot celota. Res je, amplituda takšnih nihanj je nepomembna: daleč od izvira potresa ga lahko vidijo samo občutljivi instrumenti in v nekaj dneh popolnoma izumre. Vendar fenomen "tresenja" celotne Zemlje kot celote ne more a ne ustvariti vtisa. Splošne vibracije celotne zemlje so se izkazale za koristne pri določanju nekaterih fizikalnih lastnosti sveta.
Metode za preučevanje notranje strukture in sestave ZemljeMetode za preučevanje notranje zgradbe in sestave Zemlje lahko razdelimo v dve glavni skupini: geološke metode in geofizične metode. Geološke metode na podlagi rezultatov neposrednega preučevanja slojev kamnin v obrobjih, rudniških delih (rudniki, aditi itd.) in vodnjakih. Hkrati imajo raziskovalci na voljo celoten arzenal metod za preučevanje strukture in sestave, ki določa visoko stopnjo podrobnosti pridobljenih rezultatov. Obenem so možnosti teh metod pri preučevanju globin planeta zelo omejene - najglobja vrtina na svetu ima globino le -12262 m (Kola super-globina v Rusiji), pri vrtanju oceanskega dna so bile dosežene še manjše globine (približno -1500 m, vrtanje iz ameriškega raziskovalno plovilo "Glomar Challenger"). Tako so za neposredno preučevanje na voljo globine, ki ne presegajo 0,19% polmera planeta.
Informacije o globoki strukturi temeljijo na analizi pridobljenih posrednih podatkov geofizične metode, v glavnem vzorci sprememb z globino različnih fizikalnih parametrov (električna prevodnost, mehanski faktor kakovosti itd.), merjeno v geofizičnih raziskavah. Razvoj modelov notranje strukture Zemlje temelji predvsem na rezultatih seizmičnih študij, ki temeljijo na podatkih o vzorcih širjenja potresnih valov. V žariščih potresov in močnih eksplozij nastajajo potresni valovi - elastične vibracije. Ti valovi so razdeljeni na volumenske valove - ki se razmnožujejo v notranjosti planeta in jih "prosojno" uporabljajo kot rentgenski žarki, in površinski valovi - ki se razprostirajo vzporedno s površino in "sondirajo" zgornje plasti planeta do globine deset - sto kilometrov.
Telesni valovi pa so razdeljeni na dve vrsti - vzdolžni in prečni. P-valovi, ki imajo veliko hitrost širjenja, so prvi zabeleženi z gefoni, imenujemo jih primarni ali P-valovi ( iz angleščine primarni - primarni), "počasnejši" strižni valovi se imenujejo S-valovi ( iz angleščine sekundarni - sekundarni). Znano je, da imajo prečni valovi pomembno lastnost - razmnožujejo se le v trdnem mediju.
Prelomitev valov se pojavi na mejah medijev z različnimi lastnostmi, na mejah nenadnih sprememb lastnosti pa se poleg refrakcijskih pojavijo tudi odsevni in spremenjeni valovi. Strižne valove lahko premikamo pravokotno na vpadno ravnino (valovi SH) ali premik v ravnino vpadanja (SV valovi). Pri prečkanju meje medijev z različnimi lastnostmi so valovi SH podvrženi navadni lomljivosti, SV valovi pa poleg loma in odboja SV valov vzbujajo P valove. Tako zapleteni sistem potresnih valov "sije" skozi notranjost planeta.
Če analiziramo pravilnosti širjenja valov, je mogoče razkriti nehomogenosti v notranjosti planeta - če na določeni globini zabeležimo nenadno spremembo hitrosti širjenja potresnih valov, njihovo lom in odboj, lahko sklepamo, da na tej globini prehaja meja notranjih lupin Zemlje, ki se razlikujejo po fizikalnih lastnostih.
Preučevanje poti in hitrosti širjenja potresnih valov v črevesju Zemlje je omogočilo razvoj seizmičnega modela njene notranje strukture.
Seizmični valovi, ki se širijo od izvira potresa v notranjost Zemlje, doživljajo najpomembnejše skokovite spremembe hitrosti, se lomijo in odražajo na potresnih odsekih, ki se nahajajo v globinah 33 km in 2900 km s površine (glej sliko). Te ostre potresne meje omogočajo razdelitev notranjosti planeta na 3 glavne notranje geosfere - zemeljsko skorjo, plašč in jedro.
Zemeljska skorja je od plašča ločena z ostro potresno mejo, na kateri se hitrost tako vzdolžnih kot prečnih valov poveča v skoku. Tako se hitrost prečnih valov strmo poveča od 6,7-7,6 km / s v spodnji skorji do 7,9-8,2 km / s v plašču. To mejo je leta 1909 odkril jugoslovanski seizmolog Mohorović in je bila pozneje imenovana meja Mohorovičiča (ki se pogosto imenuje Mohova meja ali meja M). Povprečna globina meje je 33 km (upoštevati je treba, da je to zelo približna vrednost zaradi različne debeline v različnih geoloških strukturah); hkrati pod celinami lahko globina razdelitve Mohorovičiča doseže 75-80 km (kar je zapisano pod mladimi gorskimi strukturami - Andi, Pamirji), pod oceani se zmanjšuje in doseže minimalno debelino 3-4 km.
Še globja potresna meja, ki ločuje plašč in jedro, je določena v globini 2900 km... Na tem potresnem odseku hitrost P-vala naglo pade s 13,6 km / s na dnu plašča na 8,1 km / s v jedru; S-valovi - od 7,3 km / s do 0. Izginotje strižnih valov kaže na to, da ima zunanji del jedra lastnosti tekočine. Potresno mejo, ki ločuje jedro in plašč, je leta 1914 odkril nemški seizmolog Gutenberg, pogosto pa se imenuje meja Gutenbergčeprav to ime ni uradno.
Močne spremembe hitrosti in narave širjenja valov so zajete v globinah 670 km in 5150 km. Meja 670 km ločuje plašč na zgornji plašč (33-670 km) in spodnji plašč (670-2900 km). Meja 5150 km ločuje jedro na zunanjo tekočino (2900–5150 km) in notranjo trdno (5150–6371 km).
V seizmičnem delu so opažene pomembne spremembe. 410 kmdelitev zgornjega plašča na dva sloja.
Podatki, pridobljeni o globalnih potresnih mejah, so osnova za preučitev sodobnega potresnega modela globoke zgradbe Zemlje.
Zunanja lupina trdne Zemlje je zemljina skorja, omejena z mejo Mohorovičiča. Ta razmeroma tanka lupina, katere debelina se giblje od 4-5 km pod oceani do 75-80 km pod celinskimi gorskimi strukturami. Zgornja sedimentna plast, ki je sestavljen iz nememorfoziranih sedimentnih kamnin, med katerimi so lahko vulkani, in stelje konsolidiranaali kristalni, lubje, ki jih tvorijo metamorfozirane in magnetne vsiljive kamnine Obstajata dve glavni vrsti zemeljske skorje - celinska in oceanska, bistveno različni po strukturi, sestavi, izvoru in starosti.
Celinska skorja leži pod celinami in njihovimi robovi podmornice, ima debelino od 35-45 km do 55-80 km, na njenem odseku se razlikujejo 3 plasti. Zgornja plast je praviloma sestavljena iz sedimentnih kamnin, vključno z majhno količino šibko metamorfoziranih in magnetnih kamnin. Ta plast se imenuje sedimentna. Geofizično je značilna nizka hitrost P-vala v območju 2-5 km / s. Povprečna debelina sedimentne plasti je približno 2,5 km.
Spodaj je zgornja skorja (granit-gneiss ali "granitna" plast), sestavljena iz magnetnih in metamorfnih kamnin, bogatih s silicijevim dioksidom (v povprečju ustreza kemični sestavi granodiorita). Hitrost P-valov v tej plasti je 5,9-6,5 km / s. Na dnu zgornje skorje se razlikuje Konradov potresni odsek, ki odraža povečanje hitrosti potresnih valov med prehodom na spodnjo skorjo. Toda ta odsek ni povsod določen: v celinski skorji se pogosto beleži postopno povečevanje hitrosti valov z globino.
Spodnjo skorjo (granulitni-osnovni sloj) odlikuje višja valovna hitrost (6,7-7,5 km / s za P-valove), kar je posledica spremembe sestave kamnin med prehodom iz zgornje prevleke. Po najbolj prijetnem modelu njegova sestava ustreza granulitu.
Pri nastajanju celinske skorje sodelujejo kamnine različnih geoloških starosti, vse do najstarejšega približno 4 milijarde let.
Oceanska skorja ima relativno majhno debelino, v povprečju 6-7 km. V svoji najbolj splošni obliki lahko ločimo 2 sloja. Zgornja plast je sedimentna, za katero je značilna majhna debelina (povprečno približno 0,4 km) in nizka hitrost P-vala (1,6-2,5 km / s). Spodnja plast je "bazaltna" - sestavljena iz osnovnih magnetnih kamnin (zgoraj - bazaltov, spodaj - osnovnih in ultrabasičnih vsiljivih kamnin). Hitrost vzdolžnih valov v "bazaltni" plasti se poveča od 3,4-6,2 km / s v bazaltih do 7-7,7 km / s v najnižjih obzorjih skorje.
Starost najstarejših kamnin sodobne oceanske skorje je približno 160 milijonov let.
Ogrinjalo predstavlja največjo količino in maso notranje lupine Zemlje, ki jo od zgoraj omejuje Mohova meja, od spodaj - Gutenberška meja. Vključuje zgornji plašč in spodnji plašč, ločena z mejo 670 km.
Zgornja manija je glede na geofizične značilnosti razdeljena na dve plasti. Zgornja plast - subkrustalni plašč - sega od meje Moho do globin 50–80 km pod oceani in 200–300 km pod celinami in je značilno gladko povečanje hitrosti vzdolžnih in prečnih potresnih valov, kar je razloženo s strjevanjem kamnin zaradi litostatskega tlaka nadzemnih slojev. Pod subkrrusnim plaščem do globalnega vmesnika 410 km je plast zmanjšanih hitrosti. Kot že ime pove, so hitrosti potresnega valovanja v njem nižje kot v subkrustalnem plašču. Poleg tega se na nekaterih območjih odkrijejo leče, ki sploh ne prenašajo S-valov, kar daje utemeljitev, da je material na teh območjih delno staljen. Ta plast se imenuje astenosfera ( iz grščine. "Asteni" - šibki in "sfirni" - krogla); izraz je leta 1914 uvedel ameriški geolog J. Burrell, ki ga v angleški jezikovni literaturi pogosto imenujejo LVZ - Cona z nizko hitrostjo... Tako je dr. astenosfera - To je plast v zgornjem plašču (ki se nahaja na globini približno 100 km pod oceani in približno 200 km ali več pod celinami), ki se odkrije na podlagi zmanjšanja hitrosti prehoda potresnih valov in ima zmanjšano moč in viskoznost. Površina astenosfere se dobro ugotovi z močnim zmanjšanjem upornosti (na vrednosti približno 100 Ohm . m).
Prisotnost plastičnega astenosfernega sloja, ki se po mehanskih lastnostih razlikuje od trdnih prekrivnih slojev, je osnova za prepoznavanje litosfera - trda lupina Zemlje, vključno z zemeljsko skorjo in subkrustalnim plaščem, ki se nahaja nad astenosfero. Debelina litosfere se giblje od 50 do 300 km. Treba je opozoriti, da litosfera ni monolitna skalnata lupina planeta, ampak je razdeljena na ločene plošče, ki se nenehno premikajo po plastični astenosferi. Centri potresa in sodobnega vulkanizma so omejeni na meje litosfernih plošč.
Globoko od 410 km odseka v zgornjem plašču sta tako P kot S valov vseprisotna, njihova hitrost pa se z globino razmeroma monotono povečuje.
IN spodnja odejaločena z ostro globalno mejo 670 km, se hitrost P- in S-valov monotono, brez naglih sprememb, do odcepa Gutenberg poveča na 13,6 oziroma 7,3 km / s.
V zunanjem jedru hitrost P-valov močno pade na 8 km / s, medtem ko S-valovi popolnoma izginejo. Izginotje strižnih valov kaže na to, da je zunanje jedro Zemlje v tekočem stanju. Pod odsekom 5150 km je notranje jedro, v katerem se poveča hitrost P-valov, S-valovi pa se začnejo spet širiti, kar kaže na njegovo trdno stanje.
Temeljni sklep iz zgornjega modela hitrosti Zemlje je, da naš planet sestavlja niz koncentričnih lupin, ki predstavljajo ferrogeno jedro, silikatni ogrinjalo in aluminosilikatno skorjo.
Geofizične značilnosti Zemlje
Masna porazdelitev med notranje geosfere
Glavnina Zemljine mase (približno 68%) pade na sorazmerno lahkem, a velikem plašču, približno 50% na spodnjem plašču in okoli 18% na zgornjem. Preostalih 32% celotne mase Zemlje pade predvsem na jedro, njen tekoči zunanji del (29% celotne mase Zemlje) pa je veliko težji od notranjega trdnega dela (približno 2%). Le manj kot 1% celotne mase planeta ostane na skorji.
Gostota
Gostota školjk se naravno poveča proti središču Zemlje (glej sliko). Povprečna gostota lubja je 2,67 g / cm 3; na meji Moho se naglo poveča z 2,9-3,0 na 3,1-3,5g / cm 3. V plašču se gostota postopoma povečuje zaradi stiskanja silikatnih snovi in \u200b\u200bfaznih prehodov (prestrukturiranje kristalne strukture snovi v času "prilagajanja" na naraščajoči tlak) s 3,3 g / cm 3 v subkrustalnem delu do 5,5 g / cm 3 na dnu spodnje plaščice ... Na meji z Gutenbergom (2900 km) se gostota skoraj naglo podvoji - do 10 g / cm 3 v zunanjem jedru. Še en skok gostote - z 11,4 na 13,8 g / cm 3 - se zgodi na meji notranjega in zunanjega jedra (5150 km). Ta dva ostra skoka gostote sta drugačne narave: sprememba kemične sestave snovi se zgodi na vmesniku plašč / jedro (prehod iz silikatne prevleke v železno jedro), skok na meji 5150 km pa je povezan s spremembo stanja združevanja (prehod iz tekočega zunanjega jedra v trdno notranje jedro) ... V središču Zemlje gostota snovi doseže 14,3 g / cm 3.
Pritisk
Tlak v notranjosti Zemlje se izračuna na podlagi njegovega modela gostote. Povišanje tlaka z oddaljenostjo od površine je posledica več razlogov:
stiskanje zaradi teže prekrivnih lupin (litostatski tlak);
fazni prehodi v lupinah homogene kemične sestave (zlasti v plaščju);
razlika v kemični sestavi lupin (skorja in plašč, plašč in jedro).
Na dnu celinske skorje je tlak približno 1 GPa (natančneje 0,9 * 10 9 Pa). V Zemljinem plašču se tlak postopoma povečuje, na meji Gutenberg doseže 135 GPa. V zunanjem jedru se gradient rasti tlaka poveča, v notranjem jedru pa se nasprotno zmanjša. Izračunane vrednosti tlaka na meji med notranjimi in zunanjimi jedri ter blizu središča Zemlje znašajo 340 in 360 GPa.
Temperatura. Viri toplotne energije
Geološki procesi, ki se dogajajo na površju in v globinah planeta, so posledica predvsem toplotne energije. Viri energije so razdeljeni v dve skupini: endogeni (ali notranji viri), povezani s proizvodnjo toplote v notranjosti planeta, in zunanji (ali zunaj planeta). Intenzivnost pretoka toplotne energije iz podzemlja na površino se odraža v velikosti geotermalnega gradienta. Geotermalni gradient - povečanje temperature z globino, izraženo v 0 С / km. "Inverzna" lastnost je geotermalna faza - globina v metrih, ko je potopljena temperatura, za katero se bo temperatura zvišala za 1 0 C. Povprečna vrednost geotermalnega gradienta v zgornjem delu skorje je 30 0 C / km in znaša od 200 0 C / km na območjih sodobnega aktivnega magmatizma do 5 0 C / km v območja z mirnim tektonskim režimom. Z globino se obseg geotermalnega gradienta bistveno zmanjša, kar v litosferi znaša približno 10 0 C / km, v plašču pa manj kot 1 0 C / km. Razlog za to je v porazdelitvi toplotnih virov in naravi prenosa toplote.
Viri endogene energije so naslednji.
1. Energija globoke gravitacijske diferenciacije, tj. sproščanje toplote med prerazporeditvijo snovi po gostoti med njenimi kemijskimi in faznimi pretvorbami. Glavni dejavnik takšnih transformacij je tlak. Meja jedra-plašča se šteje za glavno stopnjo tega sproščanja energije.
2. Radiogena toplotaki nastanejo pri razpadu radioaktivnih izotopov. Po nekaterih izračunih ta vir predstavlja približno 25% toplotnega toka, ki ga oddaja Zemlja. Upoštevati pa je treba, da so povečane koncentracije glavnih dolgoživih radioaktivnih izotopov - urana, torija in kalija - opažene le v zgornjem delu celinske skorje (območje izotopske obogatitve). Na primer, koncentracija urana v granitih doseže 3,5 10–4%, v sedimentnih kamninah - 3,2 10–4%, medtem ko je v oceanski skorji zanemarljiva: približno 1,66 10–7%. Tako je radiogena toplota dodaten vir toplote v zgornjem delu celinske skorje, ki določa visoko vrednost geotermalnega gradienta na tem območju planeta.
3. Preostala toplota, ohranjena v globinah iz časa nastanka planeta.
4. Trde plimeki ga povzroči privlačnost lune. Prehod kinetične energije plimovanja v toploto nastane zaradi notranjega trenja v kamnini. Delež tega vira v celotni toplotni bilanci je majhen - približno 1-2%.
V litosferi prevladuje prevodni (molekularni) mehanizem prenosa toplote, v sublitosfernem plašču Zemlje se pojavi prehod v pretežno konvektivni mehanizem prenosa toplote.
Izračuni temperatur v črevesju planeta dajejo naslednje vrednosti: v litosferi na globini približno 100 km je temperatura približno 1300 0 C, na globini 410 km - 1500 0 C, na globini 670 km - 1800 0 C, na meji jedra in plašča - 2500 0 C, na globini 5150 km - 3300 0 C, v središču Zemlje - 3400 0 C. V tem primeru je bil upoštevan le glavni (in najverjetnejši za globoke cone) toplotni vir - energija globoke gravitacijske diferenciacije.
Endogena toplota določa potek globalnih geodinamičnih procesov. vključno s premikom litosfernih plošč
Na površini planeta oz. eksogeni vir toplota - sončno sevanje. Pod površjem se močno zmanjša vpliv sončne toplote. Že na majhni globini (do 20-30 m) je pas konstantnih temperatur - območje globin, kjer temperatura ostane konstantna in enaka povprečni letni temperaturi regije. Pod pasom stalnih temperatur je toplota povezana z endogenimi viri.
Magnetizem zemlje
Zemlja je orjaški magnet z magnetnim poljem sile in magnetnimi polovi, ki se nahajajo blizu geografskih, vendar ne sovpadajo z njimi. Zato se v odčitkih igle z magnetnim kompasom razlikuje med magnetnim naklonom in magnetnim naklonom.
Magnetna deklinacija Ali je na tej točki kot med iglo magnetnega kompasa in geografskim poldnevnikom. Ta kot bo največji na polovicah (do 90 0) in najmanjši na ekvatorju (7-8 0).
Magnetni naklon - kot, ki nastane z naklonom magnetne igle do obzorja. Ko se približujete magnetnemu polu, se bo igla kompasa premikala navpično.
Domnevamo, da je nastanek magnetnega polja posledica sistemov električnih tokov, ki nastanejo med vrtenjem Zemlje, v povezavi s konvektivnimi gibi v tekočem zunanjem jedru. Skupno magnetno polje je vsota vrednosti glavnega polja Zemlje in polja, ki ga povzročajo feromagnetni minerali v kamninah zemeljske skorje. Magnetne lastnosti so značilne za minerale - feromagnete, kot so magnetit (FeFe 2 O 4), hematit (Fe 2 O 3), ilmenit (FeTiO 2), pirotid (Fe 1-2 S) itd., Ki so minerali in se ugotovijo o magnetnih anomalijah. Za te minerale je značilen pojav preostale magnetizacije, ki podeduje usmeritev zemeljskega magnetnega polja, ki je obstajalo med tvorbo teh mineralov. Obnova lokacije magnetnih polov Zemlje v različnih geoloških epohah kaže na to, da magnetno polje občasno doživlja inverzija - sprememba, pri kateri so se zamenjali magnetni pola. Proces spreminjanja magnetnega znaka geomagnetnega polja traja od nekaj sto do nekaj tisoč let in se začne z intenzivnim zmanjšanjem jakosti glavnega magnetnega polja Zemlje na skoraj nič, nato se vzpostavi obratna polarnost in čez nekaj časa sledi hitra obnova jakosti, vendar že nasprotnega znaka. Severni pol je zasedel mesto Južnega pola in, nasprotno, s približno 5-kratno hitrostjo v 1 milijon letih. Trenutna orientacija magnetnega polja je bila določena pred približno 800 tisoč leti.
