Površje Zemlje se nenehno spreminja. V življenju opazimo, kako se zemeljska skorja premika, spreminja naravo: rečni bregovi se rušijo, nastajajo novi reliefi. Vse te spremembe vidimo, so pa tudi takšne, ki jih ne čutimo. In to je na bolje, ker močni gibi zemeljska skorja lahko povzroči hudo uničenje: potresi so primer takih premikov. Sile, skrite v globinah Zemlje, so sposobne premikati celine, prebuditi speče vulkane, popolnoma spremeniti običajno topografijo in ustvariti gore.
Dejavnost skorje
Glavni razlog za aktivnost zemeljske skorje so procesi, ki se dogajajo znotraj planeta. Številne raziskave so pokazale, da je na nekaterih območjih zemeljska skorja bolj stabilna, na drugih pa gibljiva. Na podlagi tega je bila razvita celotna shema možnih premikov zemeljske skorje.
Vrste kortikalnih gibov
Premiki skorje so lahko več vrst: znanstveniki so jih razdelili na vodoravne in navpične. Vulkanizem in potresi so bili vključeni v ločeno kategorijo. Vsaka vrsta gibanja skorje vključuje določene vrste premikov. Horizontalne vključujejo prelome, korita in gube. Premiki se dogajajo zelo počasi.
Navpične vrste vključujejo dviganje in spuščanje tal, povečanje višine gora. Ti premiki se dogajajo počasi.
Potresi
Na določenih delih planeta prihaja do močnih premikov zemeljske skorje, ki jih imenujemo potresi. Nastanejo kot posledica tresljajev v globinah Zemlje: v delčku sekunde ali sekundi se zemlja spusti ali dvigne za centimetre ali celo metre. Zaradi nihanj se spremeni lokacija nekaterih področij skorje glede na druge v vodoravnih smereh. Vzrok premikanja je prelom ali premik zemlje, ki se pojavi na veliki globini. Ta kraj v črevesju planeta se imenuje vir potresa, epicenter pa je na površini, kjer ljudje čutijo tektonske premike zemeljske skorje. V epicentrih se pojavijo najmočnejši tresljaji, ki prihajajo od spodaj navzgor in se nato razhajajo na straneh. Moč potresov se meri v točkah – od ena do dvanajst.
Veda, ki preučuje gibanje zemeljske skorje, namreč potrese, je seizmologija. Za merjenje moči sunkov se uporablja posebna naprava - seizmograf. Samodejno meri in beleži vse, tudi najmanjše, tresljaje zemlje.
Potresna lestvica
Pri poročanju o potresih slišimo omembe točk po Richterjevi lestvici. Njegova merska enota je velikost: fizikalna količina, ki označuje energijo potresa. Z vsako točko se moč energije poveča skoraj tridesetkrat.
Najpogosteje pa se uporablja lestvica relativnega tipa. Obe možnosti ocenjujeta uničujoč učinek tresljajev na zgradbe in ljudi. Po teh merilih ljudje praktično ne opazijo nihanj v zemeljski skorji od ene do štirih točk, lestenci pa lahko nihajo zgornja nadstropja zgradba. Pri kazalnikih od pet do šest točk se na stenah stavb pojavijo razpoke in zlomi stekla. Na devetih točkah se zrušijo temelji, padejo daljnovodi in potres na dvanajstih točkah lahko z obličja Zemlje zbriše cela mesta.
Počasna nihanja
V ledeni dobi se je zemeljska skorja, ovita v led, močno upognila. Ko so se ledeniki stopili, se je površje začelo dvigovati. Vidite lahko dogodke, ki so se odvijali v starih časih ob obali dežele. Zaradi premikanja zemeljske skorje se je spremenila geografija morij in nastale so nove obale. Spremembe so še posebej jasno vidne na obalah Baltskega morja - tako na kopnem kot na nadmorski višini do dvesto metrov.
Zdaj sta Grenlandija in Antarktika pod velikimi gmotami ledu. Po mnenju znanstvenikov je površina v teh krajih upognjena za skoraj tretjino debeline ledenikov. Če predpostavimo, da bo nekoč prišel čas in se bo led stopil, se bodo pred nami pojavile gore, ravnine, jezera in reke. Postopoma se bodo tla dvignila.
Tektonski premiki
Vzroki za premikanje zemeljske skorje so posledica premikanja plašča. V mejni plasti med zemeljsko ploščo in plaščem je temperatura zelo visoka - okoli +1500 o C. Močno segrete plasti so pod pritiskom zemeljskih plasti, kar povzroča učinek parnega kotla in izzove premik skorje. . Ta gibanja so lahko oscilatorna, zgibna ali diskontinuirana.
Nihajna gibanja
Pod oscilacijskimi premiki običajno razumemo počasne premike zemeljske skorje, ki jih ljudje ne zaznamo. Zaradi takih premikov pride do premika v navpični ravnini: nekatera območja se dvignejo, druga pa padejo. Te procese je mogoče prepoznati s posebnimi napravami. Tako je bilo ugotovljeno, da se Dnjeprsko vzpetino vsako leto dvigne in spusti za 9 mm, severovzhodni del Vzhodnoevropske nižine pa za 12 mm.
Navpični premiki zemeljske skorje povzročajo močne plime. Če se nivo tal spusti pod morsko gladino, potem voda priteče na kopno, če pa se dvigne višje, se voda umakne. V našem času je proces umika vode opazen na Skandinavskem polotoku, napredovanje vode pa na Nizozemskem, v severnem delu Italije, v nižini Črnega morja, pa tudi v južnih regijah Velike Britanije. Značilnosti ugrezanje kopnega – nastanek morskih zalivov. Ko se skorja dvigne, se morsko dno spremeni v kopno. Tako so nastale znamenite nižine: Amazonska, Zahodnosibirska in nekatere druge.
Premiki zlomljivega tipa
Če kamnine niso dovolj močne, da bi zdržale notranje sile, se začnejo premikati. V takih primerih nastanejo razpoke in napake navpični tip premik tal. Potopljena območja (grabeni) se izmenjujejo s horsti - dvignjenimi gorskimi formacijami. Primeri takšnih diskontinuiranih gibanj so Altajsko gorovje, Apalači itd.
Blokaste in zložene gore imajo razlike notranja struktura. Zanje so značilna široka strma pobočja in doline. V nekaterih primerih so potopljena območja napolnjena z vodo in tvorijo jezera. Eno najbolj znanih jezer v Rusiji je Baikal. Nastala je kot posledica eksplozivnega gibanja zemlje.
Zgibni gibi
Če so skalne ravni plastične, se med vodoravnim gibanjem začne drobljenje in zbiranje kamnin v gube. Če je smer sile navpična, se kamnine premikajo gor in dol, le pri vodoravnem gibanju opazimo gubanje. Velikost in videz gub sta lahko poljubna.
Gube v zemeljski skorji se oblikujejo na precej velikih globinah. Pod vplivom notranjih sil se dvignejo na vrh. Na podoben način so nastale Alpe, Kavkaz in Andi. V teh gorskih sistemih so gube jasno vidne na območjih, kjer pridejo na površje.
Potresni pasovi
Kot veste, zemeljsko skorjo tvorijo litosferske plošče. Na mejnih območjih teh formacij je opaziti visoko mobilnost, pojavljajo se pogosti potresi in nastajajo vulkani. Ta območja se imenujejo seizmološki pasovi. Njihova dolžina je na tisoče kilometrov.
Znanstveniki so identificirali dva velikanska pasova: meridionalni pacifiški in latitudinalni sredozemsko-transazijski. Pasovi seizmološke dejavnosti v celoti ustrezajo aktivni gorski gradnji in vulkanizmu.
Znanstveniki ločijo primarne in sekundarne seizmične cone v ločeno kategorijo. Drugi vključujejo Atlantski ocean, Arktiko in regijo Indijskega oceana. Na teh območjih se zgodi približno 10 % premikov zemeljske skorje.
Primarne cone predstavljajo območja z zelo visoko seizmično aktivnostjo, močnimi potresi: Havajski otoki, Amerika, Japonska itd.
Vulkanizem
Vulkanizem je proces, med katerim se magma premika v zgornjih plasteh plašča in se približuje zemeljski površini. Tipična manifestacija vulkanizma je nastanek geoloških teles v sedimentnih kamninah, pa tudi sproščanje lave na površje s tvorbo specifičnega reliefa.
Vulkanizem in gibanje zemeljske skorje sta dva med seboj povezana pojava. Zaradi premikanja zemeljske skorje nastanejo geološki griči ali vulkani, pod katerimi potekajo razpoke. Tako globoki so, da se skozi njih dvigajo lava, vroči plini, vodna para in drobci kamnin. Nihanja v zemeljski skorji izzovejo izbruhe lave, pri čemer se v ozračje sprostijo ogromne količine pepela. Ti pojavi močno vplivajo na vreme in spreminjajo topografijo vulkanov.
Tektonski premiki zemeljske skorje nastanejo pod vplivom radioaktivnih, kemičnih in toplotnih energij. Ti premiki povzročajo različne deformacije zemeljske površine, povzročajo pa tudi potrese in vulkanske izbruhe. Vse to vodi do sprememb reliefa v vodoravni ali navpični smeri.
Za dolga leta znanstveniki preučujejo te pojave in razvijajo naprave, ki omogočajo snemanje vseh seizmoloških pojavov, tudi najbolj nepomembnih tresljajev zemlje. Pridobljeni podatki pomagajo razkriti skrivnosti Zemlje in ljudi opozoriti na prihajajoče vulkanske izbruhe. Res je, da prihajajočega močnega potresa še ni mogoče napovedati.
Zemeljsko skorjo sestavljajo litosferske plošče. Za vsako litosfersko ploščo je značilno neprekinjeno gibanje. Ljudje takih gibov ne opazijo, ker se dogajajo izjemno počasi.
Vzroki in posledice premikanja skorje
Vsi vemo, da je naš planet sestavljen iz treh delov: zemeljskega jedra, zemeljskega plašča in zemeljske skorje. V jedru našega planeta je skoncentriranih veliko kemične snovi, ki nenehno vstopajo v kemijska reakcija skupaj.
Zaradi takšnih kemičnih, radioaktivnih in toplotnih reakcij se v litosferi pojavijo vibracije. Zaradi tega se lahko zemeljska skorja premika navpično in vodoravno.
Zgodovina preučevanja gibanja skorje
Tektonske premike so preučevali starodavni znanstveniki. Starogrški geograf Strabon je prvi predlagal teorijo, da se posamezna zemljišča sistematično dvigujejo. Slavni ruski znanstvenik Lomonosov je premike zemeljske skorje imenoval dolgotrajni in neobčutljivi potresi.
Podrobnejše preučevanje procesov gibanja zemeljske skorje pa se je začelo konec 19. stoletja. Ameriški geolog Gilbert je premike zemeljske skorje razvrstil v dve glavni vrsti: tiste, ki ustvarjajo gore (orogene) in tiste, ki ustvarjajo celine (epeirogene). Tako tuji kot domači znanstveniki so preučevali gibanje zemeljske skorje, zlasti: V. Belousov, Yu. Kosygin, M. Tetyaev, E. Haarman, G. Stille.
Vrste gibanja skorje
Obstajata dve vrsti tektonskih premikov: vertikalni in horizontalni. Navpični premiki se imenujejo radialni. Takšna gibanja se izražajo v sistematičnem dvigovanju (ali spuščanju) litosferskih plošč. Pogosto se radialni premiki zemeljske skorje pojavijo kot posledica močnih potresov.
Horizontalni premiki predstavljajo premike litosferskih plošč. Po mnenju mnogih sodobnih znanstvenikov so vse obstoječe celine nastale kot posledica horizontalnega premika litosferskih plošč.
Pomen gibanja zemeljske skorje za človeka
Premiki zemeljske skorje danes ogrožajo življenja mnogih ljudi. Osupljiv primer je Italijansko mesto- Benetke. Mesto se nahaja na delu litosferske plošče, ki se hitro ugreza.
Vsako leto mesto potone pod vodo - pride do procesa transgresije (dolgotrajna ofenziva morska voda pristati). V zgodovini so primeri, ko so zaradi premikanja zemeljske skorje mesta in kraji šli pod vodo, čez nekaj časa pa so se spet dvignili (proces regresije).
Premiki zemeljske skorje
Površina našega planeta se nenehno spreminja. Človek že v življenju opazi, kako se spreminja narava okoli njega: bregovi reke se rušijo, travnik se zarašča, nastajajo nove reliefne oblike, pogosto pa pri njihovem nastanku sodeluje tudi človek sam. Potem, če so jih ustvarile njegove roke, se takšne reliefne oblike imenujejo antropogene. Vendar so vse te spremembe večinoma posledica zunanje, eksogene sile Zemlja. Pazi notranje, endogene sile Ne more vsakdo videti planeta iz prve roke. To mora biti najboljše – te notranje sile, ki lahko premikajo celine, so zelo velike in včasih uničujoče. In ko enkrat izbruhnejo na površje, lahko notranje sile prebudijo speči vulkan in lahko takoj spremenijo okoliško topografijo z močnim potresom; te sile so v svojih manifestacijah veliko močnejše od vetra, tekoče vode ali premikajočih se ledenikov. In v času, ko zunanje sile Zemlje leta in stoletja oblikujejo majhne in srednje velike reliefne oblike, brusijo kamne, loščijo gore; Notranje sile Zemlje, čeprav v milijonih let, te gore postavljajo in premikajo posamezne bloke litosfere na tisoče kilometrov stran. Zato je dobro, da nam večino teh notranjih procesov skriva ogromna debelina zemeljske skorje.
Torej, zemeljska skorja se premika. Običajno se premika zelo počasi skupaj s posameznimi bloki litosfere - litosferskimi ploščami. Hitrost tega gibanja ne presega nekaj centimetrov na leto. Včasih, zlasti blizu meja litosferskih plošč, se lahko zemeljska skorja hitro premakne, kar povzroči potres. Razlog za gibanje zemeljske skorje je po mnenju znanstvenikov gibanje plašča. Naj spomnimo, da je notranjost Zemlje zelo vroča, plašč pa je posebna viskozna snov. Njegova temperatura narašča z globino in že v jedru doseže več tisoč stopinj. S segrevanjem se gostota snovi zmanjša zaradi njene ekspanzije. Pošteno je domnevati, da se v notranjosti planeta bolj vroč, manj gost plašč počasi dviguje, medtem ko se zgornje, hladnejše plasti pogrezajo, dokler se spet ne segrejejo. Ta proces traja milijone let in se bo nadaljeval, dokler se notranjost Zemlje ne ohladi. Kroženje plašča nosi s seboj relativno tanko (po standardih planeta).
Hitra gibanja so kaotična, nimajo določene smeri in o njih bomo govorili v temi »potresi«.
Počasne premike zemeljske skorje lahko razdelimo na horizontalne in vertikalne.
Horizontalna gibanja- to je najprej gibanje litosferskih plošč. Ko plošče trčijo, nastanejo gore, kjer se ločijo, pa nastanejo prelomi v zemeljski skorji. Živahni primeri Takšni prelomi so jezera Baikal, Nyasa in Tanganyika. Na dnu oceanov se na mestih prelomnic oblikujejo tudi srednjeoceanski grebeni.
Vertikalni premiki- to so procesi dvigovanja in spuščanja površin kopnega ali morskega dna. Vertikalni premiki so pogosto posledica horizontalnih trkov dveh litosferskih plošč. Tako se najvišje gore na Zemlji, Himalaja, povečajo za nekaj milimetrov na leto. Opazite lahko, kako so bila starodavna starodavna mesta v tisočletjih dvignjena nad morsko gladino, njihove obalne strukture pa so bile daleč od obale. Verjetno ima lahko tudi mit o Atlantidi svoje realne premise; vsaj sodobni arheologi so odkrili spomenike starih civilizacij, ki jih je potopilo Sredozemsko morje. Razlog za to je ugrezanje in dviganje zemeljske skorje na meji evrazijske in afriške litosferske plošče v sredozemskem območju. Doživljajo vzpetine in obale Skandinavije. Skorja pa se tukaj verjetno dviga, ker jo je pred več tisoč leti prekril ogromen ledenik. Zdaj se je ledena doba že zdavnaj končala in površje Zemlje, ki je na tem mestu doživelo ogromen pritisk, se še vedno počasi poravna nazaj. Tega ne moremo reči za obale sosednje Nizozemske, ki se mora, nasprotno, stoletje za stoletjem boriti z napredujočim morjem. Samo sistem jezov in posebnih struktur ščiti velik del Nizozemske pred poplavami. Ni naključje, da obstaja rek, da je Bog ustvaril morje, Nizozemci pa obale.
Posebnost pojavljanja kamnin na Zemlji pomaga pri preučevanju smeri gibanja zemeljske skorje. Dejstvo je, da se kamnine običajno pojavljajo v obliki plasti, tako da celotna zemeljska skorja spominja na nekakšno plastno torto. In višja kot je plast, kasneje bi morala nastati. Kdaj je plast nastala, geologi običajno presojajo po fosiliziranih ostankih organizmov, ki se nahajajo v njej. Toda včasih plasti ležijo neenakomerno, lahko se zmečkajo v gube in celo spremenijo lokacijo. Takšni premiki so lahko zmedeni, lahko pa nam povedo tudi o premikih zemeljske skorje, ki jih je doživela na tem mestu.
Če se zdi, da se je eden od fragmentov opazovanega območja premaknil ali premaknil navzdol glede na drugega, se ta pojav imenuje ponastaviti. Ko pride do očitnega dviga na enem od področij, je vzpon. Včasih je lahko reverzni prelom tako močan, da se zdi, da dvignjeno območje pade na sosednje; to se bo pokazalo v ponavljanju enakih plasti, najprej v spodnjem, nato pa v območju, ki je bilo potisnjeno nanj. Ta pojav se imenuje potisk.
Če je bil eden od fragmentov dvignjen nad druge, je to horst, in če se zdi, da je padel - to je graben.
Skale, zlasti v gorah, so pogosto nagubane. Guba, ki gre navzgor, se imenuje antiklinala, in se sklonil - sinklinala.
Za zemeljsko skorjo so značilni tektonski procesi, ki določajo njeno nenehno prestrukturiranje in razvoj. Gonilna sila Ti procesi so predvsem notranja energija Zemlje. Tektonski procesi povzročajo premike v zemeljski skorji – tektonske premike.
Tektonske procese v zemeljski skorji proučuje geološka veda geotektonika. Naslednje velja po sodobnih pojmih globalne geotektonike za tektoniko znotraj plošč, medtem ko je samo gibanje celin in zemeljske skorje pod oceani posledica gibanja litosferskih plošč, kot je npr.
pacifiški ali evrazijski. Nastanek geosinklinalnih con je omejen na cone subdukcije (potapljanje) ali obdukcije (polzenje) ene take litosferske plošče na drugo, kot je to v primeru Japonski otoki. Ker je gradnja še vedno osredotočena predvsem na kopno, torej na celine, ki se nahajajo na litosferskih ploščah, so koncepti tektonike znotraj plošč zelo pomembni za inženirsko geologijo.
Tektonski premiki. V zemeljski skorji se manifestirajo na različne načine, tako v času kot v prostoru. Sčasoma se gibanja kažejo v obliki počasnih (epeirogenih) in hitrih (orogenih - gorotvornih) gibanj. Po legi v prostoru (v prevladujoči smeri) so tektonski premiki radialni (vzdolž polmerov Zemlje), ki delujejo navpično navzgor in navzdol, in tangencialni, usmerjeni vodoravno. Drugačen značaj gibanja je povezana s horizontalno strukturo zemeljske skorje, tj. z njenimi osnovnimi strukturami.
Osnovne strukture zemeljske skorje. Horizontalna struktura zemeljske skorje je zelo zapletena, vendar jo je za razumevanje tektonskih gibanj mogoče poenostaviti, če za osnovo vzamemo stališče, da je zemeljska skorja sestavljena iz dveh glavnih struktur - platforme in geosinklinale.
Platforme so največje strukture zemeljske skorje. To so celine in oceanske kotline. To so stabilne, toge, neaktivne strukture. Zanje so značilne izravnane oblike reliefa zemeljskega površja (npr. ravnina). Za ploščadi so značilna tiha, počasna gibanja navpične narave (epeirogena).
Geosinklinale so odseki zemeljske skorje, ki so premični členki platform. Zanje so značilni različni tektonski premiki, med katerimi prevladujejo močni, nenadni, časovno in prostorsko nepredvidljivi, z njimi so povezani vulkanizem in seizmični pojavi. V geosinklinalah se pojavljajo prelomi v zemeljski skorji in intenzivno kopičenje debelih plasti sedimentnih kamnin. Tektonske sile premaknejo plasti sedimentnih kamnin iz vodoravnega položaja in jim dajo obliko gub. Geosinklinale vključujejo: 1) širinski pas, ki zajema Sredozemlje, Kavkaz, Zahodno Azijo in do Indonezije; pas vključuje Altaj, Sajansko gorovje, Bajkalsko regijo, 2) krožni pacifiški pas - severni in Južna Amerika, Japonska, Sahalin, Kurilski otoki, Kamčatka, južno Primorje.
Premiki platforme. Za ta območja so značilna počasna navpična nihanja (epeirogena). Izražajo se v tem, da so se nekatera področja zemeljske skorje več stoletij dvigovala, druga področja pa se ugrezajo. Premiki so počasni in dolgotrajni, vendar je veliko odvisno od njih: položaj meja med kopnim in morjem, plitvo ali povečano erozijsko delovanje rek, oblikovanje reliefa Zemlje, naraščanje gladine rezervoarjev, premikanje voda v gravitacijskih kanalih, položaj obalnih območij glede na morsko gladino in še marsikaj.
Zanimivo je, da se platforme (celine) premikajo vodoravno. Tako je bilo na podlagi podatkov, pridobljenih iz umetnih zemeljskih satelitov, ugotovljeno, da je Avstralija v samo petih letih "priplavala" do japonskih otokov za 38 cm (76 mm na leto), Evropa - za 19 cm, Severna Amerika - za 11, Havajski otoki - za 39 cm (78 mm na leto). Znanstveniki so izračunali, da če se bo ta hitrost gibanja nadaljevala, se bo najbližja soseda Japonske, Havajsko otočje, čez 100 milijonov let združilo z japonskimi otoki.
Za inženirsko geologijo so še posebej zanimiva sodobna vertikalna nihajna gibanja platform, ki povzročajo spremembe višin zemeljske površine na določenem območju. Stopnja njihove manifestacije je ocenjena z visoko natančnim geodetskim delom. Letna hitrost sodobnih nihajnih gibanj ploščadi je najpogosteje enaka več milimetrov, obstajajo pa območja, kjer je hitrost 1-2 cm/leto ali celo več. Številke so majhne, a dolgo časa zrastejo do pomembnih velikosti. Skandinavija se je na primer samo v zadnjih 50 letih dvignila za 19 cm, dolga stoletja pa se območja Nizozemske intenzivno pogrezajo (40-60 mm/leto).
Nihajna gibanja je mogoče zaslediti tudi v Rusiji. Srednjerusko gorje se dvigne za 1,5-2 cm/leto, regija Kursk - do 3,6 mm/leto. Številna ozemlja se soočajo z ugrezanjem zemeljske površine: Moskva (3,7 mm/leto), Sankt Peterburg (3,6 mm/leto), Vzhodna Kavkazija (5-7 mm/leto). Obstajajo območja, kjer se zemeljsko površje dviguje intenzivneje. Torej, v drugi polovici 20. st. Gladina Kaspijskega morja se je začela dvigovati za 14-15 cm/leto, kar je povzročilo poplavljanje številnih obalnih območij regije Astrahan. Do leta 2000 je skupni dvig morske gladine presegel 2 m, očitno je to posledica tektonskih premikov zemeljske skorje v regiji Kaspijskega morja.
Sodobna nihanja zemeljske površine se upoštevajo pri gradnji različnih objektov: velikih rezervoarjev, visokih jezov, melioracijskih sistemov, predvsem pa pri gradnji letališč in vesoljskih pristanišč.
riž. 4.
Vulkanizem. Vulkani so gore ali hribi stožčaste oblike, ki jih ustvari magma, ki doseže površje Zemlje (slika 4). Magma prihaja iz vulkana in se širi po njegovih pobočjih in okolici. V teh primerih se magma imenuje lava.
Vulkane delimo na aktivne, ki občasno izbruhnejo magmo, in ugasle, ki so trenutno neaktivni. Toda zgodovina pozna primere, ko so izumrli vulkani ponovno začeli delovati, kot je bilo v primeru vulkana Vezuv (Italija), katerega nepričakovani izbruh se je zgodil leta 79 našega štetja. e., kar je pripeljalo do uničenja treh mest. Zdaj izumrli vulkan Kazbek (Kavkaz) je bil še vedno aktiven na začetku kvartarja in njegove lave ležijo na številnih mestih na gruzijski vojaški avtocesti.
Vulkani so omejeni na gibljiva področja zemeljske skorje, to je geosinklinale. Danes jih je znanih več kot 850 aktivni vulkani, od tega jih 76 leži na dnu oceanov. Na ozemlju Rusije se vulkani nahajajo na Kamčatki (28 aktivnih) in v Kurilski otoki(10 aktivnih). Največji vulkani so Klyuchevskaya Sopka (višina gorskega stožca je 4850 m), Avachinsky, Karymsky in Bezymyanny.
Vulkanski izbruhi se pojavljajo na različne načine - v obliki eksplozij in silovitih izlivov lave ali pa umirjeno, brez eksplozij, ko se lava počasi širi po vulkanskem stožcu. Vulkani Kamčatke in Kurilskih otokov so med najbolj nevarnimi, torej eksplozivnimi. Izbruh takšnih vulkanov se začne s tresljaji (potresi, včasih do magnitude 5), ki jim sledijo eksplozije s sproščanjem lave, plinov in vodne pare.
Lava tvori tokove, katerih širina in dolžina sta odvisni od naklona gorskih stožcev in okoliškega terena. Znan je primer (Islandija), ko je dolžina toka lave dosegla 80 km z debelino 10-50 m.Hitrost tokov se spreminja, odvisno od vrste magme in se giblje od 5-7 do 30 km/ h. Ko vulkan eksplodira, odleti iz svojega kraterja skupaj z lavo. trdi material v obliki drobirja različne velikosti: 1) bloki (bombe), ki tehtajo več ton; 2) delci, imenovani lapilli (premera 1-3 cm) in 3) delci v obliki peska in prahu. Prašni delci se imenujejo vulkanski pepel. Vsi ti ostanki so raztreseni na različne razdalje in ustvarjajo večmetrske usedline. Najdlje (na stotine in celo tisoče kilometrov) se odnese vulkanski pepel.
Vulkani hkrati z lavo in kamenjem oddajajo pline. V večini primerov so plini strupeni. Nič manj nevarni so vodni hlapi, ki hitro kondenzirajo, kar povzroči nastanek ogromnih blatnih tokov (blatnih tokov) na pobočjih in ob vznožju stožcev. Imajo veliko rušilno moč in ustvarjajo večmetrske usedline.
Navedeno potrjuje, da je treba ceste in predvsem letališča graditi na določeni razdalji od aktivnih vulkanov.
Razdalja se običajno določi na podlagi dolgoletnih izkušenj gradnje na posameznem območju in ob upoštevanju značilnosti izbruhov določenega vulkana.
Zanimiv je primer, ko so se ljudje poskušali boriti z elementi. Izbruh vulkana Etna (Sicilija) je trajal 130 dni. V tokove lave je bilo vrženih 300 ton cementnih blokov, povezanih s težkimi jeklenimi verigami. S tem se je spremenila smer glavnega toka.
Seizmični pojavi
Seizmično(iz grščine Be^toz - tresenje) pojavov- elastične vibracije zemeljske skorje, ki nastanejo zaradi dejstva, da se v njenih globinah (ali v zgornjem plašču) pojavijo napetosti, ki na koncu pod vplivom tektonskih sil najdejo izhod v deformaciji stisnjenih kamnin, pri nastanku rupture, kar se kaže v obliki tresljajev. Tako so seizmični tresljaji povsem mehanski pojav. Ko pride do udarcev, nastanejo elastični valovi, ki se širijo v vse smeri od mest lomljenja. Ti valovi se imenujejo seizmični.
Če večino kamnin, ki sestavljajo zemeljsko skorjo, obravnavamo kot elastičen medij, potem seizmični valovi prenašajo deformacije, ki se pojavljajo v kamninah, na znatne razdalje in z veliko hitrostjo. Ti valovi se glede na vrsto deformacije delijo na vzdolžne in prečne.
Vzdolžni valovi (ali kompresijsko-napetostni valovi) povzročijo, da delci kamnin nihajo v smeri, ki sovpada z gibanjem vala. Prečni valovi (ali "strižni valovi") se širijo v smeri, ki je pravokotna na smer gibanja vzdolžnih valov. Hitrost in energija teh valov sta 1,7-krat manjši kot pri vzdolžnih valovih.
Ko se podzemni prožni valovi srečajo s površino zemlje, a nova vrsta nihajno gibanje - ti površno valovi. To so navadni gravitacijski valovi, ki povzročajo deformacije zemeljske površine (slika 5).
Kraj, kjer se pojavi potresni sunek, ki leži globoko v zemeljski skorji, se imenuje hipocenter. Globina hipocentra je lahko 1 - 10 km - površinski seizmični pojavi;
riž. 5. Shema širjenja potresnih valov na zemeljski površini (G) in
v zemeljski skorji (2):
G - hipocenter; E - epicenter. Seizmični valovi: / - vzdolžni; 2- prečni; 3- površno
riž. 6. Posledice potresov: A- v mestnem bloku; b- na gorski planoti v Iranu
30-50 km je skorja in 100-700 km globoko. Najbolj uničujoči so površinski seizmični pojavi.
Projekcija hipocentra na dnevno svetlobo se imenuje epicenter. Udarna sila vzdolžnega vala v epicentru je največja.
Analiza primerov potresnih pojavov je pokazala, da je v potresno aktivnih regijah Zemlje do 70% hipocentrov v globini 60 km.
Trajanje seizmičnih valov je običajno omejeno na nekaj sekund, včasih minut, vendar obstajajo primeri daljše izpostavljenosti. Na primer, leta 1923 je na Kamčatki potresni pojav trajal od februarja do aprila (195 sunkov).
Tresenja zemeljske skorje potresnega izvora se pojavljajo zelo pogosto in kot naravna nesreča za orkani in tajfuni zasedajo drugo mesto po materialni škodi, povzročeni človeštvu (slika 6). Vsako leto na svetu zabeležijo približno 100 tisoč potresnih pojavov, od tega približno 100
R in s 6. Nadaljevanje
vodijo v uničenje in v nekaterih primerih v katastrofe, kot na primer v Tokiu (1923), San Franciscu (1906), v Čilu in na otoku Sicilija (1968). V Mongoliji (1956) se je zgodil izjemno močan potresni pojav: eden od gorskih vrhov se je razpolovil, del gore, visok 400 m, se je zrušil v sotesko in oblikoval do 18 km dolgo in okoli 800 m široko prelomno kotanjo.
- 5 m ali več
- 0,5...1,0 m
riž. 7.
Na površini zemlje so se pojavile do 20 m široke razpoke, glavna pa se razteza 250 km.
Seizmični pojavi se pojavljajo tako na kopnem kot na dnu oceanov. Glede na to ločijo med potresi in potresi.
Morski potresi se pojavljajo v oceanskih depresijah Tihega oceana in redkeje v Indijskem in Atlantskem oceanu. Hitro dvigovanje in spuščanje dna povzroča rahle valove (cunamije) na njegovi površini z razdaljo med grebeni več kilometrov in višino več metrov (slika 7). Ko se približamo obali, skupaj z dvigom dna, se višina valov poveča na 15-20 m ali več. Edinstven primer se je zgodil leta 1964 na Aljaski, kjer je višina valov dosegla 66 m pri hitrosti 585 km/h.
Cunamiji potujejo na stotine in celo tisoče kilometrov s hitrostjo 500-800 km/h ali več.
V Rusiji se cunamiji pojavljajo v Tihem oceanu ob obali Kamčatke in Kurilskih otokov. Eden od teh cunamijev se je zgodil leta 1952. Pred prihodom vala se je morje umaknilo 500 m, 40 minut pozneje pa je val s strašno silo udaril ob obalo, uničil vse zgradbe in ceste ter prekril obalno območje s peskom, muljem in drobci skal. . Čez nekaj časa je za prvim prišel drugi val visok 10-15 m, ki je dokončal uničenje obale pod oznako desetih metrov.
Cunamiji se pojavljajo manj pogosto kot potresi. Tako jih je bilo v zadnjih 200 letih na Kamčatki in Kurilskih otokih le 14, od tega štiri katastrofalne. Zadnji globalni katastrofalni cunami se je zgodil l Indijski ocean konec decembra 2004, ko splošne ocene V Indoneziji in državah Indokitaje je umrlo več kot 200 tisoč ljudi.
Gradnja cest in letališč na obalah, kjer se lahko približa cunami, zahteva izvajanje zaščitnih ukrepov. V Rusiji, tako kot v sosednjih državah pacifiške regije, obstaja opazovalna služba, ki takoj obvesti o približevanju cunamija. To omogoča, da so ljudje zaščiteni pred nevarnostjo. Avtoceste so postavljene na visokem delu reliefa, po potrebi se brežine pokrijejo z armiranobetonskimi valobrani, postavijo valovne stene in naredijo zaščitne zemeljske nasipe.
Potresi so potresni pojavi na kopnem. V Rusiji se potresi dogajajo na Kavkazu, Altaju, Sajanskem gorovju, Bajkalskem območju, Sahalinu, Kurilskih otokih in Kamčatki. Vsa ta ozemlja se nahajajo v geosinklinalnem pasu. Doslej so le ta območja veljala za potresna, a že v drugi polovici 20. st. Postalo je očitno, da se potresi pod določenimi pogoji lahko pojavijo tudi na ploščadih, čeprav imajo za razliko od tektonskih potresov drugačen izvor.
Glede na izvor kopenskih potresov je predlagano, da ločimo štiri vrste potresov:
- 1. Tektonski, ki ga povzročajo tektonske sile zemeljske skorje in tvorijo veliko večino potresov. Zanje so značilna široka področja in velika moč oziroma z drugimi besedami visoka intenzivnost.
- 2. Vulkanski, povezan z vulkanskimi izbruhi in ima lokalno porazdelitev, vendar včasih velike moči.
- 3. Denudacija (zemeljski plazovi in udori), ki nastanejo zaradi padanja velikih gmot kamnin s pobočij ali upadanja v udrtine kot posledica zakrasevanja. Takšni potresi so tudi lokalne narave in relativno nizke jakosti.
- 4. Tehnogeni, povezani s človeškimi proizvodnimi dejavnostmi.
Danes je povsem očitno, da človekove proizvodne dejavnosti lahko vplivajo na potresno situacijo tudi na globalni ravni. Gre za tako imenovane inducirane potrese. Lahko jih povzroči polnjenje ogromnih rezervoarjev, črpanje nafte, plina, interstratala podtalnica, jedrske eksplozije, obsežna vojaška bombardiranja itd. Zgornji seznam kaže, da lahko človek s svojimi dejavnostmi vpliva na geološki prostor.
riž. 8.
sposobni ustvariti spodbude za negativne tektonske dogodke, znane kot naravne nesreče, ki jih povzroči človek.
Ocena potresne jakosti. Človeštvo že več stoletij opazuje in beleži potrese po vsem svetu. Danes se pogosto uporablja posebna oprema, zlasti seizmografi, ki omogočajo kvalitativno ugotavljanje, kje je prišlo do potresa, in oceno njegove moči. Instrumenti samodejno beležijo tresljaje Zemlje in izrišejo seizmogram (slika 8).
Trenutno je razkrita odvisnost potresov od strukture, sestave in stanja zemeljske skorje. Izgleda takole.
- 1. V gostih kamninah je hitrost širjenja potresnega sunka večja kot pri ohlapnih kohezivnih in nekoherentnih sedimentnih kamninah, vendar se moč potresa (njegova intenzivnost) v slednjem nasprotno poveča.
- 2. Vsebnost vode, nasičenost z vodo in visoka gladina podzemne vode povečujejo intenzivnost potresov. Območja, ki jih sestavljajo živi pesek, mulj, močvirnate in naplavljene sedimentne kamnine, so območja povečane potresne jakosti.
- 3. Geološke strukture in tektonski prelomi, ki se nahajajo čez gibanje seizmičnih valov, lahko zmanjšajo intenzivnost potresov.
- 4. Izolirane in ostro opredeljene reliefne oblike (hribi, strma gorska pobočja in grape) lahko povečajo seizmičnost območja.
Vsak potres nujno spremljajo številni fizikalni pojavi. To so zvoki svetlobni učinki, valovi na trdnih medijih, zemeljski plazovi, zemeljski plazovi in zdrsi, razpoke in luknje v tleh, uničenje hiš, cest in mostov. Zelo značilni so zvoki v obliki "podzemnega brenčanja".
Intenzivnost potresov na zemeljskem površju (tresenje površja) ocenjujemo s potresnimi lestvicami. V Rusiji se za oceno moči potresov uporablja lestvica z 12 točkami (tabela 1). Vsaka točka ustreza določeni vrednosti seizmičnega pospeška - A, mm/s 2, izračunano po formuli
a = 4p 2 A/T 2,
Kje L- amplituda vibracij, mm; T - obdobje nihanja potresnega vala, s. Po velikosti A določite koeficient seizmičnosti, ki je potreben za oceno trdnosti in stabilnosti konstrukcij:
Ks = A/&
kjer je # gravitacijski pospešek, mm/s 2 .
Tabela 1
Seizmična 12-točkovna lestvica
Poleg 12-stopenjske lestvice, ki se uporablja v mnogih državah po svetu, je Richterjeva lestvica (magnitudna lestvica - M). Magnitude so izračunane vrednosti. Najvišje vrednosti velikosti M- 8,5-9.
Gradnja cest in letališč. Pomembno mesto zavzema seizmično določanje območij in napovedovanje morebitnih potresov. Potresno coniranje se izraža v izdelavi seizmičnih kart, iz katerih je mogoče določiti vrednost maksimalne ocene za določeno ozemlje (slika 9). To je težka naloga. IN Zadnja leta zemljevidi se občasno posodabljajo, saj se seizmičnost zemeljske skorje na številnih območjih povečuje. V večini primerov nove karte povečajo vrednost točk. Elementi so zahrbtni. To je razvidno iz naslednjega primera. Leta 1976 potres
riž. 9. Karta potresne cone. Linije seizmičnih točk:
I - od 1 do 5; II - od 5 do 7; III - do 8
v Uzbekistanu (8 točk) uničili vas Gazli. Vas je bila obnovljena, leta 1984 pa se je potres ponovil, vendar z magnitudo 9.00 in je bila ponovno uničena.
V zadnjih letih je Rusija ustvarila Zemljevid splošne potresne cone ozemlja države (kar pomeni Zemljevid tektonskih potresov). Iz tega zemljevida je razvidno, da če so prej Sahalin, Kamčatka in Kurilski otoki veljali za posebej nevarne v smislu seizmičnosti, zdaj ta ozemlja vključujejo vzhodno Sibirijo in sosednjo Bajkalsko regijo ter Transbaikalijo, vključno z gorovjem Altaj. Za ta ozemlja so možni potresi 9 točk (na Richterjevi lestvici - L / do 8,5). Na zemljevidu so se prvič pojavila območja potresov z magnitudo 10 (Sahalin, Kamčatka, Kurilski otoki). Prej takih območij v Rusiji ni bilo. Ozemlje Severnega Kavkaza je bilo preneseno iz ocene 6-7 točk na oceno 9 točk.
Napoved potresa. Potresov ni mogoče preprečiti. Napoved zahteva odgovore na tri vprašanja - kje, kakšne moči in kdaj se bo zgodil potres. Znanost deluje v tej smeri, a natančnih zanesljivih odgovorov še ni.
Gradnja pod napovedjo potresov 6 točk ali več se izvaja v skladu z gradbenimi normami in pravili (SNiP). Ocena se določi iz karte in prilagodi glede na relief, geologijo in hidrogeologijo območja. Točke je mogoče prilagajati le navzgor.
Na potresnih območjih je priporočljivo graditi ceste in letališča stran od strmih gorskih pobočij in pečin, nakloni izkopov in podlag nad 4 m so bolj ravni, s 6 točkami ali več, višina nasipov in globina izkopov naj bo ne presega 15-20 m, z vodo nasičena tla pod nasipi je treba odvajati z odtoki, Posebna pozornost se osredotoča na izboljšanje stabilnosti mostov, ki jih je nevarno graditi na tektonskih prelomnicah.
Vprašanje 1. Kaj je zemeljska skorja?
Zemljina skorja - zunanja dura lupina(skorja) Zemlje, zgornji del litosfere.
Vprašanje 2. Katere vrste zemeljske skorje obstajajo?
Celinska skorja. Sestavljen je iz več plasti. Vrh je plast sedimentnih kamnin. Debelina te plasti je do 10-15 km. Pod njim leži granitna plast. Kamnine, ki ga sestavljajo, so po svojih fizikalnih lastnostih podobne granitu. Debelina te plasti je od 5 do 15 km. Pod granitnim slojem je bazaltni sloj, sestavljen iz bazalta in kamnin, fizične lastnosti ki spominjajo na bazalt. Debelina te plasti je od 10 do 35 km.
Oceanska skorja. Od celinske skorje se razlikuje po tem, da nima granitne plasti ali pa je zelo tanka, zato je debelina oceanske skorje le 6-15 km.
Vprašanje 3. Kako se vrste zemeljske skorje razlikujejo med seboj?
Vrste zemeljske skorje se med seboj razlikujejo po debelini. Skupna debelina celinske skorje doseže 30-70 km. Debelina oceanske skorje je le 6-15 km.
Vprašanje 4. Zakaj ne opazimo? večina premiki zemeljske skorje?
Ker se zemeljska skorja premika zelo počasi in samo trenje med ploščami povzroča potrese.
Vprašanje 5. Kje in kako se premika trdna lupina Zemlje?
Vsaka točka zemeljske skorje se premika: dvigne ali spusti, premakne naprej, nazaj, desno ali levo glede na druge točke. Njihova skupna gibanja vodijo v dejstvo, da se nekje zemeljska skorja počasi dvigne, nekje pade.
Vprašanje 6. Katere vrste gibanja so značilne za zemeljsko skorjo?
Počasna ali sekularna gibanja zemeljske skorje so navpična gibanja zemeljske površine s hitrostjo do nekaj centimetrov na leto, povezana z delovanjem procesov, ki se pojavljajo v njenih globinah.
Potresi so povezani z razpoki in motnjami v celovitosti kamnin v litosferi. Območje, v katerem izvira potres, se imenuje potresno žarišče, območje, ki se nahaja na zemeljski površini točno nad virom, pa epicenter. V epicentru so tresljaji zemeljske skorje še posebej močni.
Vprašanje 7. Kako se imenuje veda, ki preučuje gibanje zemeljske skorje?
Veda, ki preučuje potrese, se imenuje seizmologija, iz besede "seismos" - vibracije.
Vprašanje 8. Kaj je seizmograf?
Vse potrese jasno zabeležijo občutljivi instrumenti, imenovani seizmografi. Seizmograf deluje po principu nihala: občutljivo nihalo se zagotovo odzove na vse, tudi najšibkejše tresljaje zemeljske površine. Nihalo bo zanihalo in to gibanje bo aktiviralo pero, ki bo pustilo sled na papirnem traku. Močnejši ko je potres, večji je nihaj nihala in opaznejša je oznaka peresa na papirju.
Vprašanje 9. Kaj je vir potresa?
Območje, v katerem izvira potres, se imenuje potresno žarišče, območje, ki se nahaja na zemeljski površini točno nad virom, pa epicenter.
Vprašanje 10. Kje je žarišče potresa?
Območje, ki se nahaja na zemeljski površini točno nad virom, je epicenter. V epicentru so tresljaji zemeljske skorje še posebej močni.
Vprašanje 11. Kako se razlikujejo vrste gibanja zemeljske skorje?
Kajti sekularni premiki zemeljske skorje se dogajajo zelo počasi in neopazno, hitri premiki zemeljske skorje (potresi) pa nastanejo hitro in imajo uničujoče posledice.
Vprašanje 12. Kako je mogoče zaznati sekularne premike zemeljske skorje?
Zaradi sekularnih premikov zemeljske skorje na zemeljskem površju se lahko kopenske razmere zamenjajo z morskimi – in obratno. Na primer, na Vzhodnoevropski nižini lahko najdete fosilizirane školjke mehkužcev. To nakazuje, da je bilo tam nekoč morje, a se je dno dvignilo in zdaj je tam gričevnata ravnina.
Vprašanje 13. Zakaj nastanejo potresi?
Potresi so povezani z razpoki in motnjami v celovitosti kamnin v litosferi. Večina potresov se zgodi na območjih potresnih pasov, med katerimi je največji pacifiški.
Vprašanje 14. Kakšno je načelo delovanja seizmografa?
Seizmograf deluje po principu nihala: občutljivo nihalo se zagotovo odzove na vse, tudi najšibkejše tresljaje zemeljske površine. Nihalo bo zanihalo in to gibanje bo aktiviralo pero, ki bo pustilo sled na papirnem traku. Močnejši ko je potres, večji je nihaj nihala in opaznejša je oznaka peresa na papirju.
Vprašanje 15. Kakšno načelo se uporablja za določanje moči potresa?
Moč potresov se meri v točkah. V ta namen je bila izdelana posebna 12-stopenjska lestvica potresne jakosti. Moč potresa določajo posledice tega nevarnega procesa, torej razdejanje.
Vprašanje 16. Zakaj vulkani najpogosteje nastanejo na dnu oceanov ali na njihovih obalah?
Nastanek vulkanov je povezan z izbruhom snovi iz plašča na površje Zemlje. Najpogosteje se to zgodi tam, kjer je zemeljska skorja tanka.
Vprašanje 17. S pomočjo zemljevidov atlasa določite, kje se pogosteje pojavljajo vulkanski izbruhi: na kopnem ali na dnu oceana?
Večina izbruhov se zgodi na dnu in obrežju oceanov na stičišču litosferskih plošč. Na primer ob pacifiški obali.
