Основные положения глобальной тектоники

p align="justify">     Палеозойский  период в эволюции земной коры явился этапом интенсивного развития геосинклинальных поясов – межконтинентальных и окраинно континентальных.

     Эти пояса подвергались расчленению  на окраинные моря и островные  дуги, в них формировались складчатые горные системы.

     К концу палеозоя межконтинентальные геосинклинальные пояса полностью  замкнулись и заполнились складчатыми  системами. В результате отмирания Северо Атлантического пояса континент Северной Америки сомкнулся с Восточно-Европейским, а последний, после завершения развития Урало-Охотского пояса, – с Сибирским, Сибирский – с Китайско-Корейским.

     В итоге образовался суперконтинент Лавразия; отмирание западной части  Средиземноморского пояса привело  к его объединению с южным  суперконтинентом –  Гондваной –  в одну континентальную глыбу, названную  Пангеей. Восточная часть Средиземноморского пояса в конце палеозоя – начале мезозоя превратилась в огромный залив Тихого океана, по периферии которого также поднялись горные сооружения.

     Последний крупный этап развития структуры  земной коры охватывает мезозойскую  и кайнозойскую эры. Это был этап становления современных океанов  и  обособления современных континентов.

     В начале этапа, в триасе, еще существовала Пангея, но уже в ранней юре она снова раскололась на Лавразию и Гондвану вследствие возникновения широтного океана Тетис, протянувшегося от Центральной Америки до Индокитая и Индонезии; на западе и на востоке он смыкался с Тихим океаном. Этот океан включал и Центральную Атлантику.

     Отсюда  в конце юры процесс раздвига распространился к северу, создав в течение мела и раннего палеогена Северную Атлантику и, начиная с палеогена, Евразийский бассейн Северного Ледовитого океана. В итоге Северная Америка отделилась от Евразии. В поздней юре началось формирование Индийского океана, и с начала мела стала раскалываться с юга Южная Атлантика; это означало начало распада Гондваны, существовавшей как единое целое в течение всего палеозоя.

     В конце мела Северная Атлантика соединилась  с Южной, отделив Африку от Южной  Америки.

     Таким образом, к концу палеогена оформились все современные океаны, обособились  все современные континенты, и  лик Земли приобрел вид, в основном  близкий к нынешнему. Однако еще не существовало современных горных систем – поздний мел и ранний  палеоген, до 40 млн. лет до н. э., характеризовались выровненным рельефом почти на всей площади суши.

     С олигоцена началось горообразование, достигшее своей  кульминации  в конце миоцена – плиоцене – антропогене, т. е. в последние 5 млн. лет.

     В конце неогена и в антропогене  высокие широты обоих полушарий  были охвачены мощным материковым оледенением,  реликтами которого являются ледниковые шапки Антарктиды и Гренландии. Это  было третье крупное оледенение в  фанерозое: первое имело место в позднем ордовике,  второе в конце карбона – начале перми; оба они были приурочены к Гондване.

     И оставалось много миллионов лет  до первых построек на берегу реки Кумы. 

2. Свойства Земли: литосфера, ядро, мантия, гидросфера, атмосфера.

 

     Литосфера(от греч. lithos – камень и sphaira – шар) – оболочка «твердой» Земли. Она включает три концентрические оболочки, называемые земной корой, мантией и ядром. Земная кора и верхняя мантия представляют собой твердые тела, внешняя часть ядра ведет себя как жидкая среда, а внутренняя – как твердое тело. Сейсмологи относят к литосфере земную кору и верхнюю часть мантии. Основание литосферы расположено на глубинах от 100 до 160 км на контакте с астеносферой (зоной пониженной твердости, прочности и вязкости в пределах верхней мантии, состоящей предположительно из расплавленных пород). 

     Земная  кора – тонкая внешняя оболочка Земли средней мощностью 32 км. Наиболее тонкая она под океанами (от 4 до 10 км), а наиболее мощная – под материками (от 13 до 90 км). На кору приходится примерно 5% объема Земли.

       Различают континентальную и  океаническую земную кору.

Существуют  также районы с корой переходного  типа, где океаническая кора медленно превращается в континентальную  или, наоборот, часть континентальной  коры преобразуется в океаническую.

     Около трети земной поверхности составляет суша, состоящая из шести материков (Евразии, Северной и Южной Америки, Австралии и Антарктиды), островов и групп островов (архипелагов). Большая часть суши расположена в Северном полушарии. Взаимное расположение материков менялось на протяжении геологической истории. Около 200 млн. лет назад материки располагались в основном в Южном полушарии и образовывали гигантский суперконтинент Гондвану.

     Высота  поверхности земной коры существенно  различается от района к району: самая высокая точка на Земле  – гора Джомолунгма (Эверест) в Гималаях (8848 м над уровнем моря), а самая  низкая – на дне впадины Челленджер в Марианском желобе вблизи Филиппин (11 033 м ниже у.м.). Около 58% земной поверхности приходится на глубоководные (3–5 км) океанические бассейны, а 13% – на довольно мелководный континентальный шельф и переходные области. Бровка шельфа обычно расположена на глубине ок. 200 м

     Установлено, что земная кора состоит из твердых  горных пород. Исключение составляют привулканические зоны, где существуют очаги расплавленных пород, или магмы, которые изливаются на поверхность в виде лавы. В целом породы земной коры примерно на 75% состоят из кислорода и кремния и на 13% – из алюминия и железа. Сочетания этих и некоторых других элементов образуют минералы, входящие в состав горных пород. Иногда в земной коре обнаруживаются в значительных концентрациях имеющие важное хозяйственное значение отдельные химические элементы и минералы. К ним относятся углерод (алмазы и графит), сера, руды золота, серебра, железа, меди, свинца, цинка, алюминия и других  металлов.

     Мантия – оболочка «твердой» Земли, расположенная под земной корой и простирающаяся примерно до глубины 2900 км. Она подразделяется на верхнюю (мощностью ок. 900 км) и нижнюю (мощностью ок. 1900 км) мантию и состоит из плотных зеленовато-черных железо-магниевых силикатов (перидотита, дунита, эклогита). В условиях поверхностных температур и давлений эти породы примерно вдвое жестче, чем гранит, а на больших глубинах становятся пластичными и медленно текут. Благодаря распаду радиоактивных элементов (особенно изотопов калия и урана) мантия постепенно нагревается снизу. Иногда в процессе горообразования блоки земной коры погружаются в мантийное вещество, где они плавятся, а затем во время вулканических извержений вместе с лавой выносятся на поверхность.

     Ядро Земли делится на внешнее и внутреннее. Первое из них начинается примерно на глубине 2900 км и имеет мощность около 2100 км. Граница нижней мантии и внешнего ядра известна как слой Гутенберга. В его пределах продольные волны замедляются, а поперечные вообще не распространяются. Это свидетельствует о том, что внешнее ядро ведет себя как жидкость, поскольку поперечные волны не способны распространяться в жидкой среде. Полагают, что внешнее ядро состоит из расплавленного железа, имеющего плотность от 8 до 10 г/см³. Внутреннее ядро радиусом около 1350 км рассматривается как твердое тело, т.к. скорость распространения в нем сейсмических волн вновь резко возрастает. Внутреннее ядро, по-видимому, состоит почти полностью из элементов, имеющих очень высокую плотность, – железа и никеля.

     Гидросфера представляет собой совокупность всех природных вод на земной поверхности и вблизи нее. Ее масса – менее 0,03% массы всей Земли. Почти 98% гидросферы составляют соленые воды океанов и морей, покрывающих около 71% земной поверхности. Около 4% приходится на материковые льды, озерные, речные и подземные воды, немного воды содержится в минералах и в живой природе.

     Четыре  океана (Тихий – самый большой  и глубокий, занимающий почти половину земной поверхности, Атлантический, Индийский  и Северный Ледовитый) вместе с морями образуют единую акваторию – Мировой  океан. Однако океаны неравномерно распределены на Земле и сильно различаются  по глубине. Подводным продолжением материков являются довольно мелководные  континентальные шельфы, занимающие большие площади у берегов  Северной Америки, восточной Азии и  северной Австралии и полого спускающиеся по направлению к открытому океану. Край шельфа (бровка) обычно резко обрывается при переходе к континентальному склону, первоначально круто падающему, а затем постепенно выравнивающемуся в зоне континентального подножья, которое сменяется глубоководным ложем со средними глубинами 3700–5500 м. Континентальный склон обычно изрезан глубокими подводными каньонами, часто являющимися морским продолжением крупных речных долин. По периферии Тихого океана и вдоль молодых островных дуг Атлантического и Индийского океанов имеются желоба глубиной более 11 км.

     Атмосфера – воздушная оболочка Земли, состоящая из пяти концентрических слоев – тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы. Реальная верхняя граница атмосферы отсутствует. Внешний слой, начинающийся примерно на высоте 700 км, постепенно разреживается и переходит в межпланетное пространство. Кроме того, существует еще магнитосфера, пронизывающая все слои атмосферы и простирающаяся далеко за ее пределы.

     Атмосфера состоит из смеси газов: азота (78,08% ее объема), кислорода (20,95%), аргона (0,9%), диоксида углерода (0,03%) и редких газов  – неона, гелия, криптона и ксенона (в сумме 0,01%). Почти всюду близ земной поверхности присутствует водяной  пар. В атмосфере городов и  промышленных районов обнаруживаются повышенные концентрации сернистого ангидрида, углекислого и угарного газов, метана, фтористого углерода и других газов  антропогенного происхождения .

     Тропосфера – слой атмосферы, в котором формируется погода. В умеренных широтах она простирается примерно до высоты 10 км.

     Стратосфера расположена в диапазоне от 10 до 50 км над уровнем моря. Для нее характерны довольно постоянные ветры и температуры (в среднем ок. –50° С) и редкие перламутровые облака, образованные кристаллами льда.

     Мезосфера – слой атмосферы, расположенный в интервале высот от 50 до 80 км. В ее пределах температура постепенно понижается примерно от 0° C у нижней границы до –90° С (иногда до –110° С) у верхней границы – мезопаузы.

     Термосфера – высокие слои атмосферы примерно от 80 до 700 км, в которых повышается температура. Поскольку атмосфера здесь разрежена, тепловая энергия молекул – главным образом кислорода – низкая, а температуры зависят от времени суток, солнечной активности и некоторых других факторов. В ночное время температуры меняются примерно от 320° C в периоды минимальной солнечной активности до 2200° C во время пиков солнечной активности.

     Экзосфера – самый верхний слой атмосферы, начинающийся на высотах около 700 км, где атомы и молекулы находятся настолько далеко одни от других, что сталкиваются весьма редко. Это так называемый критический уровень, на котором атмосфера перестает вести себя как обычный газ, а атомы и молекулы перемещаются в гравитационном поле Земли как спутники. В этом слое главными компонентами атмосферы являются водород и гелий – легкие элементы, которые в конечном счете улетучиваются в космическое пространство.

 

3. Две концепции причин горообразовательных процессов в земной коре

 

     Литосфера, атмосфера, гидросфера контактируют в  зоне верхней границы земной коры, где вместе с биосферой формируют  наиболее сложную и активную реакционную  сферу Земли. Именно здесь и в  тектоносфере осуществляются процессы, создающие земную кору и изменяющие ее строение и состав. Эти процессы называются геологическими. Геологические процессы, энергетически связанные с тектоносферой, называют эндогенными (внутренними), с верхней реакционной сферой – экзогенными (внешними).

     Экзогенные  процессы развиваются на поверхности Земли и в приповерхностных слоях земной коры. Главными причинами, вызывающими эти процессы, являются: лучистая энергия Солнца, притяжение Солнца и Луны, поступление вещества из Космоса. Важнейшими экзогенными процессами являются выветривание и круговорот воды. Выветривание заключается в разрушении горных пород и минералов под действием физических и химических факторов. Прежде всего это нагревание и охлаждение, химическое воздействие на горные породы кислорода, углекислого газа, водяных паров и водных растворов. Физическое и химическое выветривание производят и представители биосферы.

     Воды, выпавшие в виде атмосферных осадков  на континент, частично испаряются. Часть  их формирует ручьи, реки, накапливается  в виде льда и снега в зонах  сурового климата, фильтруется в  землю, образуя ниже земной поверхности  залежи подземных вод. И вода, и  снег, и лед выполняют огромную разрушительную работу, в результате которой горные породы измельчаются и испытывают глубокое преобразование изначального минерального и химического  состава. И твердые обломки, и  растворенное вещество транспортируются к месту их накопления (аккумуляции). Таким образом, все экзогенные процессы осуществляются по схеме: разрушение транспортировка аккумуляция. Основными экзогенными процессами являются геологическая деятельность ветра, рек, дождевых, талых и подземных вод, морей, океанов, озер, болот, ледников, а также процессы, осуществляющиеся в мерзлых породах. В разрушительную стадию всех перечисленных процессов создается осадочный материал, который накапливается как на суше, так и в водоемах, причем в водоемах аккумулируется большая его часть. Осаждаясь на дне водоемов, осадочный материал формирует осадочную толщу. Это процесс осадконакопления, или седиментации. В составе осадочной толщи различаются отдельные слои. Каждый слой фиксирует какие-либо изменения в условиях накопления осадочной толщи.