Літосфера і рельєф
Спочатку, 4,5 млрд. Років тому, Земля являла собою кулю, що складається з одних газів. Поступово важкі метали, такі як залізо і нікель, опускалися до центру і ущільнювалися. Легкі породи і мінерали спливали на поверхню, охолоджувалися і тверднули.
Структурно земля складається з трьох шарів: ядра, мантія і земної кори.
Ядро – центр Землі, його діаметр 6964 км, маса 1,934 ? 1024 кг, об’єм – 1,752 ? 1020 м3 (16,2% обсягу Землі). Ядро складається з двох частин: суб’ядра (тверда частина) і зовнішнього ядра (рідка частина). Для ядра характерні високі (до 5000 ° С) температури. До його складу входять близько 89% заліза і 6% нікелю. Переміщення речовини в ядрі створює на Землі магнітне поле, що захищає планету від космічного випромінювання.
Мантія (від грец. Mantion – покривало) – середній шар, що зв’язує ядро і земну кору. Мантія має товщину 2865 км, масу 4,013 ? 1024 кг, її обсяг становить 8,966?1020 м3 (83% об’єму Землі). Мантія складається з трьох шарів: шару Голіцина, шару Гуттенберга і субстрату. Верхня частина мантії, звана магмою, містить шар зі зниженою в’язкістю, густиною і твердістю – астеносферу, на якій врівноважуються ділянки земної поверхні. Кордон між мантією і ядром називається шаром Гуттенберга.
Земна кора – зовнішній твердий шар планети. Його маса – 2,85 ? 1022 кг, об’єм – 1,02 ? 1019 м3 (0,8% об’єму Землі). Його середня товщина 25-30 км, під океанами тонше (3-10 км), в гірських районах доходить до 70 км. Земна кора складається з трьох шарів: базальтового, гранітного і осадового. Склад земної кори: кисень (49%), кремній (26%), алюміній (7%), залізо (5%), кальцій (4%); найпоширеніші мінерали – польовий шпат і кварц. Кордон між земною корою і мантією називається поверхнею Мохо (по імені югославського вченого А. Мохо-ровічіча).
Гірські породи, що складають земну кору. За визначенням, гірська порода – стійкий склад сукупності мінералів, що знаходиться в різних агрегатних з-
Стояння. За походженням виділяють магматичні, осадові, метаморфічні, вулканічні і ме-тасоматіческіе гірські породи.
Магматичні гірські породи утворюються при охолодженні і кристалізації магми, внедряющейся в земну кору по тріщинах. Вони складають близько 60% земної кори. Якщо їх утворення відбувалося на більшій глибині без виходу на поверхню, то такі породи називаються інтрузивними. Вони повільно остигають, кристалізація відбувається довго, і виходять крупнокрісталліческіе гірські породи (граніт, діорит, габро). Якщо магма вилилася і застигла на поверхні землі, то утворюються еффрузівние породи. За рахунок порівняно швидкого охолодження в породі утворюються дрібні кристали, наприклад: базальт, андезит, ліпарит. Магматичні гірські породи зазвичай складені силікатами (SiO2). Їх поділяють на ультраосновні (кремнезему менше 40%), основні (кремнезему від 40% до 50%), середні (кремнезему від 50-65%) і кислі (кремнезему більше 65%).
Осадові гірські породи виникли шляхом осадження речовини у водному середовищі, рідше з повітря і в результаті діяльності льодовиків. Вони становлять 75% товщі земної кори і 10% її маси, зазвичай залягають пластами. За умовами утворення осадові породи поділяються на такі категорії:
– Уламкові, виникли при руйнуванні іншого типу порід – пісок, пісковики, глина;
– Хімічні, виникли в результаті хімічних реакцій у водних розчинах – солі, гіпс, фосфорити;
– Органічні, виникли в результаті накопичення вапняних або рослинних залишків – вапняк, крейда, торф, вугілля.
Метаморфічні гірські породи утворюються в результаті зміни осадових або магматичних гірських порід з повним або частковим зміною їх мінерального складу і структури. До них відносять гнейси (перетворений граніт), кварцити (перетворений піщаник), мармур (змінений вапняк), різні руди.
Вулканічні гірські породи утворюються в результаті вивержень вулканів. Розрізняють ізлівшіеся, або еффрузівние (базальт, андезит, трахіт, ліпарит, діабаз) і вулкагенно-уламкові, або пірокластіче-ські (туфи, вулканічні брекчії) вулканічні гірські породи.
Метасоматичні гірські породи утворюються в результаті метасоматізма. При цьому відбуваються такі стадії їх утворення: рання лужна (магнезіальні і вапняні скарни), кислотна (гейзери і вторинні кварцити), пізня лужна (бере-зит, лиственит).
Будова земної кори. У зв’язку з нерівністю земної поверхні в її структурі виділяються суша і океан. У їх межах розташовані грандіозні гірські ланцюги і глибокі океанічні западини, великі рівнини і підводні плато, низовини, балки, улоговини, бархани і т. д.
Земна кора має неоднакову товщину, склад, будова на материках і під океанами. Розрізняють кору материкову, океанічну і перехідну.
Материкова кора тришарова (шар осадових порід, гранітний, базальтовий), її товщина на рівнинах 30-50 км, в горах – до 70-80 км. Океанічна кора тонше (5-15 км) і складається з двох шарів – верхнього осадового і нижнього базальтового. На кордоні материків і океанів, в районах островів товщина земної кори становить 15-30 км, гранітний шар виклінівается, земна кора має перехідний характер.
Перехідна кора є проміжною зоною між материковою і океанічною корою, її товщина коливається в проміжку 30-50 км.
Земна кора перебуває в постійному русі. Першим гіпотезу про дрейф материків (тобто горизонтальному русі земної кори) висунув на початку ХХ століття А. Вегенер. На її основі створена теорія ли-тосферних плит. Згідно цієї теорії, літосфера не є монолітом, а складається з семи великих і декількох більш дрібних плит, “плаваючих” на астеносфері. Прикордонні області між плитами літосфери називають сейсмічними поясами – це самі “неспокійні” області планети.
Земна кора поділяється на стійкі і рухливі ділянки.
Стійкі ділянки земної кори – платформи – утворюються на місці геосинкліналей, що втратили рухливість. Платформа складається з кристалічного фундаменту і осадового чохла. Залежно від віку фундаменту виділяють стародавні (докембрий-ські) і молоді (палеозойські, мезозойські) платформи. У підставі всіх материків лежать древні платформи.
Рухливі, сильно розчленовані ділянки земної поверхні називаються геосінкліналямі (складчастими областями). У їхньому розвитку виділяють два етапи: на першому етапі земна кора відчуває опускання, відбувається накопичення осадових гірських порід і їх метаморфизация. Потім починається підняття земної кори, гірські породи мнуть в складки. На Землі було кілька епох інтенсивних горотворенням: байкальська, каледонская, герцинская, мезозойська, кайнозойская. Відповідно до цього виділяють різні області складчастості.
Поширення і вік платформ і геосинкліналей показується на тектонічної карті (карті будови земної кори).
Рельєф (від франц. Relief, лат. Relevo – піднімаю) – сукупність нерівностей земної поверхні. Рельєф складається з позитивних (опуклих) і негативних (увігнутих) форм. Найбільші негативні форми рельєфу на Землі – западини океанів, позитивні – материки. Це форми рельєфу першого порядку. Форми рельєфу другого порядку – гори і рівнини (як на суші, так і на дні океанів). Поверхня гір і рівнин має складний рельєф, що складається з більш дрібних форм.
Морфоструктури – великі елементи рельєфу суші, дна океанів і морів, провідна роль в утворенні яких належить ендогенним процесам. Найбільші нерівності поверхні Землі утворять виступи материків і западини океанів. Найбільш великі елементи рельєфу суші – рівнинно-платформні і гірські області.
Рівнинно-платформні області включають рівнинні частини древніх і молодих платформ і займають близько 64% площі суші. Серед рівнинно-платформних областей є низькі, з абсолютними висотами 100-300 м (Східно-Європейська, Західно-Сибірська, Туранська, Північно-Американ-ська рівнини), і високі, підняті новітніми рухами кори на висоту 400-1000 м (Среднесибирское плоскогір’я, Афрікано-Аравійська, Індостан-ська, значні частини Австралійської і південноамериканських рівнинних областей).
Гірські області займають близько 36% площі суші.
Підводна окраїна материка (близько 14% поверхні Землі) включає мілководну рівнинну в цілому смугу материкової обмілини (шельф), материковий схил і розташоване на глибинах від 2500 до 6000 м материкове підніжжя. Материковий схил і материкове підніжжя відокремлюють виступи материків, утворені сукупністю суші і шельфу, від основної частини океанічного дна, званої ложем океану.
Зона острівних дуг – перехідна зона ложа океану. Власне ложе океану (близько 40% поверхні Землі) здебільшого зайнято глибоководними (середня глибина 3-4 тис. М) рівнинами, які відповідають океанічним платформам.
Морфоськульптури – елементи рельєфу земної поверхні, в утворенні яких провідна роль належить екзогенним процесам. Найбільшу роль у формуванні морфоскульптур відіграє робота річок і тимчасових потоків. Вони створюють широко поширені флювіальні (ерозійні та акумулятивні) форми (річкові долини, балки, яри та ін.). Велике поширення мають льодовикові форми, обумовлені діяльністю сучасних і древніх льодовиків, особливо покривного типу (північна частина Євразії та Північної Америки). Вони представлені долинами-трогами, “баранячими лобами” і “кучерявим” скелями, моренними грядами, озамі та ін. На величезних територіях Азії та Північної Америки, де поширені многолетнемерзлие товщі порід, розвинені різноманітні форми мерзлотного (криогенного) рельєфу.
Найважливіші форми рельєфу. Найбільш великі форми рельєфу – виступи материків і западини океанів. Їх поширення залежить від наявності гранітного шару в земній корі.
Головними формами рельєфу суші є гори і рівнини. Приблизно 60% суші займають рівнини – великі ділянки земної поверхні з порівняно малими (до 200 м) коливаннями висот. За абсолютній висоті рівнини ділять на низовині (висота 0-200 м), височини (200-500 м) і плоскогір’я (вище 500 м). За характером поверхні – на плоскі, горбисті, ступінчасті.
Гори – піднесення земної поверхні (більше 200 м) з чітко вираженими схилами, підошвою, вершиною. За зовнішнім виглядом гори поділяються на гірські хребти, ланцюги, кряжі і гірські країни. Окремо розташовані гори зустрічаються рідко, представляючи собою або вулкани, або залишки древніх зруйнованих гір. Морфологічними елементами гір є: підстава, або підошва; схили; вершина або гребінь (у хребтів).
Підошва гори – це межа між її схилами і навколишньою місцевістю, причому виражена вона досить чітко. При поступовому переході від рівнини до гір виділяється смуга, яка називається передгір’ї.
Схили займають більшу частину поверхні гір і надзвичайно різноманітні за зовнішнім виглядом і крутизні.
Вершина – найвища точка гори (гірських хребтів), загострена вершина гори – пік.
Гірські країни (гірські системи) – великі гірські споруди, які складаються з гірських хребтів – лінійно витягнутих гірських підняттів, що перетинаються схилами. Точки з’єднання і перетину гірських хребтів утворюють гірські вузли. Це зазвичай найбільш високі частини гірських країн. Зниження між двома гірськими хребтами називають полониною.
Нагір’я – ділянки гірських країн, що складаються з сильно зруйнованих хребтів і високих рівнин, покритих продуктами руйнування.
По висоті гори ділять на низькі (до 1000 м), середовищ-невисокі (1000-2000 м), високі (більше 2000 м). За будовою розрізняють складчасті, складчасто-брилові і брилові гори. За геоморфологическому віком розрізняють молоді, омолоджені і відроджені гори. На суші переважають гори тектонічного походження, в океанах – вулканічного.
Вулкан (від лат. Vulcanus – вогонь, полум’я) – геологічне утворення, що виникає над каналами і тріщинами в земній корі, по яких на земну поверхню вивергаються лава, попіл, горючі гази, водні пари і уламки гірських порід. Виділяють діючі,
Сонних і згаслі вулкани. Вулкан складається з чотирьох основних частин: магматичних вогнище, жерло, конус і кратер. У всьому світі налічується близько 600 вулканів. Велика частина з них знаходиться вздовж кордонів плит, де розжарена до червоного магма піднімається з надр Землі і виривається на поверхню.
Типовий вулкан являє собою пагорб з проходить крізь його товщу трубою, званої жерлом вулкана з магматичних вогнищем (областю скупчення магми), з якого піднімається жерло. Крім жерла, від магматичного вогнища можуть відходити також невеликі канали з магмою, звані сілямі і дайками. Коли в магматичної осередку створюється високий тиск, вгору по жерла піднімається і викидається в повітря суміш магми і твердих каменів – лава. Це явище називається виверженням вулкана. Якщо лава дуже густа, вона може застигнути в жерлі вулкана, утворивши пробку. Однак величезний тиск знизу підриває пробку, викидаючи високо в повітря великі брили порід, звані вулканічними бомбами. Після кожного виверження вулкана лава застигає у вигляді твердої кірки. Вулканічні пагорби з крутими схилами називають конічними, з пологими – щитовими. Сучасні діючі вулкани: Ключевська Сопка, Авачинская Сопка (Камчатка, Росія), Исалько (Сальвадор), Мауна-Лоа (Гаваї) та ін.
Геологічне літочислення – вчення про хронологічній послідовності формування і вік гірських порід, що складають земну кору. Геологічні процеси відбуваються протягом багатьох тисячоліть. Виділення різних етапів і періодів у житті Землі засноване на послідовності накопичення осадових гірських порід. Час, у який накопичувалася кожна з п’яти груп порід, названо ерою. Останні три ери розділені на періоди, тому у відкладеннях цих часів краще збереглися рештки тварин і рослин. У епохах були епохи активізації горотворних процесів – складчастості.
Розрізняють відносний і абсолютний вік гірських порід. Відносний вік легко встановлюється в разі горизонтального залягання пластів гірських порід в межах одного розтину. Абсолютний вік порід визначити досить складно. Для цього користуються методом радіоактивного розпаду ряду елементів, принцип якого не змінюється під дією зовнішніх умов і йде з постійною швидкістю. Цей метод впровадили в науку на початку XX століття П’єр Кюрі і Ернест Резерфорд. Залежно від кінцевих продуктів розпаду виділяють свинцевий, гелевий, аргоновий, кальцієвий, стронцієвий і радіовуглецевий методи.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)