Структура, причины движения и столкновения

Основные вулканы мира

Структурные
элементы земной коры

В
строении земной коры выделяют следующие
структурные элементы: подвижные области
(пояса складчатости) и относительно
спокойные – платформы.

Геосинклинальная
(складчатая) область представляет собой
протяженные, тектонически подвижные
участки земной коры, которые образуют
горные страны.

Под
воздействием внешних (экзогенных)
процессов (выветривание, действие
текучей воды) горная страна сначала
превращается в пенеплен (почти равнину),
затем в равнину (платформу).

Платформа –
обширные, малоподвижные участки земной
коры.

Платформа
состоит из чехла (осадочной породы) и
фундамента (остаток геосинклинальной
области).

Иногда
фундамент поднимается на уровень
осадочных пород чехла, образуя щит
(Украинский, Балтийский, Алданский,
Канадский).

По возрасту
платформы разделяются на:

Выделяют
следующие древние платформы: Русская
платформа, Сибирская платформа,
Северо-Американская платформа,
Южно-Американская платформа, Китайская
платформа, Индокитайская платформа,
Африкано-Аравийская платформа,
Австралийская платформа, Антарктическая
платформа;

Платформы,
не закончившие своего образования,
находящиеся в стадии перехода от
геосинклинального развития к
платформенному, представляют области
мезозойской складчатости.

Изучение
геологической история Земли возможно
с помощью единой международной
геологической шкалы, в которой представлены
основные этапы (эры) развития планеты
с момента ее возникновения, т.е. за
5 миллиардов
лет.

Название
эры отражает относительное время:
архейская (древнейшая), протерозойская
(ранняя), палеозойская (древняя),
мезозойская (средняя) и кайнозойская
(новая). Последние три эры разделены на
периоды.

В
геологической истории последнего
миллиарда лет выделяют несколько
тектонических циклов (эпох): байкальский
(конец протерозоя), каледонский (ранний
палеозой), герцинский (поздний палеозой),
мезозойский (мезозой), кайназойский или
альпийский цикл (от 100 млн. лет и до
настоящего времени).

В
каждой эре происходили события, оказавшие
воздействие на современный рельеф,
представленные в международной
геохронологической шкале, которую
следует читать снизу вверх (табл. 3).

Соседние файлы в папке МУ по СЭГ

Что такое разломы, где они находятся и какое отношение имеют к землетрясениям?

21:46 / 13.02.2023

Землетрясения в Турции не редкость. Люди часто слышат, что это происходит потому, что страна расположена на месте геологических разломов. Сейсмолог объяснил, что такое разломы, как они связаны с землетрясениями и где находятся основным тектонические плиты.

«Тектонические плиты движутся примерно с той же скоростью, с которой растут ваши ногти», – объясняет доктор Джессика Хоторн, доцент Оксфордского университета. Она изучает механику землетрясений.

Доктор Хоторн имеет в виду 16 тектонических плит, которые находятся на планете.

«Разлом – это место, где две плиты движутся относительно друг друга», – объясняет сейсмолог.

Хотя это движение едва заметно – как правило, всего несколько сантиметров в год, – внезапный сдвиг или скольжение плит может высвободить огромное количество энергии, расколоть породу и вызвать землетрясение.

Это происходит относительно близко к поверхности, потому что более горячие породы, расположенные ближе к земному ядру, находятся в расплавленном состоянии, объясняет доктор Хоторн.

«Для землетрясения необходимо место, где происходит разрушение от трения, и это значит, что порода должна быть довольно хрупкой, чтобы быстро разрушиться», – говорит она.

Землетрясения в основном происходят на границах тектонических плит (хотя бывают и исключения). Более 80% крупных землетрясений происходят по краям Тихого океана, в зоне, называемой Тихоокеанским вулканическим огненным кольцом, где Тихоокеанская плита подминает под себя окружающие плиты.

Хотя землетрясения создают новые разломы, большинство крупных землетрясений происходит в местах, где целостность поверхности уже нарушена, говорит доктор Хоторн.

Сдвиги происходят по уже существующему разлому, и их можно разделить на три основных типа: нормальный, обратный и сдвиговый разлом.

Этот тип разлома возникает, когда две плиты движутся друг мимо друга в горизонтальном направлении.

Сдвиговые разломы, как правило, вертикальны и достигают 15-20 километров в глубину.

Один из примеров такого разлома – 700-километровый Восточно-Анатолийский разлом, проходящий вдоль границы между Анатолийской и Аравийской плитами в Турции.

Землетрясения магнитудой 7,5 и 7,8, которые произошли в Турции и Сирии в феврале 2023 года — два самых сильных землетрясения почти за столетие, — произошли именно в этом регионе, где плиты движутся в горизонтальной плоскости.

Землетрясение и афтершоки произошли на относительно небольшой глубине, что отчасти и вызвало столь разрушительные последствия.

Система разломов Сан-Андреас

Другой пример – система разломов Сан-Андреас в Калифорнии, США. Это набор различных разломов по линии движения между Тихоокеанской плитой на западе и Североамериканской плитой на востоке.

Относительно остальной части континента западная Калифорния движется в сторону Аляски, говорит доктор Хоторн. Две эти плиты скользят горизонтально друг мимо друга, что приводит к землетрясениям.

Система разломов представляет собой сложную зону раздробленных и разрушенных пород протяженностью 1 200 км и глубиной не менее 25 км.

По данным геологической службы США, калифорнийское землетрясение 18 апреля 1906 года разорвало самый северный 477-километровый участок разлома Сан-Андреас, разрушив Сан-Франциско и став одним из крупнейших землетрясений за всю историю.

Нормальные разломы – это разломы, в которых плиты раздвигаются, и одна из них движется вертикально вниз.

Афарская котловина, ВосточноАфриканская рифтовая долина

В регионе Афар в Эфиопии встречаются три отдельные части земной коры, известные как Афарский тройной разлом.

Сомалийская плита удаляется от остальной части континента, что привело к образованию рифтовой долины и круто опускающихся разломов.

Одновременно Африканская и Сомалийская плиты также отделяются от Аравийской плиты на севере, образуя рифтовую систему в форме буквы «Y». Движение создает напряжение в породе, порождая трещины, разломы, вулканы и другие деформации поверхности.

В 2005 году вдоль линии разлома появилась серия трещин, сопровождавшаяся землетрясениями и выбросом облаков пепла. На 60-километровом участке поверхности открылась глубокая трещина шириной восемь метров.

Североамериканская и Евразийская тектонические плиты медленно удаляются друг от друга, и на границе расходящихся плит возникла линия разлома, известная как Срединно-Атлантический хребет.

Хребет простирается через Атлантический океан с севера на юг на тысячи километров. По мере того, как плиты расходятся, из-под поверхности Земли постоянно вытекает расплавленная магма. Она образует на границе новые породы, которые постоянно замещаются снизу новым магматическим материалом.

В результате образовался горный хребет, в основном лежащий под водой, но в некоторых местах простирающийся до поверхности и образующий острова, в частности Исландию, Азорские острова или остров Вознесения.

Постоянное образование новых пород также приводит к деформации поверхности, землетрясениям и значительной вулканической активности.

Обратные или надвиговые разломы

Обратные или надвиговые разломы – это когда плиты движутся навстречу друг другу, и одна из них толкает вторую вверх. Крупнейшие разломы часто имеют именно такую природу.

«Как правило, они рассекают поверхность Земли под углом, что создает более широкую область, где может произойти хрупкая деформация», – говорит доктор Хоторн.

Зона разломов Японский желоб – это глубокая подводная впадина, проходящая к востоку от Японских островов с севера на юг. Она отделяет Евразийскую плиту от Тихоокеанской.

После разрушительного землетрясения Тохоку-Оки магнитудой 9,1, произошедшего у побережья Японии в марте 2011 года, оказалось, что вдоль разлома плиты сдвинулись на 50 метров.

Разрыв участка зоны субдукции (зона на границе литосферных плит, вдоль которой происходит погружение одних блоков земной коры под другие) вдоль Японского желоба вызвал цунами, которое опустошило прибрежные районы и привело к аварии на АЭС «Фукусима». Все вместе это вызвало значительные разрушения и гибель людей.

Также известен как система разломов Атакама. Разлом расположен в восточной части Тихого океана, примерно в 160 км от побережья Перу и Чили, между Южно-Американской тектонической плитой и плитой Наска.

Океаническая кора плиты Наска продвигается под континентальную кору Южно-Американской плиты, вызывая огромную сейсмическую активность.

22 мая 1960 года недалеко от города Вальдивия на юге Чили произошло мощное землетрясение магнитудой 9,5, которое считается самым сильным из когда-либо измеренных. Ученые подсчитали, что выделившаяся во время этого землетрясения энергия в 20 тысяч раз превысила энергию первой атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Однако, даже если человек живет рядом с линией разлома, это не всегда повод для беспокойства.

Доктор Хоторн отмечает, что не все разломы вызывают землетрясения.

«На многих участках разломов землетрясений или не происходит, или они незначительные. Плиты как бы просто тихо ползут друг мимо друга», – заключила она.

Внутренние
части земного шара находятся в твердом
состоянии, переход вещества в жидкую
фазу всегда локально ограничен и
вызывается либо местным разогревом под
действием скопления радиоактивных
веществ, либо ослаблением давления без
дополнительного нагрева. Таким образом,
в земной коре имеются отдельные более
или менее обширные очаги жидких или
тестообразных минеральных масс,
возникающие преимущественно в участках,
подвергшихся разломам с образованием
трещин и, где наиболее вероятно уменьшение
давления на глубине. Содержащиеся в
этой жидкой массе, называемой магмой,
газы увлекают ее вверх, по направлению
к земной поверхности. Движение это может
закончится, пока магма еще не достигла
поверхности; тогда она медленно застывает
по землей и вновь становится твердым
телом, дав начало магматическим горным
породам, а именно интрузивным,
или глубинным. Если же магма, достигая
поверхности, выльется из нее и здесь
затвердеет, то получившиеся в результате
этого магматические породы называются
эффузивными,
или излившимися.

Вулканизмомназывают совокупность процессов,
связанных с проникновением в земную
кору и излиянием на поверхность изнутри
Земли расплавленной и насыщенной газами
минеральной массы – магмы. Излившись
на поверхность и потеряв летучие
компоненты, магма превращается в лаву.
Вулканы извергают также рыхлые продукты
– пепел и камни.

Вулкан –геологическое образование, возникающее
над тектоническими трещинами и каналами
в земной коре, по которым из глубинных
магматических очагов на земную поверхность
извергаются вулканические продукты:
лава, пепел, газы, водяные пары, обломки
горных пород и др.

Вулканическая
деятельность проявляется в создании
специфических вулканических форм
рельефа. Она же участвует в преобразовании
океанической коры в континентальную.

Вулканизм –
следствие и одно из проявлений современной
тектонической активности Земли.
Действующих вулканов сейчас насчитывается
около 800, наиболее активных несколько
более 50, потухших – десятки тысяч.

Современные
вулканические процессы распространены
вдоль молодых складчатых и тектонических
подвижных областей и крупных разломов.
Выделяют следующие вулканические пояса:

1. Тихоокеанский
пояс («огненное кольцо») начинается на
п-ове Камчатка, далее проходит через
систему Курильских, Японских, Филиппинских
о-вов, Новую Гвинею, Соломоновы,
Ново-Гебридские, Ново-Зеландские о-ва,
через море Росса, вулканические острова
около Антарктиды, Огненную Землю, Анды,
Центральную Америку, вдоль Кордильер
и замыкается вулканами Алеутских
островов.

2.
Средиземноморская зона включает вулканы
Апеннинского п-ова, о. Сицилии, Липарских
о-вов, Эгейского моря, п-ова Малой Азии,
Кавказа, Иранского нагорья, Зондских
о-вов.

3.
Атлантическая
вулканическая область занимает о-ва
Срединно-Атлантического хребта: Ян-Майен,
Исландия, Азорские, Вознесения, Св.
Елены, Мадейра, Канарские, Зеленого
Мыса, Тристан-да-Кунья и др.

4.
Индийская область вулканов расположена
вдоль Срединно-Индийских подводных
хребтов и охватывает Коморские о-ва,
Мадагаскар, Маврикий, Реюньон, Кергелен,
Крозе, Сен-Поль, Амстердам, Принс-Эдуард.

5. Восточно-Африканский
пояс проходит вдоль великих Африканских
разломов:

На материковых
платформах и в возрожденных горах, тоже
есть вулканы, но из них действовали в
историческое время только десятки.
Потухшие вулканы есть в Восточной
Сибири, на Британских островах, в
Центральной Европе, на Индостане, в
Аравии, в Южной и Восточной Африке.

Формы вулканического
рельефа зависят от характера извержения
и от состава лавы.

• При
  трещинных излияниях
  извергаются большие массы жидкой лавы,
  которая широко изливаясь образует
  огромные лавовые покровы. В настоящее
  геологическое время наибольшие трещинные
  излияния происходят в Исландии. Известны
  также на островах Азорских, Самоа, Новой
  Зеландии. В прежние геологические эпохи
  количество трещинных излияний было
  больше (лавовое плато Колумбии, трапповое
  плато Декан, вулканические плоскогорья
  Армении, область траппов в Восточной
  Сибири).
• В
  вулканах центрального
  извержения магма
  поступает на поверхность по жерлу.
  Формы рельефа, формируемые при центральном
  извержении, зависят от характера
  деятельности и состава лавы:

• маары
  (в настоящее время не действуют) –
  отрицательная форма, образовавшаяся
  в результате взрыва, древние трубки
  взрыва заполнены кимберлитовой породой
  и являются месторождениями алмазов –
  Якутия, Африка;
• вулканы
  гавайского типа, извергают основную,
  т.е. содержащую мало кремния, базальтовую
  лаву, которая спокойно изливается и
  медленно застывает, растекаясь на
  большие площади. Такие вулканы образуют
  щитовые покровы,
  для которых характерна очень большая
  площадь и плоская приплюснутая форма.
  Самый большой из Гавайских островов –
  Гаваи – представляет собой три
  соединившихся вулкана (Мауна Лоа, Мауна
  Кеа, Гуалалаи). К щитовым относится
  также вулкан Толбачек на Камчатке.
• слоистые,
  или стратовулканы (типа Везувия). Из
  этих вулканов извергаются водяные пары
  и газы, огромные массы пепла, каменные
  глыбы или вулканические бомбы – куски
  застывшей лавы, жидкая лава. Они образуют
  вулканический конус слоистого строения
  (Ключевская и Кроноцкая Сопки, Фудзияма).
  Расширенный кратер называется кальдерой.
• вулканы
  типа Мон-Пеле – лава кислая (окись
  кремния составляет 55%), прочно закупоривает
  жерло и после извержения в застывшем
  виде торчит в виде иглы.

Нередко магма
проникает в толщину горных пород,
приподнимает и дислоцирует верхние
пласты, но на поверхность не изливается,
образуя интрузивные тела. На Северном
Кавказе (р-н Пятигорска) среди ровного
плато поднимается ряд конических и
куполообразных гор высотой от 200 до 900
м (гора Лысая, Железная).

Поствулканические
явления сопутствуют вулканической
деятельности. К ним относят фумаролы
(выделения паров и газов на остывающих
лавовых потоках – «Долина десяти тысяч
дымов» на Аляске, в районе вулкана
Катмай), гейзеры, горячие источники. На
дне океанов распространены формы,
получившие названия гайотов –
плосковершинные горы, образование
которых связано с погружением древних
вулканических островов.

Вулканические
процессы оказывают бесспорное влияние
на:

• метеорологические
  явления (вулканический пепел, выброшенный
  на огромную высоту, разносится воздушными
  массами, как бы распределяясь по всей
  тропосфере и тем самым, вызывая ее
  помутнение и ослабление притока
  солнечной радиации; в отдельных случаях
  потеря тепла из-за ослабления радиации
  вулканической пылью достигает 57-66%);
• поступление
  в атмосферу углекислоты, необходимой
  для жизни растений;
• характер
  гидрографической сети (лавовые потоки,
  перегораживая реки, неоднократно
  служили причиной образования озер
  плотинного типа);
• характер
  рельефа (трещинные излияния способствуют
  нивелировке рельефа, извержения
  центрального типа, наоборот, усиливают
  неровности рельефа: возникают высокие
  аккумулятивные конусы, образующие в
  некоторых случаях целые горные цепи
  (восточное побережье Камчатки); извержения
  вулканов в Исландии приводят к таянию
  огромных масс льда).

Ярким
свидетельством наличия процессов
горообразования служат землетрясения,
они показывают, что отдельные участки
Земли находятся в весьма активном
состоянии и испытывают перемещения,
сопровождаемые разрывом сплошности.
Землетрясением называют
быстрые движения земной коры, вызывающие
в ней устойчивые (т.е. сохраняющиеся и
после прекращения движения) изменения.
Глубина очагов землетрясений (гипоцентров)
обычно не превышает 40-60 км, чаще всего
15-20 км. Однако в отдельных случаях
(преимущественно по окраинам бассейна
Тихого океана) очаги лежат гораздо
глубже – до 300-700 км. На Земле в среднем
каждый год бывает более 100 тыс.
землетрясений, из них около 10% ощущается
людьми. Вместе с тем землетрясения
распределены по Земле далеко не
равномерно. Их почти не бывает в
центральной части Тихого океана (кроме
Гавайских островов) и на всех древних
платформах материков, что говорит об
отсутствии здесь процессов горообразования
(Канада, Бразилия, Русская платформа,
Африка, Индия, Австралия и Антарктида).

Большая часть
эпицентров землетрясений сосредоточена
в областях альпийской складчатости и
современных геосинклиналей.

Прежде
всего надлежит выделить тихоокеанский
пояс, в котором
высвобождается около 80% сейсмической
энергии Земли. Начинаясь дугой Алеутских
островов, весьма активной в сейсмическом
отношении, он тянется длинной полосой
по западному краю Северной, Центральной
и Южной Америки и через острова Южная
Георгия, Южные Сандвичевы, Южные
Оркнейские и Южные Шетландские.

Вторая часть
тихоокеанского пояса обрамляет океан
с запада, захватывая острова Новую
Зеландию, Кермадек, Тонга, Новые Гебриды,
Новую Гвинею, Каролинские, Марианские,
Японские, Тайвань, Филипинны, Молуккские,
Зондские и полуостров Камчатку.

Такое распределение
очагов землетрясений свидетельствует
о наличии в земной коре и в подкоровой
области наклонной поверхности разлома,
вдоль которой либо материки надвигаются
на океаническое дно, либо подкоровое
вещество перемещается от океанического
дна под материк.

Менее
сейсмичен европейско-азиатский
пояс, на долю которого
приходится 15% сейсмической энергии,
выделяемой Землей. Он охватывает
Средиземноморский бассейн, Кавказ,
Иран, Памир, Тянь-Шань, область Гималаев,
горные цепи Бирмы и Китая, а в России от
Тянь-Шаня идет по горным системам в
Прибайкалье и бассейн Амура.

К второстепенным
сейсмическим поясам Земли относятся:

• Атлантический
  – вдоль Атлантического подводного
  хребта (от островов Тристан-да-Кунья к
  Исландии) и далее через Ян-Майен и
  Шпицберген к устью Лены.
• Индийский,
  совпадающий с расположением подводных
  хребтов Центрального Индийского и
  Кергелен-Гауссберг.
• Восточноафриканский
  – в области Восточно-Африканских
  грабенов: от Аденского залива через
  Красное море, Великие Африканские озера
  к устью Замбези.

Анализ
распространения землетрясений показывает,
что они бывают не в любых местах, а только
там, где земная кора рассечена сбросами,
разломами, где наибольшие контрасты
рельефа, где самые высокие горы находятся
по соседству с самыми глубокими
океаническими впадинами, вдоль стыков
разнородных геологических структур, в
областях молодых и даже еще только
зарождающихся складок, т.е. в районах
интенсивных тектонических подвижек
земной коры. Именно этими подвижками
землетрясения и вызываются.

Географические
следствия землетрясений: деформации
земной поверхности (особенно сильные
в рыхлых горных породах: лесс, аллювий
и др.); оползни, обвалы, оплывни и снежные
лавины; землетрясения на дне моря
порождают на поверхности моря особые
волны – цунами; иногда вызывают ускорение
движения ледников и нарушают также
режим подземных вод (исчезают источники
или меняется их дебит, свойства, появляются
новые источники).

Рельеф. Движущие силы рельефообразования

Рельеф – эта форма постоянно меняющейся поверхности Земли или совокупность неровностей Земли, различного происхождения, размера и возраста.  Трансформация земного рельефа происходит под влиянием внешних и внутренних сил. Они взаимосвязаны между собой. Эндогенные (внутренние) процессы образуют неровности поверхности, а экзогенные (внешние) путем разрушения выравнивают рельеф.

Внутренние процессы рельефообразования

Основной источник энергии эндогенных процессов – это энергия в недрах Земли. Наибольшее влияние среди эндогенных сил на рельефообразование оказывают:

• тектонические движения;
• землетрясения;
• вулканизм.

Тектонические движения – движение коры Земли под влиянием сил мантии.

Землетрясения – подземные толчки, приводящие к колебанию поверхности Земли.  Ежедневно возникают в разных уголках планеты.  Чаще всего на океанском дне и сейсмических поясах.

В зависимости от причин возникновения толчков, землетрясения бывают:

• Тектонические землетрясения.  Тектонические плиты постоянно находятся в движении. Сталкиваясь друг с другом, они порождают землетрясения. Даже минимальная энергия, освобождаемая при сдвиге горных пород, деформирует земную поверхность и несет разрушения.
• Техногенные землетрясения возникают путем губительного воздействия человечества на планету. Объекты добычи ископаемых, шахты и карьеры, большие искусственные водоемы – зоны повышенного количества земных толчков.
• Вулканические землетрясения происходят под давлением лавных потоков на поверхность Земли. Амплитуда толчков небольшая, но длительность явления достигает 2 недель. Часто предшествует извержению.
• Обвальные землетрясения образуются путем размывания подземными водами земной тверди и последующим появлением земляных пустот. Для этих землетрясений характерны оползни и обвалы.
• Искусственные землетрясения также связаны с деятельностью человека. Например, запуск спутника или испытание ядерного оружия могут спровоцировать подземные толчки.
• Подводные  землетрясения. Смещение плит в водах Мирового океана провоцирует сдвиг океанической коры, отягощенный возникновением гигантских волн- цунами.

Место столкновение плит и непосредственный центр землетрясения называется его очагом ( гипоцентром). Место над очагом на поверхности земли – эпицентр.  Именно в этом районе и происходят самые сильные разрушения.

Точно предугадать начало и место землетрясений невозможно.  Сейсмология — наука, изучающая очаги землетрясений, ставит перед собой задачу примерного выяснения района и силы природного явления.  Все данные  регистрируются специальными приборами – сейсмографами. Мощность землетрясений определяют по 10 – бальной шкале Рихтера. За расчет единицы берется амплитуда колебательных волн. Чем больше ее показатель, тем сильнее будут толчки.

Вулканизм – природное явление, связанное с перемещением жидкой магмы к земной поверхности и  излитием в виде лавы. Магма (расплавленное вещество) отличается от лавы тем, что содержит летучие вещества, которые на поверхности уходят в атмосферу. Извергаемые вещества формируют конусообразную гору – вулкан. Они могут быть действующими, потухшими и уснувшими, а также наземными и подводными. Расположены вулканы  в основном в сейсмических зонах:

• Тихоокеанский сейсмический пояс окольцовывает Тихий океан.
• Средиземноморский сейсмический пояс имеет много потухших вулканов — в горах Кавказа.
• Атлантический  пояс представлен наземными и действующими подводными вулканами.

Внешние процессы рельефообразования

Основной источник энергии экзогенных процессов – это энергия на поверхности от солнечных лучей. Наибольшее влияние среди эндогенных сил на рельефообразование оказывают:

• выветривание;
• деятельность вод;
• деятельность ветра;
• деятельность ледников.

Главным внешним процессом является выветривание —  процесс разрушения горных пород. Влияет на рыхлость пород и подготавливает их к перемещению.

Деятельность вод. Движение вод преобразуют рельеф до неузнаваемости. Они способны прорезать долины, каньоны и ущелья. Формируют овражно-балочный вид рельефа.

Изменяется рельеф и путем переноса большого количества песчаных частиц. Появление барханов и песчаных холмов заслуга деятельности ветра.

Деятельность ледников разнообразна: от сглаживания скал до образования водных холмов и гряд. Таяние ледников формирует песчаные равнины и ледниковые озера.

Характеристика теорий

Существует несколько теорий тектонических плит. Наиболее популярной из них является гипотеза, выдвинутая А. Вегенером. Она основывалась на предположении, что много миллионов лет назад западная Африка и восточная часть Южной Америки были единым целым.

Вегенер внёс значительный вклад в развитие тектоники. Прежде всего, он утверждал, что литосферные блоки разной весовой категории с довольно жёсткой структурой расположены на астеносфере Земли. Внешняя мантия была весьма пластичной, вследствие чего тектонические плиты постоянно находились в хаотичном движении.

Беспорядочное перемещение платформ приводило к их неизбежному столкновению. Плиты также могли заходить на поверхности друг друга. Все эти события способствовали появлению таких природных явлений, как извержения вулканов и катастрофических землетрясений. Участки земной коры, имеющие высокую степень сейсмической активности, смещались в пространстве приблизительно на восемнадцать сантиметров в год. На земной поверхности также можно было наблюдать извержение магмы из недр.

В настоящее время некоторые учёные считают, что именно магма принимала активное участие в формировании океанического дна. Лава, выходящая из недр Земли, постепенно остывала, в результате чего формировался новый рельеф. При этом те участки земной коры, которые не принимали участия в формировании структуры дна, с помощью дрейфа литосферных блоков снова проникали в земные недра, превращаясь в магму.

Кроме того, в своих научных исследованиях А. Вегенер уделял время изучению темы вулканов. Он рассматривал вопросы, касающиеся растяжения океанического дна и состава жидких веществ в недрах Земли.

Кроме А. Вегенера существенный вклад в развитие тектонической науки внёс Шмеллинг. В своих научных трудах он впервые открыл силу движения литосферных плит. Учёный установил, что главным движущим фактором является конвекция, при которой нижние земные слои с более высокой температурой поднимаются, а верхние постепенно остывают и проходят вниз к недрам Земли.

В настоящее время современная тектоническая наука включает в себя следующие основные положения:

• земная кора состоит из литосферы и астеносферы. Первая из них имеет более хрупкое строение, в то время как последняя — более пластичную;
• главной движущей силой тектонических (литосферных) блоков является конвекция, происходящая в астеносфере;
• структура земной поверхности представлена восемью крупными плитами. Кроме того, она включает в себя как средние, так и более мелкие блоки;
• чаще всего тектонические плиты самого малого размера располагаются между основными земными блоками;
• наиболее сейсмически активными участками являются те зоны, которые находятся на границе двух платформ;
• в процессе активного перемещения плит также принимают активное участие силы, подчиняющиеся теореме вращения Эйлера.

Таким образом, именно движение тектонических платформ, происходящее на протяжении многих миллионов лет, способствовало формированию отдельных материков, островов, континентальных рифов и каньонов, которые существуют в настоящее время. Учёные выявили устойчивую тенденцию в динамике плит. Так, скорость горизонтальных сдвигов блоков возросла примерно в два раза в течение ста миллионов лет. Однако, согласно прогнозам учёных, она должна была, наоборот, уменьшиться. Исходя из этого можно сделать вывод, что характер поведения плит не является слишком предсказуемым.

Исследователи утверждают, что основным фактором, влияющим на темп движения, является вода. Именно огромное скопление жидкости внутри земной поверхности способствует смягчению мантии, в результате чего скорость перемещения плит значительно повышается. Необходимо отметить тот факт, что процесс перемещения литосферных блоков все ещё не завершён. Образ земной поверхности до сих пор продолжает формироваться.

Формы поверхности Земли

Основные формы рельефа — равнины и горы.

Равнины — большие  пространства со спокойным, плоским или холмистым рельефом и относительно  небольшим  колебанием относительных высот.

Равнины занимают более половины всей суши. По высоте над уровнем моря выделяют такие типы равнин:

• возвышенные (200-500 м);
• нагорные (< 500 м);
• впадины (ниже морского уровня).

Горы – возвышения над земной поверхностью.

Представлены возвышения  одним пиком либо системой гор. Между равниной и горами расположена предгорная часть, формирующаяся путем воздействия тектоники.

Разнообразие рельефа поражает: от впадин отдельных океанов до небольших кочек, ям и холмов.

Строение литосферы

Термин «литосфера» был введен американским геологом Дж. Бареллом и свое происхождение берет от греческого слова «литос» — камень. Литосфера включает в себя  земную кору и твердую часть мантии,  соприкасающейся с астеносферой.

Земная кора – верхний слой литосферы, включающая в себя почти все элементы периодической таблицы Менделеева.

Толщина и строение земной коры под океанами и континентами различаются. Глубина континентальной коры составляет 40-70 км, океаническая тоньше — показатель редко доходит до 15 км, поэтому континентальная как бы находится над уровнем моря.

Континентальная кора – трехслойна. Верхний слой представлен осадочными породами, 2-ой — гранитом либо гнейсами, 3-ий состоит из базальта и  остальных метаморфических пород. У океанической коры средний слой отсутствует. Возрастные  показатели большей части пород материковой коры указывают на ее «преклонный» возраст относительно океанической коры.

В основе земной коры лежат  горные породы и ископаемые. Горные породы представляют собой  естественные соединения множества минералов. Выделяют 3 вида горных пород:

• Магматические. Образуются путем кристаллизации магмы под высокой  температурой и давлением: глубинные ( интрузивные) – затвердение происходит в толще коры (гранит)излившиеся (эффузивные) –  затвердение происходит вследствие извержения магмы на поверхность  (базальт)
• глубинные ( интрузивные) – затвердение происходит в толще коры (гранит)
• излившиеся (эффузивные) –  затвердение происходит вследствие извержения магмы на поверхность  (базальт)
• Осадочные. Образуются путем скопления осадков на земной поверхности. Физико-химические изменения ранее образованных пород  дает начальный материал осадочным породам:  обломочные —  образуются из пород, которые подверглись механическому воздействию, перемещению и отложению;химические – формируются из веществ с хорошей растворимостью, в основном соли;органические – появляются путем разложения живых организмов;
• обломочные —  образуются из пород, которые подверглись механическому воздействию, перемещению и отложению;
• химические – формируются из веществ с хорошей растворимостью, в основном соли;
• органические – появляются путем разложения живых организмов;
• Метаморфические  —   являются следствием  изменения других горных пород под действием температуры и давления на глубине.

В недрах земли расположено скопление минералов и горных пород – полезные ископаемые. На поверхности или в земных недрах полезные ископаемые находятся в 3 физических состояниях: жидкие (нефть, мин. воды), твердые (руды, металлы), газообразные (природный газ). В зависимости от составляющих компонентов полезные ископаемые различают: горючие (газ, уголь), металлические (свинец, медь) и неметаллические( известняк, глина).

Исчерпаемый  предел некоторых видов полезных ископаемых требует рационального использования в нуждах человечества.

Литосферные плиты и их движение

Литосфера состоит из массивных блоков – литосферных плит, движение которых видоизменяет очертания суши и океанов. Впервые предположение о перемещении частей земной коры выдвинул в начале XX века Альфред  Вегенер. Исследования ученого указывали на возможность дрейфа материков, но как это происходит, ученому не удалось объяснить. В начале 40 –х годов было доказано, что изменение земной поверхности напрямую связано с движением литосферных плит.

Литосферные плиты в движении расходятся или  двигаются навстречу друг другу. В  местах столкновения материковых плит горные породы собираются в складки и формируются  горные хребты. Так возникла горная система Гималаи. Если произошло сближение материковой и океанической плит, то вторая опускается под первую. Тяжелая,  материковая плита возвышается с образованными по краям складками. Вблизи берега появляются подводные желоба. На границах, где расходятся литосферные плиты,  образуются зоны растяжения. Эти участки характерны  для тонкой коры дна океана, где возникают разрывы и трещины. Чаще  в  зонах растяжения расположены срединно-океанические хребты, для которых свойственны извержения. Через расколы на поверхность изливается вещество магмы, и образуются новые участки коры. Зоны растяжения существуют и на материках.  На суше их называют рифтовыми  разломами.

Земная поверхность представлена не только подвижными участками (сейсмические пояса), которые являются зонами повышенной сейсмичности и вулканизма. Существуют стабильные участки – платформы.  Они расположены посередине тектонических плит, поэтому процессы на границах не оказывают влияние на них. На платформах находятся равнины.

Процессы, связанные с движениями литосферных плит, напрямую влияют на внешний облик земной поверхности.

Тектонические плиты в науке

В настоящее время существует специальная область знаний, отвечающая за изучение развития сейсмической активности земной коры. Она получила название тектоники плит. Сама тектоническая (литосферная) плита представляет собой определенный структурный элемент в литосфере, который непрерывно движется в верхней мантии (астеносфере) планеты Земля.

В свою очередь, тектоника как самостоятельная наука в географии занимается изучением строения земной коры, а также динамики её движения на протяжении длительного периода времени. Она также устанавливает процесс взаимодействия литосферных блоков между собой.

Литосфера включает в себя как большие, так и маленькие плиты. На тех участках планеты, в которых отмечаются зоны с наиболее высокой сейсмической и вулканической активностью, образуются горные массивы, бассейны, каньоны, извержения вулканов, а также землетрясения катастрофического характера, приводящие к весьма печальным последствиям. В основном это происходит на границе огромных тектонических плит, которые приводят к разломам в земной поверхности.

Несомненно, изменению структуры рельефа способствует движение тектонических плит Земли. Схема развития этого явления может быть представлена в двух вариантах:

• соединение литосферных блоков. Максимальное сближение плит приводит к их столкновению и образованию горных массивов и возвышенностей;
• расхождение плит. Это способствует формированию впадин на дне океанов, а также разломов в земной коре.

Изучая карту мира, можно обнаружить, что очертания материков похожи друг на друга. Так, исследования ученых показали, что много миллионов лет назад тектонические плиты были единым целым. Такой материковый комплекс называется Пангея. Однако по мере эволюции сейсмическая активность Земли лишь возрастала, что привело к образованию отдельных литосферных блоков, отдаленных друг от друга на весьма значительное расстояние.

В настоящее время ученые различных стран мира сходятся во мнении, что через несколько веков процесс формирования материков будет иметь обратный характер, то есть литосферные блоки начнут вновь двигаться навстречу друг к другу.

Причина движения

Главной движущей силой материков является конвекция. Это явление представляет собой определенные процессы непрерывного движения веществ в земной коре. Так, особо высокая температура, выходящая за отметку 5 тыс. градусов по Цельсию, наблюдается в центральной части планеты. В процессе нагревания слои, находящиеся в недрах Земли, поднимаются. Со слоями более низкой температуры наблюдается прямо противоположная тенденция, поскольку они двигаются обратно к центру.

В результате конвекции образуется непрерывное движение веществ различной температуры, что и приводит к движению тектонических (литосферных) плит. Необходимо отметить тот факт, что скорость их передвижения составляет в среднем от двух до двух с половиной сантиметров в год. Такая характерная динамика сопоставима со скоростью роста человеческих ногтей.

Результатом деформации земной поверхности является возникновение целых горных комплексов, таких как Урал, Алтай и Кавказ, находящихся на территории России. Кроме того, сюда можно отнести Гималаи, Альпы, Анды, а также систему разломов Сан-Андреас.

При изучении сути тектоники необходимо определить, какие существуют виды тектонических структур. Так, среди них можно выделить следующие:

• дивергентная. Суть этого вида состоит в отдалении двух литосферных блоков, в результате чего образуются пропасти или горный комплекс в разных частях планеты;
• конвергентная. При этом типе происходит процесс максимального сближения двух плит, при котором более тонкий блок заходит на более плотный. Это приводит к формированию горных хребтов;
• скользящая. Её основная цель состоит в отдалении двух блоков в прямо противоположных направлениях друг от друга.

К наиболее крупным литосферным блокам можно отнести Антарктическую, Африканскую, Евразийскую, Австралийскую, а также Тихоокеанскую плиту. Кроме того, сюда можно отнести Северо- и Южно-американскую, Индостанскую плиту. На их площадь приходится около 90 процентов всей земной поверхности.

Необходимо отметить тот факт, что скользящая тектоническая структура характерна для такого материка, как Африка. На её поверхности сейчас наблюдается много разломов, особенно на территории Кении. Ученые прогнозируют, что спустя десять миллионов лет африканский континент в качестве единого целого полностью прекратит свое существование. Помимо дивергентной, конвергентной, а также скользящей тектонической структуры, выделяют континентальные, океанические и смешанные литосферные блоки.

https://youtube.com/watch?v=Ez2SaR_aV-w

Внутреннее строение Земли

Эксперты – геологи  допускают, что  для внутреннего строения нашей планеты характерны следующие слои:

• Литосфера (земная кора) – твердая оболочка земного шара.
• Мантия – расположена между земной корой и ядром. Верхняя часть мантии находится в твердом состоянии, и является составляющей литосферы. Имеет также жидкий слой – астеносферу, участвующую в перемещении частей земной коры. Занимает 80%  объема Земли.
• Ядро –  металлический центр Земли. Для него характерно двухслойность: внешняя часть – жидкая, внутренняя – твердая. Основой ядра являются железо и никель, которые формируют магнитное поле для защиты от радиации Солнца.

Активность земной коры

Земная
кора совершает движения, которые
проявляются в землетрясении, извержениях
вулканов, деятельности горячих источников,
гейзеров.

Движения земной
коры могут быть:

1)
медленными, когда наблюдается вертикальное
движение участков суши планеты, вследствие
чего происходит затопление их водой
или обратный процесс отступления моря.
Скорость данных движений мала – десятки
метров в 1 млн. лет, хотя данные процессы
можно видеть и в современном летоисчислении:

• увеличение
  площади суши за счет отступления моря
  (увеличение площади Скандинавского
  полуострова;
• затопление
  побережья Северного моря. Страны данного
  побережья: Нидерланды, Германия, Дания
  вынуждены защищаться от надвигающейся
  воды дамбами, образовывая защищенные
  от надвигающейся воды территории –
  польдеры.

2) интенсивными:
землетрясение – колебания, сопровождающиеся
трещинами и смещением земной коры.

Гипоцентр – очаг
землетрясения в литосфере.

Эпицентр – место
на земной поверхности над гипоцентром.

Степень
проявления землетрясения (разрушение
построек, природной среды) оценивается
в баллах и называется силой землетрясения.

В большинстве
стран мира применяется Международная
12-бальная шкала оценки, в Японии
7-бальная.

Области
подверженные частым землетрясениям
называют – сейсмическими зонами.

На
территории земли выделяют 2 зоны:
Тихоокеанскую
(приходится 80% земли) и
Средиземноморско-Трансазиатскую
(15%), которая простирается от Атлантики
через Южную Европу, Северную Африку,
Турцию, Иран, Китай до Индонезии.

Закономерности распределения вулканов. Особенности вулканизма различных структурно-тектонических зон земной коры

В распределения
действующих вулканов существуют
определенные закономерности (рис. ).
Выделяют несколько зон интенсивного
развития вулканизма. Тихоокеанская
зона, опоясывающая впадину Тихого
океана (326 вулканов).Средиземноморско-Индонезийская
зона- Альпы, Аппенины, острова
Средиземного моря, Кавказ, Малая Азия,
Индонезия, Малайский архипелах. Восточная
часть ее включает острова Яву, Суматру,
Малые Зондские и Моллукские острова.Атлантическая зона- средняя часть
атлантического океана — Исландия, Азоры,
Канары, Антильские острова, острова
Зеленого мыса.Индийско-Африканская
зона- вулканы островов Индийского
океана и несколько вулканов в Африке
(Кения и Килиманджаро). Эти зоны являются
активными участки земной коры.

Рис. . Расположение
действующих вулканов на земном шаре.
Черные кружки – вулканы (по Н.В.
Короновскому 2002)

Существует различие
в вулканизме различных структурно-тектонических
зон земной литосферы. Выделяют четыре
типа зон:

1. Вулканизм
океанических рифтовых (рифт
– расщелина) зон
(исландский тип). В этих зонах горячие
базальты поступают в рифтовые зоны
срединно-океанических хребтов не по
какому-то одному разлому, а по системе
отдельных магматических камер. Их ширина
обычно не более 3 км, длина несколько
десятков км. Камеры разделены холодными
участками. Чем выше скорость спрединга
(раздвига), тем чаще встречаются камеры.

Классический
пример такого вулканизма – трещинные
излияния о. Исландия. Он лежит на оси
рифта, две половины которого, разъезжаются
со скоростью 3 см в год, одна с
Северо-Американской плитой на запад,
другая – с Евроазиатской на восток.
Периодически освобождающееся пространство
заполняется лавой и пирокластами. В
Исландии в историческое время изверглось
более 40 км3
лавы. Например, в 1763 г. из трещины Лаки
излилось 12 км3
лавы, погибла 20% населения Исландии;

2. Вулканизм
океанических плит
(гавайский тип). Значительная
часть океанских подводных поднятий
увенчанных островами, расположена вне
зоны срединно-океанических хребтов.
Это сложные вулканические аппараты,
поднимающиеся с глубин 4-5 км. Примером
таких поднятий являются Гавайские
острова, открытые Дж. Куком в 1778 г. Они
состоят из 200 вулканов, слагающих 7
крупных островов, вытянутых на 600 км.
Различие в возрасте действующих
современных вулканов от наиболее ранних
потухших собратьев составляет около 5
млн. Фактические масштабы океанического
внутриплитного вулканизма остаются
завуалированными, поскольку преобладающее
количество вулканических построек
скрыто под водой. По некоторым оценкам
их количество может достигать 20 тысяч;

3. Вулканизм
материковых рифтовых зон
(Центральная Африка, вулкан Ньирагонго).
Вулканизм возникает в следствие спрединга
в рифтовой зоне континентальной коры,
где она утоняется в 2-3 раза, при этом
растяжение достигает 80-100 км и происходит
опускание на 4-5 км. Вулканы проявляют
большое разнообразие по характеру
извержений сильно дифференцированной
магмы (Афарская долина в Африке) – от
спокойного излияния базальтовых лав
до образования взрывных кальдер и
палящих туч. Рифты могут образоваться
вплоть до образования океана;

4. Вулканизм
зон субдукции
(поддвига океанической литосферы под
континентальную), например на восточных
окраинах азиатского континента. Эти
зоны относят к активным континентальным
окраинам. И по направлению от океана к
континенту состоят из краевого вала,
глубоководного желоба, островной дуги
и внутреннего моря. Краевой вал — это
пологое подводное поднятие шириной
300-500 км, протяженностью до нескольких
тысяч километров, высотой несколько
сотен метров. Сложен он корой океанического
типа. Глубоководный желоб обычно имеет
ширину 10-12 км и глубину 5-11 км. Дно его
плоское, а стенки ассиметричные
(внутренняя 10-20о,
внешняя – 2-3о).
Для желобов характерна высокая
сейсмичность. Островные дуги располагаются
на расстоянии до 150 км от глубоководных
желобов и имеют вулканическое
происхождение. Высота вулканов до 4 км,
а продукты извержения по составу отвечают
андезитам. Со стороны континентов
островные дуги граничат с внутренними
морями, дно которых представлено
погруженными раздробленными плитами.

В этих зонах молодая
океаническая литосфера (не древнее
юры), образовавшаяся в зоне спрединга
сползает зону субдукции. В этом процессе
вследствие вязкого трения выделяется
значительное количество тепла, что
ведет к плавлению, образованию
магматических очагов и вулканов островов.
Вулканизм зон субдукции смешанный и
эксплозивный.