Земли. Медленные поднятия и опускания участков земной поверхности вызывают изменения в очертаниях суши и моря. Движения плит приводят к образованию гор, рождают вулканы и землетрясения.

Движения земной коры

Уже древние греки и римляне, жившие на берегах Средиземного моря, знали, что земная поверхность может испытывать поднятия и опускания. Многолетние наблюдения с помощью современных приборов доказали это. Земная кора действительно движется в вертикальном направлении: где-то медленно опускается, где-то медленно поднимается. Одновременно каждый участок земной коры перемещается в горизонтальном направлении вместе с литосферными плитами.

Образование гор

Горные породы на поверхности медленно двигающихся накапливаются горизонтальными слоями. При столкновении плит толщи пород изгибаются и сминаются в складки разной величины и крутизны. Выпуклые складки образуют горные хребты, а вогнутые складки - межгорные впадины. Именно поэтому многие образовавшиеся при столкновении литосферных плит горы суши называются складчатыми.

Постепенно складчатые горы разрушаются, и от них остаётся только складчатое основание. На этом выровненном основании формируются равнины.

При образовании гор толщи горных пород не только сминаются в складки, но и разрываются, раскалываются разломами. Разделённые разломами на отдельные глыбы участки земной коры смещаются вверх или вниз относительно друг друга. Так возникают сбросы, горсты и грабены. Состоящие из них горы называются складчато-глыбовыми и глыбовыми.

Движение гигантских плит литосферы приводит не только к образованию гор, но и к возникновению землетрясений и , которые часто несут смертельную опасность для людей.

Вулканизм

Вулканизм - это излияние магмы на поверхность суши или дно океанов но трещинам в земной коре или трубообразным каналам - жерлам. На суше магма извергается, как правило, через жерла, вокруг которых вырастают горы конусообразной формы - вулканы.

Изливающаяся магма теряет газы и пары воды и становится лавой. Газы из магмы выделяются очень быстро, поэтому извержения часто сопровождаются мощными взрывами. Они разрушают горные породы, превращая их в обломки, в том числе очень мелкие - вулканический пепел. Извержения разных вулканов неодинаковы. У некоторых они протекают спокойно, при извержении других наблюдаются сильные взрывы с выбросом раскалённых обломков, пепла и газов.

Землетрясения

Землетрясения это быстрые колебания земной коры, вызванные сдвигами горных пород. Место в глубине земной коры, где происходят эти сдвиги, называется очагом землетрясения. От очага через земную кору распространяются волны, создающие колебания. Место на земной поверхности, располагающееся прямо над очагом землетрясения, называется эпицентром. Здесь подземные толчки бывают самыми сильными, с удалением от эпицентра они ослабевают.
На Земле ежегодно происходит более 100000 небольших и около 100 достаточно сильных землетрясений. Учёные фиксируют землетрясения с помощью специальных приборов - сейсмографов. Для оценки в России а используют 12-балльную шкалу.

Последствия землетрясений и вулканизма

Области, где часто повторяются землетрясения и извержения вулканов, образуют сейсмические пояса. Они совпадают с границами между литосферными плитами. Извержения вулканов, и в особенности сильные землетрясения, сопровождаются разрушениями и человеческими жертвами. Только в период с 2004 по 2011 год в результате землетрясений погибли более полумиллиона человек. Наиболее разрушительными за эти семь лет были землетрясения в Юго-Восточной Азии в 2004 году, на острове Гаити в 2010 году и в в марте 2011 года.

Формирование рельефа Земли

Особенности рельефа Земли

На земной поверхности постоянно действуют силы, которые разрушают скалы, размывают берега, переносят массы раздробленных и растворенных минеральных веществ, осаждают и накапливают слои осадков. Подобные процессы, господствующие на поверхности Земли , называются внешними или экзогенными . С давних пор от них отделяют глубинные, внутренние , или эндогенные , силы, источники которых находятся в недрах планеты. Извне воздействуют на Землю силы притяжения Луны и Солнца . Сила притяжения других небесных тел очень мала, и ею можно пренебречь. Однако некоторые ученые считают, что в геологической истории Земли за десятки миллионов лет гравитационные воздействия из космоса могут значительно возрастать. В результате их происходят, например, морские приливы. Некоторые ученые к экзогенным силам относят и земное притяжение, из-за которого происходят оползни и обвалы, стекают воды, перемещаются ледники и т. д.

Экзогенные силы разрушают и химически преобразуют горные породы , переносят рыхлые и растворимые продукты разрушения водой, ветром и ледниками. Одновременно идет отложение, накопление (аккумуляция) продуктов разрушения на суше или на дне водоемов в виде осадков (в дальнейшем они преобразуются в осадочные горные породы). Внешние силы участвуют, в сочетании с внутренними, в формировании рельефа Земли , в образовании осадочных пород и многих типов месторождений полезных ископаемых (например, руд алюминия - бокситов, никеля и др.).

Обычно считается, что от соотношения движений земной коры и денудации зависит направление развития рельефа : при преобладании разрушения и денудации над тектоническими процессами происходит общее нивелирование и понижение рельефа . Горы постепенно превращаются в пенеплены - слабо всхолмленные, местами почти ровные, предельные равнины. Под влиянием новейших тектонических движений пенеплены поднимаются, образуя высокие плоские хребты (например в Саянах, в Тянь-Шане), или опускаются, покрываясь толщей коры выветривания.

Земная поверхность, согласно подобным представлениям, выглядит как арена борьбы внутренних и внешних сил планеты. Первые вызывают движения в земной коре, вторые - разрушают поверхность гор и перераспределяют продукты разрушения. Выходит, будто внутренние силы планеты созидательные, «главные», без которых замерла бы жизнь Земли , сгладился бы рельеф и повсюду расстилалась гладь Мирового океана . Так ли это?

Прежде чем ответить на этот вопрос, познакомимся с внутренними (эндогенными) силами. У них главный источник энергии - внутренняя теплота в недрах Земли . К внутренним силам относятся: распад радиоактивных веществ, различные химические реакции и превращения вещества в недрах, внезапные разрядки возникающих в толще планеты напряжений. Эндогенные силы вызывают движения магмы, вулканическую деятельность, метаморфизм горных пород , землетрясения , медленные поднятия и опускания земной коры, ее горизонтальные перемещения, разрывы в толще горных пород , образование месторождений полезных ископаемых и т. д.

Они ярко проявляются в магматизме - сложных процессах возникновения и движения магмы (расплавленной огненно-жидкой массы) в верхние горизонты коры и к поверхности Земли . Она имеет преимущественно силикатный состав и образуется в земной коре или (редко) в верхней мантии. Главные типы магм: основная (базальтовая) и кислая (гранитная). Извергаясь на поверхность Земли , магма образует вулканы .

Это эффузивный магматизм.

Магма не всегда изливается, а часто внедряется в толщу горных пород и там медленно остывает. Так образуются интрузии . Слагающие их магматические породы называют интрузивными. Формируясь в условиях медленного охлаждения магмы под большим давлением, интрузивные породы приобретают правильную равномерно-зернистую структуру. В процессе денудации массивы интрузивных пород могут оказаться на земной поверхности. Например, очень много гранитных массивов в Забайкалье, есть они на Урале, в Украине, в Средней Азии.

Из магматических внедрений наиболее известны лакколиты - грибообразные или подобные караваям интрузии, приподнявшие осадочные слои. Лакколиты залегают неглубоко, и приподнятые слои иногда образуют огромные купола - диаметром от сотен метров до 5-6 км и более. Широко известны лакколиты района Минеральных Вод на Северном Кавказе, поднимающиеся среди ровного плато: горы Железная, Бештау, Машук и др.; Аюдаг - в Крыму.

Дайки - результат внедрения магмы по трещинам в земную кору. Нередко породы, слагающие их, бывают более твердыми, чем окружающие; поэтому при выветривании дайки остаются в виде стены. Толщина их может достигать десятков и даже сотен метров. Трещинные интрузии небольшой мощности и неправильной формы называют магматическими жилами . Иногда в узле пересечения трещин залегают штоки , подобные столбам. Крупные массивы глубинных горных пород , главным образом гранитоидов, удлиненно-овальной формы, залегающих на значительной глубине, называются батолитами. Они достигают 2000 км в длину и 100 км и более в ширину. С гранитными батолитами связаны месторождения олова, вольфрама, золота и многих других металлов.

Медленные поднятия и опускания обширных участков земной коры сопровождают всю историю Земли , они происходят, конечно, и в наши дни. Направление этих колебательных, или эпейрогенических, движений (эпейрогенез) с течением времени изменяется: поднимающиеся участки начинают погружаться, и наоборот. Скорость таких движений настолько мала, что за короткий отрезок времени их заметить трудно. Скорости выражаются долями миллиметров в год, а предельные - сантиметрами в год. Классический пример опусканий - территория Голландии. Значительная ее часть находится ниже уровня моря и от вторжения моря защищена дамбами. Они надстраиваются по мере опускания суши. Скорость опускания здесь - 0,5-0,7 см/год. А поднимается земная кора, например, в Швеции и Финляндии, где по берегам Ботнического залива многие порты оказались удаленными от моря на значительное расстояние.

Внутренние силы работают в недрах планеты и совершенно скрыты от наших глаз. Эпейрогенические колебательные движения столь неторопливы, что заметить их также нельзя. Конечно, некоторые проявления внутренней жизни Земли видны на поверхности (вулканы) или ощущаются людьми (землетрясения). А вот интрузии, дайки, жилы - результаты вековых движений поверхности, разрывы земной коры и многое другое - разве все это может наблюдать краевед? Да, может. Особенно в горной местности, на обнажениях, где хорошо видны, вскрыты эрозией слои горных пород, жилы, штоки, дайки и т. п. В разных районах нашей страны имеются обнажения горных пород, в которых выходят на поверхность отложения самых разных геологических эпох: от древнейших пород (они обнажаются в пределах Балтийского щита, Восточной Сибири, Украинского кристаллического массива) до современных, созданных в результате деятельности человека.

В конце прошлого века было открыто явление радиоактивности. Энергия распада ядер очень велика, радиоактивных минералов в недрах много. Ученые стали подсчитывать мощности внешних и внутренних источников энергии Земли . Выяснилось, что среди них абсолютно преобладает лучистая энергия Солнца . Перехватываемая Землей лучистая энергия Солнца в тысячи раз превышает все внутренние источники, вместе взятые. Выходит, внешние силы должны играть главную роль в жизни нашей планеты. По мнению советского ученого-естествоиспытателя В. И. Вернадского, в глубинах планеты ниже земной коры геологическая активность быстро затухает. Действительно, почти все эпицентры землетрясений и вулканические очаги приурочены к земной коре и отчасти к подстилающему ее слою астеносферы (области относительно низкой вязкости подкорового вещества, которое частично находится в пластичном состоянии). Но ведь, как известно, земная кора - это область былых биосфер. Почти все слагающие ее породы некогда побывали на земной поверхности, подверглись «обработке» внешними силами и накопили в той или иной форме солнечную энергию. А затем, опускаясь на многие километры в недра Земли , под огромным давлением вышележащих пород они отдают накопленную энергию. Теперь она становится как бы внутренней тепловой (геотермальной) энергией Земли, вызывая множество геологических процессов как в глубинах (например, магматизм), так и на поверхности (вулканизм и др.).

Строение вулкана: 1 - кальдера; 2 - сомма; 3 - конус, 4 - кратер; 5 - жерло. 6 - лавовый поток; 7 - лавовый очаг.



Залегание магматических пород: Б - батолит; Л - лакколит; Ш - шток; Ж - жила; П - покров.



Типы вулканов: 1 - площадной; 2 - трещинный; 3 - гавайский; 4 - стромболианский; 5 - везувианский; 6 - плинианский.

С давних времён гранит был олицетворением стойкости, прочности. Выражение «стойкий как гранит» можно было в равной степени отнести к волевому, несгибаемому человеку, дружбе или какому-нибудь сооружению. Однако даже гранит рассыпается в мелкий щебень, крошку и песок, если его длительное время подвергать воздействию перепада температур, активных кислот, замерзающей и оттаивающей воды. Ничто не вечно на нашей Земле, и всё изменяется, включая самые крепкие горные породы.

С первыми лучами солнца высоко в горах начинают таять снег и лёд. Капли воды, сливаясь в тоненькие ручейки, текут по склонам, образуя ручьи и, наконец, горные реки. Вода проникает в мельчайшие трещины и углубления горной породы. Ночью температура падает на несколько градусов ниже нуля, и вода в трещинах превращается в лёд, увеличиваясь в объёме на 9%, раздвигая стенки трещины, расширяя и углубляя ее. Так продолжается день за днём, год за годом.

Постепенно трещина разовьётся настолько, что отделит кусок горной породы от основного массива, и тот скатится вниз по склону. Этот процесс, идущий постоянно и приводящий к медленному, но верному разрушению горных пород, называется выветриванием. Как видим, это отнюдь не работа ветра, а разрушение горных пород в самой поверхностной зоне земной коры под влиянием разных причин. Эту зону иногда называют зоной гипергенеза (от греч. «гипер» — «над», «сверху» и «генезис» — «рождение», «происхождение»).

Конечно, выветривание — не только действие расширяющейся при замерзании воды, а совокупность многих факторов: колебаний температуры; химического воздействия различных газов и кислот, растворённых в воде; воздействия органических веществ, образующихся при жизнедеятельности растений и животных и при их разложении после смерти; расклинивающие действия корней кустарников и деревьев. Иногда эти факторы действуют вместе, иногда по отдельности, но решающее значение имеют резкая смена температуры и водный режим. Поэтому в зависимости от преобладания тех или иных факторов выделяют физическое, химическое и биогенное выветривание.

Физическое выветривание

Для чего на стыках рельсов делается зазор в несколько сантиметров? Чтобы при нагревании в жаркую летнюю погоду, когда рельсы расширятся и удлинятся, железнодорожный путь не искривился. Стальные и железные мосты тоже расширяются в жару, поэтому в их конструкциях также предусмотрены зазоры.

В пустынях, где днём невозможно притронуться к камню — такой он горячий, — ночью температура резко падает. Горные породы, как и рельсы, подвергаются то нагреванию, то охлаждению и соответственно расширению и сжатию. Но в отличие от рельсов горные породы, например граниты и базальты, состоят из разных минералов, которые обладают различным цветом, строением и, что самое главное, различной теплопроводностью. За счёт разного расширения в этих минералах возникают большие напряжения, неоднократное действие которых приводит в конце концов к ослаблению связей между минералами, и порода рассыпается, как говорят, в труху, превращаясь в дресв^ — скопление мелких обломков, щебня, грубого песка.

Подобное температурное выветривание особенно эффективно в магматических и метаморфических породах, состоящих из разнообразных по своим свойствам минералов, которые имеют различную теплопроводность. Эти минералы, то расширяясь, то сжимаясь, «раскачивают» прочные связи между собой, и, наконец, утратив их совсем, порода рассыпается, превращаясь в щебень и грубый песок.

В пустынных районах Сирии несколько тысячелетий назад происходили излияния базальтовых лав. В наши дни пейзаж этих мест поражает своей мрачностью: вокруг лишь бесконечный хаос грубых чёрных обломков базальтов, образовавшихся на лавовых потоках за счёт температурного выветривания. Температурное выветривание особенно активно происходит в областях с жарким континентальным климатом — в пустынных районах, где очень велики суточные перепады температуры.

Различные породы разрушаются с разной скоростью. Так, Великие пирамиды в Гизе, недалеко от Каира (Египет), сложенные из глыб желтоватых песчаников, ежегодно теряют 0,2 мм своего наружного слоя, что приводит к накоплению осыпей (например, у подножия пирамиды Хуфу образуются осыпи объёмом 50 м3 в год).

Скорость выветривания известняков составляет 2—3 см в год, а гранит разрушается намного медленнее. На гранитных блоках, высеченных в Асуане 5400 лет назад, в результате выветривания образовался рыхлый слой толщиной 5—10 мм. А блоки известняка, из которых примерно 250 лет назад построена крепость Кременец на Украине, за это время успели разрушиться почти на 25 см, и рыхлый материал был унесён дождями и ветром.

Иногда выветривание приводит к своеобразному шелушению, или десквамации (от лат. desquama-ге — «снимать чешую»), — отслаиванию тонких пластинок от поверхности обнажения горных пород. В результате неправильные по форме глыбы со временем превращаются в почти правильные шары, напоминающие каменные пушечные ядра. В Восточной Сибири, в долине реки Нижняя Тунгуска, на пластовых базальтовых интрузиях — силлах — такие шары разбросаны в огромном количестве. Их даже принимали за валуны, обкатанные рекой.

Разрушающее действие на горные породы в пустыне оказывают кристаллики солей, образующиеся при испарении воды в тончайших трещинках и увеличивающие давление на их стенки. Капиллярные трещинки под действием этого давления расширяются, и монолитность породы нарушается.

В полярных областях расклинивающее воздействие замерзающей воды на горные породы особенно велико. Чем больше в породе пор, способных заполняться водой, тем быстрее она разрушается. В высокогорных областях скалистые вершины, как правило, разбиты многочисленными трещинами, а их подножия скрыты шлейфом осыпей, которые сформировались за счёт выветривания.

Поскольку прочность и монолитность даже у одной и той же горной породы разная, то одни её участки поддаются выветриванию быстрее, чем другие. Такое избирательное выветривание приводит к образованию углублений, ямок, ниш, и горные породы приобретают ячеистый облик. Так, например, в Крыму, в окрестностях Бахчисарая, в песчанистых известняках верхнемеловой эпохи наблюдается неравномерное окремнение (т.е. замещение кремнезёмом). Более плотные, окремнённые участки горных пород выступают, а более рыхлые выветриваются быстрее и образуют небольшие углубления — ячеи.

Благодаря избирательному выветриванию появляются разнообразные «чудеса природы» в виде арок, ворот и т.д., особенно в пластах песчаников, — например, знаменитая гора Кольцо около Кисловодска на Северном Кавказе, которой любовался Михаил Юрьевич Лермонтов.

На склоне горы Демерджи в Крыму находится заповедник с каменными «истуканами» — огромными столбами высотой в десятки метров, образованными в конгломератах (т.е. сцементированных галечниках) верхней юрьь Неравномерная цементация конгломератов в результате избирательного выветривания привела к формированию разнообразных колонн, «грибов», * идолов» и других причудливых форм рельефа.

Для многих районов Кавказа и других гор очень характерны так называемые «истуканы» — пирамидальные столбы, увенчанные крупными камнями, даже целыми глыбами размером 5—10 м и более. Эти глыбы предохраняют от выветривания и размыва нижележащие отложения (образующие столб) и похожи на шляпки гигантских грибов.

На северном склоне Эльбруса около знаменитых горячих источников Джилысу есть овраг, называемый Кала-кулак, что по-балкарски означает «овраг замков». «Замки» представлены огромными столбами, сложенными относительно рыхлыми вулканическими туфами. Эти столбы увенчаны крупными глыбами лав, раньше слагавшими морену — ледниковые отложения, возраст которых 50 тыс. лет. Морена впоследствии разрушилась, а часть глыб сыграла роль «шляпки» гриба, предохранившей «ножку» от размыва. Такие же «пирамиды» есть и в долинах рек Чегем, Терек и в других местах Северного Кавказа.

Необходимо напомнить, что и современная хозяйственная деятельность человека также усиливает процессы физического выветривания. Когда при вспашке сдирается дёрн на миллионах гектаров, вырубаются леса, кустарники, осушаются болота, прокладываются дороги, туннели, роются гигантские карьеры, всё это нарушает природное равновесие. Эрозия (разрушение пород водными потоками) и выветривание начинают происходить быстрее.

Энергетическим источником внутренних (эндогенных) сил является внутренняя энергия Земли, высвобождающаяся при радиоактивном распаде и гравитационных перемещениях вещества в недрах планеты. Проявлением действия внутренних сил являются разнообразные тектонические движения земной коры, вулканизм и землетрясения.

Среди видов движения земной коры принято различать вертикальные и горизонтальные. Первым гипотезу о горизонтальных движениях земной коры выдвинул в начале XX века Альфред Венгер. Его считают основоположником теории дрейфа литосферных плит. Согласно этой теории, литосферные плиты могут перемещаться по поверхности верхней мантии. Перемещение литосферных плит приводит к их взаимодействию. Края плит, таким образом, могут сходиться, расходится или двигаться параллельно друг другу. Наиболее интенсивные вертикальные движения земной коры наблюдаются именно на границах литосферных плит.

В настоящее время принято считать, что расхождение плит происходит в районах срединно-океанических хребтов. В их осевых частях отмечается выход мантийного вещества и образование молодой земной коры океанического типа. При столкновении литосферных плит возникают горы и глубоководные желоба, при этом океаническая земная кора частично превращается в континентальную. Согласно теории дрейфа литосферных плит, вертикальные движения земной коры являются следствием её горизонтальных движений.

Несколько ранее вертикальные движения земной коры объясняла констракционная гипотеза. Её суть такова. Первично разогретая Земля продолжает остывать. Вначале остыла и затвердела поверхность Земли, что привело к образованию земной коры. Земное ядро остывает до сих пор. В результате этого оно уменьшает свой объём. Уменьшение объёма ядра вызывает сжатие мантии. В результате чего литосфера не соответствует размерам Земли: она больше. А так как земная кора очень твёрдая, она не может сжаться, происходит её разлом: она трескается и сжимается в складки. Эти процессы сопровождаются землетрясениями и вулканизмом.

Но у данной теории есть свои минусы: нельзя точно установить, остывает ли земное ядро, а в связи с высокой плотностью ядерного вещества трудно представить его дальнейшее сжатие.

Землетрясения – толчки и колебания земной поверхности, вызванные растрескиванием м разламыванием слоёв горных пород, которые не выдерживают накопившегося в них давления и напряжения. От места разлома (очага землетрясения) по земной коре распространяются сейсмические волны, вследствие чего колеблется поверхность Земли. Большинство очагов землетрясений располагаются в пределах литосферы. Каждый год в мире происходит не менее 100 тысяч землетрясений, при этом только около 20 из них носят разрушительный характер. Сила землетрясений измеряется по двенадцатибальной шкале. Большая часть подземных толчков не ощущается людьми, а лишь фиксируется специальными сейсмоприборами.

Вулканизм (магматизм) имеет несколько проявлений. Суть этих процессов связана с внедрением магмы в земную кору. Иногда магма вырывается из кратера, и происходит извержение вулкана. Нередко она изливается на поверхность земли по трещинам. В этих случаях образуются лавовые плато. Иногда магма не достигает земной поверхности, а застывает на некоторой глубине. В результате слои осадочных пород, находящиеся на поверхности, приподнимаются, образуя куполовидные горы.

С наличием разогретой магмы вблизи земной поверхности связаны гейзеры и горячие источники.

Районы распространения землетрясений и современного вулканизма (сейсмические пояса) соответствуют местам взаимодействия литосферных плит. Они протягиваются вдоль побережья Тихого океана, а также вдоль южного побережья Евразии от Атлантического океана до Тихого. Сейсмически активными территориями являются Восточная Африка, Красное море, Прибалтика и Забайкалье.

Человек пока не может предотвратить проявление внутренних сил Земли, но уже накоплен достаточный опыт, чтобы прогнозировать данные явления природы.

Остались вопросы? Хотите знать больше о силах, изменяющих поверхность Земли?
Чтобы получить помощь репетитора – .

blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.