Мантийная конвекция

Шестое положение касается причин движения литосферных плит. В классической схеме новой глобальной тектоники причина, по которой литосферные плиты находятся в движении, заключена в мантийной конвекции. Литосферные плиты увлекаются течением вязкой астеносферы от осей спрединга к зонам субдукции. Согласно этому положению, под осями спрединга находятся восходящие ветви конвективных ячей, под зонами субдукции — нисходящие, а под литосферными плитами — горизонтальные.

Явление мантийной конвекции, введённое в теорию тектоники как теоретическое предположение, было затем подтверждено открытием мощной гидротермальной деятельности в срединно-океанических и окраинно — морских хребтах, что явилось свидетельством мощного теплового потока, идущего из глуби Земли. Мантийная конвекция является единственным объективным механизмом удаления этого тепла, при отсутствии которого температура Земли должна была быть существенно выше, вплоть до плавления её верхней оболочки. Также существование конвекции было подтверждено сейсмографическими исследованиеями, обнаружившими дифференциацию температур в толще мантии.

Современная теория, признавая главную движущую роль мантийной конвекции, существенную роль отводит гравитационным факторам: от срединных хребтов плиты расходятся под влиянием гравитации вследствие их значительного превышения над абиссальными равнинами; в зоне субдукции океанская литосфера, охлаждённая и ставшая тяжелее астеносферы, под действием силы тяжести погружается в астеносферу.

9.Источники энергии в географической оболочке.

В географическую оболочку энергия поступает из Космоса, недр Земли и выделяется при гравитационном взаимодействии планеты с ближайшими космическими телами - Луной и Солнцем. В зависимости от этого энергетические источники подразделяют на эндогенные и экзогенные.

Эндогенная энергия - это энергия земных недр, которая поступает в географическую оболочку в двух формах: теплового потока (теллурические токи) и путем механических перемещений вещества. Величина теплового потока в среднем в 10-5 раз меньше потока электромагнитной солнечной энергии (0,06 Дж/м2·с).

Тепловой поток неравномерно распределен на земной поверхности, что связано с характером тектонических структур и возрастом земной коры. Наибольшие значения теплового потока наблюдаются в зонах срединно-океанических хребтов (особенно в пределах рифтовых зон, поскольку там вещество мантии поднимается непосредственно к поверхности литосферы - pppa.ru), в сейсмоактивных и вулканических районах. В тектонически спокойных регионах, в частности на древних платформах, его значения существенно ниже средних. Источниками эндогенной энергии являются: гравитационная дифференциация земного вещества по плотности, распад радиоактивных элементов, внутреннее трение масс вещества, неизбежно сопровождающее гравитационную дифференциацию, приливное трение, обусловленное взаимодействием Земли с Луной и Солнцем. Поступление тепла на земную поверхность через гейзеры, вулканические извержения и от других локальных и спорадических источников намного меньше и в общих расчетах обычно не учитывается. Определенную часть эндогенной энергии составляет солнечная энергия, поступившая на земную поверхность ранее и сохранившаяся в «геохимических аккумуляторах» - горючих полезных ископаемых, горных породах абиогенного происхождения и рассолах, законсервированных в земной коре. По данным В.Лебедева и Н.Блинова, глинистые минералы, накапливая энергию на земной поверхности, способны выделять ее в процессе метаморфизма в недрах.

Полагают, что в прошлом радиоактивная и приливная составляющие эндогенной энергии были большими, так как на ранних стадиях развития Земли было больше радиоактивных элементов и Луна располагалась ближе.

Экзогенная энергия. Энергия, поступающая на Землю из Космоса, называется экзогенной. В количественном отношении она на 97% состоит из электромагнитного излучения Солнца - солнечной радиации. Вследствие малой изменчивости интенсивности солнечной радиации, поступающей на верхнюю границу атмосферы, ее поток, рассчитываемый на 1 см² в минуту, называют солнечной постоянной, которая равна 1,98 кал/(см2·мин), или 8,3 Дж/(см2·мин).

Электромагнитное излучение Солнца содержит широкий спектр волн разной длины.

Спектр электромагнитного излучения

Ультракоротковолновая радиация (длина волн менее 0,1027 мкм) проникает до высоты 100-200 км, где она задерживается в ионосфере. Более длинные волны (0,1027-0,2424 мкм) распространяются до высоты 70-80 км. Жесткая ультрафиолетовая радиация (0,2424-0,2900 мкм) практически полностью поглощается в слое максимальной концентрации озона на высоте 25-28 км. В тропосферу и непосредственно к земной поверхности поступают мягкая ультрафиолетовая радиация (0,29-0,40 мкм), а также видимое световое (0,40-0,74 мкм) и инфракрасное излучение (0,74-2,4 мкм). Одновременно в географическую оболочку поступает радиоволновое излучение (от Солнца и из Космоса), энергетическое значение которого невелико.

Наряду с электромагнитными потоками в атмосферу проникает корпускулярный поток заряженных частиц - «солнечный» и «космический» ветер. Их суммарная энергия в несколько тысяч раз меньше электромагнитной энергии и уступает (в количественном выражении) даже эндогенной энергии. Корпускулярный поток почти полностью поглощается магнитосферой и верхними слоями атмосферы. Его изменчивость, обусловленная пульсациями солнечной активности, вызывает возмущения геомагнитного поля, что отражается на биологических процессах.

Суммарное воздействие эндогенной и экзогенной энергий изменяет вещество земной коры, создает форму и рельеф Земли. Самые грандиозные преобразования на поверхности планеты вызывает эндогенная энергия. Однако вклад экзогенной энергии в изменение облика планеты не менее значителен - pppa.ru. Во-первых, солнечная энергия сохраняется в геохимических аккумуляторах земной коры. Во-вторых, неравномерность распределения лучистой энергии на земной поверхности приводит в движение атмосферу, а через нее и гидросферу.

Соотношение различных потоков энергии, поступающей в географическую оболочку, приведено в таблице, из которой видно, что солнечная энергия по мощности намного превосходит все остальные виды энергии. Однако значение каждого вида энергии не может оцениваться только количественно, так как каждый вид выполняет определенные функции. Эффективность энергетического потока во многом зависит от того, поступает энергия в концентрированном или рассеянном виде, к нижней или верхней границе геосфер и др.