Круговорот горных пород

Возникшие продукты выветривания коренных пород и биогенные накопления в земной коре превращаются в комплексы осадочных пород. Под влиянием высоких температур и давления, а также воздействия глубинных растворов, осадочные породы подвергаются метаморфизации. На больших глубинах метаморфические породы находятся в состоянии термодинамического равновесия, нарушение которого в силу разных причин (изменение давления, поступление дополнительного тепла и др.) может повлечь образование магмы. Находящаяся под давлением магма, насыщенная газообразными продуктами недр, прорывается в верхние слои земной коры и, охлаждаясь, переходит в изверженные кристаллические породы или изливается на поверхность Земли. В зоне гипергенеза вновь происходит разрушение магматических, осадочных и метаморфических горных пород. Продукты выветривания переносятся водой, льдом или ветром и отлагаются (на суше или на дне водоемов - pppa.ru) в виде рыхлых осадочных отложений, которые уплотняются в процессе диагенеза. На продуктах выветривания формируются ландшафты - начальное звено нового общегеографического цикла.

· Вулканы — геологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни.

Вулканы делятся в зависимости от степени вулканической активности на действующие, спящие, потухшие и дремлющие. Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени или в голоцене. Понятие активный достаточно неточное, так как вулкан, имеющий действующие фумаролы, некоторые учёные относят к активным, а некоторые к потухшим. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими — на которых они маловероятны.

· Землетрясе́ния — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок).

Эпицентр землетрясений сосредоточен в двух поясах:

-Тихоокеанский(огненное кольцо);

-Альпийско-гималайский

-Каждые 2-3 сек. В мире происходят землетрясения.

-3\4 землетрясений связаны с пластической деформацией литосферных плит.

Землетрясения…эндогенные(вулканические, тектонические)

экзогенные(подземные обвалы, обвалы скал)

· Сейчас уже нет сомнений, что горизонтальное движение плит происходит за счёт мантийных теплогравитационных течений — конвекции. Источником энергии для этих течений служит разность температуры центральных областей Земли, которые имеют очень высокую температуру (по оценкам, температура ядра составляет порядка 5000 °С) и температуры на её поверхности. Теплоперенос в мантии происходит путём медленной конвекции, посредством пластической деформации минералов. Скорости движения вещества при мантийной конвекции составляют порядка нескольких сантиметров в год. Эта конвекция приводит в движение литосферные плиты.

12. 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

Экзогенная энергия. Энергия, поступающая на Землю из Космоса, называется экзогенной. В количественном отношении она на 97% состоит из электромагнитного излучения Солнца - солнечной радиации.

основные первичные виды энергии - лучистая энергия Солнца и внутренняя теплота Земли;
◊ вторичные виды энергии, являющиеся результатом трансформации первичных, - химическая энергия, проявляющаяся преимущественно в виде окислительно-восстановительных процессов, и биогенная, источником которой является фотосинтез у растений, хемосинтез у некоторых бактерий, энергия окисления при усвоении пищи животными, процессы размножения и прироста биомассы;
◊ техногенная энергия, т.е. энергия, создаваемая человеческим обществом в процессе производства, которая сопоставима по величине с природными факторами.
Солнечная радиация — основной двигатель всех природных процессов в географической оболочке. Именно благодаря ей текут реки, дуют ветры, зеленеют поля... Солнечная радиация дает 99,8% всей теплоты, попадающей на поверхность Земли. Всего 28% общего потока солнечной радиации, поступающей на верхнюю границу атмосферы, определяет тепловой режим земной поверхности. В среднем для всей поверхности Земли этот приток солнечной теплоты составляет 72 ккал/см2 в год. Он расходуется на таяние льдов и испарение воды, на фотосинтез, а также на теплообмен между земной поверхностью, атмосферой и водами и между поверхностью и лежащими под ней слоями почвогрунтов. Заметим, что поскольку над сушей меньше облачность, следовательно, меньшее количество радиации отражается облаками в мировое пространство и суша получает солнечной радиации больше, чем такая же площадь океана. Но у суши и большая отражательная способность (альбедо): получая солнечной теплоты больше, чем океан, суша его больше и отдает. В итоге радиационный баланс поверхности океана составляет 82 ккал/см2 в год, а суши - только 49 ккал/см2 в год.
Приблизительно 1/3 общего количества солнечной энергии, поступающей на верхнюю границу атмосферы, отражается в мировое пространство, 13% поглощается озоновым слоем стратосферы, 7% - остальной атмосферой. Следовательно, только половина солнечной энергии достигает земной поверхности. Но из этой половины 7% отражается обратно в мировое пространство, а еще 15%, поглощаясь земной поверхностью, трансформируется в теплоту, которая излучается в тропосферу и в значительной мере определяет температуру воздуха.
Из общего количества солнечной энергии, поступающей на земную поверхность, растительность суши и моря использует для фотосинтеза в среднем около 1% (в оптимальных условиях увлажнения - до 5%), хотя фотосинтетически активная радиация (которую можно использовать для фотосинтеза) составляет примерно 50% суммарной радиации, поступающей на поверхность Земли. Из всего этого следует, что нахождение путей повышения интенсивности фотосинтеза за счет увеличения количества используемой солнечной энергии может привести к решению продовольственной проблемы, стоящей перед человечеством.
Географическая оболочка способна аккумулировать лучистую энергию Солнца, переводя ее в иные формы. Для нее характерно наличие так называемой геологической памяти -слоев осадочных пород, обладающих огромным энергетическим потенциалом, что создает предпосылки для дальнейшей прогрессивной эволюции всех частных геооболочек. Солнечная радиация оказывает значительное влияние на развитие литосферы, так как осадочные породы несут следы деятельности организмов - аккумуляторов солнечной энергии, а кристаллические породы, оказавшиеся в результате действия внутренних сил Земли на ее поверхности, включаются в круговорот веществ прежде всего под влиянием солнечной радиации.
Внутренняя теплота Земли играет важную роль в жизни географической оболочки, хотя ее поступает примерно в 5 тыс. раз меньше, чем солнечной теплоты. Источниками внутренней теплоты выступают:
О распад радиоактивных элементов (радия, урана, тория и др.). Их относительное содержание в земной коре невелико, но абсолютное количество измеряется сотнями миллионов тонн. Атомы радиоактивных элементов самопроизвольно распадаются, выделяя при этом теплоту. Она накапливалась с момента возникновения Земли и во многом определяла ее разогрев. Так, 1 г радия дает в течение часа 140 кал, а при полураспаде, который продолжается примерно 20 тыс. лет, выделяет столько же теплоты, сколько при сжигании 500 кг каменного угля. Общая величина тепловой энергии радиоактивного распада оценивается в 43 1016 ккал/год;
◊ гравитационная дифференциация с перераспределением материала по плотности (уплотнение) в мантии и ядре, сопровождающаяся выделением теплоты. Частицы, которые были неплотно «упакованы» при образовании нашей планеты, перемещаясь к ее центру, преобразовывают потенциальную энергию в кинетическую и тепловую.
В пределах географической оболочки действие гравитации усиливается, так как вещество здесь существует в разных агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном). Поэтому тектонические процессы перемещения земной коры наиболее ярко проявляются на границе разных сфер — литосферы и атмосферы, литосферы и гидросферы. Если в литосфере давление возрастает равномерно в среднем на 275 атм на 1 см2 на 1 км глубины, то в океане оно возрастает втрое медленнее, а давление воздуха в атмосфере по сравнению с литосферой и гидросферой ничтожно. Силы глубинной энергии вызывают горизонтальные перемещения литосферных плит, поднятия и опускания материков, отступание и наступание морей. Внутренняя жизнь Земли проявляется в виде землетрясений и извержений вулканов, а также гейзеров (источников, периодически выбрасывающих фонтаны горячей воды и пара).
Наиболее интенсивен обмен вещества и энергии в ландшафтообразующем слое географической оболочки. Мощность этого слоя оценивается величиной от 30—50 м в полярных пустынях до 150-200 м в зоне влажнотропических лесов (гилей); в океане он включает всю толщу гидросферы. Ландшафтообразующий слой характеризуется наиболее тесным прямым контактом всех компонентов географической оболочки под влиянием энергии Солнца, внутренних сил Земли (в том числе и силы тяжести) и деятельности человека.

13. Тектонические циклы фанерозойского этапа

Фанерозойский эон - крупнейший интервал геол. времени, охватывающий палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры.

Тектонические циклы - большие (более 100 млн. лет) периоды геологической истории Земли, характеризующиеся определённой последовательностью тектонических и общегеологических событий.

Средняя продолжительность Т. ц. в фанерозое 150—180 млн. лет (в докембрии Т. ц. были, по-видимому, более продолжительными).

Наряду с такими циклами иногда выделяют более крупные — мегациклы (мегаэтапы) — длительностью в сотни млн. лет. В Европе, отчасти в Северной Америке и Азии, в позднем докембрии и фанерозое установлены следующие циклы: гренвильский (средний рифей); байкальский (поздний рифей — венд); каледонский (кембрий — девон); герцинский (девон — пермь); киммерийский (триас — юра): альпийский (юра — мел — кайнозой).

Наиболее ярко проявляются в геосинклиналях, где цикл начинается погружениями земной коры с образованием глубоких морских бассейнов, накоплением мощных толщ осадков, подводным вулканизмом, образованием основных и ультраосновных интрузивно-магматических пород. Возникаютостровные дуги, проявляется андезитовый вулканизм, морской бассейн расчленяется на более мелкие, начинаются складчато-надвиговые деформации. Далее происходит формирование складчатых и складчато-покровных горных сооружений, окаймленных и разделённых передовыми (краевыми, предгорными) и межгорными прогибами, которые заполняются продуктами разрушения гор — молассами (см. Тектонические прогибы). Этот процесс сопровождается региональным метаморфизмом, гранитообразованием, липарит-базальтовыми наземными вулканическими излияниями. Сходная последовательность событий наблюдается и на платформах: смена континентальных условий трансгрессией моря, а затем снова регрессией и установлением континентального режима с образованием кор выветривания, с соответствующим изменением типа осадков — вначале континентальных, затем лагунных, нередко соленосных или угленосных, далее морских обломочных, в середине цикла преимущественно карбонатных или кремнистых, в конце снова морских, лагунных (соли) и континентальных (иногда ледниковых).

 

14. История развития органического мира в фанерозое

В развитии органического мира фанерозоя четко обособля­ются отдельные этапы, главнейшие из которых послужили основой для расчленения истории это­го зона Земли на палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры.

Существенно при этом отметить, что основные этапы развития флоры и фауны не вполне со­впадают друг с другом во времени. В развитии растительного мира можно выделить пять основ­ных этапов.

Первый этап характеризуется развитием водорослей и почти полным отсутствием наземных растительных форм. Начало его уходит, вероятно, в криптозой (докембрий); конец же приурочен к середине силурийского периода палеозойской эры. С начала палеозоя (кембрий, ордовик, первая половина силура) появляются многочисленные высокоорганизованные водоросли (красные, зеле­ные), также относящиеся к первому этапу в развитии растений на Земле.

Второй этап начинается с появления высших древнейших растений "псилофитов" (ринио-фитов). Первые их находки наблюдаются в позднем силуре. В раннем девоне "псилофиты" явля­лись господствующей группой наземных растений, занявшей прибрежные участки водоемов.

Третий этап прослеживается с начала среднедевонской эпохи, когда "псилофиты" уступают место более организованным растениям — плауновидным, хвощевидным, папоротниковидным (ка­ламиты, лепидофиты), древним группам голосеменных, так называемым кордаитам и семенным папоротникам. Наибольшего богатства и разнообразия эти группы растений достигли в середине карбона. Но свое преобладающее значение они сохраняют и позже, вплоть до середины пермского периода. В каменноугольном периоде и на протяжении раннепермской эпохи растительность это­го типа дает начало образованию мощных залежей каменного угля.

Четвертый этап отмечается с середины пермского периода (с позднепермской эпохи). В это время начинают вымирать наиболее характерные представители флоры предыдущего этапа: лепи­дофиты, каламиты, многие древние папоротники, птеридоспермы и кордаиты. Вытесняя эти древ­ние формы, получают наибольшее развитие различные голосеменные растения (хвойные, цикадо­вые, гинкговые, саговниковые, беннеттитовые), которые и заняли постепенно господствующее по­ложение среди наземной флоры. Расцвет голосеменных, начавшийся с середины перми, продол­жался в течение почти всего мезозоя, вплоть до середины мелового периода.

Пятый этап начинается с конца раннемеловой эпохи, когда появляются первые представите­ли покрытосеменных растений, и их количество с течением времени быстро увеличивается. С на­чала позднемеловой эпохи они достигают значительного развития. Следовательно, пятый этап позднемеловой эпохи определяется господством покрытосеменных растений. Этот этап продолжается до настоящего времени. Покрытосеменные цветковые растения постепенно завоевали все континенты.