Литосфера.

План лекции:

· Литосфера

· Рельеф земной поверхности.

· Литосфера

Литосфера (lithos – камень, sphaira – шар) – верхняя оболочка Земли выше астеносферы.

Каменная оболочка Земли, постепенно переходящая в нижележащий слой верхней мантии (астеносферу), имеющий повышенную вязкость. Обычно литосферой называют земную кору и верхнюю часть мантии. Общая мощность литосферы от 50 до 200 км. Мощность верхней ее части – земной коры – достигает 30-70 км под континентами и 5-20 км под океанами. Она состоит из осадочных горных пород мощностью до 10-15 км. Под ними на материках лежит гранитный слой (слагающие его породы по своим физическим свойствам сходны с гранитом), и еще глубже – более плотный слой – базальтовый, физические свойства которого напоминают базальт.

Базальтовый слой – нижний слой земной коры (внутриземная сфера, образующая основание земной коры и отделенная от мантии Земной поверхностью Мохоровичича). Состоит из горных пород основного состава, преимущественно габбро с большим содержанием железа. Под материковой корой базальтовый слой покрыт толстым гранитным слоем и имеет толщину 15-35 км. Под океанами его толщина меньше – от 4 до 10 км. Местоположение базальтового слоя определено с помощью изменения скорости прохождения сейсмических волн при геофизических явлениях. Вместе они слагают материковую земную кору.

Под океанами нет гранитного слоя или он очень тонок – это океаническая кора. Для определения химического состава коры доступны только ее верхние части – до глубины не более 15-20 км. Содержание химических элементов в земной коре (по А.Е. Ферсману) на восемь элементов по весу приходится 97,24% от всего состава земной коры (кислород – 49,13%, кремний – 26%, алюминий – 7,45%, железо – 4,2%, кальций – 3,25%, калий – 2,35% магний – 2,35%, натрий – 2,24%). На другие элементы таблицы Менделеева приходится от десятых до ничтожно малых долей %.

В земной коре выделяются следующие структурные элементы: геосинклинальные области, платформы и краевые прогибы.

Геосинклинальные области – тектонически подвижные обширные участки земной коры, вытянутые на десятки, сотни и тысячи км.

Геосинклиналь (греч. geo – Земля, sinklino – наклоняюсь) – область длительного и интенсивного складкообразования земной коры. В геосинклиналях зарождаются и развиваются геосинклинальные прогибы, заполненные мощными толщами осадочных и вулканических пород. Прогибы преобразуются в складчатые горные сооружения. В начальной стадии геосинклинали преобладает погружение, в глубоких образуются моря. В заключительных стадиях преобладают поднятия (орогенез), горообразование. Земная кора здесь становится особенно мощной и сложно расчлененной. Горная страна с угасанием тектонической деятельности разрушается, превращаясь сначала в пенеплен (почти равнину), затем а равнину.

Геосинклинали отличаются высокой сейсмичностью, вулканической деятельностью. Геосинклинальной областью называют часть геосинклинального пояса, например часть Тихоокеанского пояса, кольцом окружающего океан.

Каждый час на земном шаре происходит в среднем 10 землетрясений, а за год – около 100 тысяч. В наше время действуют свыше 900 вулканов, большая часть из них расположена по обоим берегам Тихого океана, а также в поясе молодых гор Евразии – от Средиземного моря до Гималаев.

Большой урон приносят не только действующие, но и потухшие вулканы: именно «заснувшие» вулканы приносили наибольшие разрушения. Примером может служить Везувий, считавшийся потухшим до катастрофы в 79 году н.э., вызвавший гибель Помпей, Геркуланума и Стабии.

В 1888 году ожил вулкан Бандай-Сай в Японии, уничтоживший 7 деревень. В 1951 году 5 тысяч человек стали жертвами вулкана Ламингтон в Новой Гвинее. Наконец, в 1956 году произошел взрыв вулкана Безымянного на Камчатке. В 1977 году произошло сильное извержение вулкана Усу в Японии, высота выбросов достигала 10 км, а пепел выпадал на земную кору в районе 200-300 км от вулкана, толщина пепла вблизи вулкана достигала 30-50 см. В окрестностях вулкана были уничтожены посевы риса, зерновых, сады на площади 10 тыс. га.

Со временем геосинклинали превращаются в платформы, отличающиеся спокойным тектоническим режимом (медленные и плавные вертикальные движения). Это (от франц. plate-forme от plate – плоская и forme – форма) обширные малоподвижные участки земной коры, наиболее устойчивые глыбы, создающие ее твердый каркас.

Платформа имеет мощный фундамент от складчато-метаморфизованных горных пород, пронизанный многочисленными интрузиями, покрытый разной мощности толщей осадочных пород – чехлом или верхним ярусом.

Осадочный чехол прикрывает глубокие впадины нижнего яруса (синеклизы) глубиной до 2-6 км и подходящие почти к поверхности антеклизы. Он состоит из горизонтально залегающих или смятых в пологие складки последующими тектоническими движениями уже над фундаментом слоев морского или континентального накопления.

Местами складчато-метаморфический фундамент поднимается над осадочным чехлом в виде щитов (Балтийский щит на Восточно-Европейской платформе, Алданский щит на Сибирской платформе).

Возраст платформ различный: древнейшие докембрийские (Северо-Американская, Южно-Американская, Восточно-Европейская, Сибирская, Африканская в Западной Австралии); средневозрастные, преимущественно палеозойские (герцинские) (Западно-Сибирская, Туранская, Скифская); молодые (альпийские) формируются из обломков более древних платформ. Так, Северо-Восток России считают созданным из докембрийских, герцинских, мезозойских складчато-метаморфозных частей.

Между геосинклиналями и платформами нередко располагаются сложные по строению крупные краевые прогибы (их называют предгорными или передовыми).

Краевой прогиб – тектонический прогиб земной коры, образовавшийся в результате подъема гор на границе с платформой. Краевой прогиб достигает 15-17 км в глубину, их длина чаще всего равна длине поднявшихся горных сооружений.

Краевые прогибы заполняются продуктами разрушения гор и прилегающих платформ. В них обычно концентрируются местонахождения рудных и осадочных полезных ископаемых. Например, в Предуральском краевом прогибе, простирающемся на 2 000 км, сосредоточены медные, хромовые и др. руды, каменные угли, нефть, каменные и поваренные соли и др.

У края современных материков на дне океанов имеются глубокие понижения – желоба, где идет накопление осадков. Их можно считать океаническими краевыми прогибами.

Отдельные части (плиты, блоки) литосферы перемещаются горизонтально на сотни, а то и тысячи км.

Подобные явления (движения) – дрейф происходят чрезвычайно медленно, в течение миллионов лет. Они активно изучаются в настоящее время.

 

2. Рельеф Земли.

Рельеф земной поверхности – это совокупность ее неровностей. Рельеф Земли – это совокупность форм, имеющих определенное геологическое строение и подвергающихся постоянному воздействию как внутренних (эндогенных), так и внешних (экзогенных) сил Земли – атмосферы, гидросферы, биосферы.

По размерам различают планетарные формы (выпуклости материков и вогнутости океанов) мегорельеф (крупнейший), макрорельеф (крупный), мезорельеф (средний), микрорельеф (мелкий), нанорельеф (очень мелкий).

Формы макрорельефа занимают площади в сотни, тысячи кв. км. К ним относятся: хребты, горные узлы, кр. плато, кр. речные долины, впадины (оз. Байкал), глубоководные желоба и др.

Мезорельеф – террасы в больших долинах, холмы, группы барханов, котловины, балки, овраги.

Микрорельеф – прирусловые валы, мелкие барханы, конусы выноса оврагов, карстовые воронки.

Рельеф возникает при совместном действии эндогенных процессов, создающих его морфоструктурные формы (горы, плато, прогибы и т.д.), и экзогенных, создающих морфоскульптурные формы.

Рельефообразование значительно ускорилось созданием горных выработок, водохранилищ, наращиванием морских берегов, срезов в горах для путей сообщения и т.д.

Мезо-, микро-, и нанорельеф формируется по зональным законам. Так, для тундры и лесотундры (субарктики) характерны полигональные грунты, бугры мерзлотного пучения, образование термокарстовых озерных ванн.

В лесной зоне широко развиты речные долины, образование холмов, гряд и просадок вследствие просачивания избытка воды в почвогрунты и выноса из них грунтовыми водами растворимых и мелкоземистых пород, стекающих в реки; кочкарники на болотах; в степях и лесостепях образуются овраги, балки, степные блюдца.

В пустынях и полупустынях возникают барханы, суффозионные просадки, такыры.

Формы рельефа, в образовании которых главную роль играли эндогенные процессы, движения краевых частей земной коры, относятся к морфоструктурам. Это отдельные горные системы и их части: хребты, нагорья, плоскогорья, межгорные впадины, низменности и возвышенности равнин, отдельные тектонические структуры.

Морфоскульптура – это преимущественно небольшие формы, образованные экзогенными процессами во взаимодействии с другими рельефообразующими факторами.

Примеры: моренная гряда, балка, троговая долина, песчаная зона и т.п.

Морфоструктуры образуют основу, остов рельефа, морфоскульптуры – своего рода орнамент, покрывающий этот остов.

Одно из важнейших условий проявления экзогенных процессов – наличие материала земной коры, который они могли бы переносить, т.е. оторванного от основной массы горной породы, подвижного. Главную роль играют процессы выветривания. Причина выветривания в том, что горные породы, образовавшиеся в одних условиях (на большой глубине, при высоком давлении и температуре), будучи выведены тектоническими движениями на поверхность оказываются в совершенно чуждых для себя условиях.