Каменная оболочка Земли. Земная кора.

Курсовая работа

«Тектоническая мобильность земной коры»

Введение

 

«Все течет, все меняется. Невозможно войти дважды в одну и ту же реку», – гласят изречения Гераклита, одного из выдающихся философов Античной Греции, представителя милетской школы философов.

В наши дни факт о том, что все вокруг меняется и ничто не остается неподвижным, может с полным правом быть отнесен к разряду априорных. Несоизмеримый прорыв, которого достигла научная мысль в течение двух последних столетий, особенно со второй половины ХХ века, позволил не только теоретически, но и путем непосредственных исследований проследить ход исторического процесса в мире природы. Эволюция флоры и фауны, смена времен года и суточной активности, круговорот воды и морские течения – все это подтверждения этого закона диалектики, протекающие с разным интервалом времени, либо циклично повторяющие предыдущие фазы, либо спирально переходящие на новый уровень развития. Одни из таких примеров можно пронаблюдать воочию, другие же, как, например, эволюцию растений и животных, можно проследить, изучив некоторых представителей, морфологические и физиологические признаки которых указывают на родство и позволяют выстроить цепь последовательных изменений. Однако, процессы преобразований протекают не только в поверхностных, но и в более глубинных слоях Земли. И для таких процессов без специально проводимых исследований нельзя пронаблюдать ни длительности, ни направления их протекания, поскольку их хронологические рамки значительно превышают среднюю продолжительность человеческой жизни, а изучить строение и структуру отдельных элементов наглядно не представляется возможным.

Но, как писал один из величайших русских ученых и мыслителей М.В. Ломоносов: «Велико есть дело достигать во глубину земную разумом, куда рукам и оку досягнуть возброняет натура». Научная геология, поставившая целью выяснение закономерностей строения и развития нашей планеты, возникла в конце XVIII – начале XIX века и с тех пор прошла большой и сложный путь. В результате дифференциации земного шара среди других была выделена его поверхностная оболочка – земная кора, которая в свою очередь была разбита на тектонические структуры разного ранга (от греческого tektonos – строитель). С появлением методов определения возраста горных пород (стратиграфичес – кий, петрографический, тектонический, палеонтологический, изотопной геохронологии) удалось установить последовательность и время возникновения тех или иных структур (особенно точно с помощью последнего метода – изотопной геохронологии). И когда было открыто изменение тектонических структур в ходе истории Земли и опосредованное этим изменение лика нашей планеты, встал вопрос о причинах, побуждающих эти изменения.

Собственно говоря, определенные представления о механизме тектонических движений зародились еще в Древнем Мире, в эпоху Античности, когда были заложены основы многих наук и теорий. Выделяются две основные школы: нептунистов и плутонистов. Сторонники первой связывали движение земной коры с экзогенными процессами, точнее, с растворяющим воздействием на горные породы воды и последующим обрушением слоев в подземные пустоты. Сторонники второй усматривали причины тектонических движений и деформаций пород в действии внутренних сил – подземного огня. Как ни удивительно, но, несмотря на всю свою мифичность, эти взгляды просуществовали довольно длительное время. Лишь со второй половины XVIII века появляются первые научные тектонические гипотезы.

Рассмотреть основные тектонические структуры земной коры, виды тектонических движений на примере территории России, а также существующие гипотезы о причинах этих движений – цели моей предстоящей работы.

Актуальность темы: Как уже было сказано выше, вопрос о причинах, вызывающих тектонические движения и деформации земной коры, вулканизм и интрузивный магматизм, занимает умы человечества издавна. В их формировании можно проследить некую связь с уровнем развития человеческого мышления. В Древнем Мире эти процессы объяснялись действием воды (школа нептунистов), огня (школа плутонистов). Несмотря на то, что эти взгляды в чем-то схожи с истиной (на изменения ландшафтов влияют и экзогенные процессы, в составе которых выделяют водные, и эндогенные процессы, связанные с высокими температурами в недрах Земли), они во многом мистифицированы: под силами огня и воды понимались не столько сами физические силы, сколько потусторонние духи, управляющие ими. Развития же научная мысль смогла достичь лишь к XVIII веку (после продолжительного застоя в эпоху Средневековья), когда научный прогресс вышел на необходимый уровень. С эволюцией науки и техники появлялись новые методы и возможности исследования, которые влекли за собой новые знания, требующие новых теорий и мировоззрений.

Что же мы имеем на сегодняшний день? Существует целый ряд гипотез о причинах тектонических движений, что уже указывает на то, что ни одна из них не может быть полностью доказана, а значит, и не может называться теорией. Так что вопрос о мобильности земной коры пока остается открытым, а значит, и вполне актуальным.

Методика: для написания данной работы, на мой взгляд, более подойдут теоретические (логические) методы. Из общегеографических же методик уместно использование описательного метода для разъяснения сущностей различных сторон вопроса, а также картографический метод, поскольку изучение тектонических движений на определенной территории требует визуального анализа карт.

По мере развития темы вопроса в дальнейшем возможны и некоторые эмпирические методики.

Заключение

В ходе проведения данной работы мы пришли к следующим выводам: земная кора находится в постоянном движении, обусловленном различными геологическими процессами. Эти движения происходят в разных направлениях, с разной скоростью и, следовательно, различно проявляют себя как на земной поверхности, так и в толще пластов пород. Благодаря тектоническим движениям вместе с влиянием экзогенных процессов происходило формирование рельефа Земли как в прошлые геологические эпо – хи, так и в настоящее время.

В качестве примера мы рассмотрели основные черты тектонической мобильности, происходившие на территории нашей страны в разные геологические эпохи. В целом же тектонических процессов, имевших место в прошлом и актуальных в настоящее время, великое множество, равно как и движущих сил. Об этом можно судить даже исходя из визуального обзора многообразия форм рельефа России. Резюмируя рассмотрение тектонических движений, присущих территории России, можно сделать некоторые выводы: во-первых, еще раз подтвердилось, что тектоника как эндогенный процесс играет решающую роль в формировании структур рельефа; во-вторых, образование тех или иных структур и их дальнейшая деформация зависят от суммарного воздействия всех окружающих факторов (и от влияющих геологических сил – от их скорости, направленности, и от состава и свойств базовой структуры – платформа или геосинклиналь залегает в основе территории, и от окружающих структур – как, например, геосинклинальные пояса, расположенные по окраинам платформ и влияющие на тектонический режим последних, и т.д.), что обусловливает дискретность композиции земной коры, как на территории России, так, впрочем, и на всем земном шаре.

Что же касается причин тектонической мобильности, то на протяжении человеческой истории появлялись и сменяли друг друга большое количество гипотез, касающихся вопроса деформации земной коры и формирования складчатых структур. Старые гипотезы опровергались последними научными данными, и вместо них приходили новые, которые через какое-то время ждала та же участь. В настоящее время признанной является гипотеза тектоники литосферных плит как наиболее соответствующая знаниям рубежа XX–XXI вв. Однако и она не отвечает на все поставленные вопросы. А это значит, что наука не будет стоять на месте.

 

 

Список литературы

 

1. Маймусов Д.Ф. «Природа России», Смоленск, 2001 г., 514 с.

«Природа России», Смоленск, 2003 г., 462 с.

2. Жарков В.Н. «Внутреннее строение Земли и планет», М., «Наука», 1983 г., 414 с.

3. Савельева Л.Е., Козаренко А.Е. «Геология», М., «Владос», 2004 г., 270 с.

4. Ботт М. «Внутреннее строение Земли», М., «Мир», 1974 г., 373 с.

5. Ажгирей Г.Д. «Общая геология», М., «Просвещение», 1974 г., 479 с.

6. Хаин Е.В. «Современная геология: проблемы и перспективы» // «Соросовский образовательный журнал», №1, 1996 г.

7. Голубчик М.М. «История географии», Смоленск, СГУ, 1998 г., 222 с.

8. «Геологический словарь в 2 томах», «Госгеолтехиздат», 1955 г.

9. Добровольский В.В. «Геология», М., «Владос», 2001 г., 320 с.

10. Короновский Н.В., Ясаманов Н.А. «Геология», М., «Академия», 2003 г., 446 с.

11. Шолпо В.Н. «Земля раскрывает свои тайны», «Недра», 1979 г., 160 с.

Курсовая работа

«Тектоническая мобильность земной коры»

Введение

 

«Все течет, все меняется. Невозможно войти дважды в одну и ту же реку», – гласят изречения Гераклита, одного из выдающихся философов Античной Греции, представителя милетской школы философов.

В наши дни факт о том, что все вокруг меняется и ничто не остается неподвижным, может с полным правом быть отнесен к разряду априорных. Несоизмеримый прорыв, которого достигла научная мысль в течение двух последних столетий, особенно со второй половины ХХ века, позволил не только теоретически, но и путем непосредственных исследований проследить ход исторического процесса в мире природы. Эволюция флоры и фауны, смена времен года и суточной активности, круговорот воды и морские течения – все это подтверждения этого закона диалектики, протекающие с разным интервалом времени, либо циклично повторяющие предыдущие фазы, либо спирально переходящие на новый уровень развития. Одни из таких примеров можно пронаблюдать воочию, другие же, как, например, эволюцию растений и животных, можно проследить, изучив некоторых представителей, морфологические и физиологические признаки которых указывают на родство и позволяют выстроить цепь последовательных изменений. Однако, процессы преобразований протекают не только в поверхностных, но и в более глубинных слоях Земли. И для таких процессов без специально проводимых исследований нельзя пронаблюдать ни длительности, ни направления их протекания, поскольку их хронологические рамки значительно превышают среднюю продолжительность человеческой жизни, а изучить строение и структуру отдельных элементов наглядно не представляется возможным.

Но, как писал один из величайших русских ученых и мыслителей М.В. Ломоносов: «Велико есть дело достигать во глубину земную разумом, куда рукам и оку досягнуть возброняет натура». Научная геология, поставившая целью выяснение закономерностей строения и развития нашей планеты, возникла в конце XVIII – начале XIX века и с тех пор прошла большой и сложный путь. В результате дифференциации земного шара среди других была выделена его поверхностная оболочка – земная кора, которая в свою очередь была разбита на тектонические структуры разного ранга (от греческого tektonos – строитель). С появлением методов определения возраста горных пород (стратиграфичес – кий, петрографический, тектонический, палеонтологический, изотопной геохронологии) удалось установить последовательность и время возникновения тех или иных структур (особенно точно с помощью последнего метода – изотопной геохронологии). И когда было открыто изменение тектонических структур в ходе истории Земли и опосредованное этим изменение лика нашей планеты, встал вопрос о причинах, побуждающих эти изменения.

Собственно говоря, определенные представления о механизме тектонических движений зародились еще в Древнем Мире, в эпоху Античности, когда были заложены основы многих наук и теорий. Выделяются две основные школы: нептунистов и плутонистов. Сторонники первой связывали движение земной коры с экзогенными процессами, точнее, с растворяющим воздействием на горные породы воды и последующим обрушением слоев в подземные пустоты. Сторонники второй усматривали причины тектонических движений и деформаций пород в действии внутренних сил – подземного огня. Как ни удивительно, но, несмотря на всю свою мифичность, эти взгляды просуществовали довольно длительное время. Лишь со второй половины XVIII века появляются первые научные тектонические гипотезы.

Рассмотреть основные тектонические структуры земной коры, виды тектонических движений на примере территории России, а также существующие гипотезы о причинах этих движений – цели моей предстоящей работы.

Актуальность темы: Как уже было сказано выше, вопрос о причинах, вызывающих тектонические движения и деформации земной коры, вулканизм и интрузивный магматизм, занимает умы человечества издавна. В их формировании можно проследить некую связь с уровнем развития человеческого мышления. В Древнем Мире эти процессы объяснялись действием воды (школа нептунистов), огня (школа плутонистов). Несмотря на то, что эти взгляды в чем-то схожи с истиной (на изменения ландшафтов влияют и экзогенные процессы, в составе которых выделяют водные, и эндогенные процессы, связанные с высокими температурами в недрах Земли), они во многом мистифицированы: под силами огня и воды понимались не столько сами физические силы, сколько потусторонние духи, управляющие ими. Развития же научная мысль смогла достичь лишь к XVIII веку (после продолжительного застоя в эпоху Средневековья), когда научный прогресс вышел на необходимый уровень. С эволюцией науки и техники появлялись новые методы и возможности исследования, которые влекли за собой новые знания, требующие новых теорий и мировоззрений.

Что же мы имеем на сегодняшний день? Существует целый ряд гипотез о причинах тектонических движений, что уже указывает на то, что ни одна из них не может быть полностью доказана, а значит, и не может называться теорией. Так что вопрос о мобильности земной коры пока остается открытым, а значит, и вполне актуальным.

Методика: для написания данной работы, на мой взгляд, более подойдут теоретические (логические) методы. Из общегеографических же методик уместно использование описательного метода для разъяснения сущностей различных сторон вопроса, а также картографический метод, поскольку изучение тектонических движений на определенной территории требует визуального анализа карт.

По мере развития темы вопроса в дальнейшем возможны и некоторые эмпирические методики.

Каменная оболочка Земли. Земная кора.

 

В учебной литературе под «каменной оболочкой Земли» понимается одна из ее оболочек – литосфера. Она простирается от земной поверхности на глубину до 100–250 км под материками и до 50–300 км под океанами до астеносферного слоя, слоя «размягченных» пластичных пород. Литосфера включает в себя две составляющие: земную кору и верхний твердый слой мантии. Таким образом, земная кора – это твердая верхняя оболочка Земли, и она соотносится с литосферой как часть и целое.

Термин «земная кора» был введен в географическую науку австрийским геологом Э. Зюссом в 1881 г. (8) Помимо этого термина данный слой имеет и другое название – сиаль, составленное из первых букв наиболее распространенных здесь элементов – кремния (silicium, 26%) и алюминия (aluminium, 7,45%). Мощность земной коры колеблется в пределах от 5–20 км под океанами до 30–40 км под континентами, в горных районах – до 75 км. (10)

В своем строении земная кора неоднородна. В ней выделяют три слоя: осадочный, «гранитный» и «базальтовый». Поскольку «гранитный» слой примерно наполовину сложен гранитами, а 40% в нем занимают гранитогнейсы и ортогнейсы, более корректно его называть – гранитогнейсовый слой. Также и «базальтовый» слой, поскольку состав его довольно разнообразный, и преобладают в нем метаморфические породы основного состава (гранулиты, эклогиты), корректнее называть – гранулит-базитовый слой. Границей между гранитогнейсовым и гранулит-базитовым слоями является раздел Конрада. Нижняя граница земной коры выделяется довольно четко, что связано с возрастанием скорости продольных сейсмических волн в нижележащем слое мантии. Эта граница носит название – граница Мохоровичича в честь югославского сейсмолога А. Мохоровичича, впервые установившего ее.

В различных районах планеты строение земной коры также различно. В целом ее можно разделить на два типа: континентальная и океаническая.

Континентальный тип – мощность его от 35 – 45 км на платформах до 55–75 км в горных районах. Ее слагают три слоя: осадочный – от 0 км на щитах до 15–20 км в краевых предгорных прогибах и платформенных впадинах; гранитогнейсовый слой – мощностью в 20–30 км; гранулит-базитовый слой, мощность которого достигает 15–35 км.

Океаническая кора – значительно меньшей мощности, чем континентальная. В ее структуре также выделяют три слоя: осадочный с максимальной мощностью до 1 км, составленный из различных осадочных образований, большая часть которых находится в рыхлом состоянии и насыщена водой; базальтовый слой с прослоями карбонатных и кремнистых пород, мощностью 1–3 км; габбро-базальтовый слой с присутствием ультраосновных пород (пироксениты, серпентиниты), мощность которого колеблется от 3 до 5 км. Раньше считалось, что океаническая кора сложена лишь двумя слоями, без гранитного, однако после проведения подводного бурения и сейсмических исследований были получены более точные результаты.

Помимо основных выделяют два переходных типа: субокеанический и субконтинентальный.

Субконтинентальный тип – близок по строению континентальному и имеет распространение по окраинам материков и в областях островных дуг. Верхний слой – осадочно-вулканогенный мощностью 0,5–5 км; второй слой сложен гранитно-метаморфическими толщами и обладает мощностью до 10 км; третий слой – базальтовый, мощность которого колеблется от 15 до 40 км.

Субокеанический тип – близок по строению океанической коре, располагается в котловинах окраинных и внутриконтинентальных морей (Охотское, Черное моря). От океанической коры этот тип отличается значительно более мощным слоем осадочных пород, достигающим 10 км.

Вопрос о происхождении земной коры до наших дней остается неразрешенным окончательно, о чем говорит наличие различных гипотез ее формирования. Одним из наиболее обоснованных взглядов является принцип «зонной» плавки А.П. Виноградова. Суть его в следующем: вещество мантии находится в твердом равновесном состоянии, однако при изменении внешних условий (давление, температура) масса вещества переходит в жидкую подвижную форму и начинает перемешаться в радиальном направлении к поверхности Земли. По мере ее продвижения происходит дифференциация вещества: легкоплавкие соединения выносятся на поверхность, тугоплавкие остаются на глубине. Этот многократно повторявшийся в прошлом и не прекративший своей деятель-ности в настоящем процесс обусловил не только формирование земной коры, но и ее химический состав. В результате радиального выноса элементов слагались и слои земной коры: базальтовый образовался при выплавлении вещества мантии, формирование гранитного слоя связано с расплавлением метаморфических пород и их обогащением химическими элементами вследствие процесса дегазации. Этот процесс более активно протекал в геосинклинальных поясах, на континентах, о чем свидетельствует и большая мощность здесь гранитного слоя. В океанах же дегазация шла менее эффективно, о чем говорят и отсутствие гранитного слоя, и бедность океанических базальтов химическими элементами. Осадочный слой имеет несколько иное происхождение. Оказавшиеся на поверхности породы гранитного слоя подвергались воздействию внешних условий, особо важным из которых был и остается геохимический эффект жизнедеятельности организмов, о чем говорит большое содержание в осадочном слое окисленных форм серы, органического углерода, азота и др. Это воздействие проявляется как напрямую, так и опосредованно через влияние на условия, определяющие преобразования горных пород (кислотность / щелочность, количество кислорода и углекислого газа, наличие органических соединений и т.д.) (9)

Т.о. земная кора является верхней твердой оболочкой Земли; в ее строении выделяются три слоя: осадочный, гранитогнейсовый и гранулит-базитовый; по типу строения выделяют континентальную и океаническую кору, различающиеся мощностью и составом слоев, а также переходные – субокеаническую и субконтинентальную, имеющие сходства с основными типами, но обладающие в то же время и некоторой обособленностью.