Билет 4. Концепция дрейфующих континентов

Теория дрейфа материков была предложена немецким географом и геологом Альфредом Вегенером на основе накопившихся научных данных. Он сформулировал первую научную теорию медленного дрейфа материков в 1912 г., указав на многочисленные сходства в геологическом строении континентов, а также на общность ископаемой флоры и фауны в геологическом прошлом. Веским доказательством было также совпадение климата в отдаленных геологических эпохах.

Гипотеза континентального дрейфа утверждает, что относительное положение континентов менялось на протяжении истории Земли. Внимательно рассмотрев очертания береговых линий западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки, невольно удивишься их потрясающему сходству. Еще в 1620 г. английский учёный Фрэнсис Бэкон объяснял это совпадение возможной связью двух континентов в далеком прошлом.

В 1912 г. А. Вегенер изложил наиболее полно гипотезу континентального дрейфа в своей книге "Происхождение океанов и континентов". Будучи метеорологом, он особенно заинтересовался тем, что в определенные прошлые эпохи оледенением были охвачены экваториальные области, в то время как в высоких широтах преобладали тропические условия. Само по себе это наблюдение можно было бы объяснить сдвигом направления оси вращения планеты, происходящим без каких-либо перемещений в ее поверхностных оболочках.

Однако Вегенер выдвинул множество качественных аргументов в пользу того, что в прошлом континенты примыкали друг к другу. Помимо сходства береговых очертаний он обнаружил соответствие геологических структур, непрерывность реликтовых горных хребтов и тождественность ископаемых остатков на разных континентах. Вегенер отстаивал идею о существовании единого суперконтинента Пангея, его расколе и последующем дрейфе образовавшихся континентов в разные стороны.

Позже А. Дю Тойт (1937) отверг идею единого суперконтинента, предполагая, что первоначально существовали северный континент Лавразия, южный Гондвана и разделяющий их океан Тетис. Согласно П. Хоффману (1991), за всю историю Земли континенты по крайней мере пять раз объединялись в суперконтинент, образуя поочередно Лаурентию (1,9 миллиарда лет назад), безымянный (1,5 миллиарда лет назад), Роднию (1 миллиард лет назад), Гондвану (650 миллионов лет назад) и Пангею (250 миллионов лет назад).

Концепция континентального дрейфа завоевала общее признание исследователей Земли лишь в период между 1967 и 1970 годами. До этого изучение твердой Земли велось в основном на континентах, где ярко проявляются вертикальные движения земной коры. Хотя в поддержку новой концепции выдвигались убедительные аргументы, почти все геофизики выступали против нее. Их возражения основывались, по большей части, на представлениях о жесткой мантии Земли - части земных недр, заключенной между корой и ядром, - и отсутствии эффективного механизма движения континентов.

Билет5.Географическая оболочка

Географическая оболочка — это комплексная оболочка земного шара, где соприкасаются и взаимно друг в друга проникают и взаимодействуют литосфера, гидросфера, биосфера и атмосфера. Географическая оболочка в своих границах почти совпадает с биосферой.

Её составные части: верхняя часть литосферы (земная кора), нижняя часть атмосферы (тропосфера, стратосфера), вся гидросфера и биосфера, а также антропосфера— проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии. Между ними происходит непрерывный обмен веществом, энергией и информацией.

Границы литосферы

Литосфера – наружная твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю частьмантии. Литосфера включает осадочные, изверженные и метаморфические породы.

Толщина литосферы под океанами составляет от 5 до 100 км (максимальное значение на периферии океанов, минимальное – под Срединно-океаническими хребтами), под материками – 25-200 км (максимум – под древними платформами, минимум – под сравнительно молодыми горными массивами, вулканическими дугами).

Строение литосферы под океанами и континентами имеет существенные различия. Под материками в структуре земной коры литосферы различают осадочный, гранитный и базальтовый слои, толщина которых в целом достигает 80 км.

Под океанами земная кора неоднократно подвергалась процессам частичного плавления в ходе формирования океанической коры. Поэтому она обеднена легкоплавкими редкими соединениями, лишена гранитного слоя, а толщина ее значительно меньше, чем континентальной части земной коры. Толщина астеносферы (слоя размягченных, тестообразных горных пород) составляет около 100-150 км.

Происхождение гидросферы

Происхождение гидросферы однозначно не установлено. Есть несколько гиптоез, но наиболее известными являются две из них.

Первая предполагает, что вода на Земле выделилась из её недр в процессе остывания планеты на ранних стадиях её формирования - несколько миллиардов лет назад. Подтверждением её служит то, что вода действительно содержится в мантии и продолжает выделяться на повехность при извержении вулканов в виде пара.

Другая гипотеза наоборот утверждает, что вода была принесена на Землю из космоса, падающими на её поверхность кометами, которые действительно состоят изо льда. Земля - по всей видимости, единственная планета Солнечной системы, где вода широко распространена во всех трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. На всех остальных планетах либо слишком холодно, либо слишком жарко для этого. Хотя, есть предположения, что жидкая вода может образовываться изо льда в приэкваториальных областях Марса, где температура поднимается до плюсовых отметок, а также водный океан может находиться под ледяным панцирем Европы - одного из спутников Юпитера, однако однозначных подтверждений этому пока обнаружено не было. Хотя, это не значит, что жидкая оболочка планеты есть только на Земле.

Эволюция атмосферы Земли

Атмосфера Земли возникла в результате двух процессов: испарения вещества космических тел при их падении на Землю и выделения газов при вулканических извержениях(дегазация земной мантии). С выделением океанов и появлением биосферы атмосфера изменялась за счёт газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах.

В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).

Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂).

Согласно наиболее распространённой теории, атмосфера Земли на протяжении истории последней перебыла в трёх различных составах. Первоначально она состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая первичная атмосфера. На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углекислым газом, Так образовалась вторичная атмосфера. Эта атмосфера была восстановительной. Далее процесс образования атмосферы определялся следующими факторами:

утечка легких газов (водорода и гелия) в межпланетное пространство;

химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и некоторых других факторов.

Постепенно эти факторы привели к образованию третичной атмосферы, характеризующейся гораздо меньшим содержанием водорода и гораздо большим — азота и углекислого газа (образованы в результате химических реакций из аммиака и углеводородов).

9.Взаимодействие литосферы, атмосферы, биосферы и гидросферы

Гидросфера и атмосфера
а) Круговорот воды в природе.
б) Земные оболочки влияют друг на друга. Например, ветры, возникающие в атмосфере, образуют морские течения, пе­реносят влагу из одних районов в другие. Теплые и холодные течения влияют на температуру воздуха. Под воздействием вод гидросферы растворяются и разрушаются горные породы, изменяется рельеф. Разные минеральные вещества входят в состав живых организмов, населяющих оболочки Земли. Когда орга­низмы отмирают, из их остатков образуются осадочные горные породы земной коры
2) Биосфера и литосфера
Живые организмы, включаясь в непрерывный круговорот веществ и энергии, находятся в постоянной связи с неживой природой. Благодаря кругооборота происходит постоянная связь биосферы с атмосферой, гидросферой и литосферой.
3) Гидросфера и литосфера
а) Водная эрозия (разрушение породы при вымывании минералов потоками воды и при расширении воды в трещинах породы при ее замерзании)
б) Образование месторождений известняка (известковые скелеты отмерших кораллов, накапливающиеся в массе)
4) Атмосфера и биосфера
а)азовая функция – это поглощение растениями двуокиси углерода и выделении кислорода, в восстановлении азота, сероводорода и пр.,
б)концентрационная функция – это поглощение и накопление живыми организмами углерода, азота, водорода, кислорода, фосфора, серы, йода, железа и прю элементов. На местах массовой гибели животных и растений обнаруживается отложения мела, известняка, нефти, угля и других полезных ископаемых;
в)-окислительно – восстановительная функция – это восстановление и окисление различных веществ в живых организмах.

Функции литосферы

Функция литосферы, согласно В. Т. Трофимову, слагается из трех частей:

Ресурсная функция литосферы определяет значение минерального, органического и органоминерального сырья литосферы, составляющего основу для жизни и деятельности биоты как в качестве биогеоценоза, так и антропоге­неза.

Геодинамическая функция литосферы. Под геодинамической функцией литосферы понимается способность последней к проявлению и развитию при­родных и антропогенных геологических процессов и явлений, в той или иной мере влияющих на условия жизнеобитания, жизне­деятельности биоты и особенно человеческого общества.

Геофизико-геохимическая функция литосферы. Эта функция оп­ределяется как свойство геофизических и геохимических полей (неоднородностей) природного и антропогенного происхождения влиять на состояние биоты и здоровье человека. Участки с высоким содержа­нием химических элементов, сильно отличающимся от геохими­ческого фона, называются участками с геохимической аномалией. Выделяются естественные геофизические поля — магнитное, гра­витационное, геотермическое и искусственно возбужденные элект­рические поля постоянных токов и геофизические аномалии.