Розділ 3.Літосфера

Внутрішня будова землі.

Згідно з науковими даними у будові нашої планети розрізняють три основні частини: - ядро, мантія та земна кора.

Ядро– наймасивніша (найщільніша) внутрішня частина Землі. Воно складається з речовин, що мають властивості металів. Радіус ядра становить близько 3 500 км. Температура в ядрі сягає 4 000 – 5 000*С.

Мантія - це найбільша за об*ємом частина планети (4/5 об*єму Землі). Речовина мантії перебуває в твердому стані. Тільки на глибині близько 150 – 200 км від поверхні у верхній частині мантії є в*язкий шар – астеносфера. Температура речовини мантії з наближенням до поверхні Землі знижується від 4 000* до 1 000*С.

Вище від мантії лежить земна кора – верхня тверда оболонка літосфери. Товщина земної кори становить 5 – 10 км під океанами, 70 – 80 км – у горах на суходолі. Порівняй із товщиною мантії та ядра – це наче тонка плівка.

 

БУДОВА Й ТИПИ ЗЕМНОЇ КОРИ.

Отже, земна кора має різну потужність під материками та океанами, що пояснюється віком і різним складом гірських порід.

На материках виокремлюють три основні шари:

1) Верхній, що складається з осадових порід

2) Середній – гранітний з переважанням твердих гірських порід

3) Нижній – базальтовий, який сформувався в основному процесі застигання магми. Він залягає на верхньому шарі мантії й має суцільне поширення.

Позаяк під океанами земна кора молодша за материкову, там є два шари – осадовий і базальтовий. Відповідно виділяють два типи земної кори:

- Континентальний

- Океанічний

У перехідній зоні між материками й океанами розрізняють субконтинентальний та субокеанічний типи. Земна кора разом із верхньою частиною мантії (до шару астеносфери) – утворюють тверду оболонку Землі – літосферу. Отже, товща літосфери становить 150 – 200 км.

 

 

ВНУТРІШНІ ПРОЦЕСИ В ЗЕМНІЙ КОРІ.

Глибинні шари Землі мають дуже високу температуру і перебувають під величезним тиском шарів, що лежать вище. Температура і тиск справляють значний вплив на складні процеси, що відбуваються в літосфері. Зокрема спостерігаються такі явища, як переміщення окремих ділянок літосфери і магматизм.

Рух літосферних плит.Досліджуються за допомогою космічних апаратів. Літосфера не є суцільною оболонкою. Вона розчленована глибокими тріщинами (рифти) на величезні блоки, які називаються літосферними плитами. Вони дуже повільно (1 – 6 см на рік) переміщуються по в*язкому шару мантії немов пінопласт у воді. Літосферні плити рухаються в різних напрямках, розходячись або сходячись. Вони бувають материкові та океанічні. Ці рухи можна визначити лише за допомого точних приладів, а оку людини вони не помітні. Їх називаються повільними горизонтальними рухами літосферних плит. У разі зіткнення краї плит деформуються, утворюють складки, тобто гори. Так, у районах зіткнення материкових літосферних плит, виникли Карпати, Кримські гори, Гімалаї, Анди, Кордильєри. Вікові горизонтальні рухи літосферних плит називають – складкоутворюючими. У районах розходження літосферних плит, особливо в се­редній частині океанів, зокрема в Атлантичному, утворюються улоговини з глибинами 1 000 метрів і більше, завширшки в десятки кілометрів. У районах зіткнення материкової та океа­нічної літосферних плит з’являються глибоководні жолоби й вулканічні острови. Наприклад, Маріанський жолоб і Маріанські острови в Тихому океані. Крім повільних горизонтальних рухів, окремі частини літосферних плит можуть опускатися чи підніматися вертикально. Оскільки це відбувається впродовж декількох століть їх називають – повільними вертикальними рухами літосферних плит. Свідченням цих рухів в Україні є залишки давньогрецького міста Херсонеса в Криму. У результаті опускання земної поверхні нині вони наполовину затоплені водами Чорного моря. Малорухомі ділянки земної кори є основою кожної літосферної плити і називаються платформами. Між літосферними плитами (на їх окраїнах) розташовані відносно рухомі ділянки земної кори – області складчастості. У рельєфі платформи відповідають рівнинам, області складчастості – гірським системам материків і дна океанів.

Виділяють 7 великих літосферних плит:

- Африканська

- Євразійська

- Тихоокеанська

- Північноамериканська

- Південноамериканська

- Індоавстралійська;

- Антарктична.

- А також ряд малих за розміром (плита Дрейка, плита Наска, Аравійська плита, Філіппінська плита, плита Кокос, Карибська плита, та ін. )

КАТАСТРОФІЧНІ ЯВИЩА В ЛІТОСФЕРІ.

Внутрішні сили Землі виявляються і в раптових катастрофічних руйнуваннях. Глибокі тріщини розколюють земну поверхню. Внаслідок підземних рухів руйнується все на землі. Такі явища називаються землетрусами і відносять до розривних рухів літосфери. Землетруси спричиняють розриви та зміщення у глибинах земної кори, навіть у верхніх шарах мантії, які передаються на великі відстані й викликають струси земної поверхні. Енергія, що вивільняється під час цих зміщень, за потужністю = вибуху декількох десятків ядерних бомб. Вона поширюється сейсмічними хвилями (від грец. Слова «сейсмос» - землетрус) від осередка землетрусу (гіпоцентра) до поверхні Землі, як хвиля від кинутого у воду каменя. Місце на поверхні Землі, що розташоване над осередком, називають епіцентром землетрусу. Руйнування там найбільші. Чим далі від нього тим сила землетрусу слабшає. Сила землетрусу вимірюється в балах від 1 до 12(на мал).

Що року на нашій планеті у середньому реєструють 300 тис. землетрусів. Найчастіше вони зароджуються в зоні зіткнення літосферних плит під час складкоутворення. Ці області називають сейсмічними поясами. В Україні землетруси бувають до 6 – 7 балів у Карпатах та Кримських горах. До активних осередків належать молоді складчасті області, серединно-океанічні хребти тощо. На картах їх позначають штриховкою червоного кольору. Підводні землетруси в межах океанів збурюють велетенські хвилі (до 60 м), які спустошують узбережжя. Вони називаються цунамі, що в перекладі з японської означає «хвиля в гавані». У відкритому морі висота хвиль зазвичай невелика. Найбільшої висоти цунамі досягають у вузьких бухтах.

Так у грудні 2004р. поблизу о. Суматра, що в Індійському океані, стався землетрус силою у 8,5 бала. Хвилі заввишки до 15 м досягали берегів Індії, Шрі-Ланки, Таїланду, Мальдівських островів і спричинили великі руйнування. Такого цунамі не було понад 100 років.

Передбачити землетруси дуже важко. Для вивчення цього явища глибоко під землею будують сейсмічні станції. Високочутливі прилади – сейсмографи фіксують найменші коливання земної кори. На сьогодні виявлено близько 70 видів тварин, які відчувають наближення землетрусів і виразно реагують. Усі види руху літосфери спричиняють зміни рельєфу поверхні, на якій вони відбуваються.

 

МАГМАТИЗМ. У верхній частині, як вже відомо, є шар астеносфери. Її речовина перебуває у в*язкому стані й має високу температуру. Саме тут утворюється магма – розплавлена речовина мантії, насичена газами. Під тиском магма може підніматися по тріщинах у земній корі. Це явище дістало назву магматизму.

Магматизм – це процес утворення і руху магми від шару астеносфери до поверхні Землі.

Розрізняють внутрішній та зовнішній магматизм. Внутрішній коли магма не досягає земної поверхні й застигає в тріщинах і порожнинах земної кори. Якщо це трапляється близько до поверхні, то утворюються невисокі гори. Наприклад, гора Аюдаг у Криму. Канал, яким піднімається магма, називають жерлом вулкана. Жерло закінчується кратером. Це вияв зовнішнього магматизму, або вулканізм. Як виникає вулкан? З вузьких тріщин земної кори підносяться стовпи диму, чути вибухи, вивергаються каміння різної величини (так звані вулканічні бомби) і попіл. Хмари гарячого попелу, осідаючи, покривають землю товстим шаром. У повітрі попіл змішується з дощовими краплями й падає на землю у вигляді липкового бруду. У багатьох місцях випливає лава, її розжарені потоки яскраво світяться в темряві. Охолоджуючись лава застигає у вигляді вулканічних конусі, які згодом утворюють цілі гірські хребти (наприклад, вулканічний хребет у Карпатах, що скл з згаслих вулканів). Нині є вулкани, із яких вивергається лава, такі вулкани називають діючими. Наприклад найвищий діючий вулкан Євразії (4 750м) - Ключевська Сопка на Камчатці.

Вулкани як і землетруси, виникають на межі літосферних плит у наслідок руху земної кори. Більшість діючих вулканів розташовані вздовж Тихого океану. Ці райони дістали назву Тихоокеанського сейсмічного поясу.

Виверження вулканів – це катастрофічне явище природи. Під час виверження, під попелом і лавою гине все живе, та руйнуються міста.

Поряд із діючими вулканами, а часто і згаслими, трапляються гарячі джерела і гейзери. Це свідчить про те, що розжарена магма близько підходить до поверхні й нагріває підземні води. Кожен гейзер має свій режим дії (від хвилини до декількох діб). Гарячі джерела та гейзери відома на Курильських островах, Камчатці (Долина Гейзерів), у США (Єллоустонський нац. парк), на острові Ісландія, у Новій Зеландії тощо.

ПОХОДЖЕННЯ МАТЕРИКІВ ТА ОКЕАНІВ.

У 1912 р. німецький геофізик, Альфред Вегенер обґрунтував гіпотезу дрейфу (переміщення) материків. Він зробив припущення що, понад 200 млн. років тому існував єдиний материк Пангея, який спочатку розколовся на два материки: Лавразію (північний) і Гондвану (південний). Тільки приблизно 6,5 млн. років тому почали формуватися образ сучасних материків і океанів. Сучасні уявлення про переміщення літосферних плит частково ґрунтуються на гіпотезі А. Вегенера.

ГЕОЛОГІЧНИЙ ЧАС. ОСНОВНІ ЕТАПИ РОЗВИТКУ ЗЕМЛІ.

Земля як планета, існує вже близько 5 млрд. років. Однак абсолютний вік найдавніших гірських порід, досліджених вченими, не перевищує 4,5 млрд. років. Вік визначають сучасними радіометричними методами. Вони ґрунтуються на швидкості розпаду радіоактивних елементів.

Гірські породи — природні агрегати однорідних або різних мінералів, утворених за певних геологічних умов у земній корі або на її поверхні. М. С. Шатський визначав гірську породу, як парагенезис (спільне походження, шо виникає в результаті одночасного, чи послідовного утворення) мінералів. Як правило, гірськими породами вважаються тільки тверді тіла, хоча в широкому розумінні до гірських порід входять також рідкі речовини (вода, нафта тощо) та природні гази.

Таким чином можна розрахувати час утворення гірським х порід, час існування рослин і тварин. Історію розвитку Землі, поділяють на до геологічний і геологічний час. Догеологічний час – період, коли Земля формувалася як планета (приблизно 1млрд років).

Геологічний час - це період утворення земної кори. Історію геологічного розвитку Землі умовно поділяють на 5 ер:

· Архейська

· Протерозойська

· Палеозойська

· Мезозойська

· Кайнозойська

Найдавніші ери (архейська та протерозойська) – мають спільну назву – докембрій. Ера відповіді дає часу утворення гірських порід. Між іншим, ми живемо в кайнозойській ері. Відлік починається від найдавнішої архейської ери. Кожна ера поділяється на періоди. Крім того, розрізняють 5 епох горотворення (інакше – складчастість, або область складчастості):

- Байкальську

- Каледонську

- Герцинську

- Мезозойську

- Альпійську

З плином часу на Землі виникали живі організми. Вони розвивалися від найпростіших форм до складних сучасних. Сформувалися різні види корисних копалин. Утворилися, зруйнувалися й знову виникали різноманітні форми рельєфу. Нижче наведено геохронологічна таблиця.