Геодинаміка

Вано-Франківській національний технічний

Університет нафти і газу

 

О.М. Трубенко, О.Р. Стельмах

 

Геодинаміка

 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

 

 

 

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Вано-Франківській національний технічний

Університет нафти і газу

 

 

Кафедра теоретичних основ геології

 

 

О.М. Трубенко, О.Р. Стельмах

 

 

Геодинаміка

 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

 

Для студентів напряму підготовки

6.040103- “Геологія”

 

Рекомендовано методичною радою

Університету

 

 

Вано-Франківськ

Трубенко О.М., Стельмах О.Р.Геодинаміка: Конспект лекцій. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010. – 162с. У конспекті лекцій висвітлені основні положення геодинаміки, наведені… Конспект лекцій складено згідно з робочою програмою дисципліни “Геодинаміка” для студентів напряму підготовки 6.040103…

Трубенко О.М., Стельмах О.Р., 2010

© ІФНТУНГ, 2010

МВ 02070855-2705-2010

Трубенко О.М., Стельмах О.Р.Геодинаміка: Конспект лекцій. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010. – 162с.

У конспекті лекцій висвітлені основні положення геодинаміки, наведені відомості про будову Землі і земної кори, фізико-хімічні властивості геосфер, геотектонічні процеси, геотектонічні гіпотези, критерії пошуків родовищ.

Конспект лекцій складено згідно з робочою програмою дисципліни “Геодинаміка” для студентів напряму підготовки 6.040103 - “Геологія”.

Конспект лекцій призначений для успішного засвоєння та самостійної підготовки студентів очної і заочної форм навчання вищих навчальних закладів з дисципліни «Геодинаміка».

 

Рецензент: декан геологорозвідувального

факультету, кандидат геолого-

мінералогічних наук, професор В.Г. Омельченко

Голова навчально-методичного

об’єднання спеціальності “Геологія” Б.Й. Маєвський

 

Завідувач кафедри

теоретичних основ геології О.Р. Стельмах

 

Член експертно-рецензійної

комісії університету В.А. Старостін

 

Нормоконтролер Г.Я. Онуфрик

 

Коректор Н.Ф. Будуйкевич

 

Інженер 1 категорії Н.В. Мирка

 

 

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол № _5__ від «_22__»____04____20_10_ р.)

 

Трубенко О.М., Стельмах О.Р., 2010

© ІФНТУНГ, 2010

ЗМІСТ

ВСТУП
1 ЗМІСТ ГЕОДИНАМІКИ. ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗЕМЛІ………………...………..............
1.1 Наукові основи геодинаміки. Внутрішня будова та властивості Землі……………………............................
1.1.1 Поняття про науку “Геодинаміка”. Структура та зв’язок з іншими геологічними дисциплінами..............
1.1.2 Петрофізичні властивості земних надр .....................
1.1.3 Первинна речовина Землі............................................
1.1.4 Характеристика геосфер..............................................
1.1.5 Фізичні властивості геосфер.......................................
1.1.6 Хімічний склад земних надр.......................................
1.1.7 Диференціація речовини геосфер Землі.....................
1.2 Енергетика Землі...........................................................
1.2.1 Джерела теплового поля Землі....................................
1.2.2 Характеристика глибинного теплового поля...........
1.2.3 Проблема походження глибинного теплового поля Землі........................................................................................
1.2.4 Температура надр Землі...............................................
1.3 Геодинаміка ядра Землі...............................................
1.3.1 Хімічний склад ядра ....................................................
1.3.2 Формування ядра..........................................................
1.3.3 Будова ядра...................................................................
1.3.4 Магнітне поле Землі.....................................................
1.4 Геодинаміка мантії........................................................
1.4.1 Геодинамічна модель мантії .......................................
1.4.2 Склад та властивості мантії........................................
1.4.3 Верхня мантія...............................................................
1.4.4 Середня мантія.............................................................
1.4.5 Нижня мантія................................................................
1.4.6 Склад мантії та її властивості......................................
1.4.7 Проблеми повзучості та в’язкості...............................
1.4.8 Характеристика тектоносфери....................................
2 ГЕОДИНАМІЧНІ ПРОЦЕСИ ЗЕМНИХ НАДР.........
2.1 Геодинаміка астеносфери...........................................
2.1.1 Тектонічні гіпотези в історії геології.........................
2.1.2 Тектонічні рухи...........................................................
2.1.3 Теорія пограничних шарів при тепловій конвекції...
2.2 Геодинаміка літосфери.................................................
2.2.1 Границі літосфери .......................................................
2.2.2 Класифікація плит........................................................
2.2.3 Гіпотеза спредінгу і субдукції.....................................
2.2.4 Основні положення концепції спредінгу ложа океанів....................................................................................
2.2.5 Повний геодинамічний цикл розвитку літосфери....
2.2.6 Геодинамічні процеси, пов’язані з океаногенезом...
2.3 Внутрішня динаміка Землі, типи тектонічних рухів, їх механізм, циклічність........................................
2.3.1 Геодинамічні процеси, пов’язані з континенто-генезом...................................................................................
2.3.2 Землетруси....................................................................
2.3.3 Розповсюдження землетрусів.....................................
2.3.4 Внутрішня структура і механізм дії вулканів............
2.4 Екзогенні геодинамічні процеси................................
2.4.1 Природа геодинамічних процесів та методи вивчення ................................................................................
2.4.2 Гравітаційні схилові процеси......................................
2.4.3 Повзучість та її динаміка.............................................
2.4.4 Процеси зсуву та їх різновиди...................................
3 ЕВОЛЮЦІЯ ЗЕМЛІ, РОЛЬ ГЕОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ФОРМУВАННІ РОДОВИЩ КОРИСНИХ КОПАЛИН...................................................
3.1 Еволюція Землі..............................................................
3.1.1 Гіпотези утворення Землі............................................
3.1.2 Основні геотектонічні гіпотези..................................
3.1.3 Глибинні процеси Землі та їх поверхневі прояви.....
3.1.4 Тектоніка плит..............................................................
3.1.5 Тектоніка плюмів.........................................................
3.1.6 Роль континентів у динаміці Землі.............................
3.1.7 Вертикальні рухи всередині континентів..................
3.2 Роль геодинамічних процесів у формуванні родовищ корисних копалин..............................................
3.2.1 Особливості ендогенних геодинамічних процесів....
3.2.2 Особливості екзогенних геодинамічних процесів....
3.2.3 Карстові і суфозійні процеси......................................
3.2.4 Особливості металогенії платформ, складчастих поясів та областей тектономагматичної активізації..........
Висновки...............................................................................
Перелік використаних джерел..........................................
Додатки..................................................................................

 

Вступ

 

Обличчя Землі в ході її розвитку постійно змінювалося внаслідок різноманітних геологічних процесів. Більшість з них протікає настільки повільно, що людина за все своє життя не може виявити жодної суттєвої зміни. Однак, коли ці повільні процеси діють протягом тривалих відрізків геологічного часу (мільйонів або мільярдів років), вони призводять до великих перетворень обличчя Землі. А такі процеси, як, наприклад, виверження вулканів, землетруси, відбуваються швидко, тож їх прояв та наслідки людина може спостерігати і досліджувати.

Досліджуючи геологічну будову земної кори, геологи з’ясували, що в історії її розвитку багато разів відбувалася різка зміна фізико-географічних умов, що, у свою чергу, викликало оновлення органічного світу. Таке оновлення відбулося на границі силуру та девону, палеозою та мезозою, а також наприкінці мезозою. Визначено, що такі зміни були пов’язані з потужними гірськотворчими рухами, які виявлялися в цей час в різних частинах земної кулі і супроводжувалися зминанням шарів гірських порід в складки, великими розривними порушеннями, проникненням магми з глибини та іншими геологічними процесами.

Осадочні гірські породи (які складають верхню частину земної поверхні; закономірність їх просторового розподілу та умови залягання) чітко вказують на те, що, наприклад, на місці великої Руської платформи (рівнини) або Західно-Сибірської низовини відбувалися багаточисельні наступи (трансгресії) і відступи (регресії) моря, що залишили по собі свої відклади.

Кавказ, Карпати, Альпи та інші гірські споруди на сучасному етапі підняті на кілька кілометрів. Вони виникли на місці глибоких морів. Але ж і гори не вічні. Тому там, де колись були гірські споруди, тепер простягаються рівнини, або майже рівнини.

Геологічні процеси викликаються різними джерелами енергії. Перші з них пов’язані з силами, що виникають в середині Землі, і називаються процесами внутрішньої динаміки, або ендогенними процесами. До них належать магматизм, метаморфізм гірських порід, повільні коливні вертикальні рухи земної кори, тектонічні рухи, що викликають складчасті та розривні порушення гірських порід і утворення гір, землетруси. Другі – це комплекс процесів, що виявляються на поверхні Землі або в її верхніх частинах, пов’язаний з діями різноманітних зовнішніх факторів (атмосфери, гідросфери, біосфери та ін.). Тому вони називаються процесами зовнішньої динаміки, або екзогенними процесами. До таких належать вивітрювання – руйнація (денудація) гірських порід під впливом коливання температури, води, кисню і вуглекислого газу атмосфери та органічного світу, вітру, атмосферних опадів, поверхневих і підземних вод та льодовиків, роботи морів і озер, процесів, що відбуваються у болотах. Процеси, що пов’язані з денудацією, призводять до утворення великої кількості уламкового матеріалу та розчинних речовин. Ці продукти денудації або переміщуються під впливом сили тяжіння, або захоплюються вітром, текучими водами, льодовиками і зносяться в озера, моря, океани та в інші низинні ділянки рельєфу Землі.

Процеси денудації або переміщення уламкового матеріалу найбільш інтенсивно відбуваються на підвищених ділянках суші, які називаються областями денудації. В пониженнях рельєфу у той самий час відбувається накопичення осадків. Процес накопичення осадків відповідає першій стадії утворення осадочних гірських порід і називається акумуляцією (від лат. “акумуляція” – накопичення). Області, де відбувається цей процес, є областями акумуляції. Сумісна взаємодія денудації та акумуляції призводить до вирівнювання рельєфу (ізостазії). Якби це тривало досить довгий час, вся поверхня Землі перетворилася б на рівнину. Але форми земної поверхні визначаються постійною взаємодією ендогенних та екзогенних процесів. Внутрішні сили, в першу чергу тектонічні рухи, створюють нерівності земної поверхні. Зовнішні сили знищують їх, нівелюючи рельєф. Чим інтенсивніше виявляються внутрішні сили, тим енергійніше працюють зовнішні агенти. Між ними існує закономірний причинно-спадковий зв’язок.

В молодих гірських спорудах (Альпи, Кавказ) в новітній час (неоген-антропогеновий) значно домінували тектонічні підняття, формування яких триває до тепер. В цих умовах екзогенні процеси, які глибоко розчленовували схили гір, все ж відставали від інтенсивних піднять, що знаходить своє морфологічне відображення в утворенні високих гірських хребтів. При затуханні інтенсивності тектонічних рухів поступово починають домінувати екзогенні процеси, які працюють над знищенням створених різких контрастів рельєфу гірської країни.

В природі тектонічного спокою не існує, що є суттєвим. Все перебуває у безперервному русі та змінах, лише періодично відбувається сповільнення процесів, яке потім знову змінюється їх посиленням. У випадках тривалих періодів геологічного часу сповільнення тектонічних рухів та істотного домінування екзогенних процесів відбувається вирівнювання поверхні, прикладом є Казахська гірська країна з її дрібносопковим рельєфом Землі. В ряді гірських країн неодноразово змінювалося співвідношення внутрішніх та зовнішніх сил, що призводило або до зростання гір, або до їх денудації та вирівнювання.

Виходячи з вищенаведеного, Земля є дуже складним об’єктом і потребує вивчення багатьма науками.

 

ЗМІСТ ГЕОДИНАМІКИ. ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗЕМЛІ

Наукові основи геодинаміки. Внутрішня будова та властивості Землі

Землю як планету, її походження в Сонячній системі вивчає наука космогонія. Розміри і форму Землі та особливості рельєфу – геодезія. Будову, склад… Таким чином геологія тісно пов’язана з усіма природничими та точними науками і… У зв’язку зі складністю об’єкта дослідження геологія значно диференціювалася і тепер є складним комплексом…

Поняття про науку “Геодинаміка”. Структура та зв’язок з іншими геологічними дисциплінами

Останнім десятиріччям геодинаміка відокремилась в окрему галузь знань про Землю. Це – наука про глибинні сили та процеси, які виникають внаслідок… Коло проблем, які вивчає геодинаміка, є великим, але разом з тим самі об’єкти… Різні відомості, які надходять при вивченні інших проблем, дають уяву про геодинамічні процеси. Так, при геофізичних…

Петрофізичні властивості земних надр

Земна куля в межах, які доступні для спостереження, складається, як відомо, з кількох оболонок – атмосфери, гідросфери та літосфери. Остання є самою… Рисунок 1.1 – Схема будови Землі (за Х. Такеучі та ін., 1970)

Первинна речовина Землі

Одним з головних геологічних методів вивчення є метод безпосереднього спостереження та всебічного дослідження речовини, яка складає земну кору. Він…  

Характеристика геосфер

Земна кора. Ця геосфера складає невелику частку від загальної маси Землі. За потужністю та складом виділяють три типи земної кори: Континентальна кора характеризується максимальною товщиною, яка сягає 70 км.… Швидкість розповсюдження повздовжніх сейсмічних хвиль (Р) в цих породах – 1,5-5 км/с. Нижче залягає гранітно-гнейсовий…

Фізичні властивості геосфер

Відсутність прямих даних про щільність речовини глибинних геосфер Землі обумовлює необхідність використання непрямих, наприклад, сейсмологічних… Із загальних уявлень про механізм розповсюдження сейсмічних хвиль, на перший… Таким чином, сейсмологічні дані, хоча і досить приблизно, можна використовувати для оцінки щільності геосфер Землі.…

Хімічний склад земних надр

Щодо питання первинної речовини Землі, то, згідно з космічною теорією, планети Сонячної системи, в тому числі і Земля, утворилися з газово-пилової… Вивчення хімічного складу Землі є ще більш складним завданням, ніж аналіз її… -концентричною внутрішньою будовою Землі, на поверхні якої широко відслонюються породи тільки верхньої геосфери –…

Диференціація речовини геосфер Землі

Які ж основні дані, що можуть бути використані при вивченні хімічного складу Землі в цілому? Їх небагато. По – перше, хімічний склад земної кори. Але не слід забувати, що вона складає… По-друге, геофізичні дані, переважно результати сейсмології. Але ці дані допускають неоднозначне трактування, тому що…

Питання для самоперевірки

2 Яку роль відіграє “Геодинаміка” серед інших наук геологічного циклу? 3 Які методи дослідження застосовує “Геодинаміка”? 4 Яку роль відіграє “Геодинаміка” в прогнозі та пошуках родовищ нафти і газу?

Енергетика Землі

Вивчення теплового поля Землі має велике значення, тому що розподілення тепла багато в чому визначає енергетичний рівень і характер геологічних процесів на поверхні планети та в її надрах.

Наша планета має складне теплове поле, що обумовлено кількома факторами. За направленням та областю застосування їх можна розділити на поверхневі та глибинні.

Джерела теплового поля Землі

Таким чином, Земля поглинає і переробляє біля 3,6´1024 Дж/рік. На 1см2 земної поверхні за годину в середньому поступає близько 80 Дж теплової… Ділянка поверхні Землі площею 1см2, що орієнтована перпендикулярно до променів… Другим поверхневим джерелом тепла є тертя приливних “горбів” в гідросфері Землі. Однак кількість тепла, що при цьому…

Характеристика глибинного теплового поля

Особливої уваги заслуговує вивчення глибинних джерел теплового поля Землі. Справа в тому, що глибинне тепло нашої планети пов’язане з джерелами її… Таблиця 1.1 – Значення температур для геосфер Землі   Глибина, км Т, 0К …

Проблема походження глибинного теплового поля Землі

Ця проблема досить складна сама по собі. Вона тісно пов’язана з іншими невирішеними до кінця проблемами – походження Землі, особливостей її… На основі даних про будову Землі та її складу (що допускається) можна вважати,… Адіабатичне стискування є в певній мірі можливим фактором зростання температур надр, якщо врахувати гігантський тиск в…

Температура надр Землі

Вивчення фактичного розподілення температури Землі в значній мірі ускладнюється її варіаціями в доступній для вимірювання частині земної кори і… Дійсно, розподілення температури в земній корі характеризується несталістю… Визначення температури в земній корі частково покладаються на результати безпосереднього вимірювання її в глибоких…

Питання для самоперевірки

2 Дайте визначення теплового потоку? 3 Як змінюється температура за глибиною? 4 Назвіть методи дослідження теплового поля Землі.

Геодинаміка ядра Землі

 

Хімічний склад ядра

До теперішнього часу була широко розповсюджена ідея про залізне ядро Землі (рис. 1.17). Підставою для її існування є дані про щільність речовини… З іншого боку, проти ідеї про залізне або залізно-никілеве ядро виступав… Як же бути? Необхідно сказати, що проти ідеї про залізне ядро говорить досить великий ряд міркувань.

Формування ядра

Перш за все питання про щільність. Ще у 1939 році В. Лодочніков, великий вчений Ленінградського гірничого інституту, подав цікаву думку про те, що… Дійсно, з фізичної точки зору, гіпотеза про зміни щільності під тиском, тобто…

Ббудова ядра

Ядро займає область від центру Землі до глибини 2900 км. Радіус границі, яка поділяє ядро і мантію 3470 км. Об’єм ядра складає 16% від об’єму… Згідно з теорією Буллена (рис. 1.17), ядро за даними сейсмічних досліджень та… -Шар Е = 2900-4980 км, зовнішнє ядро;

Магнітне поле Землі

В 1950 році було встановлено, що походження головного магнітного поля Землі пов’язане течією речовини у зовнішньому ядрі. Згідно з аналізом… Історію геомагнітного поля в геологічному минулому вивчає палеомагнетизм. Для… Палеомагнітний метод досліджень оснований на вивченні залишкової намагніченості гірських порід відомого геологічного…

Питання для смоперевірки

2 Будова ядра Землі. 3 В якому стані знаходяться речовина в ядрі Землі? 4 Який склад речовини ядра Землі?

Геодинаміка мантії

Геодинамічна модель мантії

 

Мантія – найбільша з трьох головних оболонок Землі. Вона займає 84% об’єму та 69% її маси. Мантія зверху обмежується границею Мохоровичича і відділені від ядра на глибині близько 2900км поверхнею Віхерта-Гутенберга (табл. 1.2, 1.3).

Таблиця 1.2 – Співставлення розрахункових і відомих значень характерних границь

  Буллен поділив мантію на три оболонки на основі аналізу швидкісного розрізу…

Таблиця 1.3 – Дані відомих геофізичних моделей Землі

   

Склад та властивості мантії

Ключовою проблемою фізики мантії є проблема про фізичну природу шару “С” (при досить однорідному складі шарів “В” і “D”), який характеризується… Припущення того, що швидкий ріст щільності (рис. 1.24) пов’язаний із… Спираючись на два способи визначення складу мантії (на хондритову модель Землі та на дані сейсмічних досліджень),…

Верхня мантія

Верхня мантія включає підкоркову частину літосфери та астеносферу (шар Гутенберга). Вона відокремлена від середньої мантії границею розподілу на… У 1926 році Віхерт та Гутенберг підтвердили її існування геофізичними даними у…

Середня мантія

Середня мантія (шар Голицина) відокремлюється від нижньої на глибині 950-1000км. Нижче цієї границі швидкість сейсмохвиль плавно нарощується і для… Інколи середню мантію розташовують в складі верхньої, але в якості її нижнього… Середня мантія разом з верхньою та земною корою утворює тектоносферу – головну область проявлення тектонічних і…

Нижня мантія

Нижня мантія простежується до глибини 2900 км (границя Віхерта-Гутенберга). Тут різко зменшується швидкість повздовжніх хвиль з 12.6 до 8.1 км/с. … В основі границі нижньої мантії виділяють перехідну оболонку, де швидкість…

Склад мантії та її властивості

Існує, як уже відзначалося вище, теорія “хондритової моделі” Землі. Хондрити мають ультраосновний склад. Вони вміщують в середньому 46% олівіну, 25%… Друга теорія, яка базується на вимірах сейсмохвиль, говорить про те, що таку… Так чи інакше, але мантія має ультраосновний склад, подібний до складу перидотиту або силікатної фази хондритів.

Проблеми повзучості та в’язкості

Якби кора і мантія складалися із ідеальних кристалів без дефектів, вони б мали міцність, яка б перевищувала міцність реальних порід у 103 разів. Ще… Властивість до повільних напружених деформацій твердих полікристалічних тіл… Реально дифузна в’язкість може визначати течію речовини при досить високих температурах, коли концентрація теплових…

Характеристика тектоносфери

Літосфера та астеносфера – поняття, які відіграють велику роль у сучасній геофізиці та геології. Зовнішній жорсткий шар Землі називається… За сучасними уявленнями, зовнішня оболонка (літосфера) розколота на невелику… Вказати однозначний спосіб визначення товщини літосфери поки що не вдається. Запропоновані три способи визначення…

Питання для самоперевірки

2 Властивості мантії. 3 Назвіть сучасні геодинамічні моделі будови мантії. 4 Який стан речовини мантії?

ГеодинаміЧНІ ПРОЦЕСИ ЗЕМНИХ НАДР

Геодинаміка астеносфери

Тектонічні гіпотези в історії геології

Уява про механізм рухів і деформацій земної кори займала думки людей ще з античних часів, а, може, ще й раніше. Але взаємозв’язок тектонічних і… Першу наукову тектонічну гіпотезу – “гіпотезу підняття” – у другій половині… Наприкінці ХІХ століття виникає теорія контракції (француз Е. де Бомон), яка виходила з космогонічних уявлень…

Тектонічні рухи

Важливішим питанням геодинаміки є вивчення проявлень і механізмів тектонічної активності Землі. Які ж причини тектонічних рухів? Які джерела енергії… Рисунок 2.4 – Сучасні рухи головних плит над системою нерухомих гарячих “точок” (за даними П. Шарма)

Теорія пограничних шарів при тепловій конвекції

Конвективні рухи в конденсованому середовищі, газі та плазмі широко розповсюджені в природі, техніці та побуті. Конвекція є складним гідродинамічним… Конвекція виникає тоді, коли шар рідини або газу, розташований у полі тяжіння,… Важливо зрозуміти,що конвективні рухи виникають в результаті нестійкості перегрітого або переохолодженого шару рідини,…

Питання для самоперевірки

1 Які геотектонічні гіпотези Ви знаєте? 2 Сучасна геотектонічна модель Землі. 3 Що стало головними положеннями при створенні теорії тектоніки плит?

Геодинаміка літосфери

Границі літосфери

Земна кора разом з твердою частиною шару Гутенберга утворює єдиний жорсткий шар, який лежить на астеносфері, який називають літосферою. По суті,… Під літосферою в інтервалі глибин 70-250км розташований шар підвищеної… Літосферні плити виділяються за вузькими поясами сейсмічності, що їх “оконтурюють”. Поділ на плити літосфери не…

Класифікація плит

Згідно з концепцією тектоніки плит, жорсткий поверхневий шар літосфери зазнає сильних деформацій і тільки вздовж відносно вузьких лінійних рухомих… Виділяють три типи границь плит: -конструктивні, або дивергентні зчленування, де по мірі розсування плит формується нова кора (гребені…

Гіпотеза спредінгу і субдукції

Важливою ідеєю на шляху до тектоніки плит була гіпотеза спредінга – розсування океанічного дна вбоки від серединно-океанічних хребтів, які охоплюють… За цією гіпотезою, розширення океанічного лона обумовлене конвективними… Оскільки площа земної поверхні залишається незмінною, народження літосфери в зоні океанічних хребтів повинно…

Основні положення концепції спредінгу ложа океанів

Основні положення цієї концепції зводяться до такого: 1. Земна кора і сама верхня частина мантії – це є пружна і відносно крихка… 2. Літосфера розподілена на відносно невелику (6-8-12) кількість крупних плит, жорстких і внутрішньо монолітних,…

Повний геодинамічний цикл розвитку літосфери

Повний геодинамічний цикл розвитку літосфери того чи іншого регіону земної кулі складається з двох етапів: океаногенезу і континентогенезу (рис.… Перший етап поділяється на дві стадії: передокеанічну і власне океанічну.…

Геодинамічні процеси, пов’язані з океаногенезом

Океаногенез характеризується дробленням і деструкцією раніше існуючої кори, переважно континентального типу, за рахунок процесів рифтогенезу і… Передокеанічна стадія починається переважно в умовах континенту. Підйом… Така фаза континентального рифту відзначається утворенням специфічних тектонічних структур, просіданням з розсувом…

Питання для самоперевірки

1 В чому полягає процес спредінгу?

2 Що є субдукція і до чого вона призводить?

3 Що є літосферна плита? Які типи границь літосферних плит Ви знаєте?

4 Що відбувається з літосферною плитою в зонах розташування жолобів?

5 Що відбувається з літосферною плитою під острівними дугами?

6 Основні положення концепції спредінгу лона океанів.

7 Повний геодинамічний цикл розвиту літосфери.

 

Внутрішня динаміка землі, типи тектонічних рухів, їх механізм, циклічність

Геодинамічні процеси, пов’язані з континентогенезом

Епіокеанічна стадія відзначається формуванням і зростом гірськоскладчастих споруд (орогенна фаза). Зменшення тектонічної активності призводить до… Виділяють фазу кратонізації (історія розвитку давніх платформ); авлакогенну… Епіплатформна стадія відображається в епіплатформній активізації, яка обумовила втягування в активні процеси…

Землетруси

В зонах підвищеної тектонічної активності напружений стан земної кори розвантажується у формі землетрусів. Під землетрусом прийнято розуміти… Умовно його представляють як сферу з радіусом в декілька кілометрів. В… Об’ємні хвилі поділяються на поздовжні і поперечні. Вони виникають в гіпоцентрі і розходяться у всіх напрямках. Окремо…

Розповсюдження землетрусів

Землетруси на земній кулі розповсюджені нерівномірно, основна їх маса концентрується в особливих зонах, які називаються сейсмічними поясами.… Крупним поясом концентрації землетрусів є серединно-океанічний пояс,…

Внутрішня структура і механізм дії вулканів

Сукупність всіх геологічних процесів, силою яких є магма, як відомо, називається магматизмом. Магма (гр. – месиво, бруд) являє собою природний, найчастіше силікатний,… В магмі вміщуються практично всі відомі хімічні елементи, головні з них це: Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg, Ti. Вони присутні…

Питання для самоперевірки

1 Які геодинамічні процеси пов’язані континентогенезом?

2 Причини землетрусів.

3 Типи землетрусів.

4 Розповсюдження землетрусів.

5 Внутрішня структура і механізм дії вулканів.

 

Екзогенні геодинамічні процеси

Природа геодинамічних процесів та методи вивчення

Для платформних областей характерними є (порівняно з геосинклінальними областями) менші швидкості вертикальних і горизонтальних рухів, відсутність… Активні геодинамічні зони не завжди співпадають з крупними тектонічними… Комплексними дослідженнями встановлено, що у відносно стабільних платформних областях переважають повільні опущення із…

Гравітаційні схилові процеси

Під гравітаційними схиловими процесами слід розуміти денудаційні процеси на природних схилах та штучних скосах, які проявляються у вигляді зміщення грунтового матеріалу (частини геологічного середовища) на більш низькі гіпсометричні рівні під дією сили тяжіння без суттєвого впливу будь-яких транспортуючих агентів. До них належать зсуви, завали, поверхнева і глибинна повзучість, осипання та деякі інші явища.

 

Повзучість та її динаміка

Поверхнева повзучість, або крип, проявляється поблизу земної поверхні, найчастіше у в’язких, інколи пухких покривних утвореннях, включаючи провальні… Глибинна повзучість, на відміну від крипу, розвивається на значно більших… Розрізняють площинну, колообертальну і загальну глибинну повзучість [10].

Процеси зсуву та їх різновиди

Зсув, або зсувний процес – це є процес зміщення частини гірських порід (грунтів) під впливом перш за все сили тяжіння на більш низький… Геодинаміка зсувного процесу перш за все визначається структурно-тектонічними… Зсуви поділяються на поверхневі та глибинні – по глибині процесу; та на ковзання, видавлювання, випливання, течії,…

Питання для самоперевірки

1 Внутрішня структура і механізм дії вулканів.

2 Які геодинамічні процеси характерні для платформних областей?

3 Методи вивчення геодинаміки.

4 Які гравітаційні складові процеси Ви знаєте?

5 Повзучість і її динаміка.

Еволюція Землі, РОЛЬ ГЕОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ФОРМУВАННІ РОДОВИЩ

КОРИСНИХ КОПАЛИН

Еволюція Землі

Гіпотези утворення Землі

Перерахуємо кілька сучасних успіхів геофізики. Палеомагнітні дослідження створили тверду основу для теорії континентального дрейфу, хоча ще зовсім… Наші знання про внутрішню будову Землі, особливо до глибини 1000 км, суттєво… Перші наукові уявлення про походження Землі відносяться до XVII-XVIII століть. Одну з перших гіпотез запропонував у…

Основні геотектонічні гіпотези

Геологічні та геофізичні дані свідчать про наявність суттєвих, принципових відмінностей в особливостях будови і розвитку земної кори (і літосфери в… В динамічному плані літосфера характеризується розповсюдженням процесів… В тектонічному плані більшими елементами земної кори є активні рухомі області – геосинкліналі та стабільні області…

Глибинні процеси землі та їх поверхневі прояви

Наприкінці 60-х років в основному склався теоретичний фундамент для розуміння явищ і процесів, пов’язаних з континентальним дрейфом. Останньою і…  

Тектоніка плит

Згідно з теорією тектоніки плит, зовнішня оболонка Землі розділена на ряд жорстких плит, які рухаються одна відносно до іншої. Швидкості їх… Плити складені із відносно холодних порід і мають товщину близько 100 км. Вони… Площа поверхні Землі залишається практично постійною, тому поряд із створенням плит повинні відбуватися і процеси їх…

Тектоніка плюмів

Протягом двох десятиліть в геофізиці широко обговорюється питання: чи охоплює конвекція всю мантію, чи мантійний матеріал циркулює у верхньому і… Глобальні сейсмічні дослідження починаються з вивчення часу приходу пружних… Японський геофізик Ш. Маруяма у 1994 році запропонував теоретичне пояснення сейсмічним спостереженням, назвав свою…

Роль континентів у динаміці Землі

Довгий час поширеною була думка, що рух плит визначається головним чином тепловою конвекцією в мантії. При цьому вважалося, що континенти пасивно… І тоді російські вчені В.Трубіцин і В.Риков спробували створити тривимірні… Численні експерименти, без яких сьогодні практично неможливо описати перебіг складних внутрішньо-мантійних процесів,…

Вертикальні рухи всередині континентів

Висхідні потоки речовини мантії сильно розтягують континентальну літосферу, але часом не в змозі розірвати її. В даному випадку над висхідним… Найпопулярнішу модель утворення впадин на поверхні континентів в 1978 році… Регіональна сейсмічна томографія дедалі частіше виявляє позитивні аномалії швидкостей поперечних хвиль на глибинах…

Питання для самоперевірки

1 Назвіть основні теорії та гіпотези утворення і еволюції Землі. 2 Які гіпотези та відкриття вчених стали основою для створення теорії… 3 Які геологічні та палеонтологічні дані свідчать за дрейф континентів?

Механізм дії зсувів

Зсуви поділяються на поверхневі та глибинні – по глибині процесу; та на ковзання, видавлювання, випливання, течії, просідання, розрідження за… Зсуви ковзання – це ковзання блоків порід або пухких мас внаслідок миттєвої… Динаміка зсувів ковзання. Виникненню первинного зсуву передує тривалий період його підготовки, при якому йде…

Механізм дії завалів та осипів

Осипи. Цей процес є спорідненим із завалами і полягає у відокремленні зруйнованих вивітрюванням уламків скельних та напівскельних порід, і зсуву їх… Ці процеси найбільш характерні для гірських районів, що призводить до…  

Карстові і суфозійні процеси

Карстові і суфозійні процеси пов’язані з діяльністю підземних вод. Вони проявляються у розчинності грунтів або у вигляді цементаціних зв’язків між… Карст. Розрізняють поверхневі і підземні форми карстопроявів. У формуванні… Згідно з Д.С. Соколовим, існує чотири необхідних основних умови для виникнення і розвитку карсту: наявність рухливих…

Питання для самоперевірки

2 Що розуміють під терміном процес повзучості? 3 Як поділяються зсувні процеси по місцю прояву? 4 Поясніть механізм дії зсувів.

Перелік Використаних джерел

1 Куровець М.І., Гунька Н.Н. Основи геології/ Підручник для вузів. - Львів, 1997.– 694с. 2 Гунька Н.Н., Куровець М.І. Загальна геологія/ Підручник для вузів. -… 3 Гунька Н.Н. Геологія та геоморфологія/ Підручник для вузів. - Івано-Франківськ: Факел, 2002. – 567 с.

Приклади сейсмічних моделей Землі

Сейсмологічна модель Землі

Сильний землетрус породжує об'ємні хвилі, які пронизують тіло планети, як би освітлюючи його зсередини. Подібно променю світла сейсмічний промінь… (А.1)  

Рисунок А.1 – Закон Снеулліса

 

Для ідентифікації траєкторій сейсмічного проміння застосовуються наступні позначення:

Р – повздовжня хвиля;

S – поперечна хвиля;

с – хвиля, відображена від зовнішнього ядра;

К – хвиля, що пройшла через зовнішнє ядро;

і – відображена від внутрішнього ядра;

І – повздовжня хвиля, що пройшла через внутрішнє ядро;

J – поперечна хвиля, що пройшла через внутрішнє ядро.

 

Наприклад, позначення хвилі РК і КР говорить про те, що дана повздовжня хвиля пройшла через зовнішнє, рідке ядро, відобразилася від внутрішнього ядра, потім знову пройшла через рідке ядро і вийшла як повздовжня хвиля. При перетині поверхні розділу або віддзеркаленні від неї тип хвилі може помінятися: з повздовжньої вона може стати поперечною і навпаки. Можливі варіанти: SS, SP, PcS і т.д.

Ядро Землі вперше сейсмологи знайшли в 1906 році, а Гутенбергу в 1914 році вдалося визначити глибину його залягання (2885 км). Межа розділу зовнішнього ядра характерна тим, що на ній різко падає швидкість повздовжньої хвилі від 13,6 км/с до 8,1 км/с. Поперечна хвиля взагалі через зовнішнє ядро не проходить, що говорить про те, що воно рідке. Тверде, внутрішнє ядро знайшла Леман (Данія) в 1936 році. Вона показала, що воно розташовано на глибині приблизно рівною 5000 км (рис.А2).

Рисунок А.2 – Схема будови ядра

 

Нарешті, в 1909 році югославський вчений Мохоровичич знайшов різке зростання швидкостей сейсмічних хвиль на глибині близько 35 км. Цю межу стали вважати межею земної кори або межею Мохо. В океані вона розташована ближче до поверхні землі на глибині 10 – 15 км і навіть ближче, в гірських районах, навпаки, йде углиб до 50 – 80 км.

В сучасному уявленні Земля – це складний багатошаровий об’єкт. Кожний з шарів має також достатньо складну структуру, яка вивчається різними геофізичними методами (сейсмічними, магнітними, гравітаційними і ін.). Зупинимося на одній, найпоширенішої моделі Землі. Це - модель Буллена (таблиця 1).

Таблиця А.1 – Будова Землі (за Булленом)

Зона	Найменування шару	Глибина (км)	Густина (кг/м3)
А	Кора
В	Силікати
С	Фазові переходи
D	Нижня мантія
D`	Перехідна зона
Е	Зовнішнє ядро		1000 – 1100
F	Перехідна зона
G	Внутрішнє ядро

Зони В і С утворюють так звану верхню мантію, а зона D – нижню мантію. Мантія Землі складається з силікатних порід. У міру збільшення тиску і температури в речовині відбуваються фазові переходи: певні види порід з твердої фази переходять в рідку. Такі фазові переходи відзначені в зоні С і в зоні D'. Причому в останньому випадку весь метал виплавляється і зовнішнє ядро (зона Е) цілком складається з розплавленого металу. Через цю зону поперечні хвилі не проходять, оскільки модуль зсуву рівний нулю. В перехідній зоні F рідка фаза металу перехід в тверду фазу і внутрішнє ядро складається з твердого металу з густиною 1200. Проте вважають, якщо змінити фізичні умови і помістити цей метал в умови “нормальної температури” і тиску, то його густина виявиться рівною 700.

Склад і будова глибинних оболонок Землі в останні десятиріччя продовжують залишатися однією з самих інтригуючих проблем сучасної геології. Число прямих даних про речовину глибинних зон дуже обмежено. В цьому плані особливе місце займає мінеральний агрегат з кімберлітової трубки Лесото (Південна Африка), який розглядається як представник мантійних порід, залягаючих на глибині ~250 км. Керн, піднятий з найглибшої в світі свердловини, пробуреної на Кольському півострові і відмітка, що досягла, 12 262 м, істотно розширив наукові уявлення про глибинні горизонти земної кори - тонкій приповерхневій плівці земної кулі. Разом з тим новітні дані геофізики і експериментів, пов’язаних з дослідженням структурних перетворень мінералів, вже зараз дозволяють змоделювати багато особливостей будови, складу і процесів, що відбуваються в глибинах Землі, знання яких сприяє рішенню таких ключових проблем сучасного природознавства, як формування і еволюція планети, динаміка земної кори і мантії, джерела мінеральних ресурсів, оцінка ризику поховання небезпечних відходів на великих глибинах, енергетичні ресурси Землі і інщі (таблиця 2).

Таблиця А.2 - Хімічний склад Землі

Сейсмічна модель будови Землі

Широко відома модель внутрішньої будови Землі (розподіл її на ядро, мантію і земну кору) розроблена сейсмологами Г. Джеффрисом і Б. Гутенбергом ще в… Відповідно радіус ядра складає 3471 км. Верхньою межею мантії служить… Але в середині XX століття до науки увійшли уявлення про більш дробову глибинну будову Землі. На підставі нових…

Рисунок А.3 – Схема глибинної будови Землі

 

Верхня межа шару D`` невизначена; її рівень від поверхні ядра може варіювати від 200 до 500 км і більш. Таким чином, можна уявити, що даний шар відображає нерівномірне і різноінтенсивне надходження енергії ядра в область мантії.

Межею нижньої і верхньої мантії в даній схемі служить сейсмічний розділ, що лежить на глибині 670 км. Він має глобальне розповсюдження і обґрунтовується стрибком сейсмічних швидкостей у бік їх збільшення, а також зростанням густини речовини нижньої мантії. Цей розділ є також і межею змін мінерального складу порід в мантії.

Таким чином, нижня мантія, укладена між глибинами 670 і 2900 км, тягнеться по радіусу Землі на 2230 км. Верхня мантія має добре фіксований внутрішній сейсмічний розділ, що проходить на глибині 410 км. Під час переходу цієї межі зверху вниз сейсмічні швидкості різко зростають. Тут, як і на нижній межі верхньої мантії, відбуваються істотні мінеральні перетворення.

Верхню частину верхньої мантії і земну кору злито виділяють як літосферу, є верхньою твердою оболонкою Землі, в протилежність гідросфері і атмосфері. Дякуючи теорій тектоніки літосферних плит термін “літосфера” отримав широке розповсюдження. Теорія припускає рух плит по астеносфері – розм’якшеному, частково, можливо, рідкому глибинному шарі зниженої в’язкості. Проте сейсмологія не показує витриманої в просторі астеносфери. Для багатьох областей виявлено декілька астеносферних шарів, розташованих по вертикалі, а також уривчастість їх по горизонталі. Особливо безумовно їх чергування фіксується в. межах континентів, де глибина залягання астеносферних шарів (лінз) змінюється від 100 км до багатьох сотень. Під океанськими абіссальними западинами астеносферний шар лежить на глибинах 70-80 км і менш. Відповідно нижня межа літосфери фактично є невизначеною, а це створює великі труднощі для теорії кінематики літосферних плит, що і наголошується багатьма дослідниками.

Такі основи уявлень про будову Землі, що склалися до теперішнього часу. Далі звернемося до новітніх даних відносно глибинних сейсмічних границь найважливішу інформацію про внутрішню будову планети.

В рамках поданих моделей можливо зробити наступні висновки:

Згідно теорії тектоніки літосферних плит головним планетарним процесом, який керує всією еволюцією Землі є гравітаційна диференціація земної речовини, яка зумовлює виділення в центрі Землі щільного окисно-залізного ядра і виникнення в її силікатній оболонці хімічної конвекції. Під впливом мантійних конвективних течій верхня жорстка оболонка Землі - її літосфера - стає розбитою на ряд плит, які переміщуються по поверхні астеносфери. В тих місцях, де плити розходяться, утворюється нова літосфера з океанічною корою на поверхні, і виникають серединно-океанічні хребти з рифовими зонами на їх гребенях.

В місцях, де плити сходяться і насуваються одна на одну відбувається “спряження” структури глибоководних жолобів з острівними дугами і активними окраїнами континентів. В цих зонах насуву формується континентальна кора, а при стику острівних дуг і активних континентальних окраїн з пасивними окраїнами утворюються складчасті пояси. Аналіз відносного розподілу по площі висот суші і глибин моря дозволив Вагенеру висунути гіпотезу про те, що склад порід, які складають океани та континенти відрізняються. Материки складені більш легкими, переважно граніто-гнейсовими породами, в складі яких переважають кремній та алюміній, дно океану складено більш важкими речовинами, в яких переважає кремній та магній.

Завдяки палеомагнітним даним тепер відомо, що розкол Пангеї стався приблизно 160-170 млн.р тому, коли Африка відкололася від Північної Америки, а 60-65 млн.р.тому розпалася Лавразія і Гондвана.

Як показують розрахунки, переміщення літосферних плит буде продовжуватися ще близько 1 млрд.років. Таким чином, всі процеси еволюції літосфери на границях плит взаємопов’язані в єдину систему, фізичну основу якої складають крупно масштабна мантійна конвекція, жорсткість і міцність літосфери.

Додаток Б

Теорія плюмів

 

Прояви глибинних процесів та основні сучасні моделі глибинних процесів Землі. Гіпотеза висхідних мантійних струменів (плюмів), що виступають до поверхні в "гарячих точках", висунута в 1963 р. Дж. Вілсоном і обґрунтована в 1972 р. В. Морганом. Вона пояснює внутрішньоплитний магматизм і утворення лінійних вулканічних ланцюгів, у яких вік закономірно збільшується в міру віддалення від сучасних активних вулканів. Вона є якщо не альтернативою, то рівноправним партнером тектоніки літосферних плит. Роль плюмів є значною у розвитку літосфери і магматизму – як внутрішньоплитного, так і на дивергентних границях. Разом з тим виникає низка проблем, що не знайшли переконливого вирішення. До них належать:

• глибина зародження плюмів; їхня локалізація щодо границь літосферних плит;

• стаціонарність – абсолютна чи відносна; тривалість прояву.

І головна проблема – співвідношення конвекції, що керує кінематикою літосферних плит, з адвекцією, яка викликає підйом плюмів, які є взаємозалежними процесами. У теорії тектоніки літосферних плит як рушійний механізм задіяно мантійну конвекцію. Однак прямих доказів її реального прояву не було доти, поки сейсмічна томографія не знайшла в мантії чергування розігрітих і охолоджених ділянок, стійке збереження яких без конвекції неможливе. Але сама природа конвекції розумілася й усе ще розуміється неоднаково: одні вважають її чисто тепловою, інші відстоюють термохімічну природу. Теплова складова безсумнівно є провідною, і це підтверджує успішне комп’ютерне моделювання кінематики плит.

Однак дані сейсмотомографії вказують на такі розходження у фізичних властивостях мантійної речовини, які тільки температурними умовами пояснити не можна. Ще більші розбіжності існують у питанні про саму мантійну конвекцію – загальна вона, чи є роздільною у верхній і нижній мантії (на межі ~660 км). Цей розділ подібний до напівпроникного бар’єру для конвективних плинів. Таким чином, можливі і загальномантійна, й двоярусна конвекція, що підтверджено успішним моделюванням тієї й іншої, зокрема, двоярусної. Виявлено, що ймовірність форми конвекції залежить в основному від в’язкості мантії, а остання – від температури

Для глобальної тектоніки, як наслідку мантійної конвекції, характерним є: участь океанічної літосфери у конвективному кругообігу мантії, наявність плюмів, регульований вихід тепла з мантії, часткова ізольованість верхньої й нижньої мантії і, нарешті, наявність рухомих континентів. Теплова енергія перетворюється в механічну роботу деформації і руйнувань літосфери, внаслідок чого сформовано вигляд сучасної Землі. Для опису теплової конвекції у мантії з континентами, що плавають у ній, маємо чотири класичних закони: збереження: енергії, маси, імпульсу і моменту. Вони дозволяють розраховувати еволюцію температури у в’язкій мантії, швидкості мантійних плинів, а також дрейф континентів.

На відміну від океанічної літосфери, товщина якої не перевищує 80 км, літосферні корені континентів досягають глибини у сотні кілометрів. Але це не заважає дрейфу континентальних плит, тому що вся мантія веде себе як в’язка рідина. Варто відмітити, що підкорова літосфера континентів і океанічна літосфера є областю мантії, що відрізняється від решти мантії лише реологічними властивостями й може перемішуватися конвективними мантійними плинами.

Континенти покривають більше чверті поверхні Землі та регулюють вихід тепла з мантії, а тому повинні істотно впливати на глобальну структуру мантійної конвекції. Необхідно виділити такі риси сучасної глобальної тектоніки Землі: тектоніка плит, нестаціонарна плюмова тектоніка і тектоніка рухомих континентів. У результаті сильного перегріву речовини мантії конвекція має квазітурбулентний характер, завдяки якому на тлі, загальної циркуляції виникають окремі плюми, що виходять до поверхні гарячих осередків.

Сучасну концепцію тектоніки плит можна розглядати як спробу об’єднання внутрішніх (гіпотеза підняття) і зовнішніх (гіпотеза контракції) факторів. У певній мірі тектоніка плит перегукується з пульсаційною гіпотезою. У ній лише формально відбивалася наявність на Землі структур стиску і розтягу. Логічно припустити, що розвиток Землі йде в пульсуючому режимі, коли періоди її розширення змінюються періодами стиску. Разом з тим залишається ще багато питань, що вимагають свого вирішення. Одне із них: як часто виникали мантійні плюми в історії Землі, і чи існує періодичність у їхньому часовому розвитку і закономірність у розташуванні на поверхні Землі. Зв’язок інверсій магнітного поля із мантійними плюмами є дуже ймовірним (пряма намагніченість відповідає високій магматичній активності і звідси зв’язок мантійних плюмів із шаром D"). Однак часовий інтервал невеликий для того, щоб робити висновки для всієї історії Землі.

Інше запитання стосується шару D", у якому, як думають, і відбувається зародження плюмів: що визначає число плюмів на поверхні Землі, і чи всі плюми, що зародилися в шарі D", досягають поверхні Землі? Однак розвиток низки плюмів показує, що такі моделі в природі реалізуються далеко не завжди. Можна припустити, що кількість вулканічних ареалів у межах плюму буде визначатися числом осередків, на яке розгалужується єдине тіло мантійного діапіру під час впровадження в літосферу на початковій стадії процесу. Лише чисельне моделювання розвитку мантійних плюмів на основі реальних, наближених до геологічного середовища параметрів, може дати позитивний результат. Ймовірно, подальший розвиток сейсмічної томографії допоможе знайти відповіді на ці питання.

У класичній мобілістичній гіпотезі А.Вегенера рушійною силою дрейфу материків є осьове обертання Землі, а дефіцит цієї сили був однією із причин відторгнення даної гіпотези геофізиками. У класичній тектоніці плит фактор обертання Землі взагалі не беруть до уваги. Надалі на його можливу роль, нехай і другорядну, стали звертати увагу, а в останні роки з’явився ряд серйозних робіт, що розглядають його вплив на кінематику плит. Прихильники впливу ротаційного фактора (сил Коріоліса) пояснюють це тим, що плин в астеносфері із заходу на схід, викликаний обертанням Землі, у першому випадку орієнтовано назустріч субдукції, а в другому – у тому же напрямку.

Тектоніка плит, зберігаючи своє значення основного інструменту аналізу історії тектонічних рухів, деформацій і магматизму, є лише частковим елементом більш загальної теорії Землі, глобальної геодинамічної моделі. Відповідно до моделі перехід від плюм-тектоніки до тектоніки плит (плейт-тектоніки) можна зобразити наступним чином. У Землі за характером переважаючих геодинамічних процесів виділяють три головні області: тектоносфера, що охоплює кору і верхню мантію з перехідною зоною, нижня мантія і ядро. У тектоносфері визначальним механізмом є тектоніка плит, у нижній мантії – плюм-тектоніка мантійних струменів і в ядрі – “тектоніка росту”, що відображає розростання внутрішнього ядра за рахунок зовнішнього. Першопричиною геодинамічних процесів, напевне, є занурення в зонах субдукції плит охолодженої океанської літосфери. Досягши границі на глибині 670 км, ці плити тут затримуються, поки матеріалу не нагромадиться стільки, що він почне ”провалюватися” у нижню мантію, досягаючи в кінцевому рахунку поверхні ядра. Занурення цього матеріалу в ядро порушує режим конвекції і викликає підйом мантійних струменів – плюмів від межі ядра. Після рівня 670 км виникає розщеплення плюмів, які, проникаючи далі у верхню мантію породжують висхідні плини, що відповідають осям спредінгу серединно-океанських хребтів або можуть утворювати відгалуження від плюмів.

 

Додаток В

Методи геодинамічних досліджень

Геотермічна розвідка (терморозвідка) об’єднує фізичні методи дослідження природного теплового поля Землі з метою вивчення ландшафтів, термічного… Основними методами терморозвідці є: радіотеплові (РТС) і інфрачервоні (ІКС)…  

Фізико-геологічні основи теорії терморозвідки

Теплове поле Землі і його параметри

 

Теорія терморозвідки побудована на основі математичного і фізичного моделювання, натурних спостережень і встановлення зв’язків з іншими полями Землі. Завдяки цьому вдається отримати гіпотетичну зміну температур надр Землі.

 

Загальна характеристика

Теплового поля Землі

Джерелами теплового поля Землі є процеси, що протікають в її надрах, і теплова енергія Сонця. До внутрішніх джерел тепло відносить радіогенне тепло,… Внутрішнє теплове поле відрізняється високою постійністю. Воно не робить… Разом з тим середня теплова дія Сонця не визначає теплового стану Землі і здатний підтримувати постійну температуру на…

Регіональний тепловий потік

В земній корі

Нижче за нейтральний шар температура порід підвищується в середньому на 30 0С при зануренні на кожні 100 м. Це пояснюється наявністю регіонального… Встановлено, що основне джерело тепла на континентах – енергія радіоактивного… Тепловий потік визначається не тільки природою і потужністю джерел тепла, але і його перенесенням через гірські…

Локальний тепловий потік

Джерела локальних теплових потоків, що викликають аномалії температур, різноманітні: наявність багаторічно мерзлих порід, тобто могутніх (до сотень…  

Регіональні термічні дослідження

Сутність регіональних термічних досліджень зводиться до високоточного (погрішність не більше 0,01 0С) неодноразовому вимірюванню температур або їх… При бурінні свердловин порушується температурна рівновага, яка залежить від… Графіки і карти температур (або градієнтів температур) використовують для розрахунків геотермічних градієнтів,…