Поняття про науку “Геодинаміка”. Структура та зв’язок з іншими геологічними дисциплінами - раздел Геология, Геодинаміка
Останнім Десятиріччям Геодинаміка Відокремилась В Окрему Галу...
Останнім десятиріччям геодинаміка відокремилась в окрему галузь знань про Землю. Це – наука про глибинні сили та процеси, які виникають внаслідок еволюції Землі як планети і які обумовлюють рух мас речовини та енергії в середині Землі та у верхніх твердих її оболонках. Великий внесок в розвиток “геодинаміки” внесли Вернадський В., Ферсман А, Ломоносов М., Вегенер А., Холмс А, Тойм А., Ірвінг Є., Хілл М., Вільсон Д., Джеффріс Г., Рассел Р., Такеучі Х., Любімова Є., Гуженберг Б., Віхерт, Шмідт О., Віноградов А. і багато інших [1].
Коло проблем, які вивчає геодинаміка, є великим, але разом з тим самі об’єкти досліджень, тобто глибинні сили і процеси, які є механізмом, що призводить до перетворень у літосфері, недоступні до безпосереднього сприйняття і про них можна говорити лише за теоретичними посиланнями.
Різні відомості, які надходять при вивченні інших проблем, дають уяву про геодинамічні процеси. Так, при геофізичних дослідженнях внутрішніх частин Землі (мається на увазі вивчення проходження сейсмічних хвиль через весь об’єм Землі) була встановлена розшарованість нашої планети на цілий ряд оболонок і було виявлено наявність ядра Землі. Вагомий внесок у пізнання глибинної будови Землі вносять й інші геофізичні методи такі, як магніторозвідка, гравірозвідка, термометрія та інші. Геохімічні та петрологічні дані дають уяву про можливий склад земних надр, а лабораторні дослідження поведінки гірських порід і мінералів при високих температурах і тисках, дозволяють говорити про можливий стан речовини на різних глибинах і його фізичні параметри (щільність, густина та ін.). На основі цього робиться висновок про фізичні та хімічні процеси, які відбуваються в глибинних оболонках. Незалежні відомості про фізичні властивості речовини в середині Землі ми отримуємо при визначенні об’єму та маси Землі в цілому, що дозволяє говорити про збільшення щільності в ядрі Землі. Про первинний склад земного матеріалу говорять дослідження метеоритів. Крім цього, геодинаміка як наука базується на ряді загальних теоретичних концепцій, які передусім виходять з теорій утворення планет Сонячної системи. Звісно, зрозуміло, що процеси еволюції Землі будуть різними, якщо за відправну точку взяти гіпотезу первинно гарячої Землі, яка в процесі геологічного розвитку охолоджувалась чи навпаки. Велику роль відіграють також первинні посилання, що стосуються того, які процеси (фізичні, хімічні або складні фізико-хімічні) домінують у надрах Землі і на якому рівні вони відбуваються. Більш точно визначення глибинних процесів можна встановити за результатами їх дії, тобто в приповерхневих структурах земної кори і літосфери.
Як ми вже говорили, наука “Геодинаміка” виникла зовсім недавно і цілком зрозуміло, що інтерес до неї зростає, оскільки вона дає відповіді на проблематичні питання геологічних наук. Так, наприклад, такі відкриття, як молодість океанічного дна, існування серединних океанічних хребтів, старіння дна океану від хребтів до країв, визначення складу і будови океанічної кори та інших, дозволили аргументовано говорити про рухливість та динамічність верхньої оболонки Землі. На базі цих позицій побудована теорія тектоніки літосферних плит [1]. Рух літосферних плит, який глибинними силами призводить, у свою чергу, до тектонічних процесів у земній корі є причиною утворення складчастих поясів. Також із взаємодією літосферних плит пов’язані прояви магматизму на поверхні Землі.
Таким чином, геодинаміка вивчає рух літосферних плит і утворення різних геодинамічних умов, які визначаються цими рухами. Для встановлення руху літосферних плит використовують дані про океани, геологічні матеріали, результати геофізичних досліджень, цифрове моделювання та ін. Геодинаміка також широко використовує відомості з космології, планетології, фізики, хімії та ін. У зв’язку з цим геодинаміка поділяється на загальну або геодинаміку внутрішніх оболонок, яка вивчає глибинні рухи речовини у внутрішніх частинах Землі і процесів, які при цьому виникають, і геодинаміку, метою якої є вивчення процесів в поверхневих оболонках Землі, тобто рухів літосферних плит і пов’язаних з ними тектонічних і магматичних явищ. Якщо загальна геодинаміка при будові своїх теорій використовує теоретичні посилання, геодинаміка поверхневих оболонок Землі відповідає теорії тектоніки літосферних плит. Головне її завдання – пов’язати з глобальними рухами літосферних плит геологічні процеси (магматизм, деформації, формування рельєфу на границях плит). При цьому загальну геодинаміку можна описати тільки якісно, а геодинаміку поверхні Землі – кількісно. Це одна із суміжних наук про Землю, яка перейшла у клас точних наук.
Крім цих двох, відокремлюють регіональну геодинаміку або геодинаміку конкретних, обмежених за площею територій земної поверхні. Предметом регіональної геодинаміки служать взаємодії літосферних плит, які обумовлені силами і процесами, які відбуваються на певних ділянках земної кори і літосфери (будь це границі плит або простір у середині плити).
Тектонічні деформації і прояви магматизму, які притаманні будь-якій території, визначаються глобальними переміщеннями плит, проте багато локальних та регіональних особливостей (тип, вік земної кори та ін.) накладають відбитки на конкретні прояви взаємодії плит і утворюють специфічні неповторні геодинамічні умови для цієї ділянки земної кори.
В завдання регіональної геодинаміки входить також визначення еволюції геодинамічних умов для того чи іншого регіону в часі і пов’язання цієї еволюції із загальним рухом та взаємодією літосферних плит.
Палеогеодинаміка, або історична геодинаміка відновлює геодинаміку геологічного минулого. Тут існують два напрямки [2, 3]:
- Визначення того, як видозмінювалися геодинамічні умови у часі, в ході еволюції Землі. Тут найбільш цікавими є моменти геологічної історії Землі, які відносяться до періоду більше 2000 млн. років тому;
- Реконструкція рухів літосферних плит, тобто відновлення положення границь літосферних плит на певний час і визначення параметрів їх руху і взаємодії.
Як бачимо, відокремлення геодинаміки в одну з окремих галузей вивчення Землі стало необхідним при пізнанні геологічних процесів, які напряму пов’язані з формуванням родовищ корисних копалин та їх розміщенням в земній корі та на її поверхні. Це має важливе народно-господарське значення для розбудови нашої держави та пізнанні історії розвитку земної кори та основних законів еволюції планети.
Все темы данного раздела:
Вано-Франківськ
МВ 0
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 та стан речовини, яка складає Земл
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 верхньою кам’яною оболонкою Земл
Первинна речовина Землі
Одним з головних геологічних методів вивчення є метод безпосереднього спостереження та всебічного дослідження речовини, яка складає земну кору. Він базується на вивченні розрізів ша
Характеристика геосфер
Земна кора. Ця геосфера складає невелику частку від загальної маси Землі. За потужністю та складом виділяють три типи земної кори:
Континентальна кора характе
Фізичні властивості геосфер
Відсутність прямих даних про щільність речовини глибинних геосфер Землі обумовлює необхідність використання непрямих, наприклад, сейсмологічних даних.
Із загальних уявлень
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 хмари шляхом акреції речовини цієї
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 в
Питання для самоперевірки
1 Дайте визначення науки “Геодинаміка”?
2 Яку роль відіграє “Геодинаміка” серед інших наук геологічного циклу?
3 Які методи дослідження застосовує “Геодинаміка”?
4 Яку ро
Джерела теплового поля Землі
До групи поверхневих факторів теплового поля можна, по-перше, віднести випромінювання Сонця. Земля отримує дуже малу дозу випромінювання, лише одну двомільярдну його частину, що визначається порівн
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 внутрішньої енергії. Остання прояв
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 внутрішньої будови, хімічного складу, тощ
Температура надр Землі
Вивчення фактичного розподілення температури Землі в значній мірі ускладнюється її варіаціями в доступній для вимірювання частині земної кори і загальною слабкістю вивчення мантії т
Питання для самоперевірки
1 Назвіть основні джерела теплової енергії геосфер Землі?
2 Дайте визначення теплового потоку?
3 Як змінюється температура за глибиною?
4 Назвіть методи дослідження тепло
Хімічний склад ядра
З чого складається ядро земної кулі? В світлі міркувань та цифр, викладених в попередніх лекціях, вирішення цього питання не було б дуже важким, але насправді є набагато складнішим ніж уявлялося.
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 щільність речовини, яка складає зе
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 Землі, маса – 31% від маси Землі. Основ
Магнітне поле Землі
В 1950 році було встановлено, що походження головного магнітного поля Землі пов’язане течією речовини у зовнішньому ядрі. Згідно з аналізом геомагнітного поля Землі можна сказати, щ
Питання для смоперевірки
1 Гіпотези утворення ядра Землі.
2 Будова ядра Землі.
3 В якому стані знаходяться речовина в ядрі Землі?
4 Який склад речовини ядра Землі?
5 Назвіть основні фізи
Таблиця 1.2 – Співставлення розрахункових і відомих значень характерних границь
Розрахунок
Відомі параметри
n
Н = А/ехр(n), км
Н, км
Характеристика
Таблиця 1.3 – Дані відомих геофізичних моделей Землі
Сфера
Шар
Інтервал глибин (км) за моделлю:
Гутенберга - Буллена
Джеффріса -Гутенберга
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 ненормально швидким зростанням швидко
Верхня мантія
Верхня мантія включає підкоркову частину літосфери та астеносферу (шар Гутенберга). Вона відокремлена від середньої мантії границею розподілу на глибині 410км. При переході через гр
Середня мантія
Середня мантія (шар Голицина) відокремлюється від нижньої на глибині 950-1000км. Нижче цієї границі швидкість сейсмохвиль плавно нарощується і для повздовжніх складає 9-11,4 км/с, д
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 м
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% піроксену, 11% плагіоклазу, 12%
Проблеми повзучості та в’язкості
Важливим параметром фізичної моделі Землі є в’язкість. Питання існування течій в надрах Землі вимагає до вибору фізичних параметрів, які б визначали закони таких течій. В загальному сенсі ці параме
Характеристика тектоносфери
Літосфера та астеносфера – поняття, які відіграють велику роль у сучасній геофізиці та геології. Зовнішній жорсткий шар Землі називається літосферою, під нею розташований розм’якшен
Питання для самоперевірки
1 Будова мантії.
2 Властивості мантії.
3 Назвіть сучасні геодинамічні моделі будови мантії.
4 Який стан речовини мантії?
5 Який розподіл щільності, температур та
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 магматичних процесів залишався не сві
Тектонічні рухи
Важливішим питанням геодинаміки є вивчення проявлень і механізмів тектонічної активності Землі. Які ж причини тектонічних рухів? Які джерела енергії спричиняють тектонічні процеси?
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 явищем. Зародження науки про кон
Питання для самоперевірки
1 Які геотектонічні гіпотези Ви знаєте?
2 Сучасна геотектонічна модель Землі.
3 Що стало головними положеннями при створенні теорії тектоніки плит?
4 Дайт
Границі літосфери
Земна кора разом з твердою частиною шару Гутенберга утворює єдиний жорсткий шар, який лежить на астеносфері, який називають літосферою. По суті, літосфера є своєрідною
Класифікація плит
Згідно з концепцією тектоніки плит, жорсткий поверхневий шар літосфери зазнає сильних деформацій і тільки вздовж відносно вузьких лінійних рухомих поясів. Ці рухомі пояси, які склад
Гіпотеза спредінгу і субдукції
Важливою ідеєю на шляху до тектоніки плит була гіпотеза спредінга – розсування океанічного дна вбоки від серединно-океанічних хребтів, які охоплюють усю земну кулю (Хесс, 1960 р.; Д
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 верхня оболонка Землі – літосфера, яка підс
Повний геодинамічний цикл розвитку літосфери
Повний геодинамічний цикл розвитку літосфери того чи іншого регіону земної кулі складається з двох етапів: океаногенезу і континентогенезу (рис. 2.19 а, б).
Перший етап под
Геодинамічні процеси, пов’язані з океаногенезом
Океаногенез характеризується дробленням і деструкцією раніше існуючої кори, переважно континентального типу, за рахунок процесів рифтогенезу і формування нової кори океанічного типу
Геодинамічні процеси, пов’язані з континентогенезом
Континентогенез характеризується зміщенням і нарощуванням товщини континентальної кори.
Епіокеанічна стадія відзначається формуванням і зростом гірськоскладчастих споруд (орогенна ф
Землетруси
В зонах підвищеної тектонічної активності напружений стан земної кори розвантажується у формі землетрусів. Під землетрусом прийнято розуміти коливання земної кори, які викликані рух
Розповсюдження землетрусів
Землетруси на земній кулі розповсюджені нерівномірно, основна їх маса концентрується в особливих зонах, які називаються сейсмічними поясами. Найбільш крупний з них Тихоокеанський се
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, вогня
Природа геодинамічних процесів та методи вивчення
Для платформних областей характерними є (порівняно з геосинклінальними областями) менші швидкості вертикальних і горизонтальних рухів, відсутність або слабка активність сучасних зем
Повзучість та її динаміка
Процес повзучості – це є поступове зміщення грунтів на схилах без розриву суцільності деформуючого геологічного тіла, яке відбувається під дією сили тяжіння і супутніх зовнішніх факторів: пе
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 гіпсометричний рівень при збереж
Гіпотези утворення Землі
Перерахуємо кілька сучасних успіхів геофізики. Палеомагнітні дослідження створили тверду основу для теорії континентального дрейфу, хоча ще зовсім недавно ця теорія була предметом п
Основні геотектонічні гіпотези
Геологічні та геофізичні дані свідчать про наявність суттєвих, принципових відмінностей в особливостях будови і розвитку земної кори (і літосфери в цілому) різних ділянок нашої план
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 найважливішою гіпотезою, яку висунул
Тектоніка плит
Згідно з теорією тектоніки плит, зовнішня оболонка Землі розділена на ряд жорстких плит, які рухаються одна відносно до іншої. Швидкості їх відносного руху за порядком величини скла
Тектоніка плюмів
Протягом двох десятиліть в геофізиці широко обговорюється питання: чи охоплює конвекція всю мантію, чи мантійний матеріал циркулює у верхньому і нижньому її шарах окремо, ніколи не
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 дрейфують під дією в’язких течій і
Вертикальні рухи всередині континентів
Висхідні потоки речовини мантії сильно розтягують континентальну літосферу, але часом не в змозі розірвати її. В даному випадку над висхідним мантійним плюмом утворюються впадини, я
Питання для самоперевірки
1 Назвіть основні теорії та гіпотези утворення і еволюції Землі.
2 Які гіпотези та відкриття вчених стали основою для створення теорії тектоніки плит?
3 Які геолог
Механізм дії зсувів
Геодинаміка зсувного процесу перш за все визначається структурно-тектонічними умовами і літолого-петрографічними характеристиками геологічних тіл, які деформуються. Тому існує різниця між зсувами у
Механізм дії завалів та осипів
Завали, або завальний процес – це обрушення частини гірських порід масиву з короткочасним їх відривом при падінні від нерухомої основи. Вони часто відбуваються разом із зсувами.
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 їх частками, в механічному переміщ
Питання для самоперевірки
1 Які особливості ендогенних геодинамічних процесів?
2 Що розуміють під терміном процес повзучості?
3 Як поділяються зсувні процеси по місцю прояву?
4 Поясніть механізм д
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. - Івано-Франкі
Сейсмологічна модель Землі
Сильний землетрус породжує об'ємні хвилі, які пронизують тіло планети, як би освітлюючи його зсередини. Подібно променю світла сейсмічний промінь підкоряється законам оптичної оптик
Таблиця А.2 - Хімічний склад Землі
Хімічний
елемент
Вміст у вагових відсотках
Хімічний
елемент
Вміст у вагових відсотках
За
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 першій половині XX століття. Вир
Методи геодинамічних досліджень
Геотермічна розвідка (терморозвідка) об’єднує фізичні методи дослідження природного теплового поля Землі з метою вивчення ландшафтів, термічного режиму земної кори і верхньої мантії
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, яке створюється завдяки розпаду
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 теплового потоку від дж
Локальний тепловий потік
Джерела локальних теплових потоків, що викликають аномалії температур, різноманітні: наявність багаторічно мерзлих порід, тобто могутніх (до сотень метрів) товщ з негативними темпер
Регіональні термічні дослідження
Сутність регіональних термічних досліджень зводиться до високоточного (погрішність не більше 0,01 0С) неодноразовому вимірюванню температур або їх приростів в глибоких св
Новости и инфо для студентов