Освіта і будова океанів і материків

1. Освіта материків і океанів

Мільярд років тому Земля вже була покрита міцною оболонкою, в якій виділялися континентальні виступи і океанічні западини. Тоді площа океанів була приблизно в 2 рази більше площі материків. Але кількість материків і океанів з тих пір істотно змінилося, змінилося і їх розташування. Приблизно 250 млн. років тому на Землі був один материк - Пангея. Площа його становила приблизно стільки ж, скільки площа всіх сучасних материків і островів разом узятих. Цей суперконтинент омивався океаном, званим Панталасса і займав весь інший простір на Землі.

Однак Пангея виявилася неміцним, недовговічним утворенням. З часом перебігу мантії усередині планети поміняли напрям, і тепер, піднімаючись з глибин під Пангея і розтікаючись у різні боки, речовина мантії стало розтягувати материк, а не стискати його, як раніше. Приблизно 200 млн. років тому Пангея розкололася на 2 материка: Лавразию і Гондвану. Між ними з'явився океан Тетіс (нині це глибоководні частини Середземного, Чорного, Каспійського морів і мілководний Перська затока).

Течії мантії продовжували покривати Лавразию і Гондвану тріщинами й розвалювати їх на безліч осколків, які не залишалися на певному місці, а поступово розходилися в різні боки. Їх рухали течії всередині мантії. Деякі дослідники вважають, що саме ці процеси стали причиною загибелі динозаврів, але питання це залишається поки відкритим. Поступово між розходилися осколками - материками - простір заповнювався мантійним речовиною, яке піднімалось з надр Землі. Остигаючи, воно утворило дно майбутніх океанів. З часом тут з'явилися три океани: Атлантичний, Тихий, Індійський. На думку багатьох вчених, Тихий океан - це залишок стародавнього океану Панталасса.

Пізніше нові розлами охопили Гондвану і Лавразию. Від Гондвани спочатку відокремилася суша, складова нині Австралію й Антарктиду. Вона почала дрейфувати на південний схід. Потім і вона розкололася на дві нерівні частини. Менша - Австралія - кинулася на північ, велика - Антарктида - на південь і зайняла місце всередині Південного полярного кола. Інша частина Гондвани розкололася на кілька плит, найбільші з них - Африканська і Південно-Американська. Ці плити розходяться зараз один від одного зі швидкістю 2 см на рік (див. Літосферні плити).

Розломи охопили й Лавразию. Вона розкололася на дві плити - Північно-Американську і Євразійська складову більшу частину материка Євразія. Виникнення цього материка - найбільший катаклізм в житті нашої планети. На відміну від всіх інших материків, в основі яких лежить по одному уламку стародавнього континенту, до складу Євразії входять 3 частини: Євразійська (частина Лавразія), Аравійська (виступ Гондвани) і Індо-Станскі (частина Гондвани) літосферні плити. Зближуючись один з одним, вони майже знищили стародавній океан Тетіс. У формуванні образу Євразії бере участь і Африка, плита літосфери якої хоч і повільно, але зближується з евразіатськой. Результатом цього зближення є гори: Піренеї, Альпи, Карпати, Судети і Рудні гори (див. Літосферні плити).

Зближення евразіатськой і Африканської літосферних плит відбувається до сих пір, про це нагадує діяльність вулканів Везувій і Етна, що порушують спокій жителів Європи.

Зближення Аравійської і евразіатськой літосферних плит призвело до дроблення і зім'яло в складки гірських порід, які попалися на шляху їхнього проходження. Це супроводжувалося найсильнішими вулканічними виверженнями. У результаті зближення цих літосферних плит виникло Вірменське нагір'я і Кавказ.

Зближення евразіатськой і Індостанської літосферних плит змусило здригнутися увесь континент від Індійського океану до Північного Льодовитого, при цьому сам Індостан, що відколовся спочатку від Африки, постраждав незначно. Підсумком цього зближення стало виникнення найвищого в світі нагір'я Тибет, оточеного ще більш високими ланцюгами гір - Гімалаїв, Паміру, Каракоруму. Не дивно, що саме тут, у місці найсильнішого стиснення земної кори евразіатськой литосферной плити, розташована найвища вершина Землі - Еверест (Джомолунгма), здіймається на висоту 8848 м.

«Хід» Індостанської литосферной плити могло б призвести до повного розколу евразіатськой плити, якби всередині її не існувало частин, здатних витримати натиск з півдня. Як гідного «захисника» виступила Східна Сибір, але землі, розташовані на південь від неї, м'яли в складки, дробилися і пересувалися.

Отже, боротьба між континентами і океанами триває вже не одну сотню мільйонів років. Головними учасниками в ній виступають континентальні літосферні плити. Кожен гірський хребет, острівна дуга, найглибша океанічна западина - результат цієї боротьби.

2. Будова материків і океанів

Материки й океани є найбільш великими елементами в будові Земної кори. Говорячи про океани, слід мати на увазі будова кори в межах ділянок, які займають океанами.

За складом земна кора континентальна і океанічна відрізняються. Це в свою чергу накладає відбиток і на особливості їх розвитку та будови.

Кордон між материком і океаном проводиться за підніжжя материкового схилу. Поверхня цього підніжжя представляє собою акумулятивну рівнину з великими пагорбами, які утворюються за рахунок підводних зсувів і конусів виносу.

У будові океанів виділяють ділянки за ступенем тектонічної рухливості, яка виражається у проявах сейсмічної активності. За цією ознакою виділяють:

• сейсмічно активні області (океанські рухливі пояси),

• асейсміческіе області (океанські улоговини).

Рухливі пояси в океанах представлені серединно-океанічними хребтами. Протяжність їх до 20000 км, ширина - до 1000 км, висота досягає 2-3 км від дна океанів. У осьовій частині таких хребтів майже безперервно простежуються рифтові зони. Вони відзначаються високими значеннями теплового потоку. Серединно-океанічні хребти розглядаються як ділянки розтягування земної кори або зони спредінга.

Друга група структурних елементів - океанські улоговини або талассократони. Це рівнинні, слабко горбиста ділянки морського дна. Потужність осадового покриву тут не більше 1000 м.

Іншим великим елементом структури є перехідна зона між океаном і материком (континентом), частина геологів називають її рухомим геосинклінальним поясом. Це область максимального розчленування земної поверхні. Сюди входять:

1-острівні дуги, 2 - глибоководні жолоби, 3 - глибоководні западини окраїнних морів.

Острівні дуги - це протяжні (до 3000 км) гірські споруди, утворені ланцюжком вулканічних споруд з сучасним проявом андезітобазальтового вулканізму. Приклад острівних дуг - Курило-Камчатська гряда, Алеутські острови та ін З боку океану острівні дуги змінюються глибоководними жолобами, які представляють собою глибоководні депресії протяжністю 1500-4000 км, глибиною 5-10 км. Ширина складає 5-20 км. Днища жолобів покриті опадами, які приносяться сюди каламутних потоків. Схили жолобів ступінчасті з різними кутами нахилу. Опадів на них не виявлено.

Кордон між острівної дугою і схилом жолоби представляє зону концентрації осередків землетрусів і називається зоною Вадати-Заваріцкого-Беньофа.

Розглядаючи ознаки сучасних океанських околиць, геологи, спираючись на принцип актуалізму, проводять порівняльно-історичний аналіз подібних структур, які формувалися в більш давні періоди. До таких ознак належать:

• морський тип опадів з переважанням глибоководних відкладів,

• лінійна форма структур і тіл осадових товщ,

• різка зміна потужностей і речовинного складу осадових і вулканічних товщ в хрест простягання складчастих структур,

• висока сейсмічність,

• специфічний набір осадових і магматичних формацій та наявність формацій - індикаторів.

З перерахованих ознак, останній є одним з провідних. Тому визначимо, що таке геологічна формація. Перш за все - це речова категорія. В ієрархії речовини земної кори ви маєте таку послідовність:

Геологічна формація - це наступна за гірською породою більше складна щабель розвитку. Вона являє собою закономірні асоціації гірських порід, пов'язані єдністю речовинного складу і будови, що обумовлено спільністю їх походження або сонахожденія. Геологічні формації виділяються в групах осадових, магматичних і метаморфічних порід.

Для формування стійких асоціацій осадових порід головними чинниками є тектонічна обстановка і клімат. Приклади формацій та умови їх формування розглянемо при аналізі розвитку структурних елементів материків.

На материках виділяють два типи областей.

I тип збігаються з гірськими районами, в яких осадові відкладення зім'яті в складки і розбиті різними розломами. Осадові товщі прорвані магматичними породами і метаморфізовані.

II тип збігаються з рівнинними ділянками, на яких відкладення залягають майже горизонтально.

Перший тип називають складчастою областю або складчастим поясом. Другий тип називають платформою. Це - головні елементи материків.

Складчасті області утворюються на місці геосинклінальних поясів або геосинкліналей. Геосинкліналь - це рухома протяжна область глибокого прогину земної кори. Для неї характерне нагромадження потужних осадових товщ, тривалий вулканізм, різка зміна напрямку тектонічних рухів з утворенням складчастих споруд.

Геосинкліналі поділяються на:

1. Евгеосінкліналь - представляє внутрішню частину рухомого пояса,

2. Міогеосінкліналь - зовнішня частина рухомого пояса.

Вони відрізняються проявом вулканізму, накопиченням осадових формацій, складчастими і розривними деформаціями.

У формуванні геосинкліналі виділяють дві стадії. У свою чергу в кожній стадії виділяють етапи, для яких характерні: певний тип тектонічних рухів і геологічних формацій. Розглянемо їх.

Час від початку зародження геосинкліналі до завершення її розвитку називається етапом складчастості (тектонічної епохою). В історії формування земної кори виділяють кілька тектонічних епох:

1. Докембрийская, об'єднує декілька епох, серед яких виділимо байкальський етап складчастості, що завершився в ранньому Кембрії.

2. Каледонская складчастість - відбувалася в ранньому палеозої, максимально проявилася наприкінці силуру. Сформувалися Скандинавські гори, Західний Саян та ін

3. Герцинская складчастість - відбувалася в пізньому палеозої. До неї відносяться складчасті споруди Західної Європи, Урал, Аппалачі та ін

4. Мезозойська (кіммерійська) - охоплює весь MZ. Сформувалися Кордильєри, Верхояно-Чукотська складчасті області.

5. Альпійська складчастість - виявилася в кайнозойську еру і продовжується зараз. Сформувалися Анди, Альпи, Гімалаї, Карпати та ін

Після завершення складчастості ділянка земної кори може знову бути залучений в наступний геосинклінальний цикл. Але в більшості випадків, після завершення горотворення настає епігеосінклінальная стадія розвитку складчастої області. Тектонічні рухи стають повільними коливальними (величезні ділянки відчувають повільне опускання або підйом), внаслідок чого накопичуються потужні товщі осадових формацій. Магматична діяльність набуває нових форм. У цьому випадку ми говоримо про платформенном етапі розвитку. А великі ділянки земної кори з стійким тектонічним режимом розвитку називаються платформи.

Ознаки платформ:

1-морські мілководні, лагунові і наземні типи опадів;

2-пологе залягання шарів,

3-витримані на великих площах склад і потужність відкладів,

4-відсутність метаморфізму осадових товщ та ін

Загальне в будові платформ - завжди присутні два поверхи: 1 - нижній складчастими і метаморфізованими, прорваний інтрузіями - називається фундамент; 2 - верхній, представляє горизонтально або порожнього залягають потужні осадові товщі, називається чохол.

За часом формування платформи діляться на древні і молоді. Вік платформ визначається віком складчастого фундаменту.

Стародавні платформи - це такі, у яких складчастий фундамент представлений граніто-гнейсами архей-протерозойського віку. Інакше ще їх називають кратона.

Найбільш великі древні платформи:

1 - Північно-Американська, 2 - Південно-Американська, 3 - Африкано-Аравійська, 4 - Східно-Європейська, 5-Сибірська, 6-Австралійська, 7-Антарктична, 8-Індостанська.

На платформах виділяють два типи структур - щити і плити.

Щит - це ділянка платформи, на якому складчастий фундамент виходить на поверхню. У цих ділянках переважає вертикальний підйом.

Плита - частина платформи, перекрита осадовим чохлом. Тут переважають повільні вертикальні опускання. У будові плит виділяють антеклізи і синеклізи. Їх утворення зумовлене нерівним будовою поверхні складчастого фундаменту.

Антеклізи - ділянки осадового чохла, що формується над виступами складчастого фундаменту. Ознаки антеклізи: скорочення потужності осадового чохла, перерви і виклинювання пластів в бік склепіння антеклізи.

Синекліза - великі западини над ділянками занурення поверхні складчастого фундаменту.

Для обох форм характерно пологе (не> 5 ^о) залягання шарів і ізометричні форми в плані. Поряд з цим, на плитах виділяють авлакогени - це грабенообразниє прогини. Вони виникають на ранній стадії розвитку платформного чохла і являють собою систему східчастих глибинних розломів, по яких відбувається опускання порід фундаменту і збільшення потужності осадових порід чохла.

Зони зчленування геосинклінальних і платформних областей бувають двох типів.

Крайовий шов - лінійна зона глибинних розломів вздовж краю платформи, що виникають при горотворних процесах в сусідній геосинкліналі.

Крайовою (передовий) прогин - лінійна зона на кордоні платформи і геосинклінального пояса, утворена внаслідок опускання крайових блоків платформи і частини крила геосинкліналі. У розрізі крайовий прогин представляє асиметричну синклинальной форму, у якій крило з боку платформи пологе, а що примикає до складчатому поясу - круте.

Процес формування платформи можна розділити на дві стадії.

Перша стадія - початок опускання складчастої орогенной області та перетворення її у фундамент платформи. Друга стадія охоплює процес формування осадового чохла, який відбувається циклічно. Кожен цикл поділяється на етапи, які характеризуються власним тектонічним режимом і набором геологічних формацій.

У розвитку платформ виділяються епохи тектонічної активізації, в які відбувалося дроблення платформ по розломах і відродження магматизму декількох типів. Вкажемо на 2 основних.

1. Тріщинні виливи з формуванням потужних покривів основних порід - освіта траповий формації (Сибірська платформа).

2. Інтрузії лужно-ультраосновних формації (кімберлітові) з трубками вибуху. З цією формацією пов'язані родовища алмазів у Південній Африці і Якутії.

На деяких платформах такі процеси тектонічної активності супроводжуються воздиманіе блоків земної кори і горотворенням. На відміну від складчастих областей їх називають областями епіплатформенного орогенезу, або брилові.