Міністерство освіти Російської Федерації
Нижегородський державний лінгвістичний університет
ім. Н. А. Добролюбова
Набережночелнінскій філія
Кафедра загальногуманітарних і природничо-наукових дисциплін
Основні положення глобальної тектоніки »
Виконав студент 2 курсу 202 групи
Ібрагімов Вадим Рашитович
Перевірила Зотова Фіруза Рахматулловна
м. Набережні Челни
2003
Зміст
б) Модель Великого Вибуху ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
в) Космічний пил ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
У всі часи люди хотіли знати, звідки і яким чином відбувся світ, в якому ми живемо. Коли в культурі панували міфологічні уявлення, походження світу пояснювалося, як, скажімо, в «Ведах» розпадом першолюдини Пуруші. Те, що це була спільна міфологічна схема, підтверджується і російськими апокрифами, наприклад, «Голубиній книгою». Перемога християнства затвердила релігійні уявлення про створення Богом світу з нічого.
З появою науки в її сучасному розумінні на зміну міфологічним і релігійним приходять наукові уявлення про походження світу. Наука відрізняється від міфології тим, що прагне не до пояснення світу в цілому, а до формулювання законів розвитку природи, що допускають емпіричну перевірку. Розум і опора на чуттєву реальність мають в науці більше значення, ніж віра. Наука - це, певною мірою, синтез філософії і релігії, що представляє собою теоретичне освоєння дійсності.
Походження Землі.
Ми живемо у Всесвіті, а наша планета Земля є її найдрібніших ланкою. Тому, історія виникнення Землі тісно пов'язана з історією виникнення Всесвіту. До речі, а як вона виникла? Які сили вплинули на процес становлення Всесвіту і, відповідно, нашої планети? У наш час існує безліч різних теорій і гіпотез щодо цієї проблеми. Найвизначніші уми людства дають свої погляди з цього приводу.
Значення терміна Всесвіт у природознавстві вужче і набуло специфічно наукове звучання. Всесвіт - місце вселення людини, доступне емпіричному спостереженню і перевіряється сучасними науковими методами. Всесвіт у цілому вивчає наука, яка називається космологією, тобто наукою про космос. Слово це не випадково. Хоча зараз космосом називають все що знаходиться за межами атмосфери Землі, не так було у Стародавній Греції, де космос приймався як «порядок», «гармонія», на противагу «хаосу» - «безладу». Таким чином, космологія, в основі своїй, як і личить науці, відкриває впорядкованість нашого світу і націлена на пошук законів його функціонування. Відкриття цих законів і являє собою мету вивчення Всесвіту як єдиного впорядкованого цілого.
Модель Всесвіту, що розширюється. Найбільш загальноприйнятою в космології є модель однорідної ізотропної нестаціонарної гарячої розширення Всесвіту, побудована на основі загальної теорії відносності та релятивістської теорії тяжіння, створеної Альбертом Ейнштейном в 1916 році. В основі цієї моделі лежать два припущення: 1) властивості Всесвіту однакові у всіх її точках (однорідність) і напрямках (изотропность), 2) найкращим відомим описом гравітаційного поля є рівняння Ейнштейна. З цього випливає так звана кривизна простору і зв'язок кривизни з щільністю маси (енергії). Космологія, заснована на цих постулатах, - релятивістська.
Важливим пунктом даної моделі є її нестаціонарність. Це визначається двома постулатами теорії відносності: 1) принципом відносності, в якому йдеться, що у всіх інерціональних системах всі закони зберігаються незалежно від того, з якими швидкостями, рівномірно і прямолінійно рухаються ці системи один щодо одного; 2) експериментально підтвердженим сталістю швидкості світла.
З прийняття теорії відносності випливало в якості слідства (першим це помітив петроградський фізик і математик Олександр Олександрович Фрідман у 1922 році), що викривлене простір не може бути стаціонарним: воно повинно або розширюватися, або стискатися. На цей висновок не було взято до уваги аж до відкриття американським астрономом Едвіном Хабблом в 1929 році так званого «червоного зсуву».
Схилення - це зниження частот електромагнітного випромінювання: у видимій частині спектру лінії зміщуються до його червоного кінця. Виявлений раніше ефект Доплера свідчив, що при видаленні від нас будь-якого джерела коливань, що сприймається нами частота коливань зменшується, а довжина хвилі відповідно збільшується. При випромінюванні відбувається «почервоніння», тобто лінії спектру зсуваються в бік більш довгих червоних хвиль.
Так от, для всіх далеких джерел світла червоне зміщення було зафіксовано, причому, чим далі знаходилося джерело, тим більшою мірою. Схилення виявилося пропорційно відстані до джерела, що і підтверджувало гіпотезу про видалення їх, тобто про розширення Мегагалактікі - видимої частини Всесвіту.
Схилення надійно підтверджує теоретичний висновок про нестаціонарності області нашого Всесвіту з лінійними розмірами порядку декількох мільярдів парсек протягом, щонайменше, декількох мільярдів років. У той же час кривизна простору не може бути виміряна, залишаючись теоретичної гіпотезою.
Модель Великого Вибуху. Видимий нами Всесвіт, за даними сучасної науки, виникла в результаті Великого вибуху біля 15-20 млрд. років тому. Подання про Великий Вибух є складовою частиною моделі Всесвіту, що розширюється.
Вся речовина Всесвіту в початковому стані знаходилося в сингулярної точки: нескінченна щільність маси, нескінченна кривизна простору і вибуховий, що уповільнює з часом розширення при високій температурі, при якій могла існувати тільки суміш елементарних частинок. Потім був вибух. «Спочатку був вибух. Не такий вибух, який знайомий нам на Землі і який починається з певного центру і потім поширюється, захоплюючи все більше і більше простору, а вибух, який стався одночасно скрізь, заповнивши від самого початку весь простір, причому кожна частинка матерії спрямувалася геть від будь-якої іншої частки », - писав у своїй роботі С. Вейнберг.
Що ж було після Великого вибуху? Утворився згусток плазми - стану, в якому знаходяться елементарні частинки - щось середнє між твердим і рідким станом, який і почав розширюватися все більше і більше під дією вибухової хвилі. Через 0,01 сек після початку Великого Вибуху у Всесвіті з'явилася суміш легких ядер. Так з'явилися не тільки матерія і багато хімічні елементи, але і простір і час.
Космічний пил. Вік нашої планети Земля становить близько 5 млрд. років. Загальноприйнята гіпотеза, за якою Земля і всі планети сконденсувалися з космічного пилу, розташованої в околицях Сонця. Передбачається, що частинки пилу складалися із заліза з домішкою нікелю, або з силікатів, до складу яких входить кремній. Гази теж були присутні, і вони конденсувалися, утворюючи органічні сполуки, до складу яких входить вуглець. Потім утворилися вуглеводні (з'єднання вуглецю з воднем) та з'єднання азоту.
З гіпотез походження сонячної системи найбільш відома електромагнітна гіпотеза шведського астрофізика Х. Альвена, вдосконалена Ф. Хойлом. Альвен виходив з припущення, що колись Сонце мало дуже сильним електромагнітним полем. Туманність, що оточувала світило, складалася з нейтральних атомів. Під дією випромінювань і зіткнень атоми іонізовані. Іони потрапляли в пастки з магнітних силових ліній і захоплювалися слідом за обертовим світилом. Поступово Сонце втрачало свій обертальний момент, передаючи його газового хмари.
Слабкість запропонованої гіпотези полягала в тому, що атоми найбільш легких елементів повинні були іонізуватися ближче до Сонця, атоми важких елементів - далі. Значить, найближчі до Сонця планети повинні були б складатися з найлегших елементів - водню і гелію, а більш віддалені - із заліза і нікелю. Спостереження свідчать про протилежне.
Щоб подолати ці труднощі, англійський астроном Ф. Хойл запропонував новий варіант гіпотези. Сонце зародилося в надрах туманності. Воно швидко оберталося, і туманність ставала все більш плоскою, перетворюючись на диск. Поступово диск починав теж розганятися, а Сонце гальмувалося. Момент кількості руху переходив до диска. Потім у ньому утворилися планети. Якщо припустити, що первісна туманність вже володіла магнітним полем, то цілком могло відбутися перерозподіл кутового моменту.
Відома також гіпотеза утворення планет Сонячної системи з холодного газопилової хмари, що оточує Сонце, запропонована радянським ученим Отто Юлійовичем Шмідтом.
Розвиток Землі.
Найдавніша Земля дуже мало нагадувала планету, на якій ми зараз живемо. Її атмосфера складалася з водяної пари, вуглекислого газу і, за одними, - з азоту, за іншими - з метану й аміаку. Кисню в повітрі неживої планети не було, в атмосфері древньої Землі гриміли грози, її пронизувало жорстке ультрафіолетове випромінювання Сонця, на планеті вивергалися вулкани. Дослідження показують, що полюса на Землі мінялися, і колись Антарктида була вічнозеленою. Вічна мерзлота утворилася 100 тис. років тому після великого зледеніння.
У XIX столітті в геології сформувалися дві концепції розвитку Землі: 1) у вигляді стрибків («теорія катастроф» Жоржа Кюв'є), 2) за допомогою невеликих, але постійних змін в одному і тому ж напрямку протягом мільйонів років, які, сумуючись, приводили до величезних результатами («принцип уніформізм» Чарльза Лайєлла).
Успіхи фізики XX століття сприяли суттєвому просуванню в пізнанні історії Землі. У 1908 році ірландський учений Д. Джолі зробив сенсаційний доповідь про геологічне значення радіоактивності: кількість тепла, испущенного радіоактивними елементами, цілком достатньо, щоб пояснити існування розплавленої магми і виверження вулканів, а також зміщення континентів і горотворення. З його точки зору, елемент матерії - атом - має суворо певну тривалість існування і неминуче розпадається. У наступному 1909 році російський вчений В. І. Вернадський засновує геохімію - науку про історію атомів Землі та її хіміко-фізичної еволюції.
Відповідно до сучасних поглядів температура ядра Землі може бути низькою, а процеси в земній корі мають радіоактивну природу. Спочатку Земля була холодною. Атоми радіоактивних елементів, розпадаючись, виділяли тепло, і надра розігрівалися. Це спричинило за собою виділення газів і водяної пари, які, виходячи на поверхню, поклали початок повітряній оболонці і океанах.
У 1915 році німецький геофізик А. Вегенер припустив, виходячи з обрисів континентів, що в карбоні (геологічний період) існував єдиний масив суші, названий їм Пангея (грец. «вся земля»). Пангея розкололася на Лавразию і Гондвану. 135 млн. років тому Африка відокремилася від Південної Америки, а 85 млн. років тому Північна Америка - від Європи; 40 млн. років тому Індійський материк зіткнувся з Азією і з'явилися Тибет і Гімалаї.
Вирішальним аргументом на користь прийняття даної концепції А. Вегенера стало емпіричне виявлення в кінці 50-х років розширення дна океанів, що послужило відправною точкою створення тектоніки літосферних плит. В даний час вважається, що континенти розходяться під впливом глибинних конвективних течій, спрямованих вгору і в сторони і тягнуть за собою плити, на яких плавають континенти. Цю теорію підтверджують і біологічні дані про поширення тварин на нашій планеті. Теорія дрейфу континентів, заснована на тектоніці літосферних плит, нині загальноприйнятою в геології.
Глобальна тектоніка.
Багато років тому батько-геолог підвів свого маленького сина до карти світу і запитав, що буде, якщо берегову лінію Америки присунути до узбережжя Європи і Африки? Хлопчик не полінувався і, вирізавши відповідні частини з фізико-географічного атласу, з подивом виявив, що західне узбережжя
Атлантики збіглося зі східним в межах, так би мовити, помилки
експерименту.
Ця історія не пройшла для хлопчика безслідно, він став геологом і шанувальником Альфреда Вегенера, відставного офіцера німецької армії, а також метеоролога, полярника, і геолога, який у 1915 році створив концепцію дрейфу
континентів.
Свою лепту у відродження концепції дрейфу внесли і високі технології: саме комп'ютерне моделювання в середині 1960-х років показало добрий збіг кордонів континентальних мас не тільки для Циркум-Атлантики, а й для низки інших материків - Східної Африки та Індостану, Австралії та Антарктиди.
У результаті в кінці 60-х з'явилася концепція тектоніки плит, або нової глобальної тектоніки.
Запропонована спочатку суто умоглядно для вирішення приватної завдання-розподілу землетрусів різної глубинности на поверхні Землі, - вона зімкнулась з уявленнями про дрейф континентів і миттєво отримала загальне визнання. До 1980 року - сторіччя від дня народження Альфреда Вегенера - стало прийнято говорити про формування нової парадигми в геології. І навіть про наукову революцію, зіставляється з революцією у фізиці початку XX століття ...
Відповідно до цієї концепції, земна кора розбита на кілька величезних літосферних плит, які постійно рухаються і продукують землетрусу. Спочатку було виділено кілька літосферних плит: Євразійська, Африканська, Північно - і Південноамериканська, Австралійська, Антарктична, Тихоокеанська. Всі вони, крім Тихоокеанської, чисто океанічної, включають в себе частини як з континентальної, так і океанічної корою. І дрейф континентів в рамках цієї концепції - не більш ніж їх пасивне переміщення разом з літосферними плитами.
В основі глобальної тектоніки лежить уявлення про літосферних плитах, фрагментах земної поверхні, що розглядаються, як абсолютно жорсткі тіла, що переміщаються немов по повітряній подушці по шару розущільненого мантії -
астеносфері, зі швидкістю від 1-2 до 10-12 см в рік. У більшості своїй вони включають як континентальні маси з корою, умовно званої «гранітної», так і ділянки з корою океанічної, умовно званої «базальтової» і утвореної
породами з низьким вмістом кремнезему.
Вченим абсолютно не ясно, куди рухаються і рухаються чи материки взагалі, а якщо рухаються, то за рахунок дії яких сил і джерел енергії. Широко поширене припущення про те, що причиною руху земної кори служить теплова конвекція, по суті, непереконливо, бо виявилося, що такого роду припущення йдуть врозріз з основними положеннями багатьох фізичних законів, експериментальних даних і численних спостережень, включаючи дані космічних досліджень про тектоніці і будову інших планет. Реальних схем теплової конвекції, що не суперечать законам фізики, і єдиного логічно обгрунтованого механізму руху речовини, однаково прийнятних для умов надр зірок, планет і їх супутників, до цих пір не знайдено.
У серединно-океанічних хребтах утворюється нова розігріта океанічна кора, яка, остигаючи, знову занурюється в надра мантії і розсіює теплову енергію, що йде на переміщення плит земної кори.
Гігантські геологічні процеси, такі як піднімання гірських хребтів, потужні землетруси, освіта глибоководних западин, виверження вулканів, - всі вони, врешті-решт, породжуються рухом плит земної кори, при якому відбувається поступове охолодження мантії нашої планети.
Список використаної літератури
1. Горелов А. А. Концепції сучасного природознавства. - М.: Центр, 1997.
2. Лавриненко В. М., Ратніков В. П. - М.: Культура і спорт, 1997.
3. Найдиш В. М. Концепції сучасного природознавства: Учеб. посібник. - М.: Гардаріки, 1999.
4. Левітан Е. П. Астрономія: Підручник для 11 кл. загальноосвітньої школи. - М.: Просвещение, 1994.
5. Сурдін В. Г. Динаміка зоряних систем. - М.: Изд-во Московського центру безперервної освіти, 2001.
6. Новіков І. Д. Еволюція Всесвіту. - М., 1990.
Нижегородський державний лінгвістичний університет
ім. Н. А. Добролюбова
Набережночелнінскій філія
Кафедра загальногуманітарних і природничо-наукових дисциплін
РЕФЕРАТ
з природознавства
на тему:
«Проблеми походження і розвитку Землі.Основні положення глобальної тектоніки »
Виконав студент 2 курсу 202 групи
Ібрагімов Вадим Рашитович
Перевірила Зотова Фіруза Рахматулловна
м. Набережні Челни
2003
Зміст
- Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2
- Походження Землі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 2
б) Модель Великого Вибуху ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
в) Космічний пил ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
- Розвиток Землі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 4
- Основні положення глобальної тектоніки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
- Список використаної літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
У всі часи люди хотіли знати, звідки і яким чином відбувся світ, в якому ми живемо. Коли в культурі панували міфологічні уявлення, походження світу пояснювалося, як, скажімо, в «Ведах» розпадом першолюдини Пуруші. Те, що це була спільна міфологічна схема, підтверджується і російськими апокрифами, наприклад, «Голубиній книгою». Перемога християнства затвердила релігійні уявлення про створення Богом світу з нічого.
З появою науки в її сучасному розумінні на зміну міфологічним і релігійним приходять наукові уявлення про походження світу. Наука відрізняється від міфології тим, що прагне не до пояснення світу в цілому, а до формулювання законів розвитку природи, що допускають емпіричну перевірку. Розум і опора на чуттєву реальність мають в науці більше значення, ніж віра. Наука - це, певною мірою, синтез філософії і релігії, що представляє собою теоретичне освоєння дійсності.
Походження Землі.
Ми живемо у Всесвіті, а наша планета Земля є її найдрібніших ланкою. Тому, історія виникнення Землі тісно пов'язана з історією виникнення Всесвіту. До речі, а як вона виникла? Які сили вплинули на процес становлення Всесвіту і, відповідно, нашої планети? У наш час існує безліч різних теорій і гіпотез щодо цієї проблеми. Найвизначніші уми людства дають свої погляди з цього приводу.
Значення терміна Всесвіт у природознавстві вужче і набуло специфічно наукове звучання. Всесвіт - місце вселення людини, доступне емпіричному спостереженню і перевіряється сучасними науковими методами. Всесвіт у цілому вивчає наука, яка називається космологією, тобто наукою про космос. Слово це не випадково. Хоча зараз космосом називають все що знаходиться за межами атмосфери Землі, не так було у Стародавній Греції, де космос приймався як «порядок», «гармонія», на противагу «хаосу» - «безладу». Таким чином, космологія, в основі своїй, як і личить науці, відкриває впорядкованість нашого світу і націлена на пошук законів його функціонування. Відкриття цих законів і являє собою мету вивчення Всесвіту як єдиного впорядкованого цілого.
Модель Всесвіту, що розширюється. Найбільш загальноприйнятою в космології є модель однорідної ізотропної нестаціонарної гарячої розширення Всесвіту, побудована на основі загальної теорії відносності та релятивістської теорії тяжіння, створеної Альбертом Ейнштейном в 1916 році. В основі цієї моделі лежать два припущення: 1) властивості Всесвіту однакові у всіх її точках (однорідність) і напрямках (изотропность), 2) найкращим відомим описом гравітаційного поля є рівняння Ейнштейна. З цього випливає так звана кривизна простору і зв'язок кривизни з щільністю маси (енергії). Космологія, заснована на цих постулатах, - релятивістська.
Важливим пунктом даної моделі є її нестаціонарність. Це визначається двома постулатами теорії відносності: 1) принципом відносності, в якому йдеться, що у всіх інерціональних системах всі закони зберігаються незалежно від того, з якими швидкостями, рівномірно і прямолінійно рухаються ці системи один щодо одного; 2) експериментально підтвердженим сталістю швидкості світла.
З прийняття теорії відносності випливало в якості слідства (першим це помітив петроградський фізик і математик Олександр Олександрович Фрідман у 1922 році), що викривлене простір не може бути стаціонарним: воно повинно або розширюватися, або стискатися. На цей висновок не було взято до уваги аж до відкриття американським астрономом Едвіном Хабблом в 1929 році так званого «червоного зсуву».
Схилення - це зниження частот електромагнітного випромінювання: у видимій частині спектру лінії зміщуються до його червоного кінця. Виявлений раніше ефект Доплера свідчив, що при видаленні від нас будь-якого джерела коливань, що сприймається нами частота коливань зменшується, а довжина хвилі відповідно збільшується. При випромінюванні відбувається «почервоніння», тобто лінії спектру зсуваються в бік більш довгих червоних хвиль.
Так от, для всіх далеких джерел світла червоне зміщення було зафіксовано, причому, чим далі знаходилося джерело, тим більшою мірою. Схилення виявилося пропорційно відстані до джерела, що і підтверджувало гіпотезу про видалення їх, тобто про розширення Мегагалактікі - видимої частини Всесвіту.
Схилення надійно підтверджує теоретичний висновок про нестаціонарності області нашого Всесвіту з лінійними розмірами порядку декількох мільярдів парсек протягом, щонайменше, декількох мільярдів років. У той же час кривизна простору не може бути виміряна, залишаючись теоретичної гіпотезою.
Модель Великого Вибуху. Видимий нами Всесвіт, за даними сучасної науки, виникла в результаті Великого вибуху біля 15-20 млрд. років тому. Подання про Великий Вибух є складовою частиною моделі Всесвіту, що розширюється.
Вся речовина Всесвіту в початковому стані знаходилося в сингулярної точки: нескінченна щільність маси, нескінченна кривизна простору і вибуховий, що уповільнює з часом розширення при високій температурі, при якій могла існувати тільки суміш елементарних частинок. Потім був вибух. «Спочатку був вибух. Не такий вибух, який знайомий нам на Землі і який починається з певного центру і потім поширюється, захоплюючи все більше і більше простору, а вибух, який стався одночасно скрізь, заповнивши від самого початку весь простір, причому кожна частинка матерії спрямувалася геть від будь-якої іншої частки », - писав у своїй роботі С. Вейнберг.
Що ж було після Великого вибуху? Утворився згусток плазми - стану, в якому знаходяться елементарні частинки - щось середнє між твердим і рідким станом, який і почав розширюватися все більше і більше під дією вибухової хвилі. Через 0,01 сек після початку Великого Вибуху у Всесвіті з'явилася суміш легких ядер. Так з'явилися не тільки матерія і багато хімічні елементи, але і простір і час.
Космічний пил. Вік нашої планети Земля становить близько 5 млрд. років. Загальноприйнята гіпотеза, за якою Земля і всі планети сконденсувалися з космічного пилу, розташованої в околицях Сонця. Передбачається, що частинки пилу складалися із заліза з домішкою нікелю, або з силікатів, до складу яких входить кремній. Гази теж були присутні, і вони конденсувалися, утворюючи органічні сполуки, до складу яких входить вуглець. Потім утворилися вуглеводні (з'єднання вуглецю з воднем) та з'єднання азоту.
З гіпотез походження сонячної системи найбільш відома електромагнітна гіпотеза шведського астрофізика Х. Альвена, вдосконалена Ф. Хойлом. Альвен виходив з припущення, що колись Сонце мало дуже сильним електромагнітним полем. Туманність, що оточувала світило, складалася з нейтральних атомів. Під дією випромінювань і зіткнень атоми іонізовані. Іони потрапляли в пастки з магнітних силових ліній і захоплювалися слідом за обертовим світилом. Поступово Сонце втрачало свій обертальний момент, передаючи його газового хмари.
Слабкість запропонованої гіпотези полягала в тому, що атоми найбільш легких елементів повинні були іонізуватися ближче до Сонця, атоми важких елементів - далі. Значить, найближчі до Сонця планети повинні були б складатися з найлегших елементів - водню і гелію, а більш віддалені - із заліза і нікелю. Спостереження свідчать про протилежне.
Щоб подолати ці труднощі, англійський астроном Ф. Хойл запропонував новий варіант гіпотези. Сонце зародилося в надрах туманності. Воно швидко оберталося, і туманність ставала все більш плоскою, перетворюючись на диск. Поступово диск починав теж розганятися, а Сонце гальмувалося. Момент кількості руху переходив до диска. Потім у ньому утворилися планети. Якщо припустити, що первісна туманність вже володіла магнітним полем, то цілком могло відбутися перерозподіл кутового моменту.
Відома також гіпотеза утворення планет Сонячної системи з холодного газопилової хмари, що оточує Сонце, запропонована радянським ученим Отто Юлійовичем Шмідтом.
Розвиток Землі.
Найдавніша Земля дуже мало нагадувала планету, на якій ми зараз живемо. Її атмосфера складалася з водяної пари, вуглекислого газу і, за одними, - з азоту, за іншими - з метану й аміаку. Кисню в повітрі неживої планети не було, в атмосфері древньої Землі гриміли грози, її пронизувало жорстке ультрафіолетове випромінювання Сонця, на планеті вивергалися вулкани. Дослідження показують, що полюса на Землі мінялися, і колись Антарктида була вічнозеленою. Вічна мерзлота утворилася 100 тис. років тому після великого зледеніння.
У XIX столітті в геології сформувалися дві концепції розвитку Землі: 1) у вигляді стрибків («теорія катастроф» Жоржа Кюв'є), 2) за допомогою невеликих, але постійних змін в одному і тому ж напрямку протягом мільйонів років, які, сумуючись, приводили до величезних результатами («принцип уніформізм» Чарльза Лайєлла).
Успіхи фізики XX століття сприяли суттєвому просуванню в пізнанні історії Землі. У 1908 році ірландський учений Д. Джолі зробив сенсаційний доповідь про геологічне значення радіоактивності: кількість тепла, испущенного радіоактивними елементами, цілком достатньо, щоб пояснити існування розплавленої магми і виверження вулканів, а також зміщення континентів і горотворення. З його точки зору, елемент матерії - атом - має суворо певну тривалість існування і неминуче розпадається. У наступному 1909 році російський вчений В. І. Вернадський засновує геохімію - науку про історію атомів Землі та її хіміко-фізичної еволюції.
Відповідно до сучасних поглядів температура ядра Землі може бути низькою, а процеси в земній корі мають радіоактивну природу. Спочатку Земля була холодною. Атоми радіоактивних елементів, розпадаючись, виділяли тепло, і надра розігрівалися. Це спричинило за собою виділення газів і водяної пари, які, виходячи на поверхню, поклали початок повітряній оболонці і океанах.
У 1915 році німецький геофізик А. Вегенер припустив, виходячи з обрисів континентів, що в карбоні (геологічний період) існував єдиний масив суші, названий їм Пангея (грец. «вся земля»). Пангея розкололася на Лавразию і Гондвану. 135 млн. років тому Африка відокремилася від Південної Америки, а 85 млн. років тому Північна Америка - від Європи; 40 млн. років тому Індійський материк зіткнувся з Азією і з'явилися Тибет і Гімалаї.
Вирішальним аргументом на користь прийняття даної концепції А. Вегенера стало емпіричне виявлення в кінці 50-х років розширення дна океанів, що послужило відправною точкою створення тектоніки літосферних плит. В даний час вважається, що континенти розходяться під впливом глибинних конвективних течій, спрямованих вгору і в сторони і тягнуть за собою плити, на яких плавають континенти. Цю теорію підтверджують і біологічні дані про поширення тварин на нашій планеті. Теорія дрейфу континентів, заснована на тектоніці літосферних плит, нині загальноприйнятою в геології.
Глобальна тектоніка.
Багато років тому батько-геолог підвів свого маленького сина до карти світу і запитав, що буде, якщо берегову лінію Америки присунути до узбережжя Європи і Африки? Хлопчик не полінувався і, вирізавши відповідні частини з фізико-географічного атласу, з подивом виявив, що західне узбережжя
Атлантики збіглося зі східним в межах, так би мовити, помилки
експерименту.
Ця історія не пройшла для хлопчика безслідно, він став геологом і шанувальником Альфреда Вегенера, відставного офіцера німецької армії, а також метеоролога, полярника, і геолога, який у 1915 році створив концепцію дрейфу
континентів.
Свою лепту у відродження концепції дрейфу внесли і високі технології: саме комп'ютерне моделювання в середині 1960-х років показало добрий збіг кордонів континентальних мас не тільки для Циркум-Атлантики, а й для низки інших материків - Східної Африки та Індостану, Австралії та Антарктиди.
У результаті в кінці 60-х з'явилася концепція тектоніки плит, або нової глобальної тектоніки.
Запропонована спочатку суто умоглядно для вирішення приватної завдання-розподілу землетрусів різної глубинности на поверхні Землі, - вона зімкнулась з уявленнями про дрейф континентів і миттєво отримала загальне визнання. До 1980 року - сторіччя від дня народження Альфреда Вегенера - стало прийнято говорити про формування нової парадигми в геології. І навіть про наукову революцію, зіставляється з революцією у фізиці початку XX століття ...
Відповідно до цієї концепції, земна кора розбита на кілька величезних літосферних плит, які постійно рухаються і продукують землетрусу. Спочатку було виділено кілька літосферних плит: Євразійська, Африканська, Північно - і Південноамериканська, Австралійська, Антарктична, Тихоокеанська. Всі вони, крім Тихоокеанської, чисто океанічної, включають в себе частини як з континентальної, так і океанічної корою. І дрейф континентів в рамках цієї концепції - не більш ніж їх пасивне переміщення разом з літосферними плитами.
В основі глобальної тектоніки лежить уявлення про літосферних плитах, фрагментах земної поверхні, що розглядаються, як абсолютно жорсткі тіла, що переміщаються немов по повітряній подушці по шару розущільненого мантії -
астеносфері, зі швидкістю від 1-2 до 10-12 см в рік. У більшості своїй вони включають як континентальні маси з корою, умовно званої «гранітної», так і ділянки з корою океанічної, умовно званої «базальтової» і утвореної
породами з низьким вмістом кремнезему.
Вченим абсолютно не ясно, куди рухаються і рухаються чи материки взагалі, а якщо рухаються, то за рахунок дії яких сил і джерел енергії. Широко поширене припущення про те, що причиною руху земної кори служить теплова конвекція, по суті, непереконливо, бо виявилося, що такого роду припущення йдуть врозріз з основними положеннями багатьох фізичних законів, експериментальних даних і численних спостережень, включаючи дані космічних досліджень про тектоніці і будову інших планет. Реальних схем теплової конвекції, що не суперечать законам фізики, і єдиного логічно обгрунтованого механізму руху речовини, однаково прийнятних для умов надр зірок, планет і їх супутників, до цих пір не знайдено.
У серединно-океанічних хребтах утворюється нова розігріта океанічна кора, яка, остигаючи, знову занурюється в надра мантії і розсіює теплову енергію, що йде на переміщення плит земної кори.
Гігантські геологічні процеси, такі як піднімання гірських хребтів, потужні землетруси, освіта глибоководних западин, виверження вулканів, - всі вони, врешті-решт, породжуються рухом плит земної кори, при якому відбувається поступове охолодження мантії нашої планети.
Список використаної літератури
1. Горелов А. А. Концепції сучасного природознавства. - М.: Центр, 1997.
2. Лавриненко В. М., Ратніков В. П. - М.: Культура і спорт, 1997.
3. Найдиш В. М. Концепції сучасного природознавства: Учеб. посібник. - М.: Гардаріки, 1999.
4. Левітан Е. П. Астрономія: Підручник для 11 кл. загальноосвітньої школи. - М.: Просвещение, 1994.
5. Сурдін В. Г. Динаміка зоряних систем. - М.: Изд-во Московського центру безперервної освіти, 2001.
6. Новіков І. Д. Еволюція Всесвіту. - М., 1990.