- •Оглавление
- •Часть I
- •6. Закономерности формирования мощности и температурного режима многолетнемерзлых толщ
- •7. Экзогенные геологические процессы в криолитозоне
- •8. Криолитозона Западной Сибири
- •Часть II Подземные воды территории развития многолетнемерзлых пород
- •9. Особенности гидрогеологии мерзлой зоны литосферы
- •10. Подземные воды таликов
- •11. Некоторые особенности гидродинамического режима подмерзлотных водоносных горизонтов
- •Часть I
- •1. Введение в геокриологию
- •1.1. Предмет геокриологии; понятия и термины;
- •1.3. Структура современной геокриологии и ее связь с другими
- •2. Криогенные периоды в истории Земли и причина их появления
- •2.1. Ранние этапы развития планеты
- •2.2. Основные этапы истории развития криолитозоны в позднем
- •2.3. Причины становления ледниково-криогенных периодов
- •3. Термодинамические и климатические условия формирования мерзлых толщ
- •3.1 Энергетический баланс Земли
- •3.2 Температурное поле горных пород
- •3.3. Задача о промерзании и протаивании горных пород
- •4. Состав, строение и свойства мерзлых пород
- •4.1. Состав мерзлых дисперсных (осадочных) пород
- •4.2. Криогенное строение мерзлых пород
- •4.3. Физико-механические, теплофизические и водные свойства мерзлых пород
- •5. Сезонное промерзание и протаивание горных пород
- •5.1. Формирование глубин сезонного промерзания и протаивания
- •5.2. Классификация типов сезонного промерзания и сезонного оттаивания почв и горных пород
- •5.3. Влияние различных факторов природной среды на формирование температурного режима и мощность стс и смс
- •6.1. Современные представления о развитии многолетнемерзлых пород
- •6.2. Зависимость мощности криолитозоны от периодических изменений климата и геолого-географических факторов.
- •7. Экзогенные геологические процессы в криолитозоне
- •7.1. Физические и физико-химические процессы в промерзающих, мерзлых и оттаивающих породах
- •7.2.Криогенные (мерзлотные) геологические процессы и явления
- •7.2.1. Морозное пучение дисперсных пород.
- •7.2.3.Термокарст
- •7.2.4. Наледеобразование
- •7.2.5. Криогенные склоновые (гравитационные) процессы
- •7.2.6. Термогидрогенные процессы
- •8. Криолитозона Западной Сибири
- •8.1. История формирование мерзлых толщ
- •8.2. Современное строение криолитозоны
- •8.3. Некоторые результаты температурного мониторинга криолитозоны Надым-пуровского междуречья
2. Криогенные периоды в истории Земли и причина их появления
2.1. Ранние этапы развития планеты
Земля в период своего зарождения представляла собой железо-каменное космическое тело, сформировавшееся из газо-пылевого облака Вселенной. В последствии за счет процессов литогенеза, уплотнения и распада радиоактивных элементов планета начинает разогреваться, появляется расплавленное ядро, происходит дегазация недр, за счет чего начинает формироваться атмосфера. Первоначально атмосфера была сильно разреженной и состояла преимущественно из углекислого газа и водяного пара. Температура поверхности Земли за период формирования безкислородной атмосферы изменялась от низких отрицательных значений (минус 30-50) до высоких положительных – 40-60С, а, возможно, и выше (по Ершову, 2002). Повышение температуры происходило за счет выделения глубинного тепла и в результате действия «парникового эффекта», обусловленного высоким содержанием в атмосфере углекислого газа.
Однако, согласно существующим гипотезам, в позднем архее, примерно 2,5 млрд.л.н., тепловой поток из недр к поверхности Земли снизился в несколько раз; постепенно уменьшалась и эффективность «парникового эффекта» (образование карбонатов связано с поглощением углекислого газа). Эти причины привели к понижению глобальной температуры поверхности Земли, которая на рубеже архея и протерозоя могла составлять 20-30С.
В послеархейскую историю, начиная с 2.5-2.0 млрд.л.н., термический режим поверхности Земли определялся оптимальным расстоянием ее от Солнца. «С этим связано значение средней глобальной температуры поверхности Земли около +15С, что обеспечивало на планете в свою очередь стабильное существование гидросферы и атмосферы» (Ершов, 2002, стр.435).
В протерозое на планете сформировалась зрелая континентальная кора. Форма континентов во времени постоянно менялась за счет плитной тектоники. Появление и распад суперконтинентов – Пангея, Лавразия, Гондвана и др., т. е. меняющееся во времени и пространстве положение отдельных участков суши и целых континентов оказывало существенное влияние на формирование климата планеты.
За время с начала протерозоя Земля неоднократно переживала глобальные похолодания, приводящие к глубокому промерзанию верхних горизонтов литосферы и развитию покровных оледенений. Основным доказательством существования на Земле холодного климата в докайнозойское время являются следы древних покровных оледенений – тиллиты и экзарационные формы рельефа. Тиллиты (от англ. Till – валунная глина) – древние ледниковые несортированные отложения (морены), подвергшиеся уплотнению, иногда метаморфизму. Экзарация – эродирующее действие движущегося льда на его скалистое ложе. Наличие крупных континентальных оледенений свидетельствует о более масштабных, по сравнению с современными, процессах промерзания земной коры. На основе определения абсолютного возраста тиллитов выделяются следующие криогенные эры (по Ершову,2002): раннепротерозойская (2.5-2.0 млрд.л.н.), позднепротерозойская (900-630 млн.л.н.), палеозойская (460-230 млн.л.н.) и кайнозойская (25 млн.л.н. – наше время). В пределах ледниковых эр выделяются криогенные периоды.