Лекция 13. 15.12.2014

Глобальная модель геодинамики Земли

(интерпретация В.Е. Хаиным взглядов японских тектонистов С. Маруяма, М. Кумазава, С. Каваками и др., 1994)

Три зоны перемещения вещества недр Земли.

В верхней части Земли, в тектоносфере, на глубине до 670 км (граница верхней и нижней мантии) действуют процессы, которые описываются теорией тектоники плит (рис. ).

В нижней мантии (670 – 2900 км) действует тектоника мантийных струй (плюм-тектоника). Плейт- и плюм-тектоника взаимосвязаны: субдуцируемая литосфера погружается до границы верхней и нижней мантии. Через 300 – 400 млн лет она опускаясь достигает границы с ядром.

В ядре Земли (глубже 2900 км) Взаимодействие с внешним ядром приводит к попаданию материала во внутреннее ядро. Имеет место тектоника роста (growth tectonics) – железо-никелевое ядро растет за счет внешнего ядра, пополняемого корово-мантийным материалом.

Нарушение равновесия в ядре приводит к образованию восходящего потока в мантии – суперплюма.

Суперплюм в тектоносфере расщепляется на мелкие плюмы, обусловливающие внутриплитный магматизм.

История развития Земли

1-й этап – существовала тектоника роста,

2-й этап – плюм-тектоника (палеархей),

3-й этап - в мезо- и неоархее начинает действовать плейт-тектоника.

В будущем она сменится контракционной тектоникой: - единая твёрдая оболочка, испытывающая сжатие.

Эволюционный ряд планет:

тектоника роста – формирование ядра и существование магматического океана на поверхности (её прошли все планеты) →

плюм-тектоника – перемещение колонн разогретого вещества (проходит Венера) →

плейт-тектоника – конвекция в результате линейного погружения и подъема разогретого вещества (Земля) →

контракционная тектоника – преобладает горизонтальное сжатие с погружением вещества, разрывы, с излияниями магмы (Марс, Меркурий) →

терминальная (завершающая) тектоника – разрывы поверхности и газовые эманации (Луна и малые планеты).

12. Земля и Космос (влияние космических процессов на развитие Земли)

1. Земля и Луна

Взаимодействие Земли и Луны выражалось в приливах земной коры на ранних стадиях развития земли (до 3,2 млрд л.), когда Луна находилась на небольшом расстоянии от Земли. В современную эпоху воздействие Луны на земную кору несущественно.

2. Земля и Солнце

Установлено влияние колебаний солнечной активности на изменение климата Земли с периодичностью в 9, 30 и 90 лет. Она отражается в седиментационной наноцикличности (С.Л. Афанасьев, 1991). Наноцикличность установлена в породах от современных до 700 млн л. различного генезиса: ледниковых ленточных глинах, эвапоритах, карбонатах.

Признание получила теория Миланковича о роли изменения параметров орбиты Земли на климатические колебания. Им предсказано появление циклов 3-х порядков:

21 тыс. л. – изменение прецессии орбиты,

42 тыс. л. – изменение наклона эклиптики (угла между плоскостью орбиты Земли и плоскостью земного экватора),

90 тыс. л. – изменение эксцентриситета земной орбиты (степени отклонения от круговой).

Циклы Миланковича получили подтверждение геологическими данными за последние 700 тыс. л., также и для фанерозоя в целом.

3. Земля и Галактика

Существует понятие галактического или сидерического года. Оно введено росс астрономом П.П. Паренаго для периода обращения Солнца и Солнечной системы вокруг центра Галактики. Длительность галактического года – 212 млн л., по посл данным – 217 млн л.

Галактическая орбита является эллиптической, поэтому условия нахождения Земли в крайних точках орбиты – перигалактии и апогалактии существенно различаются.

В перигалактии интенсивность солнечной радиации уменьшается вследствие прохождения Солнечной системы через струйные потоки космического вещества. Удаление от центра Галактики приводит к преобладанию растяжения – увеличивается сейсмическая и вулканическая активность, возникают СОХи, всё это вызывает ещё и похолодание.

В апогалактии в пространстве более свободном от космического вещества, усиливается действие солнечной радиации на Землю – происходит потепление. Начинает преобладать силы сжатия, которые приводят к субдукции.

Это гипотетическая схема Н.А. Ясаманова.

Всю геол историю Земли предлагается разделить на 22 галактических года длительностью по 215 млн л.