15. Какие виды энергии участвуют в развитии Земли, как они действуют?

Дело в том, что геологическое развитие нашей планеты в сущности является противоборством двух энергий – двух противоположно направленных сил и процессов. Так называемые экзогенные силы, главным из которых является гравитационная энергия космоса, старается «сжать» Землю, постепенно превращая ее в сверхплотное тело и уменьшая ее объем. Однако внутренне тепло Земли противодействует этому процессу посредством теплового расширения внутреннего вещества Земли: накопленное во внутренней части планеты огромное количество тепла устремляется к поверхности планеты согласно второму закону термодинамики (тепло всегда «течет» в сторону своего наименьшего значения; этот закон иногда называют законом энтропии) и тем самым обеспечивает весь перечень тектонических, магматических и метаморфических процессов. Смысл геологического развития планеты в конечном счете заключается в выведении к верхнему уровню земного разреза (на уровень тектоносферы) разуплотненных посредством теплового расширения веществ внутренней части планеты (ядра и подастеносферной мантии). Выведенное на уровень литосферы (в том числе, земной коры) внутреннее вещество в виде магматических расплавов различного состава остывает здесь и образует многообразие горных пород, плотность которых намного меньше плотности их «прородителей», расположенных в нижних разрезах планеты. А это значит, что выведенная на уровень литосферы горные породы претерпевают различного рода превращения в результате тектонических, магматических и метаморфических процессов, однако они навсегда остаются только на этом уровне в силу их меньшей плотности. Такое представление предполагает, что основной смысл геологического развития нашей планеты заключается в постоянном утолщении внешних оболочек планеты (астеносферы и литосферы) за счет энергии и вещества ее внутренних оболочек. Такое толкование сути и сущности геологического развития Земли, в свою очередь, приводит к признанию постепенного расширения нашей планеты во времени, поскольку процесс образования менее плотных веществ астеносферы и литосферы за счет более плотных веществ ядра и подастеносферной мантии должен сопровождаться увеличением объема самой системы, имя которой планета Земля.

16. Каково основное условие образования магматических расплавов в «твердом теле» Земли?

В настоящее время считается, что различные по составу магмы образуются за счет плавления пород мантии и земной коры в результате трех основных механизмов: привноса тепла и нагрева пород, уменьшения давления или привноса летучих компонентов, преимущественно воды. Их состав зависит от состава субстрата плавления и условий, в которых это плавление происходит. Причиной нагрева может быть поступление тепла из более глубоких слоев Земли, накопление радиогенного тепла и др. Генерация магмы за счет прогрева верхней мантии поднимающимися из нижней мантии плюмами характерна для магматизма океанических островов (горячие точки) и крупных магматических провинций. Плавление за счет уменьшения давления может происходить при подъеме отдельных крупных блоков мантии, которые при этом подъеме сохраняют тепло и высокие температуры. Такой механизм плавления реализуется под срединно-океаническими хребтами, с которыми связан интенсивный базальтовый вулканизм. Присутствие летучих компонентов, например водяного пара, существенно снижает температуру плавления горных пород. Образование магм за счет привноса летучих компонентов в мантию характерно для магматизма островных дуг. Этот магматизм вызван погружением океанической плиты в мантию (см. Субдукция). При погружении происходит прогрев океанической плиты, прогрессивный метаморфизм богатых водой пород плиты (спиллитов, серпентинитов и др.) и выделение огромного количества летучих, которые поступают в вышележащую мантию и вызывают ее частичное плавление.

Mагмы возникают при частичном плавлении ранее существовавших горных пород, при котором легкоплавкие жидкие фракции отделяются от нерасплавившегося твёрдого остатка (т.н. реститов). Степени плавления могут варьировать от первых процентов до 40-50% от объема первоначальной породы. Из земных магм наиболее высокие степени частичного плавления мантии зафиксированы для коматиитов, которые формировались преимущественно в архейскую эру (4.5-2.6 млрд. лет назад). Большая часть гранитных магм формируется за счет плавления пород земной коры, а базальтовые магмы преимущественно пород верхней мантии.

Условия образования магм, состав плавившихся пород, условия внедрения магм в земную кору, условия кристаллизации и фракционирования определяют набор компонентов, которые концентрируются при этих процессах и формируют месторождения полезных ископаемых. Рудные минералы (минералы Сr, Ti, Ni, Pt) обосабливаются в процессе кристаллизации базальтовых магм и образуют магматические месторождения в расслоённых комплексах (Норильск в России, Бушвельд в ЮАР, Садбери в Канаде). На последних стадиях формирования интрузивов (послемагматическая стадия) за счёт летучих компонентов, отделившихся от магм и теплового потока, поступающего от интрузивов во вмещающие породы формируются гидротермальные, грейзеновые, скарновые месторождения цветных, редких и драгоценных металлов, а также некоторые месторождения железа.