Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Геология_Методичка_1СЕМЕСТР

.pdf
Скачиваний:
110
Добавлен:
16.04.2015
Размер:
887.12 Кб
Скачать

морфизма возникают плоскости сланцеватости. При этом горная порода нередко распадается (рассланцовывается) на листочки, пластинки или плитки параллельно кливажу. Этот процесс сопровождается перекристаллизацией глинистых и других минералов, которые могут принимать новую параллельную друг другу ориентировку, часто не совпадающую с первичными плоскостями наслоения.

Терригенные осадки – обломки горных пород суши, сносимые в океан реками или ветром.

Тефра – обобщенный термин для обломков вулканических пород и частиц вулканического стекла и кристаллов вне зависимости от их размеров, которые были подняты в воздух вулканическими взрывами, горячими газами или лавовыми фонтанами. Понятие «тефра» включает в себя крупные блоки пород, вулканические бомбы, вулканические шлаки, пемзы, вулканические пеплы и др. Обычно средний размер частиц тефры и суммарная мощность слоя уменьшаются с удалением от вулкана. После образования слой тефры постепенно уплотняется, литифицируется и переходит в вулканический туф.

Трепел – рыхлая или слабо сцементированная, тонкопористая опаловая осадочная порода. Отличается от диатомита малым содержанием органических остатков; состоит из мелких сферических опаловых телец (глобул) размером 0,01–0,001 мм, с примесью глинистых минералов, глауконита, кварца, полевых шпатов.

Туф вулканический – горная порода, образованная в результате цементации пирокластического материала, поступавшего непосредственно в осадок или переотложенного водными или воздушными потоками и подвергшегося при этом некоторой сортировке по размеру и средней плотности обломков. Разновидности туфов выделяются по размеру и составу обломков.

Уголь – твердая осадочная порода – горючее полезное ископаемое, образованное из растительных остатков процессами гумификации и углефикации, т. е. в результате процессов диагенеза и эпигенеза остатков низших и высших растений. По степени углефикации подразделяется на бурый уголь, каменный уголь, антрацит.

Филлит – плотная сланцеватая порода, состоящая из кварца, серицита, иногда с примесью хлорита, биотита и альбита. Образуется в процессе изменения глинистых сланцев в условиях зеленосланцевой фации регионального метаморфизма.

Фосфорит – осадочная порода, содержащая значительное количество фосфатов кальция и состоящая из волокнистого или плотного апатита с разными примесями, нередко содержит остатки костей. Фосфори-

ты часто характеризуются почковатым и конкреционным строением, цементом в них является фосфатное вещество или скопления фосфатовых желваков и оолитов.

Хемогенные осадочные породы – осадки, формирующиеся при выпадении из воды веществ, находившихся в ней в растворенном состоянии.

Эвапориты (от англ. evaporation – выпаривание) – химические осадки, выпавшие из пересыщенных растворов солей при испарении. Это сформированные из морской или озерной воды хлориды, сульфаты, карбонаты, нитраты и бораты, вошедшие в состав осадочной породы или слагающие всю породу.

Эффузивные магматические породы – породы, образовавшиеся в результате кристаллизации лавы на поверхности или вблизи нее.

Тема 3. Строение и происхождение Солнечной системы. Метеориты. Новые данные космических миссий последних десятилетий

Аккреция гетерогенная – гипотеза, допускающая доаккреционную сегрегацию вещества небулы в зависимости от температур конденсации. Доаккреционная сегрегация вещества установлена для Меркурия и, повидимому, объясняет низкие плотности планет-гигантов.

Аккреция гомогенная – гипотеза, согласно которой первоначальная Земля и другие планеты, образовавшиеся за счет аккреции из газовопылевого облака, были однородны по составу. По этой гипотезе, развитой О. Ю. Шмидтом, разделение Земли на железо-никелевое ядро, мантию и кору произошло после аккреции и вызвало разогрев планеты. Считается наиболее вероятной для планет земной группы.

Астероиды – твердые космические тела малых, по сравнению с планетами, размеров. Диаметр от 1 до 1000 км. Орбиты большинства находятся между орбитами Марса и Юпитера (так называемый пояс астероидов), т. е. там, где, согласно правилу Тициуса–Боде, должна была быть планета, не сформировавшаяся из-за гравитационного поля Юпитера. Крупнейшие среди астероидов – Церера (диаметр 974 км), Паллада (538 км) и Веста (526 км). Еще несколько десятков тел имеют диаметры до 100 км; астероидов с диаметрами более 1 км порядка 100 тыс. Космические тела размером менее 500 км имеют угловатую форму, в то время как более крупные приобретают шарообразную форму под действием гравитации.

Астроблема (от греч. ástron – звезда и blēma – рана, звездная рана) – геологическая структура, остающаяся на поверхности планеты после удара об нее астероида. На Земле известно около 100 астроблем.

41

42

Астрономическая единица (a.e.) – среднее расстояние между центрами Земли и Солнца, примерно равное большой полуоси земной орбиты. Одна из наиболее точно определенных астрономических постоянных, используемая в качестве единицы измерения расстояний между телами в Солнечной системе. 1 а.е. = 149 597 870 2, т. е. примерно 150 млн км.

Ахондриты – каменные метеориты без округлых включений – хондр. По составу и структуре близки земным базальтам. Все ахондриты в той или иной степени претерпели плавление, которое и уничтожило хондры. Ахондриты являются довольно распространенным типом метеоритов. Они составляют около 8% от всех найденных метеоритов.

Большой взрыв – физическая теория эволюции Вселенной, в основе которой лежит предположение о том, что до того, как в природе появились звезды, галактики и другие астрономические объекты, вещество представляло собой быстро расширяющуюся и первоначально очень горячую среду. Предположение о том, что около 12 млрд лет назад вещество Вселенной находилось в состоянии «сингулярности», было впервые выдвинуто Г. А. Гамовым в 1946 г. В настоящее время теория «Большого взрыва» считается общепризнанной, Двумя самыми важными наблюдательными подтверждениями этой теории являются обнаружение реликтового излучения, предсказанного теорией, и объяснение наблюдаемого соотношения между относительной массой водорода и гелия в природе.

Галактика – гигантская звездная система, в состав которой входит и наша Солнечная система. Она объединяет сотни миллиардов звезд (в том числе все звезды, видимые на небе невооруженным глазом или в небольшой телескоп) вместе с большой массой межзвездного газа и пыли. Наиболее яркая структурная часть Галактики – звездный диск – виден невооруженным глазом как светлая полоса Млечного пути. Размер Галактики – около 100 тыс. световых лет. Центр Галактики – ее ядро – находится на расстоянии около 20 тыс. световых лет от нас в созвездии Стрельца. Наша Галактика относится к числу спиральных галактик большой массы.

Комета – (от др.-греч. κομήτης, komētēs – волосатый, косматый) – небольшое небесное тело, состоящее в основном из замерзших газов и льда, имеющее туманный вид, обращающееся вокруг Солнца обычно по вытянутой орбите. При приближении к Солнцу комета образует кому и иногда хвост из газа и пыли.

Космологический принцип – принцип, согласно которому про-

странство изотропно и в каждом кубе со стороной 5 108 световых лет содержится одинаковое количество галактик.

Красное смещение – при изучении космоса было обнаружено так называемое красное смещение, заключающееся в смещении линий спектра света от наблюдаемых объектов в красную сторону. Это явление объясняется эффектом Допплера, проявляющимся, если источник волн (звуковых, электромагнитных и т. д.) перемещается в пространстве. Для электромагнитных волн, к которым относится и видимый свет, эффект Допплера выражается в том, что, если объект удаляется, то происходит смещение линий спектра в красную сторону, если объект приближается, – то в голубую. Космологическое красное смещение связано с удалением от нас наблюдаемых объектов из-за расширения Вселенной. Таким образом, все галактики движутся друг от друга.

Метеор – атмосферное явление, возникающее в результате вхождения внеземного космического тела в атмосферу Земли. За счет значительного разогрева из-за трения с атмосферой и постепенного сгорания внеземное тело испускает яркий свет.

Метеорит – камень, упавший на Землю из космоса. Метеориты – ценнейшие источники знаний о космосе, планетах и ранней истории Земли. Некоторые из них представляют собой очень древнее вещество, из которого образовывалась Земля, другие метеориты соответствуют ядру планет и могут рассказать о земном ядре, не доступном исследованию. Наконец, некоторые метеориты происходят с других космических тел. Большинство метеоритов находят в пустынях, многие – в Антарктиде. Наиболее крупный из обнаруженных метеоритов – железный метеорит Хоба в Намибии (60 т).

Метеориты железные – состоят главным образом из никелистого железа (90–91% Fe), с небольшой примесью фосфора и кобальта.

Метеориты железокаменные – состоят из металлической (никелистое железо) и силикатной частей. Среди находок метеоритов они редки (менее 1%). Железокаменные метеориты подразделяются на палласиты – метеориты, в которых силикатные включения в металлической матрице, и мезосидериты – метеориты, в которых металлические включения в силикатной матрице.

Метеориты каменные – наиболее распространенный тип метеоритов (64,9% всех находок), по составу близки к земным ультраосновным породам (перидотитам). Подразделяются на хондриты (85% каменных метеоритов), содержащие округлые обособления (хондры), занимающие до 50% объема, и более редкие ахондриты. В свою очередь, ахондриты делятся на богатые (до 25%) и бедные (до 3%) Ca. Отдельным типом

43

44

являются углистые хондриты с высоким (до 10%) содержанием абио-

ты, имеющие весьма вытянутые орбиты (e = 0,5–0,9) с большой полу-

генного органического вещества и летучих компонентов.

осью 60–100 а.е., некоторые из них удаляются от Солнца в афелии на

Облако Оорта – облако комет на далеких окраинах Солнечной сис-

100–200 а.е. Судя по оценкам, в поясе Койпера около 70 000 объектов с

темы. Размеры орбит большинства комет в тысячи раз больше попереч-

диаметрами более 100 км. В целом это скопление малых тел в сотни раз

ника планетной системы. Происхождение кометного облака Оорта свя-

массивнее пояса астероидов, расположенного между орбитами Юпитера

зано, по-видимому, с гравитационным выбросом ледяных тел из зоны

и Марса, но уступает по массе гигантскому кометному облаку Оорта,

планет-гигантов во время их образования. Облако Оорта содержит при-

простирающемуся на тысячи астрономических единиц от Солнца.

мерно 1011 кометных ядер. У комет, удаляющихся до периферических час-

Реликтовое излучение – фоновое электромагнитное космическое

тей облака Оорта (их расстояния от Солнца могут достигать 105 а. е., а

излучение на длине 7,35 см, практически постоянное по всем направле-

периоды обращения вокруг Солнца – 106–107 лет), орбиты меняются под

ниям все время. Это излучение эквивалентно излучению абсолютно

действием притяжения ближайших звезд. При этом некоторые кометы

черного тела при T = 2,75 K. Поскольку источник реликтового излуче-

навсегда теряют связь с Солнечной системой, а другие имеют орбиты с

ния лежит дальше всех известных объектов, а максимум в спектре при-

перигелием вблизи Солнца. У всех комет при их движении в области,

ходится на длину волны 1 мм, его называют также микроволновым фо-

занятой планетами, орбиты изменяются под действием притяжения пла-

новым излучением. Существование теплового излучения с температурой

нет. Известны приблизительно 100 короткопериодических комет, которые

в несколько кельвинов было предсказано в 1946 г. Георгием Гамовым

приближаются к Солнцу через несколько лет или десятков лет и поэтому

при разработке модели горячей Вселенной, а открыли его в 1965 г.

сравнительно быстро растрачивают вещество своего ядра. Большинство

радиоастрономы Арно Пензиас и Роберт Вилсон (США). Реликтовое

таких комет относится к семейству Юпитера, т. е. они приобрели свои

излучение родилось более 10 млрд лет назад, когда Вселенная в целом

современные небольшие орбиты в результате сближения с ним.

была значительно плотнее и горячее, чем в нынешнюю эпоху. Тогда это

Пояс Койпера (по фамилиям Edgeworth–Kuiper) – область Солнеч-

было излучение горячего газа с температурой в несколько тысяч кель-

ной системы за орбитой Нептуна, населенная небольшими объектами

винов, однородно заполнявшего всю Вселенную. В ходе расширения

типа астероидов и ядер комет. Английский астроном Кеннет Эджворт в

Вселенной температура реликтового излучения уменьшилась примерно в

1949 г. и американский Джерард Койпер в 1951 г. высказали предполо-

1000 раз. Реликтовое излучение характеризуется очень высокой степе-

жение, что за орбитами планет-гигантов на расстоянии 35–50 а.е. от

нью изотропии, т. е. одинаковой интенсивностью по различным направ-

Солнца существует «пояс» – источник короткопериодических комет.

лениям.

Первый объект пояса Койпера диаметром около 280 км был открыт в

Сверхновая – звезда, блеск которой при вспышке в течение не-

1992 г. и получил обозначение 1992 QB1. К маю 2000 г. было открыто

скольких суток увеличивается в миллионы и даже миллиарды раз, а за-

уже 270 транснептунных объектов. Все они обращаются вокруг Солнца

тем постепенно спадает в течение нескольких месяцев или лет. Перво-

в прямом направлении (как большие планеты). По параметрам орбит их

начально все звезды, блеск которых внезапно увеличивался в сотни и

разделили на несколько классов: 1) классические объекты пояса Койпе-

более раз, называли «новыми», поскольку они появлялись в тех точках

ра; их почти круговые орбиты лежат в области 40–50 а.е. от Солнца, а

на небе, где ранее не было заметно звезд. Но когда была установлена

плоскости орбит наклонены к эклиптике менее чем на 40 . Эти объекты

внегалактическая природа некоторых туманностей, названных позже

не испытывают сильного влияния больших планет; их орбиты остаются

галактиками, стало ясно, что вспыхивающие в них звезды значительно

практически неизменными; 2) резонансные объекты пояса Койпера, или

превосходят обычные новые. Для них астрономы Фриц Цвикки (1898–

плутино; большие полуоси их орбит близки к 39.5 а.е., а значит, их ор-

1974) и Вальтер Бааде (1893–1960) предложили название «сверхновые

битальный период, как и у Плутона (248 лет), соотносится с орбиталь-

звезды». Причиной вспышки звезды как сверхновой служит ее взрыв

ным периодом Нептуна как 3:2. Возможно, именно эта резонансная

на заключительном этапе эволюции, почти полностью разрушающий

связь с планетой-гигантом служит стабилизирующим фактором для

звезду.

движения плутино. Некоторые плутино пересекают орбиту Нептуна, но

Тициуса–Боде закон – аналитическая числовая последователь-

никогда не сближаются с ним (как и сам Плутон); 3) рассеянные объек-

ность, указывающая приблизительное расстояние планет от Солнца:

45

46

если принять расстояние Земли от Солнца за 10 единиц, то расстояния остальных планет составят R = 4 + 3 2N, где для Меркурия N = , Венеры – 0, Земли – 1, Марса – 2, астероидов – 3, Юпитера – 4, Сатурна – 5, Урана – 6, Нептуна – 7, Плутона – 8.

Хондриты – каменные метеориты, структура которых характеризуется наличием маленьких округлых обособлений (хондр), диаметром около 1 мм. Примерно 82% метеоритов – хондриты.

Хондриты углистые – наиболее примитивные из всех известных метеоритов. Их возраст оценивается в 4,5 млрд лет. Относительно редкий тип по числу находок (около 4% падений). Особое место занимают CI-хондриты – атомная распространенность элементов (кроме сильно летучих – H, He, Ne, Ar, Kr, Xe) в них практически соответствует солнечной. Вероятно, представляют собой холодное гомогенное вещество доаккреционной стадии формирования Солнечной системы.

Темы 4 и 5. Внутреннее строение Земли. Строение земной коры. Тектоника литосферных плит

Авлакоген (от греч. áulax – борозда и génos – рождение) – глубокий и узкий грабен в фундаменте древней платформы, перекрытый платформенным чехлом. Представляет собой древний рифт, заполненный осадками. Термин предложен в 1960 г. отечественным тектонистом Н. С. Шатским и стал общепринятым во всем мире. Шатский определил авлакоген как бороздовую сложную структуру между двумя одинаковыми зонами в платформе. Простые авлакогены представляют собой глубокие (с опусканием фундамента иногда до 5–10 км), узкие (от нескольких десятков до первых сотен километров) и вытянутые в длину на сотни или первые тысячи километров прогибы, ограниченные длительно развивающимися разломами. Могут пересекать всю платформу (сквозные авлакогены) или затухать в ее пределах, например Пачелмский (Рязано-Саратовский) авлакоген, Днепрово-Донецкий авлакоген Русской плиты.

Астеносфера (от греч. astenēs – слабый и spháira – шар) – слой пониженной вязкости в верхней мантии Земли, подстилающий более холодную и твердую литосферу. Фиксируется сейсмическими методами по понижению скоростей сейсмических волн примерно на 4% (vs = 8,5 км/с, vp = 11 км/с), вызванному частичным плавлением граней кристаллов (доля расплава – 1–2%). Толщина астеносферы – порядка 100 км, но это размытая величина, поскольку жесткость возрастает с глубиной плавно. Астеносфера находится в состоянии гидростатического равновесия, по-

скольку способна к медленному течению из областей высокого давления в области пониженного давления, выравнивая его таким образом. Глубина залегания астеносферы значительно варьирует. Она наиболее близка к поверхности под континентальными рифтами, срединно-океани- ческими хребтами (10–20 км). Под континентами глубина залегания астеносферы значительно больше (от 100–200 до 400 км). Под крупными горными сооружениями имеет максимальную мощность, и иногда зона пониженных скоростей, соответствующая астеносфере, вообще не фиксируется.

Белые курильщики – тип относительно низкотемпературных гидротермальных источников в гидротермальных полях на океаническом дне. Основным материалом, их слагающим, является ангидрит и другие сульфаты, в отличие от черных курильщиков, в которых преобладают сульфиды. Открыты в 1976 г. вблизи Галапагосских островов.

Беньофа зона (зона Вадати–Заварицкого–Беньофа) – обнаруженная Хуго Беньофом по анализу расположения гипоцентров землетрясений зона, прослеживающаяся до глубин 700 км, спускающаяся под островные дуги сейсмофокальная (т. е. с высокой «концентрацией» гипоцентров) зона, отвечающая погружающейся в ходе субдукции под континентальную океанической плите.

Вестиментиферы – класс морских беспозвоночных животных – червей, обитающих в хитиновых трубах размером около 1 м. Обитают на большой глубине (до нескольких километров) в так называемых гидротермальных оазисах (черных курильщиках) – трещинах в океанической коре, сквозь которые просачиваются горячие газы и растворы.

Волна Лява – поверхностная сейсмическая волна, в которой колебания осуществляются по горизонтали перпендикулярно направлению ее движения.

Волна поперечная (S-волна) – объемная сейсмическая волна, колебания в которой осуществляются в плоскости, перпендикулярной к направлению ее распространения.

Волна продольная (P-волна) – объемная сейсмическая волна, колебания в которой осуществляются по направлению ее распространения.

Волна Рэлея – поверхностная сейсмическая волна, в которой колебания осуществляются по вертикали. Частицы при этом описывают круговые движения (как в морской волне).

Волны сейсмические – упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений, взрывов и других источников. Выделяют два главных типа сейсмических волн: объемные и поверхностные. Объемные волны бывают продольными и поперечными, поверхност-

47

48

ные – Лява и Рэлея. С помощью сейсмических волн было установлено строение Земли.

Гайоты (по имени американского ученого А. Гюйо, 1807–1884) – изолированные плосковершинные вулканические подводные горы, представляющие обычно вулкан, вершина которого срезана абразией или увенчана коралловым рифом. Плоские вершины гайота располагаются на глубинах до 2500 м. В 1946 г. Г. Хесс объяснил происхождение гайотов погружением древних вулканических островов, вершины которых были срезаны абразией у поверхности океана. Погружение гайотов происходит из-за прогибания океанической коры под весом вулкана.

Геоид – реальная форма земной поверхности, представимая эквипотенциальной поверхностью невозмущенного океана, продолженной на континенты. Сила тяжести в каждой точке геоида направлена перпендикулярно к ней. Идеализированно представима в виде трехосного эллипсода (эллипсоид Красовского).

Геосинклиналь – в теории геосинклиналей один из главных тектонических элементов земной коры, противопоставляемый платформе. Это подвижная зона высокой активности, значительной расчлененности, характеризующаяся на ранних этапах своего развития преобладанием интенсивных погружений с образованием геосинклинальных прогибов, заполненных осадками, а на заключительных – интенсивных поднятий, сопровождаемых интенсивными складчато-надвиговыми деформациями и магматизмом.

Геотермическая ступень– глубина Земли в метрах, на протяжении которой температура увеличивается на 1 °С. По сути это величина, аналогичная геотермическому градиенту.

Геотермический градиент – нарастание температуры на единицу глубины. Является одной из важнейших геофизических характеристик, измеряется в градусах на километр. Варьирует от 5–10 °C/км на платформах до 150 °C/км в рифтах и районах активного вулканизма. В геотермическом градиенте выделяются радиогенный и кондуктивный вклады. Первый компонент возникает за счет тепла распада радиоактивных элементов. Кондуктивный компонент геотермического градиента связан с передачей тепла нагретых внутренних частей Земли в окружающее пространство. Он тем больше, чем меньше мощность литосферы. Интересно, что в геотермическом градиенте северных районов сохранились «воспоминания» о последнем оледенении. Во время него кора значительно остыла и пока еще не вернулась в нормальное состояние.

Гипотеза контракции (англ. – contraction hypothesis) – тектониче-

ская гипотеза, выдвинутая Эли де Бомоном в 1852 г. Основана на космо-

гонических представлениях П. Лапласа о том, что Земля образовалась в результате сгущения раскаленного газа и первоначально представляла собой огненно-жидкий шар. Верхняя оболочка планеты, охладившись, сформировала земную кору. Внутренние части планеты продолжают остывать и уменьшаются в объеме. Твердая земная кора при остывании должна располагаться на меньшей площади, что ведет к ее смятию в складки и горообразованию.

Гипотеза поднятий – тектоническая гипотеза, возникшая во второй половине XVIII в., предложенная М. В. Ломоносовым, А. фон Гумбольдтом, Л. фон Бухом, Дж. Хаттоном. Суть гипотезы в следующем: поднятия гор вызваны подъемом из глубин Земли расплавленной магмы, которая на своем пути оказывает раздвигающее действие на окружающие слои, приводившее к образованию складок, пропастей разной величины.

Гипотеза пульсационная – тектоническая гипотеза (американский геолог У. Х. Бачер, советские ученые М. А. Усов и В. А. Обручев), которая дополнила идею контракционной гипотезы о сжатии Земли представлением о чередовании глобальных эпох сжатия и эпох ее расширения, пытаясь объяснить на этой основе явления магматизма, трансгрессии и регрессии Мирового океана и некоторые другие явления, не объясненные контракционной гипотезой.

Гипотеза расширяющейся Земли – тектоническая гипотеза, объяс-

няющая наблюдаемые тектонические процессы расширением Земли, т. е. увеличением ее объема. По смыслу ей противоположна гипотеза контракции.

Гипсографическая кривая (от греч. hypsos – высота и grapho

пишу) – кривая в прямоугольных координатах, показывающая распространенность на Земле различных высот (на суше) и глубин (на море). Эта кривая получается, если по оси ординат отложить высоты (вверх от начала координат) и глубины (вниз от начала координат), а по оси абсцисс – площади, занятые определенными высотами и глубинами. Гипсографическая кривая показывает, что 80% рельефа Земли приходится на пространство морского дна, невысоких равнин суши и шельфа, а также высоких выровненных поверхностей. Часть кривой, отражающая профиль дна океана, называется батиграфической кривой. Гипсографическая кривая впервые была построена в 1883 г. А. Лаппараном.

Голицына слой – на глубине около 400 км начинается быстрое возрастание скорости сейсмических волн; отсюда до 670 км простирается слой Голицына, названный так в честь русского сейсмолога Б. Б. Голицына, открывшего его в 1916 г. Его иногда выделяют в качестве средней мантии, или мезосферы, переходной зоны между верхней и ниж-

49

50

ней мантией. Возрастание скоростей упругих колебаний в слое Голицына объясняется увеличением плотности вещества мантии примерно на 10% в связи с переходом одних минеральных видов в другие, с более плотной упаковкой атомов: оливина – в шпинель, пироксена – в гранат.

Горячая точка – область длительного внутриплитного магматизма, которая остается почти неподвижной относительно движущихся литосферных плит. Самыми известными примерами горячей точки являются Гавайская точка и протяженная цепочка действующих и потухших вулканов, называемая Гавайско-Императорским хребтом. Возраст вулканов в цепочке увеличивается от ее южной оконечности, где расположены ныне активные вулканы, к северу, возрастает с удалением от положения современного активного вулканизма. Происхождение горячих точек объясняется их положением над горячими мантийными потоками (плюмами), независимыми от конвективных мантийных течений, перемещающих литосферные плиты.

Гравитационная аномалия – отклонение ускорения свободного падения g в некоторой точке от прогнозируемого (по идеализированной модели Земли).

Гравитационное поле – поле, образующееся вокруг любого тела с ненулевой массой. На поверхности Земли ускорение свободного падения можно вычислить по формуле Ф. Гельмерта (1901 г.): g = 978,046

(1 + 0,005302sin2 0,000007sin22 ), где – широта точки.

Граница дивергентная – граница между расходящимися литосферными плитами. Проявление такой границы – рифты, в которых происходит образование новой коры. В океанах они приурочены к сре- динно-океаническим хребтам, на континентах известны рифтовые системы Африканская, Байкальская и др.

Граница конвергентная – граница между сходящимися литосферными плитами. Выделяется два типа конвергентных границ: при сближении континентальных плит образуются коллизионные границы, а при схождении океанических или океанической и континентальной – субдукционные.

Гранулит-базитовый слой – нижний слой земной коры, сложенный высокометаморфическими породами. Его ограничивают поверхность Мохо снизу и поверхность Конрада сверху. Первоначально этот слой считался сложенным базальтовыми породами (по данным скоростей сейсмических волн) и назывался базальтовым.

Гутенберга граница (Вихтера–Гутенберга граница) – сейсмическая граница, разделяющая ядро и мантию, была открыта в 1914 г. немецким сейсмологом Б. Гутенбергом.

Гутенберга слой – слой, отличающийся пониженной скоростью распространения сейсмических волн. Б. Гутенберг в 1926 г. доказал его существование в верхней мантии Земли и связь с астеносферой.

Земная кора – внешняя твердая оболочка Земли. Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами – она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы. Разделяет кору и мантию граница Мохоровичича, или сокращенно Мохо, на которой происходит резкое увеличение скоростей сейсмических волн. Кора есть на большинстве планет земной группы, Луне и многих спутниках планет-гигантов. В большинстве случаев она состоит из базальтов. Земля уникальна тем, что обладает корой двух типов: континентальной и океанической. Кора составляет лишь 0,473% общей массы Земли.

Изостазия (изостатическое равновесие) – гидростатически равновесное состояние земной коры, при котором менее плотная земная кора или литосфера (средняя плотность 2,8 г/см3) «плавает» в более плотной астеносфере (средняя плотность 3,3 г/см3), подчиняясь закону Архимеда. Важнейшее доказательство изостазии – отсутствие связи между рельефом и силой тяжести. Изостазия не является локальной, т. е. в изостатическом равновесии находятся достаточно крупные (100–200 км) блоки. В некоторых районах Земли наблюдаются значительные отклонения от принципа изостазии. Так, над зонами субдукции всегда наблюдаются отрицательные гравитационные аномалии. Причина этого в том, что при погружении движущейся океанической коры под континент или островную дугу равновесное положение блоков не устанавливается. Аналогичные явления наблюдаются в зонах коллизии континентов. Другой интересный пример действия изостазии показывают крупные вулканические острова в океанах. Такие вулканы за относительно короткий промежуток времени могут извергать огромный объем магмы, который значительно нагружает океаническую кору и она начинает прогибаться. Поэтому древние не активные вулканы типа гавайских постепенно погружаются под воду и превращаются в коралловые атоллы. Другие отклонения связаны с покровными ледниками, которые появляются и исчезают быстрее, чем устанавливается изостатическое равновесие. Примером восстановления изостатического равновесия в последнем случае являются гляциоизостазические явления, т. е. быстрые поднятия обширных участков земной коры при таянии континентальных ледников после окончания ледниковых периодов. Изостатические модели были предложены в 1855 г. Дж. Эри и Д. Праттом, сам термин «изостазия» был введен в литературу К. Деттоном в 1889 г.

51

52

Инверсии магнитного поля – процесс быстрой перемены (порядок тысяч лет) земных полюсов местами, предполагаемый по палеомагнитным данным. Основанием для этой гипотезы послужило повсеместное обнаружение в толщах осадочных и эффузивных пород послойного изменения знака вектора естественной остаточной намагниченности.

Кларк – среднее содержание химического элемента в земной коре, выраженное в процентах.

Коллизия (от лат. collisio – столкновение) – в тектонике столкновение двух континентальных литосферных плит.

Комплекс параллельных даек – система параллельных между собой даек основных пород (долеритов), слагающих нижнюю часть второго слоя океанической коры.

Конвекция мантии – потоки вещества в мантии Земли. Вблизи земного ядра вещество нагревается и медленно поднимается через мантию. В то же время более холодное вещество опускается к ядру. Переносимое тепло может расплавлять породы земной коры с образованием магмы.

Конрада поверхность – поверхность внутри континентальной земной коры, отделяющая гранитометаморфический (так называемый гранитный) и гранулито-базитовый (так называемый базальтовый) слои. Характеризуется возрастанием скоростей сейсмических волн на 0,5– 1 км/с.

Континентальная окраина активная – возникает там, где под континент погружается океаническая кора. Эталоном этой геодинамической обстановки считается западное побережье Южной Америки, ее часто называют андийским типом континентальной окраины, противопоставляя пассивной окраине. Для активной континентальной окраины характерны многочисленные вулканы и вообще мощный магматизм. Расплавы имеют три компонента: океаническую кору, мантию под ней и низы континентальной коры.

Континентальные окраины пассивные – выровненные подвод-

ные продолжения континентов (шельф, континентальный склон). Как правило, характеризуются отсутствием вулканизма и сейсмичности. Эталоном пассивных окраин считаются континентальные окраины Атлантического океана. Противопоставляются активным окраинам.

Кора континентальная – земная кора, залегающая под материками и многими крупными островами. Имеет трехслойное строение. Верхний слой представлен прерывистым покровом осадочных пород, который развит широко, но редко имеет большую мощность. Бóльшая часть коры сложена верхней корой (гранитно-метаморфический слой) – слоем, со-

стоящим главным образом из гранитов и гнейсов, обладающим низкой плотностью и древней историей. Исследования показывают, что значительная часть этих пород образовалась очень давно, около 3 млрд лет назад. Глубже находится нижняя кора (гранулито-базитовый слой), состоящая из мафических пород – гранулитов и им подобных.

Кора океаническая – тип земной коры, распространенный в океанах. От коры континентов отличается меньшей мощностью и базальтовым составом (отсутствием гранитного или гранито-гнейсового слоя). Она образуется в срединно-океанических хребтах и поглощается в зонах субдукции. Таким образом, среднее время обновления океанической коры составляет менее 100 млн лет; самая древняя океаническая кора, находящаяся в ложе океана, сохранилась во впадине Пиджафета, Тихий океан, и имеет юрский возраст (156 млн лет). Древние фрагменты океанической коры, сохранившиеся в складчатых сооружениях на континентах, называются офиолитами. Стандартная океаническая кора имеет мощность 7–15 км и строго закономерное строение. Сверху вниз она сложена следующими комплексами: 1) осадочные породы, представленные глубоководными океаническими осадками; 2) базальтовые покровы, излившиеся под водой (подушечные лавы); 3) дайковый комплекс, состоящий из вложенных друг в друга базальтовых даек (комплекс параллельных даек); 4) слой основных расслоенных интрузий; 5) мантия, представленная дунитами и перидотитами.

Литосфера (от греч. lithos – камень и spháira – шар) – твердая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. Литосфера имеет мощность около 100 км в океанических областях (3–4 км в осевых областях срединноокеанических хребтов) и 100–400 км в континентальных областях. Наибольшей мощности достигает под кратонами. Литосфера разбита на блоки – литосферные плиты, которые двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.

Магнитное наклонение – угол между направлениями горизонтальной линии и магнитной стрелки, свободно вращающейся на горизонтальной оси и расположенной в плоскости магнитного меридиана. На магнитных полюсах оно равно 90° – магнитная стрелка принимает вертикальное направление. При этом на магнитном полюсе Северного полушария вниз обращен северный конец стрелки, а на магнитном полюсе Южного полушария вниз обращен ее южный конец. По мере удаления от магнитных полюсов по направлению к экватору наклон магнитной

53

54

стрелки, т. е. магнитное наклонение, уменьшается. Изогона с нулевым наклонением, т. е. линия, на которой стрелка наклонения занимает горизонтальное положение, называется магнитным экватором. Она не совпадает с земным экватором, но пересекает его в двух точках, а в промежутке между ними отходит от земного экватора на расстояние до 15°. Магнитное наклонение, как и магнитное склонение, подвержено вековым изменениям.

Магнитное склонение – угол между истинным и магнитным меридианами. Магнитное склонение называется восточным (со знаком «+»), если северный конец магнитной стрелки отклонен к востоку, и западным (со знаком « »), если он отклонен к западу от плоскости истинного меридиана. Значение магнитного склонения указывается на картах и используется для определения истинного меридиана по показанию магнитного компаса.

Мантийный плюм (англ. mantle plume) – восходящая ветвь столбообразного потока горячего мантийного вещества, движущегося из глубин мантии к поверхности Земли.

Мантия – часть Земли, от земной коры и до границы с ядром. В мантии находится бóльшая часть вещества Земли (80% массы). Мантией обладают и другие планеты. Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км. В ее пределах по сейсмическим данным выделяются: 1) верхняя мантия – слой В глубиной до 400 км и слой С глубиной до 700–1000 км (некоторые исследователи слой С называют средней мантией или слоем Голицына); 2) нижняя мантия – слой D до глубины 2700 км с переходным слоем D глубиной от 2700 до 2900 км. Отличие состава земной коры и мантии – следствие их происхождения: исходно однородная Земля в результате частичного плавления разделилась на легкоплавкую и легкую части – кору и плотную и тугоплавкую мантию.

Межгорный прогиб – прогиб между двумя горными складчатыми системами в период конечной стадии развития геосинклинали. В теории геосинклиналей межгорный прогиб возникает на стадии преобразования геосинклинальной области в горно-складчатую страну (эпигеосинклинальный, первичный ороген) или во время формирования эпиплатформенных орогенов. Обычно бывает заполнен обломочными продуктами разрушения растущих гор (молассами). Поскольку межгорные прогибы, как правило, сравнительно узкие, то они и заполняются продуктами разрушения прилегающих хребтов довольно быстро. Часто содержат разнообразные полезные ископаемые: угли, нефть, горючий газ, медистые песчаники, соли и др.

Микроконтиненты – подводные плато и отдельные острова в

океанах с типичной, но утонченной до 25–30 км континентальной корой, которые откололись от континентов на ранних стадиях раскрытия океанов.

Миогеосинклиналь (ненастоящая геосинклиналь) – внешний прогиб геосинклинальной системы, обращенный к смежной платформе, характеризующийся слабой (или отсутствующей) вулканической активностью, относительно небольшими мощностями осадочных отложений (преимущественно терригенных и карбонатных), их слабой складчатостью и метаморфизмом.

Моласса – комплекс преимущественно терригенных (обломочных) горных пород (конгломератов, песчаников и глин), накапливающихся в краевых и межгорных прогибах при разрушении поднимающихся горных сооружений. Характерны для орогенной стадии развития складчатых сооружений.

Мохо поверхность – поверхность, разделяющая земную кору и верхнюю мантию. Была выделена по резкому возрастанию скоростей сейсмических волн А. Мохоровичичем в 1909 г.

Обдукция – надвигание океанической литосферы на континентальную кору. В результате формируется офиолитовый комплекс. Обдукция происходит, когда какие-либо факторы нарушают нормальное погружение океанической коры в мантию. Один из механизмов обдукции заключается в задирании океанической коры на континентальную окраину при попадании в зону субдукции срединно-океанического хребта. В таком случае на континентальную кору надвигается молодая и тонкая океаническая кора. Кроме того, обдукция может происходить при коллизии континентов и орогенезе. В результате обдукции образуются фрагменты океанической литосферы (офиолиты), иногда размером в десятки и первые сотни километров, залегающие в виде пологих тектонических покровов поверх осадочных или вулканических комплексов.

Окраинные моря – прилегающие к материкам моря, в слабой степени обособленные полуостровами или островами. Расположены обычно на шельфе и материковом склоне, лишь иногда захватывают глубоководную область океана. На все особенности этих морей (характер донных отложений, климатический, гидрологический режимы, органическая жизнь) сильное влияние оказывают как материк, так и океан. Типичные окраинные моря: Баренцево, Карское, Лаптевых, ВосточноСибирское, Чукотское, Норвежское, Беллинсгаузена.

Островные дуги – линейно ориентированные горные сооружения, выступающие над поверхностью океанов и морей в виде островов в зонах перехода от континента к океану (Алеутские, Курильские, Японские

55

56

и другие острова). Имеют в плане характерную дугообразную форму; отделяют котловины окраинных морей от окаймляющих их глубоководных впадин. Формируются в зоне взаимодействия континентальных и океанических литосферных плит, в результате субдукции – поддвига океанической плиты под континентальную. Основанием дуг служат подводные горные хребты с подножиями шириной от 40–50 до 200– 400 км, протяженностью до 1000 км и более. Сложены преимущественно вулканическими породами. Дугообразный изгиб цепи островов объясняется пересечением прямолинейной наклонной плоскости разлома со сферической поверхностью Земли. Островные дуги характеризуются резко дифференцированными гравитационными и магнитными полями, повышенными значениями плотности теплового потока, активным вулканизмом и высокой сейсмичностью.

Офиолитовая ассоциация – ассоциация ультраосновных и основных (дуниты, перидотиты, пироксениты, габбро), эффузивных (базальты) и глубоководных осадочных (кремнистых или кремнекарбонатных) пород, представляющая собой реликты океанической коры и литосферы геологического прошлого.

Палеомагнетизм – явление «запоминания» горной породой ориентации магнитного поля Земли при ее формировании. В магматических породах это связано с тем, что при кристаллизации из расплава магнитных минералов (магнетит, пирротин и др.) происходит их ориентация по силовым линиям магнитного поля. Наиболее ярко выражено в океанической коре, где наблюдаются симметричные относительно срединноокеанических хребтов полосы пород с прямой и обратной намагниченностью. Открытие этого факта стало одним из веских доказательств в пользу теории тектоники литосферных плит.

Палинспастическая реконструкция – реконструкция расположе-

ния материков в прошлом на основе представлений о тектонике литосферных плит.

Передовой прогиб – крупный вытянутый асимметричный прогиб, расположенный в зоне сочленения горной cкладчатой системы и платформы.

Платформа – стабильный жесткий участок земной коры континентов, имеющий изометричную форму и двухэтажное строение. Нижний (первый) структурный этаж – кристаллический фундамент, представленный сильнодислоцированными метаморфизованными породами, прорванными интрузиями. Верхний (второй) структурный этаж – пологозалегающий осадочный чехол, слабодислоцированный и неметаморфизованный. Выходы на дневную поверхность нижнего структурного

этажа называются щитом. Участки фундамента, перекрытые осадочным чехлом, называются плитой. Мощность осадочного чехла плиты составляет первые километры. Пример: на Восточно-Европейской платформе выделяются два щита (Украинский и Балтийский) и Русская плита.

Платформа древняя – один из основных элементов структуры континентов, возникший на месте раннепротерозойских складчатых областей. В строении древних платформ выделяют два структурных комплекса: 1) нижний – гранито-гнейсовый фундамент, сложенный преимущественно архейско-раннепротерозойскими глубокометаморфизованными породами (гнейсы и кристаллические сланцы); 2) верхний – платформенный чехол, сложенный пологозалегающими неметаморфизованными осадочными, реже вулканогенными породами.

Платформа молодая – платформа, возникшая в послепротерозойское время (моложе 500 млн лет) на месте байкальской, каледонской, герцинской или мезозойской складчатой области. По возрасту завершающей складчатости фундамента выделяют эпибайкальские, эпикаледонские, эпигерцинские или эпимезозойские молодые платформы.

Плита – наиболее крупная отрицательная тектоническая структура древних и молодых платформ, покрытая осадочным чехлом. Противопоставляется щиту.

Плита литосферная – это крупный стабильный участок земной коры, часть литосферы. Согласно теории тектоники плит, литосферные плиты ограничены зонами сейсмической, вулканической и тектонической активности – границами плиты. Границы плит бывают трех типов: дивергентные, конвергентные и трансформные. Существует два принципиально разных вида земной коры: континентальная и океаническая. Некоторые литосферные плиты сложены исключительно океанической корой (пример – крупнейшая Тихоокеанская плита), другие состоят из блока континентальной коры, впаянного в океаническую (Африканская плита).

Рифт (от англ. rift – расщелина) – термином «рифтовая долина» Дж. Грегори в конце XIX в. обозначил ограниченные сбросами грабены Восточной Африки, образующиеся в условиях растяжения. Понятие рифтогенеза вошло в концепцию тектоники плит как один из важнейших ее элементов. Центральное положение в рифтовой зоне обычно занимает долина шириной до 40–50 км, ограниченная сбросами, нередко образующими ступенчатые системы. Такая долина иногда протягивается вдоль сводового поднятия земной коры (например, Кенийский рифт), но может формироваться и без него. В своей верхней, обнаженной, части сбросы наклонены к горизонту под углом до 60 . Однако, судя по сейс-

57

58

мическим профилям, многие из них выполаживаются на глубине, их называют листрическими. Большинство рифтовых зон (в новом, широком их понимании) находится в океанах, однако там рифты как структуры, контролируемые сбросами, имеют подчиненное значение, а главным способом реализации растягивающих напряжений служит раздвиг.

Сейсмическая тень – зона, в которой не регистрируются сейсмические волны. Для S-волн эта зона начинается с угла в 105 междулучом из центра Земли к гипоцентру землетрясения и лучом к точке на поверхности, для P-волн – находится между углами в 105 и 140 .

Сиаль (англ. sial) – устаревшее название внешней оболочки земной коры, сложенной породами, в составе которых преобладают кремний и алюминий.

Сима (англ. sima) – устаревшее название нижней части земной коры, подстилающей сиаль и сложенной породами, в которой преобладают кремний и магний.

Складчатая система – линейная часть складчатого пояса длиной от 1000 до 3000 км (Урал, Аппалачи), шириной 200–300 км, редко больше. В современной структуре складчатых поясов располагается либо между микроконтинентами, входящими в состав складчатого пояса, либо между ними и платформой, ограничивающих складчатый пояс. Характеризуется единством развития и одновременностью проявления процессов завершающей складчатости.

Складчатый пояс – основной элемент структуры литосферы, разделяющий и окаймляющий древние структуры с докембрийским фундаментом. Существуют два главных типа складчатых поясов: 1) межконтинентальные (Урало-Монгольский, Средиземноморский, Северо-Ат- лантический и Арктический); 2) окраинно-континентальные (Восточно- и Западно-Тихоокеанский).

Спрединг (от англ. spread – растягивать, расширять) – процесс раздвижения океанических плит и образования новой океанической литосферы в срединно-океанических хребтах. Спрединг происходит на дивергентных границах плит. Он приводит к образованию полосовых магнитных аномалий. Выражается в импульсивном и многократном раздвигании блоков литосферы и в заполнении высвобождающегося пространства магмой, генерируемой в мантии, а также твердыми протрузиями мантийных перидотитов. Процессы спрединга локализуются главным образом в пределах срединно-океанических хребтов и формируют океаническую кору. Кроме того, процессы спрединга протекают в задуговых бассейнах и котловинах окраинных морей. Термин «спрединг морского дна» впервые был предложен Р. Дтицем в 1961 г., а концепция спре-

динга морского дна была сформулирована Г. Хессом и развита в работах Ксавье Ле Пишона в 1960-х годах.

Срединно-океанический хребет (СОХ) – сеть хребтов, располо-

женных в центральных частях всех океанов. Возвышаются над абиссальными равнинами на 2–3 км. Общая протяженность СОХ – более 60 тыс. км. Открыты в 50-х годах XX в. путем эхолокации морского дна. В конце 60-х годов возникла теория тектоники плит, которая объяснила существование этих возвышенностей и наличие параллельных им полосовых магнитных аномалий. В этих структурах происходят образование новой океанической коры и процесс спрединга. СОХ разделяются на быстроспрединговые (8–16 см/г) и медленноспрединговые (менее 8 см/г). Для быстроспрединговых хребтов свойственно отсутствие прогиба в центральной части. Характерный пример такого хребта – Восточ- но-Тихоокеанское поднятие. Медленноспрединговые хребты (Атлантический) имеют отчетливую центральную депрессию – рифт глубиной

4000–5000 м.

Субдукция – уничтожение океанической литосферы путем ее погружения в мантию под островные дуги и достижения глубин по крайней мере 600 км.

Сфероид вращения – одна из аппроксимаций формы земной поверхности.

Тектоника литосферных плит – современная геологическая Теория о движении литосферы. Она утверждает, что литосфера состоит из относительно целостных блоков – плит, которые находятся в постоянном движении друг относительно друга. При этом в зонах расширения (срединно-океанических хребтах и континентальных рифтах) в результате спрединга образуется новая океаническая кора, а старая поглощается в зонах субдукции. Теория объясняет землетрясения, вулканическую деятельность и горообразование, бóльшая часть которых приурочена к границам плит. Впервые идея о движении блоков коры была высказана в теории дрейфа континентов, предложенной Альфредом Вегенером в 1920-х годах. Эта теория была первоначально отвергнута. Возрождение идеи о движениях в твердой оболочке Земли («мобилизм») произошло в 1960-х годах, когда в результате исследований рельефа и геологии океанического дна были получены данные, свидетельствующие о процессах расширения (спрединга) океанической коры и пододвигания одних частей коры под другие (субдукции).

Тектоносфера – слой Земли, в котором происходят тектонические движения. Включает в себя земную кору и верхнюю мантию.

59

60