Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
6
Добавлен:
15.03.2019
Размер:
51.6 Mб
Скачать

Лекция 5. Влияние геофизических факторов на климат

1. Перемещение материков по земному шару и горообразование. Геологический календарь

1). 1.1 миллиарда лет назад возник суперконтинент Родиния и гигантский океан Мировия.

2). 750 миллионов лет назад Родиния распалась.

3). В эпоху палеозоя из частей Родинии возник протоконтинент Пангея.

4). 150—220 миллионов лет назад Пангея распалась на два континента: Лавразия и Гондвана.

5). 135—200 миллионов лет назад Лавразия распалась на современные континенты: Евразию и Северную Америку. 6). 30 миллионов лет после распада Пангеи Гондвана распалась на современные континенты: Африку, Южную Америку, Антарктиду, Австралию и субконтинент (остров, впоследствии соединившийся с южной Евразией) Индию.

7). Через 300 миллионов лет, если сохранится современная скорость движения континентов, возможно возникновение нового суперконтинента: Пангея Ультима.

http://shop.rcd.ru/details/1233/fulltext ЧАСТЬ I. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЗЕМЛИ

ГЛАВА 1. Краткая история и методология создания общей геологической теории

 

1.1. Ранние научные гипотезы развития Земли

 

 

1.2. Разработка современной теории формирования литосферной оболочки Земли

 

1.3. Вклад российских ученых в развитие теории тектоники литосферных плит и глобальной геодинамики

 

1.4. Методология построения общей теории глобальной эволюции Земли

 

 

ГЛАВА 2. Строение и состав современной Земли

 

 

2.1. Общие сведения о Земле

ЧАСТЬ II. ЭВОЛЮЦИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ

 

2.2. Атмосфера и гидросфера Земли

 

ГЛАВА 7. Эволюция процессов формирования земной коры от

 

2.3. Земная кора

 

архея до наших дней

 

2.4. Мантия Земли

 

7.1. Общие закономерности формирования океанических литосферных плит

 

2.5. Земное ядро

 

7.2. Механизмы формирования континентальной коры в архее

 

2.6. Состав земного ядра

 

7.3. Эволюция роста континентальной коры

 

2.7. Плотность земных недр

 

7.4. Основные черты состава континентальной коры в архее

 

2.8. Распределение температуры в Земле

 

7.5. Тектонические режимы формирования континентальной литосферы

 

2.9. Вязкость вещества в земных недрах

 

в раннем докембрии

 

ГЛАВА 3. Происхождение системы Земля - Луна и трагическое

 

7.6. Процесс формирования континентальной литосферы в раннем докембрии

 

будущее Земли

 

7.7. Геодинамические режимы раннего докембрия, их эволюция

 

3.1. Происхождение Солнечной системы

 

и пространственная позиция

 

3.2. Образование двойной планеты Земля - Луна

 

ГЛАВА 8. Тектоника литосферных плит протерозоя и фанерозоя

 

3.3. Приливное взаимодействие планет

 

8.1. Основные положения теории

 

3.4. Гипотетическая планета Протолуна

 

8.2. Образование литосферных плит и происхождение срединно-океанических х

 

3.5. Катастрофа Протолуны и рождение Луны

 

8.3. Строение и функционирование зон поддвига литосферных плит

 

3.6. Природа осевого вращения планет и происхождение метеоритов

 

8.4. Геодинамика зон поддвига плит

 

3.7. Эволюция системы Земля - Луна

 

8.5. Механизм затягивания океанических осадков под континенты

 

3.8. Состав и строение первичной Земли

 

8.6. Образование гор и горных поясов

 

3.9. Энергетика и тепловой режим молодой Земли

 

8.7. Происхождение земной коры

 

3.10. Догеологическое развитие Земли в катархее

 

8.8. Проверка теории

Сорохтин О. Г., Чилингар Дж.

3.11. Катастрофа Земли в далеком будущем

ГЛАВА 9. Дрейф континентов в геологической истории Земли

ГЛАВА 4. Процесс выделения земного ядра

 

 

В., Сорохтин Н. О.

4.1. Позднее начало выделения земного ядра

9.1. Развитие континентальных щитов в архее

9.2. Формирование суперконтинента Моногеи в конце архея

 

 

Теория развития Земли:

4.2. Сценарий развития процесса выделения земного ядра

9.3. Распад Моногеи и формирование суперконтинента Мегагеи в конце раннего

4.3. Механизм зонной дифференциации земного вещества

9.4. Распад Мегагеи и формирование суперконтинента Мезогеи (Родинии) в сре

происхождение, эволюция и

4.4. Бародиффузионный механизм дифференциации земного вещества

9.5. Распад Мезогеи в позднем рифее и формирование суперконтинента Пангеи

4.5. Процесс роста земного ядра

 

 

трагическое будущее

4.6. Эволюция химического состава мантии

палеозоя - начале мезозоя

 

4.7. Эмпирические свидетельства о времени выделения земного ядра

 

2010 г. 752 стр.

ГЛАВА 5. Энергетика Земли

 

 

 

 

5.1. Энергия аккреции и гравитационной дифференциации Земли

 

 

5.2. Содержание радиоактивных элементов в Земле и энергия их распада

 

5.3. Энергия приливного торможения Земли

ЧАСТЬ III. ЭВОЛЮЦИЯ ОКЕАНОВ, АТМОСФЕРЫ И ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

 

5.4. Теплопотери Земли

 

ГЛАВА 11. Дегазация мантии и формирование на Земле гидросферы

 

5.5. Энергетический баланс Земли и ее тектоническая активность

 

11.1. Первичная дегазация мантии

 

5.6. Тектоническая активность Земли

 

11.2. Формирование на Земле гидросферы и океанов

 

5.7. Эволюция средней температуры конвектирующей мантии

 

11.3. Гидротермальные процессы на океаническом дне

 

5.8. Возможные причины возникновения магнитного поля Земли

 

11.4. Природа глобальных трансгрессий моря на континенты

 

ГЛАВА 6. Природа тектонической активности Земли

 

11.5. Определение тектонической активности Земли по колебаниям уровня Миро

 

6.1. Возможные причины тектонической активности Земли

 

ГЛАВА 12. Происхождение и развитие атмосферы Земли

 

6.2. Возможные механизмы движения литосферных плит

 

12.1. Первичная атмосфера молодой Земли

 

6.3. Природа крупномасштабной мантийной конвекции

 

12.2. Дегазация углекислого газа и его парциальное давление в архейской атмосф

 

6.4. Конвекция в мантии Земли

 

12.3. Влияние азотфиксирующих бактерий на парциальное давление азота

 

6.5. Результаты численного моделирования химико-плотностной

 

12.4. Эволюция парциального давления кислорода и оксигенизация атмосферы

 

конвекции в мантии

 

12.5. Основные закономерности генерации абиогенного метана

 

6.6 Эволюция тектонической активности Земли

 

12.6. Эволюция состава и давления земной атмосферы

 

6.7. Общие закономерности тектонического развития Земли

 

12.7. Поглощение земной атмосферой ультрафиолетового излучения Солнца

 

6.8. Мембранная тектоника (критика гипотезы горячих точек в мантии)

История открытия

Фрэнсис Бэкон первым подметил, что все материки и значительные полуострова напоминают по своей форме обращенные остроконечиями на юг треугольники.

Затем Рейнгольд Форстер указал, что западные берега всех континентов обрывисто сходят в глубокую воду и изрезаны многими заливами и бухтами. На востоке у всех материков, напротив, имеются выступы в сторону океана с сильно изогнутыми дугами островов.

Географ Карл Риттер (1779–1859) обратил внимание, что если на глобусе через какую-либо точку земной суши мысленно провести диаметр через земной шар, то противоположная (антиподная) точка в 19 случаях из 20 окажется не на суше, а в океане или море.

Первым пришел к выводу, что атлантические побережья были когда-то едины, французский мыслитель Бюффон (1708–1788). Сложены они из одинаковых кристаллических пород и перекрывающих их осадочных слоев с одними и теми же окаменелостями растений и животных.

Александр фон Гумбольдт (1769–1859) продемонстрировал столь замечательную параллельность между берегами Атлантического океана, что весь он обрел вид гигантской горной долины.

Учёный-метеоролог Альфред Вегенер. 6 января 1912г.выступил на собрании Немецкого геологического Строение поверхности Земли по теории тектонических плит:

общества с докладом о дрейфе материков.

Доказательства:

-молодость океанического дна вблизи среднеокеанических рифтовых хребтов; -сходство конфигурации и

строения материков, являвшихся единым целым, и сходство их палеофлор, фаун и климатов;

-реконструкция положения магнитных полюсов относительно материков по палеомагнитным данным.

1.Северо-Американская плита;

2.«Кокос» плита;

3.Карибская плита;

4.Евро-Аазиатская плита;

5.Индо-Австралийская плита;

6.Филиппинская плита;

7.Тихоокеанская плита;

8.Плита «Каска»;

9.Южно-Американская плита;

10.Плита «Скотка»;

11.Африканская плита;

12.Антарктическая плита;

13.Каролинская плита.

Около миллиарда лет назад на планете существовал единый суперконтинент — Родиния (Rodinia), от русского слова Родина. 850–800 млн лет назад Родиния начала раскалываться на отдельные блоки. Эти блоки составляют основу современных материковых плит, и их движение и взаиморасположение определяет географию прошедших эпох.

Первое глобальное оледенение началось ≈ 800 млн лет назад. Распад мог вызвать увеличение количества осадков и усилить

эрозию породы. А это, в свою очередь, могло вызвать удаление парниковых газов из атмосферы и увеличить скорость скорость

похолодания.

В терминальном рифее (680 – 570 млн. лет назад) большие пространства Европы и Северной Америки были охвачены обширным лапландским оледенением. Ледниковые отложения этого возраста известны на Урале, в Тянь-Шане, на Русской платформе (Белоруссия), в Скандинавии (Норвегия), в Гренландии и Скалистых горах.

Пангея ( «всеземля») — название, данное А.Вегенером протоконтиненту, возникшему в эпоху палеозоя (500 млн. лет назад). Гигантский океан, омывавший Пангею, носит название Панталасса (собрание морей).

Ледниковые периоды повторялись примерно каждые 250 млн. лет и сопровождались накоплением значительных масс ледникового льда близ полюсов. Такое скопление льда вызывало увеличение скорости вращения Земли, приводившее к уплощению ее формы. При этом экваториальный пояс расширялся в диаметре, и сфероид как бы сжимался у полюсов (т.е. Земля становилась все меньше похожей на шар). Вследствие хрупкости земной коры сформировалась сеть взаимопересекающихся разломов. Скорость вращения Земли менялась десятки раз на протяжении одного ледникового периода.

Пангея раскололась примерно 150—220 миллионов лет назад на два континента. Северный континент Лавразия позже раскололся на Евразию и Северную Америку, в то время как из южного континента Гондвана позже произошли Африка, Южная Америка, Индия, Австралия и Антарктида.

Оледенение Антарктиды 30-50 млн.лет назад могло быть вызвано ее отделением от Австралии, образование пролива Дрейка и Антарктического циркумполярного течение, которые не позволили тропическим теплым водным массам достигать Южного полюса.

триасовый (256-208 млн.), юрский (208-146 млн.) меловой (146-65 млн.).

Четвертичному периоду (2.6 млн. лет назад) предшествовала обусловленная изменениями поверхности Земли длительная эволюция климата в сторону усиления термической зональности, что выражалось в снижении температуры воздуха в умеренных и высоких широтах. В плиоцене на климатические условия начало оказывать влияние уменьшения концентрации атмосферной углекислоты, что привело к снижению средней глобальной температуры воздуха на 2 – 3 градуса (в высоких широтах на 3 – 5). После чего появились полярные, ледяные покровы, развитие которых привело к снижению средней глобальной температуры.

В случаях, когда районы географических полюсов оказывались на обширной суше или в замкнутом водоеме в высоких широтах, возникали оледенения.

2. Движение магнитных полюсов Земли.

В 1831 году английским полярным исследователем Джоном Россом в Канадском архипелаге был открыт магнитный полюс - область, где магнитная стрелка занимает вертикальное положение, то есть наклонение равно 900. В 1841 году Джеймс Росс достиг другого магнитного полюса Земли, находящегося в Антарктиде.

Расположение северного магнитного полюса не совпадает с географическим северным полюсом. Примерно с начала XVII века полюс располагается под паковыми льдами в границах нынешней канадской Арктики.

Смещается в северном и с-з направле- нии со скоростью около 10 км в год, со второй половины ХХ века полюс довольно быстро движется в сторону Таймыра. В 2009 г. скорость движения составляла 64 километра в год.

Южный магнитный полюс в настоящее время лежит на краю Антарктиды.

Американское геологическое общество в 1984 г. опубликовало обзор исследования кернов, взятых со дна океана. Было обнаружено, что магнитные полюса не только смещались, но и просто менялись местами, северный становился южным и наоборот. Последний аналогичный случай состоялся примерно 780 тысяч лет назад и длился несколько тысяч лет.

Интенсивность магнитного поля

Влияние интенсивности МП на климат

Температура воздуха и океана,

 

Интенсивность циркуляции вод океана

 

Эксцентриситет орбиты

 

за 800 тыс. лет. (Фостер, 1977)

 

1) Хорошая взаимосвязь.

2). При высокой напряженности МП повышается интенсивность циркуляции атмосферы и океана.

3). При высокой напряженности уменьшается температура (усиление вертикальных токов, уменьшение влагосодержания, усиление потерь в энергии в длинноволновом излучении.

Влияние положения геомагнитного полюса на климат

Похолодание – геомагнитный полюс над Евразией.

Потепление – полюс в Западном полушарии. Причина: наличия циклонов в области полюса.

Если полюс в Западном полушарии – влажные воздушные массы и теплая воды устремляется в Арктику.

Если полюс в Азии – в полярные широты выносятся более сухие воздушные массы с континента.

Напряженность магнитного поля и климат Земли за последние 8 тыс. лет.

Воздействие на климат

Истощается озоновый слой, и климат становится более влажным и теплым. А когда полюсы стоят на месте, то климат держится сухой и суровый.

Причины (гипотезы)

1). На южном полюсе интенсивно нарастает масса льда. Если масса льда будет продолжать расти, то Земля не сможет продолжать вращаться с обычной прецессией оси и найдет новые положения полюсов.

2) Чарльз Хэпгуд выдвинул другую гипотезу. Он обнаружил под земной корой по крайней мере два пласта необычной горной породы, которая при определенных условиях превращается в жидкость. Опытным путем установлено, что кора Земли может скользить над основной массой, а Земля будет вращаться так, как будто ничего не происходит, хотя полюса уже будут в других местах.

Изучив гипотезу Ч. Хэпгуда, А.Эйнштейн, изложил ее суть: «В полярном регионе происходит постоянное

накопление льда, который размещается вокруг полюса несимметрично. Вращение Земли действует на эти асимметричные массы, создавая центробежный момент, который передается жесткой земной коре. Когда величина такого момента превосходит некоторое критическое значение, он вызывает перемещение земной коры относительно расположенной внутри части тела Земли...».

Гипотезу Чарльза Хэпгуда по резкому смещению земной коры, движению литосферы относительно ядра и соответствующего перемещения районов северного и южного полюсов Эйнштейн поддержал и написал в своем предисловии к его книге:

«Я часто получаю корреспонденции от людей, которые хотят узнать мое мнение об их неопубликованных идеях. Ясно, что эти идеи очень редко имеют научную ценность. Однако первое же сообщение, полученное мной от господина Хэпгуда, буквально наэлектризовало меня. Его идея оригинальна, очень проста и, если подтвердится, будет иметь огромное значение для всего, связанного с историей поверхности Земли».

На карте 1513 г. (ранее на 2 тыс. лет) указана бере- говая линия Антарктиды без ледового покрова.

Исследования минералов показывают, что магнитное поле Земли за 4-5 млрд. лет меняло свою ориентацию с севера на юг и обратно сотни раз. Однако в течение последних 780 тыс. лет ничего подобного не происходило, несмотря на то, что средний период смены магнитных полюсов - 250 тыс. лет. Кроме того, геомагнитное поле ослабло почти на 10% с тех пор, как оно впервые было измерено в 30-х гг. XIX в.

Вывод

В прошлом инверсии магнитных полюсов уже происходили не раз и жизнь сохранилась. Если во время переполюсовки магнитосфера Земли на некоторое время исчезнет - на Землю обрушится поток космических лучей, что может представить реальную опасность для обитателей планеты. Особенно, если исчезновение магнитосферы будет сопряжено с истощением озонового слоя.

За последние 150 млн. лет переполяризация происходила сотни раз, о чем свидетельствуют минералы, намагниченные полем Земли во время разогрева горных пород. Затем породы остыли, а минералы сохранили прежнюю магнитную ориентацию.

Контурные карты магнитного поля Земли на границе ядро-мантия, составленные по измерениям, сделанным со спутника, показывают, что большая часть магнитного потока направлена от центра Земли в Южном полушарии и к центру в Северном. Участки обратного магнитного поля росли в числе и размерах между 1980 и 2000 г. Если они заполонят все пространство у обоих полюсов, то может произойти переполяризация.

Соседние файлы в папке Климатология лабы