Геодинамика

— наука о процессах, протекающих в системе “Земля”, и о силовых (энергетических) полях, проявляющихся в этих процессах. В соответствии с естественным структурным разделением системы “Земля” на геосферы в составе геодинамики выделяются: динамика ядра, динамика мантии, динамика литосферы, динамика гидросферы, динамика атмосферы и динамика околоземного космического пространства. Динамика трех внутренних геосфер объединяется во внутреннюю, трех внешних — во внешнюю. Внутренняя Г. целиком относится к обл. динамической геологии. Внешняя Г. относится к динамической геологии только в той мере, в которой процессы, протекающие во внешних геосферах, воздействуют на литосферу или др. внутренние геосферы. Динамика гидросферы соответствует обл. интересов океанологии, лимнологии и гидрологии, динамика атмосферы — метеорологии. Динамика околоземного космического пространства в настоящее время интенсивно исследуется в рамках программы исследований Космоса. Помимо перечисленных выше крупных разделов Г., в ее составе может рассматриваться динамика любой части системы “Земля”, выделенной по какому-либо существенному признаку (динамика биосферы, динамика рифтовых зон и т. п.), а также динамика отдельных разнов. естественных процессов (динамика гидротерм. процессов, динамика гроз и т. п.). Сочетания пространственных и предметных ограничений позволяют разнообразно локализовать частные задачи Г. (динамика землетрясений Тихоокеанского подвижного пояса, динамика муссонов Ю.-В. Азии, динамика гидротерм. процесса Дарасунского м-ния и т. п.). Л. М. Плотников.

Билет№19

Тектоника литосферных плит. Движение континентов. Происхождение материков и океанов, крупнейших горных массивов

КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ МОЗАИКА

Первое наблюдение, положившее основу знаменитой теории тектоники литосферных плит, сделал в 1756 году немецкий священник Теодор Лилиенталь. Он заметил, что обращенные друг к другу берега некоторых континентов, например, Южной Америки и Африки, совпадают, как фрагменты мозаики, несмотря на то, что их разделяет океан шириной в тысячи километров. Такое внешнее сродство континентов вызывало много споров, однако только во второй'половине XX века оно получило объяснение.

ПОДВОДНЫЙ РЕЛЬЕФ

Исследуя океанские глубины, ученые обнаружили посередине всех крупных океанов длинные цепи подводных вулканических гор. Они получили название срединно-океа-нических хребтов. Эти хребты вздымаются на высоту около 3,2 км над океанским дном и, соединяясь, образуют самые протяженные горные цепи на Земле. Длина некоторых из них достигает 50 000 км. Берега континентов и островные дуги окаймляют вытянутые, как желоб, подводные впадины глубиной до 8 км. Опираясь на эти топографические открытия, американский геолог Г. X. Хесс предположил, что кора океанского дна создается в срединно-океанических желобах, затем конвекционные течения в мантии разносят ее в стороны. В конце концов этот конвейер затягивает кору в глубоководные желоба, и там она погружается обратно в мантию Земли. Процесс погружения называется субдукцией.

ОКЕАНИЧЕСКОЕ ДНО

Окончательное подтверждение теории континентального дрейфа ученые получили, изучая магнетизм океанического дна. Они обнаружили, что вблизи подводных вулканов в срединно-океанических хребтах кора всегда молодая, а вдоль побережья континентов — древняя. По мере удаления от хребта в обе стороны возраст коры увеличивается. Ученые установили, что возраст океанической коры нигде не превышает 180 млн. лет.

ТЕКТОНИКА ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ

Теория глобальной тектоники плит утверждает, что земная кора состоит из жестких фрагментов, называемых литосферными плитами, и эти плиты постоянно движутся под воздействием течений в подстилающей их мантии. Континенты покоятся на слое океанической коры и, следовательно, движутся вместе с океанским дном. Тектоника плит объясняет многие особенности географии и геологии. Так, например, вдоль побережья Тихого океана, в зоне Тихоокеанского огненного кольца, расположено множество активных вулканов и чаще происходят землетрясения. То же самое можно сказать о срединно-океанических хребтах. По Огненному кольцу проходит граница между плитами, именно их взаимное движение и столкновения вызывают усиленную сейсмическую и вулканическую активность в этом районе.

Литосферные плиты - большие части литосферы. Земная кора не является сплошной. Она разделена разломами на отдельные огромные блоки - литосферные плиты, которые вглубь достигают верхних слоев мантии. Крупнейшие плиты - Евразийская, Африканская, Североамериканская, Южноамериканская, Индо-Австралийская, Антарктическая, Тихоокеанская, Аравийская (рис. 56). Почти все они состоят как из материковой, так и океанической коры. Земная кора легче от мантии. Поэтому она как бы «плавает» на астеносфере. Итак, литосферные плиты медленно, но непрерывно перемещаются в горизонтальном направлении.

. Аравийская литосферная плита, на которой расположен крупнейший полуостров Евразии, непрерывно движется на север. И хотя это движение достаточно медленно - около 24 мм в год, его последствия уже ощутимы. Под давлением крепкого полуострова участки земной коры, в частности на Кавказе, в Турции, на территории Ирана, сжимаются, что чревато опасными землетрясениями. Материки и океаны - следствие движения литосферных плит. Предполагают, что привычные ныне очертания материков и океанов в далеком прошлом имели совсем другой вид. Более полумиллиарда лет назад существовал только один материк - Пангея, что на греческом языке означает «вся земля», и один океан. Позже, в результате движения литосферных плит, Пангея раскололась, и в Северном полушарии возник огромный сухопутный массив - материк Лавразия. В него входили нынешняя Евразия и Северная Америка. Одновременно в Южном полушарии образовалась материк Гондвана, который объединял современные территории Африки, Южной Америки, Антарктиды, Австралии и часть Южной Азии. Около 250 млн лет назад Гондвана распалась на отдельные части, которые постепенно приобрели очертания нынешних материков Южного полушария - Южной Америки, Африки, Австралии и Антарктиды. Лавразия также раскололась, но на две части - нынешние Северную Америку и Евразию. Вместе с образованием современных материков начали формироваться и котловины нынешних океанов. создание современных материков и океанов можно сравнить с тем, как под действием определенных сил огромная льдина раскололась на отдельные части, и они поплыли в разные стороны. Полыньи, возникшие после этого, стали океаническими впадинами. Взгляд в прошлое Автор гипотезы дрейфа материков. Почему раскололись на части «предки» наших материков? На этот вопрос попытался ответить еще в начале XX века немецкий ученый Альфред Вегенер. В книге «Происхождение материков и океанов» он писал: «В 1919 году я впервые подумал о перемещении материков ... когда, изучая карту мира, я был удивлен сходством очертаний берегов по обе стороны Атлантического океана ». Его выводы о «плавание» по верхнему слою мантии отдельных частей Гондваны и Лавразии подтвердили и другие ученые. и продолжают материки и океаны перемещаться и теперь? Так, они не остановились. Ведь все материки и океанические впадины-это крупные литосферные плиты, которые и в наше время медленно движутся по пластическому верхнему слою мантии со скоростью от одного до шестнадцати сантиметров в год. Однако иногда литосферные плиты могут «прыгать». Так, во время землетрясения в 1857 году севернее Сан-Франциско за несколько минут Тихоокеанская плита переместилась относительно Североамериканской на 10 см в северном направлении. А в 1906 году обе плиты толчками «прыгнули» друг относительно друга на 6-8 м. Вследствие постоянного движения литосферных плит вид поверхности Земли все время меняется. ИТОГИ • Земная кора разделена глубинными разломами на отдельные огромные блоки - литосферные плиты. • Современные материки и впадины океанов образовались вследствие движения литосферных плит.

Билет№20

Катастрофические проявления динамики литосферы. Вулканизм, землетрясения, цунами. Места распространения крупнейшие землетрясения и извержения в истории человечества.

Извержение вулкана - активная деятельность вулкана, опасная для любых форм жизни, выбрасывание на земную поверхность раскаленных обломков, пепла, излияние лавы. Извержение вулкана может продолжаться от нескольких часов до многих лет. При взрывных извержениях выбрасывается большое количество обломочного материала: вулканических бомб (размером от горошины до 2-3 метров),пепла.результате, выброс пепла на большую высоту в атмосферу сказывается на погоде Земли в течение долгого времени. При некоторых извержениях вязкая магма застывает в жерле вулкана, не излившись.

Вулкан выбрасывает газы, жидкие и твердые вещества с высокой температурой. Это часто становится причиной разрушения строений и гибели людей. Лава и другие раскаленные извергаемые вещества стекают по склонам горы и выжигают все, что встречают на своем пути, принося неисчислимые жертвы и поражающие воображение материальные убытки. Единственной защитой от вулканов является всеобщая эвакуация, поэтому население должно обязательно быть знакомо с планом эвакуации и беспрекословно подчиняться властям в случае необходимости.

В 1883 году в августе в Индонезии на острове Кракатау (высота 800 м) произошло одно из самых знаменитых и мощных извержений вулкана, отзвуки данного события были слышны даже за 3500 км. в Австралии, и целый год после извержения небосвод украшали необычайные, красочные разводы. Вылилосб 18 куб км лавы и огромная волна, 35 метров, смела сотни прибрежных поселков и городов Явы и Суматры, в результате погибло 36 тысяч человек.

На Земле около 600 действующих вулканов. Самые высокие из них находятся в Эквадоре (Котопахи - 5896 и Сангай - 5410 метров) и в Мексике (Попокатепетль - 5452 метра). В России находится четвертый в мире по высоте вулкан - это Ключевская Сопка высотой 4750 метров. Одно катастрофическое извержение случилось 8 мая 1902 года на острове Мартиника в Карибском море. За день до этого на соседнем острове проснулся вулкан Суфриер, погибло 2 тысячи человек. Жители городка Сен-Пьер на Мартинике не услышали в этом угрозы для себя - эвакуировались только две тысячи человек. А утром следующего дня три взрыва обрушили на городок раскалённую лаву и пепел. Город полностью сгорел, погибло 30 тысяч человек.

В истории катастроф особое место занимает ещё одно страшное извержение - Везувия. 24 августа 79 года над Неополитанским заливом раздался взрыв, который под слоем пепла, лавой и кипящей грязью похоронил три города: Помпеи, Геркуланум и Стабию. В тот день погибло 10 тысяч человек.

Опасны почти все проявления вулканической деятельности. Само собой понятна опасность кипящей лавы или бомбочек. Но не менее страшен и пепел, который проникает буквально всюду. Представьте себе непрерывный серо-черный снегопад, который заваливает улицы и пруды, двери домов. Крыши, рушащиеся под его тяжестью. Помпеи погибли именно так: под слоем пепла в 7-8 метров.

Вулкан опасен не только во время извержения. Кратер ещё долго может таить под внешне крепкой коркой кипящую серу. Опасны и кислотные или щелочные газы, которые напоминают туман. Впрочем, даже обычный углекислый газ убивает все живое.

Долина смерти на Камчатке (в Долине гейзеров) накапливает углекислый газ, который тяжелее воздуха, и волки, лисицы, зайцы или птицы часто гибнут, оказавшись в этой низине. Интересно, что человек может пройти подобную ловушку даже не заметив - если окажется выше слоя тяжелого газа.

Современная наука довольно точно предсказывает вулканические извержения. Почти на каждом действующем вулкане находятся станции или приборы, позволяющие следить за жизнью огненной горы. Обычное решение при угрозе катастрофы - эвакуация соседних поселков и городов. Однако иной раз удаётся и поспорить со стихией. Например, в 1983 году на склоне знаменитой Этны удалось взрывами создать направленное русло для лавы, что спасло от угрозы ближайшие селения.

В качестве утешающего примера можно привести и историю борьбы жителей исландского городка Вейстманнаэйяр со своим вулканом, проснувшимся 23 января 1973 года. Около двух сотен мужчин, оставшихся после эвакуации, направили пожарные струи на ползущую к порту лаву. Остывая от воды, лава каменела. В борьбу включились мощные струи морской воды от землечерпалки, вошедшей в порт. Затем были смонтированы трубопроводы, удалось спасти большую часть города, порт, и при этом никто не пострадал. Правда, борьба с вулканом затянулась почти на полгода.

2011 г. 12 июня — вулкан Набро, государство Эритрея

2011 г. 5 июня — вулкан Пуйеуэ, государство Чили

2011 г. 21 мая — вулкан Гримсвотн, остров Исландия

2011 г. 3 января — вулкан Этна, восточное побережье Сицилии

2010 г. 26 октября — вулкан Мерапи, Индонезия, о. Ява

2010 г., 21 марта — вулкан Эйяфьятлайокудль, остров Исландия

XX век

2000 г. декабрь, Мексика, вулкан Попокатепетль

2000 г. 14 марта, Россия, Камчатка, вулкан Безымянный

1997 г. 30 июня, Мексика, вулкан Попокатепетль

1991 г. 10-15 июня, Филиппины, остров Лусон, вулкан Пинатубо

1985 г. 14-16 ноября, Колумбия, вулкан Невадо-дель-Руис

1982 г. 29 марта, Мексика, вулкан Эль-Чичон

1980 г. 18 мая, США, штат Вашингтон, вулкан Сент-Хеленс

1956 г. 30 марта, СССР, Полуостров Камчатка, вулкан Безымянный

1951 г. 21 января, Новая Гвинея, вулкан Ламингтон

1944 г. июнь, Мексика, вулкан Парикутин

1944 г. март, Италия, вулкан Везувий

1931 г. 13-28 декабря, Индонезия, о. Ява, вулкан Мерапи

1911 г. 30 января — Филиппины, вулкан Тааль

1902 г., 24 октября — Гватемала, вулкан Санта-Мария

1902 г., 8 мая — остров Мартиника, вулкан Мон-Пеле