2. Эндогенные и экзогенные процессы и их последствия для планеты. Гидрократические и геократические колебания земной коры. Механизм и ритмичность оледенений.

Внутренние (эндогенные) процессы.

С внутренними процессами связа­ны различные тектонические движения земной коры, создающие основные формы рельефа Земли, магматизм, землетрясения. Тектонические движения проявляются в медленных вертикальных колебаниях земной коры, в образо­вании складок горных пород и разломов.

Медленные вертикальные колебательные движения — поднятия и опус­кания земной коры — совершаются непрерывно и повсеместно. Они свойст­венны платформам. С ними связано наступление моря и соответственно из­менение очертаний материков и океанов. Сейчас медленно поднимается Скандинавский полуостров, но опускается южное побережье Северного мо­ря. Скорость этих движений до нескольких миллиметров в год.

Складчатые тектонические нарушения пластов горных пород — изгиб слоев без нарушения их сплошности. Складки различаются по размерам, причем мелкие нередко осложняют крупные (по форме, по происхождению и т.д).

Разрывные тектонические нарушения пластов горных пород — разломы — могут быть различными по глубине (либо в пределах земной коры, либо рас­секать ее и уходить в мантию до 700 км), по протяженности, длительности развития, без смещения участков земной коры в горизонтальном и верти­кальном направлениях и т.д.

При горообразовании процессы поднятия всегда интенсивнее процессов разрушения и сноса материала.

Складчатые и разрывные тектонические движения сопровождаются, особенно в горах, магматизмом, метаморфизмом горных пород и землетря­сением.

Магматизм связан прежде всего с глубинными разломами, пересекаю­щими земную кору и уходящими в мантию. Он может быть интрузивным, когда магма, не достигая поверхности Земли, застывает на глубине, и эффу­зивным (вулканизм), когда магма прорывает земную кору и изливается на земную поверхность. При этом выделяется много газов, первоначальный со­став изменяется, и магма превращается в лаву.

Большинство действующих вулканов расположены среди молодых гор кайнозойской складчатости. Много их и вдоль крупных разломов в тектони­чески подвижных областях, в том числе и на дне океанов вдоль осей сре­динно-океанических хребтов. Вдоль побережья Тихого океана располагается основная зона вулканов — Тихоокеанское огненное кольцо, где более 370 действующих вулканов. В местах затухания вулканической деятельности ха­рактерны горячие источники, в том числе периодически фонтанирующие — гейзеры.

Землетрясения — внезапные подземные удары, сотрясения и смещения пластов и блоков земной коры. Их очаги приурочены к зонам разломов. В большинстве случаев они находятся на глубине первых десятков километров в земной коре, однако иногда и в верхней мантии на глубине 600—700 км, например вдоль побережья Тихого океана, в Карибском море и других рай­онах. Возникающие в очаге упругие волны, достигая поверхности, вызыва­ют образование трещин, колебание ее вверх-вниз, смещение в горизонталь­ных направлениях. Интенсивность землетрясений оценивается по 12-балльной шкале на основании деформации слоев Земли и степени повреж­дения зданий. Землетрясения на побережье и на дне океанов вызывают цу­нами.

Внешние (экзогенные) процессы.

Деятельность любого внешнего фак­тора складывается из процессов разрушения и сноса пород (денудация) и от­ложения материала в понижениях (аккумуляция). Этому предшествует вы­ветривание — процесс разрушения горных пород под действием резкого колебания температур и замерзания воды в трещинах пород, а также хими­ческого изменения их состава под влиянием воздуха и воды, содержащей кислоты, щелочи и соли.

Деятельность текучих вод видна практически повсеместно, за исключе­нием полярных районов и гор, покрытых ледниками, и ограничена в пусты­нях. За счет текучей воды происходит общее понижение поверхности под влиянием сноса почвы и горных пород, образуются эрозионные формы рельефа (овраги, балки, речные долины), а также аккумулятивные формы (конусы выноса балок и оврагов, дельты рек).

Реки производят большую постоянную разрушительную работу. Они раз­мывают большие долины, на которых интенсивно развиваются склоновые процессы.

Разрушительная работа ледников. Они занимают около 11% суши. Более 98% современного оледенения приходится на покровные ледники Антарк­тиды, Гренландии и полярных островов и только 2% — на горные ледники. Мощность покровных ледников 2—3 км и более. Транспортируемый ледни­ком материал в виде несортированного суглинка и супеси с валунами, море­ны откладывается у края ледника, а потом реками, начинающимися у края ледников, выносится к подножию гор. За время четвертичных оледенений центрами и областями ледникового сноса были Скандинавские горы, По­лярный Урал, север Скалистых гор, возвышенности Кольского полуострова, Карелии, полуострова Лабрадор и др.

Ветер присутствует на всей Земле. Его работа виднее всего в пустынях. В каменистых пустынях ветер не только выдувает мелкие частицы, образую­щиеся за счет процессов разрушения. Ветропесчаный поток обтачивает ска­ты, придает им причудливые формы, разрушает и выравнивает поверхность.

Подземные воды растворяют некоторые горные породы и вносят свою лeпту в дело разрушения пород и изменения ландшафта.

Происхождение четвертичных оледенений.

Оледенения всегда возникали в геократические эпохи, т.е. эпохи с наиболее широким развитием суши в период орогенеза. Оледенения в разных районах Земли происходили

в конце протерозоя (байкальский орогенез),

в конце ордовика (каледонский рогенез),

в конце карбона-перми (герцинский орогенез),

в неогене и антропогене (альпийский орогенез).

Разрастание материков и их высокое положение, появление горных систем (часто очень высоких) — все это приводило к крупным изменениям климата, к образованию обширных областей континентального резко контрастного климата, к сильному охлаждению горных областей, изоляции и охлаждению приполярных регионов.

Менялись циркуляция атмосферы и направления морских течений, идущих из Ледовитого океана. Существует концепция Брукса, основанная на том, что при некоторых условиях достаточно начального понижения среднегодовой температуры на полюсах всего на 1/3 °С, чтобы вызвать цепное понижение температуры к средним широтам и появление ледников в полярной зоне.

Механизм оледенений

Этапы оледенений:

1. Образование больших морских бассейнов

2. Испарение

3. Вулканизм (тектоническая активность)

4. Снижение инсоляции

5. Похолодание

6. Нарастание ледниковых шапок

7. Понижение уровня Мирового океана

8. Антициклональные условия

9. Повышение уровня инсоляции

10. Таяние ледников

12 . Повышение уровня Мирового океана И всё сначала

4. Эвстатические колебания уровня Мирового океана.

Образование лед­ников приводило к концентрации огромных масс воды на суше в виде льда, а в океане — к крупному понижению уровня. Для периодов максимального оледенения оно могло превышать 200 м. Следовательно, осушалась почти вся поверхность шельфа, очень низок был базис эрозии и должно было про­исходить очень глубокое врезание речных долин с последующим их запол­нением аллювием. Реально же известны лишь значительно меньшие переуг­лубления (вероятно, из-за явления гидроизостазии — с изостатическим под­нятием дна океана в результате изъятия части воды, вследствие чего явления регрессии океанов могли быть весьма кратковременными). Через какое-то время эвстатическое понижение уровня океана должно было в некоторой мере компенсироваться гидройзостатическим поднятием дна океана. Появ­ление и исчезновение ледниковой нагрузки на северных материках вызвало изостатическое погружение и поднятие их северных окраин.

Тектонические движения в зоне побережий значительно изменили уровни древних береговых линий. Наконец, колебания уровня океана могут быть связаны и с неотектоническими движениями во впадинах самих океанов и с изменением формы геоида.

В 1896 г. академик А.П. Павлов разделил движения водоемов на два типа:

Гидрократические — движения уровня водоемов, обусловленные измене­нием объема вод, их заполняющих;

Гидрократические движения уровня водоемов (океана) связаны главным образом с образованием на континентах огромных ледниковых покровов в периоды похолоданий и их таяния в эпохи потеплений четвертичного периода. Амплитуды колебаний уровня Мирового океана во время оледене­ний, вероятно, не превышали 110—130 м. Объем льдов максимального оле­денения плейстоцена (56,6 млн км³) соответствовал понижению уровня океана ниже современного на 120 м. При полном таянии современного лед­никового покрова Антарктиды (27,9 млн км³) может произойти повышение уровня Мирового океана на 62 м. Установлено, что аккумуляция воды в озе­рах континентов заметного влияния на уровень океана не оказывала. Уста­новлена четкая взаимосвязь событий — общепланетарное похолодание при­водило к росту ледниковых покровов и к значительному понижению уровня океана. Но один гидрократнческий фактор не в состоянии объяснить такие колебания уровня океана без привлечения тектонических причин.

Геократические — изменения уровня водоемов, отражающие процессы, которые происходят в земной коре, т.е. опускание и поднятие дна.

Геократические движения уровня водоемов отражают движения самого морского дна. Этот тип движений был главенствующим в истории развития океана, приводя к планетарным трансгрессиям и регрессиям в геологиче­ском прошлом. Установлено, что существовала достаточно тесная связь ме­жду значительными колебаниями уровня океана и интенсивностью тектони­ческих процессов в прошлом, Регрессии, как правило, совпадали с ороген-ными фазами, которые вызывали крупные перестройки земной поверхности, увеличивали контрастность рельефа, и как бы способствовали увеличению емкости океанических впадин. При этом скорость понижения уровня океана могла составлять более 10 м на 1 млн лет. Трансгрессии океана обычно были характерны для межорогенных периодов, причем скорость подъема уровня могла достигать почти 14 м за 1 млн лет. Так, при осушении или заполнении крупных бассейнов, подобных Средиземноморскому, водные массы пере­мещались в океан и из океана. Расчеты показали, что полное осушение Сре­диземного моря (вероятно, в позднем миоцене) могло повлечь за собой подъем уровня океана на 10 м и опускание примерно на ту же величину при его повторном заполнении.

Геократические и гидрократические изменения уровня океана сочетаются в одних и тех же районах, действуют или в одном направлении, или же раз­нонаправленно, при этом имея неодинаковые скорости. По новейшим дан­ным, уровень древнего океана не был постоянным по следующим причинам:

1. из-за перераспределения массы гидросферы, преимущественно в результате материковых оледенений;

1. из-за изменения уровня в результате изменения емкости океанических впадин;

2. из-за вытеснения воды материалом, сносимым с континентов (эрозия);

3. из-за осушения или затопления крупных бассейнов (типа Средиземного моря), когда водные массы перемещаются в океан или из океана;

4. из-за поступления ювенильных вод в результате дифференциа­ции мантии Земли (по данным Г. Менарда, за счет этого процесса происхо­дит повышение уровня океана со скоростью 1 мм за 1000 лет);

5. из-за изменения формы геоида.