Лекции по Физике Земли
.pdf
Параметры |
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |
|
океанической |
|
литосферы |
СОХ |
• Океаническая кора:
I– осадочный слой (H= 1-
1.5км; Vp=1.7-2.0 км/c II - (H= 1.5 – 3 км):
IIа – лавы толтеит.
базитов (Vp=3.6-4.3 км/c) IIб- паралл. дайки
(Vp=5.2-5.8 км/c) III - (H= 5.0 – 7.5 км):
IIIа – габбро,
IIIб – дуниты,
гарцбургиты, перидотиты
(Vp=6.5-7.0 км/c)
•Литосферная мантия - Vp=8.2 км/c
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Идея дрейфа континентов
•В начале XX века (1915 г.) немецкий
метеоролог и геолог Альфред Вегенер опубликовал маленькую книгу,
названную “The origin of the continents and oceans”.
•В то время выводы о формировании и эволюции геологических структур базировались на результатах исследований континентов.
Предполагалось, что континенты остаются неподвижными с момента образования Земли. Идея Вегенера в
штыки была принята геологической общественностью. Прежде всего
оставалось непонятным, какие силы могут перемещать такие гигантские массы как континенты.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Идея дрейфа континентов
• А.Вегенер предположил, что первоначально |
(до |
|
мезозойской эры) современные континенты составляли |
||
единый суперконтинент, названный им ПАНГЕЯ (от |
||
греческого Pan-jee-ah – «вся земля»). В Мезозое |
(250-65 |
|
млн лет) Пангея была расколота на современные |
||
континенты, которые перемещаются друг относительно |
||
друга. |
Контуры современных континентов хорошо |
|
прилегают друг к другу, как детали игры «Пазл». |
|
|
•Эта идея получила название «Дрейф континентов». А.Вегенер сформулировал идею новой концепции, которая
получила обоснование, развитие и признание только во второй половине XX века, когда начались широкомасштабные исследования геологии океанов.
|
|
|
|
Аргументы А.Вегенера |
||||
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |
|
|
|||||
|
Ледниковые отложения PZ3 |
по |
|
|||||
• |
А.Вегенер, |
будучи |
|
|||||
|
образованию |
метеорологом, |
|
|||||
|
изучил материалы, |
относящиеся |
|
|||||
|
к |
|
|
обнаружению |
|
|||
|
позднепалеозойских ледниковых |
|
||||||
|
(моренных) отложений на разных |
|
||||||
|
континентах. |
|
|
|
|
|
|
|
• |
Характерные |
|
моренные |
|
||||
|
отложения |
позднего |
|
палеозоя |
|
|||
|
(260-280 |
млн лет) |
- смеси илов, |
Расположение позднепалеозойских ледниковых |
||||
|
песка, |
гальки |
и |
|
крупных |
|||
|
обломков, обнаружены в Южной |
отложений на карте современной Земли |
||||||
|
Африке, |
Южной |
Америке, |
|
||||
|
Южной Индии, в Австралии и на |
|
||||||
|
Антарктиде. |
За |
исключением |
|
||||
|
Антарктиды – это не полярные |
|
||||||
|
регионы. |
Вегенер заметил, что |
|
|||||
|
если |
совместить |
|
контуры |
|
|||
|
континентов, |
ареалы |
развития |
|
||||
|
ледниковых |
отложений |
хорошо |
|
||||
|
увязываются. |
|
Он |
|
изучил |
|
||
|
направления движений ледников: |
Расположение позднепалеозойских ледниковых |
||||||
|
оказалось |
что |
их |
центр |
отложений на палеореконструкции Пангеи |
|||
|
располагался в Южной Африке. |
|
||||||
• Расположение экваториальных
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
климатических поясов
•В конце палеозойской эры в экваториальном поясе располагались север Южной и юг Северной Америки, Северная Африка и Южная Европа. А.Вегенер подобрал свидетельства этих климатических условий:
-в болотах и джунглях тропиков накапливаются мощные толщи растительного материала, которые при погружении на глубину преобразуются в уголь;
-в условиях мелководных тропических морей из раковин морских организмов
формируются рифовые постройки;
- в тропических и на окраинах
субтропических регионов формируются пустыни (песчано-дюнные комплексы)
и соли (испарение морских бассейнов и солевых озер).
•На карте современной земли эти объекты располагаются на разных широтах; на палеореконструкции Вегенера они формируют единую зону.
Аргументы А.Вегенера
Карта Пангеи, показывающая расположение месторождений угля и рифов (тропики), песчано-
дюнных отложений пустынь и месторождений солей (субтропики).
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Аргументы А.Вегенера
Расположение окаменелостей
•В настоящее разные континенты, разделенные океанами, населены весьма различающимся животным миром и имеют различную растительность.
•А.Вегенер систематизировал палеонтологические данные по обнаружению окаменелостей животных и растений живших в Позднем Палеозое - Раннем Мезозое (300-210 млн лет).
Например, костные останки рептилии “Cynograthus”
обнаружены в Южной Америке, Африке и Индии.
Карта, показывающая
расположение точек обнаружения окаменелостей континентальных животных и растений Позднего Палеозоя-Раннего Мезозоя
vk.com/club152685050Аргументы| vk.com/id446425943А.Вегенера
Сходство геологических структур
•А.Вегенер обнаружил, что если
совместить континенты, то можно проследить единые структуры, существовавшие до раскола Пангеи.
В частности, он обнаружил, что Аппалачская складчатая область прослеживается с территории США и Канады в Восточную Гренландию, Великобританию, Норвегию и Северную Африку.
Недостатки идеи А.Вегенера
•Он не нашел объяснения сил, которые приводят к дрейфу континентов. В своей
работе он предполагал, что раскол континентов обусловлен силами ротации Земли. По его представлениям
континентальная кора (не литосфера)• продвигалась через океаническую кору как корабль продвигается в воде.
Прослеживание единой палеозойской складчатой области вдоль окраин разных континентов
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Спрединг и субдукция
• В 1960 году профессор Принстонского университета (США)
Гарри Хесс предположил, что континенты дрейфуют в связи с формированием океанической коры между ними.
Одновременно Роберт Дейтс описал и дал название процессу образования новой океанической коры – «спрединг морского
дна»; обратный процесс, когда старая океаническая кора погружается на глубину, он назвал «субдукция».
К 1968 году была |
|
Тектоника плит |
||
разработана модель, |
|
|||
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |
|
|||
описывающая дрейф |
|
|||
континентов. В рамках этой |
|
|||
модели: |
|
|
|
|
1. Внешняя |
относительно |
|
||
жесткая |
оболочка |
Земли, |
|
|
включающая земную кору и |
|
|||
верхнюю |
часть |
мантии |
|
|
(«литосферу»), плавает на |
|
|||
относительно |
|
мягкой, |
|
|
пластичной |
оболочке |
|
||
(«астеносфере»). Вещество |
|
|||
астеносферы, |
имеющее |
|
||
температуру более |
12000С, |
|
||
обладает |
|
свойствами |
|
|
жидкости |
(очень медленно |
|
||
течет под |
воздействием |
|
||
внешних |
|
напряжений, |
|
|
реализует |
|
конвективную |
|
|
форму передачи тепла); |
|
|||
2. Литосфера континентов и океанов резко различается по составу и мощности:
а) «легкая» литосфера континентов имеет среднюю мощность 150-200 км; земная кора континентов имеет среднюю мощностью – 35-40 км и состоит из салических пород относительно пониженной плотности;
б) «тяжелая» океаническая литосфера имеет мощность от 80-100 км (старая литосфера) до 7-10 км в пределах СОХ (молодая литосфера). Ее кора мощностью 7-10 км состоит из мафических пород повышенной плотности.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Тектоника
плит
3. Литосферная оболочка Земли разбита на отдельные сегменты, называемые
«литосферными плитами»
которые
автономно дрейфуют в астеносферной среде. В пределах литосферной оболочки выделяется 8 больших плит и сопоставимое число малых плит.