35. Роль геофизики в развитии геологии

Современная геология во многом опирается на изучение ес­тественных физических полей Земли. Геофизика как наука имеет свою историю, корни которой уходят в историю самой физики. Была создана общая моде­ль оболочечного строения Земли по сейсмическим данным, основы которой (кора-мантия-ядро) были намечены Вихертом еще в 1897 г. Буллен в 1959 г. предложил общую модель строения Земли с буквенными обозначениями отдельных оболочек, получившую известность как модель Буллена. Химический состав этих оболочек был впервые правильно намечен Зюссом в 1909 г.: он назвал ядро Nife - по преобладанию Fe и Ni; промежуточный слой, т.е. мантию, Sima (Si, Mg), а земную кору Sal (Si,Al). Голицыным в 1912 г. было отмечено существование в мантии на глубинах 106-232 км осо­бого пластичного слоя - источника магмы, а в 1914 г. Баррел предсказал наличие под корой (литосферой) слоя пониженной вязкости, который он назвал астеносферой. В первой четверти ХХ в. начали развиваться сейсмические методы разведки. В 1922 г. русский геофизик Воюцкий показал, что для разведочных целей можно использовать отраженные волны. Для регионального изучения строения земной коры в начале 50-х гг. Гамбурцев разработал метод глубинного сейсмического зон­дирования (ГСЗ).

Долгие годы велись разработки способов измерения Fтяж с плавучих станций на акватории, и только в 1923-1924 гг. Венинг-Мейнес сумел получить пер­вые удовлетворительные результаты морских измерений. Оказалось, что к глубоководным желобам приурочены исключительно резкие отрицательные аномалии Fтяж.

Начало XX в. — время становления промысловой геофизи­ки. К. Шлюмберже в 1912 г. опробовал электрические методы исследования скважин на нефтяных промыслах Эльзаса.

35. История становления учения об изостазии.

В 19 в. стала развиваться и применяться гравиметрия. В середине 19 в. Стокс теоретически обосновал связь аномалий Fтяж с фигурой Земли, определив тем самым геодезическое направление развития гравиметрии. Вычисленная Стоксом зависимость между неоднородностями рельефа и отклонениями отвеса маятника навсегда подтверждалась данными природных измерений. Измерения Fтяж, проведенные в Индии, у подножия Гималаев, и в Андах, дали несколько неожиданный результат: полученные значения оказались значительно меньше тех, которые можно было ожидать при подобном градиенте изменения рельефа.

Для объяснения этого явления почти одновременно в 1855 г. появились 2 гипотезы, одна из которых была выдвинута Эри, а другая - Праттом. Обе гипотезы исходили из допущения, что отдельные части земной коры находятся в состоянии равновесия, плавая в соответствии с законом Архимеда, в подстилающем слое подкоровой оболочки большей плотности. По мнению Эри, блоки, слагающие горные сооружения; состоят из γ-осадочного материала, имеют разную высоту, но одинаковую плотность. При этом, чем выше горы, тем глубже они опускаются в подкоровый слой, созда­вая своеобразные «корни» гор. Следовательно, подошва земной коры служит как бы зеркальным отражением рельефа. Пратт предложил другую модель, в которой блоки коры имеют разную плотность, причем более низкий рельеф отвечает блокам большей плотности, а более высокий — меньшей. Осно­вание блоков, находится на одинаковой глубине.

В 1889 г. Деттон подоб­ный процесс компенсации неодинаковой высоты блоков коры назвал изостазией. Разработанная Деттоном теория изостазии стала широко использоваться для объяснения механизма вертикальных движений земной коры. Сам принцип изостазии нашел подтверждение в отсутствии, крупных гравитационных аномалий, связанных с мощными ледниковыми панцирями Гренландии и Антарктиды, и в восходящих движениях областей Балтийского и Канадского щитов, недавно освободившихся от ледовой нагруз­ки. Вместе с тем выяснилось, что в природе реализуется как схема Эри (горы-равнины), так и схема Пратта (океаны-континен­ты) или их комбинация.