38. Строение земли. Литосфера. Магнитосфера. Геологические эпохи и формирование современного облика континента.

СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ. Планета Земля состоит из тонкой твердой оболочки (кора толщиной 10–100 км), окруженной мощной водной гидросферой и плотной атмосферой. Недра Земли разделяются на три основных области: кору, мантию и ядро. Кора Земли представляет собою верхнюю часть твердой оболочки Земли толщиной от одного (под океанами) до нескольких десятков км. (под материками). Она состоит из осадочных слоев и хорошо известных минералов и горных пород. Более глубокие ее слои состоят из различных базальтов. Под корой находится твердый силикатный слой (предположительно из оливина), называемый мантией, толщиной 1–3 тыс. км, он окружает жидкую часть ядра, центральная часть которого диаметром около 2000 км твердая.

Литосфера — внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических пород. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25— 200 и 5—100км. Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.

Литосфера под океанами и континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толщина составляет 5—10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.

Магнитосфера — область пространства вокруг небесного тела, в которой поведение окружающей тело плазмы определяется магнитным полем этого тела;— область пространства вокруг планеты или другого намагниченного небесного тела, которая образуется, когда поток заряженных частиц, например солнечного ветра, отклоняется от своей первоначальной траектории под воздействием внутреннего магнитного поля этого тела.

Форма и размеры магнитосферы определяются силой внутреннего магнитного поля этого небесного тела и давлением окружающей плазмы (солнечного ветра). Все планеты, имеющие собственное магнитное поле, обладают магнитосферой: Земля, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Меркурий и Марс обладают очень слабыми магнитосферами, а также Ганимед, один из спутников Юпитера (но его магнитосфера целиком находится в пределах магнитосферы Юпитера, что приводит к их сложным внутренним взаимодействиям). Ионосферы слабо намагниченных планет, как например Венера, частично отклоняют поток солнечного ветра, но они не имеют магнитосферы как таковой.

Вся история развития Земли делится на эры — длительные отрезки времени (от 70 млн. лет до 2 млрд. лет), каждый из которых получил свое название.

Архейская — древнейшая эра в истории развития Земли, когда еще не существовало жизни.

Протерозойская - эра возникновения первичной жизни (простейших организмов).

Палеозойская — эра древней жизни в геологической истории Земли, характеризующаяся формированием всех типов растений и животных.

Мезозойская — эра средней жизни в геологической истории Земли, характеризующаяся развитием пресмыкающихся, птиц и первых млекопитающих.

Кайнозойская — эра новой жизни в геологической истории Земли, эра формирования всех современных форм растений и животных. Она продолжается и в настоящее время. Иногда историю Земли подразделяют по развитию растительности на следующие эры: палеофит (древняя растительность)—эра развития бесцветковых, заканчивается в конце палеозоя; мезофит (средняя растительность) — эра расцвета голосеменных, заканчивается в середине мезозоя; кайнофит (новая растительность)—эра покрытосеменных, продолжается в наше время.

Архейская эра ведет свое начало со времени, когда Земля сформировалась как планета — около 4 млрд. лет назад. Ее продолжительность составляет 1 млрд. лет. Первичная кора, образовавшаяся в результате охлаждения Земли, беспрерывно разрушалась паром и газом, которые выделяло раскаленное вещество. Извергаемая миллионами вулканов лава застывала на поверхности, образуя первичные горы и плоскогорья, материки и океанические впадины. Мощная, плотная атмосфера также охлаждалась, в результате чего выпадали обильные дожди. На горячей земной поверхности они мгновенно превращались в пар. Сплошные облака обволакивали Землю, препятствуя прохождению солнечных лучей, согревающих ее поверхность. Твердая кора охладилась, океанические впадины заполнились водой.

Первичный океан, реки, атмосфера разрушали первичные горы и материки, образуя первые осадочные породы. На протяжении многих миллионов лет истории Земли эти породы, неоднократно подвергаясь воздействию раскаленного вещества, громадного давления и высокой температуры, сильно изменились. Ныне они твердые и плотные. С ними связано образование многих полезных ископаемых: строительного камня, слюды, никелевой руды, каолина, золота, молибдена, меди, кобальта, радиоактивных минералов, железа.

В архейскую эру в теплых водах первичного океана протекади различные химические реакции между солями, щелочами и кислотами. Им благоприятствовали солнечная радиация, плотная атмосфера, ионизация воды, вызываемая разрядами огромных молний...

Формирование материков

29,2% поверхности Земли — это суша. Сушу составляют шесть частей света: Европа, Азия, Америка, Африка, Австралия, Антарктида и острова.

Возраст Земли оценивается в 4,5 миллиарда лет, и уже 4,2—4,3 миллиарда лет назад на Земле существовали океаны и небольшие материки. Начиная с архейской эры (самой древней в истории Земли) и до сегодняшнего времени кора континентов формировалась из расплавленных в глубинах Земли пород, которые выносились на её поверхность. Тектонические плиты литосферы могут сталкиваться между собой или расходиться друг от друга. На границах столкновения одна из сталкивающихся плит может погружаться под другую и уходить в глубину Земли. В зоне погружения возникают глубокие океанические рвы и активные вулканы.

В местах, где плиты расходятся друг от друга, в земной коре возникают глубокие трещины. Породы земных глубин в этих местах плавятся, обычно образуя базальты. Базальты поднимаются, чтобы заполнить трещины, затвердевая по мере поднятия ближе к верхним слоям земной коры. Расходящиеся плиты в океанах формируют таким образом океанское дно, включая подводные хребты.

Почти все современные южные континенты в далёком прошлом соединились, образовав гигантский материк Гондвану. Процесс этого соединения длился в течение 300 миллионов лет, почти всю палеозойскую эру (которая началась 0,5 миллиарда лет назад). К концу этой эры, в результате перемещения тектонических плит, Гондвана соединилась с остальными континентами. Образовалась огромная суша, которая объединила в себе практически все континенты. Этот единый континент геологи назвали Пангеей. Он простирался от полюса до полюса. В процессе формирования Пангеи на территории нынешних Северной Америки (восточная часть), Шотландии, Азии, восточной Австралии и в других районах Земли образовались горные системы как результат столкновений тектонических плит.

Прошли сотни миллионов лет, и единый континент Пангея разделился на несколько материков, которые теперь мы видим на карте Земли. Реальность континентального дрейфа, т.е. взаимного сближения или удаления одного континента от другого, многими учёными ставилась под сомнение вплоть до 1960-х годов. Однако собранные научные данные доказали, что движение континентов является реальностью.

Тектонические плиты являются кусками литосферы, т.е. твёрдой внешней оболочки Земли, которая простирается в среднем до глубины 100 км. Эти плиты имеют возможность перемещаться потому, что на указанных глубинах земная мантия имеет высокую температуру и физически представляет почти жидкую субстанцию. Таким образом, потребная для движения плит энергия исходит из самой Земли. На Земле насчитывается десять больших и средних литосферных плит, например: Евразийская, Тихоокеанская, Южно-Американская, Северо-Американская, Африканская, Антарктическая и др. Скорость перемещения плит — несколько сантиметров в год. Примерно с такой скоростью 180 миллионов лет назад начался процесс отделения Европы и Африки от Америки и соответственно раскрытие между ними Атлантического океана.

Индия с конца мезозойской эры была островным континентом (приблизительно 70 миллионов лет назад). Более 50 миллионов лет назад Индия начала сближение с Азией. Это был грандиозный процесс, длившийся десятки миллионов лет. В результате сжатия часть коры континента Индии поднялась, что привело к возникновению Гималайского хребта. Некоторая часть коры Индии проскользнула под тектоническую плиту Азии, образовав в этом месте кору толщиной вдвое более мощную, чем где-либо в мире. Сжатие между современным субконтинентом Индией и Азией продолжается до настоящего времени, т.е. движение Индии на север ещё не прекратилось. Одним из следствий этого процесса являются разрушительные землетрясения не только вблизи Гималаев, но и за тысячи километров от этого района.