Континентальная кора имеет трёхслойное строение:

1) Осадочный слой образован в основном осадочными горными породами. Здесь преобладают глины и глинистые сланцы, широко представлены песчаные, карбонатные и вулканогенные породы. В осадочном слое встречаются залежи таких полезных ископаемых, как каменный уголь, газ, нефть. Все они органического происхождения.

2) «Гранитный» слой состоит из метаморфических и магматических пород, близких по своим свойствам к граниту. Наиболее распространены здесь гнейсы, граниты, кристаллические сланцы и др. Встречается гранитный слой не везде, но на континентах, где он хорошо выражен, его максимальная мощность может достигать нескольких десятков километров.

3) «Базальтовый» слой образован горными породами, близкими к базальтам. Это метаморфизованные магматические породы, более плотные по сравнению с породами «гранитного» слоя.

22. Строение и развитие подвижных поясов.

Геосинклиналь - подвижная зона высокой активности, значительной расчлененности, характеризующаяся на ранних этапах своего развития преобладанием интенсивных погружений, а на заключительных - интенсивных поднятий, сопровождаемых значительными складчато - надвиговыми деформациями и магматизмом.

Подвижные геосинклинальные пояса являются чрезвычайно важным структурным элементом земной коры. Они обычно располагаются в зоне перехода от континента к океану и в процессе своей эволюции формируют континентальную кору. В развитии подвижных поясов, областей и систем выделяются два основных этапа: геосинклинальный и орогенный.

В первом из них различаются две главные стадии: раннегеосинклинальная и позднегеосинклинальная.

Раннегеосинклинальная стадия характеризуется процессами растяжения, расширения океанского дна путем спрединга и одновременно - сжатия в краевых зонах

Позднегеосинклинальная стадия начинается в момент усложнения внутренней структуры подвижного пояса, которое обусловлено процессами сжатия, проявляющимися все сильнее в связи с начинающимися закрытием океанского бассейна и встречным движением литосферных плит.

Орогенный этап сменяет позднегеосинклинальную стадию. Орогенный этап развития подвижных поясов состоит в том, что вначале перед фронтом растущих поднятий возникают передовые прогибы, в которых накапливаются мощные толщи тонкообломочных пород с угленосными и соленосными толщами - тонкие молассы.

23. Платформы и этапы их развития.

Платформа , в геологии - одна из главных глубинных структур земной коры, характеризующаяся малой интенсивностью тектонических движений, магматической деятельности и плоским рельефом. Это наиболее устойчивые и спокойные области континентов.

В строении платформ различают два структурных этажа:

1) Фундамент. Нижний этаж сложен метаморфическими и магматическими породами, смятыми в складки, разбитыми многочисленными разломами.

2) Чехол. Верхний структурный этаж, сложен полого залегающими неметаморфизованными слоистыми толщами - осадочными, морскими и континентальными отложениями

По возрасту, строению и истории развития континентальные платформы подразделяются на две группы:

1) Древние платформы занимают около 40 % площади континентов

2) Молодые платформы занимают значительно меньшую площадь континентов (около 5 %) и располагаются либо по периферии древних платформ, либо между ними.

Стадии развития платформ.

1) Начальная. Стадия кратонизации , характеризуется преобладанием поднятий и довольно сильным заключительным основным магматизмом.

2) Авлакогенная стадия , которая постепенно вытекает из предыдущей. Постепенно авлакогены (глубокий и узкий грабен в фундаменте древней платформы, перекрытый платформенным чехлом. Представляет собой древний рифт, заполненный осадками.) перерастают во впадины, а потом в синеклизы. Синеклизы разрастаясь, покрывают осадочным чехлом всю платформу, и наступает ее плитная стадия развития.

3) Плитная стадия. На древних платформах охватывает весь фанерозой, а на молодых начинается с юрского периода мезозойской эры.

4) Стадия активизации. Эпиплатформенные орогены (гора, горноскладчатое сооружение, возникшее наместе геосинклинали )

Строение планеты, на которой мы живем, издавна занимало умы ученых. Было высказано множество наивных суждений и гениальных догадок, однако доказать правоту или ошибочность любой гипотезы убедительными фактами до самого последнего времени никто не мог. Да и в наши дни, несмотря на колоссальные успехи науки о Земле, в первую очередь благодаря развитию геофизических методов исследования ее недр, не существует единого и окончательного мнения о строении внутренних частей земного шара.

Правда, в одном все специалисты сходятся между собой: Земля состоит из нескольких концентрических слоев, или оболочек, внутри которых расположено шаровидное ядро. Новейшие методы позволили с большой точностью измерить толщину каждой из этих вложенных друг в друга сфер, но что они собой представляют и из чего состоят, пока до конца еще не установлено.

Некоторые свойства внутренних частей Земли известны доподлинно, о других можно пока только догадываться. Так, с помощью сейсмического метода удалось установить скорость прохождения сквозь планету упругих колебаний (сейсмических волн), вызванных землетрясением или взрывом. Величина этой скорости, в общем, очень велика (несколько километров в секунду), но в более плотной среде она возрастает, в рыхлой — резко снижается, а в жидкой среде такие колебания быстро гаснут.

Сейсмические волны могут пройти сквозь Землю менее чем за полчаса. Однако, достигнув границы раздела слоев с различной плотностью, они частично отражаются и возвращаются к поверхности, где время их прибытия можно зарегистрировать чувствительными приборами.

О том, что под верхней твердой оболочкой нашей планеты расположен другой слой, догадывались еще в глубокой древности. Первым об этом сказал древнегреческий философ Эмпедокл, живший в V веке до нашей эры. Наблюдая за извержением знаменитого вулкана Этна, он увидел расплавленную лаву и пришел к выводу, что под твердой холодной оболочкой земной поверхности находится слой расплавленной магмы. Смелый ученый погиб при попытке проникнуть в жерло вулкана, чтобы получше узнать его устройство.

Идея об огненно-жидком строении глубоких земных недр получила наиболее яркое развитие в середине XVIII века в теории немецкого философа И. Канта и французского астронома П. Лапласа. Эта теория просуществовала до конца XIX века, хотя никому не удавалось измерить, на какой глубине кончается холодная твердая кора и начинается жидкая магма. В 1910 году югославский геофизик А. Мохоровичич сделал это, применив сейсмический метод. Изучая землетрясение в Хорватии, он обнаружил, что на глубине 60—70 километров скорость сейсмических волн резко меняется. Выше этого раздела, который был позднее назван границей Мохоровичича (или просто «Мохо»), скорость волн не превышает 6,5—7 километров в секунду, тогда как ниже она скачкообразно возрастает до 8 километров в секунду.

Таким образом, оказалось, что непосредственно под литосферой (корой) находится вовсе не расплавленная магма, а, напротив, стокилометровый слой, еще более плотный, чем кора. Его подстилает астеносфера (ослабленный слой), вещество которой находится в размягченном состоянии.

Некоторые исследователи считают, что астеносфера представляет собой смесь твердых гранул с жидким расплавом.

Если судить по скорости распространения сейсмических волн, то под астеносферой, вплоть до глубины 2900 километров, находятся сверхплотные слои.

Что представляет собой эта многослойная внутренняя оболочка (мантия), находящаяся между поверхностью «Мохо» и ядром, сказать трудно. С одной стороны, она имеет признаки твердого тела (в ней быстро распространяются сейсмические волны), с другой — мантия обладает несомненной текучестью.

Следует учесть, что физические условия в этой части недр нашей планеты совершенно необычны. Там господствуют высокая температура и колоссальное давление порядка сотен тысяч атмосфер. Известный советский ученый, академик Д. Щербаков считает, что вещество мантии хотя и твердое, но обладает пластичностью. Может быть, его можно сравнить с сапожным варом, который под ударами молотка разбивается на осколки с острыми краями. Однако со временем даже на морозе начинает растекаться подобно жидкости и течь под небольшой уклон, а достигнув края поверхности, капать вниз.

Центральная часть Земли, ее ядро, таит в себе еще больше загадок. Какое оно, жидкое или твердое? Из каких веществ состоит? Сейсмическими методами установлено, что ядро неоднородно и разделяется на два главных слоя — внешний и внутренний. Согласно одним теориям оно состоит из железа и никеля, согласно другим — из сверхуплотненного кремния. В последнее время выдвинута идея, будто центральная часть ядра железоникелевая, а наружная — кремниевая.

Понятно, что наиболее хорошо из всех геосфер известны те, которые доступны непосредственному наблюдению и исследованию: атмосфера, гидросфера и кора. Мантия, хотя она и близко подходит к земной поверхности, по-видимому, нигде не обнажается. Поэтому даже о ее химическом составе нет единого мнения. Правда, академик А. Яншин считает, что некоторые редкие минералы из так называемой группы мер-рихбита-реддерита, известные прежде лишь в составе метеоритов и недавно найденные в Восточных Саянах, представляют собой выходы мантии. Но эта гипотеза еще требует тщательной проверки.

Земная кора материков изучена геологами с достаточной полнотой. Большую роль в этом сыграли глубинные бурения. Верхний слой континентальной коры образован осадочными породами. Как показывает само название, они имеют водное происхождение, то есть частицы, образовавшие этот слой земной коры, осели из водной взвеси. Подавляющее большинство осадочных пород образовалось в древних морях, реже они обязаны своим происхождением пресноводным водоемам. В очень редких случаях осадочные породы возникли как результат выветривания непосредственно на суше.

Главнейшие осадочные породы — это пески, песчаники, глины, известняки, иногда каменная соль. Толщина осадочного слоя коры различна в разных частях земной поверхности. В отдельных случаях она достигает 20—25 километров, но кое-где осадков вовсе нет. В этих местах на «дневную поверхность» выходит следующий слой земной коры — гранитный.

Он получил такое название потому, что слагается как из самих гранитов, так и из близких к ним горных пород — гранитоидов, гнейсов и слюдистых сланцев.

Гранитный слой достигает толщины 25—30 километров и обычно прикрыт сверху осадочными породами. Самый нижний слой земной коры — базальтовый — для непосредственного изучения уже недоступен, так как на дневную поверхность нигде не выходит и глубокие скважины его не достигают. О строении и свойствах базальтового слоя судят исключительно по геофизическим данным. С большой степенью достоверности предполагается, что этот нижний слой коры состоит из магматических пород, близких к базальтам, происходящим из остывшей вулканической лавы. Мощность базальтового слоя достигает 15—20 километров.

До недавнего времени считалось, что строение земной коры повсюду одинаково и лишь в области гор она возвышается, образуя складки, а под океанами опускается, образуя гигантские чаши. Одним из результатов научно-технической революции было бурное развитие в середине XX века целого ряда наук, в том числе морской геологии. В этой отрасли человеческих знаний сделано немало кардинальных открытий, в корне изменивших прежние представления о строении коры под ложем океана. Было установлено, что если под окраинными морями и вблизи материков, то есть в области шельфа, кора еще в какой-то степени похожа на континентальную, то океаническая кора совершенно иная. Во-первых, она имеет совсем незначительную толщину: от 5 до 10 километров. Во-вторых, под дном океана она состоит не из трех, а всего лишь из двух слоев — осадочного толщиной 1—2 километра и базальтового. Гранитный слой, столь характерный для континентальной коры, продолжается в сторону океана только до материкового склона, где и обрывается.

Эти открытия резко активизировали интерес геологов к изучению океана. Появилась надежда обнаружить на морском дне выходы таинственного базальта, а может быть, и мантии. Крайне заманчиво выглядят и перспективы подводного бурения, с помощью которого можно добраться до глубинных слоев через сравнительно тонкий и легко преодолимый слой осадков.

1. Образование материков и океанов

Миллиард лет назад Земля уже была покрыта прочной оболочкой, в которой выделялись континентальные выступы и океанические впадины. Тогда площадь океанов была примерно в 2 раза больше площади материков. Но количество материков и океанов с тех пор существенно изменилось, изменилось и их расположение. Примерно 250 млн. лет назад на Земле был один материк – Пангея. Площадь его составляла примерно столько же, сколько площадь всех современных материков и островов вместе взятых. Этот суперконтинент омывался океаном, называемым Панталассой и занимавшим все остальное пространство на Земле.

Однако Пангея оказалась непрочным, недолговечным образованием. Со временем течения мантии внутри планеты поменяли направление, и теперь, поднимаясь из глубин под Пангеей и растекаясь в разные стороны, вещество мантии стало растягивать материк, а не сжимать его, как раньше. Примерно 200 млн. лет назад Пангея раскололась на 2 материка: Лавразию и Гондвану. Между ними появился океан Тетис (ныне это глубоководные части Средиземного, Черного, Каспийского морей и мелководный Персидский залив).

Течения мантии продолжали покрывать Лавразию и Гондвану сетью трещин и разваливать их на множество осколков, которые не оставались на определенном месте, а постепенно расходились в разные стороны. Их двигали течения внутри мантии. Некоторые исследователи считают, что именно эти процессы стали причиной гибели динозавров, но вопрос этот остается пока открытым. Постепенно между расходившимися осколками – материками – пространство заполнялось мантийным веществом, которое поднималось из недр Земли. Остывая, оно образовало дно будущих океанов. Со временем здесь появились три океана: Атлантический, Тихий, Индийский. По мнению многих ученых, Тихий океан – это остаток древнего океана Панталассы.

Позднее новые разломы охватили Гондвану и Лавразию. От Гондваны сначала обособилась суша, составляющая ныне Австралию и Антарктиду. Она начала дрейфовать на юго-восток. Потом и она раскололась на две неравные части. Меньшая – Австралия – устремилась на север, большая – Антарктида – на юг и заняла место внутри Южного полярного круга. Остальная часть Гондваны раскололась на несколько плит, наиболее крупные из них – Африканская и Южно-Американская. Эти плиты расходятся сейчас друг от друга со скоростью 2 см в год (см. Литосферные плиты).

Разломы охватили и Лавразию. Она раскололась на две плиты – Северо-Американскую и Евразиатскую, составляющую большую часть материка Евразия. Возникновение этого материка – величайший катаклизм в жизни нашей планеты. В отличие от всех других материков, в основе которых лежит по одному осколку древнего континента, в состав Евразии входят 3 части: Евразиатская (часть Лавразии), Аравийская (выступ Гондваны) и Индо-станская (часть Гондваны) литосферные плиты. Сближаясь друг с другом, они почти уничтожили древний океан Тетис. В формировании облика Евразии участвует и Африка, литосферная плита которой хоть и медленно, но сближается с Евразиатской. Результатом этого сближения являются горы: Пиренеи, Альпы, Карпаты, Судеты и Рудные горы (см. Литосферные плиты).

Сближение Евразиатской и Африканской литосферных плит происходит до сих пор, об этом напоминает деятельность вулканов Везувий и Этна, нарушающих спокойствие жителей Европы.

Сближение Аравийской и Евразиатской литосферных плит привело к дроблению и смятию в складки горных пород, попавшихся на пути их следования. Это сопровождалось сильнейшими вулканическими извержениями. В результате сближения этих литосферных плит возникло Армянское нагорье и Кавказ.

Сближение Евразиатской и Индостанской литосферных плит заставило содрогнуться весь континент от Индийского океана до Северного Ледовитого, при этом сам Индостан, отколовшийся изначально от Африки, пострадал незначительно. Итогом этого сближения явилось возникновение высочайшего в мире нагорья Тибет, окруженного еще более высокими цепями гор – Гималаев, Памира, Каракорума. Не удивительно, что именно здесь, в месте сильнейшего сжатия земной коры Евразиатской литосферной плиты, расположена самая высокая вершина Земли – Эверест (Джомолунгма), вздымающаяся на высоту 8848 м.

«Шествие» Индостанской литосферной плиты могло бы привести к полному расколу Евразиатской плиты, если бы внутри ее не существовало частей, способных выдержать напор с юга. В качестве достойного «защитника» выступила Восточная Сибирь, но земли, расположенные к югу от нее, сминались в складки, дробились и передвигались.

Итак, борьба между континентами и океанами продолжается уже не одну сотню миллионов лет. Главными участниками в ней выступают континентальные литосферные плиты. Каждый горный хребет, островная дуга, глубочайшая океаническая впадина – результат этой борьбы.

2. Строение материков и океанов

Материки и океаны являются наиболее крупными элементами в строении Земной коры. Говоря об океанах, следует иметь в виду строение коры в пределах участков, занимаемых океанами.

По составу земная кора континентальная и океаническая отличаются. Это в свою очередь накладывает отпечаток и на особенности их развития и строения.

Граница между материком и океаном проводится по подножию материкового склона. Поверхность этого подножия представляет собой аккумулятивную равнину с крупными холмами, которые образуются за счет подводных оползней и конусов выноса.

В строении океанов выделяют участки по степени тектонической подвижности, которая выражается в проявлениях сейсмической активности. По этому признаку выделяют:

· сейсмически активные области (океанские подвижные пояса),

· асейсмические области (океанские котловины).

Подвижные пояса в океанах представлены срединно-океаническими хребтами. Протяженность их до 20000 км, ширина – до 1000 км, высота достигает 2–3 км от дна океанов. В осевой части таких хребтов почти непрерывно прослеживаются рифтовые зоны. Они отмечаются высокими значениями теплового потока. Срединно-океанические хребты рассматриваются как участки растяжения земной коры или зоны спрединга.

Вторая группа структурных элементов – океанские котловины или талассократоны. Это равнинные, слабо всхолмленные участки морского дна. Мощность осадочного покрова здесь не более 1000 м.

Другим крупным элементом структуры является переходная зона между океаном и материком (континентом), часть геологов называют её подвижным геосинклинальным поясом. Это область максимального расчленения земной поверхности. Сюда входят:

1-островные дуги, 2 – глубоководные желоба, 3 – глубоководные впадины окраинных морей.

Островные дуги – это протяженные (до 3000 км) горные сооружения, образованные цепочкой вулканических сооружений с современным проявлением андезитобазальтового вулканизма. Пример островных дуг – Курило-Камчатская гряда, Алеутские острова и др. Со стороны океана островные дуги сменяются глубоководными желобами, которые представляют собой глубоководные депрессии протяженностью 1500–4000 км, глубиной 5–10 км. Ширина составляет 5–20 км. Днища желобов покрыты осадками, которые приносятся сюда мутьевыми потоками. Склоны желобов ступенчатые с разными углами наклона. Осадков на них не обнаружено.

Граница между островной дугой и склоном желоба представляет зону концентрации очагов землетрясений и называется зоной Вадати-Заварицкого-Беньофа.

Рассматривая признаки современных океанских окраин, геологи, опираясь на принцип актуализма, проводят сравнительно-исторический анализ подобных структур, формировавшихся в более древние периоды. К таким признакам относятся:

· морской тип осадков с преобладанием глубоководных отложений,

· линейная форма структур и тел осадочных толщ,

· резкое изменение мощностей и вещественного состава осадочных и вулканических толщ в крест простирания складчатых структур,

· высокая сейсмичность,

· специфический набор осадочных и магматических формаций и наличие формаций – индикаторов.

Из перечисленных признаков, последний является одним из ведущих. Поэтому определим, что такое геологическая формация. Прежде всего – это вещественная категория. В иерархии вещества земной коры вы знаете такую последовательность:

Геологическая формация – это следующая за горной породой более сложная ступень развития. Она представляет собой закономерные ассоциации горных пород, связанные единством вещественного состава и строения, которое обусловлено общностью их происхождения или сонахождения. Геологические формации выделяются в группах осадочных, магматических и метаморфических пород.

Для формирования устойчивых ассоциаций осадочных пород главными факторами являются тектоническая обстановка и климат. Примеры формаций и условия их формирования рассмотрим при анализе развития структурных элементов материков.

На материках выделяют два типа областей.

I тип совпадает с горными районами, в которых осадочные отложения смяты в складки и разбиты различными разломами. Осадочные толщи прорваны магматическими породами и метаморфизованы.

II тип совпадает с равнинными участками, на которых отложения залегают почти горизонтально.

Первый тип называют складчатой областью или складчатым поясом. Второй тип называют платформой. Это – главные элементы материков.

Складчатые области образуются на месте геосинклинальных поясов или геосинклиналей. Геосинклиналь – это подвижная протяженная область глубокого прогиба земной коры. Для неё характерно накопление мощных осадочных толщ, длительный вулканизм, резкая смена направления тектонических движений с образованием складчатых сооружений.

Геосинклинали подразделяются на:

Континентального типа земной коры океаническим. Поэтому к собственно океаническому дну относятся впадины дна океанов, расположенные за материковым склоном. Эти огромные впадины отличаются от материков не только строением земной коры, но и своими тектоническими структурами. Наиболее обширные площади океанического дна представляют собой глубоководные равнины, расположенные на глубинах 4-6 км и...

И впадин с резкими перепадами высот, измеряемыми сотнями метров. Все эти особенности строения осевой полосы срединных хребтов следует, очевидно понимать как проявление интенсивной глыбовой тектоники, причем осевые впадины представляют собой грабены, а по обе стороны от них срединный хребет разрывами разбит на поднятые и опущенные глыбы. Вся совокупность структурных особенностей, характеризующих...

Образовался первичный базальтовый слой Земли. Для архея было характерно образование первичных крупных водоемов (морей и океанов), появление первых признаков жизни в водной среде, образование древнего рельефа Земли, похожего на рельеф Луны. В архее произошло несколько эпох складчатости. Образовался мелководный океан с множеством вулканических островов. Сформировалась атмосфера, содержащая пары...

Вод в Южном Пассатном течении составляет 22...28 °С, в Восточно-Австралийском зимой с севера на юг меняется от 20 до 11 °С, летом - от 26 до 15 °С. Циркумполярное Антарктическое, или течение Западных ветров, входит в Тихий океан к югу от Австралии и Новой Зеландии и движется в субширотном направлении к берегам Южной Америки, где основная его ветвь отклоняется к северу и, проходя вдоль побережий...

Строение и возраст земной коры

Главными элементами рельефа поверхности нашей планеты являются материки и океанические впадины. Это деление не является случайным, оно обусловлено глубокими различиями строения земной коры под материками и океанами. Поэтому земная кора делится на два основных типа: на материковую и океаническую кору.

Толщина земной коры варьирует от 5 до 70 км, она резко различается под материками и океаническим дном. Наиболее мощная земная кора под горными областями материков -- 50--70 км, под равнинами ее толщина уменьшается до 30--40 км, а под океаническим дном составляет всего 5--15 км.

Земная кора материков состоит из трех мощных слоев, отличающихся своим составом и плотностью. Верхний слой сложен сравнительно неплотными осадочными породами, средний называется гранитным, а нижний -- базальтовым. Названия «гранитный» и «базальтовый» происходят из-за схожести этих слоев по составу и плотности с гранитом и базальтом.

Земная кора под океанами отличается от материковой не только своей толщиной, но и отсутствием гранитного слоя. Таким образом, под океанами присутствуют лишь два слоя -- осадочный и базальтовый. На шельфе имеется гранитный слой, здесь развита кора материкового типа. Смена коры континентального типа на океанический происходит в зоне континентального склона, где гранитный слой истончается и обрывается. Океаническая кора изучена еще очень плохо по сравнению с земной корой материков.

Возраст Земли сейчас оценивают приблизительно в 4,2--6 млрд. лет по астрономическим и радиометрическим данным. Возраст древнейших пород материковой земной коры, изученных человеком, насчитывает до 3,98 млрд. лет (юго-западная часть Гренландии), а породы базальтового слоя имеют возраст свыше 4 млрд. лет. Несомненно, что эти породы не являются первичным веществом Земли. Предыстория этих древнейших пород длилась многие сотни миллионов, а может быть, и миллиарды лет. Поэтому возраст Земли приблизительно оценивают до 6 млрд. лет.

Строение и развитие земной коры материков

Самые крупные структуры земной коры материков -- геосинклинальные складчатые пояса и древние платформы. Они сильно отличаются друг от друга по своему строению и истории геологического развития.

Прежде чем перейти к описанию строения и развития этих главных структур, необходимо рассказать о происхождении и сущности термина «геосинклиналь». Этот термин происходит от греческих слов «гео» -- Земля и «синклино» -- прогиб. Его впервые употребил американский геолог Д. Дэна более 100 лет назад, изучая Аппалач-ские горы. Он установил, что морские палеозойские отложения, которыми сложены Аппалачи, имеют в центральной части гор максимальную мощность, значительно большую, чем на их склонах. Этот факт Дэна объяснил совершенно правильно. В период осадконакопления в палеозойскую эру на месте Аппалачских гор располагалась прогибавшаяся впадина, которую он и назвал геосинклиналью. В ее центральной части прогибание шло интенсивнее, чем на крыльях, об этом свидетельствуют большие мощности отложений. Свои выводы Дэна подтвердил рисунком, на котором изобразил геосинклиналь Аппалачей. Учитывая, что осадконакопление в палеозое происходило в морских условиях, он отложил вниз от горизонтальной линии -- предполагаемого уровня моря -- все измеренные мощности отложений в центре и на склонах Аппалачских гор. На рисунке получилась ясно выраженная крупная впадина на месте современных Аппалачских гор.

В начале XX столетия известный французский ученый Э. Ог доказал, что геосинклинали играли большую роль в истории развития Земли. Он установил, что складчатые горные хребты образовались на месте геосинклиналей. Все площади материков Э. Ог разделил на геосинклинали и платформы; он разработал основы учения о геосинклиналях. Большой вклад в это учение внесли советские ученые А. Д. Архангельский и Н. С. Шатский, которые установили, что геосинклинальный процесс не только происходит в отдельных прогибах, но и охватывает обширные площади земной поверхности, названные ими геосинклинальными областями. Позже стали выделять огромные геосинклинальные пояса, в пределах которых расположено несколько геосинклинальных областей. В наше время учение о геосинклиналях переросло в обоснованную теорию геосинклинального развития земной коры, в создании которой ведущую роль играют советские ученые.

Геосинклинальные складчатые пояса представляют собой подвижные участки земной коры, геологическая история которых характеризовалась интенсивным осадконакоплением, многократно проявлявшимися складкообразовательными процессами и сильной вулканической деятельностью. Здесь накапливались мощные толщи осадочных пород, формировались магматические породы, часто проявлялись землетрясения. Геосинклинальные пояса занимают обширные участки материков, располагаясь между древними платформами или по их краям в виде широких полос. Геосинклинальные пояса возникли в протерозое, они имеют сложное строение и длительную историю развития. Выделяют 7 геосинклинальных поясов: Средиземноморский, Тихоокеанский, Атлантический, Урало-Монгольский, Арктический, Бразильский и Внутриафриканский.

Древние платформы -- наиболее устойчивые и малоподвижные участки материков. В отличие от геосинклинальных поясов древние платформы испытывали медленные колебательные движения, в их пределах накапливались осадочные породы обычно небольшой мощности, отсутствовали складкообразовательные процессы, редко проявлялись вулканизм и землетрясения. Древние платформы образуют в составе континентов участки, являющиеся остовами всех материков. Это самые древние части материков, сформировавшиеся в архее и раннем протерозое.

На современных материках выделяют от 10 до 16 древних платформ. Наиболее крупными являются Восточно-Европейская, Сибирская, Северо-Американская, Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская и Антарктическая.

1. Глубинное строении Земли

Географическая оболочка взаимодействует, с одной стороны, с глубинным веществом планеты, с другой - с верхними слоями атмосферы. Глубинное строение Земли оказывает существенное влияние на формирование географической оболочки. Термином «строение Земли» обычно обозначается ее внутреннее, т. е. глубинное устройство, начиная от земной коры и до центра планеты.

Масса Земли - 5, 98 х 10 27 г.

Средняя плотность Земли - 5, 517 г/см 3.

Состав Земли. Согласно современным научным представлениям, Земля состоит из следующих химических элементов: железо - 34, 64 %, кислород - 29, 53 %, кремний - 15, 20%, магний - 12, 70 %, никель - 2, 39 %, сера - 1,93 %, хром - 0, 26 %, марганец - 0, 22 %, кобальт - 0, 13 %, фосфор - 0, 10 %, калий - 0, 07 % и др.

Наиболее достоверные данные о внутреннем строении Земли дают наблюдения над сейсмическими волнами, т. е. колебательными движениями земного вещества, вызванными землетрясениями.

Резкое изменение скорости сейсмических волн (фиксируемое на сейсмографах) на глубине в 70 км и 2900 км отражает скачкообразное увеличение плотности вещества на этих пределах. Это дает основание вычленить во внутреннем теле Земли следующие три оболочки (геосферы): до глубины 70 км - земная кора, от 70 км до 2 900 км - мантия, а от нее и до центра Земли - ядро. В ядре выделяются внешнее ядро и внутреннее ядро.

Земля образовалась около 5 млрд. лет назад из некоторой холодной газово-пылевой туманности. После того как масса планеты достигла современного значения (5,98 х 10 27 г) началось ее саморазогревание. Основными источниками тепла являлись: во-первых, гравитационное сжатие, во-вторых, радиоактивный распад. В результате развития этих процессов температура внутри Земли стала повышаться, что привело к плавлению металлов. Так как в центре Земли вещество было сильно сжато, а с поверхности охлаждалось излучением, то плавление происходило главным образом на небольших глубинах. Таким образом образовался расплавленный слой, из которого силикатные материалы, как наиболее легкие, поднимались вверх, давая начало земной коре. На уровне плавления оставались металлы. Так как их плотность выше, чем не дифференцированного глубинного вещества, то они постепенно опускались. Это привело к формированию металлического ядра.

ЯДРО на 85-90 % состоит из железа. На глубине 2 900 км (граница мантии и ядра) вещество находится в сверхтвердом состоянии вследствие огромного давления (1 370 000 атм.). Ученые предполагают, что внешнее ядро расплавлено, а внутреннее ядро находится в твердом состоянии. Дифференциация земного вещества и выделение ядра - это самый мощный на Земле процесс и главный, первый внутренний движущий механизм развития нашей планеты.

Роль ядра в формировании магнитосферы Земли. Ядро оказывает мощное воздействие на формирование магнитосферы Земли, защищающей жизнь от губительного ультрафиолетового излучения. В электропроводящем внешнем жидком ядре быстро вращающейся планеты происходят сложные и интенсивные движения вещества, приводящие к возбуждению магнитного поля. Магнитное поле простирается в околоземное пространство на несколько земных радиусов. Взаимодействуя с солнечным ветром, геомагнитное поле создает магнитосферу Земли. Верхняя граница магнитосферы находится на высоте около 90 тыс. км. Образование магнитосферы и изоляция земной природы от плазмы солнечной короны было первым и одним из важнейших условий зарождения жизни, развития биосферы и становления географической оболочки.

МАНТИЯ состоит преимущественно из Mg, O, FeO и SiO2, которые образуют магму. В состав магмы входят вода, хлор, фтор и другие летучие вещества. В мантии непрерывно протекает процесс дифференциации вещества. Вещества, облегченные удалением металлов, поднимаются в направлении земной коры, а более тяжелые опускаются. Подобные перемещения вещества в мантии определяются термином «конвекционные токи».

Понятие об астеносфере. Верхняя часть мантии (в пределах 100- 150 км) называется астеносферой. В астеносфере сочетание температуры и давления таково, что вещество находится в расплавленном, подвижном состоянии. В астеносфере происходят не только постоянные конвекционные токи, но и горизонтальные астеносферные течения.

Скорость горизонтальных астеносферных течений достигает всего лишь нескольких десятков сантиметров в год. Однако за геологическое время эти течения привели к расколу литосферы на отдельные глыбы и к их горизонтальному перемещению, известному как дрейф материков. В астеносфере находятся очаги вулканов и центры землетрясений. Ученые полагают, что над нисходящими токами образуются геосинклинали, а над восходящими - срединные океанические хребты и рифтовые зоны.

2. Понятие о земной коре. Гипотезы, объясняющие происхождение и развитие земной коры

Земная кора - это комплекс поверхностных слоев твердого тела Земли. В научной географической литературе нет единого представления о происхождении и путях развития земной коры.

Существует несколько гипотез (теорий), объясняющих механизм образования и развития земной коры. Наиболее обоснованными гипотезами являются следующие:

• 1. Теория фиксизма (от лат. fixus - неподвижный, неизменный) утверждает, что материки всегда оставались на тех местах, которые они занимают в настоящее время. Данная теория отрицает всякое движение материков и крупных частей литосферы (Чарльз Дарвин, А.Уоллес и др.).
• 2. Теория мобилизма (от лат. mobilis - подвижный) доказывает, что блоки литосферы находятся в постоянном движении. Эта концепция особенно утвердилась в последние годы в связи с получением новых научных данных при исследовании дна Мирового океана.
• 3. Концепция роста материков за счет дна океана полагает, что первоначальные материки образовались в виде сравнительно небольших массивов, которые теперь составляют древние материковые платформы. В последствии эти массивы разрастались за счет образования гор на океаническом дне, примыкавшем к краям первоначальных ядер суши. Исследование дна океанов, особенно в зоне срединно-океанических хребтов, дало основание сомневаться в правильности этой концепции.
• 4. Теория геосинклиналей утверждает, что увеличение размеров суши происходит путем образования гор в геосинклиналях. Геосинклинальный процесс, как один из основных в развитии земной коры материков, положен в основу многих современных научных объяснений.
• 5. Ротационная теория строит свое объяснение на положении о том, что поскольку фигура Земли не совпадает с поверхностью математического сфероида и перестраивается в связи с неравномерным вращением, то зональные полосы и меридиональные секторы на вращающейся планете неизбежно тектонически неравнозначны. Они с разной степенью активности реагируют на тектонические напряжения, вызванные внутриземными процессами.

Океанская и материковая земная кора. Существует два основных типа земной коры: океанская и материковая. Выделяется также ее переходный тип.

Океанская земная кора. Мощность океанской земной коры в современную геологическую эпоху колеблется от 5 до 10 км. Она состоит из следующих трех слоев:

• 1) верхний тонкий слой морских осадков (мощность не более 1 км);
• 2) средний базальтовый слой (мощность от 1,0 до 2,5 км);
• 3) нижний слой габбро (мощность около 5 км).

Материковая (континентальная) земная кора. Материковая земная кора имеет более сложное строение и большую мощность, чем океанская. Ее мощность в среднем составляет 35-45 км, а в горных странах увеличивается до 70 км. Она состоит из следующих трех слоев:

• 1)нижний слой (базальтовый), сложенный базальтами (мощность около 20 км);
• 2)средний слой (гранитный), образованный в основном гранитами и гнейсами; формирует основную толщу материковой коры, под океаны не распространяется;
• 3)верхний слой (осадочный) мощностью около 3 км.

В некоторых районах мощность осадков достигает 10 км: например в Прикаспийской низменности. В отдельных районах Земли осадочный слой отсутствует вообще и на поверхность выходит слой гранита. Такие районы называются щитами (например, Украинский щит, Балтийский щит).

На материках в результате выветривания горных пород образуется геологическая формация, получившая название коры выветривания.

Гранитный слой от базальтового отделен поверхностью Конрада. На этой границе скорость сейсмических волн возрастает от 6,4 до 7,6 км/ сек.

Граница между земной корой и мантией (как на материках, так и на океанах) проходит по поверхности Мохоровичича (линия Мохо). Скорость сейсмических волн на ней скачкообразно увеличивается до 8 км/ час.

Кроме двух основных типов земной коры (океанского и материкового) существуют также участки смешанного (переходного) типа.

На материковых отмелях или шельфах кора имеет мощность около 25 км и в целом сходна с материковой корой. Однако в ней может выпадать слой базальта. В Восточной Азии в области островных дуг (Курильские острова, Алеутские острова, Японские острова и др.) распространена земная кора переходного типа. Наконец, весьма сложна и пока мало изучена земная кора срединных океанических хребтов. Здесь нет границы Мохо, и вещество мантии по разломам поднимается в кору и даже на ее поверхность.

Понятие «земная кора» следует отличать от понятия «литосфера». Понятие «литосфера» является более широким, чем «земная кора». В литосферу современная наука включает не только земную кору, но и самую верхнюю мантию до астеносферы, т. е. до глубины примерно 100 км.

Понятие об изостазии. Изучение распределения силы тяжести показало, что все части земной коры - материки, горные страны, равнины - уравновешены на верхней мантии. Это уравновешенное их положение называется изостазией (от лат. isoc - ровный, stasis - положение). Изостатическое равновесие достигается благодаря тому, что мощность земной коры обратно пропорциональна ее плотности. Тяжелая океаническая кора тоньше более легкой материковой.

Изостазия - это даже и не равновесие, а стремление к равновесию, непрерывно нарушаемое и вновь восстанавливаемое. Так, например, Балтийский щит после стаивания материковых льдов плейстоценового оледенения поднимается примерно на 1 см в год. Площадь Финляндии все время увеличивается за счет морского дна. Территория Нидерландов, наоборот, понижается. Нулевая линия равновесия проходит в настоящее время несколько южнее 600 с.ш. Современный Санкт-Петербург находится примерно на 1,5 м выше, чем Санкт-Петербург времен Петра Первого. Как показывают данные современных научных исследований, даже тяжесть больших городов оказывается достаточной для изостатического колебания территории под ними. Поэтому земная кора в зонах больших городов весьма подвижна. В целом же рельеф земной коры является зеркальным отражением поверхности Мохо (подошвы земной коры): возвышенным участкам соответствуют углубления в мантию, пониженным - более высокий уровень ее верхней границы. Так, под Памиром глубина поверхности Мохо составляет 65 км, а в Прикаспийской низменности - около 30 км.

Термические свойства земной коры. Суточные колебания температуры почвогрунтов распространяются на глубину 1,0 - 1,5 м, а годовые колебания в умеренных широтах в странах с континентальным климатом - до глубины 20-30 м. На той глубине, где прекращается влияние годовых колебаний температуры вследствие нагревания земной поверхности Солнцем, находится слой постоянной температуры грунта. Он называется изотермическим слоем. Ниже изотермического слоя в глубь Земли температура повышается. Но это повышение температуры вызывается уже внутренней теплотой земных недр. В формировании климатов внутреннее тепло практически не участвует. Однако оно служит единственной энергетической основой всех тектонических процессов.

Число градусов, на которое увеличивается температура на каждые 100 м глубины, называется геотермическим градиентом.

Расстояние в метрах, при опускании на которое температура возрастает на 10С, называется геотермической ступенью. Величина геотермической ступени зависит от рельефа, теплопроводности горных пород, близости вулканических очагов, циркуляции подземных вод и др. В среднем геотермическая ступень равна 33 м. В вулканических областях геотермическая ступень может быть равной всего 5 м, а в геологически спокойных областях (на платформах) она может достигать 100 м.

3. Структурно-тектонический принцип выделения материков. Понятие о материках и частях света

Двум качественно различным типам земной коры - материковому и океаническому - соответствуют два основных уровня планетарного рельефа - поверхности материков и ложе океанов. Выделение материков в современной географии осуществляется на основе структурно-тектонического принципа.

Структурно-тектонический принцип выделения материков.

Принципиально качественное различие материковой и океанической коры, а также некоторые существенные отличия в строении верхней мантии под материками и океанами обязывают выделять континенты не по видимому окружению их океанами, а по структурно-тектоническому принципу.

Структурно-тектонический принцип утверждает, что, во-первых, материк включает в себя материковую отмель (шельф) и материковый склон; во-вторых, в основе каждого материка находится ядро или древняя платформа; в-третьих, каждая материковая глыба изостатически уравновешена в верхней мантии.

С точки зрения структурно-тектонического принципа, материком называется изостатически уравновешенный массив континентальной земной коры, имеющий структурное ядро в виде древней платформы, к которому примыкают более молодые складчатые структуры.

Всего на Земле имеется шесть материков: Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Антарктида и Австралия. В составе каждого материка лежит одна какая-либо платформа и только в основе Евразии их шесть: Восточноевропейская, Сибирская, Китайская, Таримская (Западный Китай, пустыня Такла-Макан), Аравийская и Индостанская. Аравийская и Индостанская платформы представляют собой части древней Гондваны, примкнувшие к Евразии. Таким образом, Евразия - гетерогенный аномальный материк.

Границы между материками вполне очевидны. Граница между Северной Америкой и Южной Америкой проходит по Панамскому каналу. Граница между Евразией и Африкой проводится по Суэцкому каналу. Берингов пролив отделяет Евразию от Северной Америки.

Два ряда материков. В современной географии выделяется следующие два ряда материков:

• 1. Экваториальный ряд материков (Африка, Австралия и Южная Америка).
• 2. Северный ряд материков (Евразия и Северная Америка).

Вне этих рядов остается Антарктида - самый южный и холодный континент.

Современное расположение материков отражает длительную историю развития материковой литосферы.

Южные материки (Африка, Южная Америка, Австралия и Антарктида) представляют собой части («осколки») единого в палеозое мегаконтинента Гондваны. Северные материки в то время были объединены в другой мегаконтинент - Лавразию. Между Лавразией и Гондваной в палеозое и мезозое находилась система обширных морских бассейнов, получившая название океана Тетис. Этот океан протягивался от Северной Африки (через южную Европу, Кавказ, Переднюю Азию, Гималаи в Индокитай) до современной Индонезию. В неогене (около 20 млн. лет назад) на месте этой геосинклинали возник альпийский складчатый пояс.

Соответственно своим большим размерам суперконтинет Гондвана, по закону изостазии, имел мощную (до 50 км) земную кору, которая была глубоко погружена в мантию. Под этим суперконтинентом в астеносфере особенно интенсивными были конвекционные токи; размягченное вещество мантии двигалось весьма активно. Это привело сначала к образованию вздутия в средине континента, а затем к расколу его на отдельные глыбы, которые под действием тех же конвекционных токов стали горизонтально перемещаться. Известно, что перемещение контура на поверхности сферы всегда сопровождается его поворотом (Эйлер и др.). Поэтому части Гондваны не только перемещались, но и разворачивались в географическом пространстве.

Первый раскол Гондваны произошел на границе триаса и юры (около 190-195 млн. лет назад); отделилась Афро-Америка. Затем на границе юры и мела (около 135-140 млн. лет назад) Южная Америка отделилась от Африки. На границе мезозоя и кайнозоя (около 65-70 млн. лет назад) Индостанская глыба столкнулась с Азией, а Антарктида отошла от Австралии. В настоящую геологическую эпоху литосфера, по мнению ученых, разбита на шесть плит-блоков, которые продолжают двигаться.

Распадом Гондваны удачно объясняются форма, геологическое сходство, а также история растительного покрова и животного мира южных материков. История раскола Лавразии так тщательно, как Гондваны, не изучена.

Закономерности расположения материков. Современное расположение материков характеризуется следующими закономерностями:

• 1. Большая часть суши располагается в Северном полушарии. Северное полушарие является материковым, хотя и здесь на сушу приходится только 39 %, а на океан около 61%.
• 2. Северные материки расположены достаточно компактно. Южные материки расположены весьма разбросано и разобщено.
• 3. Рельеф планеты антисеммитричен. Материки расположены так, что каждому их них на противоположной стороне Земли непременно соответствует океан. Лучше всего это можно видеть на сопоставлении арктического океана и антарктической суши. Если глобус установить так, чтобы на одном из полюсов был любой из материков, то на другом полюсе обязательно будет океан. Есть только одно незначительное исключение: окончание Южной Америки антиподально Юго-Восточной Азии. Антиподальность, поскольку она почти не имеет исключений, не может быть явлением случайным. В основе этого явления лежит уравновешенность всех участков поверхности вращающейся Земли.

Понятие о частях света. Кроме геологически обусловленного деления суши на континенты, существует также сложившееся в процессе культурно-исторического развития человечества деление земной поверхности на отдельные части света. Всего насчитывается шесть частей света: Европа, Азия, Африка, Америка, Австралия с Океанией, Антарктида. На одном материке Евразии располагается две части света (Европа и Азия), а два материка западного полушария (Северная Америка и Южная Америка) образуют одну часть света - Америку.

Граница между Европой и Азией весьма условна и проводится по водораздельной линии Уральского хребта, реке Урал, северной части Каспийского моря и Кума-Манычской впадине. По Уралу и Кавказу проходят линии глубинных разломов, отделяющих Европу от Азии.

Площадь материков и океанов. Площадь суши высчитывается в пределах современной береговой линии. Площадь поверхности земного шара составляет примерно 510, 2 млн. км 2. Около 361, 06 млн. км2 занимает Мировой океан, что составляет примерно 70,8 % общей поверхности Земли. На сушу приходится примерно 149, 02 млн. км 2 , т.е. около 29, 2 % поверхности нашей планеты.

Площадь современных материков характеризуется следующими величинами:

Евразия - 53, 45 км2, в том числе Азия - 43, 45 млн. км2, Европа - 10, 0 млн. км2;

Африка - 30, 30 млн. км2;

Северная Америка - 24, 25 млн. км2;

Южная Америка - 18, 28 млн. км2;

Антарктида - 13, 97 млн. км2;

Австралия - 7, 70 млн. км2;

Австралия с Океанией - 8, 89 км2.

Современные океаны имеют площадь:

Тихий океан - 179, 68 млн. км2;

Атлантический океан - 93, 36 млн. км2;

Индийский океан - 74, 92 млн. км2;

Северный Ледовитый океан - 13, 10 млн. км2.

Между северными и южными материками (в соответствии с различным их происхождением и развитием) имеется значительная разница в площади и характере поверхности. Основные географические различия между северными и южными материками сводятся к следующему:

• 1. Несравнима по величине с другими материками Евразия, которая сосредоточивает более 30 % суши нашей планеты.
• 2. У северных материков значителен по площади шельф. Особенно значителен шельф в Северном Ледовитом океане и Атлантическом океанах, а также в Желтом, Китайском и Беринговом морях Тихого океана. Южные материки, за исключением подводного продолжения Австралии в Арафурском море, почти лишены шельфа.
• 3. Большая часть южных материков приходится на древние платформы. В Северной Америке и Евразии древние платформы занимают меньшую часть общей площади, а большая часть приходится на территории, образованные палеозойским и мезозойским горообразованием. В Африке около 96 % ее территории приходится на платформенные участки и только 4 % - на горы палеозойского и мезозойского возраста. В Азии только 27 % территории занимают древние платформы и 77 % - горы различного возраста.
• 4. Береговая линия южных материков, образованная большей частью тектоническими разломами, относительно прямолинейна; полуостровов и материковых островов мало. Для северных же материков характерна исключительно извилистая береговая линия, обилие островов, полуостровов, часто далеко идущих в океан. Из общей площади на острова и полуострова приходится в Европе около 39 %, Северной Америке - 25 %, Азии - 24 %, Африке - 2,1 %, Южной Америке - 1,1 % и Австралии (без Океании) - 1,1 %.
• 4. Вертикальное расчленение суши

Каждый из основных планетарных уровней - поверхности материков и океанического ложа - распадается на ряд второстепенных уровней. Формирование как основных, так и второстепенных уровней происходило в процессе длительного развития земной коры и продолжается в настоящее геологическое время. Остановимся на современном расчленении материковой земной коры на высотные ступени. Счет ступеней ведется от уровня моря.

• 1. Депрессии - участки суши, лежащие ниже уровня моря. Наибольшей на Земле депрессией является южная часть Прикаспийской низменности с минимальной отметкой -28 м. Внутри Центральной Азии находится чрезвычайно сухая Турфанская впадина с глубиной около -154 м. Самой глубокой депрессией на Земле является котловина Мертвого моря; берега Мертвого моря лежат на 392 м ниже уровня моря. Депрессии, занятые водой, уровни которых лежат выше уровня океана, называются криптодепрессиями. Типичными примерами криптодепрессий являются озеро Байкал и Ладожское озеро. Каспийское море и Мертвое море не являются криптодепрессиями, т.к. уровень воды в них не достигает уровня океана. Площадь, занятая депрессиями (без криптодепрессий) относительно невелика и составляет около 800 тыс. км2.
• 2. Низменности (низменные равнины) - участки суши, лежащие на высоте от 0 до 200 м над уровнем моря. Низменности многочисленны на каждом материке (за исключением Африки) и занимают большую площадь, чем любая другая ступень суши. Общая площадь всех низменных равнин земного шара составляет около 48,2 млн. км2.
• 3. Возвышенности и плато лежат на высоте от 200 до 500 м и различаются между собой преобладающими формами рельефа: на возвышенностях рельеф пересеченный, на плато - сравнительно плоский. Возвышенности над низменностями поднимаются постепенно, а плато - заметным уступом. Возвышенности и плато различаются между собой и геологическим строением. Площадь, занятая возвышенностями и плато, составляет около 33 млн. км2.

Выше 500 м располагаются горы. Они могут иметь различное происхождение и возраст. По высоте горы подразделяются на низкие, средние и высокие.

• 4. Низкие горы поднимаются не выше 1 000 м. Обычно низкие горы представляют собой либо древние разрушенные горы, либо предгорья современных горных систем. Низкогорья занимают около 27 млн. км 2.
• 5. Средние горы имеют высоту от 1 000 до 2 000 м. Примерами средневысотных гор являются: Урал, Карпаты, Забайкалье, некоторые хребты Восточной Сибири и многие другие горные страны. Площадь, занятая средними горами, составляет около 24 млн. км 2.
• 6. Высокие (альпийские) горы поднимаются выше 2 000 м. Термин «альпийские горы» часто применяется по отношению только к горам кайнозойского возраста, лежащим на высоте более 3 000 м. На высокие горы приходится около 16 млн. км2.

Ниже уровня океана продолжается материковая низменность, затопленная водой, - шельф, или материковая отмель. До недавнего времени по тому же условному счету, что и ступени суши, шельфом называли подводные равнины с глубинами до 200 м. Теперь границу шельфа проводят не по формально избранной изобате, а по линии фактического, геологически обусловленного окончания материковой поверхности и перехода ее к материковому склону. Поэтому шельф продолжается в океане до разных глубин в каждом море, часто превышающих 200 м и достигающих 700 и даже 1 500 м.

У внешнего края относительно плоского шельфа происходит резкий перелом поверхности к материковому склону и материковому подножью. Шельф, склон и подножье вместе образуют подводную окраину материков. Она продолжается в среднем до глубины 2 450 м.

Материки, включая их подводную окраину, занимают около 40 % поверхности Земли, тогда как площадь суши составляет около 29,2 % общеземной.

Каждый материк изостатически уравновешен в астеносфере. Между площадью материков, высотой их рельефа и глубиной погружения в мантию есть прямая зависимость. Чем больше площадь континента, тем больше его средняя высота и мощность литосферы. Средняя высота суши составляет 870 м. Средняя высота Азии - 950 м, Европы - 300 м, Австралии - 350 м.

Понятие о гипсометрической (батиграфической) кривой. Обобщенный профиль земной поверхности представляется гипсометрической кривой. Часть ее, относящуюся к океану, называют батиграфической кривой. Кривая строится следующим образом. Размеры площадей, лежащих на различных высотах и глубинах, снимаются с гипсометрических и батиграфических карт и откладываются в системе координатных осей: по линии ординат откладываются от 0 вверх высоты, а вниз - глубины; по линии абсцисс - площади в миллионах квадратных километров.

5. Рельеф и строение дна Мирового океана. Острова

Средняя глубина Мирового океана составляет 3 794 м.

Дно Мирового океана состоит из следующих четырех планетарных морфоскульптурных форм:

• 1) подводная окраина материков,
• 2) переходные зоны,
• 3) ложе океана,
• 4) срединно-океанические хребты.

Подводная окраина материков состоит из шельфа, материкового склона, материкового подножья. Она опускается до глубины 2 450 м. Земная кора здесь имеет материковый тип. Общая площадь подводной окраины материков составляет около 81,5 млн. км2.

Материковый склон погружается в океан сравнительно круто, уклоны в среднем составляют около 40 , но иногда они достигают 400.

Материковое подножье представляет собой прогиб на границе материковой и океанической земной коры. Морфологически это аккумулятивная равнина, образованная осадками, снесенными с материкового склона.

Срединно-океанические хребты представляют собой единую и непрерывную систему, охватывающую все океаны. Они представляют собой огромные горные сооружения, достигающие в ширину 1-2 тыс. км и поднимающиеся над океаническим ложем на 3-4 тыс. км. Иногда срединно-океанические хребты возвышаются над уровнем океана и образуют многочисленные острова (остров Исландия, Азорские острова, Сейшельские острова и др.). По грандиозности они значительно превосходят горные страны материков и соизмеримы с континентами. Например, Срединно-Атлантический хребет в несколько раз больше самой крупной наземной горной системы Кордильер и Анд. Для всех срединно-океанических хребтов характерна повышенная тектоническая активность.

Система срединно-океанических хребтов включает в себя следующие структуры:

• - Срединно-Атлантический хребет (протягивается от Исландии вдоль всего Атлантического океана до острова Тристан-да-Кунья);
• - Срединно-Индийский хребет (его вершины выражены Сейшельскими островами);
• - Восточно-Тихоокеанское поднятие (простирается к югу от полуострова Калифорния).

По рельефу и особенностям тектонической активности срединно-океанические хребты бывают: 1) рифтовые и 2) нерифтовые.

Рифтовые хребты (например, Срединно-Атлантический) характеризуются наличием «рифтовой» долины - глубокого и узкого ущелья с крутыми склонами (ущелье идет по гребню хребта вдоль его оси). Ширина рифтовой долины составляет 20-30 км, а глубина разлома может располагаться ниже ложа океана до 7 400 м (впадина Романш). Рельеф рифтовых хребтов сложный, пересеченный. Для всех хребтов этого типа характерны рифтовые долины, узкие горные хребты, гигантские поперечные разломы, межгорные впадины, вулканические конусы, подводные вулканы, острова. Все рифтовые хребты отличаются большой сейсмической активностью.

Нерифтовые хребты (например, Восточно-Тихоокеанское поднятие) характеризуются отсутствием «рифтовой» долины и имеют менее сложный рельеф. Сейсмическая активность для нерифтовых хребтов не характерна. Однако им свойственна общая черта всех срединно-океанических хребтов - наличие грандиозных поперечных разломов.

Наиболее важные геофизические особенности срединно-океанических хребтов сводятся к следующему:

• -повышенная величина потока тепла из недр Земли;
• -специфическое строение земной коры;
• -аномалии магнитного поля;
• -вулканизм;
• -сейсмическая активность.

Распределение осадков, слагающих верхний слой земной коры, в срединно-океанических хребтах подчиняется следующей закономерности: на самом хребте осадки маломощны или отсутствуют вообще; по мере удаления от гребня возрастает мощность осадков (до нескольких километров) и их возраст. Если в самой расселине возраст лав составляет примерно 13 тыс. лет, то в 60 км - уже 8 млн. лет. Горные породы, имеющие возраст более 160 млн. лет, на дне Мирового океана не обнаружены. Указанные факты свидетельствуют о постоянном обновлении срединно-океанических хребтов.

Механизмы образования срединно-океанических хребтов. Образование срединно-океанических хребтов связано с верхней магмой. Верхняя магма - это огромная конвекционная система. Согласно ученым, образование срединно-океанических хребтов вызывает подъем внутреннего вещества Земли. По рифтовым долинам лава вытекает наружу и образует базальтовый слой. Присоединяясь к старой коре, новые порции лавы вызывают горизонтальное смещение блоков литосферы и расширение океанического дна. Скорость горизонтальных движений в разных местах Земли колеблется от 1 до 12 см в год: в Атлантическом океане - около 4 см/ год; в Индийском океане - около 6 см/ год, в Тихом океане - до 12 см/год. Эти ничтожные значения, умноженные на миллионы лет, дают огромные расстояния: за 150 млн. лет, прошедших со времени раскола Южной Америки и Африки, эти материки разошлись на 5 тыс. км. Северная Америка отделилась от Европы 80 млн. лет назад. А 40 млн. лет назад Индостан столкнулся с Азией и началось образование Гималаев.

В результате разрастания океанического дна в зоне срединно-океанических хребтов происходит вовсе не приращение земного вещества, но только его перетекание и преобразование. Базальтовая кора, нарастающая вдоль срединно-океанических хребтов и растекающаяся от них горизонтально, в течение миллионов лет проходит тысячи километров и у некоторых краев континентов опускается вновь в недра Земли, унося с собой и океанические осадки. Данный процесс и объясняет различный возраст пород на гребне хребтов и в других частях океанов. Этот процесс также вызывает также дрейф материков.

Переходные зоны включают в себя глубоководные желоба, островные дуги и котловины окраинных морей. В переходных зонах сложно сочетаются участки материковой и океанической коры.

Глубоководные океанические желоба находятся в следующих четырех областях Земли:

• - в Тихом океане вдоль берегов Восточной Азии и Океании: Алеутский желоб, Курило-Камчатский желоб, Японский желоб, Филиппинский желоб, Марианский желоб (с максимальной для Земли глубиной 11 022 м), Западномеланезийский желоб, Тонга;
• - в Индийском океане - Яванский желоб;
• - в Атлантическом океане - Пуэрто-Риканский желоб;
• - в Южном океане - Южный Сандвичев.

Ложе океанов, на которое приходится около 73 % общей площади Мирового океана, занято глубоководными (от 2 450 до 6 000 м) равнинами. В целом эти глубоководные равнины соответствуют океаническим платформам. Между равнинами располагаются срединно-океанические хребты, а также возвышенности и поднятия другого генезиса. Эти поднятия разделяют ложе океанов на отдельные котловины. Например, от Северо-Атлантического хребта к западу располагается Северо-Американская котловина, а к востоку - Западно-Европейская и Канарская котловины. На дне океана имеются многочисленные вулканические конусы.

Острова. В процессе развития земной коры и ее взаимодействия с Мировым океаном сформировались большие и малые острова. Общее количество островов непрерывно меняется. Одни острова возникают, другие исчезают. Образуются и размываются, например, дельтовые острова, тают ледяные массивы, принимавшиеся ранее за острова («земли»). Морские косы приобретают островной характер и, наоборот, острова присоединяются к суше и превращаются в полуострова. Поэтому площадь островов подсчитывается лишь приблизительно. Она составляет около 9,9 млн.км2. Около 79 % всей островной суши приходится на 28 крупных острова. Самый большой остров - Гренландия (2,2 млн.км2).

В число 28 самых больших островов земного шара входят следующие:

• 1. Гренландия;
• 2. Новая Гвинея;
• 3. Калимантан (Борнео);
• 4. Мадагаскар;
• 5. Баффинова Земля;
• 6. Суматра;
• 7. Великобритания;
• 8. Хонсю;
• 9. Виктория (Канадский Арктический архипелаг);
• 10. Земля Элсмира (Канадский Арктический архипелаг);
• 11. Сулавеси (Целебес);
• 12. Южный остров Новой Зеландии;
• 13. Ява;
• 14. Северный остров Новой Зеландии;
• 15. Ньюфаунленд;
• 16. Куба;
• 17. Люсон;
• 18. Исландия;
• 19. Минданао;
• 20. Новая Земля;
• 21. Гаити;
• 22. Сахалин;
• 23. Ирландия;
• 24. Тасмания;
• 25. Банкс (Канадский Арктический архипелаг);
• 26. Шри-Ланка;
• 27. Хоккайдо;
• 28. Девон.

Как крупные, так и мелкие острова располагаются или одиночно, или группами. Группы островов называются архипелагами. Архипелаги могут быть компактными (например, Земля Франца Иосифа, Шпицберген, Большие Зондские острова) или вытянутыми (например, Японские, Филиппинские, Большие и Малые Антильские острова). Вытянутые архипелаги иногда называют грядами (например, Курильская гряда, Алеутская гряда). Архипелаги небольших островов, разбросанных по просторам Тихого океана, объединяют в следующие три большие группы: Меланезия, Микронезия (Каролинские острова, Марианские острова, Маршалловы острова), Полинезия.

По происхождение все острова можно сгруппировать следующим образом:

I. Материковые острова:

• 1) платформенные острова,
• 2) острова материкового склона,
• 3) орогенические острова,
• 4) островные дуги,
• 5)прибрежные острова: а) шхеры, б) далматинские, в) фьордовые, г) косы и стрелки, д) дельтовые.

II. Самостоятельные острова:

• 1)вулканические острова, в т. ч. а) трещинного излияния лавы, б) центрального излияния лавы - щитовые и конические;
• 2)коралловые острова: а) береговые рифы, б) барьерные рифы, в) атоллы.

Материковые острова генетически связаны с материками, но связи эти имеют различный характер, что сказывается на природе и возрасте островов, на их флоре и фауне.

Платформенные острова лежат на материковой отмели и геологически представляют собой продолжение материка. От основного массива суши платформенные острова отделены неглубокими проливами. Примерами платформенных островов являются: Британские острова, архипелаг Шпицберген, Земля Франца Иосифа, Северная Земля, Новосибирские острова, Канадский Арктический архипелаг.

Образование проливов и превращение части материков в острова относится к недавнему геологическому времени; поэтому природа островной суши мало отличается от материковой.

Острова материкового склона также являются частями континентов, но разделение их произошло раньше. Эти острова от прилегающих материков отделяются не пологим прогибом, а глубоким тектоническим разломом. Причем проливы имеют океанический характер. Флора и фауна островов материкового склона сильно отличается от материковой и носит в целом островной характер. Примерами островов материкового склона являются: Мадагаскар, Гренландия и др.

Орогенические острова представляют собой продолжение горных складок континентов. Так, например, Сахалин - одна из складок Дальневосточной горной страны, Новая Зеландия - продолжение Урала, Тасмания - Австралийских Альп, острова Средиземного моря - ветви альпийских складок. Архипелаг Новая Зеландия также имеет орогеническое происхождение.

Островные дуги гирляндами окаймляют Восточную Азию, Америку и Антарктиду. Самый большой район островных дуг находится у берегов Восточной Азии: Алеутская гряда, Курильская гряда, Японская гряда, гряда Рюкю, Филиппинская гряда и др. Второй район островных дуг находится у берегов Америки: Большие Антильские острова, Малые Антильские острова. Третий район - островная дуга, расположенная между Южной Америкой и Антарктидой: архипелаг Огненная Земля, Фолклендские острова и др. В тектоническом отношении все островные дуги приурочены к современным геосинклиналям.

Материковые прибрежные острова имеют различное происхождение и представляют собой разные типы береговой линии.

Самостоятельные острова никогда не были частями материков и в большинстве случаев образовались независимо от них. Самую обширную группу самостоятельных остров составляют вулканические.

Вулканические острова есть во всех океанах. Однако особенно их много в зонах срединно-океанических хребтов. Размеры и особенности вулканических островов определяются характером извержения. Трещинные излияния лавы создают крупные острова, по величине не уступающие платформенным. Самым большим на Земле островом вулканического происхождения является Исландия (103 тыс. км2).

Главная масса вулканических островов образована извержениями центрального типа. Естественно, что эти острова не могут быть очень большими. Их площадь зависит от характера лавы. Основная лава растекается на большие расстояния и образует щитовые вулканы (например Гавайские острова). Извержение кислой лавы формирует острый конус небольшой площади.

Коралловые острова представляют собой продукты жизнедеятельности коралловых полипов, диатомовых водорослей, фораминифер и других морских организмов. Коралловые полипы довольно требовательны к условиям обитания. Они могут жить только в теплых водах с температурой не ниже 200С. Поэтому коралловые постройки распространены только в тропических широтах и выходят за их пределы только в одном месте - в районе Бермудских островов, омываемых Гольфстримом.

В зависимости от расположения по отношению к современной суше коралловые острова делятся на следующие три группы:

• 1)береговые рифы,
• 2)барьерные рифы,
• 3)атоллы.

Береговые рифы начинаются непосредственно у берега материка или острова в полосе отлива и окаймляют его в виде широкой террасы. Близ устьев рек и около мангровых зарослей они прерываются по причине пониженной солености воды.

Барьерные рифы находятся на некотором удалении от суши, отделены от нее полосой воды - лагуной. Самый большой в настоящее время риф - Большой Барьерный риф. Его длина составляет около 2 000 км; ширина лагуны колеблется от 35 до 150 км при глубине 30-70 м. Береговые и барьерные рифы окаймляют почти все острова экваториальных и тропических вод Тихого океана.

Атоллы расположены среди океанов. Это - низкие острова в форме незамкнутого кольца. Диаметр атолла колеблется от 200 м до 60 км. Внутри атолла находится лагуна глубиной до 100 м. Такова же глубина и пролива между лагуной и океаном. Внешний склон атолла всегда крутой (от 9 до 450). Склоны, обращенные к лагуне, пологи; на них поселяются разнообразные организмы.

Генетическая связь трех типов коралловых построек представляет собой еще нерешенную научную проблему. По теории Чарльза Дарвина, барьерные рифы и атоллы образуются из береговых рифов при постепенном погружении островов. При этом рост кораллов компенсирует опускание своего основания. На месте вершины острова появляется лагуна, а береговой риф превращается в кольцевой атолл.