Виды геологических процессов. Лекция 1

1.

ГЕОЛОГИЯ –
(Геа – Земля, Логос – наука) – наука о Земле.
Изучение состава, строения и истории развития земной коры.

2.

3.

ОБРАЗОВАНИЕ СОЛНЦА И ПЛАНЕТ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

4.

Земля и Луна, равно как и другие планеты Солнечной системы, образовались за счет
аккреции (слипания и дальнейшего роста) твердых частиц газопылевого
протопланетного облака. На первом этапе рост Земли шел в ускоряющемся режиме
аккреции, но по мере исчерпания запасов твердого вещества в околоземном рое
планетезималей протопланетного облака этот рост постепенно замедлился. Процесс
аккреции Земли сопровождался выделением колоссального количества
гравитационной энергии. Такое количество энергии способно было не только
расплавить вещество, но даже растворить его, но большая часть этой энергии
выделялась в приповерхностной части Протоземли и терялась в виде теплового
излучения. На то, чтобы Земля сформировалась на 99 % от ее современной массы,
потребовалось 100 млн. лет. На первом этапе молодая Земля сразу же после
образования была относительно холодным телом и температура ее недр не превышала
температуры плавления земного вещества, в силу того, что при формировании планеты
происходил не только нагрев за счет падающих планетезималей, но и остывание за счет
теплопотерь в окружающее пространство, кроме того, Земля имела однородный состав.
Дальнейшая эволюция Земли обусловлена ее составом, теплозапасом и историей
взаимодействия с Луной. Влияние состава сказывается прежде всего через энергию
распада радиоактивных элементов и гравитационную дифференциацию земного
вещества.

5.

Теория солнечной туманности

6.

• Планетезима́ль (от англ. planet — планета и англ. infinitesimal —
бесконечно малая) — небесное тело на орбите вокруг протозвезды,
образующееся в результате постепенного приращения более мелких
тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска. Непрерывно
притягивая к себе новый материал и накапливая массу,
планетезимали формируют более крупное тело. Отдельные
слагающие его фрагменты, взаимно притягиваясь, начинают
уплотняться. Примером планетезимали является астероид Лютеция, у
которого под толстым километровым слоем пыли находится плотное
ядро.
• Уплотняющееся вещество увеличивает температуру в центре.
Возросшая температура плавит его, образуется протопланета.
• Теория формирования планет, включающая так называемую
«гипотезу планетезималей», была предложена советским
астрономом В. Сафроновым и в настоящее время поддерживается
большинством астрономов мира

7.

Планетой можно называть космический объект, соответствующий следующим
требованиям:
Объект должен вращаться вокруг Солнца.
Небесное тело должно обладать достаточной массой, чтобы собственная
гравитация придала ему округлую форму.
На орбите планеты не должно быть других космических объектов сопоставимой
массы, то есть именно гравитация небесного тела должна быть доминирующей на
ее собственной орбите.
Таким образом, три критерия исключают из списка планет все спутники, так как они
вращаются не вокруг звезды. Кроме этого, также исключаются все астероиды и
кометы. Так как их гравитация недостаточна для того, чтобы придать объектам
круглую форму.

8.

ОРБИТАЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЗЕМЛИ
Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите с запада на восток

9.

• ПАРАМЕТРЫ ОБЩЕГО ЗЕМНОГО ЭЛЛИПСОИДА, ПРИНЯТОГО В НАШЕЙ
СТРАНЕ большая полуось а=6378.245 км, малая полуось b=6356.863
км, полярное сжатие α = 0.00335233
• ТРЕХОСНЫЙ ЭЛЛИПСОИД КРАСОВСКОГО Еще более совершенной
моделью фигуры Земли является трехосный эллипсоид Красовского,
размеры которого следующие а=6379.351 км, b=6356.863 км,
с=6378.139 км, β = (а – с)/а = 1/3000
• ТРЕХОСНЫЙ ЭЛЛИПСОИД КРАСОВСКОГО Здесь β характеризует
экваториальное сжатие эллипсоида. Из сравнения α и β видно, что
полюсное сжатие на два порядка больше экваториального. Трехосный
эллипсоид Красовского подобран из условия наилучшего
приближения к геоиду. Зазор между ними не превышает 100 м.
• ГЕОИД Геоид (греч. geoeides, от ge – Земля и eidos – вид), фигура
Земли, ограниченная уровенной поверхностью потенциала силы
тяжести, совпадающей в океанах со средним уровнем воды и
продолженной под континенты так, что эта поверхность повсюду
перпендикулярна направлению силы тяжести Поверхность геоида
более сглажена, чем реальная поверхность Земли, на которой резко
выражены горы и океанические впадины

10.

11.

СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ Земная кора –
состоит из вещества, выделившегося
из мантии. ЗЕМНАЯ КОРА З.К. –
верхняя оболочка «твердой» Земли,
нижнюю границу которой составляет
поверхность Мохоровича Толщина З.К.
от 5 км под океанами до 75 под
материками Различают
континентальную и океаническую З.К.
З.К. близка к состоянию
изостатического равновесия Верхняя
граница совпадает с поверхностью
материков и океанического дна,
нижняя граница – поверхность
Мохоровича (Мохо) В,С,D – мантия.
Верхняя граница совпадает с
поверхностью Мохо, нижняя граница –
граница Вехерта-Гутенберга E,G –
ядро (барисфера)

12.

13.

14.

Геологические процессы делятся на две взаимосвязанные между собой группы:
ЭНДОГЕННЫЕ (древнегреч. endon — внутри, т. е. изнутри рожденные) и ЭКЗОГЕННЫЕ
(древнегреч. ex — вне, т. е. извне рожденные).
Развитие Земли протекает в непрерывной борьбе этих двух видов процессов между собой.
Эндогенные процессы — созидатели, они создают горы, поднятия, впадины и котловины,
создают и порождают горные породы, минералы и полезные ископаемые. Экзогенные
процессы — разрушители всего того, что создают эндогенные процессы. При этом, правда,
разрушая, они создают свой рельеф и новые породы и минералы.
К эндогенным процессам
относятся: магматизм, метаморфизм, тектоника, землетрясения (сейсмика).
Эндогенные процессы черпают свою энергию из недр Земли, извлекая ее из атомных,
молекулярных и ионных реакций, внутреннего давления (гравитации) и разогрева
отдельных участков земной коры от перемещения ее слоев под действием изменения
скорости вращения Земли.
К экзогенным процессам относятся: работа ветра, подземных и поверхностных
текучих вод рек и временных потоков, льда, морей, озер и т. п. Геологическая работа
при этом сводится в основном к разрушению горных пород, переносу обломков и
отложению их в виде осадков.

15.

16.

17.

Субдукция - это тектонический процесс движения земной коры. В результате
данного процесса при столкновении плит самые плотные породы, из которых
состоит дно океана, продвигаются под легкие породы материков и островов. В этот
момент высвобождается неимоверное количество энергии - это и есть
землетрясение. Часть пород, погрузившихся на большую глубину, при
взаимодействии с магмой начинает плавиться, после чего выплескивается на
поверхность через вулканические жерла. Так происходит извержение вулканов.
Гипотеза мобилизма получила название «тектоника литосферных плит». Их не так
много — всего восемь крупных и с полтора десятка мелких. Вторые также
называют микроплитами. Наиболее крупные плиты располагаются в пределах
Тихого океана, они являют собой тонкую, легко проницаемую океаническую кору. У
Индо-Австралийской, Антарктической, Африканской, Южно-Американской, СевероАмериканской и Евразийской плит кора континентального типа. Литосферные
плиты имеют различные границы (края) и очень медленно перемещаются по всей
поверхности планеты. Когда литосферные плиты расходятся, края становятся
дивергентными: расходясь, плиты образуют рифтовую зону (трещину), в которую
поступает мантийное вещество. На поверхности дна оно застывает, и происходит
наращивание океанической коры. Все новое и новое мантийное вещество,
поступающее в рифтовую зону, расширяет ее и заставляет плиты перемещаться
Там, где они раздвигаются, образуется океан, и его размеры постоянно растут.
Такой тип границ сегодня имеется вдоль осей срединных океанических хребтов и
фиксируется рифтовыми трещинами.

18.

Самые массивные литосферные плиты располагаются в океанах. Субдукция - это
явление, происходящее линейно. В зоне субдукции выделяют два края плиты - это
верхний, или ведущий, и погружающийся нижний. Только при их взаимодействии
происходят извержения и землетрясения. Самая активная субдукция - это
сейсмофокальная зона. В такой зоне происходят самые глубокофокусные
землетрясения. По сейсмическим данным установлено, что сосредоточенность
землетрясений расположена глубже от глубоководного желоба в сторону
континента.

19.

Зона субдукции постоянно отслеживается на сейсмотомографическом профиле.
Там хорошо видны границы и верхней и нижней мантии. На огромной глубине, куда
погружается плита, землетрясений не бывает, так как плита на такой глубине
становится жидкой (плавится). Соответственно, она уже не дает толчка, при
котором выходит энергия. Субдукция - это медленный процесс. Ее скорость
измеряется по сантиметрам в год. В основном ее скорость от двух до восьми
сантиметров в год.

20.

Спре́динг (англ. spreading от англ. spread — растягивать, расширять) —
геодинамический процесс раздвигания жёстких литосферных плит под действием
нагнетаемого снизу магматического расплава в области рифтов срединноокеанических хребтов.
Процессы спрединга локализуются, главным образом, в пределах Срединноокеанических хребтов и формируют океаническую кору, поэтому в этих районах
она относительно молодая.
Спрединг морского дна Огромные хребты, разделяющие земную кору под каждым
океаном, обозначают границы между тектоническими плитами, постепенно
передвигающимися в про тивоположных направлениях При раздвижении плит
расплавленная масса из мантии поднимается, заполняя разном в земной коре, а
затем морское дно медленно продвигается в сторону континента.