Глобальные теории геологии

1. ГЛОБАЛЬНЫЕ ТЕОРИИ ГЕОЛОГИИ

2. В XIX веке в геологии сформировались две концепции развития Земли :

Теория катастроф Жоржа Кювье
и эволюционная теория
Чарльза Лайеля.
Согласно последней, развитие
осуществляется посредством
небольших изменений,
осуществляющихся в одном и
том же направлении.
Суммируясь, эти изменения
приводят к значительным
результатам
("принцип униформизма").

3.

КЮВЬЕ, ЖОРЖ (Cuvier, Georges) (1769–1832),
французский зоолог.
Родился 23 августа 1769 в Монбельяре (Эльзас). Окончил
Каролинскую академию в Штутгарте (1788). В 1795
поступил на должность ассистента Музея естественной
истории в Париже, с 1799 – профессор естественной
истории в Коллеж де Франс.
Занимал ряд государственных постов при Наполеоне I и в
период Реставрации. Исполнял обязанности президента
Совета по образованию, председателя Комитета
внутренних дел, был членом Государственного совета.
Создал факультет естественных наук в Парижском
университете, организовал ряд университетов и лицеев в
городах Франции. В 1820 получил титул барона, в 1831 –
пэра Франции.

4.

Кювье сыграл значительную роль в создании палеонтологии
и сравнительной анатомии. В основу классификации положил
строение нервной системы, исходя из этого в 1812
сформулировал учение о четырех «типах» организации
животных: «позвоночных», «членистых», «мягкотелых» и
«лучистых». Описал большое число ископаемых форм и
предложил определять по ним возраст геологических слоев,
в которых они обнаружены. Реконструировал целые
организмы по немногим частям, найденным при раскопках.
Чтобы объяснить смену флоры и фауны в различные
периоды эволюции Земли, выдвинул теорию катастроф
(1817–1824).
Кювье был последователем К.Линнея и отвергал
эволюционные воззрения Ж.Ламарка и Э.Жоффруа СентИлера. Умер Кювье в Париже 13 мая 1832.

5.

Чарльз Ляйэлль
- один из самых
выдающихся ученых XIX века; он совершил
переворот в геологической науке, создав
теоретическую основу современной
геологии. Окончив Оксфордский университет,
первые годы он занимался юриспруденцией,
но вместе с этим проводил и геологические
исследования.
Его научным дебютом стало революционное и в
то же время классическое сочинение "Основы
геологии"
(1830-1833), составившее в науке целую эпоху.
Оно заложило основу современной геологии,
опровергнув теории катастроф Кювье, из
которой следовало, что изучение современных
геологических явлений не может оказать
содействия для восстановления
истории земли.

6.

В своем труде Ч. Лайэль убедительно доказал,
что со времен возникновения земли действуют
одни и те же геологические закономерности и
причины, что и в наше время интенсивность
обусловленных ими процессов остается
неизменной и, следовательно, изучение
современных геологических процессов дает нам
понимание того, что происходило с Землей
миллионы лет назад.
Ч. Лайэль разработал новый метод изучения и
классификации третичных отложений, который
дал блестящие результаты.
Знаменитый труд "Древность человека" дал
начало доисторической археологии. Эта книга
показывает, до какой степени чутко Ч. Ляйэлль
следил за новыми открытиями в науке.

7. КОНЦЕПЦИИ ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИКОВ базируются на следующих гипотезах:

1.
Первая ГИПОТЕЗА МОБИЛИЗМА
(А.Вагенер, 1912).
В Карбоне существовал единый массив суши
Пангея, она раскололась на Лавразию
и Гондвану.
35 млн. лет назад Африка отделилась от
Южной Америки, а 85 млн. лет назад
Северная Америка отделилась от Европы;
40 млн. лет назад Индийский материк столкнулся с Азией и появились
Тибет и Гималаи.
Основание:
- сходство очертаний материков, как частей расколовшегося когда-то
единого праматерика Пангеи;
- эмпирическое обнаружение в конце 50-х годов расширения дна океана;
- сходство геологического строения, верхнепалеозойской флоры и фауны
приатлантических континентов (особенно Африки и Южной Америки).

8.

Единый древний
континент Пангея,
расколовшийся примерно
200—210 миллионов лет
назад, с современными
геополитическими
границами

9.

Альпийско - Гималайский складчатый горный пояс

10.

11.

12.

13.

14. II. Вторая гипотеза мобилизма (НОВАЯ ГЛОБАЛЬНАЯ ТЕКТОНИКА).

Литосфера разбита на крупные
плиты, которые перемешаются по
астеносфере (слой пониженной
вязкости в верхней мантии Земли;
вероятно, в ней происходит
перетекание вещества, которое
вызывает вертикальное и
горизонтальное движение
участков блоков литосферы.
Близ срединоокеанических хребтов литосферные плиты
наращиваются за счет вещества, поднимающегося из недр, и
расходятся в стороны.
В глубоководных желобах одна плита подвигается под другую и
поглощается мантией. Там, где одна плита сталкивается с другой,
образуются складчатые участки блоков литосферы - горы.

15. ЛИТОСФЕРНЫЕ ПЛИТЫ

16. МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫ

-
Океан и атмосфера - продукт
дегазации вулканических лав,
выплавлявшихся из верхней мантии
Земли и формировавших земную
кору.
- При плавлении мантия разделялась
на легкоплавкую и тугоплавкую
фракции.
- Первая представлена в основном
базальтами с растворенными в них
газами и водой. Как более легкая,
она поднималась к поверхности и
изливалась через жерла вулканов и
трещины разломов, выбрасывая
газы и пары воды, т.е.океан и
первичная атмосфера образовались
через вулканические жерла.
Основания: - расчеты и эксперименты
показали, что в расплавленном
базальте при 1000 С и давлении на
глубине 17-35 км под поверхностью
Земли имеется 7-8% воды и 1%
газов;
МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ОКЕАНА
И АТМОСФЕРЫ

17. ТРАНСГРЕССИЯ (наступление) И РЕГРЕССИЯ (отступление) ОКЕАНА

Это общепланетарное явление, в результате которого
меняется конфигурация океана и суши, глубина океанов и
соотношение размеров суши и моря.
При регрессии площадь суши возрастает, планета
становится ярче, т.к.суша обладает большей
способностью отражать (большим альбедо). Это
приводит к понижению температуры. Во время
трансгрессии - площадь суши сокращается (до 40%), что
приводит к повышению температуры.
К причинам этих явлений относят процессы в недрах Земли,
вызывающие движения литосферных плит и изменения
конфигурации, размеров и глубины океана, а также
процессы наступления и отступления ледниковых
покровов.

18. ЛЕДНИКОВАЯ ТЕОРИЯ

ГЛЯЦИАЛИЗМ - система научных представлений о древних
оледенениях Земли. Включает в себя несколько направлений.
Согласно дрифтовой теории, выдвинутой в первой половине XIX в
Ч. Лайелем, валуны, встречающиеся в четвертичных отложениях
северных районов Евразии и Северной Америки, были занесены
туда айсбергами гипотетического моря, покрывавшего огромные
пространства в высоких широтах.
Полигляциализм показывает многократное оледенение в
четвертичный период с чередованием теплых и холодных
климатов в умеренных широтах Земли.
За последний 1 млн. лет было 7 полных ледниковых циклов.

19.

Северное полушарие Земли во время последнего оледенения.
Уровень Мирового океана упал на 120 м из-за расхода воды на 3—4километровые ледники. Льдами были покрыты Альпы и Гималаи.
Зимние льды в море простирались не столь далеко.

20. Пензенская область располагается на Европейской платформе

Имеет кристаллический фундамент. В осточной части расположено поднятие – Токмовский
свод.
Чередование опусканий и поднятий, происходивших вследствие тектонических
процессов, обусловливало то трансгрессии (наступание), то регрессии (отступание)
моря. На суше в периоды отступаний моря под влиянием внешних сил происходило
разрушение горных пород и снос продуктов разрушения (песков, глин) текучими водами
в низины, озера, речные долины. Таким путем в течение многих миллионов лет
накапливались осадочные толщи — так называемый платформенный чехол. Осадочные
породы заполняли неровности фундамента и, в свою очередь, подвергались
тектоническим воздействиям. В толще осадочных пород, покрывающих
кристаллический фундамент, обнаружены морские отложения девонского,
каменноугольного, юрского, мелового и палеогенового периодов.
Палеозойские периоды находятся на глубинах нескольких сотен метров от поверхности,
а породы мезозойской и кайнозойской эры выходят на поверхность. Немногочисленные
обнажения юрских песков с прослоями глин есть на берегах рек Иссы, Шукши, Выши.
Выход нижнемеловых песчано-глинистых отложений часто встречается в бассейнах рек
Выши, Вада, Иссы, Вьяс-са, Пелетьмы, Шукши. Во многих местах появляются на
поверхности верхнемеловые мелоподобные и окрем-нелые мергели, песчаники, опоки
(опока — кремнисто-глинистая осадочная порода). Для западной части области
позднемеловая трансгрессия моря была последней.

21.

В кайнозойскую эру, начавшуюся около 70 млн, лет назад, морем покрывалась лишь
восточная часть области в палеогеновом периоде. Общая мощность палеогеновых опок,
песчаников, песков не более 30—50 м у западной границы их распространения, до 200—
220 м — на востоке и юго-востоке области. Они перекрывают осадочные породы
мелового периода.
Современный облик поверхности области был в основном сформирован в неогеновом
периоде, отличавшемся активизацией тектонических движений. На месте палеогенового
моря возникает центральная часть Приволжской возвышенности. Меньше поднятия
испытывает Керенско-Чембарская возвышенность, тектоническая основа которой была
образована еще в палеозое. В неогене закладываются основные речные долины области
— Суры, Мокши, Выши, Хопра и др.
Последний период кайнозойской эры, продолжающийся и в настоящее время, был назван
четвертичным. Он длится уже 1 млн. лет. В этот период на Земле произошло грандиозное
оледенение, захватившее высокие широты и северного и южного полушарий. Было
несколько оледенений. Максимальное оледенение Русской равнины получило название
Днепровского. Оно захватывало западную часть области примерно до
меридионального отрезка течения р. Суры.

22.

23.

Ледник оставил после себя обломочный материал — морену. Остатки ее
сохранились на водоразделах западной части области и встречаются местами в
береговых обнажениях рек, балок, оврагов. Морена представляет собой суглинки с
обломками каменных горных пород — валунов. Среди валунов есть местные
горные породы, а также кристаллические породы: граниты, гнейсы, кварциты,
доставленные ледником, из Карелии и Кольского полуострова. Мощность
моренных отложений невелика и максимальной величины (15—20 м) достигает в
доледниковых долинах.
При таянии ледника стекающие воды оставляли маломощные крупнозернистые
пески с мелкой галькой, которые пятнами встречаются на междуречьях и в долинах
рек западной части области.
Накопление четвертичных отложений происходило и в послеледниковое время. На
горизонтальных поверхностях междуречий, на пологих склонах и у подножий
возвышенностей залегают суглинки, являющиеся корой выветривания коренных
пород. Кора выветривания образуется под совместным воздействием воздуха,
воды и организмов на коренные породы, отчего они с поверхности изменяются и
становятся рыхлыми.
«География Пензенской области» И.И.Курицын, Н.А.Марденский.

24.

Последний ледниковый период - Валдайский (Россия), Вюрмский
(Европа), Висконский (США) - начался 120 тыс. лет назад.
Валдайскому ледниковому периоду предшествовал ПЕРИОД
МЕЖЛЕДНИКОВЬЯ (ангамонский или микулинский) около 125
тыс. лет назад. Тогда граница современной растительности
смещалась в Северной Америке на 300-400 км к северу, а В
Сибири даже на 600 км.
Температура воздуха в умеренной зоне была не менее чем на 2 С
выше современной.
Уровень океана был выше на 5-8 м, что указывало на сокращение
ледникового покрова Антарктиды или Гренландии.
Валдайский цикл оледенения начался около 120 тыс. лет назад. На
сушу в виде льда переместилась огромная масса воды. Уровень
океана упал на менее чем на 60-100 м.

25. 70-я сессия Генассамблея ООН 29.11.2015 Путин: «Изменение климата — вызов планетарного масштаба»

Климатические перемены, как бы это не звучало, могут
быть страшнее войны. Ряд исследований показывает, что
повышение планетарной среднегодовой температуры
даже на 2 градуса по Цельсию сделает большинство
привычных мест обитания неприемлемыми для жизни,
а при повышении на 6 градусов существование на Земле
для человека станет практически невозможным.

26.

По мнению Межправительственной группы
экспертов по изменению климата, за последние
100 лет среднегодовая температура в России
выросла на 1°С.
За последнее 20-летие XX века температура
возросла на 0,4°С. 20.
Зима 2014-2015 года была самой теплой за всю
историю наблюдений. Аномалия сезонной
температуры составила 4-7°С, что на 0,5°С выше
рекорда 1962 года.
Источник: 40 фактов о климате России, которые вы не знали
© Русская Семерка russian7.ru

27.

Россия – единственная в мире страна, через
которую проходят 8 климатических поясов.
Для сравнения, по территории США проходит
только 5.
Разница между среднегодовой летней и зимней
температурой в России – 36°С. В Канаде разница
всего 28,75°С.
Источник: 40 фактов о климате России, которые вы
не знали© Русская Семерка russian7.ru

28.

ПОСЛЕЛЕДНИКОВАЯ ЭПОХА - ГОЛОЦЕН - в Европе началась около 1Отыс. лет
назад. Ранняя часть голоцена характеризовалась потеплением, которое
перешло около 8 тыс. лет назад и интервал, известный как "климатический
оптимум" и продолжавшийся около 2,5 тыс. лет. В Европе было теплее на 2
градуса, чем сейчас, а ледяной покров Северного Ледовитого океана
сократился по площади почти вдвое по сравнению с современным.
Климатический оптимум 5,5 тыс. лет назад сменился похолоданием,
Кульминация последующего потепления пришлась на период около 4 тыс. лет
назад с последующим похолоданием около 3 тыс. лет назад. Новое
потепление, известное как "малый климатический оптимум", пришлось на
период 2-1 тыс. лет назад.
В первой четверти прошлого тысячелетия начинается похолодание, известное как
"малый ледниковый период", продолжавшийся до ХIХ в. и сменившийся
новым потеплением. На Руси этот период характеризуется страшными
грозами, великими засухами и суровыми зимами. Самым тяжелым оказался
ХV в. - засухи сменились годами с сильными грозами, дождями и
наводнениями. Голод и эпидемии унесли десятки тысяч жизней. С XI по ХVII вв.
на Руси было 200 голодных лет, Т.е. каждые 3-4 года. Аналогичная картина
была и в Западной Европе.
Современный климат непрерывно меняется, причем колебания средней
температуры у поверхности Земли лежат в узком диапазоне - около 0,60С.
Характерным для сегодняшнего климата является возрастание числа погодных
аномалий (например, в 1983 г. в Антарктиде зарегистрирована самая низкая
температура за весь период наблюдений - 89,20 С), а в 2012году – 93 С

29.

30. КОНЦЕПЦИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЛЕДНИКОВЫХ ЭПОХ

Все астрономические гипотезы возникновения ледниковых эпох первостепенную
роль отводят излучению Солнца, а эпохи оледенения связывают с допущением
длительных изменений его потока. Для объяснения этих измененийпривлекаются
как внутрисолнечные причины - пульсации его размеров, конвекция вещества и
т.д., так и внешние - гравитационное воздействие на Солнце других звезд или
пересечение им при движении в пространствах Галактики пылевых облаков или
еще какие-то воздействия.
Все земные гипотезы возникновения ледниковых эпох первостепенную роль
отводят процессам перестройки активности недр Земли, которые проявляются
как движение литосферных плит; развитие вулканизма и горообразования;
объединение и разъединение континентов; изменение площади и глубины
океанов; изменение состава атмосферы; эволюционное развитие биосферы.

31. ТЕОРИИ КОЛЕБАНИЙ ОЛЕДЕНЕНИЯ ЗЕМЛИ

1. АСТРОНОМИЧЕСКАЯ. Полушария Земли в
результате изменения элементов ее движения
получают разное количество солнечной
радиации, что отражается на глобальной
температуре.
Таких элементов три:
1- колебания земной оси; она описывает в
пространстве круг за время приблизительно
в 25 тыс. лет;
2- изменение наклона земной оси по отношению
к плоскости орбиты (эклиптики) Земли;
изменения достигают 3 градуса,
периодичность их - 41 тыс. лет;
3- изменение формы орбиты; каждые 100 тыс.
лет она изменяется от круговой до
эллиптической.
Периодичность элементов движения
соответствует трем циклам изменения
климатической Системы Земли.
Периодичность резких изменений -100тыс.
лет; менее выраженных - 2 тыс. лет;
небольших - 24 тыс. лет.
- Изменение положения земной поверхности по
отношению к Солнцу оказывает влияние на
развитие оледенений (выдвинута в 20-е годы
ХХ в. М.Миланковичем).
ТЕОРИИ КОЛЕБАНИЙ
ОЛЕДЕНЕНИЯ ЗЕМЛИ

32. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КЛИМАТА

Колебательный характер изменений климата связан с собственными
колебаниями внутри климатической системы. Функциональной модели
системы АТМОСФЕРА-ОКЕАН-ОЛЕДЕНЕНИЕ –БИОСФЕРА
свойственны авто колебания. Колебания возникают между двумя большими
инерционными звеньями системы - оледенением и океаном, которые
выступают как осцилляторы (ритмоводители). Инерционные свойства океана
обусловлены большой теплоёмкостью и значительной массой океана, а
оледенения - малой скоростью массообмена (таяния и накопления льда).
Эти два звена объединены функциональными связями, которые
осуществляются благодаря переносу тепла и влаги в атмосфере.
Возбудителем колебаний является северное полушарие.
Данная модель воспроизводит картину колебаний ледниковых покровов, что
согласуется с палеоклиматическими данными (авторы - В.Я.Сергин и
С.Я.Сергин).

33. Редкие и исчезающие животные Пензенской области

Изменение среды обитания и прямое истребление привело к
тому, что мн. виды животных, ранее встречавшихся в Пенз. крае,
либо исчезли, либо находятся на грани исчезновения. Из
животных, обитающих на терр. области, в Красную книгу РСФСР
попали 56 видов.
Насекомые. Прямокрылые: дыбка степная. Равнокрылые:
кошениль польская. Жесткокрылые: красотел пахучий, жук-олень.
Чешуекрылые: бражник – мертвая голова, медведица Гера,
медведица госпожа, лента орденская голубая, лента орденская
малиновая, махаон, подалирий аполлон, мнемозина, поликсена,
переливница большая, голубянка мелеагр.
Перепончатокрылые: шмель моховой, шмель Шренка, шмель
пластинчатозубый, шмель степной, мелиттурга булавоусая, пчелаплотник, сколия степная.
Рыбы. Скорпенообразные, обыкновенный подкаменщик.

34.

35.

Птицы. Аистообразные: черный аист. Соколообразные:
скопа, змееяд, могильник, беркут, орлан-белохвост,
балобан. Журавлеобразные: дрофа. Ржанкообразные:
ходулочник.
Млекопитающие. Насекомоядные: выхухоль.
Рукокрылые: гигантская вечерница.
Грызуны: байбак.
Список малочисл. и исчезнувших видов в пределах
ареала следует дополнить еще рядом форм, редко
встречаемых на терр. области: бурый медведь,
европейская норка, выдра, рысь, бобр, глухарь,
лебедь-шипун, орел-карлик, большой подорлик,
болотная черепаха, стерлядь, подуст.
Лит.: Красная книга РСФСР. Животные. М., 1983; Красная книга СССР.
Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных и
растений. Т. 1. М., 1984.
[В. Ю. Ильин, Т. Г. Стойко. Редкие и исчезающие животные / Пензенская
энциклопедия. М.: Научное издательство «Большая Российская
энциклопедия», 2001.]

36. Кафедра зоологии и экологии ПГУ