Факториразвітія землі
Фото: NASA
Зміст
Протіворечіегеологіческіх систем і чинники їх розвитку
Решеніеосновного протиріччя геологіческіхсістем криється у відповіді на питання: чтоопределяет їх самостійність ізавісімость. У цьому плані представляетінтерес думка, висловлена Б.М. кедровим:"умови існування неорганіческоготела як такого є отсутствіеобмена речовин між ними і навколишнього егосредой", Яка досить четкоуказивает, що будь-яка неорганіческаясістема хімічно самостійна. Следуетзаметіть, що незважаючи на допущену здеськатегорічность, хіміческаясамостоятельность неорганічних сістемскорее настає в планетарний етапразвітія матерії і не є абсолютною, думка є вірною для Землі в цілому длявсех планет сонячної системи.
Еслісістема є хіміческісамостоятельной і процеси, що йдуть в ній, мають фізико-хімічну основу, тоестественно виникає уявлення озавісімості її розвитку від фізіческіхфакторов, тобто про її фізичної завісімості.Действітельно Земля як елемент солнечнойсістеми, галактики і космосу пов`язана споследнімі енергетичним обміном, вираженим у зміні її температури, гравітаційного, магнітного і другіхполей.
Ізвишеізложенних міркувань можна сделатьзаключеніе, що розвиток Земліопределяется її основною суперечністю -протіворечіем між її хіміческойсамостоятельностью і фізіческойзавісімостью.
Установленіеосновного протиріччя оказиваетсянедостаточним для більш повного раскритіяіндівідуальних особливостей развітіяматеріальних систем, в тому числі планет, тому, як було сказано вище, поряд сосновной протиріччям системи необходімоустанавлівать і визначальну форму еедвіженія. Его твердження виникає прісравненіі шляху розвитку, наприклад. Землі іЛуни. Обидва тіла мають багато схожих рис: куляста форма, оболонкову будову, полярну асиметрію, тут і там проявленивулканіческіе і інтрузивні процеси і т.д., і в той же час шляху розвитку їх отлічаютсявесьма разюче - на Місяці нетосадочних порід, гранітоїдів, немає життя і т.д.То ж саме можна сказати при сравненііЗемлі і астероїда, Землі і окремо взятогокрісталла. Причину відмінності в шляху развітіяетіх систем ми бачимо в різному набореформ руху. На Землі, в силу ееособенного хімічного складу, поряд з механічною та фізичної, возніклахіміческая форма руху, виражена вхіміческом обміні речовин між її сферами, в той час як на Місяці обмін веществосуществляется тільки механічними іфізичних способами.
такий"Двохкоординатний" підхід до развітіюпланет виявляється плідним дляоб`ясненія практично всіх особенностейіх розвитку. Він дозволяє також відповісти напитання, чому саме на Землі возніклажізнь, тому, що тут проісходілмассовий хімічний обмін речовин, що є необхідною передумовою длявиникнення життя.
Факториразвітія Землі
Крешенію поставленого питання можноподойті різними шляхами. Вище з точкизрения циклічності розвитку матеріальнойсістеми було визначено, що факторовразвітія має бути не менше трьох. Однакоціклічность не пояснює ні індівідуальнуюособенность розвитку тієї чи іншої системи, ні її стійкість, тобто ще мінімум 1 - 2фактора повинна брати участь в развітііматеріальной системи.
Благодарядіалектіке ми знаємо, що в основі развітіялюбой матеріальної системи лежатпротіворечія, обумовлені полярниміпротівоположностямі - силами отталківаніяі тяжіння .. Звідси можна зробити висновок, що в основі розвитку систем лежать мінімумдва фактора, один з яких в целомвизивает сили відштовхування, інший - сілипрітяженія. При одних і тих же сілахотталківанія і тяжіння кожна сістемаразвівается різному, звідси припускаємо, що зміст систем є ще одним (третім) фактором їх розвитку.
Третійподход до визначення розвитку факторовЗемлі виходить, що вона являетсятермодінаміческой системою, посколькудостоверно встановлено, що ізмененіясостоянія її речовини відбувається врезультаті хімічної реакції, ізмененіятемператури і тиску.
Каквідім нижче, кожен з цих подходовдополняет один одного і в кінцевому ітогепозволяет визначити кількість основнихфакторов і законовразвітія геологічних систем.
Какізвестно, загальна формула термодінаміческіхпроцессов може бути написана следующімравенством:
Г = (? Р, Т, С) х, у, z, t
Посколькув земних умовах тиск являетсяфункціей об`ємного ваги ( ), прискорення ( g) і потужності земних шарів ( R), формуламожет бути перетворена в такий спосіб
Г =f ( , g, R, Т, С) х, у, z, t
Всуществующіх тектонічних гіпотезах заопределяющую основу геологіческіхпроцессов приймається той чи інший фактор, тому повнота розкриття причин іхпроісхожденія не досягається.
Рольі значення чинників походження ірозвиток геологічних систем ( , R- рівноважний фактор g -гравітаціонний фактор Т - температурнийфактор- С - хімічний фактор), будутраскрити в наступних розділах, ніжеостановімся на деяких загальних питаннях.
Терміческійфактор
Терміческійфактор, як один з факторів ізмененіяокружающей дійсності, використовувався ще в епоху становленіячеловеческого розуму. Як фактор развітіяЗемлі він оформився у вигляді контракціоннойгіпотези, яка панувала околовека. Відповідно до її положень Земляпредставлялась холонучим, тому іуменьшающімся в обсязі, тілом. Свого времяета гіпотеза пояснювала многіегеологіческіе факти, як зменшення вовремени магматичної активності того чиіншого регіону, консолідація їх, паденіестепені метаморфізму і т.д.
Соткритіем радіаційних джерел тепла, атакож виявленням ділянок Землі, розвивалися і розвиваються в условіяхдействія сил розтягування, контракціоннаягіпотеза втратила колишнє панування вгеологіческой науці, хоча і проводілісьпопиткі її відродження в сукупності сізостазіей або іншими іншими последующімігіпотезамі.
Внастоящее час про роль терміческогофактора в розвитку Землі существуютвзаімоісключающіе думки, жодне ізкоторих не є общепрізнанним.Попиткі кількісної її оцінки оказалісьбесплоднимі в силу різних причин, у першу чергу, через недостаточнойдостоверності вихідних параметрів івсякое роду припущень, не завжди імеющіхбесспорние геологічні основи.
Іззакона збереження руху випливає, що вовселенной постійно повинні сосуществоватьцентри згущення і розрядження матеріі.Центри згущення матерії, де кінетіческаяенергія переходить в теплову, атомну, повинні характеризуватися огромнойтемпературой і тиском, а центриразреженія - практичним отсутствіемвещества і наднизької температурой.Центри згущення, досягнувши некоторогопредела, повинні вибухати і перетвориться вцентре розрідження, а старі центриразреженія - в нові центри згущення.
Впереходних областях мало бинаблюдаться або збільшення або уменьшеніетемператури небесних тіл в залежності від того, на якій відстані вони знаходяться отстарого центру до нового центру сгущеніяматеріі. Очевидно, що до половини шляху (відімонесколько більше) небесні тіла должниохлаждаться, а в наступній половині -нагреваться.
Поастрономіческім даними ми знаходимося в першій половині шляху.
Такойобщій підхід до розвитку небесних телпозволяет ратувати за первоначальноегорячее походження Землі і планетсолнечной системи, відкинути такіепредставленія, як походження Землі зарахунок первісної міжзоряного пилу, за рахунок речовини Сонця і т.д.
Огромнийфактіческій матеріал, накопичений нинегеологіей по метаморфизму, магматизму, металогенії і т.д. який суперечить етомувиводу і вказує на зниження температуриЗемлі за геологічний період її розвитку, що триває в даний час.
Прізнаніесніженія температури за геологіческійперіод її розвитку вимагає оцінки доліконтракціонних рухів в геології, у першу чергу, величин контракціоннихдеформацій. Вважається, що життя на землезароділась приблизно 2,5 - 3,0 млрд. Років назад.Еслі приймемо температуру на поверхностіЗемлі того часу рівній навіть 100 ° С, тополучім приблизно скорочення радіуса Земліза цей період близько 6,4 км. або 0,003 мм в год.Ета деформація, дуже низька за величиною, всилу більш-менш равномерногосокращенія радіуса Землі не іграетсущественной ролі в планетарної геології.
Контракціонниедеформаціі можливі лише в тому випадку, есліподкоровие маси в силу якихось прічіностивают швидше, ніж земна кора. Однакоподобное явище практіческінеосуществімо, так як внутрішнє теплоотводу через верхні горизонти Землі.
Прісокращеніі радіусу і, відповідно, обсягу Землі можливе збільшення глубінимірового океану. Розрахунки показують, щопри скорочення радіуса Землі на 6,4 км.прі інших рівних умов, проісходітувеліченіе середньої глибини океанів лише на6 метрів. Ці переміщення дуже малі попорівнянні з відбувалися колебаніяміуровня світового океану і тому не могутбить прийняті в розряд визначають.
Вишепріведенниепрікідкі і міркування з контракцііпозволяют нам вважати, що контракция неграючі суттєвої ролі в общепланетарноммасштабе.
Інуюоценку вона отримує в локальному плані, наприклад, при охолодженні інтрузивних тел.Так при охолодженні тіла з начальнойтемпературой близько 1000 ° С, кожні 1000 метрової довжини скоротяться на 10 метрів. Етогопространства цілком достатньо длядополнітельной ін`єкції інтрузівногоматеріала, гидротермального розчину ілілокалізаціі родовищмінеральногосирья.
Температурнийцікл через свою більшої, ніж геологіческійперіод розвитку Землі, тривалості вгеологіческіх процесах відбивається какнаправленность, тобто температурний факторопределяет спрямовану (необоротну) складову в розвитку глобальних земнихпроцессов.
Температураучастков Землі схильна до большімвременним варіацій. Температурнийградіент їх неодноразово змінювався то в бік зменшення, то в бік увеліченіяв відповідно до законів терміческойполярності-нерівномірності, визиваятерміческіе деформації, автономнуюактівізацію регіонів, неоднократнийметаморфізм товщ.
Рольі значення термічного фактора впроісхожденіі і розвитку Землі будутраскрити нижче, тут же відзначимо, що длярешенія багатьох завдань геології температураЗемлі (див. Вище "закони") Може битьпрінята постійною.
Гравітаціоннийфактор розвитку Землі
Длябагатьох завдань астрономії і фізики Земляпрінімается як абсолютно тверде тіло матеріальна точка. Але Земля неявляется такий - вона достаточноподатлівая система, реагірующаяізмененіямі своїх параметрів на нічтожномалие відхилення потенціалагравітаціонного поля. Досить по етомуповоду згадати добові прілівниеколебанія атмосфери, гідросфери та твердойоболочкі Землі, як наслідок проявленіясіли, яка становить усього близько 0,02% отсредней орбітальної сили солнечногопрітяженія.
Вследствіеобязательной зліпсоідальной орбіти Землівокруг Сонця відбувається колебательниеізмененія величини гравітаційного поля.Разніца сили тяжіння в перигелії і афеліісоставляет близько 7% від среднеорбітальнойсіли тяжіння, а період коливання равенгоду, тобто коливання среднеорбітальних сілипрітяженія перевищує прілівообразующіеколебанія за інтенсивністю в сотні разів і 365раз за тривалістю. Діючи поплоскості екліптики ці коливання должнивизивать зміни параметрів геоіда.Пріблізітельно від точки осеннегоравноденствія до точки весеннегоравноденствія Земля повинна відчувати сілирастяженія по площини екліптики, а в іншій частині орбіти - сили сжатія.Соответственно повинні зміняться степеньсжатія геоїда: в першій частині орбіти онадолжна збільшуватися, а у второйуменьшаться. Розглянуті коливання незмінних моменту обертання Землі, поетомуізмененія параметрів геоїда, должнасопровождаться соответствующіміізмененіямі кутової швидкості вращеніяЗемлі: в першій частині орбіти угловаяскорость повинна зменшуватися, оскільки призбільшення ступеня стиснення геоідаувелічівается момент інерції Землі, а подруге - збільшуватися.
Явленіеізмененія кутової швидкості обертання Земліізвестно: найповільніший вращеніенаблюдается в лютому-березні, саме бистрое- в серпні - вересні. Якби Землясостояла з ідеальної рідини, то самоемедленное обертання спостерігалася б вперігеліі (3 січня), а саме повільне вафель (5 липня). Відхилення цілком об`яснімиеффектом запізнювання в`язких систем.
Годовоеізмененіе стиснення геоїда мало бинайті відображення в зміні широт тієї ілііной місцевості, тобто широти местностейдолжни бути схильні до річної пульсаціі.Ето явище відоме в астрономії-однаково по величині і знаку ізмененіяшірот обсерваторій, віддалених напротивоположном сторонах від полюса, ще не вийде належного пояснення, трактуетсянамі як підтвердження висунутого наміположенія.
Колебаніяугловой швидкості обертання Землі рядомісследователей пояснюються ізмененіемнаправленія переміщення атмосфери в целомпо відношенню до літосфері, при цьому прічінипоследнего не розкриваються. Цей факт неопровергаемие висунуте нами пояснення, а, навпаки, випливає з нього як наслідок, -Атмосфера є сферою більш піддатливою, тому вона в своєму розвитку опережаетразвітіе літосфери, гідросфери. Тут мивишлі в область метеорології а раз так, тоуглубімся трохи далі, але лише з тією метою, щоб переконається в реальному значенііопісиваемого ефекту. Всім відомо такзване "бабине літо", Час затішьяв атмосферних процесах. З лише чтоуказанной різної податлівостіатмосфери, гідросфери та літосфери дозміни потенціалу сили тяжестівитекает, що два рази в рік атмосферні ілітосферние деформації повинні прийти всоответствии. Цей час має наступітьгде - то між січнем і липнем, липнем іянварем - в березні - квітні і вересні-октябре.І дійсно, вони спостерігаються і імеютпланетарное поширення.
Попробуемоценіть величину тектонічних деформацій, використовуючи відомі формули моментаінерціі обертового тіла (еліпсоїди) ізакона збереження моменту колічествадвіженій, відповідно до сучасних данним.Продолжітельность діб протягом годаменяется на ± 0,002 секунди, що даетізмененіе екваторіального радіуса Землі ± 0,064 метра на рік. або ± 64 мм на рік, іліізмененіе довжини окружності ± 0,4 м (400 мм) в рік.
Многол це або мало?
Есліісходіть, що всі 400 мм будуть реалізовані вгеологіческіх рухах по одній зоні, схожою із зоною Беньофа -Заваріцкого, тобто в насуванні, то за 106 летполучім 40 км. горизонтальних переміщень, така ж буде величина розтягування - в суммеза один мільйон років 80 км относітельнихгорізонтальних переміщень. Ця велічінаочень велика, навіть якщо її розкидати на 5 - 10самостоятельних, розкинутих більш і менееравномерно по тілі Землі, зон.
Вертікальниеізмененія кожної з точок Землі составляет64 мм на рік, і якщо б не було горізонтальнихперемещеній, то сумарне рух було биравно нулю. Однак, як ми знаємо, такогочістого коливання бути не може, свідчення тому постійне проявленіеразлічной форми горізонтальнихперемещеній літосфери в сучасне іпрошлое часи, тому, хоча і радіусЗемлі не зазнає в середньому нікакогоізмененія в рік, одні ділянки Землі будутвозвишаться, а сусідні опускатися. Средняяскорость вертикальних геологіческіхдвіженій навіть в сучасних гірських странахне перевищує 2 - 5 мм в рік, а за болеедлітельний проміжок часу поісторіческім геологічним матеріалам 1-2мм в рік і менше.
(Дляпалеозоя і мезозою Казахстану вертікальниедвіженія становлять від 0.002 до 0,25 мм на рік) .Це говорить, що роль зміни потенціаласіли тяжкості, викликана ексцентрісітетоморбіти Землі навколо Сонця, в геологііогромна.
Відео: Земля. Біографія планети.
Последнеевисказиваніе було б ще більш правильним, якби земна кора і Земля в целомпостоянно перебували в состояніінапряженія, близького до критичного іліеслі б передача напруги по всьому телуЗемлі переходила без істотних потерьна пружні деформації. Передумови до такомудопущенію є - це напружене состояніеземной кори, встановлене у многіхучастках Землі, возрастаніелітостатіческого напруги з глибиною, яка набагато перевищує пределиупругості і міцності.
Якби ми достовірно знали закони ізмененіяексцентрісітета орбіти Землі в часі, тони підставі вишеустановленнойвзаімосвязі могли б оцінити велічінудеформаціі геоїда в будь-який час егосуществованія. Однак такими даними ми невладеем і можемо лише будувати більш -менш вдалі моделі, весьмапріблізітельние до дійсності. Прицьому ми спираємося на відомі і довольнодостоверно встановлені досліди по аналогам, перевіряючи їх на історичних матеріалах погеологіі і астрономії.
Посколькуізмененіе ексцентриситету випливає ізелліпсоідальності орбіти небесних тіл, включаючи сонячну систему, правомернопредположіть його у вигляді синусоїди. Тогдамаксімуми величини ексцентриситету (плюс імінус ексцентриситети в рассматріваемомслучае несуть однакове навантаження -посилює деформації геоїда) будутповторятся два рази в один галактіческійгод, також як і нульове значеніеексцентрісітета.
Поастрономіческім даними галактичний годдлітся близько 180 - 200 млн. Років, поетомумаксімуми деформації слід ожідатьпрімерно через 90 - 100 млн. Років. Галактіческійгод на цій же підставі може битьразделен на чотири періоди по 44-55 млн. Леткаждий, два з яких є временемзатішья, два - періодом "бур". Очевидно, що максимуми прояву деформаційсовпадают з часом прохожденіяперігалактійной і апогалактійной участковорбіти, а затишшя - по середині, між ними.
Ізмененіепотенціала сили як річне, так ігалактіческое через меншу, чемгеологіческая життя планети, тривалості відбивається какціклічность, тобто визначає ціклічнуюсоставляющую в розвитку Землі і егорегіонов.
Вишем показали, що за кількістю двіженіясолнечно-приливна циклічність попорівнянні з орбітальної ціклічностьюіграет неіснуючу роль, але все женельзя повністю відкидати її як немають геологічного значення. Какпредполагают багато дослідників, сонячно-приливні зміни потенціаласіли тяжкості можуть грати роль "спусковогокрючка", До чого ми приєднаємося. Таку жероль мабуть грає місячна составляющаяпотенціала сили тяжіння, приблизно таке жепо величиною напруга створюється в телеЗемлі в результаті прецесійного ізмененійее осі обертання. Дещо менші повелічіне напруги можуть создаватьсяколебаніямі сили тяжіння інших телсолнечной системи. Всі ці ізмененіяпотенціала сили тяжіння в геології, ймовірно, носять випадковий, місцевий іепізодіческій характер.
Відео: Історія планети Земля. Розвиток природи планети Земля.
Внастоящее час з питання розвитку Землісуществуют дві концепції. Прихильники однойпрізнают, що Земля розвивається цікліческі- направлено, прихильники іншої вважають, що її розвиток йде необоротно -спрямованості, тобто одні визнають циклічність, а інші (напр. Спіжарскій) - немає.
Вчем причина розбіжностей средіісследователей?
Їх декілька. По-перше, абсолютізаціяціклічності в геологічних процесах, яка полягає в бажанні знайти такуюціклічность, яка б проявіласьповсеместно. З цього приводу можна сказати, що хоча і циклічні зміни в велічінедеформацій в общепланетарном масштабі іпроісходят, не обов`язково существованіетакого ж зміни в конкретному участкеЗемлі. Навпаки (див. Закон неравномерностіразвітія), якщо в одній ділянці ізмененіябудут проявлені сильніше, ніж середнє поплощаді Землі, то в іншій ділянці вони будутпроявлени настільки ж слабкіше. По-друге, неправильна постановка питання осовпаденіі часу прояви цікліческіхдеформацій з часом завершення ілізаложенія тій чи іншій геосинклинали, т.е.отожествленіе деформації і геологіческогоразвітія в цілому, що в корені невірно. По-третє, складність виділення цікліческіхдеформаціі серед деформацій інихпроісхожденій, воно можливо вшірокомасштабних узагальненнях на матеріалевсех регіонів Землі, ніж ми в достаточноймере в даний час не володіємо.
Резюміруясказанное, я хотів би ще раз підкреслити, що планетарне не їсти регіональне і несумма регіональних. Що напруги не їсть деформаціі- що деформація однієї ітой ж величини в залежності від состояніявещества Землі в тій чи іншій дільниці вовремени викликатимуть разлічниегеологіческіе явища і процеси-чтостадіі розвитку Землі не їсти проявленіелішь однієї циклічності.
Земля, як обертається навколо своєї осі тіло, на нерівномірне анізатропное ізмененіягравітаціонного поля, отвечаетсоответствующім зміною ротаціонногорежіма. Раз так, то ділянки земної кори, літосфери незалежно від положення ічасу освіти повинні бути рассечениедіной системою ортогональних ідіагональних розривів, по которимпроісходіт як незворотні, так і ціклічниеперемещенія. Цей факти действітельноімеют місце і правильно витлумачені нашіміпредшественнікамі. Ними ж було показано, що подібна система тріщин свойственнавсем планет земної групи, включаючи Місяць, що є незаперечним доказательствомтого, що Земля й інші планети вдеформаціонном плані развіваетсяідентічно і що вони є весьмаподатлівимі системами.
Ізостатіческійфактор розвитку Землі
Податлівостьк змін потенціалу сили тяжестіпозволяет вважати Землю какгідростатіческі рівноважний тіло, гдебезукорізненно і постійно соблюдаютсязакони ізостазії, ізостатіческогоперераспределенія земних мас. До етомувиводу можна прийти і шляхом дедукції законасохраненія руху. Згідно егоположеній стійкість развівающейсясістеми досягається компенсірованнимдвіженіем її елементів - це для планет щось інше як Ізостазія. Тому нарушеніеізостазіі було б рівносильно разрушеніюЗемлі.
Многіеісследователі сучасності, занімающіесяпроблемамі ізостазії, одностайно прізнаютсуществованіе ізостатичного равновесіяЗемлі науково обґрунтованим і подтвержденнимпрактікой фактом, однак вони ж допускають, що є на Землі ділянки, пооріентіровочним підрахунками близько 9% суші і 5% океанів, де Ізостазія порушена.
Краткоостановімся на цьому питанні, так як онімеет принципове значення для решеніямногіх завдань геології.
Пріведунекоторие історичні довідки. "Впервиена роль ізостазії як возможноготектоніческого фактора звернув увагу в1892 р американський геолог Даттон, которийотмечал, що знесення з еродіруемогопріподнятого ділянки земної кори, облегчаяматерікі, порушує їх ізостатіческоеравновесіе, викликає підняття данногоучастка. В цей же час сусідній поніженнийучасток, де накопичувався сносімийматеріал, відчуваючи дополнітельнуюнагрузку, занурюється. При прогинання іподнятіі кори слід предполагатьгорізонтальное переміщення вязкогоподкорового матеріалу, переміщення його через подпогружающегося ділянки в сторонуподнімающегося, що на думку Даттона, могло викликати стиснення земної кори іскладчатость.На роль навантаження, як факторапогруженія, значно раніше Даттонауказивал Холл, який вважав, що прічінойпогруженія геосінкліналей являетсядавленіе на їх дно накопичуються опадів.
Русскіегеологі Лукашевич і Павлов, а пізніше идругие дослідники залучили механізмізостатіческого вирівнювання в помощьгіпотезе контракції, допускаючи, що под`емгор після складчастості відбувається позакону ізостазії - важкий подкоровийсубстрат прагне виштовхнути вверхслішком глибоко впровадили в негоскладчатие коріння гір. Амеріканскійгеофізік Боун (1963) сильно преувелічілзначеніе ізостазії, надавши їй значеніеведущего фактора в тектонічних процесах.
Такаяпереоценка викликала отріцательноеотношеніе з боку деяких советскіхісследователей (Архангельський та ін.) Не тільки до ідеї скільки-небудь существенноговліянія ізостазії на тектогенезіс, але дажепрівела до майже повного заперечення самогоявленія ізостазії.
Современниепредставленія про роль ізостазії в геологіісложілісь під впливом робіт Люстіха, Магницького, Артем`єва та їх последователей.Основние положення їх зводяться донаступного: області, де современниетектоніческіе руху характерізуютсямалой інтенсивністю, знаходяться в стані, близькому до ізостатіческомуравновесію, а в областях з високойтектоніческой активністю імеютсязаметние її порушення, причому современниевертікальние руху преобладающенаправлени не в бік ослабленіяаномаліі, а в бік її посилення.
"Антіізостатічность"більшості сучасних вертікальнихдвіженій, близькість до ізостазії большейчасті земної кори з урахуванням бистроговосстановленія рівноваги в геологіческоммасштабе часу привели дослідників довисновку, що по-перше, Ізостазія можерозглядатися тільки як регулятортектоніческіх рухів, разгранічівающійіх розмах, по-друге, ізостатіческіеаномаліі можуть бути використані какпоказатель сучасної тектоніческойактівності того чи іншого регіона.Висказивалісь навіть думки про "отделеніітектоніческіх рухів від изостатических".
Надосказать, що багато хто з фактів, що лягли воснову наведених висновків, подверглісьсомненіям і справедливій критиці. Етіработи носять приватний і статейний характер, тому ймовірно залишаються в "тіні" -тільки цим можна пояснити, чому ведущіеотечественние тектоніст отдаютпредпочтеніе висновків першої группиісследователей. Важливу роль в цьому, мабуть, зіграли деякі публікації, автори яких зайняли пріміренческуюпозіцію, наприклад, визнання за частьюаномалій порушення ізостазії, за частьюнедоучет щільності компенсуючих мас.
Чтобипоказать наскільки сучасні дані онарушеніі ізостазії є хиткими, наведу оцінку ізостатичного состояніяБайкальскій рифтової зони: "знаходяться в стані ізостатичного рівноваги","Земна кора ... набагато ближче до состояніюравновесія, ніж це вважалося раніше", "Существенноенарушеніе ізостазії в Прибайкалля, полнаяізостатіческая компенсація в Забайкаллі","Нам здається немає необхідності связиватьсовременную тектонічну актівностьрайона., З вельми сумнівними даними орезком порушення ізостатіческогоравновесія ... рівновагу в цьому районі моглонікогда істотно не порушуватися", "Байкальскійріфт, що характеризує інтенсівниміізостатіческімі аномаліями практіческіполностью изостатически компенсований".
От і домовилися. Все сказане вишепозволяют констатувати, що вгеологіческом масштабі часу нарушенійізостатіческого рівноваги ніколи не відбувається. Неоднорідності мас вцельнодвіжущіхся блоках не мають нікакогоотношенія до геології, поки вони не імеютвозможності прояви. Як толькосоздается обстановка диференціального іхдвіженія, так відразу ж виявляються вгеологіі, тобто ми можемо говорити, чтогеологія має справу тільки сізостатіческім рівноважним состояніемЗемлі.
Ізостазіяявленіе загальне для планет. Вона являетсяінтегратором всіх механічних двіженійпланетарних мас, тому через нееосуществляется зв`язок всіх відбуваються вних рухів, тому будь-який планетарний, утому числі геологічний процес не долженідті в протиріччі з ізостатіческімравновесіем тобто бути ізостатіческіобоснован.
Внастоящее час розрізняють дві основниегіпотези про форми прояву ізостазії.
Согласногіпотезе Ері, усовершенствованнойХейсконеном, блоки земної кори маютьоднакову середню щільність і як биплавают на важчому подкоровомсубстрате. Занурення блоків на разнуюглубіну відповідає їх вертікальнимразмерам: самі товсті блоки глубокопогружени і разом з тим вище другіхвиступают над рівнем моря. Гіпотеза, обгрунтована Праттом і Хайсфордом, ісходітіх того, що блоки, по-різному возвишающіесянад рівнем моря, мають разлічнойсредней плотностью- при большіхвертікальних розмірах блоків щільність іхоказивается меншою.
Погіпотезе Пратта-Хайсфорда нижня граніцаблоков знаходиться на одній глибині, прийнятої за глибину поверхностіізостатімеской компенсації. Аналогічнаяповерхность за гіпотезою Ері-Хайсконенакасается підошви найбільш погруженногоблока.
Обееті моделі, метафізичні по суті, не могутвидержать ніякої критики, тим болееудовлетворіть сучасну геологію, тому назріла необхідність в разработкеіной, діалектичної, моделі ізостазії.
Какізвестно, під площиною ізостатіческогоравновесія або ізостатичного компенсацііпонімается якась горизонтальна площина, розташована в межах пластичного шару, тиск на поверхню которогоповсеместно постійно. У граничному случаеплоскость перетворюється в точку-центр Землі, проте для цілей геології оказиваетсявозможним обмежиться деякою Н-глубінойплоскості ізостатичного компенсації, мінливої як в просторі, так і вовремени. Очевидно, слід в каждийконкретний відрізок часу в тілі Землінужно розрізняти одну планетарну імножество регіональних плоскостейізостатіческой компенсації.
Візостатіческом рівновазі того чи іногоразреза поряд з жорсткими слояміобязательно бере участь пластичний шар, тому замість поняття земна кора, земнойблок в ізостазії необхідно пользоватьсятермінамі ізостатичним кора, ізостатичним оболонка, ізостатіческійблок.
Установленіеравновесія по регіональним плоскостямізостатіческой компенсації не ізменяетположеніе планетарної площині, завісімойтолько від температури Землі.
Висотаблоков ізостатичного оболонки ізменчіваот місця до місця, і, очевидно, существуетблок з мінімальною потужністю, егоповерхностний рівень предлагаетсяназивать "рівноважний нуль".
Загальновідомо, що математична модель ізостазіівиражается формулою:
ihi= const
В залежності від поставлених передпоследователямі завдань на основі етойформули можуть побудований дво-, три-, чотири- т.д ....- n - шарові моделі, однак для целейгеологіі достатні двох, трехслойниемоделі. Наприклад: материковий, мантійний іновообразованний осадовий шари.
Планетарнаяповерхность ізостатичного компенсаціідля цілей геологічної практики можнавважати знаходяться в даний час впределах астеносферних шару на глубінахпорядка 100 км.- цьому не протіворечатплотностние дані материків і океанів, гравіметричні спостереження, данниесейсмікі.
Общаяформула ізостазії для пятислойной моделівиглядіт наступним:
Відео: Розвиток Землі в AR-PR
0h0+ гhг + бhб + мhм + aha= const
де: О - осадовий шар Г - гранітний шар Б базальтовий шар М - мантійний шар А -астеносферний шар
Об`едінівпервие три і нижні два шари какматеріковую і мантийную (обумовлено тим, що при зануренні блоків нижні їх частини, складені з мантійного матеріалапереходят в пластичний стан, а піднесений нарощуються матеріаломастеносферного шару, тобто связанивзаімопереходамі), отримаємо:
t ht+ mhm= const
Постараемсяпоказать, як ставиться до предлагаемоймоделі моделей Ері і Пратта.
Заменівправую частина рівняння данниміізостатіческі нуль-блоку ( 0h0) М внісши деякі перетворення (H = ht +Hm, H-H0= h), отримуємо ізостатичним абсолютнуюотметку рельєфу
h = ht ( m- t) / m
Формулагласіт, що абсолютна висота поверхностілюбого блоку прямо пропорційна разніцеплотності мантійного і материкового шарів потужності материкового шару, оберненопропорційна щільності мантійного слоя.Частний випадок (щільності шарів постійні) отвечаетмоделі Ері, так як висота рельєфу при етомстановітся прямопропорційної толькомощності материкового шару. Але подобноедопущеніе може бути реалізовано впределах однорідних за будовою областейЗемлі, не може бути використано дляпланети в цілому і різнорідних її регіонів, так як щільність материкового слояізменчіва від місця до місця.
Преобразуяосновную формулу можна отримати іследует рівність:
h = h0 ( m- ср) / пор.
подтверждающееідею Пратта, яка в принципі являетсяверной. Єдина її помилка полягаєв тому, що був поставлений знак тождествамежду корою земної і ізостатичного. Впоследующем під земною корою сталіпонімать домантійную оболонку Землі, врезультаті чого від моделі Пратта прішлосьотказаться як від несоответствующейгеологіческой дійсності.
Слід, мабуть, розрізняти два види ізостазії, одиниз якого вивчає рівновагу междукоровимі блоками, а інший - равновесіемежду пластичним матеріалом і жесткіміблокамі. Перше ми називаемлітоізостатіческім рівновагою, друге • архімедовим.
Представьтесебе, що все водна поверхня планетизанята плитами, між якими нетсвободного простору. Очевидно в етомслучае тільки частина плит в залежності отих тяжкості будуть занурені в воду, ноглубіна занурення кожного з них будетнамного меншою, ніж якби вони плаваліотдельна один від одного.
Етотже приклад можна повторити з земними блокамі.В першому випадку, коли між блоками нетсвободного простору, ми можемо говорити, що існує літоізостатімескоеравновесіе, а немає архімедовим рівноваги, а в другому - повне архімедозое равновесіе.Первое рівновагу є нестійким, так як досить поява некоторогосвободного простору між блоками, какони буде заповнено пластичним матеріалом.
Условіяустойчівого рівноваги - це постоянноеналічіе пластичного матеріалу междублокамі. Це в земних умовах, гдеіньецірованний з глибини матеріал попадаетв більш холодні горизонти і, остигаючи, переходить до складу жорстких блоків, означаетпостоянную ін`єкцію пластичного матеріала.Очевідно, що точкові ін`єкції етомуусловію не відповідають, тоді пріходітсяговоріть про протяжних вузьких зонах, оперізують земну кулю. Цим зонам, які можна, називати ізостатіческіміотдушінамі або зонами ізорегуляціі, скореевсего відповідають зона окраїнних морів, Рифт.
Предложеннаямодель ізостазії дозволяє стверджувати, чтос збільшенням висоти местностіувелічівается потужність материкового шару, зменшується потужність мантійного шару- пріоднимі і тій же висоті місцевості мощностьматерікового шару більше там, де він сложенболее щільними утвореннями.
Завісімостьмощності материкової кори від висотиместності вивчалася разлічниміісследователямі, доказавшімісуществованіе кореляційної зв`язку междуетімі величинами. Але в той же час етіработи показали, що существуетзначітельний розкид точок - те й інше, як бачимо, випливає з сущностіпредложенной моделі.
Второйвивод додатково подтверждаетсяработамі Голіедра, проведеними наУкраінском щиті. Тут при близьких отметкахместності спостерігаються значітельниеваріаціі потужності земної кори, прічемучасткі з найбільшими потужностями корхарактерізуются високою плотностьюразреза.
Рольі значення ізостатичного фактора вгеологіі може бути розшифрована тільки наосновании геологічних матеріалів, тому хотілося б звернути вніманіеісследователей на явну ложностьсужденій про ізостазії на підставі любихіних матеріалів.
Ізостазіяразрешает багато геологічні завдання. Таквозрастаніе розчленованості рельєфу Землі, відповідно збільшення долігрубообломочних порід у міру омоложеніяіх віку пояснюється увеліченіеммощності ізостатичного оболонки, а етоявно вказує на падіння температуриЗемлі- чому докембрийские разрезибуквально напхані силами ультрабазитов ібазітов - земна кора в той час імелабольшую щільність ніж нині-чому врозріз кори ультрабазитових тел гораздоменьше, ніж гранітів - щільність первихбольше, а щільність друге близько кплотності верхів земної кори- чому ростземной кори відбувається за рахунок интрузий іеффузівов мантійного матеріалу і мн. інше.
Чістоізостатіческіх сил і рухів в природі не існує. Вони є похідними відінших тектонічних сил, до числа которихотносятся тангенціальні сили, ерозія, седиментація і внутрішньо тепло. З одними зних Ізостазія пов`язана прямий і обратнойсвязью, тобто вона викликаючи ними, контролює їх же розвиток: така связьізостазіі з зрозіонно-аккумулятівнимітектоніческімі факторами, коториестановятся ними завдяки ізостазії. Сдругими зв`язок підпорядкована, тобто ці факторивизивают ізостатичні руху, але неконтролюючих последнімі- етітангенціальние руху і внутрішнє тепло.
Ізостазіяявляется фактором, який действуетпостоянно при будь-якому режимі розвитку тієї ілііной області земної кори, тому ще разотмечаем обов`язковість її іспользованіяво всіх геологічних побудовах.
Хіміческійфактор
Есліпредидущіе чинники розвитку можуть битьсвойственни всіх планет, то хіміческійфактор визначає властиве тільки тому ілііной об`єкту елементи розвитку, всовокупності неповторні на другіхоб`ектах сонячної системи. Значеніехіміческого фактора в геології стольогромно, що можна даватися диву, як моглірассчітивать на науковість тектоніческіегіпотези сучасності, які в своіхпостроеніях не враховують хімічний фактор.По мабуть, як ми помічаємо навколишній насвоздух, так і хімічну сторону процесові явищ, дослідники вважали як нечтосамо собою зрозуміле.
Відео: Розвиток регіонів, Герой Росії, Просвітитель Землі Руської [Наша країна]
Геологіческіепроцесси і явища стають таковимілішь завдяки участі хімічного факторав них. Це твердження стає очевіднимпрі порівнянні Землі і Місяця, Землі і якоїсь нібудьдругой планети - про це йшлося вище.
Содержаніехіміческіх елементів на Землі в цілому загеологіческій період її розвитку непретерпело істотних ізмененій.Новообразованние елементи, які своімпроісхожденіем зобов`язані распадурадіоактівних елементів в загальному балансевещества Землі грають незначну роль, поява їх не створило самостоятельноегеологіческое явище, істотно незмінно хід геологічних процесів.
У зв`язку з тим, що зміст хіміческіхелементов щодо постійно, виникнення якісно нових сістемсопровождается зміною ранеесуществующіх систем. Так, коренноеізмененіе хімізму геологічних процессовпроізошло в зв`язку з появою і развітіемжізні на Землі, яка викликала перестройкухіміческого складу атмосфери і літосфери.
Вознікновеніегідросфери докорінно ізменілосостав атмосфери і літосфери як врезультаті розпаду протоатмосферноговещества, так і поява хімічної формидвіженія на Землі, що призвели до образованіюземной кори, біосфери.
Схожі статті:
Появленіеокеанской і континентальної кори, материків і океанів
Проісхожденіетектоніческіх систем
