Головна » Статті » Теорія географії » Основи фізичної географії [ Додати статтю ]

Кругообіг речовин в географічній оболонці

Кругообіг речовин в географічній оболонці

Нерівномірність у розподілі енергії в географічній оболонці виступає основним джерелом найрізноманітніших рухів, серед яких найбільші масштаби мають переміщення повітряних і водних мас, які внаслідок сферичності Землі утворюють різноманітні кругообіги. Серед найважливіших кругообігів є радіаційний, тепловий, атмосферний, гідросфер ний, біогеохімічний, мінеральної речовини, літосферний та ін. Кругообіги в географічній оболонці, як правило, не замкнені: частина речовини й енергії постійно виключається з кругообігу і одночасно в кругообіг включаються все нові й нові маси речовини й енергії. Кожний з видів переносу пов’язаний з іншими, що призводить до формування єдиної взаємопов’язаної системи рухів у природі Землі.

      Кругообіг мінеральної речовини зумовлюється взаємодією ендогенних і екзогенних процесів. Протягом всієї геологічної історії ендогенними процесами (тектоніка, сейсміка, вулканізм) безперервно створювалися нерівності на земній поверхні (підняття, западини, прогини). Вже під час формування ці нерівності руйнуються зовнішніми силами (діяльністю текучих вод, вітру, льодовиків, морів, озер), а також під впливом гравітаційних процесів (обвали, осипища, зсуви). Отже, повний цикл кругообігу спрямований на нівелювання (вирівнювання) поверхні Землі. За сучасними даними, якби припинилися тектонічні рухи, екзогенні процеси могли повністю вирівняти поверхню за 10-20 млн. років.

      Також варто врахувати, що поряд з руйнуванням постійно відбувається надходження твердого матеріалу на материки. Крім тектонічних піднять, вивержені магматичні, метаморфічні породи, руйнуючись приєднують воду, вуглекислий газ і утворюють глини, пісковики, вапняки; живі організми, відмираючи утворюють осадові органогенні породи.

      Біогеохімічні кругообіги, що зумовлюють існування біосфери, являють собою складну систему перенесення та обміну найважливішими елементами живої речовини (вуглецю, азоту, вільного кисню). Біологічний кругообіг складається з двох головних процесів протилежного спрямування: з одного боку утворення живої речовини з неорганічної під дією сонячної енергії, з іншого – руйнування її та перетворення складних органічних сполук на прості мінеральні речовини.

Походження Землі.  Питання походження Землі і Сонячної системи хвилювало вчених ще з глибокої давнини, однак перші наукові спроби пояснення проблеми відносяться лише до ХVІІІ ст. Відомий радянський вчений, полярник О.Ю.Шмідт згрупував всі запропоновані гіпотези у три класи.

До п е р ш о г о класу відносяться гіпотези, які виходять із постулату про утворення Сонця та планет з єдиного матеріалу (туманності). Це відомі гіпотези Канта Лапласа, Фесенкова, Войткевича, недавно запропоновані уявлення Рудника і Соботовича та ін.

 Д р у г и й клас об'єднує гіпотези , згідно з якими планети виникли з речовини Сонця (гіпотези Бюффона, Мультона і Чемберліна, Джінса, Джеффріса, Крата і ін.). І, нарешті, до т р е т ь о г о класу входять гіпотези, які не об'єднують Сонце та планети спільністю походження. Найбільш відомою є гіпотеза Шмідта. Зупинимось коротко на характеристиці гіпотез кожного класу.

 В 755 році німецький філософ І.Кант висловлює думку, що первісний Всесвіт складався з нерухомих пиловидних частинок різної щільності. Сили гравітації спричинили їхній рух, співударяння однієї з одною і налипання їх одна на одну (акреція), утворення центрального розжареного згустка Сонця. Подальші зіткнення частинок призвели до обертання Сонця і разом з ним пилової хмари. В пиловій хмарі поступово утворювались окремі згустки речовини зародки майбутніх планет, навкруги яких за подібною схемою сформувалися супутники. Утворена таким шляхом Земля на початку свого існування уявлялась холодною.

Французький астроном і математик П.Лаплас запропонував дещо відмінний варіант. Сонячна система, на його думку, утворилась із розжареної газової∙ туманності з центральним згустком, яка оберталася і стискалася під дією всесвітнього тяжіння. При подальшому охолодженні швидкість обертання туманності зростала і по периферії від неї∙ відшаровувалися кільця, котрі в свою чергу розпадались на згущення майбутні планети. Планети на початковій стадії являли собою розжарені газові кулі, які поступово охолоджувалися і затверділи.

 Гіпотеза Канта Лапласа була панівною в космогонії аж до початку ХХ ст. і зіграла прогресивну роль, служачи основою природничих наук, в тому числі і геології. Головним недоліком гіпотези стала неспроможність пояснити розподіл всередині Сонячної системи моменту кількості руху (МКР). МКР визначається як добуток маси тіла на віддаль від центру системи і швидкість його обертання. Дійсно, виходячи з факту, що Сонце володіє більше 90% всієї 0 маси системи, воно повинно мати і найвищий МКР. Насправді ж, Сонце володіє лише 2% загального МКР, планети ж, особливо планети гіганти рештою 98%.

 Вказане протиріччя спробував пояснити радянський вчений В.Г.Фесенков (1960). Згідно з його гіпотезою, Сонце і планети утворилися внаслідок ущільнення гігантської туманності "глобули". Туманність була дуже розрідженою матерією, складеною в основному з водню, гелію і невеликої кількості важких елементів. Під дією сили гравітації в центральній частині (глобули) виникло зіркоподібне згущення Сонце, яке швидко оберталося Внаслідок еволюції сонячної речовини в оточуюче його газово пилове середовище із Сонця час від часу спостерігалися викиди матерії. Це призводило до втрати Сонцем частини своєю маси і передачі утворюваним планетам значної частини МКР. Формування планети проходило 0 шляхом акреції речовини туманності.

 Американські дослідники геолог Т.Чемберлін і астроном Ф.Мультон на початку нашого століття запропонували подібні гіпотези, згідно з якими планети утворилися з речовини газових віток спіралей, "витягнутих" із Сонця зіркою, що пройшла на досить близькій віддалі від нього. Ними було введено в космогонію поняття "п л а н е т е з и м а л і", тобто згустки зконденсованою з газів первісної речовини, які стали ембріонами планет та астероїдів. Англійський астрофізик Д.Джінс (1919) припустив, що при зближенні із Сонцем іншої зірки з останнього відірвався сигароподібний виступ, який в подальшому розпався на окремі згустки, причому з середньої потовщеної∙ частини "сигари" утворились крупні планети, а по її краях дрібні.

 Оригінальну гіпотезу висунув у 944 році радянський дослідник О.Ю.Шмідт, учні якого в наступні роки дали фізико математичне обґрунтування. Це так звана м е т е о р и т н а гіпотеза (рис.5). В гіпотезі проблема утворення Сонця не розглядається. Згідно з положеннями, Сонце на одній із стадій свого розвитку 0 захопило холодну газово пилову (метеоритну) хмару. До цього Сонце 0 володіло дуже малим МКР, хмара ж оберталася зі значною швидкістю.

 В сильному гравітаційному полі Сонця почалася диференціація метеоритної хмари за масою, щільністю і розмірами. Частина метеоритного матеріалу потрапила на Сонце, інша, внаслідок процесів акреції утворювала згустки зародки планет і їх супутників. Значна роль в гіпотезі відводиться дії "сонячного вітру" тиску сонячного випромінювання яке відкидало легкі газові компоненти на периферію системи. Утворена таким чином Земля була холодним тілом, подальший розігрів зв'язується з радіогенним теплом, гравітаційною диференціацією та іншими джерелами внутрішньої енергії планети. Великим недоліком гіпотези дослідники вважають дуже низьку імовірність захоплення Сонцем подібної метеоритної хмари.

 Прикладом гіпотез , які з'явились в літературі останнім часом, можуть служити уявлення В.Рудника і Е.Соботовича (1984). Згідно з цими уявленнями, ініціатором процесів в газово пиловій туманності міг послужити близький вибух "наднової" зірки. Під дією вибуху почався стиск туманності і утворення центрального згустка Сонця. В подальшому проходила передача електромагнітним чи турбулентно-конвективним шляхом МКР від Сонця планетам, утворення кілець, подібних як у Сатурна, акреція матеріалу кілець спочатку в планетезималі, а потім в планети. Вся еволюція проходила дуже швидко на протязі біля 600 млн. років.

 Існують різні точки зору стосовно послідовності формування внутрішніх частин планети. Згідно з однією із них, Земля спочатку являла собою не відсортований конгломерат залізо-силікатної∙ речовини, в подальшому внаслідок гравітації відбулось розділення на залізне ядро і силікатну мантію г о м о г е н н а а к р е ц і я. Прихильники г е т е р о г е н н о ї∙ а к р е ц і ї вважають, що спочатку акумулювалось тугоплавке залізне ядро, потім на нього налипали більш легкоплавкі силікатні частинки. В залежності від вирішення цього питання, мова може йти і про ступінь первісного розігріву Землі. Справді, зразу ж після свого утворення, планета почала розігріватись, внаслідок сумісної∙ дії∙ декількох факторів: ) бомбардування її поверхні планетезималями, що супроводжувалось виділенням тепла; 2) розпаду радіоактивних ізотопів, в тім числі короткоживучих ізотопів алюмінію, йоду, плутонію і ін.; 3) гравітаційної деференціації надр ( якщо прийняти гомогенну акрецію). На думку ряду дослідників, на цій ранній стадії∙ формування планети зовнішні частини могли перебувати у стані, близькому до розплаву.

Гіпотези утворення материків. Однією з перших гіпотез походження материків була контракційна, за якою горотворення пов’язувалося з вистиганням Землі і скороченням її радіусу. Саме вона служила фундаментом регіональних геологічних досліджень. На її підставі австрійський геолог Е.Зюсс синтезував всі існуючі на той час знання про структуру земної кори в монографії "Лик Землі”.

Але вже в кінці ХІХ ст.. появилися дані, які свідчили, що в одній частині земної кори проходить стиснення, в іншій – розтягнення. Остаточного краху ця теорія зазнала після відкриття радіоактивності і встановлення значної кількості радіоактивних елементів у земній корі.

На початку ХХ ст.. зароджується гіпотеза дрейфу материків. Вчені давно помітили подібність берегових ліній Південної Америки і Африки, Африки і Аравійського півострова, Африки й Індостану та ін. Першиим був Спідер і Піллігріні (1858р.), пізніше Є.В.Біханов. Сама ідея дрейфу материків була сформульована американським геологом Ф.Тейлором і Бейкером (1910 р.) та німецьким метеорологои та геофізиком А.Вегенером (1912). Останній обґрунтував цю гіпотезу у своїй монографії "Походження материків і океанів”, яка вийшла з друку у 1915 р. Аргументи, які висівалися на захист цієї гіпотези: подібність обрисів материків по обидва боки Атлантичного океану, а також материків, які облямовують Індійський океан; подібність будови геологічних розрізів пізньопалеозойських і ранньомезозойських порід на суміжних материках; скам’янілі рештки тварин і рослин, які свідчать, що древня фауна і флора південних материків утворювала єдине угрупування: особливо про це свідчать скам’янілі рештки листрозаврів, які знайдені в Африці, Індії та Антарктиді; палеокліматичні дані, зокрема наявність слідів пазньопалеозойського покривного зледеніння.

А.Вегенер твердив, що материки, які складаються з відносно легких мінеральних мас сіалю, плавають на підстеляючій їх важкій пластичній речовині базальтового ложа. На початку геологічної історії тонкий шар гранітного матеріалу нібито вкривав усю Землю. З часом цілісність його була порушена під впливом припливних сил, пов’язаних з притяганням Сонця й Місяця, які діють на поверхні Землі зі сходу на захід та відцентрових сил, викликаних обертанням планети, що діють у напрямі від полюсів до екватора. З гранітного матеріалу утворився єдиний материк Пангея (Вся Земля). Остання проіснувала до середини мезозойської ери і розпалася в юрському періоді.

Прихильником цієї ідеї був Штауб. Він виділив три елементи земної кори, які взаємопов’язані: неподатлива маса дна Тихого океану, об’єднання материків північної півкулі – Лавразія, об’єднання материків південної півкулі – Гондвана. Під материками залягає океан магми, по якому вони рухаються. Материки Лавразія і Гондвана ритмічно переміщувалися то до екватора, то до полюсів. В русі до екватора вони фронтально стискалися, флангами тиснули на Тихоокеанську масу, що стало причиною утворення гір. Рух до екватора відбувався тричі: під час каледонського, герцинського і альпійського гороутворення. Механізмом руху Штауб вважав відцентрові сили, які викликають підкорові течії.

А.Дю Тойт вважав, що причиною дрейфу материків є підкорові конвекційні течії, які виникають внаслідок нерівномірного розігрівання, плавлення земної речовини і тектоніки.

Аналогічної думки дотримувався Краус, з тою відміною, що конвекційні течії виникають внаслідок розігрівання надр Землі і охолодження її поверхні. Він виділяє дві течії: гіпоріон – на глибині 150 км і батиріон – на глибині 600-700 км. Течія гіпоріон спричиняє тріщини, розриви, інтрузію, вулканізм; батиріон – рух материків. В колишньому СРСР гіпотезу дрейфу материків підтримували В.Л.Лічков, П.Н.Кропоткін, В.С.Васильєв та ін.

Але вже в 30-х роках ХХ ст. англійський геофізик Г.Джефріс кількісно показав, що відцентрова сила на 2-3 порядки менша від тої величини, яка необхідна для подолання міцності земної кори і зміщення континентальних брил. Крім цього, геологами було встановлено, що утворення континентальної кори, яке відбувається у межах острівних дуг, має явно глибинну природу і не пов’язане із зовнішніми силами, на які посилалися мобілісти , пояснюючи механізм переміщення материків. Це стало початком заперечення будь-яких горизонтальних переміщень блоків земної кори і висування гіпотез, які виходили із фіксованого (нерухомого) розвитку окремих частин земної кори за рахунок розвитку геосинклінального процесу.

Так, за уявленнями Л.Кобера, зародкові континентальні маси наростають шляхом при членування до них нових гірських поясів і об’єднуються у великі континентальні масиви. Нарощування материків відбувається шляхом при членування матеріалу від диференціації базальтової габроїдної (основної) магми, що розпадається на сіаль і сіму. Ворсі так само вважає, що розвиток острівних дуг і ріст материків відбувається внаслідок при членування до них нових мас материкової кори.

Український геолог В.Боднарчук висунув гіпотезу острівного походження материкової кори і тектоорогенії материків. За цією гіпотезою утворення материків почалося з виникнення материкової кори. Початком її були перші вулканічні острови, які утворювалися на цоколі підводної вулканогенної маси. Вони складалися з кристалічних порід - метаморфізованих вулканічних і осадових наверстувань: амфіболітів, гнейсів, кварцитів, сланців, прорваних інтрузіями гранітів.

Найдавніші материкові масиви розташовувалися в екваторіальній зоні та в північно-західному і північно-східному меридіональному напрямах. Між північною і південною групами материків простягалася Середземноморська рухлива зона.

За цим автором Європа в докембрії являла собою архіпелаг островів, найбільшими серед яких були Балтійський та Український кристалічний щити, Білоруський та Воронезький масиви, між якими простягався між острівний геосинклінальний басейн. В кінці раннього докембрії басейн перестав існувати і ці масиви об’єдналися в Східно-Європейську платформу (ці масиви були з’єднані карелі дами ще в кінці раннього протерозою).

На півночі підіймалась північна дуга островів Шпіцберген, Земля Франца-Йосифа, Північна Земля.

На півдні, вздовж північного узбережжя Тенісу підіймались кристалічні серединні масиви Кавказу, Криму, Добруджі, Південних Карпат, Піренеїв, а також Анатолійський, Родоський, Монбланський, Центрально Французький, Іберійський, навколо яких під час каледонського, герцинського, кіммерійського і альпійського гороутворення утворилися великі масиви суходолу.

Північна Азія складена Сибірською полігенною платформою; на схід від неї простягаються Колимський та Омолонський масиви; на південний схід – обширний Алданський масив.

В структурі Центральної Азії виступають докембрійські серединні масиви – Таримський, Алашанський, Північно-Китайський і Корейський; південніше – Тибетський, Південно-Китайський.

Південна Азія включала материкові платформи – Аравійську, Індостанську, Індосинійську. Між всіма платформ енними масивами простягалися Урало-Монгольський та Середземноморський, а зі сходу простягався Західно-Тихоокеанський геосинклінальні пояси, які закрилися внаслідок байкальської, каледонської, герцинської, а потім доповнилися ерогенними поясами мезозойської та альпійської складчастостей, утворивши Азіатську частину Євразійського материка.

Автор вважав, що розширення Азії продовжується і зараз за рахунок островів Зондського архіпелагу, Океанії а також Австралії.

Гіпотези походження вод Світового океану та їх еволюція. Гіпотези утворення океанічних западин об’єднуються у дві групи – первинності океанічних западин і вторинності.

Гіпотеза первинності океанічних западин була сформульована американським геологом Дж. Дена. Він вважав, що океанічна кора ітворилася ще до утворення киснево-азотної атмосфери і покривала всю земну кулю. Первинна кора складалася із основних вулканічних і вивержених порід і послужила основою для утворення базальтового шару всієї Землі.

В цей дуже древній етап рельєф Землі не поділявся на западини і материкові виступи, існували лише плоскі зниження заповнені водою, яка виділялася з мантії разом з газами, що формували первинну атмосферу.

Вважають, що океанічна кора в цей час складалася з пемзоподібної силікатної речовини. Вода розмивала ці породи і в мілководних басейнах почали нагромаджуватися осадки. На початку архейської ери оформилися вулканічні товщі основних лав і туфів, глинисто-піщані та залізисто-кремнієві осадки. Внаслідок метаморфізму вони перетворилися в комплекси амфіболітів і гнейсів, якими складені фундаменти древніх платформ. Так виникли ядра майбутніх континентів. Дальше перетворення земної кори відбувалося через розвиток геосинклінального процесу. Почали закладатися великі геосинклінальні прогини, формування яких супроводжувалося складчастістю, вулканізмом та інтрузіями. Пізніше осадові й вулканічні породи піддавалися перекристалізації, ущільненню, гранітизації. Сама геосинклінальна область піднімалася і консолідувалася.

Процеси складчастості і гранітизації в протерозойських геосинкліналях призвели до того, що в цих областях виник гранітно-метаморфічний шар, який ніби спаяв окремі архейські масиви, утворивши фундамент древніх платформ. Простори океанічної кори в ці часи займали 85% земної поверхні. Проте, загальний об’єм води був меншим ніж у наступні геологічні епохи і океан був мілководним.

У мілководних морях відбувалися процеси хемогенного осадження заліза, фосфоритів, глауконітів, а також теригенне і біогенне нагромадження осадків. Роль останніх зростала в міру посилення розчленованості рельєфу і розвитку органічного світу.

Далі за цією гіпотезою відбувалося нарощування суходолу навколо платформ за рахунок океанічного дна під час байкальського, каледонського та герцинського горотворення.

В мезозої почали формуватися серединно-океанічні хребти. В Атлантичному океані такий хребет оформився в кінці мезозою, а в Тихому та Індійському – в палеоген-неогені.

На території Тихого океану в кайнозої виникають нові ділянки перехідних зон, що являють собою різні етапи розвитку геосинклінального процесу.

Ця гіпотеза походження океанічних западин досить логічна, за нею розвиток океанічного дна трактується від простого до складного, в неї вкладаються численні геологічні дані. Проте з нею не погоджуються дані про наявність на океанічному дні мікроконтинентів, нею важко пояснити розпад гондвани, про існування якої свідчить багатий фактичний матеріал. Ця гіпотеза співзвучна з гіпотезами фіксованого розвитку материкових платформ, розглянутих вище.

Гіпотезу вторинності океанічних западин вперше обґрунтував німецький геолог Г.Штілле. На його думку Атлантичний океан виник внаслідок занурення частини континенту, який існував між Європою і Північною Америкою. Він поділяв океани на дві групи: древні і молоді. До древніх він відніс Тихий океан, до молодих – всі інші.

Відомий російський геолог А.Архангельський вважав, що інтрузії основних порід настільки сильно розплавляють земну кору, що вона втрачає властивості материкової і перетворюється в океанічну. Далі ця гіпотеза розвивалася В.Білоусовим, на думку якого спочатку на всій земній кулі існував материковий тип кори. Утворення океанів почалося з кінця палеозою, коли розплавлений матеріал почав підніматися по розломах на поверхню у вигляді величезних діапірів. Вторгнення, виливання і наступне застигання магми основного та ультра основного складу перетворювало материкову кору в щільні метаморфічні породи, під вагою яких опускалися материки і утворювалися океанічні западини. Цей процес назвали газифікацією або океанізацією земної кори. На думку прихильників цієї гіпотези, океанічні западини остаточно оформилися в кінці крейди. Проте, В.Білоусов вважає, що процес океанізації земної кори продовжується і тепер в зоні серединних океанічних хребтів.

Перетворення потужної материкової кори в тонку океанічну заперечується геофізиками, які вважають, що легша материкова кора не може зануритися в щільну речовину мантії. Якби це і могло статися, то в першу чергу переробці повинен би піддаватися нижній базальтовий шар земної кори, а не верхній гранітний і океанічна кора мала б гранітний шар.

Інші прихильники гіпотез вторинності океанічних западин (Г.Штілле, М.Муратов) відзначають відмінності в утворенні западин Тихого й інших океанів. Вони звертають увагу на те, що западини Атлантичного, Індійського і Північного Льодовитого океанів не мають генетичного зв’язку з узбережними частинами материків, які їх оточують.

В Тихому океані, як зазначає М.Муратов, спостерігається концентричне розташування складчастих структур різного віку навколо центральної частини западини. Товщина земної кори в Тихому океані закономірно зменшується від периферії до центру. Така будова свідчить про зміну віку вулканічних утворень Тихого океану від молодих у центральній його частині, до древніших на периферії. На підставі цього В.Муратов вважає западину Тихого океану первинною, а западини всіх інших океанів – вторинними.

Крім цього, М.Муратов допускає, що острівні ланцюги центральної частини Тихоокеанської западини, де розвинений вулканізм із виливом лав основного складу, можуть свідчити про перехід цієї частини океану до геосинклінального типу розвитку.

Система зовнішніх острівних дуг (Алеутська, Рюкю, Маріанська, Тонга) характеризується виливами андезитових, кисліших лав, і їх можна вважати типовими молодими геосинклінальними областями.

Геосинклінальні області більш зрілої стадії розвитку, де поряд з глибокими прогинами утворені великі підняття-антиклінорії (Нова Гвінея, Філіппіни, Тайвань, Японія) утворюють периферійний внутрішній пояс Тихоокеанської западини. Ще дальше від центра простягається мезозойський пояс, де утворилися вже молоді платформи.

Таким чином, М.Муратов вважає, що Тихий океан у своєму розвитку проходив ряд стадій: від до геосинклінальної океанічної плити до материкової платформи, тобто відбувається скорочення площі океанічної кори і нарощення материкової.

Тому при розгляді історії розвитку Тихого океану багато прихильників вторинності океанічних западин переходять на позиції пер винників.

Гіпотеза глобальної тектоніки, або тектоніки літосферних плит. В 60-х роках ХХ століття, завдяки дослідженню Світового океану, відкриттю єдиної глобальної системи серединно-океанічних хребтів, вивченню історії магнітного поля Землі, розробці теорій щільностей речовини планети склалася нова концепція історії і розвитку материків і океанічних западин, яка отримала назву "нова глобальна тектоніка”, або "тектоніка літосферних плит”.

Вперше ідея дрейфу плит під дією конвекційних течій речовини земних надр була висунена Холмсом, а вже основи нової глобальної тектоніки були сформульовані американськими геологами Г.Хессом і Р.Дінцем в 1960-1862 рр. Г.Хесс припустив, що в мантії Землі існують конвекційні течії, які розділяють її на замкнені комірки бананоподібної форми розміром 3-6 на 10-20 тис. км.  Як вважає Г.Хесс, серединно-океанічні хребти є місцем висхідних гілок конвекційних комірок, а перехідні зони навколо Тихого океану – низхідних. Мантійна речовина, яка підіймається у вісьовій зоні серединно-океанічного хребта розсуває раніше винесену речовину по обидва боки від вісьової зони і таким чином, кожна порція магми посуває дальше раніше підняту і зумовлює рух її до перехідної зони, де, по низхідній гілці, знову всмоктується в мантію. При цьому обертається вся комірка. За підрахунками Г.Хесса, цей шлях (тобто повний оберт) мантійна речовина проходить за 200-300 млн. років. Внаслідок цього дно океану оновлюється, тобто замінюється новою мантійною речовиною кожні 300-400 млн. років. Про це свідчить наявність малопотужного чохла осадів на дін океану, існування відносно невеликої кількості вулканічних підводних гір, відсутність на дні океану порід древніших юри. Зону, де підіймається мантійна речовина і розсуває по обидва боки раніш винесену і сформовану океанічну кору Р.Діти запропонував назвати зоною спредингу (розтягнення); а зону, де відбувається всмоктування оновленої океанічної кори назад у мантію і підсування її під материкову – зоною субдукції.

Значний вклад у розвиток гіпотези тектоніки літосферних плит внесли російські вчені П.Кропоткін, А.Пейве, А.Хромов, В.Хаїн, С.Ушаков, О.Сорохтін і багато інших.

Концепція розсування океанічного дна стала надзвичайно популярною після того, як для її обґрунтування було використано палеомагнітні дослідження.

Відомо, що в історії Землі були епохи, коли мінялися її полюси: північний ставав південним, а південний – північним. Під час застигання магми залізисті мінерали орієнтуються по магнітних силових лініях, які відповідають положенню магнітного полюса Землі. Періоди зміни полярності за остання 200 млн. років зараз датовані і магнітологи, заміряючи магнітність мінералів в геологічних розрізах, визначають вік порід. Встановлено, що у вертикальних розрізах порід встановлюється вертикальна магнітна диференціація: шари з прямою намагніченістю, яка відповідає сучасному магнітному полю Землі змянюється шарами із зворотною, а глибше – знову з прямою. Це дало підставу припустити, що дно океану також має лінійну структуру, тобто смуги з прямою (додатною) намагніченістю змінюються смугами із зворотною (від’ємною). Англійські магнітологи Ф.Вайн і Д.Метьюз висловили припущення, що кожна лінійна структура відображає напрям магнітної полярності, який відповідає часу, коли рідка речовина мантії піднімалася по вісьовій тріщині океанічних хребтів. Океанічна кора, застигаючи, фіксує напрям магнітного поля Землі.

Вивчення характеру розподілу магнітних аномалій по плащі дна океанів підтвердило це припущення і показало, що вік порід океанічного дна збільшується в напрямі від серединно-океанічних хребтів в бік континентів.

Якщо спів ставити магнітні аномалії океанічного дна з хронологією інверсій магнітного поля, то це дозволяє відтворити історію спредингу і датувати окремі лінійні ділянки по обидва боки від хребтів. Таким чином можна визначити і швидкість розростання океанічного дна. Підрахунки показали, що вона різна: в Атлантичному океанів районі хребта Рейк’янес вона становить 1 см/рік, в Північному Льодовитому – 0.5 см/рік, а в Тихому – 19 см/рік.

Від швидкості спредингу залежить рель

Фото:
Джерело:
Категорія: Основи фізичної географії | Додав: wiktor (18.03.2010)
Переглядів: 7124 | Теги: кругообіг речовин, геологічні структури Землі, кругообіг мінеральної речовини | Рейтинг: 1.5/2
Матеріали по темі:
Всього коментарів: 0
avatar