Семинар Эндогенные процессы Земли, Горбунова Дарья бб201

Семинар Эндогенные процессы Земли, Горбунова Дарья ББ201

Литосферные плиты

Понятие

Земная кора разбита на блоки гигантскими разломами, уходящими вглубь планеты. Блоки различаются формой, размерами и расположением. Это стабильные участки земной коры, где не происходит землетрясений. Такие блоки в теории тектоники плит называются литосферными плитами.

Карта

Срединно-океанические хребты

Срединно-океанические хребты обладают рядом весьма необычных особенностей. Во-первых, вдоль осевых линий некоторых из этих хребтов располагаются вытянутые глубоководные впадины, получившие название рифтовых долин. Такого рода долины совершенно не характерны для горных цепей суши. Во-вторых, в осевых зонах срединно-океанических хребтов часто происходят землетрясения. В-третьих, в этих осевых зонах был зарегистрирован необычно высокий тепловой поток, идущий из земных недр. И, наконец, в-четвертых, срединно-океанические хребты практически не выражены в гравитационном поле. Гипотеза спрединга (разрастающегося океана) позволила объяснить все эти особенности. Раздвигание океанического дна постоянно приводит к образованию новых трещин, вдоль которых в дальнейшем и происходят многократные подвижки, сопровождающиеся землетрясениями и вулканической активностью. Усиленный тепловой поток в осевых зонах срединно-океанических хребтов объясняется наличием вблизи поверхности области частично расплавленных мантийных пород.

Отсутствие гравитационного максимума объясняется тем, что дополнительная масса самих хребтов компенсируется наличием под ними обширной зоны частично расплавленного мантийного вещества, характеризующегося пониженной плотностью.

 

Вулканы

ВУЛКА́НЫ (от лат. vulcanus – огонь, пламя; Vulcanus – бог огня в др.-рим. мифологии), собирательное название геологических образований различного типа на поверхности Земли или под водой, которые возникли в результате прорыва из недр магматического расплава и захваченных им по пути обломков горных пород. В. представляют собой лишь верхнюю (надлитосферную) часть сложно построенных геологических сооружений, нижние части которых уходят в глубинные горизонты земной коры и верхнюю мантию Земли. Вулканические извержения, особенно катастрофические, изменяют рельеф, влияют на климат, уничтожают растительность, животный мир, разрушают города и вызывают гибель людей.

 

В общем виде вулканы подразделяются на линейные и центральные, однако это деление условно, так как большинство вулканов приурочены к линейным тектоническим нарушениям (разломам) в земной коре.

 

Линейные вулканы или вулканы трещинного типа, обладают протяжёнными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом коры. Для них характерны трещинные извержения, при которых из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, крупные шлаковые конусы, лавовые поля. Если магма имеет более кислый состав (более высокое содержание диоксида кремния в расплаве), образуются линейные экструзивные валы и массивы. Когда происходят взрывные извержения, то могут возникать эксплозивные рвы протяжённостью в десятки километров.

Вулканы центрального типа имеют центральный подводящий канал, или жерло, ведущее к поверхности от магматического очага. Жерло оканчивается расширением, кратером, который по мере роста вулканической постройки перемещается вверх. У вулканов центрального типа могут быть побочные, или паразитические, кратеры, которые располагаются на его склонах и приурочены к кольцевым или радиальным трещинам. Нередко в кратерах существуют озёра жидкой лавы. Если магма вязкая, то образуются купола выжимания, которые закупоривают жерло, подобно «пробке», что приводит к сильнейшим взрывным извержениям с разрушением лавовой «пробки».

Формы вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы. Горячие и легкоподвижные базальтовые магмы создают обширные и плоские щитовые вулканы (Мауна-Лоа, Мауна-Кеа, Килауэа). Если вулкан периодически извергает то лаву, то пирокластический материал, возникает конусовидная слоистая постройка, стратовулкан. Склоны такого вулкана обычно покрыты глубокими радиальными оврагами — барранкосами. Вулканы центрального типа могут быть чисто лавовыми, либо образованными только вулканическими продуктами — вулканическими шлаками, туфами и т. п. образованиями, либо быть смешанными — стратовулканами.

 

Различают также моногенные и полигенные вулканы. Первые возникли в результате однократного извержения, вторые — многократных извержений. Вязкая, кислая по составу, низкотемпературная магма, выдавливаясь из жерла, образует экструзивные купола (игла Монтань-Пеле, 1902 год).

 

Отрицательные формы рельефа, связанные с вулканами центрального типа, представлены кальдерами — крупными провалами округлой формы, диаметром в несколько километров. Кроме кальдер, существуют и крупные отрицательные формы рельефа, связанные с прогибом под воздействием веса извергнувшегося вулканического материала и дефицитом давления на глубине, возникшим при разгрузке магматического очага. Такие структуры называются вулканотектоническими впадинами, депрессиями. Вулканотектонические депрессии распространены очень широко и часто сопровождают образование мощных толщ игнимбритов — вулканических пород кислого состава, имеющих различный генезис. Они бывают лавовыми или образованными спёкшимися или сваренными туфами. Для них характерны линзовидные обособления вулканического стекла, пемзы, лавы, называемых фьямме и туфовая или тофовидная структура основной массы. Как правило, крупные объёмы игнимбритов связаны с неглубоко залегающими магматическими очагами, сформировавшимися за счёт плавления и замещения вмещающих пород.

 

Форма вулкана зависит от состава извергаемой им лавы; обычно рассматривают пять типов вулканов:

 

Щитовидные (щитовые) вулканы. Образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она длительное время вытекает как из центрального жерла, так и из боковых кратеров вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры; постепенно из этих наслоений формируется широкий «щит» с пологими краями. Пример — вулкан Мауна-Лоа на Гавайях, где лава стекает прямо в океан; его высота от подножия на дне океана составляет примерно десять километров (при этом подводное основание вулкана имеет[5] длину 120 км и ширину 50 км).

Шлаковые конусы. При извержении таких вулканов крупные фрагменты пористых шлаков нагромождаются вокруг кратера слоями в форме конуса, а мелкие фрагменты формируют у подножия покатые склоны; с каждым извержением вулкан становится всё выше. Это самый распространённый тип вулканов на суше. В высоту они не больше нескольких сотен метров. Часто шлаковые конусы формируются как побочные конусы крупного вулкана, либо в качестве отдельных центров эруптивной активности при трещинных извержениях. Пример — несколько групп шлаковых конусов появились при последних извержениях вулкана Плоский Толбачик на Камчатке в 1975-76 и в 2012-2013 гг.

Стратовулканы, или «слоистые вулканы». Периодически извергают лаву (вязкую и густую, быстро застывающую) и пирокластическое вещество — смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней; в результате отложения на их конусе (остром, с вогнутыми склонами) чередуются. Лава таких вулканов вытекает также из трещин, застывая на склонах в виде ребристых коридоров, которые служат опорой вулкана. Примеры — Этна, Везувий, Фудзияма.

Купольные вулканы. Образуются, когда вязкая гранитная магма, поднимаясь из недр вулкана, не может стечь по склонам и застывает вверху, образуя купол. Она закупоривает его жерло, как пробка, которую со временем вышибают накопившиеся под куполом газы. Такой купол формируется сейчас над кратером вулкана Сент-Хеленс на северо-западе США, образовавшегося при извержении 1980 г.

Сложные (смешанные, составные) вулканы.

Почему так происходит

Потому что кольцо образовано сразу несколькими зонами тектонической активности, где один литосферные плиты погружаются под другие, по мере того как разрастается океаническая литосфера. А где тектоническая активность, там и разнообразные внешние ее проявления: извержения вулканов и землетрясения, помимо прочего.

 

Если точнее, подводные океанические плиты погружаются под движущиеся им навстречу континентальные — это называется субдукцией. Самая крупная такая зона субдукции — Восточно-Тихоокеанская, которая включает в себя подводные литосферные плиты Кокос и Наска, постепенно уезжающие под континентальную Южно-Американскую плиту.

 

В западной части Тихого океана проследить зону можно по цепочке вулканов — от Камчатки к Курильским островам, затем к Японии, Филиппинам, Новой Гвинее, Соломоновым островам и затем до Новой Зеландии и оттуда в Антарктиду. На востоке кольцо маркировано вулканами на северо-востоке Антарктиды, Огненной Земле, в Андах, Кордильерах и на Алеутских островах. Читая это описание или глядя на карту, нетрудно заметить, что, в частности, пропущена значительная часть западного побережья Северной Америки. Означает ли это, что кольцо разорвано и там не наблюдается никакой тектонической активности? Вовсе нет — она имеется по всему кольцу и проявляется в частности в форме землетрясений — от небольших, заметных лишь чутким приборам, до крупных. Так, знаменитый разлом Сан-Андреас, пролегающий под Калифорнийским побережьем, — также образован медленным погружением океанской плиты под континентальную. И это район, где регулярно происходят мелкие землетрясения и иногда крупные.

  Примеры самых крупных извержений вулканов

Извержение Везувия — 79 год

Именно без Везувия, название которого тесно связано в памяти многих с названием города Помпеи, рассказ о вулканах был бы неполным.

 

Этот вулкан существует сотни тысяч лет и за это время извергался не менее 50 раз, но самая известная его активность произошла в 79 году нашей эры, когда и были похоронены Помпеи, а вместе с ними Стабии, Геркуланум и некоторые другие более мелкие римские города. Все их засыпало толстым слоем вулканического пепла.

 

Извержение Лаки — 1783 год.

В Исландии находится большое количество вулканов. Связано это с тем, что она находится на стыке тектонических плит. Когда происходят небольшие землетрясения или извержения вулканов, местные жители даже не переживают. Но иногда случаются и более серьезные происшествия. Одним из них было извержение Лаки.

 

Оно произошло 8 июня 1783 года на юге страны. В результате под слоем лавы оказалось 2 500 квадратных километров территории, на которой находились деревни и даже города. Такой масштаб был достигнут из-за того, что извергался не один вулкан, а целая цепь из 135 разломов. Она и получила название Лаки.

 

Землетрясения

Общая характеристика

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ – это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.Точку в земной коре, из которой расходятся сейсмические волны, называютгипоцентром землетрясения. Место на земной поверхности над гипоцентром землетрясения по кратчайшему расстоянию называютэпицентром.

 Распространение и регстрация

Колебания, распространяющиеся из очага землетрясения, представляют собой упругие волны, характер и скорость распространения которых зависят от упругих свойств и плотности пород. К упругим свойствам относятся модуль объемной деформации, характеризующий сопротивление сжатию без изменения формы, и модуль сдвига, определяющий сопротивление усилиям сдвига. Скорость распространения упругих волн увеличивается прямо пропорционально квадратному корню значений параметров упругости и плотности среды.

Типы землетрясений

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

происходят вследствие резких перемещений магматического расплава в недрах Земли или в результате возникновения разрывов под влиянием этих перемещений.

ТЕХНОГЕННЫЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Также по теме:

СЕЙСМОЛОГИЯ И ТЕКТОНИКА

могут быть вызваны подземными ядерными испытаниями, заполнением водохранилищ, добычей нефти и газа методом нагнетания жидкости в скважины, взрывными работами при добыче полезных ископаемых и пр. Менее сильные землетрясения происходят при обвале сводов пещер или горных выработок.

 

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

ГЕОЛОГИЯ

возникают вследствие внезапного снятия напряжения, например, при подвижках по разлому в земной коре (исследования последних лет показывают, что причиной глубоких землетрясений могут быть и фазовые переходы в мантии Земли, происходящие при определенных температурах и давлениях). Иногда глубинные разломы выходят на поверхность. Во время катастрофического землетрясения в Сан-Франциско 18 апреля 1906 общая протяженность поверхностных разрывов в зоне разлома Сан-Андреас составила более 430 км, максимальное горизонтальное смещение – 6 м. Максимальная зарегистрированная величина сейсмогенных смещений по разлому 15 м.

  Шкалы оценки силы землетрясений

Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении. Самые сильные землетрясения на Земле имеют магнитуду 9.0.

Шкала Рихтера — классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Шкала была предложена в 1935 году американским сейсмологом Чарльзом Рихтером (1900‑1985), теоретически обоснована совместно с американским сейсмологом Бено Гутенбергом в 1941‑1945 годах, получила повсеместное распространение во всем мире.

 

Шкала Рихтера характеризует величину энергии, которая выделяется при землетрясении. Хотя шкала магнитуд в принципе не ограничена, существуют физические пределы величины выделившейся в земной коре энергии.

В шкале использован логарифмический масштаб, так что каждое целое значение в масштабе указывает на землетрясение, в десять раз большее по мощности, чем предыдущее.

 

Землетрясение с магнитудой 6,0 по шкале Рихтера вызовет в 10 раз более сильное колебание грунта, чем землетрясение с магнитудой 5,0 по той же шкале. Магнитуда землетрясения и его полная энергия — не одно и то же. Энергия, выделяющаяся в очаге землетрясения, при увеличении магнитуды на единицу возрастает примерно в 30 раз.

Магнитуда землетрясения — безразмерная величина, пропорциональная логарифму отношения максимальных амплитуд определенного типа волн данного землетрясения, измеренных сейсмографом, и некоторого стандартного землетрясения.

Существуют различия в методах определения магнитуд близких, удаленных, мелкофокусных (неглубоких) и глубоких землетрясений. Магнитуды, определенные по разным типам волн, отличаются по величине.

Землетрясения разной магнитуды (по шкале Рихтера) проявляются следующим образом:

· 2,0 — самые слабые ощущаемые толчки;

· 4,5 — самые слабые толчки, приводящие к небольшим разрушениям;

· 6,0 — умеренные разрушения;

· 8,5 — самые сильные из известных землетрясений.

 

Ученые считают, что землетрясения более сильные, чем с магнитудой 9.0, произойти на Земле не могут. Известно, что каждое землетрясение представляет собой толчок или серию толчков, которые возникают в результате смещения горных масс по разлому. Расчеты показали, что размер очага землетрясения (то есть величина площади, на которой произошло смещение горных пород, которыми и определяется сила землетрясения и его энергия) при слабых, едва ощутимых человеком толчках измеряется в длину и по вертикали несколькими метрами.

Примеры самых крупных землетрясений

Иран.

 

Сила удара землетрясения, произошедшего в Дамгане 22 декабря 856 года, составила 7,9 баллов. Как было установлено позже, эпицентр находился недалеко от самого города. Сложная окружающая геология этого региона увеличила зону максимального разрушения, которая составила около 350 километров вдоль гор Альборц. Разрушения произошли в городах Ахевану, Астан, Таш, Бастам и Шахруд. Все находящиеся рядом с ними деревни очень пострадали или были полностью уничтожены. Катастрофа унесла жизнь около 200 000 человек.

 

Землетрясение в Гяндже

 

В таких красивых местах тоже бываат «жарко»!

 

30 сентября 1139 года близ города Гянджа произошло землетрясение, унесшее жизнь около 230 000 человек. Согласно данным историков, удар стихии оказался настолько мощным, что из-за него обрушилась гора Кяпаз, преградив пролегавшее через нее русло реки Ахсу. В результате этого в регионе образовалось восемь озер – одно из них Гёйгёль. Сейчас оно является частью Гёйгёльского заповедника, который был создан в 1965 году.

 

Землетрясение в Алеппо

 

Семинар Эндогенные процессы Земли, Горбунова Дарья ББ201

Литосферные плиты

Понятие

Земная кора разбита на блоки гигантскими разломами, уходящими вглубь планеты. Блоки различаются формой, размерами и расположением. Это стабильные участки земной коры, где не происходит землетрясений. Такие блоки в теории тектоники плит называются литосферными плитами.

Карта