Внутренние (эндогенные) процессы

Внутренние процессы происходят внутри Земли и проявляются в тектонических движениях, землетрясениях и вулканизме.

Тектонические движения. Тектоника, или геотектоника – отрасль геологии, изучающая движения и деформации земной коры, и те особенности ее строения, которые этими движениями и деформациями создаются. Глубинные эндогенные процессы воздействуют на земную кору, вызывая вертикальные и горизонтальные перемещения отдельных ее участков и блоков (движение земной коры), деформацию и преобразование внутренней структуры земной коры. Эти движения называются тектоническимии они сопровождаются возникновением разломов и складокземной коры. В формировании рельефа земной поверхности важнейшая роль принадлежит движениям литосферных плит. Они имеют разные размеры. Самые крупные из них: Евразийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Африканская, Индо-Австралийская, Тихоокеанская, Антарктическая и Наска. Границы этих плит не всегда совпадают с границами материков и океанов.

Литосферные плиты медленно (по 2-5 см в год) перемещаются по астеносфере, погружаясь в мантию на глубину 700-1000 км, разогреваются и плавятся, что и порождает конвекционные движения.

Поднявшаяся по разломам магма наращивает края раздвигающихся плит. В таких местах формируются срединно-океанические хребты. Таким образом, в тесной взаимосвязи с тектоническими процессами, протекают процессы магматические, заключающиеся во внедрении в земную кору поднимающейся магмы (глубинный магматизм) и в излиянии ее по трещинам на поверхность Земли в виде лавы (вулканизм).

Там, где более тяжелые литосферные плиты с корой океанического типа наталкиваются на менее тяжелые, несущие материковую кору, последние медленно погружаются в астеносферу. Этот процесс сопровождается землетрясением и вулканизмом.

Поверхность Земли испытывает медленные вековые поднятия и опускания. В первом случае происходят регрессии, т.е. отступания моря, во втором – трансгрессии, или наступания моря.

Структурными элементами земной коры являются платформы со щитами и плитами, геосинклинали и океанические впадины. Устойчивость земной коры не везде одинакова. Есть участки, весьма подвижные, и наоборот, в других местах земная поверхность более устойчива.

Подвижные участки земной коры, сложенные разнообразными осадочными, метаморфическими, интрузивными вулканическими породами – это геосинклинали. Большая мощность осадочных пород (15-18 км и более) в геосинклинальных областях обусловлена прогибанием земной коры. В геосинклиналях на большой глубине под влиянием высокой температуры породы пластичны, поэтому при горообразовательных процессах здесь возникают складчатые горы.

Малоподвижные участки земной коры, которые характеризуются преимущественно ненарушенным напластованием – это платформы. В платформенных областях на некоторой глубине под горизонтально залегающими слоями находятся сильно смятые горные породы. Это говорит о том, что некогда эта область прошла стадию геосинклинального развития. Те участки платформы, которые испытывали, главным образом, поднятия и выступали на поверхность, называются щитами (Балтийский, Украинский и др.).

Таким образом, основными структурными элементами земной коры являются платформы со щитами, геосинклинали, океанические впадины.

Горообразование, или орогенез (греч. oros – гора) происходит там, где сталкиваются литосферные плиты с одинаковой материковой корой. Это связано с колебательными движениями земной коры. Образование гор обусловливается медленными сводовыми поднятиями складчатой зоны земной коры. При поднятии происходит расчленение местности проточными водами, образуются хребты, отдельные вершины и долины.

Большая часть суши состоит из осадочных пород. Если пласты этих пород со времени образования залегают горизонтально, то такое залегание называется нормальным, но нередко происходит их смещение. Последние представлены различными формами.

Синклиналь – форма смещения, когда изгиб пласта направлен вниз, и антиклиналь – когда изгиб пласта направлен вверх. Синклиналь и антиклиналь вместе образуют складку. Складки бывают различными по форме. Они образуются в тех случаях, когда пласты горных пород достаточно эластичны, т.е. находятся на большой глубине, при высокой температуре и под большим давлением. Примером складчатых гор являются Альпы, Гималаи, Анды и другие.

Смещение пород создают и глыбовые горы, когда пласты смещаются по линиям вертикальных, или наклонных трещин, возникающих в земной коре. При этом образуются сбросы и взбросы. Если в области разрушенных складчатых гор происходит новое горообразование, то земная кора разбивается на отдельные глыбы, из которых одни поднимаются (горсты), а другие опускаются (грабены). Примером глыбовых гор являются Шварцвальд, Тянь-Шань, а типичными грабенами – озерные котловины Танганьики и Байкала. Если пластичность земной коры не утрачена, то при повторном горообразовании возникают складчато-глыбовые горы. Существуют вулканические и эрозионные горы. Различают молодые и старые горы в зависимости от геологического возраста.

Землетрясение – толчки и колебания земной поверхности, вызванные разрывами и смещениями в литосфере. Очаги землетрясений находятся на разной глубине (максимум 700 км) от поверхности. Над очагом располагается эпицентр землетрясения – место наиболее сильного его проявления. Они происходят постоянно. В год бывает более миллиона сравнительно слабых землетрясений и 15-20 сильных (разрушительных). Выделяются Тихоокеанский и Средиземноморский сейсмические пояса.

Большинство землетрясений приурочено к окраинам литосферных плит, к местам их взаимодействия. Сила землетрясений оценивается в баллах по степени разрушительного действия или по количеству выделенной энергии (шкале Рихтера). Существует естественная связь между землетрясением и вулканизмом.

Вулканизм – совокупность процессов и явлений, связанных с излиянием магмы на земную поверхность. Излившаяся магма называется лавой. Вместе с лавой при извержении выделяются различные газы, выбрасываются твердые продукты извержения – от пепла до вулканических «бомб» весом в несколько тонн.

Вулканы имеют магматический очаг и канал, или трещины, по которым поднимается магма. При извержении по трещинам лава растекается и, застывая, образует лавовые покровы. В настоящее время такие извержения наблюдаются на дне Океана и на о.Исландия.

При извержении по центральному каналу около его выхода на поверхность возникает гора из продуктов извержения – вулкан. Он может иметь форму щита, купола или конуса, обычно с воронкой (кратером) на вершине. Самые высокие вулканы - конусовидные, слоистые, извергающиеся многократно (вулканы Камчатки - Безымянная, Ключевская сопка).

Вулканы, как и землетрясения, в большинстве связаны с поясами высокой активности, со срединно-океаническими хребтами, с границами плит. Особо выделяется «Тихоокеанское огненное кольцо» - Тихоокеанский вулканический пояс, где сосредоточено 2/3 всех действующих вулканов. Одно из проявлений позднего вулканизма – гейзеры – источники, периодически выбрасывающие фонтаны горячей воды и пара (до 20 м и более).

 

Раздел II

ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ

 

Глава 7

МИНЕРАЛЫ

 

Химический состав земной коры. В земной коре обнаружено около 90 естественных химических элементов. Распространены они крайне неравномерно. В основном земля состоит из 8 химических элементов: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, калий, натрий и магний и они составляют 98,8% массы земной коры. Почти половину её массы приходится на кислород и более четверти – кремний. На все остальные химические элементы приходится лишь 1,2%.

Общие свойства минералов

Понятие о минералах. Минералом называют природное химическое соединение, состоящее из атомов нескольких или, реже, одного химического элемента, возникающее в результате определённых физико-химических процессов, протекающих в земной коре или на её поверхности. Каждый минерал имеет определённое строение и обладает присущим ему комплексом физических и химических свойств. Изучением минералов, их состава, строения, свойств и происхождения занимается наука минералогия.

В настоящее время известно более 6 000 минералов, включая их разновидности, отличающиеся от основного минерала некоторыми физическими свойствами.

Большинство минералов – твёрдые тела. Но минералы могут быть жидкими (вода, ртуть) и газообразными (углекислый газ, метан).

По своему внутреннему строению минералы подразделяют на кристаллические и аморфные.

Для аморфных минералов характерно беспорядочное расположение слагающих их частиц. Аморфными являются все жидкие, газообразные и некоторые твёрдые минералы (опал, янтарь).

Почти все твёрдые минералы (около 98%) имеют кристаллическое строение. В кристаллических минералах атомы, ионы или молекулы располагаются в строго определённом порядке, образуя пространственную кристаллическую решётку. Это проявляется в их внешней правильной форме. Многие кристаллические минералы встречаются в природе в виде геометрически правильных многогранников – кристаллов. Размеры кристаллов различны: от микроскопических до нескольких метров в поперечнике. Известны кристаллы кварца массой до 70 т.

Кристаллы отличаются большим разнообразием форм. При этом различным минералам свойственны свои характерные формы кристаллов. Так, кристаллы галита имеют форму куба, кристаллы кварца – форму призмы, ограниченной пирамидальными гранями. Одиночные кристаллы в природе наблюдаются редко. Обычно они встречаются в виде сростков. Сростки, у которых кристаллы располагаются в случайных положениях на общем основании, называют друзами.

Кристаллическим веществам свойственны явления изоморфизма и полиморфизма.

Изоморфизм (равноформенность) – свойство элементов заменять друг друга в химических соединениях родственного состава.

Полиморфизм (многоформенность) – способность веществ одинакового состава образовывать минералы с разными структурами. Ярким примером полиморфизма являются алмаз и графит. Оба минерала состоят из атомов углерода, но обладают совершенно разными свойствами благодаря неодинаковому расположению атомов в пространственной решётке.