Палеогеографическая история развития океана

ВВЕДЕНИЕ

 

На современной карте мира осталось мало слабоизученных «белых пятен», однако они ещё существуют. Одним из таких уголков Земли является Южный океан.

До сегодняшнего дня, несмотря на его международное признание, остаются страны, где Южный океан отсутствует на картах. И это не мелкие или слаборазвитые государства, а такие гиганты научной и технической мысли, как Россия.

Между тем, Южный океан является уникальным природным комплексом, который важен не только с точки зрения эндемичного органического мира, но и оказывает огромное влияние на формирование циркуляции атмосферы, гидросферы и формирование климата нашей планеты.

Поэтому не случайно мной была выбрана именно эта тема для написания курсовой работы.

Основной целью данной работы является раскрытие особенностей формирования и развития Южного океана как комплексного объекта природы.

Для раскрытия этой цели, в курсовой работе решались следующие задачи:

- дать комплексную характеристику природным компонентам Южного океана;

- раскрыть особенности формирования данного океана в геологическом прошлом нашей планеты;

- выявить особенности методов и методик изучения природных компонентов Южного океана;

- охарактеризовать основные результаты исследований этого природного объекта;

- обратить внимание на особый статус антарктической области Земли

Для решения поставленных задач были использованы литературный, описательный, картографический, исторический, математический, аналитический и ряд других методов научного познания.

Глава 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЮЖНОГО ОКЕАНА

Палеогеографическая история развития океана

 

Главная задача палеогеографии — восстановление истории развития Земли. Первоочередная цель такого изучения — составление прогноза развития планеты Земля в целом, и Южного океана в частности. [11]

В развитии платформенных структур, в том числе и Антарктической платформы, которая стала основой для формирования Южного океана, выделяют ряд этапов: доплатформенный, доплитный, плитный. [2]

При палеогеографической характеристики океанов описывают только плитный этап, т.к. в океанах нет отложений моложе юрских (мезозойских). В океанических условиях происходит накопление осадочного чехла, что позволяет с высокой долей вероятности говорить о морских условиях седиментации (осадконакопления).

Для Южного океана выделяют 2 этапа формирования:

Мезозойский

Кайнозойский делиться на подэтапы (расписать особенно плиоценовый этап, эоценовый этап, олигоцен и неоген, образование ледникового щита средний миоцен) Показать тектонические условия образования и физико-географические изменения, которые сформировали Южный океан.

Доплатформенный этап характеризуется формированием земной коры континентального типа на базе океанической коры. Эта трансформация осуществлялась за счет складкообразования — на месте первичной коры океанического типа возникали складчатые горы. Складчатые структуры рассекались разломами, пронизывались интрузиями кислых и средних пород, и повсеместно подвергались региональному метаморфизму — возникали гранулитовый, амфиболитовый, гнейсовый, сланцевый комплексы. В пределах древних платформ характеризуемый этап занял большую часть архейского эона — завершился к концу мезоархея.

Доплитный этап характеризуется формированием кристаллического фундамента на месте горно-складчатого пояса. Межгорные прогибы рассекались разломами. В пределах древних платформ доплитный этап завершился в неопротерозое.

Плитный этап характеризуется накоплением осадочного чехла. Возникший на предыдущем этапе кристаллический фундамент мог испытывать только колебательные движения. Под действием отрицательных тектонических движений самые низкие участки поверхности фундамента подвергались морским трансгрессиям — там накапливались осадочные породы морского происхождения. Так формировались плитные участки платформ. [7]

На протяжении догеологического этапа формировались первичные оболочки планеты: лито-, атмо- и гидросфера. Первичная земная кора, возникшая из остывающего мантийного расплава, имела океанический тип строения — состояла из базальтового слоя. Ведущее место занимали эндогенные геологические процессы, а среди них — вулканизм. Образовалась первичная атмосфера, по составу предположительно аналогичная вулканическим газам. Остывание Земли вызвало конденсацию паров в атмосфере, что привело к формированию первичной гидросферы. Химический состав вод древнего Океана остается дискуссионным.

На протяжении архея структурно разделилась литосфера — обособились участки с земной корой океанического и континентального типа. Дно Южного океана сформировано обоими типами земной коры, а так же здесь представлена узкая зона земной коры переходного типа. [22]

Первые в истории Земли граниты образовали гранитоидные купола — овальные структуры диаметром до 100 км (эти купола позднее стали ядрами древних платформ). Поверхность куполов являла собой небольшие и низкие участки суши, разделенные океанами — мелководными бассейнами с пологими бортами. В раннем архее на периферии гранитоидных куполов начались процессы складкообразования, сопровождавшиеся региональным метаморфизмом. [12]

На протяжении венда вся суша располагалась в Западном полушарии (на месте современного Тихого океана). Восточное полушарие занимал океан Панталасса (рис. 1).

 

Рис. 1. Океаны и суша позднего протерозоя. [15]

 

На протяжении кембрия существовало от трех до четырех крупных массивов суши и два океана. В Восточное полушарие сместилась Гондвана (в ней находились платформы Китайская, Индостанская, Австралийская, Антарктическая, Африканская и Южно-Американская). Между материками Западного полушария простирался океан Япетус, а вокруг них — океан Панталасса.

В позднем кембрии материки сохранились прежние, но почти все они лежали в Южном полушарии.

В ордовикском периоде существовали четыре крупных массива суши и четыре океана. Большая часть суши по-прежнему находилась в южном полушарии (рис. 2). От Гондваны откололись и удалились Авалония (восток Северо-Американской платформы) и Арморика (древняя часть Западной Европы) — между этими тремя массивами заложились пересекающиеся крестом рифты, давшие начало океану Рея. Океан Япетус, лежавший между Балтией и Лаврентией, наоборот, начал закрываться. [7]

 

Рис. 2. Океаны и суша среднего ордовика. [15]

 

В конце ордовика огромные массивы суши оказались близ Южного полюса — распространились покровные ледники Великого оледенения Гондваны. Тиллиты ордовика найдены в Южной Америке, Африке, на Аравийс

В силуре почти вся суша размещалась в южном полушарии, и оледенение по-прежнему захватывало крупные участки Гондваны. Существовали три крупных массива суши и четыре океана. Северное полушарие находилось под водами океана Панталасса. Затопленная Лаврентия и Балтика сближались – в южном полушарии исчезал океан Япетус. [7]

Суша представлена тремя материками: Лаврентией, Балтикой и Гондваной. Гондвана включала Индостанскую, Австралийскую, Африканскую, Антарктическую и Южно-Американскую платформы. Между этими тремя континентами раскинулся океан Рея. На дне его лежали затопленные Авалония (восток Северо-Американской платформы) и Арморика (древняя часть Западной Европы). Авалония и Арморика постепенно смещались от Гондваны в сторону Лаврентии и Балтики. Лаврентия, в свою очередь, двигалась к Балтике. После столкновения Лаврентии с Балтикой океан Япетус исчез, на его месте возникли складчатые массивы. [18]

Девон — период относительного тектонического покоя. Существовали четыре океана, три крупных материка и несколько мелких. Суша значительно раздроблена и почти целиком располагалась в Западном полушарии (рис. 3). На юге Западного полушария разместилась Гондвана, на севере — Еврамерика, Сибирь и мелкие массивы. Континенты сближались, лежавшие между ними океаны (Рея, Уральский и Палеотетис) уменьшались в размерах.

В конце девона на юге Западного полушария возвышалась монолитная Гондвана, объединявшая Индостанскую, Австралийскую, Антарктическую, Африканскую и Южно-Американскую платформы. В Восточном полушарии раскинулся океан Панталасса, из-под вод которого островами приподнимались фрагменты затопленной Китайской платформы.

Рис. 3. Океаны и суша в конце девона. [15]

 

В карбоне вся суша лежала в Западном полушарии. В результате сближения материков началась герцинская складчатость. Еврамерика вплотную приблизилась к Гондване, и океан Рея практически замкнулся, став одним из заливов Палеотетиса. С севера к Еврамерике почти примкнули Сибирь и Казахстан, что привело к исчезновению Уральского океана. Таким образом, в карбоне началось формирование грандиозного суперконтинента Пангеи — в него пока не вошли только Сибирская и Китайская платформы, которые были представлены разрозненными островами (рис. 4).

Рис. 4. Океаны и суша позднего карбона. [15]

 

После объединения древних платформ остался по сути лишь один океан – Панталасса. От него внутрь Пангеи гигантским заливом с востока внедрялся океан Палеотетис. [7]

Массивы почти всех древних платформ соединились — завершилась герцинская складчатость, и на планете возник единый континент Пангея. Вокруг него раскинул воды океан Панталасса, а с востока внутрь Пангеи вклинивался океан Палеотетис (рис. 5).

Рис. 5. Океаны и суша поздней перми. [15]

 

От Гондваны откололись и двинулись на север центральные массивы современных Анатолийского, Иранского и Тибетского нагорий. В пермском периоде уровень морских вод упал до минимальной отметки за всю историю фанерозоя.

Триасовый период характеризуется относительным тектоническим покоем и преобладанием геократических условий. Только в позднем триасе проявились первые фазы киммерийской складчатости. В меридиональной плоскости Земля разделялась на две части: одна из них была занята океаном Панталасса, другая — Пангеей и расширявшимся океаном Тетис.

Единый массив Северного, Южного Китая и Индокитая примкнул к юго-восточной окраине Лавразии. Южнее, до границ Гондваны, простирался океан Тетис. Продолжались распад Гондваны и излияния трапповых лав в Сибири. [22]

Далее в пределах океана Панталасса формировалась котловина Палеотихого океана. Пангея разделилась крестообразно пересекающимися разломами и затем распалась — начал формироваться центр будущей Атлантики (рис. 6). Огромная Гондвана двинулась к югу.

 

Рис. 6. Океаны и суша ранней юры. [15]

 

В середине юры возник разлом между Африканской и Южно-Американской платформами — заложилась впадина Южной Атлантики. Начал закрываться океан Тетис — на его месте формировались горно-складчатые сооружения мезозойской (киммерийской) складчатости.

В начале мелового периода большая часть суши находилась в Западном полушарии. Почти завершилось разделение Южной Америки и Африки — продолжалось формирование Южной Атлантики. [11]

На восточной окраине Африканского разломы отделили платформы Австралийскую, Антарктическую, Индостанскую и Мадагаскар. В результате заложилась впадина Индийского океана, и восточная окраина Тетиса начала сужаться. Северная Америка с Гренландией обособились от Южной Америки и еще сильнее отодвинулись от Евразии — в итоге океан Тетис проник в Северную Атлантику и соединил западную и восточную окраины Палеотихого океана. Во второй половине мела суша распределилась между Северным и Южным полушариями. В начале позднего мела возникло два новых массива суши: объединенные Антарктида и Австралия, а также Индостан с Мадагаскаром. Эти массивы окончательно распались в конце позднего мела, когда Австралия и Антарктида двинулись на юго-восток.

В позднем мелу соединились в одно целое не только бассейны Северной и Южной Атлантики, но и все океаны — на планете установился талассократический режим. Атлантика на востоке сливались с Тетисом, на севере — с Северным Ледовитым, а на западе — с Палеотихим океанами. Завершалась киммерийская (мезозойская) складчатость. [15]

В палеогеновом периоде завершилось разделение Австралии и Антарктиды. [18]

В результате горообразования западная часть Тетиса также распалась на Западный Паратетис (соединял Атлантический и Индийский океаны) и Восточный Паратетис (от предгорий Альп по Аральское море). Индостан приближался к Евразии — продолжалось сужение восточной окраины Тетиса, которая временами превращалась в изолированный бассейн. [10]

В миоцене вознеслись складки Анд и Северо-Американских Кордильер, оформился Панамский перешеек. В результате прервалась связь центра Атлантики с Тихим океаном, обособились морские течения тропических широт, и возник Гольфстрим. Океан Тетис практически исчез, от него сохранилась лишь единая котловина Восточного Паратетиса, объединявшая современные Средиземное, Черное и Каспийское моря. Примерно 20 млн. лет назад возникли первые ледники в пределах Антарктиды.

К концу неогена глобальное похолодание усилилось, и горное оледенение Антарктиды перешло в покровное. Сформировались горные ледники в Евразии и Северной Америке. Около 5 млн. лет назад возникла Исландия, почти сразу покрывшаяся льдами. [15]

Глобальное похолодание, начавшееся в миоцене, в квартере привело к развитию гигантских покровных ледников Северного полушария. Вся история четвертичного периода слагается из чередований тепла и холода — климат стал главным фактором, определявшим специфику природных геологических процессов. Соответственно климатическим условиям накопления, все четвертичные отложения распределены между двумя разделами: плейстоценом и голоценом. [7]

Во время ледниковых этапов господствующими агентами становились ледники, которые занимали до 30% площади суши, а многолетняя мерзлота охватывала еще 20%. В океанах до 50% площади поверхности также покрывали шельфовые, припайные и плавучие льды. [3]

В голоцене продолжилась альпийская складчатость, материки и океаны приобрели современные размеры и очертания (рис. 7).

 

Рис. 7. Океаны и суша голоцена. [15]

 

Таким образом, за многомиллионную историю Земли произошло формирование котловины Южного океана. Из вышеизложенного можно сделать вывод, что окончательное формирование этого океана состоялось лишь 20 млн. лет назад, после окончательного отделения антарктической плиты, и начала её оледенения. Это позволяет говорить о том, что Южный океан — самый молодой океан на нашей планете. – этот вывод не имеет под собой оснований, самый молодой океан, который образовался последним - это Атлантический!!!!!