Введение в специальность

Лекция 6. Земля: происхождение и развитие.

Вопрос 11. Происхождение Земли. Эту проблему следует рассматривать в рамках «Происхождения Солнечной системы». По современным космогеническим представлениям Солнечная система возникла из газопылевого облака под воздействием взрыва сверхновой звезды (Фиг. 6-1).

В процессе эволюции облака и возникновения СМолнца пылевые частицы слипались в планетезимали и затем − в планеты, сначала − большие, затем − малые, в том числе − Землю.

Гипотезы образования оболочек Земли.

Гипотеза гомогенной аккреции: первоначально Земля была однородной и лишь впоследствии произошло «расслоение» на оболочки: ядро, мантию, кору.

Гипотеза гетерогенной аккреции: оболочки формировались в процессе аккреции в 3 фазы:

1) 4,4-4,5 млрд. лет — формирование основных оболочек

2) продолжительность ~ 200 млн. лет — завершение образования

3) продолжительность ~ 400 млн. лет (окончание 3,8-3,9 млрд. лет) — мощная метеоритная бомбардировка.

Дифференциация Земли продолжалась всю её историю и осуществляется поныне в виде конвекции в мантии, существования жидкого внешнего ядра, движения литосферных плит. Источники энергии: гравитация, радиоактивный распад, влияние Луны.

Строение, состав и состояние лунных недр показаны на фиг. 6-2.

С поверхности на Луне выделяются материки (83%) — более светлые и более древние брекчированные породы и моря (17%) — покровы базальтовых лав.

Относительно происхождения Луны нет единого мнения. Наш спутник то ли: 1) отделился от Земли, или 2) был захвачен притяжением, или 3) образовался вместе с Землей из планетезималий.

Вопрос 12. Геодинамика: современные представления об эволюции Земли: тектоника плит.

Благодаря открытиям 50^х-60^х годов ХХ века (установлению системы срединно-океанических хребтов, обнаружению линейных магнитных аномалий, установлению очагов землетрясений, развитию палеомагнитных исследований и др.) была сформирована теория тектоники литосферных плит (авторы Т. Уилсон, К. Ле Пишон, Д.Морган). Согласно плейт-тектонике литосфера Земли делится на литосферные плиты, находящиеся в движении относительно друг друга (Фиг. 6-3).

Различные соотношения литосферных плит:

— дивергентные границы, в Срединно-Океанических хребтах, где плиты расходятся (спрединг);

— конвергентные границы, где плиты сходятся и океаническая плита погружается под континентальную (субдукция);

— трансформные разломы, плиты смещаются горизонтально относительно друг друга;

— коллизионные границы, где одна плита «наползает» на другую, в том случае, когда субдукция уже невозможна.

Эти варианты границ изображены на Фиг. 6-4.

1) В результате спрединга в САХ происходит образование новой океанической коры и этот процесс фиксируется симметричной системой линейных магнитных аномалий (Фиг. 6-5).

Причина этого — периодические инверсии магнитного поля Земли — изменения знака полярности с прямой на обратную.

2) Явления субдукции по периферии Тихого океана были установлены при изучении глубокофокусных землетрясений, которые прослеживаются до глубин 300, местами до 700 км (Фиг. 6-6).

Такие сейсмофокальные зоны получили название зон Беньофа или Беньофа−Заварицкого. Они имеют падения от океана под континент под разными углами.

Благодаря субдукции в островных дугах и на активных континентальных окраинах образуются цепи вулканов и связанные с вулканизмом месторождения полезных ископаемых. В связи с вращением Земли в Тихом океане, на его западном и восточном окраинах, возникла асимметрия: на западной (азиатской) окраине образовадись системы глубоководных желобов, островных вулканических дуг и окраинных морей, а на восточной (американской) окраине — вулканические пояса на континентах (Фиг. 6-7).

Субдукция на протяжении длительной истории эволюции Земли служила механизмом компенсации спрединга.