Но сферическая деформация отражается на тектонике земной коры и, следовательно, на рельефе.
Еще в 1754 г И. Кант высказался о приливном трении, замедляющем вращение Земли. Поздней было доказано, что за геологическое время (с архея) сутки удлинились примерно на 4 часа. Происходит вековое замедление осевого вращения Земли. Через миллиард лет продолжительность суток возрастет до 31 часа. Полярная сплюснутость Земли была обнаружена еще в XVII в. В 1672 году из Парижа в Коенну были перевезены часы, маятник которых имел такую длину, при которой в Париже период качания равнялся секунде. Близ экватора часы стали отставать на 2 минуты в сутки, и маятник пришлось укоротить на 2 мм. Это явление Ньютон объяснил уменьшением силы тяжести в экваториальных широтах по сравнению со средней, которое вызвано сжатием Земли с полюсов и втянутостью по экватору.
Геодезические работы, проведенные под руководством Ф.Н. Красовского показали, что представление о форме Земли как о сфероиде недостаточно. Экваториальные полуоси или радиусы земного сфероида неодинаковые.
Приливы и отливы наблюдаются не только на море, но и на суше. В районе Москвы, например, поверхность земли два раза в сутки поднимается и опускается примерно на 1040 см, но мы этого не ощущаем.
Земля – геоид. Кроме сил тяготения, фигура Земли определяется и распределением в ее теле тяжелых и относительно легких горных пород, поскольку с их плотностью связано значение силы тяжести. В местах скопления тяжелых пород поверхность фигуры должна отступать к центру планеты, а там, где скопились породы меньшей плотности – от центра.
Фигурой планеты называется не ее физическая поверхность с горами, и низменными равнинами; это теоретическая – уровненная поверхность, которая всюду перпендикулярна направлению силы тяжести или отвесу. Она получила название геоида (что буквально означает – форма Земли) форма Земли не совпадает ни с какой математической фигурой и сугубо индивидуальна.
В последние годы обнаружено, что Земля слегка грушеподобна: в средних широтах южного полушария поверхность геоида несколько (20 м) выше сфероида. На экваторе они совпадают, в средних широтах северного полушария геоид ниже сфероида. Северный полюс приподнят на 15 м, южный полюс опущен на 20 м. А вся Антарктида на 30 м ниже эллипсоида.
Лекция 4. История Земли
Историю Земли принято подразделять на два возраста – космогонический и геологический. Первый длился 2-3 млрд. лет, в течение которых Земля формировалась как планета из космической пыли. Геологический возраст продолжается около 3-5 млрд. лет с тех пор как Земля стала планетой, когда у нее образовалась земная кора.
Наиболее крупные геохронологические подразделения зоны (от греч. «век», «эпохи»):
– крептозой (от греч. – «скрытый») – жизни, охватывающей весь декембрий, в отложениях которого нет остатков скелетной фауны;
– фанерозой (от греч. – «явный») – жизни от начала кембрия до нашего времени, с богатой органической жизнью, в том числе со скелетной фауной. Эти эоны не равноценны по продолжительности – 3 – 5 млрд. лет (крептозой) и 0,5 млрд. лет фанерозой.
Зоны делятся на эры.
1.Архейская (от греч. – «начало») – эра начала жизни, длилась 900 млн. лет, закончилась 2600 млн. лет до нашего времени.
2.Протерозойская (от греч. – более ранний) – эра ранней жизни, охватывает огромное время – свыше 2 млрд. лет, от 2600 млн. до 570 млн. лет назад.
3.Палеозойская (от греч. – «древний») эра древней жизни, продолжалась 257 млн. лет, от 570 до 313 млн. лет назад.
4.Мезозойская (от греч. – «средний») – эра средней жизни, охватывает время от 313 до 65 млн. лет до нашего времени, т.е. длилась она 248 млн. лет.
5.Кайнозойская или Неозойская эра – эра новой жизни. Она продолжается около 65 млн. лет. Кайнозойская эра отличается от предыдущих эр тем, что ее растительный и животный мир приближается к современному.
Кайнозойская эра делится на три периода: палеогеновый, неогеновый и четвертичный.
Четвертичный период продолжался 1,5 млрд. лет, он именовался великим оледенением. В первой половине четвертичного периода материковый лед толщиной до 2 км неоднократно наступал со Скандинавских гор и Гренландии на сушу. Наиболее важным событием четвертичного периода было появление человекообразных обезьян и человека.
Каждая горообразовательная эпоха вызывала существенные изменения всей природы земной поверхности, в том числе и органического мира. В соответствии с этими изменениями геологическая история Земли, насчитывающая 3,5 млрд. лет, распадается на 5 неравных по времени эр.
Таким образом, абсолютный возраст Земли – 4-5 млрд. лет. Литосфера начала формироваться через 1,5 млрд. лет, т.е. 3,5 млрд. лет тому назад.
Архейская, или протерозойская эра длилась около 3,5 млрд. лет, за это время было несколько орогенических эпох, 2 млрд. лет назад появились первые водоросли. Около 570 млн. лет назад началась геологическая история Земли. Она составляет небольшой отрезок времени, но в течение его развились не только высокоорганизованные животные и растения, но и появился человек с его современной культурой.
Лекция 5. Материки и океаны
Происхождение материков. Двум качественно различным этапам земной поверхности – материковому и океаническому – соответствует 2 основных уровня планетарного рельефа – поверхности материков и ложе Мирового океана.
Материком называется изостатически уравновешенный массив континентальной земной коры, имеющей структурное ядро в виде древней платформы, к нему примыкают молодые складчатые структуры.
Если к выделению материков подходить по "островному" принципу, то их шесть: Евразия, Африка, Северная Америка, Антарктида, Южная Америка, Австралия.
Многие ученые выделяют Европу и Азию в качестве самостоятельных материков, т.к. Евразия в структурно-тектоническом отношении не едина.
В основе каждого материка лежит одна платформа, и только в Евразии их шесть: Восточноевропейская, Сибирская, Китайская, Таримская, Аравийская, Индостанская.
Поскольку материковая земная кора, в отличие от океанической, разорвана, границы между материками очевидны: Центральная Америка (условно линия раздела проведена по Панамскому каналу), Красное море и Суэцкий канал, Берингов пролив, и только граница между Европой и Азией условна: водораздельная линия Уральского хребта, р. Урал, Каспийское море и Кумо-Маннышская впадина.
Происхождение материков. Уже беглого взгляда на глобус достаточно, чтобы увидеть, что материки на Земном шаре образуют два ряда:
Экваториальный – Африка, Австралия, Южная Америка.
Северный – Северная Америка, Евразия.
Вне этих рядов остается Антарктида.
Положение материков – это не только внешняя черта земного рельефа. Оно отражает историю развития материковой литосферы на генетической основе и объясняет положение и геоморфологическое сходство родственных глыб земной коры – материков. Ученые считают, что южные материки представляют собой части (осколки) единого в палеозое мегаконтинента – Гондваны. Северные материки в это время были объединены в другой континент – Лавразию. Между ними в палеозое и мезозое находилась система обширных морских бассейнов, получившая название океана Тетис. Он протягивался от Северной Африки, через Южную Европу, Кавказ, Переднюю Азию, Гималаи.
В неогене на месте этой геосинклинали возник альпийский складчатый пояс. А в начале мезозойской эры Гондвана раскололась на отдельные глыбы, которые под действием внутренних сил стали горизонтально перемещаться.
Как доказано математически, перемещение контура на поверхности сферы всегда сопровождается его поворотом. Следовательно, часть Гондваны не только перемещалась, но и разворачивалась. Первый раскол Гондваны произошел на границе Триаса и Юры, около 175 млн. лет назад; отделилась Афро-Америка. На границе Юры и Мела 130 млн. лет назад Южная Америка отделилась от Африки на границе Мела и палеогена. Индостанская глыба соударялась с Азией, и Антарктида отошла от Австралии.
Распадом Гондваны хорошо объясняется форма материков, их геологическое сходство, а также история растительного покрова и животного мира южных материков. История раскола Лавразии так тщательно, как Гондваны, не изучена.
Вертикальное расчленение суши. На материках в некотором удалении от океана небольшие участки суши лежат ниже уровня моря. Они называются депрессиями (лат.– снижение). Наибольшая по площади из них – южная часть Прикаспийской низменности с минимальной отметкой (-28 м).
Площадь, занятая депрессиями, невелика, всего 800 тыс. км. Участки суши, лежащие на высотах от 0 до 200 м над уровнем моря, называются низменностями или змеиными равнинами. Они многочисленны на каждом материке, кроме Африки и занимают площадь большую, чем любая другая ступень суши – 48,2 млн. кв. км.
Следующая высотная ступень – от 200 до 500 м – представлена возвышенностями. Они различаются между собой формами рельефа: на возвышенностях рельеф пересеченный, на плато – сравнительно плоский. Площадь, занятая этой ступенью, также обширна – 33 млн. кв. км. Выше 500 м располагаются горы. Они могут быть низкими, средними и высокими.
1. Низкими горами условно называются такие, вершины которых поднимаются не выше 1000 м. Низкогорья занимают значительную часть материков, 27 млн. кв. км
2. Средние горы лежат в пределах от 1000 до 2000 м.
Урал, Карпаты, Забайкалье – хребты Восточной Сибири. Площадь, занимаемая ими, меньше низкогорной, около 24 млн. кв. км
3. Горы, поднимающиеся выше 2000 м, называются высокими или альпийскими. На высокие горы приходится всего 16000 кв. км, причем чем выше горные вершины, тем меньшую площадь они занимают и, наконец, на высоте горы Джомолунгма (88 48 м) она сходит на нет.
Средняя высота суши – 870 м. Средняя глубина океана – 3800 м.
Закономерности расположения континентов.
1. Большая часть суши сосредоточена в северном полушарии – Евразия, больше половины – Африка, Северная Америка и часть Южной Америки. В южном остались небольшая Австралия, части Америки, Африки и Антарктида. Северное полушарие оказалось материковым, 39% приходится на сушу, 61% покрыто водой. На южном полушарии 19% приходится на сушу, 81% площади покрыто водой.