Курсовая работа по теме:
«Тектоника, материки, гипотеза перемещения материков»
Изучая историю Земли и ее климат, геологу каждый раз приходится решать сложные задачи, расшифровывая страницы каменной летописи, по крупицам собирать разрозненные факты. На первый взгляд кажется верным, что материки, на которых мы живем, достаточно стабильны, прочны и неподвижны. Однако вот уже несколько десятилетий все большее число фактов свидетельствует о том, что материки хотя и очень медленно, но перемещаются один относительно другого. Например, в далеком прошлом, в палеозойскую эру, около 300-400 млн. лет назад, Северная Америка, Западная, Восточная Европа и Сибирь находились в тропических широтах, а современные материки Южного полушария составляли единый крупный материк, названный Гондваной. Часть этого материка находилась в тропических широтах, но значительные территории располагались в высоких широтах, вокруг Южного полюса.
Людям, привыкшим считать, что окружающий мир незыблем и практически не меняется, в это трудно поверить. Но многие природные процессы протекают настолько медленно, что их просто невозможно уловить. Медленно разрушаются горы, поднимаются возвышенности, образуются глубокие ущелья, появляются и исчезают реки, моря наступают на континенты.
А как нам быть с дрейфом материков? Движутся ли они или неподвижно стоят на своих местах? Да и почему возникло такое - дрейф материков и климат Земли? Есть ли что-нибудь у них общее? На протяжении долгого времени в науке безраздельно господствовала гипотеза о неизменном положении континентов и океанов. Считалось, что материки, возникшие сотни миллионов и миллиарды лет назад, никогда не меняли своего положения. Да и климат Земли если и менялся, то не так сильно.
Тектоника (от греческого – техтovixoс- относящийся к строительству) – отрасль геологии, изучающая движения и трансформации земной коры и те особенности её строения, которые этими движениями и создаются. Первой задачей тектоники является описание и классификация форм залегания горных пород и структурных форм, каковы, например, горизонтально залегающие слои пород, слои, смятые в складку, куполообразные массивы застывших изверженных пород и т. д. Этот раздел тектоники называется структурной геологией. Одна из самых важных задач, несомненно, изучение истории движения земной коры и закономерностей их развития.
За последнее время всё больше и больше используются методы геофизические методы, позволяющие судить о залегании горных пород на большой глубине. Изучение структурных форм позволило создать ряд их классификаций, способствующих точности их описания и пониманию условий их образования.
Тектонические движения – движения земной коры, вызванные глубинными силами
Обычно разделяют: 1) медленные вертикальные поднятия и опускания земной коры – колебательные движения земной коры; 2) смятие слоев в складки – складчатые тектонические движения; 3) образование в горных породах трещин с дальнейшими перемещениями по ним соседних участков земной коры – разрывные тектонические движения. Тектонические движения обуславливают разные формы залегания горных пород.
Тектонические циклы – этапы в развитии строения земной коры. В различные тектонические этапы наблюдалась сходственная последовательность движений земной коры, магматических явлений и изменений рельефа земной поверхности, что свидетельствует о наличии элементов периодичности в этих процессах. Вместе с тем в следующих друг за другом тектонических циклах на протяжении истории существования Земли происходили последовательные изменения в строении земной коры, связанные главным образом с увеличением в спокойных в тектоническом отношении участков-платформ – за счёт сокращения подвижных зон (геосинклиналей). Общее число тектонических этапов в истории Земли пока не выяснено. Известны лишь три последних тектонических циклов: каледонский (КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ, эра тектогенеза, происходившая в ордовикском и силурийском периодах; в результате возникли горные сооружения большей части Британских островов, северо-западной части Скандинавии, западной части Центр. Казахстана и др.), герцинский (ГЕРИНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ, эра тектогенеза позднего палеозоя в пределах геосинклинальных областей, которые развивались в раннем и среднем палеозое. В результате Герцинской складчатости возникли складчатые сооружения Зап. Европы (т. н. Герцинская Европа), Урала, Тянь-Шаня, Алтая, Куньлуня и др.) и альпийская (АЛЬПИЙСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ, эра тектогенеза преимущественно в кайнозое; проявилась в пределах геосинклинальных областей, которые развивались в мезозое и палеогене. В альпийской складчатости возникли складчатые горные сооружения Альп, Кавказа, Памира, Гималаев и многие др.) – охватывают в совокупности время палеозойской, мезозойской и кайнозойской эр. Продолжительность каждого этапа составляла сто пятьдесят миллионов лет.
МАТЕРИК, или континент, крупный массив суши (в отличие от меньшего по размерам массива – острова), окруженный водой. Выделяют семь частей света (Европу, Азию, Африку, Северную Америку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду) и шесть материков: Евразию, Африку, Северную Америку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду. Они не находятся в состоянии покоя, а медленно перемещаются с разной скоростью: от 0,5 до 14-18 см/год. Большой скоростью обладает Австралия, которая отплывает от Антарктиды на север.
Некоторые крупные острова по размерам близки к материкам и иногда называются «материковыми островами». Среди них наиболее известны Гренландия, Новая Гвинея, Калимантан и Мадагаскар. Материки окружены мелководными зонами океанов – шельфами, с глубинами, обычно не превышающими сто пятьдесят метров.
Слово «континент» произошло от латинского continens (continere – держаться вместе), что подразумевает структурное единство, хотя и не обязательно применительно к суше. С развитием теории тектоники литосферных плит в геологии возникло геофизическое определение континентальных плит в отличие от океанических. Эти структурные единицы имеют совершенно разное строение, мощность и историю развития. Континентальная кора, состоящая из пород, в состав которых входят преимущественно кремний (Si) и алюминий (Al), легче и гораздо древнее (некоторые участки имеют возраст более 4 млрд. лет), чем океаническая кора, состоящая в основном из кремния (Si) и магния (Mg) и имеющая возраст не более 200 млн. лет. Граница между континентальной и океанической корой проходит по подножью материкового склона или по внешней границе мелководного шельфа, окаймляющего каждый материк. Шельф добавляет 18% к площади материков. Это геофизическое определение подчеркивает общеизвестные отличия таких «материковых островов», как Британские, Ньюфаундленд и Мадагаскар, от океанических – Бермудских, Гавайских и о. Гуам.
История материков. В процессе длительной эволюции земной коры материки постепенно разрастались за счет аккумуляции лавы и пепла при вулканических извержениях, внедрения расплавленной магмы таких пород, как гранит, и накопления отложений, первоначально осаждавшихся в океане. Постоянная фрагментация древних массивов суши – «праматериков» – предопределила дрейф континентов, в результате чего периодически происходило их столкновение. Древние материковые плиты накрепко соединялись по этим контактным линиям, или «швам», образуя сложную мозаику («лоскутное одеяло») структурных единиц, из которых состоят современные материки. На востоке Северной Америки такая шовная зона прослеживается от Ньюфаундленда до Алабамы. Ископаемые, обнаруженные в породах к востоку от нее, имеют африканское происхождение, что является доказательством произошедшего (ок. 300 млн. лет назад) отрыва этого участка от Африканского материка. Другая шовная зона, маркирующая столкновение Европы с Африкой примерно 100 млн. лет назад, прослеживается в Альпах. Еще один шов проходит по южной границе Тибета, где Индийский субконтинент столкнулся с Азиатским и в геологически недавнее время (ок. 50 млн. лет назад) сформировалась горная система Гималаев.
Теория тектоники литосферных плит сегодня так же общепринята в геологии, как, например, закон всемирного тяготения в физике. Породы и ископаемые «африканского типа» обнаружены во многих местах на востоке Америки. Шовные зоны отчетливо прослеживаются на космических снимках. Измерять скорости восходящих движений можно там, где горы, возникшие в результате столкновения материков, все еще продолжают подниматься. Эти скорости не превышают 1 мм в год в Альпах, а в отдельных частях Гималаев составляют более 10 мм в год.
Логическим следствием рассмотренного механизма горообразования являются континентальный рифтогенез и спрединг океанического дна. Раздробленность земной коры – широко распространенное явление, четко видное на космических снимках. Главные линии разломов, называемые линеаментами, могут быть прослежены как в пространстве – на тысячи километров, так и во времени – до самых древних этапов геологической истории. Когда оба борта линеамента сильно смещены, образуется сброс. Происхождение крупнейших разломов пока еще до конца не установлено. Компьютерная модель сети разломов наводит на мысль, что их образование связано с изменениями формы земного шара в прошлом, что, в свою очередь, предопределялось колебаниями скорости вращения Земли и сменой положения ее полюсов. Эти изменения были обусловлены рядом процессов, среди которых наиболее существенное влияние оказывали древние оледенения и бомбардировка Земли метеоритами.
Ледниковые периоды повторялись примерно каждые 250 млн. лет и сопровождались накоплением значительных масс ледникового льда близ полюсов. Такое скопление льда вызывало увеличение скорости вращения Земли, приводившее к уплощению ее формы. При этом экваториальный пояс расширялся в диаметре, и сфероид как бы сжимался у полюсов (т.е. Земля становилась все меньше похожей на шар). Вследствие хрупкости земной коры сформировалась сеть взаимопересекающихся разломов. Скорость вращения Земли менялась десятки раз на протяжении одного ледникового периода.