Реферат по географии
Ученика 7 класса «А»
Воробьева Алексея
Теория А.Вегенера
Литосфера (от греческого lithos – камень и sphaira – шар) – оболочка «твердой Земли. Прежде считали, что Земля состоит из твердой тонкой коры и горячего кипящего расплава под ней, а к литосфере относили только твердую кору. Сегодня полагают что «твердая» Земля включает три концентрические оболочки, называемые земной корой, мантией и ядром. Земная кора и верхняя мантия представляют собой твердые тела, внешняя часть ядра ведет себя как жидкая среда, а внутренняя – как твердое тело. Сейсмологи относят к литосфере земную кору и верхнюю часть мантии. Основание литосферы расположено на глубинах от 100 до 160 км на контакте с астеносферой (зоной пониженной твердости, прочности и вязкости в пределах верхней мантии, состоящей предположительно из расплавленных пород).
Литосферная плита – крупный (несколько тысяч километров в поперечнике) блок земной коры, включающий не только континентальную, но и сопряженную с ней океаническую кору; ограничен со всех сторон сейсмически и тектонически-активными зонами разломов.
В 1912 году немецкий учёный Альфред Вегенер предложил гипотезу дрейфа континентов, в которой высказал идею о том, что суша нашей планеты когда-то составляла единый материк - Пангею. По его мнению, примерно 200 млн. лет назад под действием сил, связанных с вращением Земли, Пангея раскололась на теперешние материки. И эти материки продолжают дрейфовать и сейчас. И действительно, более 93% береговой линии континентов стыкуется довольно плотно и особенно плотно стыкуется Южная Америка с Африкой и Северная Америка с Африкой и Европой. Дальнейшее развитие идея дрейфа континентов получила в современных гипотезах мобилизма, согласно которым самая жесткая оболочка Земли (литосфера), включающая земную кору и верхнюю мантию, разбита на крупные блоки (литосферные плиты), которые находятся в постоянном очень медленном движении. Это движение обусловлено наращиванием литосферных плит с одной стороны за счёт глубинного вещества, непрерывно поднимающегося к поверхности (спрединга) и поглощением противоположной части плиты под соседней в результате компенсации избытков поднятого наверх материала (субдукции).
В Срединно-Атлантическом хребте, и вероятно только там, процесс спрединга подтверждается многочисленными фактами. Тепловой поток там снижается в направлении от оси хребта к периферии и в том же направлении увеличивается мощность литосферы и мощность осадочного слоя. К периферии сокращается число подводных вулканов и уменьшается их высота. Поверхность Мохоровича, разделяющая земную кору и верхнюю мантию, в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта максимально приближается к поверхности. Всё это свидетельствует о непрерывном подъёме к поверхности глубинного вещества.
А вот обратный процесс (субдукцию) подтвердить чем-либо трудно. Следы этого процесса нигде явно не прослеживаются. Более того, согласно идее мобилизма за последние 200 млн. лет в зонах субдукции должны были поглотиться все континенты Земли. И, следовательно, материалы земной коры должны иметь возраст не старее 200 млн. лет. На самом же деле большая часть площади континентов сложена земной корой, возраст которой более 1,5 - 2 млрд. лет. Похоже, процесс субдукции привлечён лишь потому, что не удаётся найти другого истолкования причин дрейфа континентов.
Наличие спрединга и отсутствие доказательств субдукции способствовали выдвижению альтернативной гипотезы расширяющейся Земли профессором из США Самуэлем Уорреном Кэрри. И член-корреспондент АН СССР Е.Е.Милановский считал, что размеры Земли увеличиваются вследствие уменьшения плотности её вещества, а причина разуплотнения кроется в сложных процессах перестройки первоначального вещества, происходящих в мантии или в ядре Земли.
Земная кора на суше и под океанскими водами имеет неодинаковое строение. На суше земная кора трехслойная: на базальтовом слое толщиной 20-30 км лежит слой гранитный толщиной 10-15 км, на котором покоятся осадочные породы толщиной от сотен метров до 20 км. Под океанскими водами наблюдается только базальтовый слой в 5-10 км, слегка прикрытый осадочными породами. Гранитный слой на суше не мог вырасти между базальтовым слоем и осадочными породами. И потому его следует считать более древним. А, значит, было, время, когда базальтового слоя не было вообще ни под сушей, ни под океаном. А что же тогда было под океаном? Ничего. Не было той части литосферы, где теперь находятся океаны. Литосфера появилась там, в результате расширения Земли.
Совсем недавно появились работы в области палеоботаники, подтверждающие идею расширяющейся Земли на основе современных данных. В этих работах обосновывается вывод о том, что в девонский период число суточных ритмов в течение года было около 400. Скорость вращения земного шара вокруг своей оси в указанный период была большей и, следовательно, его размеры были меньшими. Палеонтологи предполагают, что за последние 300 млн. лет радиус Земли увеличился на несколько (не более 4) процентов. При этом её средняя плотность несколько уменьшилась. Несколько миллиардов лет назад радиус Земли составлял чуть больше половины нынешнего. И тогда все материки составляли единое целое.
Одной из слабых сторон идеи расширяющейся Земли было отсутствие механизма, вызывающего эти громадные изменения в масштабах целой планеты. Расширение Земли связано с разуплотнением вещества ядра планеты, где из квартового вещества земной звезды рождается в сотни тысяч раз менее плотное планетное вещество.
П.Ловелл, создатель нового в науке направления, называемого теперь планетологией, утверждал, что всякая планета в процессе своей эволюции начинает свой путь самосветящимся телом, подобно маленькому Солнцу. Постепенно планета остывает, затвердевает и на ней появляется кора. А завершается эта эволюция безжизненным холодным, как Луна, телом.
И наша Земля первоначально была звёздообразным телом. Она родилась в результате взрыва на Солнце при падении на него старой ближайшей планеты. Для формирования современной Земли диаметром около 13 тыс. км со средней плотностью 5,52 г/см. куб достаточно было шара звёздной массы диаметром 225 км. Но какая то часть была безвозвратно утеряна в виде водорода и гелия из-за незначительной по космическим масштабам массы Земли. А какая то масса приобретена в виде выпавшей космической пыли и астероидов.
В огненной атмосфере Земли с самого момента её рождения наряду с водородом и гелием в большом количестве рождались ядра кислорода, азота, углерода и других более тяжелых элементов. Вероятность рождения того или иного ядра тем выше, чем меньше соотношение массы ядра к его заряду. Постепенно плотность атмосферы увеличивалась, вещество атмосферы дифференцировалось и из относительно тяжелых элементов (кальция, магния, фосфора, алюминия) где-то на уровне половины современного радиуса Земли начала конденсироваться жидкая оболочка. Она росла (утолщалась), остывала, из-за чего увеличивалась её вязкость, и примерно 7,5 млрд. лет назад внешний её слой начал затвердевать. Диаметр твёрдой оболочки Земли составлял тогда около 7 тыс. км. Но громадные массы непрерывно образующегося на поверхности звезды вещества вновь и вновь разрывают твёрдую оболочку, образуя тысячекилометровые разломы, через которые вытекает излишняя менее плотная часть вещества. Выделяющиеся газы, в основном водород, продувают неокрепшую ещё кору. А то, что когда-то вся земная кора была продута водородом, утверждают многие геологи.
Процесс расширения Земли не прекращается и по сей день. Наиболее заметен этот процесс в зоне спрединга Атлантического океана, а сам океан является не чем иным, как гигантским разросшимся и заполненным водой рифтом.
Громадная горная цепь, называемая Срединно-Атлантическим хребтом, тянется по всей длине Атлантического океана. В многочисленных подводных вулканах, расположенных вдоль всего хребта, поднимается наверх расплавленная порода. Это вещество астеносферы - ослабленного слоя из пластичной полурасплавленной породы.
На поверхности "земляной" звезды планетное вещество рождается постоянно по мере охлаждения звезды. А в жидком внешнем ядре оно дифференцируется по массе. Наиболее лёгкая часть вещества, в том числе и все газы, всплывают затем через пластичную нижнюю мантию и упираются в жесткую оболочку литосферы. Под верхней мантией оно накапливается, образуя незначительный слой, и по разломам в литосферных плитах под давлением поднимается к поверхности.
В веществе астеносферы под огромным давлением растворено большое количество газов. Когда конус вулкана не выдержит нарастающего внутреннего давления и даст трещину, в первый момент огромным давлением газа на высоту нескольких километров будет выброшено сотни тонн пепла и масса камней. И на многие километры вглубь Земли в разломе начнёт падать давление. Тогда из вещества астеносферы начнут выделяться растворённые раньше газы, отчего объём заполняющей разлом лавы многократно увеличится. Лава, подобно шампанскому из бутылки, выплеснется на поверхность и огненной рекой потечёт к подножию.
Некоторое время незначительные взрывы ещё будут сотрясать тело вулкана, выбрасывая на сотни метров струи раскалённого шлака и вулканические бомбы. Но постепенно процесс начнёт затухать и через месяц-полтора закончится. Давление в чреве вулкана упадёт настолько, что не в состоянии будет поддерживать извержение лавы и она, остывая, словно пробкой забьёт образовавшуюся рану. С этого времени в разломе опять начнёт увеличиваться давление, чтобы через несколько лет очередная порция выделившегося вещества астеносферы гигантским давлением расколола конус вулкана. За время своей работы вулкан может выбросить на поверхность более 100 км. куб. вещества плотностью около 2 г/см. куб. Прочность пористого, рыхлого вещества лавы в несколько раз меньше прочности земной коры. Поэтому избыточное вещество прорывается каждый раз по жерлу вулкана, а сами вулканы дышат тысячи лет.