ОСНОВНЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ

В нас бег планет, в нас мысль Земли!
М.Волошин

Первые геологические сведения и идеи начали зарождаться еще в глубокой древности: египтяне и древнегреческие философы предполагали, что Земля изменяется медленно под действием воды и огня, до ХVΙ Ι Ι в. геологию считали частью минералогии или географии, к числу первых трудов относились работв Агриколы «Оприроде ископаемых», «О горном деле и металлургии» и др. (ХVΙ в.), позже – в ХVΙ Ι Ι в. – появилась работа Ч.Лайеля «Принципы геологии». В том же ХVΙ Ι Ι в. П.Лаплас предложил гипотезу, согласно которой Земля была изначально холодной, образовавшись из газопылевого облака в результате сжатия, в конце ХΙ Х в. от этой идеи отказались, т.к. выяснилось, что недра планеты имеют огромную температуру, Дж.Джинс предложил планетезимальную теорию (Земля образовалась из звездного вещества, которое затем остывало и уплотнялось). Сегодня большинство геологов придерживаются концепции О.Ю.Шмидта об образовании из газопылевого облака с последующим сжатием и разогревом недр. геологическая форма первична, поскольку химические, физические, механические, а позднее, частично и биологические процессы были лишь частными случаями глобального геологического развития, геологической формы движения. Геологическое развитие представляет собой формирование и изменение тесно связанных между собой баросферы, литосферы, гидросферы и атмосферы.

Земля, как и другие планеты, возникла из солнечного вещества, об этом свидетельствуют соотношения изотопов, радиоактивность химических элементов, из которых состоят Земля и метеориты. Исходным материалом для образования планет был так называемый звездный газ — разобщенные ионизированные атомы. Абсолютный возраст вещества Земли 4, 7 млрд. лет. Земля как небесное тело образовалось при температурах ниже плавления составляющих ее материалов. Затем начался ее разогрев вследствие распада радиоактивных элементов. Кроме того, она нагревалась за счет кинетической энергии соударения с метеопотоками. В результате произошла дифференциация химических веществ планеты на оболочки разного строения и состава. выделяют три структурные составляющие: земную кору, мантию и ядро (рис. 21).

земная кора представляет собой тонкую пленку на поверхности планеты, составившую менее 1% ее общей массы и примерно 1, 5% ее объема, она содержит различные химические элементы и их соединения – от легких до самых тяжелых..

Мантия - самая мощная из геосфер Земли, она распространяется до глубины 2900 км, занимает более 82% объема и содержит 68% массы планеты. Оболочка формировалась подобно образованию льда при замерзании воды, при этом тяжелые вещества уходили к центру планеты, в ядро, а легкие – перемещались в лито-, атмо- и гидросферу. В результате мантия состоит, в основном, из оксидов кремния (SiO₂) и магния (MgO) - около 83% состава. На границе с земной корой вещество мантии находится в твердом состоянии. Поэтому земную кору вместе с самой верхней частью мантии называют литосферой.Она состоит из силикатов, т.е. солей кремниевых кислот. Вещество мантии находится в особом высокоплотном состоянии (не кристаллическом).

Ядро занимает около 16% объема Земли, но содержит более трети всей ее массы. Предполагается, что периферия ядра находится в жидком состоянии. Поскольку в ядре чрезвычайно высокое давление - несколько миллионов атмосфер, то в этих условиях происходит полное или частичное разрушение электронных оболочек атомов и вещество приобретает свойства, характерные для металлов, в том числе, высокую электропроводность. Считается, что магнетизм является результатом электрических токов, возникающих в ядре в связи с вращением Земли вокруг своей оси.

Между литосферой и земным ядром поднимаются и опускаются потоки магмы, сквозь щели в коре они прорываются наверх, образуют вулканические поля, а та часть магмы, которая пробивает земную кору – изливается наружу в процессе вулканической деятельности. Обломки океанической коры опускаются вплоть до самого ядра, а затем всплывают, образуя новые острова. Литосферные плиты сталкиваются, вызывая землетрясения, в результате их наползания друг на друга поднимаются горные массивы, там, где плиты расходятся - образуются новые сегменты литосферы. Процесс дифференциации земного вещества происходит постоянно, он преобразует все геологические оболочки Земли.

К классическим концепциям геологии относят следующие: нептунизм (все горные породы осаждены из воды, А.Г.Вернер), плутонизм (ведущая роль в образовании пород отводится внутренним силам Земли – землетрясениям, вулканизму, Дж.Геттон), униформизм (неизменность геологических факторов во времени, Ч.Лайель), эволюционизм (изменения облика Земли происходят медленно под действием множества факторов, неодинаковость условий во времени и пространстве приводит к чередованию разных геологических слоев, А.Грессли, Дж.Холл, Э.Зюсс), мобилизм (основная роль в развитии земной коры отведена горизонтальному смещению литосферных плит – дрейфу континентов, А.Вегенер). последняя, вместе с эволюционизмом, была развита и составила основу современной концепции глобальной эволюции Земли.

Концепция глобальной геологической эволюции Земли описывает развитие геосферных оболочек (баросферы, литосферы, гидросферы, атмосферы) от возникновения и до гибели. В ней выделено 6 этапов: образование, рост тектонической активности, период стабильности, спад тектонической активности (и в наше время), остывание недр, опаление планеты перед угасанием Солнца. Важно отметить, что данная концепция исходит из идей однородности первичной Земли, разогрева планеты с последующей дифференциацией вещества вследствие конвективных течений и образованием геосферных оболочек, эволюции оболочек вследствие продолжающихся подвижек земной коры. «Живая» с геологической точки зрения планета продолжает эволюционировать. Энергию она получает для этого из собственных недр (более 80%) и от взаимодействия с др. космическими телами (около 4%) - это энергия гравитации, а также в результате радиоактивных превращений (12%). Лишь биосферная оболочка живет, в основном, за счет Солнца. Концепция глобальной эволюции Земли в объяснении динамических истоков развития геосферных оболочек решающее значение придает:

• однородности химического состава первичной Земли;

• изменению ее термодинамических состояний под воздействием энергетических потоков;

• приобретению расплавленным веществом Земли текуче-подвижных состояний, приводящих к его химико-плоскостной дифференциации;

• образованию в результате дифференциации вещества Земли ее геосферных оболочек;

• эволюции геосферных оболочек в процессе непрекращающихся изменений динамических характеристик Земли.

Сегодня в геологической оболочке происходят вращение квазижидкого ядра, конвекции вещества мантии, перемещение литосферных плит, вулканизм, землетрясения, радиоактивный распад, химические реакции, выветривание, перенос веществ, осадки и др. возможность зарождения жизни обеспечило появление гидросферы и атмосферы, обе оболочки образовались вследствие вулканической деятельности и выброса на поверхность паров воды (из расплавов мантийных пород), которые затем конденсировались, и газов – водорода, азота, метана, углекислого и др. (так называемая дегазация). Существование водной и газовой оболочек обусловили возникновение на Земле жизни. Жизнь «обитает» в верхнем слое литосферы, гидросфере и атмосфере.

Сегодня литосфера выполняет четыре экологические функции – ресурсную (содержит материальные ресурсы, необходимые человеку), геодинамическую (изменяет рельеф), геохимическую (выброс химических соединений, в том числе - человеком), геофизическую (протекание различных физических процессов – радиация, тепловые процессы и т.п.)

БИОЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ.

КОНЦЕПЦИИ ЭВОЛЮЦИИ ЖИВОГО

Все живое происходит от живого.

Ф. Реди

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒