Строение Земли

Строение Земли. Общая характеристика геосфер

Земля входит в состав системы, где центром является Солнце, в котором заключено 99,87% массы всей системы. Характерной особенностью всех планет Солнечной системы является их оболочечное строение: каждая планета состоит из ряда концентрических сфер, различающихся составом и состоянием вещества. Земля и окружающая ее среда сформировались в результате закономерного развития всей Солнечной системы. Около 4,7 млрд. лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газопылеватого вещества образовалась планета Земля. Как и другие планеты, Земля получает энергию от Солнца, достигающую земной поверхности в виде электромагнитного излучения. Солнечное тепло -- одно из главных слагаемых климата Земли, основа для развития многих геологических процессов.

По новейшим данным масса Земли составляет 5,98 * 1021 т, объем - 1,083-1012 км3, площадь поверхности ~ 510 млн. км2. Размеры, а следовательно, и все природные ресурсы нашей планеты ограничены. Форма Земли близка к шару, сплюснутому у полюсов. Такую форму называют сфероидом. Средний радиус 3емли равен 6371 км, при этом экваториальный радиус составляет 6378 км, а полярный--6357 км. В связи с тем, что земная поверхность усложнена глубокими океаническими впадинами и высокими горными хребтами, эту истинную, присущую только Земле форму, назвали геоидом.

На основании изучения характера распространения сейсмических волн, определения массы и плотности Земли, распределения водного и воздушного пространства установлено, что наша планета имеет не- однородное строение и так же, как другие планеты Солнечной системы, со- стоит из концентрических оболочек (геосфер) -- внутренних и внешних. К внутренним геосферам относятся: ядро, мантия и литосфера, к внешним - магнитосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера. Непосредственному наблюдению доступны внешние геосферы и самая верхняя часть земной коры, С помощью буровых скважин человеку удалось проникнуть на глубину не более 12 км. Строение более глубоких недр изучается геофизическими методами, из которых наибольшее значение имеют сейсмические и гравиметрические.

Обломочные горные породы и их происхождение

Обломочные породы представляют собой продукт разрушения других горных пород, в основном на суше в результате физических или химических процессов. Классификация обломочных пород учитывает размеры их зерен - от двух-трех метровых валунов, до долей миллиметра в глинах. Размер зерен обломочных пород позволяет установить их происхождение. Чем крупнее частицы, тем ближе к исходному месту разрушения находятся породы. Мелкозернистые породы могут отложиться за сотни километров от своего источника.

Обломочные горные породы - осадочные горные породы, образовавшиеся из обломков различных минералов и пород. По величине зерен обломочные горные породы различаются на:

- (окатанные) валуны и (неокатанные, угловатые) глыбы - более 100 мм;

- (окатанную) гальку и (неокатанный) щебень - от 10 до 100 мм;

- (окатанный) гравий и (неокатанную) дресву - от 1 до 10 мм;

- песок - от 0.1 до 1 мм;

- пыль (алеврит) - от 0.01 до 0.1 мм.

Хемогенные и органогенные горные породы

Хемогенные отложения - осадочные горные породы, образующиеся на дне водоемов при химическом осаждении из растворов или при испарении воды. К хемогенным отложениям относятся:

- растворимые соли: галит, карналит и др.;

- гипсы, ангидриты, доломиты, яшмы, джеспилиты, некоторые известняки и др.

Водные хемогенные отложения пещер - пещерные отложения (кальцитового состава) из текучей и стоячей воды. Водные хемогенные отложения:

- образуются в субаэральных и субаквальных условиях;

- представлены сталактитами, сталагмитами, кристаллами гипса, кальцитово-арагонитовыми сосульками, натечной корой.

Органогенные породы - торф, трепел, сапропель и другие породы, состоящие преимущественно из остатков растительных и животных организмов.

Биогенные горные породы - осадочные горные породы, образующиеся из скопления продуктов жизнедеятельности и неразложившихся останков живых организмов: известняки и ракушечники, ископаемые угли, гуано-разложившийся помет морских птиц и др.

Органогенные отложения - скопления гуано, костных остатков животных и других отложений органического происхождения.

В средних широтах скопления гуано образуют тонкие прослои или конусовидные кучи высотой до 3 м под местами прикрепления небольших колоний летучих мышей или птиц.

В низких широтах скопления гуано достигают 40 м.

Метаморфические горные породы и их происхождение

Метаморфизм - это процесс преобразования горных пород под воздействием температуры и давления. В результате рыхлые породы превращаются в плотные, изменяют свою структуру и другие свойства. Метаморфические процессы ускоряются при наличии в горных породах водных растворов или газов, которые называются флюиды. Они переносят тепло и химические компоненты. Возникновение тех или иных минералов при метаморфизме во многом зависит от химического состава исходной породы.

Метаморфические горные породы образуются в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород. Факторами, вызывающими эти изменения, могут быть: близость застывающего магматического тела и связанное с этим прогревание метаморфизуемой породы; воздействие отходящих от этого тела активных химических соединений, в первую очередь различных водных растворов (контактовый метаморфизм), или погружение породы в толщу земной коры, где на неё действуют факторы регионального метаморфизма -- высокие температуры и давления.

Типичными метаморфическими Г. п. являются гнейсы, разные по составу кристаллические сланцы, контактовые роговики, скарны, амфиболиты, мигматиты и др. Различие в происхождении и, как следствие этого, в минеральном составе Г. п. резко сказывается на их химическом составе и физических свойствах.

Магматические горные породы и их происхождение

По глубине формирования породы делятся на три группы: породы кристаллизующиеся на глубине -- интрузивные горные породы, например, гранит. Они образуются при медленном остывании магмы и обычно хорошо раскристаллизованы; гипабисальные горные породы образуются при застывании магмы на небольших глубинах, и часто имеют неравномерно-зернистые структуры (долерит). Эффузивные горные породы формируются на земной поверхности или на дне океана (базальт, риолит, андезит).

Подавляющее большинство природных магм содержат в качестве основного компонента кремний и представляют собой силикатные расплавы. Много реже встречаются карбонатные и сульфидные и металлические расплавы. Из карбонатных расплавов образуются карбонатные магматические горные породы -- карбонатиты. В XX-том веке зафиксировано несколько извержений вулканов с карбонатитовыми магмами. Сульфидные и металлические расплавы образуются вследствие несовместимости и ликвации с силикатными жидкостями.

Важнейшей характеристикой магматической породы является состав. Существует несколько классификаций магматических горных пород по составу (номенклатура горных пород). Наибольшее значение имеет классификация по содержанию в породах кремнезёма SiO2, и щелочей(Na2O + K2O). По содержанию щелочей породы делятся на серии. Выделяются породы нормальной, субщелочной и щелочной серий. Формальным признаком такого деления служит появление в породе специфических щелочных минералов. По содержанию SiO2 породы разделены на ультраосновные - SiO2 в породе меньше 45 %, основные - если содержание SiO2 находится в диапазоне от 45 % до 54 %, средние - если от 54 до 65 % и кислые - содержание SiO2 больше 65 %.

Образование магматических пород непрерывно происходит и сейчас, в зонах активного вулканизма и горообразования.

Интрузивные горные породы и формы их залегания в земной коре

Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако, на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающие 75 % площади земной поверхности.

Магматические горные породы по своему происхождению делятся на эффузивные и интрузивные. Эффузивные (вулканические) горные породы образуются при изливании магмы на дневную поверхность. Интрузивные горные породы, напротив, возникают при изливании магмы в толще земной коры.

Интрузивные горные породы, например, гранит. Они образуются при медленном остывании магмы и обычно хорошо раскристаллизованы; гипабисальные горные породы образуются при застывании магмы на небольших глубинах, и часто имеют неравномерно-зернистые структуры (долерит).

Внедрение магмы в различные горные породы, слагающие земную кору, приводит к образованию интрузивных тел (интрузивы, интрузивные массивы, плутоны). В зависимости от того, как взаимодействуют интрузивные тела с вмещающими их горными породами выделяют:

Согласные (конкордантные) интрузивные тела, внедрявшиеся между слоями вмещающих пород (форма таких тел зависит от складчатой структуры вмещающей толщи).

Несогласные (дискордантные), то есть те, что прорывают и пересекают слоистые вмещающие толщи и имеют форму, не зависящую от структуры последней. Среди согласных выделяют: лакколиты, лополиты, факолиты, этмолиты, бисмалиты, силлы; Среди несогласных: батолиты, штоки, дайки, апофизы, хонолиты.

Вулканические горные породы

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ -- магматические горные породы, выброшенные и выжатые в виде вязкой лавы вулканами центрального типа или образованные из излившейся жидкой лавы трещинных вулканов, а также не дошедшие до поверхности и застывшие в земных слоях. Это разнообразные и широко распространенные кристаллические породы: граниты, базальты, вулканические туфы, пегматиты и многие другие.

Эффузивные (вулканические) горные породы образуются при изливании магмы на земную поверхность. Интрузивные горные породы, напротив, возникают при изливании магмы в толще земной коры.

Эффузивные горные породы формируются на земной поверхности или на дне океана (базальт, риолит, андезит).

ЭФФУЗИВНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ (лат. effusio -- разлитие) -- напластования горных пород при излиянии расплавленных лав по тектоническим трещинам или по трубообразным каналам вулканов. Лавовые покровы нередко достигают площадей в сотни километров, при застывании образуя жесткие покровы с мелкокристаллической массой, иногда с включениями вулканического стекла -- кусочков минералов, застывающих при других температурах (порфириты) или цементирующих куски горных пород (вулканические брекчии). Верхняя часть лавовых покровов обычно пористая от выходящих снизу газов при застывании. Она быстрее выветривается и размывается (денудируется), что порождает ступенчатость склонов -- траппы. Особенно широко распространены древние эффузивные горные породы: базальты, диабазы в Индии и на Среднесибирском плоскогорье, а на Дальнем Востоке андезиты, трахиты, липариты, порфириты и другие. Для окрестностей вулканов обычны скопления вулканических туфов, пеплов, бомб, сернистых отложений. С этими породами связаны многочисленные руды металлов, серы, исландского шпата, строительных материалов; так, из вулканического туфа построены многие дома в Армении.

Тектонические и магматические процессы

Тектонические движения - механические движения земной коры под воздействием внутренней (тепловой, радиоактивной, химической) энергии Земли. Тектонические движения приводят к деформации слагающих кору пород. Различают:

- вековые колебания земной коры; Вековые колебания земной коры - медленные волновые движения (поднятия и опускания) земной коры, происходящие повсеместно и непрерывно и сменяющие друг друга во времени и пространстве. Эти движения происходят на протяжении всей геологической истории и приводят к изменению высоты суши, глубины моря, а также к наступлению моря на сушу (трансгрессия) или к расширению суши за счет моря (регрессия).

- складкообразование; Складкообразование - тектонические движения, приводящие к изгибу слоев и образованию складок. Непосредственная причина складкообразования - боковое сжатие пачки слоев. Нередко складкообразование сопровождается разрывами горных пород.

Складкообразование - необратимый процесс: слой, смятый в складки, в дальнейшем уже не может быть распрямлен.

- движения по разломам; Движения по разломам - вид тектонических движений; необратимые перемещения блоков земной коры относительно друг друга по уже существующим разрывам или одновременно с образованием новых разрывов.

Движения по разломам часто приводят к землетрясениям, особенно при образовании новых разрывов.

- вертикальные и горизонтальные движения.

Важнейшая особенность магматического процесса - кристаллизация минералов из магмы - жидкого силикатного расплава - при понижении температуры (температура колеблется от 1200 до 700 0С, давление составляет от 5500 до 500 бар). Здесь образуются все те минералы, которые слагают магматические горные породы.

Магматические горные породы -- это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате её охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы.

Тектонические структуры

Тектонические структуры - закономерно повторяющиеся формы залегания горных пород. Тектонические структуры образуются в результате внутренних процессов, происходящих в твердых геосферах Земли: тектонических движений, прорывов магмы и т.п.

Различают:

- простейшие тектонические структуры: складки, трещины, сбросы, лакколиты и др.; и

- глубинные тектонические структуры, достигающие верхних слоев мантии Земли: платформы, геосинклинали, островные дуги, глубинные разломы и др.

Тектонические структуры, закономерно повторяющиеся в земной коре формы залегания горных пород. В широком смысле термин «Тектонические структуры» охватывает разнообразные части земной коры, образующиеся благодаря сочетанию ряда различных более мелких структурных форм. Наиболее существенными признаками, по которым классифицируют Тектонические структуры, являются масштаб, морфология и генезис.

Различают элементарные структурные формы (слои, складки, трещины, разрывные нарушения -- сбросы, сдвиги, надвиги, шарьяжи) и Тектонические структуры магматических тел (дайки, силлы, лакколиты, батолиты и др.), которые, в свою очередь, могут обладать структурными чертами меньших размеров, вплоть до образования Тектонические структуры микроскопических размеров.

Закономерные комплексы элементарных структурных форм образуют Тектонические структуры более крупных порядков, например складки группируются в сложные структурные формы -- антиклинории, синклинории, которые, в свою очередь, формируют складчатые системы; на платформах выделяются синеклизы, аятеклизы, авлакогены. Наиболее крупные Тектонические структуры земной коры уходят корнями в верхнюю мантию и называются глубинными структурами; к числу важнейших из них относятся континентальные и океанические платформы (плиты), океанические, геосинклинальные и орогенные подвижные пояса (см. Геосинклинальная система, Ороген), в свою очередь слагающие континент, и океанические сегменты литосферы, а также глубинные разломы и рифты. Глубинные структуры, развитие которых протекает главным образом в земной коре, называются коровыми структурами. Образование Тектонические структуры происходит под влиянием движений, имеющих определённую направленность и историю (кинематику) развития (см. Тектонические движения), и сил, вызывающих тектонические деформации и отражающих динамику процесса.

Элементарные Тектонические структуры представляют предмет изучения структурной геологии. Микроскопия. Тектонические структуры магматических тел изучаются методами микроструктурного анализа (см. Петротектоника). Комплексы элементарных Тектонические структуры крупного масштаба исследуются геотектоникой (см. Тектоника).

Складчатые нарушения

Складчатые нарушения -- синоним термина «пликативные дислокации». Дислокация -- нарушение первоначального залегания горных пород. Различают пликативные и дизъюнктивные дислокации. Дизъюнктивные дислокации -- дислокации сопровождающиеся разрывом сплошности пластов горных пород. Они проявляются в виде трещин, по которым происходит смещение пласта. Различают следующие дислокации: сброс, взброс, надвиг, сдвиг, ступенчатый сброс, грабен и горст. Пликативные дислокации (складчатые нарушения) -- это дислокации, которые происходят без разрыва сплошности пластов горных пород .Среди них различают следующие основные виды тектонических нарушений : моноклинали флексуры и складки.

ДИСЛОКАЦИИ ПЛИКАТИВНЫЕ -- широко распространенные в земной коре деформации, приводящие к возникновению изгибов г. п. разного масштаба и формы. При Д. п. либо не происходит макронарушений сплошности г. п., либо п. разбиваются на множество небольших блоков, каждый из которых никакой деформации не испытывает, но поворачивается или сдвигается относительно соседнего, и только в целом создается впечатление складки. Складки могут иметь разл. генезис и форму. Выделяются два главных типа: положительные формы -- антиклинали и отрицательные формы -- синклинали. Син.: деформации пликативные, нарушения складчатые, дислокации складчатые.

Разрывные нарушения

Дислокация -- нарушение первоначального залегания горных пород. Различают пликативные и дизъюнктивные дислокации. Дизъюнктивные дислокации -- дислокации сопровождающиеся разрывом сплошности пластов горных пород. Они проявляются в виде трещин, по которым происходит смещение пласта. Различают следующие дислокации: сброс, взброс, надвиг, сдвиг, ступенчатый сброс, грабен и горст.

Разрывным нарушением называется деформация пластов горных пород с нарушением их сплошности, возникающая в случае превышения предела прочности пород тектоническими напряжениями. Синоним - тектонические разрывы, как и складки, необычайно разнообразны по своей форме, размерам, величине смещения и другим параметрам. Разрывы тектонические, разломы, трещины в земной коре, образовавшиеся при тектонических движениях и деформациях горных пород. Массивы разобщённых при этом горных пород образуют крылья; при наклонном разрыве различают лежачее крыло, подстилающее разрыв, и висячее крыло, покрывающее разрыв. Наблюдаются разрывы без существенного относительного смещения крыльев -- тектонические трещины, и со значительным смещением -- разрывные смещения; среди последних выделяют: сдвиг, образующийся вследствие горизонтального смещения крыльев по вертикальной или наклонной трещине; раздвиг -- результат раздвижения крыльев в стороны; сброс, разрыв, у которого висячее крыло смещено вниз; взброс и надвиг, образованные смещением висячего крыла вверх (различие между взбросом и надвигом -- в величине угла наклона Разрывы тектонические); к этому же типу смещений относятся покровы тектонические, возникающие благодаря надвиганию висячего крыла с большой амплитудой, по очень пологой, горизонтальной или волнистой трещине. Широко развиты комбинированные смещения (сбросо-сдвиги и т.п.). Размер Разрывы тектонические и амплитуда смещений по ним различны. Тектонические трещины без смещения в большинстве случаев не выходят за пределы нескольких м. Разрывы со смещением могут варьировать от небольших трещин в несколько дм длиной до глубинных разломов, рассекающих всю земную кору и часть верхней мантии Земли. Амплитуда сбросов достигает нескольких км, сдвигов и тектонических покровов -- десятков (а по мнению ряда исследователей, и нескольких сотен) км. Различный характер напряжений вызывает образование разных типов Разрывы тектонические: в зонах сжатия земной коры формируются взбросы, надвиги и покровы, которые обычно сочетаются со складками горных пород; в зонах растяжения земной коры образуются сбросы и раздвиги. Зоны проявления большого числа сбросов называются рифтами.

Вулканические извержения, постройки и формы рельефа

Вулканы -- геологические образования на поверхности земной коры, извергающие на поверхность лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы), пирокластические потоки.

Наука изучающая вулканы -- вулканология, геоморфология.

Типы вулканических построек: В общем виде вулканы подразделяются на линейные и центральные. Линейные вулканы или вулканы трещинного типа, обладают протяжёнными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом коры. Как правило, из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, широкие плоские конусы, лавовые поля. Вулканы центрального типа имеют центральный подводящий канал, или жерло, ведущее к поверхности от магматического очага. Жерло оканчивается расширением, кратером, который по мере роста вулканической постройки перемещается вверх. У вулканов центрального типа могут быть побочные, или паразитические, кратеры, которые располагаются на его склонах и приурочены к кольцевым или радиальным трещинам. Нередко в кратерах существуют озёра жидкой лавы. Если магма вязкая, то образуются купола выжимания, которые закупоривают жерло, подобно «пробке», что приводит к сильнейшим взрывным извержениям, когда поток газов буквально вышибает «пробку» из жерла. Формы рельефа вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы. Горячие и легкоподвижные базальтовые магмы создают обширные и плоские щитовые вулканы Если вулкан периодически извергает то лаву, то пирокластический материал, возникает конусовидная слоистая постройка, стратовулкан. Различают моногенные и полигенные вулканы. Первые возникли в результате однократного извержения, вторые -- многократных извержений. Отрицательные формы рельефа, связанные с вулканами центрального типа, представлены кальдерами -- крупными провалами округлой формы, диаметром в несколько километров. Кроме кальдер существуют и крупные отрицательные формы рельефа, связанные с прогибанием под воздействием веса извергнувшегося вулканического материала и дефицитом давления на глубине, возникшим при разгрузке магматического очага. Такие структуры называются вулканотектоническими впадинами, депрессиями.

Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет. Среди различных классификаций выделяются общие типы: Гавайский тип, Стромболианский тип, Плинианский тип и др.

Стратиграфия. Геохронологическая шкала

Стратиграфия (от лат. stratum -- настил, слой и греч. гсбцп -- пишу, черчу, рисую) -- наука, раздел геологии, об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Одним из основных источников данных для стратиграфии является палеонтологические определения. В археологии стратиграфией называют взаимное расположение культурных слоев относительно друг друга и перекрывающих их природных пород, установление которого имеет критическую важность для датирования находок (стратиграфический метод датирования).

Геохронологимческая шкалам -- геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет.

Геохронологическая шкала создавалась для определения относительного геологического возраста пород. Абсолютный возраст, измеряемый в годах, имеет для геологов второстепенное значение.

Время существования Земли разделено на два главных интервала -- Эона -- Фанерозой и Докембрий (Криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой -- время скрытой жизни, существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением на границе Эдиакария (Венд) и Кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны.

Другое крупное деление геохронологической шкалы имеет своим истоком самые первые попытки разделить историю земли на крупнейшие временныме интервалы. Тогда вся история была разделена на четыре периода: первичный, который эквивалентен докембрию, вторичный -- палеозой и мезозой, третичный -- весь кайнозой без последнего четвертичного периода. Четвертичный период занимает особое положение. Это самый короткий период, но в нём произошло множество событий, следы которых сохранились лучше других.

Сравнительная характеристика Земли и других планет солнечной системы

Планеты	Расст. от Солнца, а.е.	Диаметр, относит.	Масса, относит.
Меркурий	0,387	0,383	0,0553
Венера	0,723	0,949	0,815
Земля	1	1	1
Марс	1,52	0,533	0,107
Юпитер	5,2	11,21	317,8
Сатурн	9,58	9,45	95,2
Уран	19,2	4,01	14,5
Нептун	30,05	3,88	17,1
Плутон	39,24	0,187	0,0021

Планеты	Пло-сть, кг/м3	Длина дня,час	Орбит. период, год	Спутники
Меркурий	5427	4222,6	0,241	0
Венера	5243	2802	0,615	0
Земля	5515	24	1	1
Марс	3933	24,7	1,88	2
Юпитер	1326	9,9	11,9	28
Сатурн	687	10,7	29,4	30
Уран	1270	17,2	83,7	21
Нептун	1638	16,1	163,7	8
Плутон	1750	153,3	248	1

Эволюция ландшафтов и жизни на Земле

Эволюция Земли делится на раннюю историю и геологическую историю. Под ранней историей подразумевается катархей. Под геологической же историей понимается все остальное время, от архея до современной эпохи. Временная граница между двумя главными интервалами в истории Земли точно не установлена. Но предположительно она намечается на рубеже от 3,5 до 3,8-3,9 млрд. лет назад. Ранняя история и геологическая история - существенно различные этапы жизни нашей планеты. Если в раннюю историю Земля развивалась так же, как и остальные планеты - Луна, Меркурий, Марс и Венера, - т. е. в очень медленном темпе, то путь развития Земли в геологическое время характеризуется необыкновенно быстрой эволюцией ее внешней области и земной коры. Все же другие планеты продолжают пребывать и в настоящую эпоху как бы в догеологическом прошлом.

Эволюция - развитие явления или процесса - в результате постепенных непрерывных изменений, переходящих одно в другое без скачков и перерывов + при сохранении качественной определенности в ходе качественно-количественных изменений. Биологическая эволюция - необратимое и в известной мере направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.

Биологическая эволюция определяется изменчивостью, наследственностью, естественным отбором организмов, происходящими на фоне перемен в составе экосистем.

Процесс эволюции земной поверхности. Он выглядит следующим образом. Основным фактором, определившим начальное состояние Земли, были размеры и химический состав тел, из которых она сформировалась. В начальный период своего существования (от 4,6 до 3,8 млрд. лет) Земля, а равно и другие планеты земной группы, а также Луна подвергались усиленной бомбардировке мелкими и крупными телами метеоритов.

Наиболее крупные тела, упавшие на Землю, создали в ней значительные термические и химические неоднородности, простиравшиеся на тысячи километров, несомненно, оказав существенное влияние на характер ранней эволюции.

Разрушение падавших тел приводило к разогреву вещества, выделению воды и газов, составивших атмосферу и гидросферу планеты. Недра планеты разогревались за счет выделения тепла не только известными нам теперь в коре естественно-радиоактивными элементами, но и более чем десятком вымерших с тех пор радиоактивных изотопов, в частности 26Al, 10Be, 36Cl и др. В результате могло происходить плавление вещества - полное (в ядре) или частичное (в мантии).

Более поздние этапы эволюции земной коры удается проследить по данным накопления осадочных пород, палеонтологической летописи (окаменелости, остатки жизнедеятельности древних организмов), палеомагнитным данным (остаточная намагниченность лав магнитным полем Земли в момент их затвердевания) и методами изотопной геохронологии.

Исследуемая этими методами история Земли разделена на три больших отрезка времени - эона:

архей (4500 - 2600 миллионов лет назад), протерозой (2600 - 570 млн. лет) и фанерозой (570 млн. лет - до настоящего времени).

Реки. Режим, питание, основные понятия

Рекам -- природный водный поток (водоток), текущий в выработанном им углублении -- постоянном естественном русле и питающийся за счёт поверхностного и подземного стока с его бассейна. Реки являются предметом изучения одного из разделов гидрологии суши -- речной гидрологии (потамологии).

Режим реки - регулярные (суточные, годовые) изменения состояния реки, обусловленные физико-географическими свойствами ее водосборного бассейна, в первую очередь климатом. Режим реки проявляется в колебаниях уровней и расходов воды, времени установления и схода ледового покрова, температуре воды, количестве переносимых рекой наносов и др.

Питание реки - поступление (приток) воды в реку от источника питания. Питание может быть дождевое, снеговое, ледниковое, подземное (грунтовое), чаще всего смешанное, с преобладанием того или иного источника питания на отдельных отрезках реки и в разное время года.

Русло - вытянутое понижение земной поверхности, выработанное линейной эрозией; наиболее пониженная часть речной долины, по которой происходит сток воды в межпаводочные периоды. В результате размыва берегов и дна, а также отложения наносов русло постоянно деформируется. Ширина русла больших рек может достигать нескольких километров: низовья Амазонки, Оби, Лены и др. Глубина русла возрастает к низовьям постепенно, но медленнее, чем увеличивается ширина. Извилистые русла равнинных рек характеризуются чередованием более глубоких участков (плесов) с более мелкими (перекатами).

Устье - место впадения реки в другую реку, озеро, водохранилище или море. Основными типами устьев являются: нормальные устья, эстуарии и дельты. При тектоническом опускании морского низменного берега в устье образуется лиман.

Верховье реки - верхний участок реки, отличающийся наибольшими уклонами и соответственно наибольшими скоростями течения воды. Верховье начинается от истока или места слияния двух рек, носящих разные названия, и простирается до места, где размыв ослабевает.

Излучина реки - участок извилистого речного русла (русла водотока) между двумя смежными точками перегиба его осевой линии.

Исток - начало реки; место, с которого появляется постоянное течение воды в русле. Истоком может служить родник, конец ледника, болото, озеро. Нередко началом крупных рек считается место слияния двух рек, носящих разные названия.

Исчезновение реки - поглощение вод реки понорами.

Низовье реки - нижний участок реки, обычно отличающийся сравнительно пологим продольным профилем, спокойным течением, повсеместной аккумуляцией аллювия, максимальным расходом реки.

Подземные воды и их источники

Подземные воды -- воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

По условиям залегания подземные воды подразделяются на:

почвенные;

грунтовые;

межпластовые.

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести, или связанными, удерживаемыми молекулярными силами. Грунтовые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать. Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

Межпластовые воды - нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. Напором обладают все воды, заключенные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах.

По условиям движения в водоносных слоях различают подземные воды, циркулирующие в рыхлых (песчаных, гравийных и галечниковых) слоях и в трещиноватых скальных породах.

В зависимости от характера пустот водовмещающих пород подземные воды делятся на:

поровые -- в песках, галечниках и др. обломочных породах;

трещинные (жильные) -- в скальных породах (гранитах, песчаниках);

карстовые (трещинно-карстовые) -- в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и др.).

Подземные воды имеют разное происхождение: одни из них образовались в результате проникновения талых и дождевых вод до первого водоупорного горизонта (то есть до глубины 1,5-2,0 м, которые образуют грунтовые воды, т.е. так называемая верховодка); другие занимают более глубокие полости в земле.

Источники подземных вод, родники, ключи, естественные выходы подземных вод на земную поверхность (на суше или под водой). Образование Источники может быть обусловлено различными факторами: пересечением водоносных горизонтов отрицательными формами современного рельефа (например, речными долинами, балками, оврагами, озёрными котловинами), геолого-структурными особенностями местности (наличием трещин, зон тектонических нарушений, контактов изверженных и осадочных пород), фильтрационной неоднородностью водовмещающих пород и др.

Типы волн. Береговые геоморфологические процессы и формы рельефа

Волнам -- изменение состояния среды (возмущение), распространяющееся в этой среде и переносящее с собой энергию. Другими словами: «…волнами или волной называют изменяющееся со временем пространственное чередование максимумов и минимумов любой физической величины, например, плотности вещества, напряжённости электрического поля, температуры». Более правильное определение: Волна -- это явление распространения в пространстве с течением времени возмущения физической величины.

Волны на водем -- условное название разнообразных волн, возникающих на поверхности раздела между жидкостью и газом или жидкостью и жидкостью. Волны на воде различаются принципиальным механизмом колебания (капиллярный, гравитационный и т. д.), что приводит к различным законам дисперсии и, как следствие, к различному поведению этих волн.

Нижняя часть волны называется подошвой, верхняя - гребнем. Во время движения волны гребень уходит вперёд относительно подошвы, наклоняясь вниз, после чего, вследствие собственных веса и силы тяжести, гребень падает, волна разбивается, уровень высоты волны становится равным нулю.

Геоморфоломгия (от греч. Geo -- Земля + мoсцо -- форма + Logos -- слово) -- наука о рельефе, его внешнем облике, происхождении, истории развития, современной динамике и закономерностях географического распространения.

Береговые процессы

Это формирование рельефа в прибрежной зоне морей, озер и т.д. Формируются аккумулятивные и денудационные формы. Пример аккумулятивных - пляжи, а денудационных - клиф.

Берегом также называют полосу суши, примыкающую к береговой линии.

Определить точную линию пересечения поверхности моря или озера с поверхностью суши, являющуюся границей водоема, из-за постоянного изменения уровня воды, представляется невозможным. Поэтому береговая линия определяется условно относительно среднего многолетнего положения уровня водоёма.

Береговая зона состоит из собственно берега (его надводной части) и из подводного берегового склона. Подводный береговой склон -- прибрежная полоса морского дна, в пределах которой волны способны проводить активную работу (размывать дно, перемещать наносы). Берег водотока -- боковое ограничение русла водотока. В зависимости от расположения по течению относительно средней линии русла водотока различают правый и левый берега водотока. Главными факторами формирования берега являются волны и волноприбойный поток, а также русловой поток. Берега в своем развитии проходят ряд этапов, в течение которых изменяются их очертания и строение. В зависимости от характера действия волн различают абразионные, аккумулятивные и абразионно-аккумулятивные и сложные берега.

Течения в океане. Геоморфологические процессы и формы рельефа на дне океана

Морские течения - поступательные движения масс воды в морях и океанах, обусловленные:

- действием силы трения между водой и воздухом; или

- градиентами давления, возникающими в воде; или

- приливообразующими силами Луны и Солнца.

Морские течения различаются: по происхождению, по характеру изменчивости, по расположению и по физико-химическим свойствам.

Волновое течение - течение, возникающее при развитии ветровых волн и зыби за счет орбитального смещения частиц. Волновое течение направлено в сторону распространения волн. Обычно волновое течение охватывает тонкий приповерхностный слой и при любых условиях затухает на глубине до 100 м.

Котловина - понижение земной поверхности в пределах суши, дна океанов или морей, преимущественно округлых очертаний, замкнутое со всех сторон или открытое с одной стороны (если из котловины вытекает река) или с двух сторон (если река протекает через котловину). В рельефе морского дна выделяют котловины переходной зоны и котловины ложа океана.

Холодное морское течение - течение, температура воды которого на обращенной к берегу стороне ниже температуры вод открытого океана на данной широте. Холодные морские течения направлены из высоких широт в низкие, а также из районов сильного распреснения поверхностных вод океана, и несут воды пониженной солености.

Ложе океана - основное пространство дна Мирового океана с преобладающими глубинами более 3000 м, простирающееся от подводной окраины материка в глубь океана.

Ложе океана - очень крупная, одного порядка с материками, отрицательная форма рельефа, один из главных элементов рельефа и геологической структуры Земли.

Площадь ложа океана занимает около 255 млн.кв.км., более 50% дна Мирового океана. Ложе океана ограничено материковыми склонами.

Важнейшими элементами рельефа ложа океана являются океанические котловины и разделяющие их срединно-океанические хребты, возвышенности и подводные плато.

Глубинные течения - течения развивающиеся в толще океана или моря ниже слоя воды, находящегося под непосредственным воздействием ветра (ниже 100-200 м). Глубинные течения наблюдаются на различных глубинах между поверхностными и придонными течениями.

Геострофическое течение - движение морских вод, вызываемое градиентом давления и уравновешиваемое силой Кориолиса, при отсутствии влияния силы трения.

Муссонные течения - поверхностные морские течения Индийского океана, зависящие от муссонов и изменяющие поэтому свое направление по сезонам.

Снежный покров и лавины, связанные с ними геоморфологические процессы и формы рельефа

Снежный покров -- слой снега на поверхности Земли, образовавшийся в результате снегопадов и метелей. Снежный покров обладает малой плотностью, возрастающей со временем, особенно весной. Отражательная способность (альбедо) свежевыпавшего снега -- 70-90 %, старого, тающего снега -- 30-40 %. Снежный покров сильно отражает солнечную радиацию и предохраняет почву от чрезмерного выхолаживания, а озимые посевы от вымерзания; оказывает огромное влияние на климат, рельеф, питание рек и ледников, почвообразовательные процессы, жизнь растений и животных. Различают: временный снежный покров, стаивающий за несколько часов или дней после образования; устойчивый снежный покров, сохраняющийся в течение всей зимы или с небольшими перерывами.

Природные образования: снежные Сугроб | Надув | Заструга | Снежник | Снежница Снег Снег | Снежный покров | Пороша | Наст | Фирн | Фирновая граница | Снеговая линия | Проталина Перенос снега Снегопад | Метель | Вьюга | Буран | Пурга | Позёмок | Снежная крупа | Лавина

Лавина (нем. Lawine, от позднелатинского labina -- оползень) -- масса снега, падающая или соскальзывающая со склонов гор. Наиболее благоприятны для лавинообразования склоны крутизной 25-45°, однако известны сходы лавин со склонов крутизной 15-18°. На более крутых склонах снег не может накапливаться в больших количествах и скатывается небольшими дозами по мере поступления. Объём снега в лавине может доходить до нескольких сотен кубических метров. Однако, опасными для жизни могут быть даже лавины объёмом около 5 мі. Существуют несколько классификаций лавин, например: По объёму По рельефу лавиносбора и пути лавины (осов, лотковая лавина, прыгающая лавина) По консистенции снега (сухая, мокрая)

Скорость движения сухих лавин обычно составляет 20-70 м/с (до 125 м/с) при плотности снега от 0,02 до 0,3 г/смі. Мокрые лавины движутся со скоростью 10-20 м/с (до 40 м/с) и имеют плотность 0,3-0,4 г/смі.

Сход лавины из сухого снега может сопровождается образованием снеговоздушной волны, производящей значительные разрушения.

Ледники. Гляциальные процессы и формы рельефа

Ледник - движущееся естественное скопление льда и фирна на земной поверхности, возникающее в результате накопления и преобразования твердых атмосферных осадков при положительном многолетнем балансе. Движение ледника приводит к его разделению на области накопления (аккумуляции) и расхода (абляции) льда. Ледники движутся от области аккумуляции к области абляции. Площади ледников составляют от сотен кв. метров до нескольких млн. кв.км.

Ледники подразделяются на покровные, шельфовые и горные. Основными типами ледников суши являются горные и покровные ледники.

Ледниковые формы рельефа - формы рельефа, созданные работой ледников в совокупности с талыми ледниковыми водами.

Зандры - равнинные поверхности, сформировавшиеся у окраин древних покровных ледников потоками талых вод. Зандры: - покрыты песками и галечниками; - развиты в местах древнего оледенения; - образуются из отложений подледниковых потоков.

Зандрами являются Припятское полесье и Мещерская низменность на Восточно-Европейской равнине.

Кар - чашеобразное углубление в верхней части гор в областях современного или древнего горного оледенения выше снеговой границы. Кары образуются под воздействием ледников, снежников и морозного выветривания.

Кары имеют крутые склоны и пологовогнутое днище. Часто от кара вниз по склону идет ложбина эрозионного происхождения, где весной стекают талые воды или протекает постоянный ручей. В карах могут располагаться ледники или снежники, а в некоторых случаях - реликтовые карстовые озера. Кары встречаются во всех горных странах, вершины которых лежат выше снеговой линии.

Моренный рельеф - аккумулятивный рельеф, созданный деятельностью ледников. На равнинах различают: - холмисто-западинный рельеф основной морены; - моренные равнины - увалистые, волнистые или ровные поверхности, образованные основной мореной; - рельеф конечно-моренных гряд; - рельеф друмлин.

В горах моренный рельеф обычно представлен различными формами береговой морены, грядами конечных морен, холмисто-моренным рельефом.

Торос - форма ледового рельефа; нагромождения льдин, образующиеся в результате сжатия ледяных полей морей, озер и рек, а также их давления на берега и на мелководные участки дна. Высота тороса достигает 10-20 м.

Трог - горная эрозионная речная долина с корытообразным поперечным профилем, сформированным горно-долинным ледником. Наиболее крупные троги достигают в длину нескольких десятков, иногда сотен километров. Троги широко распространены во всех горно-ледниковых районах суши.

Подземные льды. Криогенные процессы и формы рельефа

Подземные льды - льды, находящиеся в верхних слоях земной коры. Подземные льды встречаются в областях распространения многолетнемерзлых пород. По времени образования различают современный и ископаемый подземный лед, по происхождению: - первичный лед, возникающий в процессе промерзания рыхлых отложений; и - вторичный лед - продукт кристаллизации воды и водяных паров (а) в трещинах (жильный лед), (б) в порах и пустотах (пещерный лед), (в) погребенный лед, формирующийся на земной поверхности, а затем перекрытый осадочными породами.

Многолетняя мерзлота - часть криолитозоны; горные породы верхней части земной коры, находящиеся постоянно в мерзлом состоянии и оттаивающие летом только с поверхности. Время существования многолетней мерзлоты - от нескольких лет до нескольких тысячелетий. Мощность мерзлого слоя достигает местами сотен метров. Содержание льда в многолетнемерзлых горных породах - от нескольких до 90% объема.

Ископаемый лед - реликтовый подземный лед, сохранившийся от прошлой геологической эпохи и залегающий на значительной глубине от земной поверхности.

Пластовый лед - крупные массивы подземного льда разного генезиса. В пределах Ямала площадь отдельных залежей пластового льда может превышать 50 кв.км, наибольшая зафиксированная толщина льда составляет 45 м.

Шлиры льда - включения льда в мерзлом грунте, представленные прожилками, прослойками и линзами разной ориентировки, создающие различные криогенные текстуры.

Криогенный рельеф - комплекс форм рельефа, характерный для областей развития многолетнемерзлых пород. Криогенный рельеф генетически связан с процессами:

- морозобойного растрескивания (полигональный рельеф);

- пучения (бугры и площади пучения);

- криогенного выветривания (нивальные формы);

- сортировки материала (структурные грунты);

- течения (солифлюкционные террасы, языки, уступы);

- термокарста (котловины, западины, озера, воронки и др.).

Эоловые, биогенные, космогенные геоморфологические процессы и формы рельефа

Эоловые процессы

Это процессы формирования рельефа под действием ветра. Формируются аккумулятивные формы (например, барханы) и денудационные формы (например, рвы выдувания вдоль дорог в пустыне).

Выветривание - совокупность процессов разрушения и химического изменения горных пород на земной поверхности или вблизи нее под воздействием атмосферы, воды и организмов.

Эоловые формы рельефа - формы рельефа, возникающие под действием ветра, преимущественно в районах с аридным климатом (пустыни, полупустыни); встречаются также по берегам морей, озер и рек со скудным растительным покровом, не способным защитить от действия ветра рыхлые и разрушенные выветриванием породы субстрата. Э. ф. р., возникающие за счет выдувания (дефляции) рыхлых продуктов выветривания, разрушения горных пород под воздействием динамических ударов самого ветра и особенно под действием ударов мелких частиц, переносимых ветром в ветропесчаном потоке. Детальная классификация аккумулятивных и дефляционно-аккумулятивных Э. ф. р. в зависимости от режима ветров дана при описании дюн (См. Дюны) и барханов (См. Барханы); ниже дается аналогичная классификация аккумулятивных и аккумулятивно-дефляционных Э. ф. р. для полузаросших песчаных пустынь

БИОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ [от гр. bios - жизнь и genos - род, происхождение] - процессы, порождаемые живым веществом, связанные с ним (напр., биогенный круговорот).

Космогенные процессы - это процессы, вызванные воздействием космического происхождения . Космогенные формы рельефа - гранд каньон, например.

Биогенный рельеф -- это совокупность неровностей земной поверхности, созданных вследствие деятельности организмов (в первую очередь, животных и растений). Соответственно биогенный морфолитогенез -- это процесс одновременного образования или преобразования поверхностного субстрата и рельефа земной поверхности организмами.

Антропогенные процессы и формы рельефа

Антропогенные формы рельефа - совокупность форм рельефа, созданных или значительно измененных деятельностью человека. К антропогенным формам рельефа относятся карьеры, отвалы отработанной породы, терриконы и др.

Антропогенные факторы -- совокупность факторов окружающей среды, обусловленных случайной или преднамеренной деятельностью человека за период его существования.

Виды антропогенных факторов

Физические -- использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации и др.

Химические -- использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта; курение, употребление алкоголя и наркотиков, чрезмерное использование лекарственных средств.

Биологические -- продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания (вирусы, бактерии, другие паразиты).

Социальные -- связанные с отношениями людей и жизнью в обществе.

В последние десятилетия действие антропогенных факторов резко возросло, что привело к возникновению глобальных экологических проблем: парникового эффекта, кислотных дождей, уничтожению лесов и опустыниванию территорий, загрязнению среды вредными веществами, сокращению биологического разнообразия планеты.

Классификация склонов

Склон -- наклонный участок поверхности Земли, формирующийся в результате действия рельефообразующих процессов, протекающих на суше и на дне морей и океанов.

Характер склонов определяется составом и залеганием слагающих их пород, абсолютными и относительными высотами местности, интенсивностью склоновых процессов, в свою очередь зависящих от климата, особенностями растительности и других компонентов природной среды, экспозицией склонов.

Материковый склон -- один из основных элементов подводной окраины материков. Расположен между шельфом и материковым подножием. Характеризуется более крутыми уклонами поверхности по сравнению с шельфом и ложем океана (в среднем около 4°, нередко 15-20°, до 40°) и значительной расчленённостью рельефа.

Подводный береговой склон -- прибрежная полоса морского дна, непосредственно примыкающая к берегу и подвергающаяся деформациям под воздействием волн и течений.

Склон долины водотока -- повышающаяся часть долины, ограниченная сверху ее бровкой, а снизу подошвой склона.

Гравитационные (склоновые) процессы)

Склон -- наклонный участок поверхности Земли, формирующийся в результате действия рельефообразующих процессов, протекающих на суше и на дне морей и океанов.

Характер склонов определяется составом и залеганием слагающих их пород, абсолютными и относительными высотами местности, интенсивностью склоновых процессов, в свою очередь зависящих от климата, особенностями растительности и других компонентов природной среды, экспозицией склонов.