Общее землеведение - Юлия Гледко

4. Сила тяжести удерживает газовую и водную оболочки планеты. Атмосферу планеты покидают только самые легкие молекулы водорода и гелия.

5. Сила тяжести обусловливает стремление земной коры к изо-статическому равновесию. Силой тяжести объясняется максимальная высота гор; считается, что на нашей Земле не может быть гор выше 9 км.

6. Астеносфера – размягченный теплом слой, допускающий движение литосферы, тоже следствие силы тяжести, поскольку расплавление вещества происходит при благоприятном соотношении количества тепла и величины сжатия (давления).

7. Шаровая фигура гравитационного поля определяет два основных вида форм рельефа на земной поверхности – конический и равнинный, которые соответствуют двум универсальным формам симметрии – конической и билатеральной.

8. Направление силы тяжести к центру Земли помогает животным удерживать вертикальное положение.

Температура поверхностного слоя земной коры (в среднем до 30 м) определяется солнечным теплом. Это гелиометрический слой, испытывающий сезонные колебания температуры. Ниже – еще более тонкий горизонт постоянной температуры (около 20 м), соответствующий среднегодовой температуре места наблюдения. Ниже постоянного слоя температура с глубиной нарастает (,геотермический слой). Изменение температуры при углублении в Землю на 100 м называется геотермическим градиентом. Его значения колеблются от 0,1 до 0,01 °C/м и зависят от состава горных пород, условий их залегания. Расстояние по отвесу, на которое необходимо углубиться, чтобы получить повышение температуры на 1 °C, называется геотермической ступенью (колеблется от 10 до 100 м/°С).

Магнитное поле. Земной магнетизм – свойство Земли, обусловливающее существование вокруг нее магнитного поля, вызванного процессами, происходящими на границе «ядро – мантия». Впервые о том, что Земля – магнит, человечество узнало благодаря работам У. Гильберта.

Магнитосфера – область околоземного пространства, заполненная заряженными частицами, движущимися в магнитном поле Земли. Она отделена от межпланетного пространства магнитопаузой. Это внешняя граница магнитосферы. В основе образования магнитного поля лежат внутренние и внешние причины. Постоянное магнитное поле образуется благодаря электрическим токам, возникающим во внешнем ядре планеты. Солнечные корпускулярные потоки образуют переменное магнитное поле Земли. Наглядное представление о состоянии магнитного поля Земли дают магнитные карты. Они составляются на пятилетний срок – магнитную эпоху.

У Земли было бы нормальное магнитное поле, будь она однородно намагниченным шаром. В первом приближении Земля представляет собой магнитный диполь – стержень, концы которого имеют противоположные магнитные полюса. Места пересечения магнитной оси диполя с земной поверхностью называются геомагнитными полюсами. Геомагнитные полюса не совпадают с географическими и медленно движутся со скоростью 7–8 км/год. Отклонения реального магнитного поля от нормального (теоретически рассчитанного) называются магнитными аномалиями. Они могут быть мировыми (Восточно-Сибирский овал), региональными (Курская магнитная аномалия) и локальными, связанными с близким залеганием к поверхности магнитных пород.

Магнитное поле характеризуется тремя величинами: магнитным склонением, магнитным наклонением и напряженностью. Магнитное склонение – угол между географическим меридианом и направлением магнитной стрелки. Склонение бывает восточным (+), если северный конец стрелки компаса отклоняется к востоку от географического меридиана, и западным (-), когда стрелка отклоняется к западу. Магнитное наклонение – угол между горизонтальной плоскостью и направлением магнитной стрелки, подвешенной на горизонтальной оси. Наклонение положительное, когда северный конец стрелки смотрит вниз, и отрицательное, если северный конец направлен вверх. Магнитное наклонение изменяется от 0 до 90°. Сила магнитного поля характеризуется напряженностью. Напряженность магнитного поля небольшая: на экваторе – 20–28 А/м, на полюсе – 48–56 А/м.

Магнитосфера имеет каплевидную форму (рис. 7). На стороне, обращенной к Солнцу, ее радиус равен 10 радиусам Земли, на ночной стороне под влиянием «солнечного ветра» увеличивается до 100 радиусов.

Форма обусловлена воздействием солнечного ветра, который, наталкиваясь на магнитосферу Земли, обтекает ее. Заряженные частицы, достигая магнитосферы, начинают двигаться по магнитным силовым линиям и образуют радиационные пояса. Внутренний радиационный пояс состоит из протонов, имеет максимальную концентрацию на высоте 3500 км над экватором. Внешний пояс образован электронами, простирается до 10 радиусов. У магнитных полюсов высота радиационных поясов уменьшается, здесь возникают области, в которых заряженные частицы вторгаются в атмосферу, ионизируя газы атмосферы и вызывая полярные сияния.

Рис. 7. Каплевидная форма магнитосферы Земли

Географическое значение магнитосферы очень велико: она защищает Землю от корпускулярного солнечного и космического излучения. С магнитными аномалиями связан поиск полезных ископаемых. Магнитные силовые линии помогают ориентироваться в пространстве туристам, кораблям.

3.4. Возраст Земли. Геохронология

Геохронология – обозначение времени и последовательности образования горных пород. Если залегание горных пород не нарушено, то каждый слой моложе того, на котором он залегает. Верхний слой образовался позднее всех лежащих ниже.

Для выполнения реконструкции геологической истории Земли необходима информация о событиях и отложениях, которые имели место от момента образования Земли и до наших дней. Так была создана стратиграфическая шкала (лат. stratum – слой, греч. grapho – описываю), которая показывала слоистые осадочные отложения от древних к молодым. В 1881 г. на 2-м Международном геологическом конгрессе в г. Болонье (Италия) стратиграфическая шкала была совмещена с геохронологической, указывающей временные рамки стратиграфических подразделений. На протяжении почти 120 лет после этого геохронологическая шкала дополнялась и уточнялась. Разные авторы называли ее по-разному: универсальная, планетарная, глобальная, международная, хроностратиграфическая, стандартная, единая, типовая. В настоящее время Международная геохронологическая шкала (2012) выглядит следующим образом.

Наиболее крупным подразделением является эон. Выделяют три зона:

✓ архейский (греч. archios – древнейший): более 3,5–2,6 млрд лет;

✓ протерозойский (греч. proteros – первичный): 2,6 млрд лет – 570 млн лет;

✓ фанерозойский (греч. phaneros – явный): 570 – 0 млн лет.

Зоны подразделяются на эры, а они в свою очередь на периоды и эпохи. Иногда в литературе весь период до фанерозоя называют докембрием (кембрий – первый период палеозойской эры) или криптозоем.

Фанерозойский эон подразделяется на эры:

✓ палеозойскую (греч. palaios – древний, zoe – жизнь) – 6 периодов;

✓ мезозойскую (греч. mesos – средний) – 3 периода;

✓ кайнозойскую (греч. kainos – новый) – 3 периода.

Все периоды (их 12) названы по той местности, где они были впервые выделены и описаны: кембрий – древнее название полуострова Уэльс в Англии; ордовик и силур – по названию древних племен, живших также в Англии; девон – по графству Девоншир в Англии; карбон – по каменным углям; пермь – по Пермской губернии в России и т. д. Геологические периоды обладают разной длительностью от 20 до 100 млн лет. Что касается четвертичного периода (квартер), то он по длительности не превышает 1,8–2,0 млн лет, но еще и не окончен.

Существуют аналоги Международной шкалы, адаптированные к специфике отложений отдельно взятых регионов, так называемые региональные или национальные шкалы (табл. 3).

Таблица 3

Геохронологическая шкала

Тема 4

Литосфера

4.1. Состав и строение литосферы

Термин «литосфера» употребляется в науке с середины XIX в., но современное значение он приобрел менее полувека назад. Еще в геологическом словаре издания 1955 г. сказано: «литосфера – то же, что земная кора». В геологическом словаре издания 1973 г. и в последующих: «литосфера… в современном понимании включает земную кору… и жесткую верхнюю часть верхней мантии Земли». Верхняя мантия – это геологический термин, обозначающий очень большой слой; верхняя мантия имеет мощность до 500 км, по некоторым классификациям – свыше 900 км, а в состав литосферы входят лишь верхние от нескольких десятков до двух сотен километров (до астеносферы) (рис. 8).