Жду новый пост

Серия «Геология.»

Возраст нашей планеты насчитывает примерно 4,6 млрд лет. В течение этого длительного периода условия развития и внешний облик Земли постоянно изменялись: материки и океаны меняли свои очертания, потепления климата чередовались с ледниковыми периодами, появлялись и исчезали различные виды растений и животных.

Все события, связанные с развитием планеты, отражены в слоях горных пород. Именно по ним можно определить, какие условия наблюдались на Земле в тот или иной период развития, какие животные и растения господствовали на земной поверхности. Точный возраст горных пород можно определить по их химическому составу, характеру залегания, сохранившимся остаткам и следам животных и растений.

Учёные разделили геологическую историю Земли на пять геологических эр: архейская (архей), протерозойская (протерозой), палеозойская (палеозой), мезозойская (мезозой) и кайнозойская (кайнозой).

Названия всех геологических эр, кроме архейской, имеют одинаковый корень «зой», что в переводе с греческого означает «жизнь». Таким образом, в названии геологических эр отражены этапы развития жизни на Земле. Архей — эра древнейшей жизни («археос» — древнейший), протерозой — эра ранней жизни («протерос» — первичный), палеозой — эра древней жизни («палео» — древний), мезозой — эра средней жизни («мезо» — средний), кайнозой — эра новой жизни («кайнос» — новый). «Архей» не содержит корня «зой», так как долгий период времени считалось, что в это время не существовало жизни.
На протяжении каждой эры происходило изменение площади материков и океанов, условий существования организмов, сменялись господствующие виды растений и животных, происходило образование новых форм рельефа и изменение уже существовавших.

Сама периодизация
Архей — одна из наиболее длительных геологических эр. Её продолжительность составляет около 1,5 млрд лет. В этот период сформировалась земная кора — верхний слой литосферы, появились водная и воздушная оболочки Земли. В водной среде, по мнению многих учёных, зародилась жизнь. Об этом свидетельствуют отложения известняка архейского возраста. Здесь появились первые простейшие организмы – сине-зелёные водоросли и бактерии. Первичная атмосфера была непригодна для дыхания организмов: она почти полностью состояла из углекислого газа, и в ней отсутствовал кислород.

Протерозой — самая продолжительная геологическая эра (около 2 млрд лет). В этот период на Земле существовали водоросли, черви, моллюски, а также ракообразные. По мнению учёных, в протерозое концентрация кислорода в атмосфере уже достигла более 10%.
Вместе архей и протерозой составляют практически 4/5 всего времени существования Земли. Об этих эрах известно не так много, несмотря на такую длительность, развитие жизни происходило очень медленно. Существовавшие в то время организмы практически не оставили следов своего существования. Это объясняется отсутствием у них твёрдого скелета, останки которого могли бы сохраниться. Всё это стало причиной отсутствия выделения отдельных периодов в данных геологических эрах.

Палеозой отличается от предыдущих геологических эр стремительным развитием жизни на планете (около 340 млн лет). Появились скелетные организмы — рыбы, от которых произошли первые земноводные, сумевшие выбраться на сушу. К концу палеозоя в прибрежных районах обитали амфибии, рептилии и даже примитивные млекопитающие, появились первые насекомые. Возникли наземные растения, которые начали выделять кислород, и в относительно быстрый промежуток времени суша покрылась лесами из древовидных папоротников и хвощей. Важным событием в конце палеозоя стало образование огромного суперконтинента — Пангеи.

Мезозойская эра, продлившаяся около 170 млн лет, также отличается своеобразием растительного и животного мира. Именно в это время на планете господствовали громадные рептилии — динозавры, самые крупные из которых достигали 12 метров в высоту и 30 метров в длину. Они заняли все возможные среды обитания: в море существовали морские ящеры, в воздухе парили летающие рептилии — птерозавры, а на суше обитали многочисленные растительноядные и хищники. Одним из самых крупных травоядных динозавров считается диплодок, чей вес достигал 100 тонн. Одним из самых известных и крупных хищников за всю историю нашей планеты считается тираннозавр.

В растительном покрове преобладали хвойные — ели, сосны, секвойи.
В конце геологической эры гигантские рептилии по неизвестной до сих пор причине вымерли. Наиболее популярной версией является падение гигантского метеорита в области современного Мексиканского залива, которое вызвало глобальное изменение условий окружающей среды.
В мезозое произошёл распад суперконтинента Пангея. В результате образовались два крупных материка — северный Лавразия и южный Гондвана. В дальнейшем Лавразия разделилась на Северную Америку и Евразию, а распад Гондваны образовал современные южные материки – Южную Америку, Африку, Австралию и Антарктиду. Некоторые части Гондваны, например нынешний полуостров Индостан – соединились с Евразией. Также образовались современные впадины Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого океанов.

Кайнозойская эра не только самая молодая, но и самая короткая, её продолжительность на данный момент составляет 67 млн лет. Кайнозойская эра продолжается до сих пор. Именно в кайнозойскую эру сформировались современные очертания материков и океанов, появился современный растительный и животный мир. Главной особенностью растительного мира является господство цветковых растений, животного мира — преимущественное распространение млекопитающих и появление человека.
В четвертичном периоде кайнозойской эры произошло значительное похолодание, которое вскоре привело к началу Великого оледенения или ледникового периода, следы которого сохранились и до наших дней. Оледенение повлияло на растительный и животный мир: исчезли многие виды растений и животных, в том числе крупнейшие обитатели суши кайнозоя — мамонты.

Понятие о магме. Магма — это расплавленное вещество земной коры. Она образуется при определенных значениях давления и температуры и с химической точки зрения представляет собой флюидно-силикатный расплав, т. е. содержит в своем составе соединения с кремнеземом (Si) и кислородом (О) и летучие вещества, присутствующие в виде газа (пузырьков), либо растворенные в расплаве.

Магматические горные породы, образовавшиеся из расплава — магмы, играют огромную роль в строении земной коры. Эти породы сформировались разными путями. Крупные их объемы застывали на той или иной глубине, не доходя до поверхности, и оказывали на вмещающие породы сильное воздействие высокой температурой, горячими растворами и газами. Так образовались интрузивные тела.

Если магматические расплавы вырывались на поверхность, то происходили извержения вулканов, носившие в зависимости от состава магмы спокойный либо катастрофический характер.

Такой тип магматизма называют эффузивным, что не совсем точно, так как нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается и на земную поверхность выпадают тонкораздробленные кристаллы и застывшие капельки расплава, превратившиеся в вулканическое стекло. Подобные извержения называют эксплозивными.

Поэтому, говоря о магматизме,следует различать интрузивные процессы, связанные с образованием и движением магмы ниже поверхности Земли, и вулканические процессы, обусловленные выходом магмы на земную поверхность.
Как интрузивные, так и вулканические горные породы содержат крупные залежи полезных ископаемых и, кроме того, являются надежными индикаторами тектонических и палеогеографических условий геологического прошлого, что позволяет нам проводить их реконструкцию.

Океаны в целом холодные: только 8% их вод теплее +10 °С, а более 50% — холоднее +2 °С. В самом поверхностном слое вода постоянно перемешивается волнением.

Соленость вод океанов характеризует общее количество растворенного в них вещества, преимущественно NaCl. Средняя соленость составляет 34,69%о (%о — знак промилле, 1%о равен 0,001). 75% всех вод Мирового океана имеет соленость от 34,50 до 35,00%

Плотность воды зависит от давления, температуры и солености. Как известно, плотность пресной воды при +20 °С равняется 1 г/см3, морской воды при солености в 35%о — 1,025 г/см3, а при +2 °С — 1,028 г/см3 и составляет 1,05 г/см3 на глубине 5 км. Иными словами, вода в океанах устойчиво стратифицирована, т. е. расслоена.

Давление в океане с глубиной увеличивается на 1 атм на каждые 10 м. В глубоководных желобах оно достигает 800—1100 атм. В океанической воде растворены газы. Главные из них — О и С02, а также N и H2S. Чем холоднее вода, тем больше в ней кислорода.

В океанах существуют известные всем теплые и холодные течения, которые в прошлом распределялись иначе в связи с другим положением материков. Течения в океанах, т. е. перемещения воды в горизонтальной плоскости, зависят от многих факторов, прежде всего от направления ветров. Как только вода приходит в движение, на каждую ее частицу начинает действовать ускорение Кориолиса (так называют силу, возникающую из-за вращения Земли с запада на восток), отклоняющее направление течения.

Течения могут возникать из-за различия в плотности, температуре и солености воды. В последнее время было выяснено, что вода в океанах обладает четко выраженной расслоенностью, причем слои в толще воды ведут себя по-разному. Поэтому течения могут быть поверхностными, глубинными и придонными. Например, устойчиво дующие вдоль экватора ветры — пассаты — вызывают пассатные течения. Таких течений два: северное и южное. Они вызывают даже небольшое, до 0,5 м, повышение уровня океана в его западных областях.

Холодные воды Арктического и Антарктического океанов, располагающихся в высоких широтах, как более тяжелые, опускаются вниз и вызывают придонные течения, медленно, со скоростью 10—40 см/с, двигающиеся к экватору, переносящие по дну разнообразные частицы и даже образующие знаки ряби, как в мелководных условиях.

В тех местах океана, где более теплые поверхностные воды по каким-либо причинам перемещаются, на смену им поднимаются более холодные воды, богатые кислородом и органическим веществом. Этот процесс называется апвеллингом (от англ, up — наверх, well — хлынуть). Он играет большую роль в распространении планктона — мелких организмов, пассивно перемещающихся в верхних слоях воды океанов и служащих кормом для рыб, а также источником биогенных осадков на дне океанов.

Нередко можно наблюдать, как в знойный день у Южного берега Крыма вода оказывается очень холодной. А дело в том, что северный ветер согнал теплую воду в открытое море и ей на смену поднялась холодная. Это и есть апвеллинг.

Таким образом, вода в океанах находится в непрерывном движении и на разных глубинных уровнях воды могут двигаться в различные стороны.

Автор: Сергей Сараев.

Землетрясения — это одни из наиболее страшных природных катастроф, в течение считанных минут уносящие десятки и сотни тысяч человеческих жизней, вызывающие опустошительные разрушения в городах и поселках и меняющие рельеф. К сожалению, непосредственно предсказать место и время землетрясения, за исключением нескольких случаев, до сих пор еще не удается.
Что представляет собой землетрясение. Интенсивность землетрясений. Землетрясение — это мгновенное высвобождение огромной энергии в результате разрыва горных пород. Дело в том, что на них воздействуют очень большие силы, которые их либо сжимают, либо, наоборот, растягивают. Любая горная порода обладает своим пределом прочности, и, если напряжения растут и превышают его, она не выдерживает и раскалывается.

Разлом, смещение в горных породах охватывает некоторый объем, который называют очагом, или гипоцентром землетрясения. При мгновенном смещении пород возникают упругие волны деформаций, которые, распространяясь из очага во все стороны и достигая земной поверхности, производят разрушения. Чем больше объем очага, тем землетрясение сильнее.

Наверное, многие слышали, как говорят, что эпицентр землетрясения был, скажем, в районе города Измит в Турции. Эпицентр — это проекция гипоцентра на земную поверхность. Вокруг эпицентра располагается область наиболее сильных сотрясений, а с удалением от него они уменьшаются. Участки одинаковых сотрясений отмечают на карте линиями, которые называют изосей- стами (от греч. isos — равный, seistos — сотрясения).

Как же измеряют интенсивность землетрясений? В России для этого используют 12-балльную шкалу. В соответствии с ней землетрясения в 1—3 балла определяют как слабые, в 4—5 — ощутимые, в 6—7 — сильные, в 8—10 — очень сильные, разрушительные, в 11—12 — катастрофические.

Существует и международная шкала Ч. Рихтера, где интенсивность землетрясения измеряется магнитудой. Магнитуда — это десятичный логарифм отношения максимальных амплитуд сейсмических волн данного землетрясения к амплитуде волн стандартного землетрясения. Чем больше размах волны, тем соответственно больше смещение грунта и сильнее землетрясение. По шкале Рихтера максимальная интенсивность землетрясений достигает 8,8 балла.

Уже говорилось о том, что приход на земную поверхность сейсмических волн регистрируют специальные приборы — сейсмографы, которые записывают колебания грунта в виде сейсмограмм. Ежегодно регистрируют несколько сотен тысяч землетрясений, однако не более 100 из них можно отнести к сильным и разрушительным.

Автор: Сергей Сараев.

Гавайский тип извержений характеризуется выбросами очень жидкой, высокоподвижной базальтовой лавы, потоки которой формируют огромные плоские щитовые вулканы. Стромболианский тип (от вулкана Стромболи на Липарских островах к северу от Сицилии) извержений связан с более вязкой основной лавой, которую выбрасывают разные по силе взрывы из жерла, образуя сравнительно короткие и более мощные потоки. При взрывах формируются шлаковые конусы и шлейфы крученых вулканических бомб. Вулкан Стромболи регулярно выбрасывает в воздух «заряд» бомб и кусков раскаленного шлака.

Плинианский тип (вулканический, везувианский) характерная особенность извержений этого типа — мощные, нередко внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества тефры, образующей пепловые и пемзовые потоки.

Пелейский тип извержений характеризуется образованием грандиозных раскаленных лавин или палящих туч, а также ростом экструзивных куполов чрезвычайно вязкой лавы. Газовый тип извержений, при котором в воздух выбрасываются лишь обломки уже твердых, более древних пород, либо обусловлен выбросами магматических газов, либо связан с перегретыми грунтовыми водами.
В последнем случае извержения называют фреатическими.

Извержения пепловых потоков были широко распространены в недавнем геологическом прошлом, но в классическом виде не наблюдались человеком. В какой-то мере такие извержения должны напоминать палящие тучи или раскаленные лавины. В любом случае на поверхность поступает магматический расплав, который, вскипая, подобно молоку, разрывается, и раскаленные лапилли пемзы, обломочки стекла, минералов, окруженные раскаленной же газовой оболочкой, с огромной скоростью движутся по минимальным уклонам. По существу, это своеобразный высокотемпературный «аэрозоль».

Возможным примером подобных извержений могло быть извержение в 1912 г. в районе вулкана Катмай на Аляске, когда из многочисленных трещинных жерл излился пепловый поток мощностью около 300 м, распространившийся примерно на 25 км вниз по долине. В центральной части потока частицы оказались слабо сваренными, а из потока долгое время поднимался пар, за что долина и получила название «Десяти тысяч дымов». Важно подчеркнуть, что объем пепловых потоков может достигать десятков и сотен кубических километров, что говорит о быстром опорожнении очагов с кислым расплавом.