Методы исследования в географии на сегодняшний день остаются все теми же, что и раньше. Однако это вовсе не означает, что они не претерпевают изменения. Появляются новейшие позволяющие значительно расширить возможности человечества и границы непознанного. Но прежде, чем рассмотреть эти новшества, необходимо разобраться в привычной классификации.
Методы географических исследований - это различные способы получения информации в рамках науки географии. Они подразделяются на несколько групп. Итак, представляется собой использование карт, как основного Они могут дать представление не только о взаиморасположении объектов, но и их размерах, о степени распространения различный явлений и еще массу полезной информации.
Статистический метод говорит о том, что нельзя рассматривать и изучать народы, страны, природные объекты без использования статистических данных. То есть очень важно знать какова глубина, высота, запасы той или иной территории, ее площадь, численность населения отдельно взятой страны, ее демографические показатели, а также показатели производства.
Исторический метод подразумевает, что наш мир развивался и все на планете имеет свою богатую историю. Таким образом, для того чтобы изучать современную географию, необходимо обладать знаниями об истории развития самой Земли и человечества, проживающего на ней.
Методы географических исследований продолжает экономико-математический метод. Это не что иное, чем цифры: расчеты смертности, рождаемости, ресурсообеспеченности, сальдо миграций и так далее.
Помогает более полно оценить и описать различия и сходства географических объектов. Ведь все в этом мире подлежит сравнению: меньше или больше, медленнее или быстрее, ниже или выше и так далее. Этот метод позволяет составлять классификации географических объектов и прогнозировать их изменения.
Методы географических исследований невозможно себе представить без наблюдений. Они могут быть непрерывными или периодическими, площадными и маршрутными, дистанционными или стационарными, тем менее все они предоставляют важнейшие данные о развитии географических объектах и тех изменениях, которые они претерпевают. Невозможно изучить географию, сидя за столом в кабинете или за школьной партой в классе, необходимо научиться извлекать полезную информацию из того, что можно увидеть собственными глазами.
Одним из важных методов исследования географии был и остается метод географического районирования. Это выделение экономических и природных (физико-географических) районов. Не менее важен и метод географического моделирования. Всем нам еще со школьной скамьи известен самый яркий пример географической модели - глобус. Но моделирование может быть машинным, математическим и графическим.
Географический прогноз - это умение предсказывать последствия, которые могут возникнуть вследствие развития человечества. Этот метод позволяет уменьшить негативное воздействие деятельности людей на окружающую среду, избежать нежелательных явлений, рационально использовать всевозможные ресурсы и так далее.
Современные методы географических исследований явили миру ГИС - геоинформационные системы, то есть комплекс цифровых карт, привязанных к ним программных средств и статистики, которые дают людям возможность работать с картами прямо на компьютере. А благодаря сети Интернет появились системы подспутникового позиционирования, известные в народе, как GPS. Они состоят из наземных средств слежения, навигационных спутников и различных приборов, принимающих информацию и определяющих координаты.
СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ.
Давайте совершим воображаемое путешествие к центру Земли. Представим, что мы движемся вглубь, «проходя» толщу Земли в каком-нибудь фантастическом снаряде, вместе с героями книги Жюля Верна «Путешествие к центру Земли».
Самый верхний покров Земли - земная кора. Если сравнить Землю с яблоком, то земная кора будет только его тонкой кожицей. Но именно эта «кожица» интенсивно используется человеком. На ее поверхности построены города, заводы и фабрики, из ее недр добывают различные полезные ископаемые, она дает человеку воду, энергию, одежду и многое-многое другое. Поскольку земная кора самый верхний слой Земли, то и изучена лучше всех. В её недрах залегают очень ценные для человека горные породы и минералы, который он научился использовать в хозяйстве.
Верхний слой земной коры состоит из достаточно мягких горных пород. Они образованы в результате разрушения твёрдых пород (например, песок), отложения остатков животных (мел) или растений (уголь), осаждения на дно морей и океанов разных веществ (поваренная соль).
Следующий слой земной коры – гранитный. Гранит называют магматической породой. Он образовался из магмы в толще земной коры в условиях высоких температур и давления. «Магма» в переводе с греческого означает «густая мазь». Она представляет собой расплавленное вещество земных недр, которое заполняет трещины в земной коре. При ее застывании образуется гранит. Химический анализ гранита показывает, что он содержит большое количество самых разных минералов - кремнезема, алюминия, кальция, калия, натрия.
После «гранитного» слоя, находится слой, сложенный преимущественно из базальта - горной породы глубинного происхождения. Базальт тяжелее гранита, он содержит больше железа, магния и кальция. Эти три слоя земной коры - осадочный, «гранитный» и «базальтовый» - хранят все полезные ископаемые, используемые человеком. Толщина земной коры не везде одинакова: от 5 км под океанами до 75 км под материками. Под океанами, как правило, отсутствует «гранитный» слой.
За земной корой, если двигаться к центру Земли следует, самый толстый слой Земли – мантия (учёные говорят «самый мощный»). Никто никогда не видел ее. Ученые предполагают, что состоит она из магния, железа и свинца. Температура здесь около +2000° С!
От низлежащей мантии земную кору отделяет во вмогом еще загадочный Слой Мохо (назван так в честь сербского сейсмолога Мохоровичича, открывшего его в 1909 году), в котором скорость распространения сейсмических волн скачкообразно увеличивается.
На долю Мантии приходится около 67% общей массы планеты. Твердый слой верхней мантии, распространяющийся до различных глубин под океанами и континентами, совместно с земной корой называют литосферой - самой жесткой оболочкой Земли. Под ней отмечен слой, где наблюдается некоторое уменьшение скорости распространения сейсмических волн, что говорит о своеобразном состоянии вещества. Этот слой, менее вязкий и более пластичный по отношению к выше и ниже лежащим слоям, называют астеносферой. Считается, что вещество мантии находится в непрерывном движении, и высказывается предположение, что в относительно глубоких слоях мантии с ростом температуры и давления происходит переход вещества в более плотные модификации. Такой переход подтверждается и экспериментальными исследованиями.
В нижней мантии на глубине 2900 км отмечается резкий скачок не только в скорости продольных волн, но и в плотности, а поперечные волны сдесь исчезают совсем, что указывает на смену вещественного состава пород. Это внешняя граница ядра Земли.
Ученые установили, что температура горных пород с глубиной возрастает: в среднем на каждые 30 м глубины Земли становится теплее на 1 С. Мантия получает огромное количество тепла от ядра Земли, которое ещё горячее.
При огромной температуре породы мантии должны быть в жидком, расплавленном виде. Но этого не происходит, потому что вышележащие горные породы давят на мантию, и давление на такой глубине в 13 тысяч раз больше, чем на поверхности. Иначе говоря, на каждый 1 см 2 горной породы давят 13т. Столько весит КАМАЗ, груженый асфальтом. Поэтому, по-видимому, породы мантии и ядра находятся в твердом состоянии. Выделяют нижнюю и верхнюю мантию.
Состав мантии:
алюминий, магний, кремний, кальций
Люди давно заметили, что на дне глубоких шахт температура горных пород выше, чем на поверхности. Некоторые шахты даже приходилось забрасывать, потому что там становилось невозможно работать, так как температура достигала +50° С.
Ядро Земли - пока загадка для науки. С определенной достоверностью можно говорить лишь о его радиусе - примерно 3500 км и температуре - около 4000 °С. Это пока все, что известно науке о строении глубин Земли. Некоторые учёные придерживаются мнения о том, что наше ядро состоит из железа, другие допускают возможным существования огромной пустоты в центре нашей планеты. Выделяют внешнее и внутреннее ядро. Но каково ядро Земли на самом деле пока не знает никто.
Земное ядро открыто в 1936 году. Получить его изображение было чрезвычайно трудно из-за малого числа сейсмических волн, достигавших его и возвращавшихся к поверхности. Кроме того, экстремальные температуры и давления ядра долгое время трудно было воспроизвести в лаборатории. Земное ядро разделяется на 2 отдельные области: жидкую (ВНЕШНЕЕ ЯДРО ) и твердую (BHУTPEHHE ), переход между ними лежит на глубине 5156 км. Железо - элемент, который соответствует сейсмическим свойствам ядра и обильно распространен во Вселенной, чтобы представить в ядре планеты приблизительно 35% ее массы. По современным данным, внешнее ядро представляет собой вращающиеся потоки расплавленного железа и никеля, хорошо проводящие электричество. Именно с ним связывают происхождение земного магнитного поля, считая, что, электрические токи, текущие в жидком ядре, создают глобальное магнитное поле. Слой мантии, находящийся в соприкосновении с внешним ядром, испытывает его влияние, поскольку температуры в ядре выше, чем в мантии. Местами этот слой порождает огромные, направленные к поверхности Земли тепломассопотоки - плюмы.
ВНУТРЕННЕЕ ТВЕРДОЕ ЯДРО не связано с мантией. Полагают, что его твердое состояние, несмотря на высокую температуру, обеспечивается гигантским давлением в центре Земли. Высказываются предположения о том, что в ядре помимо железоникелевых сплавов должны присутствовать и более легкие элементы, такие как кремний и сера, а возможно, кремний и кислород. Вопрос о состоянии ядра 3емли до сих пор остается дискуссионным. По мере удаления от поверхности увеличивается сжатие, которому подвергается вещество. Расчеты показывают, что в земном ядре давление может достигать 3 млн. атм. При зтом многие вещества как бы металлизируются - переходят в металлическое состояние. Существовала даже гипотеза, что ядро Земли состоит из металлического водорода.
Состав ядра:
железо, никель.
Литосфера - это твердая оболочка Земли, состоящая из земной коры и верхней части мантии (от греч. lithos - камень и sphaira - шар). Известно, что существует тесная связь между литосферой и мантией Земли.
Движение литосферных плит.
Многие ученые считают, что литосфера разделена глубинными разломами на блоки, или плиты, разной величины. Эти плиты перемещаются по разжиженному слою мантии относительно друг друга. Литосферные плиты бывают материковые и океанические (мы немного рассказывали чем они отличаются). При взаимодействии материковой и океанической плит одна надвигается на другую. Из-за своей меньшей толщины край океанической плиты как бы "ныряет" под край континентальной плиты. При этом образуются горы, глубоководные желоба, островные дуги. Наиболее яркий пример такого образования - Курильские острова и Анды.
Какая же сила передвигает плиты литосферы?
Движение их ученые связывают с перемещением вещества в мантии. Мантия несет на себе земную кору, как тонкий лист бумаги.
Границы литосферных плит в местах их разрыва и в местах стыковки - это активные участки литосферы, к которым приурочено большинство действующих вулканов и где часты землетрясения. Эти участки образуют сейсмические пояса Земли, протянувшиеся на тысячи километров. Повторим, что термин "сейсмический" происходит от греческого слова seismos - колебание.
Тепло ядра Земли заставляет мантийное вещество подниматься (как вода при кипении), образуя вертикальные потоки мантии, раздвигающие литосферные плиты. При остывании возникают нисходящие потоки. Тогда литосферные плиты сдвигаются, сталкиваются и образуются горы.
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО СТРОЕНИЯ ЗЕМЛИ.
Объектами , которые изучаетгеология, являются земная кора и литосфера. Задачи геологии:
Изучение вещественного состава внутренних оболочек Земли;
Изучение внутреннего строения Земли;
Изучение закономерностей развития литосферы и земной коры;
Изучение истории развития жизни на Земле и др.
Методы науки включают как собственно геологические, так и методы сопряженных наук (почвоведения, археологии, гляциологии, геоморфологии и проч.). В числе главных методов можно назвать следующие.
1. Методы полевой геологической съемки - изучение геологических обнажений, извлеченного при бурении скважин кернового материала, слоев горных пород в шахтах, изверженных вулканических продуктов, непосредственное полевое изучение протекающих на поверхности геологических процессов.
2. Геофизические методы - используются для изучения глубинного строения Земли и литосферы. Сейсмические методы , основанные на изучении скорости распространения продольных и поперечных волн, позволили выделить внутренние оболочки Земли. Гравиметрические методы , изучающие вариации силы тяжести на поверхности Земли, позволяют обнаружить положительные и отрицательные гравитационные аномалии и,следовательно, предполагать наличие определенных видов полезных ископаемых. Палеомагнитный метод изучает ориентировку намагниченных кристаллов в слоях горных пород. Осаждающиеся кристаллы ферромагнитных минералов ориентируются своей длинной осью в соответствии с направлениями силовых линий магнитного поля и знаками намагниченности полюсов Земли. Метод основан на непостоянстве (инверсии) знака полярности магнитных полюсов. Современные знаки намагниченности полюсов (эпоха Брюнес) Земля приобрела 700 000 лет назад. Предыдущая эпоха обратной намагниченности - Матуяма.
3. Астрономические и космические методы основаны на изучении метеоритов, приливно-отливных движений литосферы, а также на исследовании других планет и Земли (из космоса). Позволяют глубже понять суть происходящих на Земле и в космосе процессов.
4. Методы моделирования позволяют в лабораторных условиях воспроизводить (и изучать) геологические процессы.
5. Метод актуализма - протекающие ныне в определенных условиях геологические процессы ведут к образованию определенных комплексов горных пород. Следовательно, наличие в древних слоях таких же пород свидетельствует об определенных, идентичных современным процессах, происходивших в прошлом.
6. Минералогические и петрографические методы изучают минералы и горные породы (поиск полезных ископаемых, восстановление истории развития Земли).
ГИПОТЕЗА ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЗЕМЛИ.
Согласно современным космологическим представлениям 3емля образовалась вместе с другими планетами около 4,5 млрд. лет назад из кусков и обломков, вращавшихся вокруг молодого Солнца. Она разрасталась, захватывая вещество, находившееся вокруг, пока не достигла своего нынешнего размера. Вначале процесс разрастания происходил очень бурно, и непрерывный дождь падающих тел должен был привести к ее значительному нагреванию, так как кинетическая энергия частиц превращалась в тепло. При ударах возникали кратеры, причем выбрасываемое из них вещество уже не могло преодолеть силу земного притяжения и падало обратно, и чем крупнее были падающие тела, тем сильнее разогревали они Землю. Энергия падающих тел освобождалась уже не на поверхности, а в глубине планеты, не успевая излучиться в пространство. Хотя первоначальная смесь веществ могла быть однородной в большом масштабе, разогрев земной массы вследствие гравитационного сжатия и бомбардировки ее обломками привел к расплавлению смеси и возникшие жидкости под действием тяготения отделялись от оставшихся твердых частей. Постепенное перераспределение вещества по глубине в соответствии с плотностью должно было привести к его расслоению на отдельные оболочки. Более легкие вещества, богатые кремнием, отделялись от более плотных, содержащих железо и никель, и образовывали первую земную кору. Спустя примерно миллиард лет, когда 3емля существенно охладилась, земная кора затвердела, превратившись в прочную внешнюю оболочку планеты. Остывая, 3емля выбрасывала из своего ядра множество различных газов (обычно это происходило при извержении вулканов) - легкие, такие как водород и гелий, большей частью улетучивались в космическое пространство, но так как сила притяжения 3емли была уже достаточно велика, то удерживала у своей поверхности более тяжелые. Они как раз и составили основу земной атмосферы. Часть водяных паров из атмосферы сконденсировалась, и на 3емле возникли океаны.
1.Методы изучения, используемые в геологии.
Геология изучает землю разных масштабов, с целью практического использования; методы изучения:
1. Главный метод наблюдение. Геологические исследования определённой территории начинаются с изучения и сопоставления горных пород, наблюдаемых на поверхности Земли в различных естественных обнажениях, а также в искусственных выработках (шурфах, карьерах, шахтах и др.);
2. Геологическое картирование (создание геологических карт);
3. Геологические исследования ; Методы непосредственного изучения недр не дают возможности познать строение Земли глубже, чем на несколько км (иногда до 20) от её поверхности.
4. Геофизические методы используются для изучения глубинного строения Земли и литосферы. Сейсмические методы, основанные на изучении скорости распространения продольных и поперечных волн, позволили выделить внутренние оболочки Земли
5.Гравиметрические методы , изучающие вариации силы тяжести на поверхности Земли, позволяют обнаружить положительные и отрицательные гравитационные аномалии и, следовательно, предполагать наличие определенных видов полезных ископаемых.
6.Палеомагнитный метод изучает ориентировку намагниченных кристаллов в слоях горных пород.
7.Микроскопический метод изучает структуру сложения, строения минералов и горных пород.
8.Рентгеноскопический метод позволяет провести исследования горных пород с помощью спектрального анализа.
9.Астрономические и космические методы основаны на изучении метеоритов, приливно-отливных движений литосферы, а также на исследовании других планет и Земли. Позволяют глубже понять суть происходящих на Земле и в космосе процессов.
10.Методы моделирования позволяют в лабораторных условиях воспроизводить геологические процессы.
2.Строение солнечной системы. Взаимовлияние космических тел.
Солнечная система – это система космических тел, которая кроме центрального светила – Солнца, включает в себя 8 больших планет, их спутники, множество маленьких планет, кометы, космическую пыль и мелкие метеорные тела, которые движутся в сфере преимущественного гравитационного действия Солнца.
Строение солнечной системы (является частью более крупной частью галактики) . Совершает вокруг центра галактики за 180-200 млн.лет. Солнечная система состоит из: 1.Солнца(раскаленный газовый шар;шар состоящий из газовых плаз; t (поверхности около 6тыс целсьсия)с глубиной температура повышается и может достичдо 20млн градусов.
2. планеты(8) делят на 2 вида: лежащие ближе к солнцу – внутренние, а другие внешне. Плутон (малая планета, астероид); ближайшие планеты к Солнцу: Меркурий, Венера, Земля, Марс. Каждая планета находится от другой на двойном расстоянии. Плотность вещества Земли: 5,52г/см; средняя плотность вещества планет гигантов 1г/см 3 . 3.каметы(достаточно крупные тела) 4. метеоры и метеориты-средний состав метеорита должен соответствовать составу Земли.
На планетах гигантах существует огромное количество углеводородов, чаще всего они образуют атмосферу.
Согласно закону всемирного тяготения, все тела Вселенной взаимно притягиваются с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Сила, с которой тела притягиваются к Земле, называется силой тяжести.
3. Общие физические свойства планеты Земля.
Форма Земли: Шар(эллипсоида вращения), Геоид – фигура земли с учетом силы тяжести. Ученый Эратосфен определил размеры земного шара(в стадиях) R э =6378245м(радиус экватора); Rп =6356863м(радиус полярный). Период обращения по орбите составляет 365,256 земных суток или 1 год. Средняя скорость движения по орбите – 29,8 км/с.
Период вращения вокруг оси – звездные сутки – 23h56m4,099s. Наклон земного экватора к орбите составляет 23°27′ и обеспечивает смену времен года.
К физическим свойствам Земли относят температурный режим (внутреннюю теплоту), сила тяжести, плотность и давление.
Масса Земли равна М = 5,974∙10 24 кг, средняя плотность 5,52 г/см 3 .
Сила, с которой тела притягиваются к Земле, называется силой тяжести.
Давление.
На уровне моря атмосфера оказывает давление силой 1 кг/см 2 (давление в одну атмосферу), а с высотой оно уменьшается. Приблизительно на 2/3 снижается давление на высоте около 8 км. Внутри Земли давление быстро растет: на границе ядра оно составляет около 1,5 млн. атмосфер, а его центре – до 3,7 млн. атмосфер.
4.Внутреннее строение Земли, метода его изучения .
При исследовании внутреннего строения нашей планеты чаще всего проводят визуальные наблюдения естественных и искусственных обнажений горных пород, бурение скважин и сейсмическую разведку.
Обнажение горных пород – это выход пород на земную поверхность в оврагах, долинах рек, карьерах, шахтных выработках, на склонах гор. Бурение скважин позволяет глубже проникнуть в толщу Земли. Сейсмический метод дает возможность «проникнуть» на большие глубины.
Строение: Если бы Земля была однородным телом, то сейсмические волны распространялись бы с одинаковой скоростью, прямолинейно и не отражались. Литосфера, каменная оболочка твердой Земли, имеющая сферическую форму. Глубина литосферы достигает более 80 км, в нее включают и верхнюю мантию –астеносферу, служащую субстратом, на котором расположена основная часть литосферы. Верхнюю часть литосферы называют земной корой. Внешняя граница земной коры – поверхность ее соприкосновения с гидросферой и атмосферой, нижняя проходит на глубине 8-75 км и называется слоем Строение земной коры неоднородно. Верхний слой, мощность которого колеблется от 0 до 20 км, сложен осадочными породами – песком, глиной, известняками и др. Ниже, под материками, расположен гранитный слой, Еще ниже расположен слой, в котором сейсмические волны распространяются со скоростью 6,5 км/с- его называют базальтовым. Мантия. Это промежуточная оболочка, расположенная между литосферой и ядром Земли. Ядро. В ядре различают две части: внешнюю, до глубины 5 тыс. км, и внутреннюю, до центра Земли. Внешнее ядро жидкое, так как через него не проходят поперечные волны, внутреннее – твердое. Вещество ядра, особенно внутреннего, сильно уплотнено и по плотности соответствует металлам, поэтому его и называют металлическим.
5.Гравитационное поле Земли, его связь с составом и строением земных недр.
Гравитационное поле – поле силы тяжести. Гравитационное поле Земли. Гравитационными исследованиями установлено, что земная кора и мантия под воздействием дополнительных нагрузок прогибаются. Например, если земная кора всюду имела бы одинаковую мощность и плотность, то следовало бы ожидать, что в горах (где масса пород больше) действовала бы большая сила притяжения, чем на равнинах или в морях. В 1850-х годах были предложены две новые гипотезы. В соответствии с первой гипотезой , земная кора состоит из блоков пород разных размеров и плотности, плавающих в более плотной среде. Основания всех блоков располагаются на одном уровне, а блоки, характеризующиеся низкой плотностью, должны быть большей высоты, чем блоки, имеющие высокую плотность. Горные сооружения принимались за блоки низкой плотности, а океанические бассейны – высокой (при одинаковой общей массе тех и других). Согласно второй гипотезе , плотность всех блоков одинакова и плавают они в более плотной среде, а различная высота поверхности объясняется их разной мощностью. Она известна как гипотеза горных корней, поскольку чем выше блок, тем глубже он погружен во вмещающую среду. В 1940-х годах были получены сейсмические данные, подтверждающие представление об утолщении земной коры в горных областях. Изостазия. Всякий раз, когда на земную поверхность поступает дополнительная нагрузка (например, в результате осадконакопления, вулканизма или оледенения), земная кора прогибается и проседает, а когда эта нагрузка снимается (в результате денудации, таяния ледниковых покровов и пр.), земная кора поднимается. Вулканизм. Происхождение лавы. В некоторых районах земного шара магма во время вулканических извержений изливается на земную поверхность в виде лавы. Многие вулканические островные дуги, по-видимому, связаны с системой глубинных разломов.
6. Магнитное поле Земли.
Магнитное поле Земли или геомагнитное поле - магнитное поле , генерируемое внутриземными источниками. На небольшом удалении от поверхности Земли, порядка трёх её радиусов, магнитные силовые линии имеют диполеподобное расположение. Эта область называется плазмосферой Земли. По мере удаления от поверхности Земли усиливается воздействие солнечного ветра : со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной, ночной стороны, оно вытягивается в длинный «хвост» 1. Плазмосфера Заметное влияние на магнитное поле на поверхности Земли оказывают токи в ионосфере . Это область верхней атмосферы, простирающаяся от высот порядка 100 км и выше. Содержит большое количество ионов . Плазма удерживается магнитным полем Земли, но её состояние определяется взаимодействием магнитного поля Земли с солнечным ветром, чем и объясняется связь магнитных бурь на Земле с солнечными вспышками. 2.Параметры поля Точки Земли, в которых напряжённость магнитного поля имеет вертикальное направление, называют магнитными полюсами . Таких точек на Земле две: северный магнитный полюс и южный магнитный полюс .
7.Внутреннее тепло Земли
Внутренние источники тепла Земли менее значительны по мощности, чем внешние. Считается, что основными источниками являются: распад долгоживущих радиоактивных изотопов (уран-235 и уран-238, торий-232, калий-40), гравитационная дифференциация вещества, приливное трение, метаморфизм, фазовые переходы.Средняя плотность теплового потока по земному шару составляет 87±2 мВт/м² или (4,42±0,10) 1013 Вт в целом по Земле], то есть примерно в 5000 раз меньше, чем средняя солнечная радиация. В океанских районах этот показатель составляет в среднем 101±2 мВт/м², в континентальных - 65±2 мВт/м²[. В глубоководных океанических желобах она меняется в пределах 28-65 мВт/м², на континентальных щитах - 29-49 мВт/м², в областях геосинклиналей и срединно-океанических хребтах может достигать 100-300 мВт/м² и более.. Около 60 % теплового потока (2,75 1013 Вт) приходится на внутренние источники тепла, остальные 40 % обусловлены остыванием планеты.Согласно измерениям нейтринного потока из недр Земли, на радиоактивный распад приходится 24 ТВт (2,4 1013 Вт) внутреннего тепла.
Геотермическая ступень- углубление в метрах, дающих увеличение температуры в 1градус. 111м-самая большая геометрическая ступень(Африка). Геотермический градиент- прирост температуры, на единицу длины.)
8.Понятие о минералах, формах их нахождения в природе, процессах образования.
Минералы - это природные химические соединения(либо самородные элементы). преимущественно кристаллической структуры, образовавшиеся на Земле как результат геологических и геохимических процессов. Минералоиды – не настоящие минералы. В кристаллических веществах частицы расположены упорядочено(энергия расходится на распад кристаллической решетки) Формы нахождения минералов: кристаллы; друзы, или щетки – группы кристаллов, имеющих общее основание; зернистые, сложенные кристаллами неправильной формы или зернами; землистые массы - рыхлые, иногда порошковидные скопления; конкреции, секреции (пустоты горных пород); натёчные (сталактитами растут сверху вниз, растущие вверх со дна пещер – сталагмитами ). Примазки или присыпки – тонкие пленки 1-ого вещества на стенках другого. Процесс образования минералов: пневматолитовый процесс- процесс образования магмы; осадочные процессы: гипергенез- перерождение(выветривание); химическое осаждение; органогенное осаждение- образование новых минералов.
9. Понятие о горных породах, условия их залегания.
Горные породы – природные минеральные агрегаты. Горные породы: Магматические, Метаморфические, Осадочные
Магматические – Эффузивные, интрузивные.
Осадочные горные породы образуются на земной поверхности и вблизи неё в условиях относительно низких температур и давлений в результате преобразования морских и континентальных осадков
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 горными породами являются гнейсы , разные по составу кристаллические сланцы , контактовые роговики ,скарны , амфиболиты , магматиты и др. Различие в происхождении и, как следствие этого, в минеральном составе горных пород резко сказывается на их химическом составе и физических свойствах.
10. Особенности залегания осадочных пород.
Осадочные горные породы образуются на земной поверхности и вблизи неё в условиях относительно низких температур и давлений в результате преобразования морских и континентальных осадков. По способу своего образования осадочные породы подразделяются на три основные генетические группы: обломочные породы (брекчии , конгломераты , пески , алевриты) - грубые продукты преимущественно механического разрушения материнских пород, обычно наследующие наиболее устойчивые минеральные ассоциации последних; глинистые породы -дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород, перешедшие в новые минеральные виды; хемогенные, биохемогенные и органогенные породы - продукты непосредственного осаждения из растворов (например, соли), при участии организмов (например, кремнистые породы), накопления органических вещества (например, угли) или продукты жизнедеятельности организмов (например, органогенные известняки). Промежуточное положение между осадочными и вулканическими породами занимает группа эффузивно-осадочных пород. Между основными группами осадочных пород наблюдаются взаимные переходы, возникающие в результате смешения материала разного генезиса. Характерной особенностью осадочных горных пород, связанной с условиями образования, является их слоистость и залегание в виде более или менее правильных геологических тел (пластов). Хемогенные породы(химически осадочная известь)- известняки, мергели, глина, доломиты. Гипс, ангидрит, каменная соль, известняковый туф- образуется на выходе минеральных источников. 2.Органогенные породы- известняки органогенные(ракушечники), мел, диатолиты, торф, угли. 3.Обломочные породы(различаются по размерам обломков): >1мм(грубые, обломки), >10см(глыбы валуны), 10-1см(щебен галька), 1-0,1см(дресва, гравий) цементируются состав цемента: глина, известь, кремнезём, железистый цемент, гипс, ангидрит, соль.
11.Разрывные дислокации в горных породах.
а – сброс, б – ступенчатый сброс, в – взброс, г – надвиг, д – грабен, е – горст; Сброс
– опускание, а взброс
– подъем одной части толщи пород относительно другой. Грабен
– возникает, когда участок земной коры опускается между двумя крупными разрывами. Горстформа
, обратная грабену. Сдвиг
и надвиг
, в отличие от предыдущих форм разрывных дислокаций, возникают при смещениях толщ пород в горизонтальной (сдвиг) и по сравнительно наклонной (надвиг) плоскости.
12.Складчатые дислокации в горных породах
Складчатые дислокации – это волнообразные изгибы слоев горных пород, составляющих земную кору, образующиеся под влиянием горизонтальной составляющей тектонических сил. Складчатые дислокации различаются по форме, размерам, взаимному сочетанию и возрасту. В каждой складке выделяется ядро, крылья и замок. Различают следующие виды складок:
Антиклинали прямые,- Синклинали прямые,- Антиклинали и синклинали наклонные,- Опрокинутые складки; Изогипсы- линии одинаковой глубины залегания. Антиклинальные складки: Округлые складки симметричные, острые складки, сундучные складки, изоклинальные складки, веерообразные; классификация складок по положению осевой поверхности: наклонная или косая складка ассиметричная, симметричная, опрокинутая складка; классификация по отношению осей: брахиформные укороченные складки; изометричные;
13.Абсолютный возраст горных пород.
АБСОЛЮТНЫЙ ВОЗРАСТ ГОРНЫХ ПОРОД - возраст, выраженный в абсолютных единицах времени (годах, миллионах лет и т. д.) Определение абсолютного возраста горных пород позволило установить длительность эр, периодов, веков, эпох, а также возраст земной коры. Возраст Земли как планеты, судя по возрасту древнейших минералов и метеоритов, определяется приблизительно в 4-5 млрд. лет.
Земная кора состоит из горных пород, залегающих слоями. Если залегание пород не нарушено, то чем они выше, тем слой моложе. Самый верхний слой образовался позднее всех лежащих ниже.
Определение возраста горных пород позволяет установить время, прошедшее с какого-то момента в истории Земли. Определение абсолютного возраста горных пород стало возможно лишь в XX веке, когда для этих целей начали использовать процесс распада радиоактивных элементов , содержащихся в породе. Этот метод основан на изучении природного распада радиоактивных элементов, под которым понимают способность некоторых веществ распадаться с испусканием элементарных частиц. Данный процесс идет с постоянной скоростью и не зависит от изменения внешних условий. По содержанию в горной породе радиоактивного элемента и продуктов его распада устанавливается абсолютный возраст горных пород в миллионах или тысячах лет.
Не радиологические методы уступают по точности ядерным.
Соляной метод был применен для определения возраста Мирового океана. Он основан на предположении, что воды океана были первоначально пресными, то, зная современное количество солей с континентов, можно определить время существования Мирового океана (~ 97 млн. лет).
Седиментационный метод основан на изучении осадочных пород в морях. Зная объем и мощность морских отложений в з.к. в отдельных системах и объем минерального вещества, ежегодно сносимого в моря с континентов можно вычислить продолжительность их наполнения.
Биологический метод базируется на представлении о сравнительно равномерном развитии орг. мира. Исходный параметр – продолжительность четвертичного периода 1,7 – 2 млн. лет.
Метод подсчета слоев ленточных глин, накапливающихся на периферии тающих ледников. Глинистые осадки откладываются зимой, а песчаные летом и весной, т.е. каждая пара таких слоев результат годичного накопления осадков (последний ледник на Балтийском море прекратил свое движение 12 тысяч лет назад).
14.Относительный возраст горных пород.
Относительный возраст позволяет определить возраст пород относительно друг друга, т.е. устанавливать, какие породы древне, какие моложе. Для определения относительного возраста используют два метода: геолого-стратиграфический (стратиграфического, литологического, тектонического, геофизических) и палеонтологический. Стратиграфический метод применяют для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев. При этом считают, что нижележащие слои (породы) являются более древними, чем вышележащие.
Палеонтологический метод позволяет определять возраст осадочных пород по отношению друг к другу независимо от характера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих на разных участках. В основу метода положена история развития органической жизни на Земле. Животные и растительные организмы развивались постепенно, последовательно. Остатки вымерших организмов захоронились в тех осадках, которые накапливались в тот отрезок времени, когда они жили. Криптозон(Архей, Протерозой), Фанерозой(кайнозой. Мезозой. Полеозой). Полеозой(Кембрий, Ордовик, Силур, Девон, Карбоновая, Пермь) Мезозой(Юра, Триас, Меловая), Кайнозой(Палеоген, Неогеновая, Четвертичная)
15. Понятие об эндогенных и экзогенных геологических процессах.
Геологические процессы делятся на две взаимосвязанные между собой группы: ЭНДОГЕННЫЕ (древнегреч. endon - внутри, т. е. изнутри рожденные) и ЭКЗОГЕННЫЕ (древнегреч. ex - вне, т. е. извне рожденные).
Эндогенные процессы - созидатели, они создают горы, поднятия, впадины и котловины, создают и порождают горные породы, минералы и полезные ископаемые. Экзогенные процессы - разрушители всего того, что создают эндогенные процессы. При этом, правда, разрушая, они создают свой рельеф и новые породы и минералы.
К эндогенным процессам относятся: магматизм , метаморфизм , тектоника , землетрясения (сейсмика).
Метасоматоз (метаморфизм), для которого характерно заметное изменение химического состава породы, в результате переноса компонентов флюидом. Флюидом называются летучие компоненты метаморфических систем. Это первую очередь вода и углекислый газ.
Эндогенные процессы черпают свою энергию из недр Земли, извлекая ее из атомных, молекулярных и ионных реакций, внутреннего давления (гравитации) и разогрева отдельных участков земной коры от перемещения ее слоев под действием изменения скорости вращения Земли.
К экзогенным процессам относятся: работа ветра, подземных и поверхностных текучих вод рек и временных потоков, льда, морей, озер и т. п. Геологическая работа при этом сводится в основном к разрушению горных пород, переносу обломков и отложению их в виде осадков.
Работа всех экзогенных факторов, связанная с разрушением и переносом, называется ДЕНУДАЦИЕЙ. Агентами или факторами денудации: выветриванием , дефляцией (выдувание и развеивание), оползнями , обвалами , карстом , эрозией , экзарацией (exeratio - выпахивание, например ледником), морской и озерной абразией и др. В результате успешной деятельности (из-за вяло текущих эндогенных процессов или их полном затухании) всех этих факторов экзогенной деятельности на месте горного рельефа, всегда создается ПЕНЕПЛЕН, «предельная равнина», или почти равнинная слабохолмистая местность с плоскими столовыми водораздельными частями. Экзогенные процессы получают свою энергию от солнца и из космоса, успешно используют силу тяжести, климат и жизнедеятельность организмов и растений.
16. Денудация, пенепленизация и аккумуляция.
Денудация (от лат. denudatio - обнажение) - совокупность процессов сноса и переноса (водой, ветром, льдом, непосредственным действием силы тяжести) продуктов разрушения горных пород в пониженные участки земной поверхности, где происходит их накопление.
На темпы и характер денудации большое влияние оказывают тектонические движения. От соотношения денудации и движений земной коры зависит направление развития рельефа суши. При преобладании процессов разрушения и денудации над эффектом тектонического поднятия происходит постепенное снижение абсолютных и относительных высот и общее нивелирование рельефа. Особенно быстро процесс идёт в горах, где большие уклоны земной поверхности способствуют сносу. В результате длительного преобладания процессов денудации целые горные страны могут быть полностью разрушены и превращены в волнистые денудационные равнины (пенеплены).
Такая пенепленизация (выравнивание) рельефа возможна лишь теоретически. В действительности изостазические поднятия компенсируют потери за счет денудации, а некоторые породы настолько прочны, что практически не поддаются разрушению. АККУМУЛЯЦИЯ в геологии - накопление минеральных веществ или органических остатков на дне водоёмов и на поверхности суши. Процесс, противоположный денудации и зависящий от неё. Области аккумуляции - это преимущественно пониженные пространства, чаще тектонического (прогибы, впадины и т.д.), а также денудационного (долины, котловины) происхождения. Мощность аккумулированных осадков зависит от интенсивности денудации и активности прогибания.
Различают аккумуляцию наземную (гравитационная, речная, ледниковая, водно-ледниковая, морская, озёрная, эоловая, биогенная, вулканогенная) и подводную (подводно-оползневая, прибрежно-морская, дельтовая, рифогенная, вулканическая, хемогенная и т.д.). С процессами аккумуляции связано образование различных типов экзогенных месторождений полезных ископаемых (в т.ч.россыпей).
17. Современные вулканы, их географическое распределение.
Современные вулканы делятся на 2 разновидности: 1. действующие(около 400; хотя бы однажды извергались) 2. уснувшие вулканы(потухшие). Действующие вулканы расположены в нескольких зонах одна из них на берегу Тихого океана- тихоокеанское огненное кольцо, восточная африканская зона- протягивается с севере на юг, среднеатлантический пояс. По побережью Средиеземного моря, через карпы(Крым, Кавказ, Гемолаи, Юго-восточная Азия, малайский полуостров- Средиземноморский пояс)
18. Особенности состава и строение магматических тел.
Магматические породы- ,Особенности химического состава: SiO 2 - кварц; 1 . «Кислые породы» кварц> 65%- светлая окраска глубинные породы- граниты(крупнозернистые породы) кварц, ортоколаз, обычные минералы, роговая обманка, биотит. Поверхностные породы- состав:стекло; 2. «Среднекислотные» кварц= 65-25%-среднее количество глубинные- диориты, сиениты(кварц <30%? Ортокалаз, роговая обманка,биотит) поверхностные породы: андезит, порфир, трахит, порфир.; 3. «Основные» – темная окраска. Глубинные породы- габбро(темная окраска); Поверхностные породы- базальты, диабазы(оливины, пироксены, полевые шпаты); 4. «Ультраосновные» кварц<25%- состав-оливины, пироксены; Оливиниты, пироксениты, перидотиты, Обсидиан- вулканическое стекло; пемза- вулканическая стекловатая масса%;
19. Условия залегания и формы магматических тел.
20. Основные факторы и типы метаморфизма.
Метаморфизм - это процесс изменения горных пород без правления под воздействием давления, температуры и т.д. Давление – динамический метаморфизм. Температура – температурный(термальный) метаморфизм. Eh , Ph - химические изменения метасоматические, если главным является температура-контактовый , если давление – стрессовый динамический; Главные разновидности метаморфисеких пород : Регрессивный метаморфизм (или диафторез) характеризуется замещением высокотемпературных минералов низкотемпературными. Образующиеся в этом случае продукты метаморфизма называются диафторитами. При определенных физико-химических условиях в обстановке регионального метаморфизма возникает ультраметаморфизм. Образование ультраметаморфических пород происходит при существенном значении расплавов. Факторами ультраметаморфизма являются высокая температура, химическая активность воды, а также привнос и вынос веществ.
Контактовый (контактово-термальный) метаморфизм проявляется во внешних экзоконтактовых ореолах интрузивов под воздействием тепла, выделяемого остывающим магматическим расплавом, и происходит при относительно низких давлениях, по существу без привноса и выноса вещества, то есть носит изохимический характер.
Динамометаморфизм (катакластический метаморфизм) развивается в зонах разрывных нарушений под воздействием одностороннего давления (стресса) в условиях невысоких температур и приводит к дроблению и перетиранию горных пород.
21.Тектонические движения земной коры. Принципы классификации тектонических движений.
Тектонические движения, классификация : 1.по направлению вверх или вниз – радиальные (вертикальные); тангецианальные (горизонтальные);2. деформации(складчатые, разрывные(горизонтальные, сочетание горизонтальных и вертикальных). Эпейрогенические движения(обширные, плоские территории, поперечные 10-100км). Орогенические движения – рождаются в горах(складчатые). Свойства тектонических движений :
1. взаимосвязи и взаимозависимость; 2.Непрерывность и повсеместность; 3. Волновой и колебательный характер. Для тектонических движений начали определять тенденцию движения, поднятия и отпускания. Классификация тектонических движений : По времени: 1. Древние (за пределами 15млн лет); 2. Новейшие(15млн. лет-10тыс. лет от части сохраненные в рельефе результаты новейших движений в мега рельефе, горы Альпы, Кавказа); 3.современные-10тыс.лет-ныне;
22. Землетрясение. Понятие о гипоцентре, эпицентральной зоне. Сила землетрясения.
Землетрясение - быстрые внезапные сотрясения земной коры ощущаемые на поверхности (порождаются тектоническими движениями). Продольные и поперечные (звуковые волны). Денудационные землетрясения (ненастоящие)- вызванные вулканическими взрывами (не сильные); Искусственные землетрясения - вызывается ядерным взрывом. Части землетрясения: эпицентр землетрясения; гипоцентр землетрясения – центр землетрясения; очаг землетрясения; эпицентральная зона; изосейста(ограничивают зоны разной силой землетрясения). Сила землетрясения - принимают условные показатели(изменение природных показателей земли, поверхности). Шкалы землетрясения: Рихтера; Гетербенга. 1963г- шкала MSK-63? 12 бальная шкала (1-2б-неошутимые землетрясения происходит на земле около 1млн. в год; Сейсмограф - работает в постоянном режиме ожидания(фиксирование землетрясений); 3-4б -ощущается человеком, который сидит спокойно, слабые около 100тыс в год; 5-6б - ощущается всеми людьми, но не ощущаются если ехать на автотранспорте, средние около 10тыс в год; 7-8б - разрушительные землетрясения (вызывают сильные разрушения. Дома рушатся полностью (старой постройки, появление оползней, изменяется уровень грунтовых вод (исчезают некоторые источники, но появляются новые) около 1000 в год.; 9-10б - катастрофические (массовое проявление обвалов и оползней. Появление более крупных трещин) в лесных районах появляется новый лес около 100 в год;
11-12б-полная катастрофа (землетрясения 1755г- португалия, 1973г- Перуанское землетрясение)около 10 в год;
Эпицентр землетрясения (- центральная поверхностная точка очага землетрясения
23. Дефляция, коррозия. Эоловый перенос и аккумуляция .
Дефляцией называется разрушение, раздробление и выдувание рыхлых горных пород на поверхности Земли вследствие непосредственного давления воздушных струй. Разрушительная способность воздушных струй увеличивается в случаях, когда они насыщены водой или твердыми частицами - песком и др. Разрушение с помощью твердых частиц носит название коррозии (лат. «корразио» - обтачивание). Дефляция наиболее сильно проявляется в узких горных долинах, в щелевидных расселинах, в сильно нагреваемых пустынных котловинах, где часто возникают пыльные вихри. Они подхватывают подготовленный физическим выветриванием рыхлый материал, поднимают его вверх и удаляют, вследствие чего котловина все более углубляется. В пустынном Закаспии (СССР) одна из таких котловин - Карагие - имеет глубину до 300 м, дно ее лежит ниже уровня Каспийского моря. Многие котловины выдувания в Ливийской пустыне в Египте углубились на 200-300 м и занимают огромные пространства. Так, площадь впадины Кат-тара 18 000 км2. Большую роль в формировании высокогорной котловины Дашти-Навар в Центральном Афганистане сыграл ветер.
Эоловый перенос - Перенос частиц ветром совершается во взвешенном состоянии или путём перекатывания, в зависимости от скорости ветра и размера частиц. Во взвешенном состоянии переносятся глинистые , пылеватые и тонкопесчаные частицы. Песчаные частицы переносятся в основном перекатыванием по земле, иногда перемещаются на небольшой высоте. При уменьшении скорости ветра и других благоприятных условиях происходит отложение переносимого материала (аккумуляция) - образуются ветровые (эоловые) отложения. Современные эоловые отложения обозначают на картах eolQ4, в большинстве случаев это накопления песка и пыли. Аккумуляция - процесс накопления рыхлого минерального материала и органических остатков на поверхности суши и на дне водоемов. Аккумуляция происходит у подножия склонов, в долинах и других отрицательных формах рельефа различного размера: от карстовых воронок до крупных прогибов и впадин тектонического происхождения, где аккумулирующиеся отложения образуют мощные толщи, постепенно превращающиеся в осадочные горные породы. На дне океанов , морей, озер и других водоемов аккумуляция есть важнейший экзогенный процесс . Коррозия (от лат. «corrado» - скоблю, соскребаю) – процесс механического истирания горных пород обломочным материалом, переносимым ветром. Заключается в обтачивании, шлифовании, и высверливании горных пород.
24. Процессы выветривания. Типы выветривания. Коры выветривания .
Выветривание – это совокупность процессов разрушения горных пород и минералов в приповерхностном слое земной коры и на земной поверхности. В условиях земной поверхности горные породы и слагающие их минералы испытывают разрушающее воздействие колебаний температур, действия воды, кислорода, углекислоты, жизнедеятельности животных и растительных организмов. Различают физическое , химическое и биологическое выветривание , которые могут сопровождать друг друга при благоприятных к тому условиях при постоянном воздействии сил гравитации и электромагнитного поля Земли. При химическом выветривании изменяется химический состав горных пород и минералов, неустойчивых в условиях земной поверхности. Химически активные компоненты Н 2 О распадается Н + ОН - FeS2 +H2O—Fe(OH)2 + H2SO3; H2O+CO2—H2CO3(угольная кислота); При физическом выветривании происходит только механическое разрушение горной породы, распадение ее на обломки и отдельные минералы (дезинтеграция) с дальнейшим раздроблением их и перетиранием при транспортировке к участкам их накопления – долинам рек, морским и озерным бассейнам.; Коры выветривания – континентальная геологическая формация, образовавшаяся на земной поверхности в результате изменения исходных горных пород под воздействием жидких и газообразных атмосферных и биогенных агентов. Продукты изменения, оставшиеся на месте своего образования, называют остаточной корой выветривания , а перемещённые на небольшое расстояние, но не потерявшие связь с материнской породой – переотложенной корой выветривания . Кора выветривания зависит от климата.
25. Карст, суффозия. Оползни. Грязевой вулканизм.
Суффозия - вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через неё водой. Процесс близок к карсту , но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения. Одна из характеристик размываемости грунтов. Виды суффозии: Механическая - вода при фильтрации отрывает и выносит целые частицы (глинистые , песчаные). Химическая - вода растворяет частицы породы (соли , гипс) и выносит продукты разрушения.
Химико-физическая - смешанная (часто происходит в лёссе). Карст (от нем. Karst , по названию известнякового плато Крас в Словении) - совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа , возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами - гипсами , известняками , мраморами , доломитами и каменной солью . Виды карста: По глубине уровня подземных вод различают карст глубокий и мелкий . Различают также «голый» , или средиземноморский карст , у которого карстовые формы рельефа лишены почвенного и растительного покрова (например, Горный Крым), и «покрытый» или среднеевропейский карст , на поверхности которого сохраняется кора выветривания и развит почвенный и растительный покров.
Карст характеризуется комплексом поверхностных (воронки , карры , желоба , котловины , каверны и др.) и подземных (карстовые пещеры , галереи, полости, ходы) форм рельефа. Переходные между поверхностными и подземными формами - неглубокие (до 20 м) карстовые колодцы , естественные туннели, шахты или провалы. Карстовые воронки или иные элементы поверхностного карста, через которые в карстовую систему уходят поверхностные воды, называются поноры . Оползень - отделившаяся масса рыхлых пород , медленно и постепенно или скачками оползающая по наклонной плоскости отрыва, сохраняя при этом часто свою связанность и монолитность и не опрокидывающаяся. Оползни возникают на склонах долин или речных берегов, в горах, на берегах морей, самые грандиозные на дне морей. Наиболее часто оползни возникают на склонах, сложенных чередующимися водоупорными и водоносными породами. Смещение крупных масс земли или породы по склону или клифу вызывается в большинстве случаев смачиванием дождевой водой грунта так, что масса грунта становится тяжелой и более подвижной. Может вызываться также землетрясениями или подрывающей работой моря. Силы трения, обеспечивающие сцепление грунтов или горных пород на склонах, оказываются меньше силы тяжести, и вся масса горной породы приходит в движение.
Подобный тип вулканов встречается в основном в нефтеносных и вулканических областях, часто являются фумаролами , проходящими сквозь слои глины и вулканического пепла . Выделяющиеся вместе с грязью газы могут самовозгораться, образуя факелы.
Распространены в бассейнах Каспийского (Апшеронский полуостров и восточная Грузия), Чёрного и Азовского морей (Таманский и Керченский полуострова), в Европе (Италия , Исландия), в Новой Зеландии и Америке. Крупнейшие грязевые вулканы имеют диаметр 10 км и высоту 700 м. При возникновении в заселённых районах могут существенно влиять на хозяйственную деятельность человека, как, например, грязевой вулкан в Сидоарджо , возникший в 2006 году на острове Ява . На Таманском полуострове известны вулканы на горах Миска и Гнилая в Темрюке , а также вулкан у станицы Голубицкой с лечебной грязью . Эти вулканы - объекты посещения экскурсий из Анапы и других курортов. По количеству грязевых вулканов первое место в мире занимает Азербайджан . Из около 800 известных вулканов здесь имеется около 350.
26. Грунтовые и пластовые воды. Артезианские воды.
Грунто́вая вода́ - гравитационная вода первого от поверхности Земли постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Имеет свободную водную поверхность и обычно над ней отсутствует сплошная кровля из водонепроницаемых пород
Грунтовые воды- накопленные воды. Инфильтрация- профильтровавшиеся воды Пластовые воды- напорные воды. Находящиеся под каким то давлением. Гидростатическое давление P= gh.
36.Геологическая деятельность льда. Типы льда. Фирн. Глетчер. Ледники горные
Ледники
– движущиеся массы льда, возникающие на суше в результате накопления и преобразования твёрдых атмосферных осадков.
Современные ледники
занимают около 11% поверхности суши (16,1 млн. км 2). В них заключено более 24 млн. км 3 пресной воды, что составляет почти 69% всех её запасов. Объём воды, заключённый во всех ледниках составляет, соответствует сумме атмосферных осадков, выпадающих на Землю за 50 лет, или стоку всех рек за 100 лет. Образование ледников возможно там, где в течение года твёрдых осадков выпадает больше, чем успевает за это время растаять и испариться. Уровень, выше которого годовой приход твердых атмосферных осадков больше, чем расход называется снеговой линией
. Высота снеговой линии
зависит от климатических условий: в полярных областях она располагается очень низко (в Антарктиде – на уровне моря), в тропических областях – выше 6000 м. Выше снеговой линии
располагается область питания ледника, где происходит накопление снега и его последующее превращение в фирн
и, затем, в глетчерный (ледниковый) лёд.
Фирн
представляет собой плотный зернистый снег, образовавшийся под давлением вышележащих слоев, поверхностного таяния и вторичного замерзания воды. Дальнейшее уплотнение фирна, приводящее к исчезновению воздушных промежутков между зёрнами, превращает его в лёд. Глетчер
– ледниковый лед плотный прозрачный(часто нашпигован обломками горных пород). Морена
- обломочный материал переносимый глетчерами. Типы ледников
: Покровные ледники, горно-покровные ледники, горные ледникиледник, занимающий понижения рельефа в горах
. Область питания
горного ледника расположена выше снеговой линии, по долине спускается язык ледника, конец которого расположен ниже снеговой линии. Движение льда
происходит главным образом под действием силы тяжести вниз по долине или по склону. (покровные ледники отличаются от горных: питание происходит на всей поверхности; масштаб;)
37.Понятие о факциях. Литогенез и его стадийность
Исходя из рассмотрения генетических типов осадков в океанах, морях, реках и озерах устанавливается определенная закономерность их распределения в зависимости от физико-географических условий
– рельефа дна водоемов, подвижности и температуры воды, степени удаленности от континента, характера распределения различных организмов и других факторов.
В одно и то же время в разных условиях формируются различные по генезису и составу типы осадков. Так, например, в пределах области шельфа гумидных областей, при значительном поступлении осадочного материала с континента будут откладываться преимущественно терригенные осадки. В то же время в тропических зонах при незначительном поступлении терригенного материала в мелководной области шельфа развиваются коралловые рифы. Одновременно в абиссальной части океана, удаленной от берега, могут накапливаться органогенные (планктогенные) и полигенные осадки. Приведенные данные указывают, что существует тесная и многосторонняя связь осадкообразования со средой. Следовательно, изучая осадок, его состав, закономерности площадного развития и включенную в него фауну, можно восстановить условия и время его образования, а это, в свою очередь, имеет большое значение для анализа древних отложений и восстановления палеогеографических обстановок их формирования в различные этапы геологического развития. Впервые на это было обращено внимание в первой половине XIX в. швейцарским геологом А. Гресли при изучении Юрских гор Швейцарии, установившим закономерную смену состава отложений одновозрастных горизонтов. Им было введено понятие фация
. Под фациями
А. Гресли понимал отложения разного состава, имеющие одинаковый возраст и замещающие друг друга по площади (по горизонтали). В настоящее время понятие о фациях
пользуется всеобщим признанием. Значительная часть исследователей считают, что фация
– это горные породы (осадки), возникшие в определенной физико-географической обстановке и отличающиеся от состава и условий образования смежных одновозрастных пород. Несколько иначе трактуется понятие "фация"
В.Т. Фроловым (1984). Однако во всех случаях подчеркивается четкая взаимосвязь нескольких сторон: 1) литологический состав породы (осадка) и соответствующие ей органические остатки; 2) физико-географическая обстановка седиментации; 3) геологический возраст – принадлежность фации определенному стратиграфическому горизонту, фации могут рассматриваться только в конкретных стратиграфических границах. Фациальный анализ
имеет особенно большое значение для ископаемых фаций горных пород, образовавшихся в той или иной физико-географической обстановке в различные этапы геологической истории. Хорошо известно, что в ходе геологического времени обстановка осадконакопления неоднократно изменялась, что было связано или с колебаниями уровня Мирового океана, или с вертикальными тектоническими движениями земной коры, что, естественно, сопровождалось изменениями в горизонтальном и вертикальном направлениях состава осадков и органических остатков в них. В этих случаях особенно важно выявление и изучение фациальной изменчивости и зональности одновозрастных отложений для корреляции
. геологических разрезов, определения бывших палеогеографических условий и обстановок осадконакопления и, таким образом, выяснения происхождения пород. Корреляция разрезов
является основным материалом для составления фациальных профилей и обобщающих карт фаций. При изучении ископаемых фаций используется метод актуализма
- как метод познания прошлого путем изучения современных процессов. Указанный принцип был сформулирован английским ученым Ч. Лайелем как "настоящее – ключ к познанию прошлого" и в ряде случаев применяется при геологических исследованиях. Однако по мере накопления новых геологических данных по различным континентам становилось ясным, что не все физико-географические или палеогеографические обстановки могут быть интерпретированы на основании сопоставления с современными процессами. При этом, чем древнее изучаемые горные породы, тем больше отклонений и меньше возможность интерпретации их только с точки зрения наших дней. Н. М. Страхов, исходя из представлений "о необратимом и направленном процессе развития Земли, значительно уточнил и углубил метод актуализма применительно к осадочным горным породам, разработав сравнительно-исторический метод, широко используемый в геологических исследованиях. Среди современных и ископаемых фаций различают три крупные группы фаций
: 1) морские; 2) континентальные; 3) переходные
. Каждая из этих групп может быть разделена на ряд макро- и микрофаций. Литогенез
- совокупность природных процессов образования и последующих изменений осадочных горных пород . Главные факторы литогенеза
– тектонические движения земной коры и климат . Стадии литогенеза -
Гипергенез
– стадия физического и химического выветривания. Седиментогенез
– совокупность явлений, протекающих на поверхности Земли и приводящих к образованию новых осадочных образований за счёт переработки ранее существовавших пород.
Этапы седиментогенеза:
1) смыв с транспортировка материала
2) осаждение (седиментация) материала
. Диагенез
– стадия преобразования осадка в осадочную горную породу. Осадок
Источник энергии
для процесса осадконакопления - солнечная радиация, трансформируемая на поверхности Земли и в водных бассейнах в различные биологические и геологические (физические, физико-химические, химические) процессы. Источником вещества
для образования осадков служат продукты выветривания и перемыва пород суши, берегов водных бассейнов, жизнедеятельности организмов, вулканических извержений и материала, поступающего из космоса. Морские отложения,
донные осадки современных и древних морей Земли. Преобладают над континентальными отложениями, слагая более 75% общего объёма осадочной оболочки материковой земной коры.
Седиментогенез – совокупность явлений, протекающих на поверхности Земли и приводящих к образованию новых осадочных образований за счёт переработки ранее существовавших пород.
Генетические типы донных осадков. Вещественный состав донных осадков и закономерности их распределения в различных зонах океана связаны с:
1) глубиной океанов и рельефом дна;
2) гидродинамической обстановкой (волнения, приливы и отливы, поверхностные и глубинные течения);
3) характером поставляемого осадочного материала;
4) биологической продуктивностью;
5) эксплозивной деятельностью вулканов.
По генезису выделяются следующие основные группы осадков:
1) терригенные (от лат. "терра" – земля);
2) органогенные (биогенные);
3) полигенные ("красная глубоководная глина");
4) вулканогенные;
5) хемогенные
39.Абразия морских берегов. Транспортировка обломочного материала.
Абразионный берег
– высокий крутой отступающий берег океана, моря, озера, водохранилища, разрушаемый действием прибоя. Основными элементы рельефа абразионного берега являются:
- абразионный подводный склон (бенч);
- береговой уступ (клиф), ограничивающий береговую террасу со стороны суши;
- волноприбойная ниша
; и
- подводная примкнувшая намывная аккумулятивная терраса
.
Основное значение имеют первые три формы переноса. Транспортировка обломочного материала плавающим льдом играет подчиненную роль в общем балансе перемещения речных наносов, но может оказаться причиной местных изменений гранулометрического состава аллювиальных отложений, например возникновения скоплений валунно-галечного материала среди песчаных и илистых наносов пойм. Между первыми тремя формами перемещения обломочного материала установлены все переходы, обусловленные соотношениями между скоростью потока и крупностью обломочных частиц. Перенос во взвешенном состоянии является основной формой транспортировки обломочного материала речными потоками, и этим способом переносится приблизительно половина всей массы наносов. Эта форма переноса возникает вследствие неравномерного распределения скоростей потока по вертикали, быстро возрастающих по на правлению от дна к поверхности движущегося слоя воды.
40.Понятие об океаносфере. Рельеф дня Мирового океана.
Океаносфера включает в себя воду морей и океанов. В океаносфере сосредоточено 96,5% всех вод планеты, что в абсолютном выражении равно 133,6∙10 7 км 3 , и, следовательно, только 3,5% вод приходится на материковые пространства Масса океаносферы приблизительно в 250 раз больше массы атмосферы. Площадь, занимаемая Мировым океаном , определена в 361,3∙10 6 км 2 , что составляет 70,5% всей поверхности нашей планеты; это в 2,5 раза больше территории суши.
С поверхности Мирового океана ежегодно испаряется 86% всей влаги, поступающей в атмосферу (500∙10 3 км 3 в год), тогда как остальные 14% дает суша (70∙10 3 км 3 в год). По сравнению с массой вод океаносферы объем испаряющейся влаги составляет лишь 0,037%. Мировой океан не только главный поставщик влаги в атмосферу, но и важнейший источник вод суши. Материковый сток (47∙10 3 км 3 в год) замыкает планетарный влагообмен.
В процессе испарения, и особенно при разбрызгивании воды, в результате ветрового волнения одновременно с влагой в воздух попадают соли, растворенные в океане. При этом хлориды (как показали исследования С.В. Бруевича с коллегами) в основном остаются в океане, а карбонаты и сульфаты преимущественно переходят в аэрозоли, определяя солевой состав атмосферных осадков. Таким образом, происходит перераспределение ионов. Видимо, этим и обусловлено различие химического состава атмосферной влаги, океанических и речных вод. К тому же и концентрация растворенных солей в океане значительно выше (в среднем 35 г на 1 л), чем в водах суши (обыкновенно менее 1-2 г на 1 л). Общее количество солей в Мировом океане определено в 46,5∙10 15 т. В обмен с атмосферой и сушей вовлекаются лишь 5∙10 9 т солей; около 10% из них уносится с океана на сушу, и затем приблизительно такое же количество солей возвращается с материковым стоком в океан. С содержанием солей и химическим составом океанических вод (в том числе и его постоянством) связаны многие физические и динамические особенности океаносферы. Различие же химического состава между водами океана и суши определяется и постоянно поддерживается планетарным солеобменом. Мировой океан - основная часть гидросферы , составляющая 94,2 % всей её площади, непрерывная, но не сплошная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и отличающаяся общностью солевого состава. Систематическое изучение дна мирового океана началось с появлением эхолота . Большая часть дна океанов представляет собой ровные поверхности, так называемые абиссальные равнины . Их средняя глубина - 5 км. В центральных частях всех океанов расположены линейные поднятия на 1-2 км - срединно-океанические хребты , которые связаны в единую сеть. Хребты разделены трансформными разломами на сегменты , проявляющиеся в рельефе низкими возвышенностями, перпендикулярными хребтам.
На абиссальных равнинах расположено множество одиночных гор, часть из которых выступает над поверхностью воды в виде островов. Большинство этих гор - потухшие или действующие вулканы . Под тяжестью горы океаническая кора прогибается, и гора медленно погружается в воду. На ней образуется коралловый риф
Гравиметрия - раздел науки об измерении величин, характеризующих гравитационное поле Земли и об использовании их для определения фигуры Земли, изучения ее общего внутреннего строения, геологического строения ее верхних частей, решения некоторых задач навигации и др.
В гравиметрии гравитационное поле Земли задается обычно полем силы тяжести (или численно равного ей ускорения силы тяжести), которая является результирующей двух основных сил: силы притяжения (тяготения) Земли и центробежной силы, вызванной ее суточным вращением. Центробежная сила, направленная от оси вращения, уменьшает силу тяжести, причем в наибольшей степени на экваторе. Уменьшение силы тяжести от полюсов к экватору обусловлено также и сжатием Земли.
Сила тяжести, то есть сила, действующая на единичную массу в окрестностях Земли (или другой планеты) складывается из сил тяготения и сил инерции (центробежной силы):
где G - Гравитационная постоянная, mu - единичная масса, dm - элемент массы, R - радиус-векторы точки измерения, r - радиус-вектор элемента массы, w - угловая скорость вращения Земли; интеграл берется по всем массам.
Потенциал силы тяжести, соответственно, определяется соотношением:
где - широта точки измерения.
Гравиметрия включает теорию нивелирных высот, обработку астрономо-геодезических сетей в связи с вариациями гравитационного поля Земли.
Единицей измерения в гравиметрии является Гал (1 см/с2) названная в честь итальянского учёного Галилео Галилея.
Определения силы тяжести производятся относительным методом, путем измерения при помощи гравиметров и маятниковых приборов разности силы тяжести в изучаемых и опорных пунктах. Сеть же опорных гравиметрических пунктов на всей Земле связана в конечном итоге с пунктом в Потсдаме (Германия), где оборотными маятниками в начале 20 века было определено абсолютное значение ускорения силы тяжести (981 274 мгл; см. Гал). Абсолютные определения силы тяжести сопряжены со значительными трудностями, и их точность ниже относительных измерений. Новые абсолютные измерения, производимые более чем в 10 пунктах Земли, показывают, что приведенное значение ускорения силы тяжести в Потсдаме превышено, по-видимому, на 13-14 мгл. После завершения этих работ будет осуществлен переход на новую гравиметрическую систему. Однако во многих задачах гравиметрии эта ошибка не имеет существенного значения, т.к. для их решения используются не сами абсолютные величины, а их разности. Наиболее точно абсолютное значение силы тяжести определяется из опытов со свободным падением тел в вакуумной камере. Относительные определения силы тяжести производятся маятниковыми приборами с точностью до нескольких сотых долей мгл. Гравиметры обеспечивают несколько большую точность измерений, чем маятниковые приборы, портативны и просты в обращении. Существует специальная гравиметрическая аппаратура для измерений силы тяжести с движущихся объектов (подводных и надводных кораблей, самолётов). В приборах осуществляется непрерывная запись изменения ускорения силы тяжести по пути корабля или самолёта. Такие измерения связаны с трудностью исключения из показаний приборов влияния возмущающих ускорений и наклонов основания прибора, вызываемых качкой. Имеются специальные гравиметры для измерений на дне мелководных бассейнов, в буровых скважинах. Вторые производные потенциала силы тяжести измеряются с помощью гравитационных вариометров.
Основной круг задач гравиметрии решается путем изучения стационарного пространственного гравитационного поля. Для изучения упругих свойств Земли производится непрерывная регистрация вариаций силы тяжести во времени. Вследствие того, что Земля неоднородна по плотности и имеет неправильную форму, ее внешнее гравитационное поле характеризуется сложным строением. Для решения различных задач удобно рассматривать гравитационное поле состоящим из двух частей: основного - называемого нормальным, изменяющегося с широтой места по простому закону, и аномального - небольшого по величине, но сложного по распределению, обусловленного неоднородностями плотности пород в верхних слоях Земли. Нормальное гравитационное поле соответствует некоторой идеализированной простой по форме и внутреннему строению модели Земли (эллипсоиду или близкому к нему сфероиду). Разность между наблюдённой силой тяжести и нормальной, вычисленной по той или иной формуле распределения нормальной силы тяжести и приведённой соответствующими поправками к принятому уровню высот, называется аномалией силы тяжести. Если при таком приведении принимается во внимание только нормальный вертикальный градиент силы тяжести, равный 3086 этвеш (т. е. в предположении, что между пунктом наблюдения и уровнем приведения нет никаких масс), то полученные таким путём аномалии называются аномалиями в свободном воздухе. Вычисленные так аномалии чаще всего применяются при изучении фигуры Земли. Если при приведении учитывается ещё и притяжение считающегося однородным слоя масс между уровнями наблюдения и приведения, то получаются аномалии, называемые аномалиями Буге. Они отражают неоднородности в плотности верхних частей Земли и используются при решении геологоразведочных задач. В гравиметрии рассматриваются также изостатические аномалии, которые специальным образом учитывают влияние масс между земной поверхностью и уровнем поверхности на глубине, на которую вышележащие массы оказывают одинаковое давление. Кроме этих аномалий вычисляется ряд других (Прея, модифицированные Буге и пр.). На основании гравиметрических измерений строятся гравиметрические карты с изолиниями аномалий силы тяжести. Аномалии вторых производных потенциала силы тяжести определяются аналогично как разности наблюденного значения (предварительно исправленного за рельеф местности) и нормального значения. Такие аномалии в основном используются для разведки полезных ископаемых.
В задачах, связанных с использованием гравиметрических измерений для изучения фигуры Земли, обычно ведутся поиски эллипсоида, наилучшим образом представляющего геометрическую форму и внешнее гравитационное поле Земли.
Когда все материки были открыты и нанесены на географические карты, изучение Земли продолжалось. Новые экспедиции отправились к полюсам Земли, на дно самой глубокой океанической впадины и на самую высокую вершину.
Исследование полярных областей
Достижение Северного и Южного полюсов было целью жизни многих исследователей. Американец трижды пытался покорить Северный полюс и достиг его в 1909 году.
Узнав об успехе Р. Пири, норвежец Руал Амундсен решил покорить Южный полюс. В 1911 году, добравшись на корабле «Фрам» до антарктического берега, он вместе с четырьмя товарищами отправился в путь на санях, запряжённых собаками. Отважные путешественники достигли Южного полюса, подняв над ним норвежский флаг.
Начиная с 1959 года в Антарктиде стали размещать постоянные научные станции. Они принадлежат разным странам, поэтому называют материком мира. Исследования Антарктиды очень важны, поскольку она оказывает существенное влияние на климат даже далёких от неё частей Земли. Продолжаются и исследования Арктики. В них особенно активно участвуют страны, территории которых омываются Северным Ледовитым океаном. Преимущество в исследованиях принадлежит России. Она на протяжении уже почти целого века снаряжает в Арктику полярные экспедиции. Очень крупные исследования проводились в 2007 году на судне «Академик Фёдоров» при поддержке атомного ледокола «Россия». Учёные изучали , морские течения, толщину льдов, глубину океана. Па дно океана в районе Северного полюса были спущены глубоководные аппараты «Мир».
Исследование океанов
В результате специальных экспедиций на дне океанов в 20 веке были открыты огромные горные хребты, множество подводных вулканов, глубоких впадин. Вулканов в океанах оказалось гораздо больше, чем на суше. В 1960 году исследователи Жак Пикар и Дон Уолш в специальном аппарате - батискафе опустились на дно самой глубокой и мире Марианской впадины, на глубину 11 022 метра. Оказалось, что на дне даже самых глубоких впадин есть жизнь. Французский океанолог Жак Ив Кусто изобрёл акваланг, с помощью которого можно свободно плавать под водой.
Другие исследования
В 1953 году новозеландец Эдмунд Хиллари и представитель Непала Норгеи Тенсинг впервые покорили самую высокую точку Земли - гору Джомолунгма. Поднявшись на вершину, они водрузили на ней флаги своих стран и флаг ООН, посвятив свою победу всем людям Земли.
Важнейшим достижением в исследовании Земли в 20 веке стало изучение верхних слоев атмосферы. Со второй половины 20 века космические корабли с космонавтами на борту участвовали в изучении Земли из космоса. С тех пор в географии появились новые космические методы исследования, с помощью которых учёные получают информацию о нашей планете и сегодня.
Исследования Земли ещё не завершены. До сих пор точно не установлен исток реки Амазонки, остаются неизученными многие растения и животные, распространённые в лесах но берегам этой реки. Лишь на глубину 12 километров проникли учёные в земную твердь, пробурив на сверхглубокую скважину. Продолжаются исследования льдов Антарктиды и глубин Мирового океана.
