Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Концепция геологических процессов и геосферных оболочек.

Читайте также:
  1. I Концепция «конца истории» Ф. Фукуямы
  2. I. Дайте общую характеристику и классификацию магматических процессов.
  3. II Разновидности производственных процессов
  4. II. Концепция Школы Духовного Синтеза
  5. II. Сравнение потоков и процессов
  6. III Принципы организации производственных процессов
  7. O Подвижность нервных процессов
  8. V1: Современная концепция менеджмента качества
  9. V2: Концепция маркетинга и ее роль в рыночной экономике.
  10. VI. ФИЛОСОФСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПАМФИЛА ЮРКЕВИЧА


Геологические процессы являются непосредственным продолжением и развитием тех процессов, которые развертывались в ходе космической эволюции при образовании галактик, звездных и планетных систем. Они связаны также с теми химическими реакциями, которые происходили при образовании планет из протопланетного вещества. Что же касается внутренних и внешних геосферных оболочек, то они возникли в ходе длительной эволюции нашей планеты при взаимодействии множества сначала физических и химических факторов неорганической природы, а потом и процессов, происходящих в живой природе.
Переходя к обсуждению вопроса об эволюции геологических процессов на нашей планете, необходимо прежде всего выяснить более общий вопрос о происхождении Солнечной системы.
Представление о случайном характере возникновения Солнечной системы и ее уникальности в настоящее время подвергается все более аргументированной критике.
Во-первых, сам процесс возникновения и эволюции Вселенной представляет собой закономерный процесс самоорганизации материи на разных стадиях ее развития. Вряд ли поэтому можно сомневаться в том, что возникновение звезд, в том числе с окружающими их планетами, не является процессом случайным и уникальным.Во-вторых, этот теоретический аргумент сейчас подкрепляется астрономическими наблюдениями как с помощью новейших наземных инструментов, так и особенно благодаря запускаемым беспилотным астрономическим спутникам и наблюдениям с пилотируемых спутников.
Метод исследования Солнечной системы, как и любого единичного объекта, условно говоря, можно считать уникальным. Но по мере развития науки и наблюдательной техники, дальнейшего развития космических исследований открываются новые, зачастую неожиданные факты, которые вселяют уверенность, что проблема происхождения Солнечной системы будет со временем также решена. Тем не менее даже те знания, которыми мы располагаем относительно строения Солнечной системы и движения небесных тел в ней, дают нам возможность понять и объяснить многие процессы, которые происходят на поверхности и внутри нашей планеты.
2.1. Геологические процессы и строение Земли.
Чтобы понять характер геологических процессов, происходивших на нашей планете, необходимо вкратце рассмотреть наиболее популярные гипотезы о происхождении Солнечной системы. Очевидно, что первоначальный способ образования планет во многом повлиял на их дальнейшую эволюцию и строение.
Среди современных гипотез следует выделить гипотезу шведского астрофизика Ф. Альвена, которой предполагает, что в далеком прошлом Солнце обладало сильным электромагнитным полем. Поэтому оно могло оказывать сильное воздействие на находящееся рядом с ним протопланетное облако. Нейтральные его атомы под влиянием электромагнитного поля подвергались ионизации и вовлекались в совместное движение с Солнцем. Со временем оно могло передать свой вращательный момент протопланетному газовому облаку, из которого и возникли известные сейчас планеты. Недостаток этой гипотезы заключается в том, что из нее вытекает следствие, согласно которому планеты, находящиеся ближе к Солнцу, должны состоять из легких элементов, а далекие — из тяжелых. Однако ничего подобного не наблюдается в действительности. Чтобы исправить этот недостаток гипотезы, английский астроном Ф. Хойл предположил, что Солнце возникло в недрах газовой туманности. Благодаря своему быстрому вращению оно вовлекало в движение и газовую туманность, которая постепенно начала двигаться быстрее, чем Солнце, и становилась все более плоской, пока не превратилась в диск. Из этого вращающегося диска и возникли первые планеты.

Изучение планет земной группы дает нам возможность анализировать характер геологических процессов, которые могли происходить на нашей планете, и даже прогнозировать их дальнейшее развитие. Действительно, отсутствие вулканической и тектонической деятельности на Меркурии и Венере свидетельствует о том, что к настоящему времени они завершили цикл своей геологической истории и перешли в стадию своего разрушения, дезорганизации и упадка.
О наличии разных стадий в эволюции планет, существовании в них процессов самоорганизации, преобладающих над процессами дезорганизации, можно судить по активности тектонической деятельности. По этому признаку можно предположить, на каком этапе находится та или иная планета, как осуществляется в ней обмен веществом и энергией между внутренними слоями и внешней поверхностью и окружающими ее сферами. В отличие от планет своей группы Земля все еще находится в стадии активной геологической деятельности, о чем свидетельствуют возобновляющиеся извержения вулканов, случаи землетрясений в разных местах, постепенное изменение рельефа на поверхности континентов и особенно океанического дна, континентальные дрейфы.По своей форме Земля представляет собой геоид, приближающийся геометрически к трехосному эллипсоиду, или сфероиду. Гравитационное поле Земли обусловливает ее сферическую форму, а также удерживает атмосферу. Предполагают, что Земля возникла около 4,7 млрд лет назад из первоначального газопылевого вещества, которое затем в результате действия сил тяготения, дифференциации и разогрева образовало несколько геосферных оболочек, которые различаются по химическому составу, агрегатному состоянию и другим физическим свойствам. Обычно различают внутренние оболочки Земли, к которым относят ее ядро, мантию и земную кору, и внешние оболочки: литосферу, гидросферу и атмосферу. Все эти сферы непрерывно взаимодействуют, о чем свидетельствует не только продолжающаяся тектоническая деятельность внутренних оболочек Земли, но и постоянное воздействие атмосферы и гидросферы, а также позднее возникшей биосферы на процессы, происходящие в земной коре.
Согласно современным представлениям, в центре Земли находится ядро, внутренняя часть которого представляет собой твердое тело, на 80% состоящее из железа и на 20% — из никеля. Внешняя часть ядра находится в жидком состоянии и содержит железо и жидкую смесь железа и серы. Такое предположение основывается, во-первых, на результатах исследования глубинных структур Земли с помощью сейсмических волн, во-вторых, отождествлении их состава и структур с составом метеоритов, которые образовались из того же протопланет-ного вещества, что и Земля, в-третьих, изучении магнитного поля Земли в далеком прошлом на основании измерения остаточной намагниченности земных пород. Полагают, что на протяжении сотен миллионов лет происходило не только изменение напряженности магнитного поля Земли, но и смена ее полюсов. Последний такой случай произошел около 80 млн лет назад. Отсюда был сделан вывод, что изменения магнитного поля вызываются суточным вращением жидкой части земного ядра.
Выше ядра расположена большая по своим размерам сфера земной мантии, которая по химическому составу и структуре резко отличается от ядра. Мантия состоит в основном из силикатов, являющихся соединениями кремния, в нижней ее части преобладают, по-видимому, хон-дриты, подобные каменным метеоритам. Верхняя часть мантии непосредственно связана с земной корой. В ней, во-первых, происходит образование пород, из которых складывается земная кора; во-вторых, именно кора вместе с частью подстилающей мантии образует литосферу. Ее размеры достигают около 100 км, и под ее давлением литосфера как бы плавает в самой верхней части мантии, которую называют астеносферой. Она, в свою очередь, опирается на более плотные и вязкие части мантии. В нижней части мантии преобладают силикаты, которые под давлением сверху приобретают особо прочную структуру.
Особенности земной коры складываются не только под воздействием внутренних слоев Земли, но и геологических факторов внешней среды. Известно, что в результате выветривания и сноса вещество на поверхности континентов полностью обновляется каждые 100 млн лет, а ее убыль компенсируется за счет поднятия континентов. Благодаря жизнедеятельности бактерий, растений и животных в атмосфере каждые 7 лет полностью обновляется углекислота, а через 4000 лет — кислород.
Геологические свойства земной коры непрерывно и постепенно изменяются под совокупным воздействием трех внешних ее сфер: атмосферы, гидросферы и биосферы. Такие изменения происходят медленно, постепенно и непрерывно, но на определенной стадии они приводят к коренным переменам в облике Земли, и прежде всего в земной коре и на ее поверхности.
2.2 Геосферные оболочки и их взаимодействие в ходе эволюции Земли

В настоящее время выделяют три основные геосферы, или внешние оболочки земли: атмосферу, гидросферу и литосферу. К ним добавляют еще биосферу, возникшую позже, но играющую первостепенную роль в жизни человечества.
Воздушная оболочка Земли — атмосфера, содержащая такой жизненно необходимый для существования живых организмов химический элемент, как кислород, по мнению ученых, сформировалась постепенно. Предполагают, что небольшое количество кислорода в атмосфере появилось первоначально вследствие усиленной дегазации земных пород, при которой из них выделялись пары воды и газы. Поскольку температура на поверхности Земли была более низкой, то пары воды конденсировались в жидкость и образовали ее гидросферу. Атмосфера теряла легкие газы — водород и гелий, но сохраняла более тяжелые, кислород и азот, хотя исчезало также небольшое количество молекулярного кислорода. По гипотезе О.Ю Шмидта, образование газов и паров воды могло произойти за счет разогревания земных пород и слоев в результате радиоактивного распада веществ, содержащихся внутри Земли.
Однако в дальнейшем некоторая часть кислорода в атмосферу стала попадать благодаря разложению углекислого газа простейшими микроорганизмами, а в последующем значительное его количество постоянно поступает за счет реакции фотосинтеза растений. Таким способом возникшая жизнь на нашей планете поддерживала свое существование. Для понимания этих процессов большое значение имеет выдвинутая свыше двух десятилетий назад Гея-гипотеза (от греч. Гея — Земля). Она была создана английским химиком Д. Лавлоком и американским микробиологом Л. Маргулис. Согласно этой гипотезе, поддержание длительной неравновесности земной атмосферы обязано жизненным процессам, совершающимся на Земле.
Гидросфера, занимающая большую часть поверхности Земли (70%), по-видимому, возникла вместе с атмосферой на очень ранней стадии формирования нашей планеты. В процессе формирования Земли сначала, по-видимому, из тяжелых частиц образовалось прото-ядро, которое присоединило к себе вещество, ставшее впоследствии мантией. Действие гравитационных сил привело к интенсивному сжатию вещества Земли и, как следствие, к ее уплотнению и уменьшению размеров. Одновременно с этим происходил процесс усиленной дегазации, при котором выделялись газы и пары воды. Попадая на поверхность планеты, где температура была более низкой, пары воды конденсировались в жидкость, легкие газы водород, гелий и некоторые другие покидали планету, а более тяжелые кислород и азот удерживались гравитационными силами и составили в дальнейшем атмосферу Земли. Такие предположения подтверждаются экспериментальными исследованиями и в настоящее время считаются достаточно обоснованными для объяснения происхождения гидросферы и атмосферы Земли, хотя происхождение кислорода в атмосфере может быть объяснено и другими причинами.
Атмосфера и гидросфера тесно взаимодействуют между собой, что наглядно подтверждается процессами круговорота воды и воздуха на планете. Одновременно с этим обе сферы оказывает заметное воздействие на литосферу, медленно, постепенно, но неуклонно меняя верхнюю часть земной коры. Сама кора состоит в основном из 8 химических элементов: кислорода, кремния, алюминия, железа, кальция, магния, натрия и калия, причем почти половину ее массы составляет кислород, содержащийся в окислах металлов
Значительное влияние на все геологические процессы оказывает позднее появившаяся биосфера, о которой речь пойдет в следующих главах.




Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 48 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав