ЗМІСТ

Вступ 2

ІСТОРІЯ СТАНОВЛЕННЯ ІДЕЙ МОБІЛІЗМУ 3

Відродження ідей мобілізму у ХХ ст. 6

Прояв вулканізму в геологічному минулому 8

Висновки 19

Список використаної літератури 20

Додаток № 1 21

Вступ

Дослідження руху літосферних плит є дуже актуальною темою, через те, що немає чітко встановленої геохронологічної шкали; досі ведуться спори щодо існування руху тектонічних плит. Спори ведуться тому, що існує дві точки зори щодо будови літосфери. Частина вчених підримують фіксистську теорію, згідно з якої літосфера є стабільною, інші вважають, що літосфера є динамічною. В цій роботі розглядається теорія мобілізму, тому що автор вважає, що вона є найбільш обґрунтованою. Аргументи на користь цієї теорії приведені в цій роботі. Також автор розглядає історію становлення і розвитку ідеї динамічності літосфери. Згідно з цими уявленнями можливо побудувати розподіл материків у геологічному минулому Землі, а також прогнозувати майбутні тектонічні процеси. Тому в цій роботі розглянуто сутність і головні ідеї теорії мобілізму, а також приведені деякі гіпотетичні дані щодо минулого нашої планети. Зокрема розглянута концепція О. Фішера про одночасне існування на Землі структур розтягування і стиснення, гіпотеза А. Вегенера про дрейф континентів, гіпотези Ф. Вайна і Д. Метьюза про смужчаті магнітні аномалії.

У данній роботі розглядається також становлення і розвиок теорії мобілізму, її сутність, а також розвиток планети Земля у минулі часи на підставі цієї теорії.

ІСТОРІЯ СТАНОВЛЕННЯ ІДЕЙ МОБІЛІЗМУ

Звичайно появі нових ідей в науці передують тривалі періоди накопичення фактичних даних, більшість з яких не укладається в рамки старих концепцій про фізичну суть тих або інших природних явищ і процесів». Однак процес сприйняття і особливо впровадження в практику нових наукових теорій часто виявляється дуже тривалим. Це пов'язано з тим, що революційні зміни в науці зачіпають, як правило, давно сталі уявлення, що стали звичними. Але навіть тоді, коли нові теорії в основі своїй розроблені, вони далеко не відразу завойовують собі визнання в науковому світі. Нову теорію ще необхідно доводити, а для цього потрібний багато часу, що витрачається на постановку контрольних експериментів і всебічне зіставлення теорії з практикою.

У науках про Землю аналогічний психологічний бар'єр «очевидності» створюється нашими буденними уявленнями про непорушність розташування материків: здається, що гірські породи такі міцні, а маси континентів настільки великі, що немає сил, здатних зрушити їх з місця. Саме під впливом таких уявлень в теоретичній геології сама собою і як «очевидна» точка зору виникла фіксістьска концепція, згідно з якою всі геологічні структури, починаючи від континентів, океанів і їх дна і кінчаючи островами, завжди знаходилися на поверхні Землі тільки в строго фіксованому положенні. В рамках такої фиксістської концепції будь-які скільки-небудь значні горизонтальні переміщення геологічних структур повністю виключалися.

Фіксистській бар'єр «очевидності» вперше вдалося переступити англійському пастору і талановитому фізику О. Фішеру в його незаслужено забутій праці з цілком сучасною назвою «Фізика земної кори», виданим ще в 1889 р.

У протилежність пануючим тоді уявленням про поступове охолоджування і стиснення 3емли, що призводять до виникнення в земній корі напруг стиснення, О. Фішер, створюючи свою концепцію, виходив з факту одночасного існування на Землі структур розтягування і стиснення. До перших він відніс рифтові зони, плато (як тоді називали Серединно-Атлантичний хребет), що проходять через Ісландію, Східну Африку і інші подібні структури, а до інших - Тихоокеанський рухомий пояс, що виділяється різко підвищеною сейсмічністю. За основу геодинамічної моделі розвитку земної кори О. Фішер прийняв закономірності руху лавових кірок, що утворюються при охолодженні магми в лавовому озері кратера вулкана Килауеа на Гавайських островах. Ці кірки завжди переміщалися від відкритих тріщин, що заповнюються вогненно-рідкою магмою (з якої при охолодженні і формувалися самі кірки), до місць того, що їх торосить і занурення в глибини розплавленої магми лавового озера.О. Фішер дійшов природних висновків - океанічна кора утворюється за рахунок виявлення базальтов з тріщин в зонах її розтягування, таких, наприклад, як в Ісландії і на осьовому хребті в Атлантичному і інших океанах. По периферії Тихого океану існують зони стиснення, в яких океанічне дно опускається під острівні дуги і континентальні околиці. Це занурення океанічної кори під континентальну і призводить до виникнення землетрусів під Тихоокеанським рухомим поясом. Континенти пасивно «дрейфують» разом з океанічною корою від зон розтягування до зон стиснення. Рушійним механізмом, що переміщає блоки земної кори, служить конвективний перебіг магми в подкоровому субстраті.

Як видно, концепція О. Фішера визнавала існування великомасштабних горизонтальних переміщень континентів і окремих блоків кори. Тому, на відміну від колишніх фіксістських уявлень в геології, його концепція розвитку геологічних процесів на Землі була першою науково обгрунтованою концепцією мобілізму.

Наступний крок в розвитку ідей мобілізму зробив видатний німецький геофізик А. Вегенер, що опублікував в 1912 р. гіпотезу дрейфу континентів. Як аргументи, що свідчать про дрейф материків і розпад колись єдиного суперконтиненту Пангєї, А. Вегенер наводив наступні аргументи: надзвичайна схожість контурів західних і східних берегових ліній Атлантичного океану, однотипність геологічної будови суміжних материків, що оточують цей океан, спільність стародавньої фауни і флори на роз'єднаних нині материках, а також сліди майже одночасного (пізньопалеозойського) розповсюдження покривного зледеніння в Південній Америці, Південній Африці, Індії і Австралії. На жаль, з трагічною смертю А. Вегенера в 1930 р. його смілива гіпотеза була віддана забуттю.

Чому ж так відбулося і цього разу? Крім певного консерватизму властивого науковому світу, головну роль тут зіграло помилкове пояснення А. Вегенером механізму дрейфу континентів, тоді як жоден з його геологічних аргументів на користь самої гіпотези дрейфу ніколи спростований так і не був.А. Вегенер припускав, що переміщення материків відбуваються за рахунок ротаційних сил і приливних взаємодій Місяця із Землею, тобто дякуючи чисто зовнішнім діям, а не внутрішнім причинам. Елементарна перевірка розрахунками показала, що подібний механізм на багато порядків слабкіше за ті сили, які могли б насправді змістити материки. Але весь парадокс ситуації полягав в тому, що в 20-х роках разом з помилковим механізмом вегенеровської гіпотези «за борт виплеснули» і його абсолютно правильні аргументи на користь реальності самого факту існування дрейфу континентів.

Якби А. Вегенер скористався для пояснення дрейфу континентів механізмом концепції О. Фішера можливо, періоду забуття ідей мобілізму і не було б. Але відбулося інакше і для нового відродження цих ідей було потрібно тривалий час, перш ніж накопичилися нові факти, що підтвердили не тільки існування самого дрейфу, але і що відкрили нове явище - розсовування океанського дна. Відбулося це у середині 50-х років після проведення П. Блеккетом і З. Ранкорном (Кипсогп, 1955) широких палеомагнітних досліджень.

Відродження ідей мобілізму у ХХ ст.

Вивчення магнітних властивостей гірських порід показало, що породи, що містять магнітні мінерали, здатні «запам'ятовувати» стародавнє магнітне поле Землі. Відновлення характеристик цього поля по зразках порід з різних континентів привело П. Блеккета, С. Ранкорна і інших геофізиків до цікавого і надзвичайно важливого висновку: з часом положення всіх материків на поверхні Землі суттєво мінялося. Але якщо розташувати всі материки так, щоб їх палеомагнітні полюси пізнього палеозою співпали із сучасними геофизичними полюсами, то несподівано виходить реконструкція суперконтиненту Пангєї, модель якої вперше побудував А. Вегенер ще за 25 років до появи самих палеомагнітних даних.

Але все таки головну роль у відродженні і затвердженні ідей мобілізма в геології зіграли дослідження геологічної будови океанічного дна і пов'язаних з ним смужчатих магнітних аномалій. У ті ж роки під час проведення досліджень за програмами Міжнародного геофизичного року, були відкриті найбільші підводні хребти, що протягнулися по осьових зонах молодих океанів і опоясали всю Землю безперервним ланцюгом завдовжки до 60 тис. км. Опинилося також, що по гребенях цих серединно-океанічних хребтів розташовуються глибокі тріщини розтягування - рифтові зони, з яких завжди витягувалися тільки молоді базальти. Це наводило на думку, що одночасно з рухом континентів відбувалося розкриття одних і скорочення інших океанів. Вік же дна всіх без океанів, судячи з віків океанських островів і результатів драгування донних порід, завжди виявлявся порівняно молодим - не більше 150-160 млн. років, тоді як середній вік самих континентів звичайно перевищує 2-2,5 млрд років.

Після відкриттів 50-60-х років гіпотеза дрейфу континентів стала швидко відроджуватися, але вже на абсолютно новому рівні. Завдяки зусиллям геофізиків і геологів різних країн світу ця гіпотеза до кінця 60-х років переросла в струнку концепцію, що отримала назву теорії тектоніки літосферних плит.

Особливо великий вклад в її створення і розвиток внесли геофізики і геологи, будови, що займалися вивченням, і розвитку океанського дна. У 1961 і 1962 рр. американські вчені - геолог Г. Хесс і геофізик Р. Дейтц - повторно висловили основні ідеї О. Фішера про утворення океанічної кори в серединно-океанічних хребтах, про молодість і розширення океанського дна, а також про занурення океанічної кори в мантію в зонах глибоководних жолобів.

У 1963 р. англійські геофізики Ф. Вайн і Д. Метьюз висунули припущення, що смужчаті магнітні аномалії на океанському дні є «записом» інверсій магнітного поля Землі в базальтах океанського дна, що розширюється, грає роль природної «магнітної стрічки» в гігантському «магнітофоні» Землі. На цій підставі група американських і французьких геофізиків теоретично розрахувала вік океанського дна. Виявилось, що практично по всіх акваторіях Світового океану океанське дно утворилося порівняно недавно - в кайнозойське і піздньомезозойский час і що вік океанського дна закономірно збільшується при віддаленні від гребенів серединно-океанічних хребтів.

У 1965 р. канадський геолог Дж. Вільсон вперше звернув увагу на те, що жорстка оболонка Землі, її літосфера, розбита на ряд плит, оконтурених трьома типами меж: шрифтовими зонами, зонами занурення плит і трансформними розломами - новим класом розломів, що виникають в літосфері при розвитку в ній чисто здвигових напруг.

В той же час відомий англійський геофізик Е. Буллард із своїми колегами вперше використовував теорему Ейлера, що описує рух жорсткої оболонки по поверхні сфери, і сучасну обчислювальну техніку для побудови кількісних реконструкцій положення дрейфуючих континентів в минулі геологічні епохи.

У 1968 р. американський геофізик В. Морган, французький геофізик Кс. Ле Пішон виділили найбільш крупні літосферні плити і розрахували параметри їх руху по поверхні земної кулі. Тоді ж американські сейсмологи Б. Айзеку, Дж. Олівер і Л. Сайке показали, що сейсмічність Землі повністю визначається рухами літосферних плит по її поверхні.

У 1970 р. англійські геологи Дж. Дьюї і Дж. Берд вперше розглянули з погляду нової теорії розвиток геосинклінального процесу і утворення гірничих поясів Землі. З цих же позицій японський геолог А. Міясіро вивчив умови утворення і прояву регіонального метаморфізму порід і опадів в зонах піддвигу плит. Інший японський геофізик С. Уєда детально вивчив механізми занурення океанських литосферних плит в мантію у зонах субдукції.

Згідно з теорією мобілізму на глобальну еволюцію Землі найбільш всього впливають внутрішні процеси планети, тобто вулканізм.

Прояв вулканізму в геологічному минулому

Історія розвитку Землі в докембрії. Ранній вулканізм Землі.

Згідно сучасним уявленням, процеси вулканізму грали головну роль в ранню стадію формування земної кори або літосфери протягом тривалого часу. Сучасні геологи так пояснюють виникнення Землі.

Планетарна хмара поступово розпадалася, причому окремі її частини під впливом гравітації утворювали скупчення. Планета виникла внаслідок об'єднання невеликих концентрацій газово-пилового середовища, так званих планетозімалей, що досить міцно утримуються такою, що переважає їх за розмірами масою і як би зібраних з її околиць. Прото-Земля, що утворилася при цьому, як ми називаємо цю ранню стадію розвитку нашої планети, існувала вже близько 4,8-4,7 млрд. років тому.

Відповідно до цього Земля була «холодним» несортованим конгломератом, що складався переважно з силікатів, оксидів заліза і магнію і домішки інших хімічних елементів.

Таке становище тривало, однак, недовго. Планета, що збільшувалася завдяки безперервному планетозімальному приросту, дуже скоро стала розігріватися; цьому сприяла взаємодія трьох факторів. По-перше, кожна планетозімаль володіла значною кінетичною енергією, яка при ударі перетворювалася в теплову. Хоча теплота і випромінювалася в світовий простір, планета все ж таки зберігала деяку її частину. По-друге, у зв'язку із зростанням молодої планети внутрішні її області піддавалися все більш сильному стисненню, а гравітаційна енергія, що виявляється при цьому, переходила в теплову. нарешті, як третє джерело тепла, яке спочатку могло мати дуже невелике значення, але на відміну від вищеназваних продовжувало діяти незалежно від зовнішніх процесів. Слід назвати також розпад радіоактивних елементів, особливо таких, як уран і торій, а також ізотоп . Ці елементи, мимоволі розпадаючись, випускали ядра гелію і електрони. У тих місцях, де останні поглиналися навколишньою речовиною, енергія їх руху також перетворювалася в теплоту.