25300 (Прояв вулканізму в геологічному минулому), страница 2

Мабуть, внаслідок цього через декілька сотень мільйонів років температура в надрах протопланети на глибині близько 400 км досягла точки плавлення заліза. Крапельки розплавленого заліза почали переміщатися до центру планети і витісняти легший матеріал: формувалося залізне ядро Землі - процес, зв'язаний одночасно з подальшим визволенням гравітаційної енергії і відповідно з додатковим виділенням тепла. Наслідком цього з'явилося цілковите розплавлення перш за все самих центральних частин Землі. У цей процес при подальшому розігріванні все більшою мірою залучалися і зовнішні частини протопланети, доки не відбулося майже повне її розплавлення, що привело до подальшого відособлення речовини. Температурні відмінності між межею ядра і поверхнею Землі зумовили виникнення ефекту, який не лише сприяв розділенню речовини, але, як вже наголошувалося, став дієвим чинником глобально-тектонічних явищ: виникли конвекційні потоки. Легші елементи, такі як кисень, кремній і алюміній з малою домішкою інших елементів, виносилися назовні, входили до складу силікатних сполук і накопичувалися на поверхні розплавленої планети, подібно до шлакового шару. Між зовнішньою корою і залізним ядром зосередилися щільніші силікати, такі як силікати магнію і частково заліза, формуючі мантію Землі.

З цією початковою фазою розвитку Землі було пов'язано перше і в той же час найграндіозніший прояв вулканізму, який пізніше ніколи більше в такій формі не виявлявся. Цей вулканізм, можливо, мав місце ще в той час, коли в надрах Землі тільки починалися процеси плавлення, що ведуть до формування її ядра і із все зростаючою силою захоплюючі її зовнішні частини. Через розриви ще не диференційованої «протокори» могли відбуватися перші газові виверження, а в окремих місцях, можливо, і підйом розплавів. Тепло земних надр недостатньо ефективно проникало назовні, Земля була ще позбавлена захисного шару атмосфери, і на поверхні панували низькі температури світового простору. Спочатку це могло призвести до швидкої конденсації газів, що виділяються, утворюючих льодисті опади, а також до швидкого охолоджування лав, що виливалися. Проте у міру переміщення зони плавлення вгору зовнішні частини Землі також стали набувати пластичності. Через незліченні тріщини протокори, що стає все тонше, зі все зростаючою силою відбувалася дегазація. Земля «закуталася» щільними хмарами пари і газів. Назовні виливалися вогняні розплави з утворенням лавових озер, доки зовнішні області Землі не стали розплавленими. Поверхня Землі була величезним лавовим морем із плаваючими на ньому обривками і брилами застиглої кори, які існували короткий час, потім знищувалися і знову виникали у іншому місці; нарешті в внаслідок значного теплового випромінювання температура земної поверхні знизилася настільки, що стало можливим формування поки що тонкої, але вже постійної кори. Спочатку вона була, слабкодиференційованою і мала базальтовий склад.

Догеологічний етап. Спочатку атмосфера була безкисневою, вона втрачала гелій і водень за рахунок відділення їх в світовий простір. Розвиток органічного життя спричинив появу кисню, концентрація якого поволі підвищувалася. Коли температура земної кори стала нижче за точку кипіння води, остання стала займати певні простори на Землі - виникли перші озерні і морські басейни. З'явилася можливість розмиву і перевідкладення матеріалу, тобто почали формуватися осадкові породи. Таким чином, догеологічний етап розвитку Землі, інколи званий Місячним, тривав порівняно недовго - від утворення першої земної кори до появи гідросфери.

Архейський етап

З поширенням процесу розплавлення на зовнішні зони Протоземлі дегазація стала посилюватися. Врешті-решт молода Земля була оточена щільною оболонкою парів і газів - праатмосферою яка суттєво відрізнялася від сучасної атмосфери не тільки температурою і тиском, а ще й хімічним складом. У неї входили такі ж гази, які виділяються діючими вулканами сучасної геологічної епохи. Вона складалася, очевидно, із двоокису вуглецю, азоту, водяної пари, різних вуглеводнів (наприклад, метану), аміаку, синильної кислоти, сірководня, хлористого водню і інших газоподібних сполук, а також благородних газів. Ця праатмосфера володіла відповідно відновними властивостями. Хмари гарячого газу, очевидно, повністю обкутували Землю протягом тривалого часу, і віддалений спостерігач так само не зміг би розгледіти її поверхню, як і ми - поверхню Венери.

Процес застигання і охолоджування земної кори близько 4 млрд. років тому просунувся настільки, що поступово була досягнута і врешті-решт пройдена точка кипіння води-100 °С. Тоді розпочалося осадження водяної пари з праатмосфери у вигляді дощів, які перший час насилу досягали поверхні Землі внаслідок її все ще високої температури і тут же знову випаровувалися; однак, після того, як поверхня виявилася здатною приймати воду, опади стали випадати з великою силою і у величезних кількостях, при цьому вода просочувала висохлу поверхню і заповнювала пониження. Почалося формування водної оболонки Землі - гідросфери, виникли перші моря.

Ця рання фаза розвитку Землі до утворення гідросфери характеризувалася, отже, винятковим пануванням ендогенних, вулканічних, процесів. Екзогенні процеси, такі, як вивітрювання, знос і осадоутворення, ще не брали в цьому участі - за одним лише виключенням: молода земна (кора випробовувала ще один приплив речовини, хоч і менш інтенсивний; мається на увазі тривале «бомбардування» метеоритами, що зумовило розпушування стародавньої кори і перекриття її відповідним шаром щебеня і пилу. Наслідком цього з'явилося в свою чергу те, що одночасно з випаданням опадів, з праатмосфери, змогли відбуватися процеси сильного змиву, перенесення і відкладення матеріалу, тобто стали формуватися перші осадові породи.

Атмосфера Землі до кінця докембрія містила всього 1% кисню. Збагачення киснем і спад двоокису вуглецю пішли швидшим після того, як в силурі перші рослини почали заселяти сушу. Формування атмосфери, що складається з азоту і кисню, з'явилося в свою чергу передумовою заселення суші в девоні першими земноводними організмами.Х. Раст, відомий вулканолог, говорив: «Вулканізму, що знищив безліч життів, ми зобов'язані - як це не парадоксально! - виникненням життя на Землі взагалі»(4, с. 204)

Ранньопротерозойський етап

Важливою особливістю ранньопротерозойскої історії являється зниження загального теплового потоку і температури на поверхні Землі в порівнянні з археєм, що в цілому привело до збільшення стабільності, жорсткості окремих великих ділянок континентальної земної кори, що вже сформувалася.

До кінця раннього протерозоя неодноразові прояви складчастих, метаморфічних процесів, гранітизації спаяли воєдино розрізнені до цього раніше консолідовані архейскі блоки в єдине ціле. Різко впала тектонічна активність, знизився тепловий потік і наступив спокійніший, власне платформений етап розвитку.

Еволюція органічного життя в післеархейский час на протязі майже 1 млрд. років йшла дуже повільно. Протягом раннього протерозоя, як і в археї, були розвинені переважно прокаріотичні організми - синьо-зелені водорості, сліди життєдіяльності яких у вигляді строматолитів відомі в породах нижнього і особливо верхнього протерозоя багатьох районів світу. На рубежі 2 млрд. років, у середині раннього протерозоя, рівень кисню в атмосфері, очевидно, наблизився до сучасного, і не останню роль в цьому відношенні зіграв розквіт прокариотичних водоростів, які завдяки фотосинтезу виділяли вільний кисень.

Таким чином, геологічні обстановки в раннепротерозойский час були значно різноманітніші, ніж в архейский. До кінця раннього протерозоя відокремився гігантський материк, що складався з цілого ряду континентальних масивів - прообразів майбутніх материків - Пангея-1 і оточений простором з корою океанського типа. Багато вчених вважають, що «…якщо існувала гігантська Пангея-1, то повинна була існувати не менш грандіозна океанська западина - далекий прообраз Тихого океану»(1, с.402)

Пізньопротерозойській етап

На рубежі раннього і пізнього протерозоя (1,7-1,6 млрд. років) в розвитку Землі відбуваються суттєві зміни, і вона вступає в такий історико-геологічний етап, який вже тісно пов'язаний з подальшими етапами молодшої фанерозойскої історії.

У пізньопротерозойский час, після остаточного становлення фундаменту стародавніх платформ, на них починає формуватися теперішній платформений (плитковий) чохол. У пізньому протерозої відбувається формування найбільших рухомих геосинклинальних поясів земної кулі - Середземноморського, Урало-Охотського, Північно-Атлантичного, Тихоокеанського і інших, структур, що є другим типом, існували протягом всього фанерозоя. Між типовими стійкими платформами і рухомими поясами у ряді місць спостерігаються області перехідного типа, що володіють більшою тектонічною мобільністю, ніж платформи, але меншої в порівнянні з рухомими поясами. Таким чином, розпочався розпад гігантського материка Пангеї-1.

Палеозойська ера

Палеозойська ера, що має тривалість в 340 млн. років, охоплює більше половини фанерозоя. Протягом палеозойської ери на земній кулі відбувалися надзвичайно важливі і різноманітні геологічні події. Саме в цей час співіснування рухомих (геосинклінальних) і стабільних - платформених областей визначало головні тенденції геологічної еволюції земної кулі. Слід враховувати, що найголовніші платформи у той час могли знаходитися зовсім в інших місцях, ніж в даний час. Так само і рухомі пояси займали інші простори і володіли іншою конфігурацією, ніж ті складчасті пояси, які ми зараз бачимо. Подібні висновки із неминучістю виходять з палеокліматичних і палеогеологічних реконструкцій.

Палеозойська ера розвитку Землі підрозділяється на два крупні етапи: раннєпалеозойський, що почався ще в пізньому рифеї і венді і що закінчився в силурійському періоді, і пізньопалеозойский, що включав девонський, кам'яновугільний і пермський періоди. Кожний з них в рухомих поясах завершувався складчастістю - каледонскою і герцинскою відповідно, в результаті яких були сформовані протяжні гірничо-складчасті області і системи, до стабільних платформ і що "спаялися" з ними.

Ранній палеозой

Палеомагнітні, палеокліматичні, палеонтологічні і палеогеологічні дані свідчать про те, що в ранньому палеозої існував суперматерик Гондвана, в який входили Африка, Антарктида, Південна Америка і Австралія. Цьому величезному континентальному масиву протистояли північні материки, розділені океанськими басейнами. Материки були невеликі і приблизно відповідали стародавнім епіархейським і епіранньопротерозойськім платформам Китайської, Північно-Американскої, Сибірської, Східно-Європейської. Між ними розташовувалися Палеоазіатський і Палеоатлантичний океани, на місці яких в палеозої існували рухомі пояси. Всі древні платформи, що не входили до складу Гондванського континенту, - Східно-Європейська, Північно-Американска, Сибірська і Китайська в ранньому палеозої відчували занурення, в внаслідок яких морські трансгресії широко поширилися в їх межі і платформи були затоплені мілководними, епіконтинентальними морями, в яких накопичувалися переважно карбонатні опади, місцями лагунні відклади - мергелі, гіпс, кам'яні солі. В той же час древні платформи Гондвани в ранньому палеозої були підведені і лише місцями їх крайові зони піддавалися слабкому опусканню.

З девона чітко виявлялася тенденція замикання океанських басейнів, що намітилася наприкінці раннього палеозою, що привело суттєвих змін в структурному плані основних рухомих (геосинклінальных) поясів. Вони значно ускладнилися, багато їх зон замкнулися. Інші, навпаки, випробували розсовування, розширення, процес формування різноманітних осадково-вулканогенних товщ порід не припинявся, і там відсутні сліди каледонскої складчастості.

Пізній палеозой

Підняття кінця силуру - початку девона охопили великі простори на земній кулі, що дозволяє називати часовий інтервал геократичним, тобто епохою розвитку переважно континентальних обстановок, які до того ж сприяли висушенню клімату і виникненню аридних умов. Гірські системи, що руйнуються, поставляли уламковий матеріал - грубі моласи в міжгірські западини. Знаменитим представником таких червонокольорових молас являється "стародавній червоний пісковик" девонського віку, поширений в каледонідах Європи.

Мезозойська і кайнозойська ери

Найважливішою подією цього часу є розпад суперконтиненту Пангеї-2 і формування сучасного структурного плану земної кори.

Розколювання Пангеї-2 почалося в середньому тріасі, і Неотетіс, який був успадкований від океану Палеотетіс, розділив Лавразію і Гондвану. З ранньої юри Середземноморський пояс вступив в альпійський етап розвитку, причому частина герцинських складчастих споруджень, що сформувалися в пізньому палеозої, знову піддалася роздробленню і опусканню. Подальші події були пов'язані з поступовим розпадом Гондвани і відокремленням материків один від одного. На початку кайнозойської ери Австралія останньою відокремилася від Антарктиди.

Після замикання Прото-Атлантичного океану (океану Япетус) в середньому карбоні в течію приблизно 140 млн. років Лавразія і Гондвана були сполучені разом, поки в ранньоюрський період не виникла система рифтів, уздовж якої розпочалось утворення вже сучасного Атлантичного океану. У середині ранньої юри розкрилася Центральна Атлантика і в цей же час відбувалося розкриття океану Тетіс. На початку ранньої крейди утворилася Південна Атлантика, Північна Атлантика, Атлантичний океан к цьому часу вже був близький до сучасного.