В.А. Магницкий - Общая геофизика (скан) (1119281), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Значительные контрасты высот (7-8 км) и большая расчлененность рельефа наблюдаются в современных зонах столкновения континентов, например в Альпийско-Гималайском складчатом поясе за счет давления врезавшейся в Азию Индии. Более древние горные пояса, такие, как Урал и Аппалачи, денудированы настолько, что перепады высот в них не превышают 1 — 2 км.
Постоянно накапливающиеся во впадинах осадочные толщи погребают под собой формы рельефа коренных пород земной коры. 101 Геолого-геофизические исследования показали, что существует два типа земной коры: более плотная базальтовая кора под океанами и менее плотная гранитная кора континентов. Океанская кора представляет собой верхний дифференцированный слой мантии, перекрытый сверху тонким слоем пелагических осадков. Океанская кора состоит из трех слоев. Слой 1 лежит непосредственно под морской водой, средняя толщина водного слоя 4,5 км, скорость Р-волн 1,5 км/с. Скорость Р-волн в 1-м слое, образованном пелагическими осадками, составляет 1,6 — 2,5 км/с, его средняя толщина 0,4 км. Слой 2 в верхней части сложен подушечными лавами толеитовых базальтов океанского типа (слой 2а), ниже располагаются долеритовые дайки того же состава (слой 2б).
Скорость Р-волн в слое 2 изменяется от 4 до 6 км/с, средняя толщина составляет 1,5 км. Верхняя часть слоя 3 сложена габбро, нижняя часть — серпентинитами. Скорость Р-волн в слое 3 составляет 6,4 — 7,0 км/с, его средняя толщина 5 км. Таким образом, общая толщина (или мощность) океанской коры 7 км. На границе Мохо наблюдается скачок Р-волн от 6,4 до 8,6 км/с.
В связи с тем что океанское дно постоянно обновляется за счет процесса спрединга с постоянным погружением океанской коры и накопившихся на ней осадков в мантию, океанские впадины так и не успели засыпаться осадками. Это приводит также к тому, что возраст океанского дна повсеместно оказывается сравнительно молодым, он не превышает 160 млн лет, вода океанов намного древнее, ее возраст достигает 3 млрд лет. Основными структурами дна океанов являются океанские котловины, океанские хребты, глубоководные желоба и континентальные окраины, которые в свою очередь состоят из шельфа, материкового склона и материкового подножия. Континентальная кора как по строению, так и по составу резко отличается от океанской.
Ее толщина изменяется от 20-25 км под островными дугами и участками с переходным типом коры до 80 км под молодыми складчатыми поясами Земли. Средняя толщина коры 35 км. Строение континентальной коры в противоположность океанской более сложное и неоднородное. Однако в ней также выделяют 3 слоя: верхний осадочный и два нижних, сложенных кристаллическими породами.
Почти повсеместно под континентальной корой определяется граница Мохо. Скорости сейсмических Р-волн в слоях коры нарастают сверху вниз: от 2 до 5,5 км/с в осадочном слое, 6-6,5 — в верхнем слое, 6,6 — 7,0 — в нижнем слое, ниже границы Мохо — 8 — 8,2 км/с. 102 Верхний слой кристаллических пород представлен древними докембрийскими породами гранитогнейсового состава, поэтому его иногда называют "гранитным".
Нижний слой сложен породами среднего и основного состава, метаморфизованными до амфиболитовой и даже гранулитовой фации. Нижний слой иногда называют "базальтовым". ЗАКЛЮЧЕНИЕ Анализ изложенных выше основных данных о Земле, ее внутреннем строении и эволюции и их сопоставление с тем, что известно об окружающем нас Космосе, показывают, что Земля является уникальной, единственной пригодной для жизни планетой не только в Солнечной системе, но и в окрестностях Солнца, которые простираются на десятки и сотни световых лет. Лик Земли, ее континенты и океаны, горы, впадины и равнины сформировались в результате сложных процессов движения литосферных плит и конвекции в верхней и нижней мантии.
И даже конвекция в ядре Земли оказывает влияние на мощные извержения'раскаленных магм в различных точках земной поверхности. Эти процессы осуществляются в основном за счет тепловой энергии Земли, которая выделялась при гравитационном сжатии и распаде радиоактивных веществ. И в настоящее время Земля является активно эволюционирующей планетой.
На определенном этапе развития Земли произошло образование океана и атмосферы. Вода и газы содержались в твердых веществах, которые образовывали тело Земли на ранних этапах ее эволюции. В результате нагрева Земли пары воды и газы поднимались к поверхности и выходили на нее в процессе извержений магм, вулканической деятельности, а также в виде горячих источников и газовых фонтанов.
Все это привело к образованию первичных океана и атмосферы. Эволюция нашей планеты происходила таким образом, что после образования земной коры создались условия для возникновения и развития органической и в конце концов разумной жизни. Жизнь живых существ связана с определенной геологической оболочкой нашей планеты — биосферой. В.И. Вернадский впервые высказал следующее соображение: "Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние — ноосферу"— сферу человеческого разума.
103 И вот после образования ноосферы в результате деятельности разумного человечества на нашей планете возникает, как это ни странно, новая глобальная проблема — проблема сохранения жизни на Земле, сохранения биосферы. А так как биосфера является продуктом деятельности других геологических оболочек и взаимодействует с ними, то мы сталкиваемся с проблемой сохранения условий существования живой и неживой природы в верхних оболочках Земли. Эта жизненно важная для нас проблема требует специального всестороннего изучения. В настоящее время уже формируется новая наука — глобальная экология, в задачи которой входит комплексное исследование верхних оболочек Земли, включая бионоосферу, влияния на них стихийных геофизических и технологических катастроф, антропогенного воздействия, а также разработка методов сохранения жизни природы и человека.
Существенным компонентом глобальной экологии наряду с другими науками является геофизика: физика твердой Земли, атмосферы и океана. 104 ЧАС ГЬ П ФИЗИКА АТМОСФЕРЫ ГЛАВА 1 СТРОЕНИЕ, СОСТАВ И ТЕРМОДИНАМИКА АТМОСФЕРЫ ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ АТМОСФЕРЫ Атмосфера представляет собой почти прозрачную для солнечного излучения газовую оболочку нашей планеты.
Хотя снимки, полученные из космоса, свидетельствуют о концентрации воздушной массы у поверхности Земли (рис. 1.1), тем не менее имеют место явления, например полярные сияния, которые развиваются на огромной высоте (до 1000 км), что говорит о наличии там атмосферных газов. На рис.1.2 приведено вертикальное распределение массы атмосферы.
Из приведенных рисунков следует, что основная масса атмосферы сосредоточена в слое толщиной около 30 км. Более того, расчеты показывают, что половина всей массы атмосферы заключена в слое толщиной в б км. Примечательно, что облачные системы также формируются и развиваются в слоях на указанных высотах (6-10 км).
Современная земная атмосфера является итогом долгого процесса эволюции, который начался примерно 3 — 4 млрд лет тому назад. За это время атмосфера многократно изменяла свой состав и свои свойства. "Атмосфера" — значит паровая сфера (*'атмо" — "пар"). Теперь мы далеко ушли от такого примитивного представления.
В начале на нашей планете не было атмосферы. При образовании планет первичное вещество из-за гравитации сжималось. При этом температура поднималась и происходило расплавление вещества. В глубинах планеты концентрировалось тяжелое вещество, а кора Земли сложилась из легких пород. Газообразные же продукты реакции, имевшие место в расплаве, создали первичную атмосферу. Этот процесс усиливался множеством действующих вулканов, которые выбрасывали огромное количество водяного пара, пепла, углекислого газа, окиси углерода, сернистого газа. 105 В настоящее время состав атмосферы хорошо известен.
Она в основном состоит из азота и кислорода и нескольких второстепенных газов (табл. 1). Кроме того, атмосфера содержит различные переменные компоненты. К ним относятся водяной пар, двуокись углерода, озон, двуокись серы, двуокись азота (табл. 2). Таблица 1 Постоянные компоненты воздуха ~Флигль, Бузингер, 19б5) Таблица 2 Переменные компоненты воздуха (Флигль, Бузингер, 19б5) Из табл.
1 следует, что самый распространенный газ в атмосфере — азот. В газообразном состоянии азот химически нейтрален, а 107 в соединениях играет важную роль в обмене между растительным и животным миром. Вторым атмосферным газом (по объему) является кислород. Он самый активный газ. Между тем содержание кислорода в атмосфере практически неизменно, что объясняется уравновешиванием расхода и прихода в процессе кислородного обмена в экосистеме животные-растения. МАССА,А ТМОСФЕРБ1 Давление воздуха у поверхности Земли, как известно, равно р, = 1,013 . 105 Па, следовательно, на всю поверхность Земли Я® — — 4кЯ~2 действует сила Р = 4кЯ~~ . р,, равная весу всей атмосферы Р = т у.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
