Движения земной коры. Движение земной коры

Земная кора состоит из литосферных плит. Для каждой литосферной плиты характерно непрерываемое движение. Люди не замечают таких движений, ведь они происходят чрезвычайно медленно.

Причины и последствия движения земной коры

Все мы знаем, что наша планета состоит из трех частей: земное ядро, земная мантия, и земная кора. В ядре нашей планеты сосредоточенны многие химические вещества, которые беспрерывно вступают в химическую реакцию друг с другом.

В результате таких химических, радиоактивных и тепловых реакций происходят колебания в литосфере. За счет этого, земная кора может двигаться вертикально и горизонтально.

История изучения движений земной коры

Тектонические движения исследовали еще ученые эпохи Античности. Древнегреческий географ Страбон впервые высказал теорию о том, что отдельные участки суши систематически поднимаются. Известный русский ученый Ломоносов называл движения земной коры как долговременные и нечувствительные землетрясения.

Однако более детальное изучение процессов движения земной коры началось в конце 19 века. Американский геолог Джилберт классифицировал движения земной коры на два основных типа: те, которые создают горы (орогенические) и те, которые создают материки (эпейрогенические). Изучением движения земной коры занимались как иностранные, так и отечественные ученые, в частности: В. Белоусов, Ю. Косыгин, М. Тетяев, Э. Хаарман, Г. Штилле.

Типы движения земной коры

Существуют два типа тектонических движений: вертикальные и горизонтальные. Вертикальные движения имеют названия радиальных. Такие движения выражаются в систематическом поднятии (либо опускании) литосферных плит. Зачастую радиальные движения земной коры происходят в качестве последствия сильных землетрясений.

Горизонтальные движения представляют собой смещения литосферных плит. Согласно мнению многих современных ученных, все существующие материки образовались в результате горизонтального смещения литосферных плит.

Значение движения земной коры для человека

Движения земной коры на сегодняшний день угрожают жизни многих людей. Ярким примером является итальянский город – Венеция. Город расположен на участке литосферной плиты, которая с высокой скоростью оседает.

Ежегодно, город опускается под воду – происходит процесс трансгрессии (долгосрочное наступление морской воды на сушу). В истории известны случаи, когда вследствие движения земной коры под воду уходили города и поселки, а через некоторое время поднимались вновь (процесс регрессии).

Для земной коры свойственны тектонические процессы, которые обусловливают ее постоянную перестройку и развитие. Движущей силой этих процессов является, в основном, внутренняя энергия Земли. Тектонические процессы вызывают движения в земной коре - тектонические движения.

Тектонические процессы в земной коре изучает геологическая наука геотектоника. Изложенное далее относится согласно современным представлениям глобальной геотектоники к внутриплитной тектонике, само же движение материков и земной коры под океанами обусловлено перемещением литосферных плит, таких, например, как

Тихоокеанская или Евразийская. Формирование геосинклинальных зон приурочено к зонам субдукции (подныривания) или обдукции (наползания) одной такой литосферной плиты на другую как в случае с Японскими островами. В связи с тем, что строительство пока сосредоточено преимущественно на суше, т. е. на континетах, расположенных на литосферных плитах, то представления внутриплитной тектоники для инженерной геологии носят весьма важный характер.

Тектонические движения. В земной коре они проявляются по-разному, как во времени, так и в пространстве. Во времени движения проявляются в виде медленных (эпейрогенических) и быстрых (оро-генических - горообразовательных) движений. По положению в пространстве (по преобладающему направлению) тектонические движения бывают радиальные (по радиусам Земли), действующие вертикально вверх и вниз, и тангенциальные, направленные горизонтально. Различный характер движений связан со строением земной коры по горизонтали, т. е. с ее основными структурами.

Основные структуры земной коры. Строение земной коры по горизонтали очень сложное, но для понимания тектонических движений его можно упростить, если принять за основу положение, что земная кора состоит из двух основных структур - платформ и геосинклиналей.

Платформы являются наиболее крупными структурами земной коры. Это континенты и впадины океанов. Это устойчивые, жесткие, малоподвижные структуры. Им свойственны выровненные формы рельефа земной поверхности (типа равнины). Для платформ типичны спокойные, медленные движения вертикального характера (эпей-рогенические).

Геосинклинали - это участки земной коры, являющиеся подвижными сочленениями платформ. Для них характерны разнообразные тектонические движения, среди которых преобладают сильные, резкие, непредсказуемые по времени и в пространстве, с ними связаны вулканизм и сейсмические явления. В геосинклиналях возникают разломы земной коры, происходит интенсивное накопление мощных толщ осадочных пород. Тектонические силы выводят слои осадочных пород из горизонтального положения и придают им форму складок. К геосинклиналям относятся: 1) широтный пояс, который охватывает Средиземноморье, Кавказ, Переднюю Азию и до Индонезии; в состав пояса входят Алтай, Саяны, Прибайкалье, 2) кольцевой Тихоокеанский пояс - Северная и Южная Америки, Япония, Сахалин, Курильские острова, Камчатка, юг Приморья.

Движения платформ. Этим территориям свойственны медленные вертикальные колебательные движения (эпейрогенические). Они выражаются в том, что отдельные участки земной коры на протяжении многих столетий испытывают поднятие, в то время как другие территории опускаются. Движения медленные, длительные по времени, но от них многое зависит: положение границ между сушей и морями, обмеление или усиление размывающей деятельности рек, формирование рельефа Земли, повышение уровней водохранилищ, движение воды в самотечных каналах, положение прибрежных территорий по отношению к уровню моря и многое другое.

Интересно отметить, что платформы (материки) имеют тенденцию к горизонтальным подвижкам. Так, на основе данных, полученных с искусственных спутников Земли, установлено, что только за пять лет Австралия «подплыла» к Японским островам на 38 см (76 мм в год), Европа - на 19 см, Северная Америка - на 11, Гавайские острова - на 39 см (78 мм в год). Ученые подсчитали, что если такой темп движения сохранится, то ближайший к Японии сосед - Гавайские острова сольются с Японскими островами через 100 млн лет.

Для инженерной геологии особый интерес представляют современные вертикальные колебательные движения платформ, вызывающие изменения высот поверхности земли в том или ином районе. Оценку скорости их проявления осуществляют высокоточными геодезическими работами. Годичная скорость современных колебательных движений платформ чаще всего равна нескольким миллиметрам, но имеются участки, где скорость равна 1-2 см/год и даже больше. Цифры небольшие, но за длительное время они вырастают в значительные величины. Так, например, Скандинавия только за последние 50 лет поднялась на 19 см. Много веков интенсивно опускаются районы Нидерландов (40-60 мм/год).

Колебательные движения прослеживаются также в России. Среднерусская возвышенность поднимается на 1,5-2 см/год, район Курска - до 3,6 мм/год. Ряд территорий испытывает опускание поверхности Земли: Москва (3,7 мм/год), Санкт-Петербург (3,6 мм/год), Восточное Предкавказье (5-7 мм/год). Имеются территории, где подъем поверхности Земли происходит более интенсивно. Так, во второй половине XX в. на 14-15 см/год стал подниматься уровень Каспийского моря, что привело к затоплению многих прибрежных участков Астраханской области. К 2000 г. общий подъем уровня моря превысил 2 м. По всей видимости, это связано с тектоническими движениями земной коры в районе Каспийского моря.

Современные колебания поверхности Земли учитывают при строительстве различных объектов: крупных водохранилищ, высоких плотин, мелиоративных систем, но особенно при сооружении аэродромов и космодромов.

Рис. 4.

Вулканизм. Вулканы - это горы или возвышения конусовидной формы, которые созданы выходящей на поверхность Земли магмой (рис. 4). Магма выходит из вулкана, растекается по его склонам и по окружающей местности. В этих случаях магму называют лавой.

Вулканы разделяют на действующие, периодически извергающие магму, и потухшие, которые в настоящее время не действуют. Но история знает случаи, когда потухшие вулканы возобновляли свое действие, так было с вулканом Везувием (Италия), неожиданное извержение которого произошло в 79 г. н. э., что привело к гибели трех городов. Потухший ныне вулкан Казбек (Кавказ) еще действовал в начале четвертичного периода, и его лавы во многих местах залегают на Военно-Грузинской автодороге.

Вулканы приурочены к подвижным участкам земной коры, т. е. к геосинклиналям. На сегодня известно более 850 действующих вулканов, из них 76 располагаются на дне океанов. На территории России вулканы находятся на Камчатке (28 действующих) и на Курильских островах (10 действующих). Наиболее крупными являются вулканы Ключевская Сопка (высота конуса горы 4850 м), Авачинский, Ка-рымский, Безымянный.

Извержения вулканов происходят по-разному - в виде взрывов и бурного излияния лавы или спокойно, без взрывов, когда лава медленно растекается по округе вулканического конуса. Вулканы Камчатки и Курильских островов относятся к наиболее опасным, т. е. взрывным. Извержение таких вулканов начинается с подземных толчков (землетрясений, иногда силой до 5 баллов), далее следуют взрывы с выбросом лавы, газов и водяных паров.

Лавы образуют потоки, ширина и длина которых зависит от уклонов конусов горы и окружающего рельефа местности. Известен случай (Исландия), когда длина лавового потока достигла 80 км при его мощности 10-50 м. Скорость потоков различная, зависит от типа магмы и колеблется от 5-7 до 30 км/ч. При взрыве вулканов из их жерла одновременно с лавой вылетает твердый материал в виде обломков разных размеров: 1) глыбы (бомбы) весом несколько тонн; 2) куски, которые называют лапилли (1-3 см в диаметре) и 3) частицы в виде песка и пыли. Пылеватые частицы называют вулканическим пеплом. Все эти обломки разлетаются на различные расстояния и создают многометровые наносы. Наиболее далеко уносится вулканический пепел (сотни и даже тысячи километров).

Одновременно с лавой и камнями вулканы выбрасывают газы. В большинстве случаев газы ядовиты. Не менее опасны водяные пары, которые быстро конденсируются, что приводит к образованию на склонах и у подножий конусов грандиозных грязевых потоков (селей). Они обладают большой разрушительной силой и создают многометровые наносы.

Вышесказанное подтверждает, что автодороги и, особенно, аэродромы следует строить на определенном отдалении от действующих вулканов.

Расстояние обычно определяют исходя из многолетнего опыта строительства в каждом конкретном районе и с учетом особенностей извержений того или иного вулкана.

Интересен один из случаев, когда люди пытались бороться со стихией. Извержение вулкана Этна (Сицилия) продолжалось 130 дней. В потоки лавы было заброшено 300 т цементных блоков, связанных тяжелыми стальными цепями. Это изменило направление главного потока.

Сейсмические явления

Сейсмические (от греч. Бе^тоз - сотрясение) явления - упругие колебания земной коры, происходящие вследствие того, что в ее недрах (или в верхней мантии) возникают напряжения, которые в конечном итоге под действием тектонических сил находят выход в деформации сжатых пород, в образовании разрывов, что проявляется в виде толчков. Таким образом, сейсмические толчки - явление чисто механическое. При толчках возникают упругие волны, которые распространяются во все стороны от мест разрывов. Эти волны называются сейсмическими.

Если большинство пород, слагающих земную кору, рассматривать как упругую среду, то сейсмические волны передают деформации, возникающие в горных породах, на значительные расстояния и с большой скоростью. Эти волны по виду деформаций делятся на продольные и поперечные.

Продольные волны (или волны сжатия - растяжения) заставляют колебаться частицы пород в направлении, совпадающем с движением волны. Поперечные волны (или «волны сдвига») распространяются в направлении, перпендикулярном направлению движения продольных волн. Скорость и энергия этих волн в 1,7 раза меньше, чем у продольных.

При встрече подземных упругих волн с поверхностью земли возникает новый вид колебательного движения - так называемые поверхностные волны. Это обычные волны тяжести, которые приводят к деформациям поверхности земли (рис. 5).

Место, где возникает сейсмический толчок, лежащее в глубине земной коры, носит название гипоцентра. Глубина залегания гипоцентра бывает 1 - 10 км - поверхностные сейсмические явления;

Рис. 5. Схема распространения сейсмических волн на поверхности земли (Г) и

в земной коре (2):

Г - гипоцентр; Э - эпицентр. Сейсмические волны: / - продольные; 2- поперечные; 3- поверхностные

Рис. 6. Последствия землетрясений: а - в городском квартале; б - на горном плато в Иране

30-50 км - коровые и 100-700 км - глубокие. Наиболее разрушительными являются поверхностные сейсмические явления.

Проекция гипоцентра на дневную поверхность называется эпицентром. Сила удара продольной волны в эпицентре максимальна.

Анализ случаев сейсмических явлений показал, что в сейсмически активных районах Земли до 70 % гипоцентров располагается до глубины 60 км.

Продолжительность действия сейсмических волн обычно ограничивается несколькими секундами, иногда минутами, но бывают случаи и более длительного воздействия. Так, например, в 1923 г. на Камчатке сейсмическое явление продолжалось с февраля по апрель (195 толчков).

Сотрясения земной коры сейсмического происхождения происходят очень часто и как стихийное бедствие после ураганов и тайфунов занимают второе место по величине материального ущерба, наносимого человечеству (рис. 6). Ежегодно на земном шаре регистрируется около 100 тыс. сейсмических явлений, из которых около 100

Р и с 6. Продолжение

приводят к разрушениям, а в ряде случаев к катастрофам, как, например, в Токио (1923 г.), Сан-Франциско (1906 г.), в Чили и на острове Сицилия (1968 г.). Исключительное по силе сейсмическое явление произошло в Монголии (1956 г.) Один из горных пиков раскололся пополам, часть горы высотой 400 м обрушилась в ущелье, образовалась сбросовая впадина длиной до 18 км и шириной около 800 м, на

• 5 м и более
• 0,5...1,0 м

Рис. 7.

поверхности земли появились трещины шириной до 20 м, главная из которых протянулась на 250 км.

Сейсмические явления возникают как на суше, так и на дне океанов. В связи с этим среди них различают моретрясения и землетрясения.

Моретрясения возникают в океанических впадинах Тихого, реже Индийского и Атлантического океанов. Быстрое поднятие и опускание дна порождает на его поверхности пологие волны (цунами) с расстоянием между гребнями в несколько километров и высотой в многие метры (рис. 7). При подходе к берегам вместе с подъемом дна высота волны увеличивается до 15-20 м и более. Уникальный случай произошел в 1964 г. на Аляске, где высота волны достигла 66 м при скорости движения 585 км/ч.

Цунами передвигаются на расстояния в сотни и даже тысячи километров со скоростью 500-800 км/ч и более.

В России цунами бывают в Тихом океане у берегов Камчатки и Курильских островов. Одно из таких цунами было в 1952 г. Перед приходом волны море отступило на 500 м, а через 40 мин волна со страшной силой ударила в берег, разрушила все постройки и дороги, покрыла прибрежную территорию песком, илом и обломками пород. Через некоторое время, вслед за первой, пришла вторая волна высотой в 10-15 м, которая довершила разгром берега ниже десятиметровой отметки.

Цунами возникают реже землетрясений. Так, за 200 последних лет на Камчатке и Курилах их было всего 14, из которых четыре были катастрофическими. Последнее глобальное катастрофическое цунами произошло в Индийском океане в конце декабря 2004 г., когда по общим оценкам погибло более 200 тыс. человек в Индонезии и странах Индокитая.

Строительство автодорог и аэродромов на берегах, куда может подойти цунами, требует выполнения защитных мероприятий. В России, как и в сопредельных странах Тихоокеанского региона, действует служба наблюдений, которая своевременно оповещает о приближении цунами. Это позволяет укрыть людей от опасности. Автомобильные дороги размещают на высокой части рельефа, при необходимости прикрывают берега железобетонными молами, ставят волноотбойные стены, создают защитные земляные насыпи.

Землетрясения - это сейсмические явления на суше. В России землетрясения бывают на Кавказе, Алтае, Саянах, Прибайкалье, Сахалине, Курильских островах и Камчатке. Все эти территории находятся в геосинклинальном поясе. До настоящего времени только эти районы считались сейсмическими, но уже во второй половине XX в. стало очевидным, что землетрясения при определенных условиях могут возникать и на платформах, хотя они в отличие от тектонических землетрясений имеют другое происхождение.

По происхождению для суши предлагается различать четыре типа землетрясений:

• 1. Тектонические, вызванные тектоническими силами земной коры и составляющие подавляющее большинство землетрясений. Они характеризуются широкими площадями и большой силой или, иначе говоря, высокой балльностью.
• 2. Вулканические, связанные с извержением вулканов и имеющие локальное распространение, но иногда большой силы.
• 3. Денудационные (обвальные и провальные), порождаемые падением больших массивов горных пород со склонов или падением в провалы в результате карстообразования. Такие землетрясения имеют также локальный характер и сравнительно небольшую силу.
• 4. Техногенные, связанные с производственной деятельностью человека.

На сегодня вполне очевидно, что производственная деятельность человека может влиять на сейсмическую обстановку даже на глобальном уровне. Это так называемые наведенные землетрясения. Они могут быть вызваны заполнением обширных водохранилищ, откачкой нефти, газа, межпластовых подземных вод, ядерными взрывами, массированными военными бомбардировками и т. д. Вышеприведенный перечень показывает, что человек может оказывать определенное воздействие на геологическое пространство и своей деятельностью

Рис. 8.

способен создавать побудительные причины негативных тектонических событий, известных как природно-техногенные катастрофы.

Оценка силы землетрясений. Человечество уже многие столетия ведет наблюдение и регистрацию землетрясений на земном шаре. Теперь широко используется специальная аппаратура, в частности, сейсмографы, которые позволяют качественно определять, где произошло землетрясение, и оценивать его силу. Приборы автоматически регистрируют колебания Земли и вычерчивают сейсмограмму (рис. 8).

В настоящее время выявлена зависимость землетрясений от строения, состава и состояния земной коры. Это выглядит следующим образом.

• 1. В плотных породах скорость распространения сейсмического толчка больше, нежели в рыхлых связных и несвязных осадочных породах, однако сила землетрясения (его балльность), наоборот, возрастает в последних.
• 2. Обводненность, водонасыщение, высокое положение уровня грунтовых вод увеличивают интенсивность землетрясений. Территории, сложенные плывунами, илами, заболоченными и обводненными осадочными породами, являются районами повышенной интенсивности землетрясений.
• 3. Геологические структуры и тектонические нарушения, расположенные поперек движения сейсмических волн, могут уменьшать интенсивность землетрясений.
• 4. Отдельно стоящие и резко очерченные формы рельефа поверхности земли (холмы, крутые склоны гор и оврагов) могут повышать сейсмичность территории.

Каждое землетрясение обязательно сопровождается рядом физических явлений. Это звуки, световые эффекты, волны на твердых средах, обвалы, оползни и оплывы, трещины и провалы в земле, разрушения домов, дорог и мостов. Очень характерны звуки в виде «подземного гула».

Интенсивность проявления землетрясений на поверхности земли (сотрясаемость поверхности) оценивается по сейсмическим шкалам. В России для оценки силы землетрясений используется шкала, состоящая из 12 баллов (табл. 1). Каждому баллу отвечает определенная величина сейсмического ускорения - а, мм/с 2 , вычисляемая по формуле

а = 4п 2 А/Т 2 ,

где Л - амплитуда колебаний, мм; Т - период колебаний сейсмической волны, с. По величине а определяют коэффициент сейсмичности, который необходим для оценки прочности и устойчивости сооружений:

Кс = а/&

где # - ускорение силы тяжести, мм/с 2 .

Таблица 1

Сейсмическая 12-балльная шкала

Кроме 12-балльной шкалы, которая используется во многих странах мира, очень известной является шкала Рихтера (шкала магнитуд - М). Магнитуды - это расчетные величины. Максимальные значения магнитуд М- 8,5-9.

Строительство автодорог и аэродромов. Важное место занимает сейсмическое районирование территорий и прогноз проявления возможных землетрясений. Сейсмическое районирование выражается в составлении сейсмических карт, по которым можно определять значение максимального балла для данной территории (рис. 9). Эго трудная задача. В последние годы карты периодически обновляют, так как сейсмичность земной коры в ряде районов возрастает. В большинстве случаев на новых картах значения баллов повышают. Стихия коварна. Это можно видеть на следующем примере. В 1976 г. землетрясение

Р и с. 9. Карта сейсмического районирования. Линии сейсмических баллов:

I - от 1 до 5; II - от 5 до 7; III - до 8

в Узбекистане (8 баллов) разрушило поселок Газли. Поселок отстроили, но в 1984 г. землетрясение повторилось, но уже силой 9 баллов и он был снова разрушен.

В последние годы в России создана Карта общего сейсмического районирования территории страны (имеется в виду Карта тектонических землетрясений). Из этой карты видно, что если раньше особо опасными по сейсмике считались Сахалин, Камчатка, Курилы, то теперь к этим территориям относят Восточную Сибирь и примыкающие к ней Прибайкалье и Забайкалье, включая горный Алтай. Для этих территорий возможны землетрясения в 9 баллов (по шкале Рихтера - Л/до8,5). Впервые на Карте появились зоны 10-балльных землетрясений (Сахалин, Камчатка, Курилы). Раньше таких районов в России не было. Территория Северного Кавказа с 6-7-балльной оценки переведена на 9-балльную.

Прогноз землетрясений. Предотвратить землетрясения нельзя. Прогноз требует ответа на три вопроса - где, какой силы и когда произойдет землетрясение. Наука работает в этом направлении, но точные достоверные ответы пока отсутствуют.

Строительство при прогнозе землетрясений в 6 баллов и больше осуществляется согласно Строительным нормам и правилам (СНиП). Величину балла определяют по Карте и корректируют в зависимости от рельефа, геологии и гидрогеологии данной местности. Корректировку баллов осуществляют только в ббльшую сторону.

В сейсмических районах автодороги и аэродромы рекомендуется строить вдали от крутых склонов гор и обрывов, откосы выемок и земляного полотна свыше 4 м делают более пологими, при 6 баллах и более высота насыпей и глубина выемок не должны превышать 15-20 м, водонасыщенные грунты под насыпями следует осушать дренажами, особое внимание уделяется повышению устойчивости мостов, которые опасно строить на тектонических разломах.

Для обнаружения и регистрации всех типов сейсмических волн используются специальные приборы сейсмографы. Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным движениям, другие к вертикальным. Волны регистрируются вибрирующим пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и электронные сейсмографы (без бумажной ленты).

В эпоху поздней Хань императорский астроном Чжан Хэн (78-139) изобрел первый в мире сейсмоскоп, который отмечал слабые землетрясения на больших расстояниях. Это устройство не сохранилось до наших дней. О его конструкции можно судить по неполному описанию в Хоу Хань шу (История Второй Хань). Современная реконструкция сейсмографа, изготовленного Чжан Хэном в 132 г. н.э

Змеи, особенно ядовитые, в предчувствии приближающегося землетрясения уже за несколько дней покидают обжитые норы. То же самое делают ящерицы и муравьи. Некоторые ученые склонны объяснять этот неоспоримый факт высокой чувствительностью кожи к температурному изменению почвы.

По поведению планктона можно предсказывать землетрясения, считает группа ученых из Индии и США. Они выяснили, что перед сильными подводными толчками мельчайшие растения океана активно зеленеют. Как сообщает BBC, такой вывод подтверждают спутниковые снимки, сделанные незадолго до четырех недавних катаклизмов - в индийском штате Гуджарат, на Андаманских островах, в Алжире и в Иране.

1)§ 18, читать, пересказывать 2) с. 49 ответы на вопросы устно 3)На к/к отметить штриховкой районы, для которых характерны землетрясения. 4)Рабочая тетрадь (стр).

На первый взгляд почва под ногами кажется абсолютно неподвижной, но на самом деле это не так. Земля имеет подвижную структуру, которая совершает движения различного характера. Движение земной коры, вулканизм в большинстве случаев может нести колоссальную разрушающую силу, однако есть и другие движения, слишком медленные и невидимые невооружённому человеческому глазу.

Понятие движения земной коры

Земная кора состоит из нескольких больших тектонических плит, каждая из которых совершает движения под воздействием внутренних процессов Земли. Движение земной коры - это очень медленное, можно сказать, вековое явление, которое не ощутимо органами чувств человека, и тем не менее этот процесс играет огромную роль в нашей жизни. Заметные проявления перемещения тектонических пластов - это образование горных цепей, сопровождаемое землетрясениями.

Причины возникновения тектонических движений

Твёрдая составляющая нашей планеты - литосфера - состоит из трёх слоёв: ядра (самого глубинного), мантии (промежуточный слой) и земной коры (поверхностная часть). В ядре и мантии слишком высокая температура заставляет твёрдую материю переходить в текучее состояние с образованием газов и повышения давления. Поскольку мантия ограничена земной корой, и вещество мантии не может увеличиваться в объёме, то в результате возникает эффект парового котла, когда происходящие в недрах земли процессы активируют движение земной коры. При этом перемещение тектонических плит сильнее в участках с наибольшей температурой и давлением мантии на верхние слои литосферы.

История изучения

О возможном смещении пластов догадывались ещё задолго до нашей эры. Так, истории известны первые предположения древнегреческого учёного - географа Страбона. Он выдвинул гипотезу о том, что некоторые периодически поднимаются и опускаются. Позже русский энциклопедист Ломоносов писал, что тектонические движения земной коры - это незаметные для человека землетрясения. Догадывались о перемещении земной поверхности и жители средневековой Скандинавии, которые замечали, что их селения, некогда основанные в прибрежной зоне, через столетия оказывались вдалеке от морского побережья.

Всё же движение земной коры, вулканизм начали целенаправленно и масштабно изучать во время активного развития научно-технического прогресса, который имел место в XIX веке. Исследования проводили как наши российские геологи (Белоусов, Косыгин, Тетяев и др.), так и зарубежные учёные (А.Вегенер, Дж.Уилсон, Джилберт).

Классификация видов движения земной коры

Схема движения двух видов:

• Горизонтальные.
• Вертикальные движения тектонических плит.

Оба эти вида тектоники самодостаточны, независимы друг от друга и могут происходить одновременно. И первые, и вторые играют основополагающую роль в формировании рельефа нашей планеты. Помимо этого, виды движения земной коры являются первостепенным объектом исследования геологов, поскольку они:

• Являются прямой причиной создания и преобразования современного рельефа, а также трансгрессии и регрессии некоторых участков морских территорий.
• Разрушают первичные рельефные структуры складчатого, наклонного и разрывного типа, создавая на их месте новые.
• Обеспечивают обмен веществ между мантией и земной корой, а также обеспечивают выход магматического вещества через каналы на поверхность.

Горизонтальные тектонические движения земной коры

Как было сказано выше, поверхность нашей планеты состоит из тектонических плит, на которых размещаются материки и океаны. Более того, многие геологи нашего времени считают, что формирование нынешнего образа континентов произошло благодаря горизонтальному смещению этих самых огромных пластов земной коры. Когда смещается тектоническая плита, вместе с ней смещается и материк, который на ней находится. Таким образом, горизонтальные и при этом очень медленные движения земной коры привели к тому, что географическая карта на протяжении многих миллионов лет преображалась, одни и те же материки отдалялись друг от друга.

Наиболее точно изучена тектоника последних трёх столетий. Движение земной коры на современном этапе исследуется с помощью высокоточного оборудования, благодаря которому удалось выяснить, что горизонтальные тектонические смещения земной поверхности носят исключительно однонаправленный характер и преодолевают ежегодно всего несколько см.

При смещении тектонические плиты в каких-то местах сходятся, а в каких-то расходятся. В зонах столкновения плит образуются горы, а в зонах расхождения плит - трещины (разломы). Ярким примером расхождения литосферных плит, наблюдаемым в нынешнее время, являются так называемые Великие Африканские разломы. Они отличаются не только наибольшей протяжённостью трещин в земной коре (более 6000 км), но и чрезвычайной активностью. Разлом африканского континента происходит настолько быстро, что вероятно не в таком далёком будущем восточная часть материка отделится и образуется новый океан.

Вертикальное движение земной коры

Вертикальные движения литосферы, также называемые радиальными, в отличие от горизонтальных имеют двойную направленность, то есть суша может подниматься и через некоторое время опускаться. Следствием вертикальных передвижения литосферы также являются и поднятие (трансгрессия) и опускание (регрессия) уровня моря. Вековые движения земной коры вверх и вниз, происходившие многие столетия назад можно проследить по оставленным следам, а именно: неапольский храм, построенный ещё в 4-м веке н.э., на данный момент находится на высоте более 5 м над уровнем моря, однако его колонны усыпаны ракушками моллюсков. Это является явным свидетельством того, что храм долгое время находился под водой, а значит этот участок почвы систематически двигался в вертикальном направлении то по восходящей оси, то по нисходящей. Этот цикл движений известен как колебательные виды движения земной коры.

Регрессия моря приводит к тому, что некогда морское дно становится сушей и образуются равнины, среди которых можно назвать Северо- и Западно-Сибирскую равнины, Амазонскую, Туранскую и др. В настоящее время в Европе наблюдаются поднятие суши (Скандинавский полуостров, Исландия, Украина, Швеция) и опускание (Голландия, юг Англии, север Италии).

Землетрясения и вулканизм как следствие движения литосферы

Горизонтальное передвижение земной коры ведёт к столкновению или разлому тектонических плит, что проявляется землетрясениями различной силы, которая измеряется по шкале Рихтера. Сейсмические волны до 3 баллов по этой шкале не ощутимы человеком, колебания грунта с магнитудой от 6 и до 9 уже способны привести к значительным разрушениям и гибели людей.

Вследствие горизонтального и вертикального движения литосферы на границах тектонических пластин образуются каналы, по которым вещество мантии под давлением извергается на земную поверхность. Этот процесс называется вулканизмом, его мы можем наблюдать в виде вулканов, гейзеров и тёплых источников. На Земле существует множество вулканов, часть из которых активна до сих пор. они могут быть как на суше, так и под водой. Вместе с магматическими пародами они извергают в атмосферу сотни тонн дыма, газа и пепла. Подводные вулканы являются основной по силе извержения они превосходят наземные. В настоящее время подавляющее большинство вулканических образований на морском дне неактивны.

Значение тектоники для человека

В жизни человечества движения земной коры играют огромную роль. И это касается не только формирования горных пород, постепенного влияния на климат, но и саму жизнь целых городов.

Так например, ежегодная трансгрессия Венеции грозит городу тем, что в скором будущем он окажется под водой. Подобные случаи в истории неоднократны, множество древних поселений уходили под воду, а через определённое время вновь оказывались над уровнем моря.

Движения земной коры

Поверхность нашей планеты постоянно претерпевает изменения. Даже в течение своей жизни человек замечает, как меняется окружающая его природа: осыпаются берега рек, зарастает луг, возникают новые формы рельефа , часто в их возникновении участвует и сам человек. Тогда, если они созданы его руками, такие формы рельефа носят названия антропогенных. Тем не менее, все эти изменения, по большей части, вызваны внешними, экзогенными силами Земли. Наблюдать же внутренние, эндогенные силы планеты воочию доводится далеко не каждому. Должно быть, это и к лучшему, - очень уж грандиозны и временами разрушительны бывают эти внутренние силы, способные перемещать континенты. И вырвавшись на поверхность однажды, внутренние силы могут пробудить спящий вулкан , могут разом изменить окружающий рельеф сильным землетрясением , эти силы куда более мощные в своих проявлениях, чем ветер, текучая вода, движущиеся ледники. И в то время, когда внешние силы Земли годами и веками формируют мелкие и средние формы рельефа, обтачивая камни, шлифуя горы; внутренние силы Земли, пусть и за миллионы лет, эти горы воздвигают и перемещают за тысячи километров отдельные блоки литосферы . Так что даже хорошо, что большая часть этих внутренних процессов скрыта от нас огромной толщей земной коры .

Итак, земная кора движется. Она движется обычно очень медленно вместе с отдельными блоками литосферы - литосферными плитами . Скорость этого движения не превышает несколько сантиметров в год. Иногда, особенно рядом с границами литосферных плит земная кора может прийти в быстрое движение, в результате происходит землетрясение . Причиной движения земной коры , как считают учёные, является движение мантии . Напомним, что недра Земли очень горячие, и мантия представляет собой особое вязкое вещество. С глубиной его температура растёт и уже в ядре она доходит до нескольких тысяч градусов. С нагреванием плотность вещества снижается за счёт его расширения. Справедливо предположить, что в недрах планеты более горячая и менее плотная мантия медленно стремится подняться вверх, а верхние, более холодные слои погружаются вниз, пока снова не нагреются. Этот процесс длится миллионы лет и будет продолжаться, пока недра Земли не остынут. Циркуляция мантии и увлекает за собой сравнительно тонкую (по меркам планеты) .

Быстрые движения хаотичны, они не имеют конкретного направления, и о них мы поговорим в теме "землетрясения" .

Медленные движения земной коры можно подразделить на горизонтальные и вертикальные.

Горизонтальные движения - это, в первую очередь, движения литосферных плит . При столкновении плит образуются горы, на месте их расхождения формируются разломы в земной коре. Яркими примерами таких разломов являются озёра Байкал, Ньяса и Танганьика. На дне океанов в местах разломов также формируются срединно-океанические хребты.

Вертикальные движения - это процессы поднятия и опускания участков суши или дна моря. Вертикальные движения нередко являются следствием горизонтальных столкновений двух литосферных плит. Так на несколько миллиметров в год растут высочайшие на Земле горы Гималаи. Можно наблюдать, как древние античные города за тысячи лет оказались подняты над уровнем моря, и их приморские сооружения оказались вдали от береговой линии. Вероятно, миф об Атлантиде, тоже может иметь свои реальные предпосылки; по крайней мере, затопленные Средиземным морем памятники древних цивилизаций, современными археологами обнаружены. Причина тому - опускания и поднятия земной коры на границе Евразийской и Африканской литосферных плит в районе Средиземноморья. Испытывают поднятия и берега Скандинавии. Однако, вероятно, здесь кора поднимается из-за того, что несколько тысяч лет назад её покрывал огромный ледник. Сейчас ледниковый период давно закончился, а поверхность Земли, испытавшая в этом месте колоссальное давление, всё ещё медленно выпрямляется обратно. Чего не сказать о берегах соседней Голландии, которой наоборот приходится век за веком бороться с надвигающимся морем. Только система дамб и специальных сооружений защищает значительную часть Нидерландов от затопления. Не случайно существует поговорка о том, что Бог создал море, а голландцы создали берега.

Изучать направление движения земной коры помогает особенность залегания горных пород на Земле. Дело в том, что горные породы залегают обычно в виде слоёв, так что вся земная кора напоминает своеобразный слоёный пирог. И чем выше находится слой, тем позже он должен был образоваться. О времени образования слоя геологи обычно судят по окаменелым останкам организмов, которые в нём обнаруживаются. Но иногда слои залегают неровно, они могут сминаться в складки и даже менять расположение. Такие перемещения могут сбить с толку, но они же и могут рассказать о тех движениях земной коры, которые она испытывала в этом месте.

Если один из фрагментов наблюдаемого участка как будто съехал или сдвинулся вниз относительно другого, то это явление называется сброс . Когда наблюдается очевидное поднятие одного из участков, то это взброс . Иногда взброс бывает на столько сильным, что приподнятый участок как бы наваливается на соседний, это будет проявляться в повторении одинаковых слоёв сначала в нижнем, а потом в надвинувшемся на него участке. Это явление называется надвиг .
Если один из фрагментов был поднят над другими - это горст , а если он словно провалился вниз - это грабен .
Горные породы, особенно в горах, часто смяты в складки. Складка, поднимающаяся вверх, называется антиклиналь , а прогнувшаяся вниз - синклиналь .