Формування структур земної кори

За останніми даними вік найбільш давніх гірських порід земної кори досягає приблизно 3,8 млрд. років. Для визначення віку гірських порід у роках застосовують декілька геохронологічних методів, основаних на явищі радіоактивного розпаду. При цьому використовують головним чином радіоактивні ізотопи урану, торію, рубіцію калію, вуглецю і водню. Для деяких спеціальних робіт застосовують також багато інших ізотопів.

Зазначені ізотопи нестабільні, вони постійно розкладаються з характерними швидкостями розпаду, які виражають періодами напіврозпаду. Для того щоб визначити вік, необхідно знайти відношення новоутвореного елементу до маси материнського елементу. Радіоактивні ізотопи відіграють роль атомного годинника, який почав свій хід з моменту кристалізації мінералу.

Найточніший метод визначення абсолютного віку порід полягає в обчисленні відношення кількості радіоактивного урану до кількості свинцю, що міститься в розглядуваній породі. Справа в тому, що свинець є кінцевим продуктом довільного розпаду урану. Швидкість цього процесу відома точно, і змінити її не можна жодним способом. Чим менше урану лишилось і чим більше свинцю стало в породі, тим більший її вік.

З методів визначення відносного віку найбільшою популярністю користуються стратиграфічний, петрографічний і палеонтологічний методи. Стратиграфічний метод базується на вивченні положення гірських порід у земній корі. Шари, які в просторовому положенні залягають вище розглядуваних, вважаються за часом утворення більш молодими, ніж підстилаючі їх породи. Петрографічним методом розв’язується питання про вік шляхом зіставлення мінерального складу, виду і умов утворення порід, виходи яких просторово не збігаються. Найбільш широко і ефективно застосовують у геологічній практиці палеонтологічний метод, оснований на вивченні викопних решток вимерлих організмів. Достовірно встановлено, наприклад, що в різновікових пластах осадових порід зустрічаються специфічні комплекси залишків організмів, які характеризують розвиток тваринного і рослинного світу в ту чи іншу геологічну епоху. Порівняння цих залишків дає можливість судити про відносний вік гірських порід і скласти уявлення про еволюцію органічного світу Землі.

Історія розвитку земної кори нараховує близько 3,5—4 млрд. років. Цей час називають геологічним. Геохронологія земної кори — це поділ геологічного часу на більш дрібні одиниці часу. Геологічну історію Землі поділяють на ери, періоди та епохи (табл. 3). Геохронологічна шкала була прийнята для загального користування на другій сесії Міжнародного геологічного конгресу в 1981 р.

Геологічні дані свідчать, що уже в архейську еру існувала земна кора, яка була складена породами, подібними до сучасних кристалічних і осадових. Звідси випливає припущення, що основні геологічні процеси відбувалися так, як і в пізніші епохи, — з участю води й повітря. Очевидно, існували материки і океани, відбувалися зміни пір року, періоди потепління змінювалися похолоданням з утворенням льодовиків. З того часу намітилася загальна тенденція розвитку структури земної кори в бік розростання платформ за рахунок геосинкліналей.

Наприкінці архейської — на початку протерозойської ери проявилися найдавніші складко утворювальні рухи, які привели до виникнення перших платформ, або протоплатформ. У кінці протерозою на величезних просторах відбувалася інтенсивна складчастість, яку названо байкальською. Вона викликала підняття грандіозних складчастих структур гірських областей, названих байкалідами. Численними розломами з надр на поверхню Землі піднімалися лавові потоки магми, які істотно збільшували товщину земної кори.

Таблиця 3. Основні етапи розвитку земної кори

Бра	Період та його індекс	Цикли гороутворення	Основні геологічні події. Вигляд земної поверхні
1	2	3	4
Кайнозойська, 65 млн років	Четвертинний, або антропогенний, 1,8 млн років, Q	Альпійський	Неодноразові зледеніння. Формування сучасного рельєфу. Поява людини
Неогеновий, 21 млн років, N	Утворення гір: Карпат, Кавказу, Тянь-Шаню, Паміру, Камчатки. Інтенсивна вулканічна діяльність. Відокремлення морів: Середземного, Чорного, Каспійського, Аральського. Розвиток людиноподібних мавп
Палеогеновий, 42 млн років, Р	Руйнування мезозойських гір. Початок альпійської складчатості
Мезозойська, 170 млн років	Крейдовий, 75 млн років, К	Мезозойський	Початок утворення гір: Карпат, Криму, Кавказу, Паміру, Верхоянсько-Колимських, Далекосхідних. Виникнення покритонасінних рослин. Вимирання мезозойських плазунів, розвиток птахів
Юрський, 60 млн років, І	Могутня складчатість, розломи материків, вилив магми і проникнення в товщу земної кори. Утворення сучасних океанів, внутрішньоматерикових морів, заболочених низовин на суші. Жаркий вологий клімат
Тріасовий, 85 млн років, Т	Підняття материків і відступання моря. Руйнування герцинських гір (Уральські, Алтайські, Північний Тянь-Шань), утворення рівнинного рельєфу. Вимирання давніх і виникнення мезозойських плазунів. Поява ссавців
Палеозойська, 345 млн років	Пермський 55 млн років, Р	Герцинський	Завершення герцинської складчатості й утворення гір: Уралу, Тянь-Шаню (південні пасма), Алтаю. Сухий клімат. Поступове зникнення лісів 3 деревоподібних папоротей, хвощів і плаунів

Продовження табл. 3

1	2	3	4
Кам’яновугільний (карбон), 60 млн років, С	Розмивання каледонських гірських пасм. Герцинське гороутворення. Збільшення заболочених низовин. Жаркий вологий клімат. Розвиток розкішної флори, плаунів, хвощів і деревоподібних папоротей. Поява плазунів. Розквіт земноводних
Девонський, 60 млн років, D	Каледонський	Зменшення площі морів. Жаркий клімат, перші пустелі. Вихід хребетних 3 води на сушу, поява земноводних. Велике поширення наземних рослин. Виникнення голонасінних рослин
Силурійський, 25 млн років, S	Головна фаза каледонської складчатості й утворення гір: Саян, Алтаю, північної частини Тянь-Шаню. Поява риб
Ордовицький, 45 млн років, О	Байкальський	Зменшення морських басейнів. Потужний вулканізм. Поява перших наземних безхребетних тварин
Кембрійський, 100 млн років, С	Зниження материків і затоплення великих просторів морями. Завершення байкальського гороутворення
Протерозойська, близько 2000 млн років, Pt Архейський, понад 2000 млн років, Аг		Головна фаза байкальської складчатості й утворення гірських хребтів Прибайкалля й Забайкалля. Сильний вулканізм. Органічний світ — безскелетні м’якотілі організми (з них не утворилося окам’янілостей, трапляються їхні відбитки)

З докембрійським етапом пов’язане формування основних родовищ різних корисних копалин — руд чорних і кольорових металів, рідких і розсіяних елементів, золота, фосфоритів, алюмінієвої сировини, графіту, слюди, кварцу, лабрадориту, граніту, мармуру та ін. В цей час утворилися, зокрема, родовища залізних руд Кривого Рогу І Курської магнітної аномалії, багато інших нині добре відомих і розроблюваних родовищ на території давніх тектонічних структур.

У палеозойську еру відбувалися два великі тектонічні цикли: каледонський і герцинський. Каледонський тектонічний цикл (нижній кембрій — силур) почався загальним підняттям материків та гороутворенням. У середині циклу підняття змінилися опусканням, підсилився вулканізм. Останній етап цього циклу відзначався новими підняттями та складкоутворенням. Кожний етап циклу означав регресію або трансгресію моря, які супроводжувалися змінами клімату.

Герцинський цикл охоплював нижній девон, карбон і перм. У цілому він повторює етапи каледонського циклу: загальне підняття змінюється опусканням, наприкінці його знову відбувається підняття. Кожний етап цього тектонічного циклу викликав істотні зміни в розподілі суші і моря, впливав на будову земної кори.

Великі зміни в розвитку земної кори відбулися також в мезозойсько-кайнозойському (альпійському) тектонічному циклі. На цьому етапі розвитку Землі, який мав багато спільного з обома попередніми циклами, значного розвитку набув тваринний світ. Саме завдяки інтенсивній діяльності живих організмів, а також з їх залишків утворилися специфічні гірські породи і корисні копалини органогенного походження. Значні території суші в Південній півкулі покрилися льодовиками.

Найновіший етап почався в четвертинному періоді. На його початку розвинулося могутнє зледеніння на півночі і в помірних широтах Європи і Північної Америки. Площа максимального дніпровського зледеніння дорівнювала 47 млн км. Найзнаменитішою подією цього етапу стала поява розумної істоти — людини, тому й період називається ще антропогенним. На сучасному етапі внаслідок своєї господарської діяльності людство все більш активно впливає на розвиток природних процесів.

Источник

§ 3. Будова земної
кори і рельєф

1. Пригадайте, що таке земна кора.

2. Чим материкова кора відрізняється від океанічної?

3. Які розрізняють форми рельєфу?

БУДОВА
ЗЕМНОЇ КОРИ. Як відомо, земна кора – це верхній шар нашої планети. Разом з
верхньою частиною мантії вона утворює літосферу – тверду оболонку Землі.
Розрізняють два головні типи земної кори. Материкова земна кора
складається з трьох шарів (осадового, гранітного, базальтового). Океанічна
земна кора утворена лише двома шарами (осадовим і базальтовим) і дуже
тонка. Такий тип кори є лише під западинами океанів.

Учені вважають, що спочатку на нашій планеті утворилася
земна кора океанічного типу. Під впливом процесів, що відбуваються в надрах
Землі, вона потовщувалася і на її поверхні утворилися складки – гірські
ділянки. Протягом мільярдів років земна кора зазнавала тривалих змін:
розламувалася на велетенські скиби, прогиналася западинами, вигиналася горами,
поки не набула сучасного вигляду.

Мал. Будова земної
кори

РУХИ ЛІТОСФЕРНИХ ПЛИТ.Згідно з теорією руху літосферних
плит, що ґрунтується на гіпотезі дрейфу материків, земна кора разом з частиною
верхньої мантії не є суцільним покриттям нашої планети. Вона розбита глибокими
розломами на величезні блоки – літосферні плити. Більшість плит включають як материкову, так і океанічну земну
кору. Їх товщина 60 – 100 км.

Літосферні плити здатні повільно переміщуватися по
в’язкій поверхні мантії (астеносфері), ніби гігантські крижини поверхнею води.
Швидкість їх руху видається мізерною – кілька сантиметрів на рік. Проте цей рух
відбувається протягом сотень мільйонів років, тому плити за такий час
переміщуються на тисячі кілометрів. Отже, сучасне розміщення материків і
океанів – це результат тривалого горизонтального руху літосферних плит. Ці рухи також призводять до того, що на стиках
плит в одних місцях відбувається їх зіткнення, а в інших – розсування.

Внаслідок зіткнення
двох літосферних плит з материковою корою їхні краї разом з усіма
нагромадженими осадовими породами зминаються у складки, породжуючи гірські
хребти. Якщо ж зближуються плити, одна з океанічною, а друга з материковою
корою, то перша прогинається і ніби пірнає під материкову. При цьому
припіднятий край материкової кори зминається в складки, формуючи гори, уздовж
узбереж виникають ланцюги островів і глибоководні жолоби.

При розсуванні літосферних плит на їх межах утворюються тріщини.
Таке трапляється здебільшого на дні океанів з тонкою корою – в рифтових долинах – поздовжніх ущелинах
(завширшки кілька десятків кілометрів), що розділяють серединно-океанічні хребти – величезні підводні гірські споруди.
Тріщинами на поверхню дна піднімається розплавлена магма. При її охолодженні з
магматичних порід виникає смуга молодої земної кори. Вона поступово
розповзається в обидва боки від глибинного розлому, що її породив, нарощуючи
краї літосферних плит. Внаслідок цього океанічне ложе розширюється. На дні
океану працює ніби гігантський конвеєр, що пересуває ділянки з молодою корою
від місця їх зародження до материкових околиць океану. Швидкість їх руху
маленька, а шлях довгий. Тому ці ділянки досягають берегів через 15 – 20 млн
років. Пройшовши цей шлях, вони опускаються в глибоководний жолоб і, пірнаючи
під материк, занурюються в мантію, з якої вони утворилася в центральних
частинах серединно-океанічних хребтів.

СТІЙКІ
ТА РУХОМІ ДІЛЯНКИ ЗЕМНОЇ КОРИ.Рухи літосферних плит указують на
те, що на земній поверхні є
відносно стійкі та рухомі ділянки.

Відносно стійкі ділянки земної
кори називають платформами. Це найдавніші за віком вирівняні
ділянки літосферних плит. Вони лежать в основі материків і
океанічних западин. Платформи мають двошарову будову. Нижній ярус – фундамент,
утворений кристалічний магматичними і метаморфічними породами. Верхній –
осадовий чохол, складений осадовими породами, що ніби чохлом накривають зверху
фундамент. Подекуди тверді кристалічні породи фундаменту виступають з-під
пухких осадових порід чохла на поверхню платформи. Такі ділянки називають щитами.
Ділянки ж перекриті чохлом називають – плитами (не плутайте з
літосферними плитами). За
геологічним віком розрізняють давні
і молоді платформи. Давні платформи
утворилися в найдавніші геологічні часи – в архейську і протерозойську
ери, тобто в докембрії. Вік їх
фундаменту 1,5 – 4 млрд років. Фундамент молодих
платформ утворився тільки 0,5 млрд років тому.

Між відносно стійкими ділянками земної кори розміщуються
нестійкі зони – рухомі пояси.
Вони збігаються з місцями глибинних розломів на суходолі і в океанах (в
серединно-океанічних хребтах і глибоководних жолобах). У цих вузьких, але витягнутих на тисячі кілометрів
зонах, скупчені вулкани і часто трапляються землетруси. Тому їх називають сейсмічними
поясами.

РОЗМІЩЕННЯ
ФОРМ РЕЛЬЄФУ.Рельєф тісно пов’язаний з будовою
земної кори. Сучасний її зовнішній вигляд формують найбільші форми рельєфу –
виступи материків і западини океанів, гори і величезні рівнини. Вони утворилися
в результаті рухів літосферних плит. У розміщенні форм рельєфу на поверхні
Землі є певні закономірності.

Виступи материків відповідають земній корі материкового
типу, а океанічні западини – областям поширення океанічної кори. Великі рівнини
розміщуються на давніх платформах. Від
того на якій ділянці платформи розташована рівнина залежить її висота: на щитах
найчастіше лежать височини і плоскогір’я, на плитах – низовини.

Гори суходолу та
серединно-океанічні хребти і глибоководні жолоби на дні океанів розташовуються
у рухомих поясах на межах літосферних плит. На суходолі при зіткненні
літосферних плит породи на їх краях зминаються в складки – утворюється область складчастості. При цьому
виникають молоді складчасті гори. Поступово, протягом мільйонів років, вони
руйнуються. Наступні рухи земної кори розломами розбивають їх на окремі брили.
По цих розломах відбувається вертикальне зміщення: якщо одна ділянка
піднімається відносно сусідніх, то утворюється горст, якщо опускається – грабен.
Так утворюються складчасто-брилові гори.

ЗМІНА
РЕЛЬЄФУ.Основною причиною різноманітності
рельєфу є взаємодія внутрішніх і зовнішніх сил, що діють одночасно.

Внутрішні сили в основному створюють великі форми
рельєфу. Зовнішні ж сили (вивітрювання, робота текучих вод, вітру, підземних
вод, льодовиків, морського прибою) руйнують гірські породи і переносять
продукти руйнування з одних ділянок земної поверхні на інші, де відбувається їх
відкладення і нагромадження. Зміна рельєфу Землі відбувається безперервно.
Змінюються обриси гір, їх висота, вирівнюються горби, заповнюються зниження.
Навіть, хоча й дуже повільно, змінюються обриси материків.

Рельєф нашої планети формувався тривалий час. При цьому
періоди горотворення чергувалися з періодами менш активних рухів земної кори,
коли гірські масиви руйнувалися зовнішніми процесами і перетворювалися на
рівнини.

ЯК
ЧИТАТИ КАРТУ «БУДОВА ЗЕМНОЇ КОРИ».На тематичній карті «Будова
земної кори» показано розташування літосферних плит та напрямки і швидкість їх
руху. На плитах виділено кольором платформи і області складчастості. Вони краще
вивчені і більш достовірно показані на суходолі. Як видно з карти, ядра сучасних материків утворюють здебільшого давні
докембрійські платформи. Їх обрамляють молоді платформи та області
складчастості, що утворилися в наступні ери. Часто на карті «Будова земної
кори» наводиться спеціальна шкала – геохронологічна
таблиця, що відображає відтинки геологічного часу (геологічні ери,
періоди), яким відповідає певний етап формування земної кори (епохи
горотворення).

На карті на дні морів і океанів позначено океанічні
платформи, серединноокеанічні хребти, глибоководні жолоби, зони розломів.
Штриховкою та значками відмічені зони землетрусів і вулкани. На місцезнаходження родовищ різних за походженням
(осадових, магматичних, метаморфічних) корисних копалин вказують типові значки.

Мал. Геохронологічна таблиця

Працюємо з картою

1.
Назвіть і покажіть великі літосферні плити. Якими типами земної кори вони
утворені?

2.
Визначте, в якому напрямку переміщуються Південноамериканська і
Африканська, Євразійська і Індо-Австралійська плити.

3.
Визначте, які літосферні плити і в яких місцях переміщуються з найбільшою
швидкістю.

4.
Де проходять межі літосферних плит? Які процеси та явища виникають на їх межах?
Поясніть, чому у межах Тихоокеанського вогняного кільця зосереджено 80 % усіх
сучасних вулканів.

5.
Назвіть острови Атлантичного океану, що лежать на межах літосферних плит.
Які острови цього океану розташовані поза їх межами?

6.
Наведіть приклади сусідства глибоководних жолобів і острівних дуг. Які
природні процеси та явища виникають поблизу них?

7.
Які форми рельєфу виникають на межах літосферних плит на суходолі? Наведіть
конкретні приклади.

8.
Назвіть давні (докембрійські) платформи.

9.
Області складчастості яких періодів є на Євразійській плиті?

Запитання і
завдання

1. Чим земна кора материкового
типу відрізняється від кори океанічного типу?

2. Якими є наслідки зближення і
розсування літосферних плит?

3. Яку будову має платформа? Які
розрізняють платформи за віком? Назвіть, користуючись картою „Будова земної
кори”, найбільші давні та молоді платформи.

4. Визначте за картою, де
розташовані серединноокеанічні хребти, ланцюги островів та глибоководні жолоби.

5. Які існують закономірності у
розміщенні форм рельєфу?

Источник