kse_lecture_4_2011_zao

Температурные условия на поверхности Земли весьма разнообразны. Свыше 80% ее принадлежит к постоянно холодным областям. Значительная часть поверхности суши, включающая Антарктиду, имеет низкую температуру. Средняя температура почвы в умеренной климатической зоне составляет 12оC. Примерно 75% поверхности Земли приходится на долю Мирового океана, и около 90% его объема имеет температуру ниже 5оC. Также есть много мест, резко различающихся по температурному режиму - подземные и обледенелые пещеры, глубинные слои океанов, действующие вулканы, гейзеры и т.д.

Если по химическому составу литосфера Земли практически не изменялась за свою историю, то земная атмосфера претерпела радикальные изменения несколько раз. В первый раз резкое изменение состава атмосферы произошло примерно 2 млрд лет назад, его связывают с уменьшением вулканической активности и появлением первых фотосинтезирующих живых организмов. Затем уже в каменноугольный период растения поглотили большую часть СO2 и насытили атмосферу O2. Последние 200 млн лет состав земной атмосферы практически остается неизменным.

Твердую оболочку Земли называют литосферой. Верхняя часть литосферы - это земная кора, достигающая толщины 35 — 65 км на континентах и 6 - 8 км - под дном океанов. Под корой расположена мантия. На глубине 120 - 150 км под континентом и 60 - 400 км под океаном залегает нижний слой мантии - астеносфера.

Ниже астеносферы, примерно с глубины 400 км, начинается область внешнего земного ядра, внутри которого находится внутреннее ядро радиусом 1200 км. Внешнее ядро - жидкое, так как через него не проходят поперечные сейсмические волны. С наличием жидкого ядра связывают существование магнитного поля Земли. Принято считать, что внутреннее ядро твердое. Возможно, что температура в его центре достигает 100000 К, тогда как у нижней границы мантии - не выше 5000 К.

Земная кора растрескалась на части — литосферные плиты, которые плавают в астеносфере и медленно перемещаются относительно друг друга (дрейф континентов). Теория дрейфа материков была предложена в 1921 г немецким ученым Альфредом Вегенером. Исходной посылкой к созданию теории стало совпадение очертаний западного побережья Африки и восточного Южной Америки. Если эти континенты сдвинуть, то они совпадают, как если бы образовались в результате раскола одного праматерика.

Более веские доказательства появились в начале 1960-х годов, когда была составлена карта рельефа дна Мирового океана. Оказалось, что в центре океанов расположены срединно-океанические хребты, которые возвышаются на 1,5-2 км над абиссальными равнинами.

Эти данные позволили Р. Дицу и Гарри Хессу в 1962-1963 годах выдвинуть гипотезу спрединга. Согласно этой гипотезе, в мантии происходит конвекция со скоростью около 1 см/год. Восходящие ветви конвекционных ячеек выносят под срединно-океаническими хребтами мантийный материал, который обновляет океаническое дно в осевой части хребта каждые 300-400 лет. Континенты не плывут по океанической коре, а перемещаются по мантии, будучи пассивно "впаяными" в литосферные плиты. Согласно концепции спрединга, океанические бассейны структуры непостоянные, неустойчивые, континенты же - устойчивые.

Активная континентальная окраина возникает там, где под континент погружается океаническая кора. Эталоном этой геодинамической обстановки считается западное побережье Южной Америки. Для активной континентальной окраины характерны многочисленные вулканы и вообще мощный магматизм.

Островные дуги - это цепочки вулканических остров, образующиеся при столкновении двух океанических плит. При этом одна из плит оказывается снизу и поглощается в мантию. На верхней же плите образуются вулканы островной дуги. В качестве типичных современных островных дуг можно назвать Алеутские, Курильские, Марианские острова.

Столкновение континентальных плит (коллизия) приводит к сминанию коры в складки — образованию горных цепей. Примером коллизии является Альпийско-Гималайский горный пояс, образовавшийся в результате столкновения с Евразийской плитой Индостана и Африки. Мощность коры здесь значительно увеличивается, под Гималаями она составляет 70 км.