Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Происхождение материков и океанов

Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского»

Кафедра общей геологии

и полезных ископаемых

(курсовая работа)

Выполнил: студент

1 курса геол. фак-та,

гр. № 121, днев. отд.

Комов А.С.

__________________

^{(подпись)}

Научный руководитель:

старший преподаватель

Лашин А.С.

__________________

^{(оценка)}

__________________

^{(подпись)}

Саратов

2011 г.

Содержание.

Аннотация______________________________________________________3

Введение_______________________________________________________4

Глава 1. Происхождение материков и океанов________________________5

Этап начального существования Земли до образования

земной коры____________________________________________5

Образование базальтовой земной коры до возникновения

гидросферы____________________________________________6

Формирование гранитно-метаморфической коры древних

платформ______________________________________________7

Этап формирования складчатого основания молодых

платформ______________________________________________9

Последний этап развития земной коры_____________________10
Общая направленность развития земной коры______________12

Глава 2. Особенности строения континентальной и океанической

земной коры____________________________________________14

Океаническая земная кора________________________________15

2.2 Континентальная земная кора_____________________________16

Глава 3. Движение литосферных плит_______________________________17

3.1 Сила, двигающая плиты___________________________________20

3.2 Второстепенные силы_____________________________________21

Глава 4.Гипотеза дрейфа материков_________________________________22

4.1 Альтернативные гипотезы происхождения материков и океанов_23

Заключение______________________________________________________27

Список литературы________________________________________________28

Аннотация

Данная работа посвящена теме происхождения материков и океанов. В ней приведены различные геологические, геодезические и географические данные, на которых основывались те или иные гипотезы возникновения континентов и вообще земной коры.

Введение

Большинство материков, разделенные ныне широким глубоким морем, ранее должны были иметь сухопутные соединения, по которым происходил беспрепятственный обмен континентальными флорой и фауной. Такой обмен должен был происходить по широким сухопутным мостам. После прекращения подобной сухопутной связи произошло их разделение на различные современные виды. Все развитие жизни на Земле и родство нынешних организмов останутся неразрешимыми загадками, если не признавать существовавшие ранее связи между материками.

Конечно, были и противники теории континентальных мостов. Среди них особенно следует отметить Г. Пфеффера. Он исходил из того, что некоторые формы, распространенные теперь только в южной части Земли, в ископаемом состоянии известны в северном полушарии. Поэтому, по его мнению, несомненно, что они когда-то были распространены более или менее повсеместно. Однако уже этот вывод не является безусловным, а тем более следующий, что мы должны принимать повсеместное распространение форм и во всех тех случаях их прерывистого распространения на юге, когда на севере еще нет ископаемых находок. Если он хотел объяснить все особенности распространения исключительно перемещениями между северными материками и их средиземными мостами, то это предположение покоится на зыбкой почве. То обстоятельство, что родство южных континентов проще и полнее можно объяснить непосредственными связями, чем параллельной миграцией из всей северной области, не требует, пожалуй, объяснения, хотя в отдельных случаях процесс мог происходить так, как предполагает Пфеффер.

Так как континентальные блоки сохраняли неизменным свое положение относительно друг друга на протяжении всей истории Земли, то необходимые материковые соединения существовали в виде промежуточных материков, опустившихся позднее ниже уровня моря и образовавших теперь дно океана. Эта гипотеза погрузившихся промежуточных материков действительно была приемлемой до тех пор, пока базировалась на учении контракции, или сжатии, Земли. Вследствие этого сжатия земной коры в ней должно господствовать общее «сводовое давление», которое задерживает опускание отдельных частей земной коры при этом образуются ступени или горсты. которые в известной степени поддерживаются этим сводовым давлением.

Глава 1. Происхождение материков и океанов

Ознакомление с проблемами строения и истории развития земной коры материков и дна океанов позволяет нам подойти к выявлению наиболее значительных общих этапов их развития, которые в конечном итоге привели к возникновению современного лика Земли.

В состав земной коры входят, как известно, части различные по строению и возрасту. Предварительное формирование их дает возможность наметить важнейшие этапы ее развития.

Наиболее древний элемент строения земной коры – базальтовый слой материков и, вероятно, дна Тихого океана. Следующие по времени образования – фундаменты древних платформ. Далее следует складчатое основание малых и части больших поясов, т.е. фундамент молодых платформ, сложившийся к концу палеозоя.

Наиболее молодыми элементами земной коры являются складчатые области, закончившие свое развитие в мезозое и кайнозое, дно вторичных океанов, а также современные геосинклинальные области Тихоокеанского и Средиземноморского поясов. С последними связаны также молодые впадины внутренних морей – Средиземного, Черного, Японского, Берингова и др.

В соответствии с различным возрастом составных частей земной коры в общей истории ее развития можно выделить пять крупнейших этапов.

Первый из них – этап самого начального существования Земли до образования земной коры, когда Земля представляла собой светящееся тело. Второй связан с возникновением базальтовой земной коры; это этап раннего ее существования. Третий – с образованием фундамента древних платформ, т.е. с формированием самой древней материковой коры. Четвертый – с формированием складчатого основания с пределах значительных площадей складчатых поясов, он соответствует рифейской и палеозойской эрам. В этом этапе произошло превращение обширных пространств поясов, кроме Средиземноморского и Тихоокеанского, в молодые платформы. Пятый этап связан с формированием основных черт строения современных материков и возникновением разделяющих их вторичных впадин океанов и внутренних морей. На последнем этапе развития земной коры сложилось современное соотношение континентов, морей и океанов, сформировался нынешний рельеф.

Этап начального существования Земли до образования земной коры

В начальной стадии своего развития Земля еще не была покрыта корой. Согласно прежним оценкам, наша планета была светящимся жидким, а затем раскаленным твердым телом, которое постепенно охлаждалось за счет отдачи энергии в мировое пространство. По более современным воззрениям, Земля и другие планеты солнечной системы образовались первоначально из скопления твердых холодных частиц, по составу близких к веществу метеоритов, и газовой материи. Эти частицы образовали газопылевое сгущение. За счет процесса конденсации и уплотнения центральных частей этого облака образовалось Солнце, а внешние его части пошли на формирование планет. Собираясь постепенно в уплотняющееся тело, начальные частицы образовали сгущение – протопланету. При дальнейшем уплотнении, конденсируясь в тело все большей плотности, первичная планета должна была разогреваться вплоть до полного проплавления всей ее массы. Лишь после этого на ее поверхности начлось образование коры.

Ранняя стадия развития Земли была достаточно длительной. По имеющимся сейчас данным, наиболее древние части земной коры оцениваются возрастом более 4,5 – 4 млрд. лет. Однако время ее возникновения пока установить не удалось. Если принять приведенные ниже данные о возрасте Земли. то начальная эра существования Земли до образования земной коры продолжалась около 1 млрд. лет.

Образование базальтовой земной коры до возникновения гидросферы

Земная кора длительное время была очень тонкой и представляла собой очень слабою оболочку, легко проплавлявшуюся и ломавшуюся.

Эра раннего существования земной коры отличалась грандиозным развитием вулканических явлений на Земле. Целые моря лав изливались на земную поверхность, проникая по трещинам и разломам из-под непрочной коры. Вулканические продукты, поднимаясь их глубины, местами просто проплавляли земную кору на большой площади. Позднее, когда кора стала толще и прочнее, вулканические процессы, все еще очень интенсивные, сосредоточились близ разломов коры, образуя вдоль них трещинные излияния, огромные вулканические конусы и кратеры взрыва. Профессор Павлов, известный советский геолог, эту раннюю стадию развития земной коры назвал «лунной». Действительно, на поверхности Луны мы сейчас видим застывшие следы грандиозных вулканических явлений: бесконечное количество вулканических конусов, кратеров взрыва, огромных лавовых полей, трещин излияния и других форм.

В лунную стадию образовалась меланократовая часть земной коры, которая сложена основными изверженными породами – базальтами, габбро и т.д., а также ультраосновными. Все они составляют основание современной земной коры, образуя геофизический базальтовый слой материковой коры. Первоначально он покрывал, видимо, всю поверхность земного шара, образуя кору, подобную современной коре океанов. Однако, нельзя утверждать, что кора современного дна океанов образовалась в ранние стадии развития Земли. Наоборот, значительные ее часть являются новообразованием. Только в Тихом океане на незначительных территориях может быть древнейшая кора, хотя и здесь она подверглась преобразованиям.

Древнейшая меланократовая земная кора оказалась погребенной в дальнейшем на глубину в результате образования гранитно-метаморфического слоя материковой коры.

В лунную стадию развития Земли уже существовала первичная атмосфера. Но она очень отличалась от сегодняшней, азотно-кислородной, возникшей значительно позже. Первичная атмосфера состояла из газообразных продуктов, выделяющихся при вулканических извержениях: водяных паров, метана, углекислоты, аммиака, азота, водорода с примесью инертных газов (He, Ar, Xe, Kr) и так называемых кислотных дымов, выделяемых вулканами – HCl, HF, H₃BO₃ (борная кислота), H₂S и др.

Первичная атмосфера претерпела в дальнейшей истории Земли огромные изменения за счет потери легких газов – водорода, отчасти гелия из-за ухода их в мировое пространство (диссипации) и появления кислорода, роль которого возрастала с зарождением и развитием жизни на Земле.

Лунная стадия развития Земли продолжалась недолго – до тех пор, пока поверхность первичной коры и нижние слои атмосферы не охладились до температуры ниже +100^о С, иначе говоря, до того момента, когда вода в виде жидкости, а не водяного пара стала покрывать наиболее низменные пространства поверхности первичной коры. Образовались моря, озера, водяные потоки. Начались процессы размыва древней коры, выветривание поверхности, перенос обломков водными потоками и отложение осадков на дне водоемов, где они переслаивались с вулканическим материалом – туфами, лавами.

Этими процессами следы древнейшей лунной стадии существования коры начинают стираться. Начинается эра формирования лика Земли действием внутренних сил – поднимающих, изгибающих, разламывающих земную кору и обусловливающих деятельность вулканов, и внешних сил – разрушающих, стирающих следы глубинных процессов и покрывающих поверхность коры чехлом осадков.

Как видно, рубежи ранней, предшествующей архею эры существования земной коры довольно четки. Начало ее надо связывать с формированием первичной земной коры, которая представляет сегодняшний базальтовый слой древних платформ и Тихого океана, а конец ее обусловлен возникновением водной оболочки на ее поверхности.

Формирование гранитно-метаморфической коры древних платформ

Следующий этап развития земной коры связан с образованием фундамента древних платформ и совпадает с архейской эрой и первой половиной протерозоя, охватывая более 2 млрд. лет 9 (3800 млн. – 1600млн. лет назад). Начинаются три последовательные стадии этого крупнейшего этапа.

Первая приурочена ко времени, когда еще не было материковой земной коры и разделения на геосинклинальные и платформенные области, но уже существовали участки, порытые водой, - первичные океаны и участки суши. По своему строению древнейшая земная кора была похожа на кору современных океанов, состояла из базальтового слоя, покрытого тонким слоем осадков.

Земная кора находилась не только в догеосинклинальной стадии, что признается очень многими исследователями, но и в доконтинентальной, когда еще не было больших масс кислых пород, слагающих континентальные участки земной коры.

Образование осадков и вулканические процессы в начале архея происходили в условиях океанических бассейнов, покрывавших первичную земную кору.

Н.М. Страхов (1963) подчеркнул значительные отличия от современного состава атмосферы, водной среды той эпохи, а также осадков, образовавшихся за счет переотложения минералов вулканических пород и продуктов выветривания, возникавших в почти бескислородной атмосфере. В это время сформировались вулканические толщи основных лав и туфов, глинисто-песчаные толщи пород, обогащенные глиноземом (Al₂O₃), железисто-кремнистые толщи химических осадков. В результате метаморфизма они превратились в комплексы амфиболитов и гнейсов основного состава, которые хорошо известны как древнейшие образования в составе фундамента всех древних платформ. В некоторых случаях видно, что они залегают непосредственно на основных породах, слагающих базальтовый слой коры.

Вторая стадия этого этапа отвечает накоплению мощных комплексов осадочно-вулканических пород, заполнявших крупные прогибы – протогеосинклинали. Эти отложения подвергались складчатости, затем метаморфизму широким развитием гранитизации, сопровождаемой возникновением гранитной магмы и гранитогнейсовых куполов.

С третьей стадией связано начало образования настоящих систем геосинклинальных прогибов раннего протерозоя с достаточно типичным геосинклинальным процессом развития и вместе с тем с образованием на архейских массивах раннего платформенного (протоплатформенного) чехла.

Процессы складчатости и гранитизации протерозойских геосинклинальных системах привели к тому, что эти системы приобрели мощный гранито-метаморфический фундамент и, таким образом, как бы спаяли отдельные архейские массивы между собой. В результате образовался монолитный остов древних платформ.(рис. 1)

Рис. 1 Палеотектоническая схема земной поверхности к началу рифейской эры

Позднее шли лишь процессы дальнейшего преобразования этого фундамента. Он подвергался повторной гранитизации и метаморфизму, которые охватывали значительные его площади, главным образом вдоль края древних платформ. Кроме того фундамент испытывал расколы и деформации, сопровождавшие длительные процессы образования осадочного чехла.

Этап формирования складчатого основания молодых платформ

Следующий, крупнейший этап эволюции земной коры связан с развитием складчатых поясов между древними платформами и образованием в их пределах молодых платформ. Этот этап охватывает более 1,5 млн. лет (от 1600 до 240 млн. лет).

В пределах складчатых поясов первоначально существовала меланократовая кора океанического типа. С начало или с середины протерозоя в отдельных их участках появляются признаки возникновения процессов геосинклинального развития. Пояса океанической коры представляли либо остаток древнейшей меланократовой коры, сохранившиеся промежутки между древними платформами после образования их гранито-метаморфического слоя, либо они образовались в результате раздвигания блоков материковой коры.

Развитие геосинклинальных областей началось в условиях океанической коры. В течении среднего протерозоя и рифейской эры эти процессы привели к возникновению на значительных участках поясов гранито-метаморфического слоя. В частности, в пределах малых поясов – Внутриафриканского и Бразильского – гранито-метаморфический слой образовался на всем их протяжении, они превратились в основание молодых платформ к концу рифейской эры (рис. 2).

Рис. 2 Палеотектоническая схема земной поверхности к началу палеозоя

В больших поясах в это время также на значительных площадях сложилось складчатое основание, но сохранились участки как бы окна древней океанической коры. В частности, в Тихоокеанском поясе в рифейскую эру складчатое основание сформировалось только на относительно небольших участках по периферии пояса.

В палеозое продолжалось дальнейшее развитие этого процесса на площадях больших поясов, где еще не сформировался гранито-метаморфический слой. Вместе с тем во многих областях палеозойские геосинклинальные области возникали и за счет разламывания ранее сформировавшегося складчатого основания с уже образованным гранито-метаморфическим слоем.

В итоге длительного процесса развития складчатое основание сложилось на огромных пространствах всех складчатых поясов, кроме Тихоокеанского пояса и части Средиземноморского. В Тихоокеанском поясе оно образовалось также только по его периферии, а в Средиземноморском – в пределах, в основном в его западной части. Атлантический, Урало-Монгольский, Арктический пояса, а также западная часть Средиземноморского превратились в основание молодой платформы. В результате образовались обширные по площади массивы материковой земной коры, состоящие из двух основных элементов – древних и молодых платформ. При этом на древних платформах возникли и сформировались главнейшие элементы их структуры: платформенные впадины – авлакогены, перикратонные прогибы, синеклизы, щиты и сводовые поднятия – антеклизы, а также различного масштаба разломы и флексуры.

Последний этап развития земной коры

Мезозойско-кайнозойский этап развития земной коры является относительно коротким, охватывая последние 250 – 240 млн. лет. Это прежде всего этап платформенного развития новообразованных материков, состоявших из древних и молодых платформ. В них продолжалось развитие обширных платформенных впадин и поднятий, а также образования систем разломов. Происходили процессы вулканизма, которые сопровождали разломы (рис. 3).

Рис. 3 Палеотектоническая схема земной поверхности в мезозое

Вместе с тем в рассматриваемом этапе исключительно важную роль приобретает эпиплатформенный орогенез, которым были охвачены целые зоны молодых платформ, в меньшем масштабе – также и древних. В результате образуются многочисленные горные страны и протяженные горные хребты. Возникают две большие системы рифтовых впадин, сопровождаемых поднятием горных массивов и процессами вулканизма. Это – системы африканских рифтов и впадин Байкала.

На фоне этих процессов на поверхности континентов шло развитие рельефа горных и равнинных стран, с одной стороны, под действием выветривания, речной эрозии, оледенения и других факторов, которые особенно активно действовали в областях, охваченных поднятиями, а с другой – в результате аккумуляции осадочных толщ в областях депрессий и равнин, подвергшихся опусканию. Таким образом, этот этап может быть с полным правом назван этапом создания рельефа и вообще современного облика материков (рис. 4).

Рис. 4 Палеотектоническая схема кайнозоя

В рассматриваемый период образовались также обширные вторичные впадины океанов: Атлантического, Индийского, Северного Ледовитого. Каковы бы ни были причины их возникновения, но произошло распадение огромного древнего материка – Гондвана, в результате освободились материки – Африки, Австралии, Южной Америки, Антарктиды, а также отделенная от них платформа Индостанского полуострова. Между ними и возникли впадины вторичных океанов.

Мезозойско-кайнозойский этап развития земной коры является в то же время этапом формирования и развития молодых геосинклинальных областей – Альпийской, Индонезийской в Средиземноморском поясе и областей периферии океана в Тихоокеанском поясе, в которых только частично завершились процессы геосинклинального развития.

На этом же этапе возникли многочисленные впадины внутренних морей Средиземноморского пояса, окраинных морей периферии Тихого океана, приуроченные к современным геосинклинальным областям.

Общая направленность развития земной коры

В результате последовательного развития земной коры после образования ее базальтового слоя постепенно увеличивались площадь и объем гранито-метаморфического слоя. Происходило образование и разрастания земной коры материков.

К концу палеозоя после образования фундамента молодых платформ складчатых поясов континентальная земная кора достигла наибольшей площади. Примерно в это же время началось распадение огромных материковых массивов с образованием впадин вторичных океанов. Гипотезы перемещения материков, расширения впадин океанов, а также расширения Земли не требуют преобразования материковой коры обратно в океаническую. В этом их огромное достоинство. Они позволяют рассматривать развитие земной коры как процесс, идущий в водном направлении, в сторону роста материковой земной коры. Гипотезы базификации и уплотнения коры требуют для объяснения этого процесса, как уже упоминалось, обязательно превращения гранито-метаморфического слоя земной коры в более плотное вещество, по физическим свойствам соответствующие базальтовому слою земной коры и верхней части мантии. Сущность его заключается в переходе минеральных ассоциаций горных пород глубоких частей земной коры в другую, более плотную фацию метаморфизма под влиянием изменяющихся условий давления и температуры. Но для масштабов Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого океанов такой процесс пока трудно допустить. Хотя именно этого рода процесс наиболее вероятно объясняет условия происхождения больших по площади, но относительно неглубоких впадин (синеклиз) древних и молодых платформ. Формированию впадин Средиземного, Черного и других внутренних и окраинных морей эта гипотеза также дает сейчас наиболее удовлетворительное толкование. Поэтому отрицать возможную роль данного процесса в образовании крупнейших впадин поверхности Земли невозможно. Вопрос только в масштабах процесса, который для океанических впадин пришлось бы допустить в очень больших пределах.

Кроме того, всегда заставляет задуматься поразительное сходство контуров берегов Африки и Америки, которое простым совпадением объяснить невозможно, но легко делается понятным, если предположить разрыв этих берегов при распадении Гондваны.

Принимая все это во внимание, нельзя считать, что в ходе развития земной коры всегда шел только единый процесс увеличения гранито-метаморфического слоя. Развитие земной коры является очень сложным и длительным, и его сущность мы только начинаем изучать и познавать.

Увеличение объема материковой коры играет важную роль, но большое значение имеет и преобразование этой коры и более плотное вещество, следствием чего является формирование разнообразных впадин земной поверхности.

В свете современных данных приходится также допускать вероятность горизонтального раздвижения целых глыб материковой коры, которое особенно хорошо объясняет образование таких впадин, как грабен Красного моря и дно Атлантического океана.

Эти и многие другие особенности геологического строения и развития поверхности нашей планеты хорошо согласуются с гипотезой расширяющейся Земли. Этап формирования коры древних платформ можно представить как соответствующий поверхности Земли при ее значительно меньшем радиусе, чем современный. Развитие складчатых поясов можно связать с более значительным объемом и радиусом земного шара. Этот этап формирования молодых океанов можно связать с третьим этапом расширения земного шара. Поэтому, с точки зрения геологических данных, эта гипотеза заслуживает внимания и дальнейшего изучения, хотя обоснование самой возможности процесса расширения Земли и его физической основы пока еще нельзя признать удовлетворительным.

На фоне важных процессов формирования и развития земной коры происходила непрерывная эволюция рельефа земной поверхности и всего лика Земли. Именно этим обусловлены изменение конфигурации областей суши и моря, распределение водных масс на поверхности Земли и в какой-то мере особенности циркуляции атмосферы. Поверхность земной коры континентов и водная среда океанов служат областью обитания органического населения Земли и человека. Формирование земной коры можно уподобить длительному сооружению здания, в котором живет население и происходит смена его поколения.

В истории земной коры важная роль принадлежит тем рубежам, которые разделяют отдельные этапы ее развития и представляют крупнейшие эпохи складчатости, формирования гранитоидных интрузий, процессов метаморфизма и гранитации. Главными из них являются эпохи: во-первых, после образования базальтового слоя на грани архея; затем в конце среднего протерозоя. на грани с рифеем и. наконец, в конце палеозоя (эпоха герцинской складчатости).