Приборы для геотектоники

 

 

 

 

 

 

 

 

титульный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             План:

      1)Введение

     2)Тектоника (ученые минерологи, геологи, химики).

     3)Приборы для геотектоники (изучение плит).

4)Заключение  (Будущее Земли).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Литосфе́ра (от греч. λίθος — камень и σφαίρα — шар, сфера) — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере. Изучению и описанию этих движений посвящен раздел геологии о тектонике плит.

Литосфера под океанами и  континентами значительно различается. Литосфера под континентами состоит  из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей мощностью до 80 км. Литосфера под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толщина составляет 5—10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.

Геология- комплекс наук о земной коре и более глубоких сферах Земли; в узком смысле слова - наука о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых. Большинство прикладных и теоретических вопросов, решаемых Г., связано с верхней частью земной коры, доступной непосредственному наблюдению. На прямых полевых наблюдениях основаны главным образом и геологические методы. Геологические исследования определённой территории начинаются с изучения и сопоставления горных пород, наблюдаемых на поверхности Земли в различных естественных обнажениях, а также в искусственных выработках (шурфах, карьерах, шахтах и др.). Породы изучаются как в их природном залегании, так и путём отбора образцов, подвергаемых затем лабораторному исследованию. Обязательным элементом полевых работ геолога является геологическая съёмка, сопровождаемая составлением геологической карты и геологических профилей. На карте изображается распространение горных пород, указывается их генезис и возраст, а по мере надобности также состав пород и характер их залегания. Геологические профили отражают взаимное расположение слоев горных пород по вертикали на мысленно проведённых разрезах. Геология — наука историческая, и важнейшей её задачей является определение последовательности геологических событий. Для выполнения этой задачи с давних времён разработан ряд простых и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород.

Кремневые отщепы с острыми краями применялись первобытным человеком в качестве орудий труда уже в палеолите. Кремень (тонкозернистая разновидность кварца) долгое время оставался главным полезным ископаемым. В древности человеку были известны и другие минералы. Некоторые из них, например вишневый гематит, желто-коричневый гетит и черные оксиды марганца, применялись в качестве красок для наскальной живописи и раскрашивания тела, а другие, например янтарь, нефрит, самородное золото, – для изготовления ритуальных предметов, украшений и амулетов. В Египте додинастического периода (5000–3000 до н.э.) знали уже много минералов. Самородная медь, золото и серебро использовались для украшений. Несколько позже из меди и ее сплава – бронзы стали изготавливать орудия труда и оружие. Многие минералы употреблялись в качестве красителей, другие – для украшений и печаток (бирюза, жад, хрусталь, халцедон, малахит, гранат, лазурит и гематит). В настоящее время минералы служат источником получения металлов, строительных материалов (цемент, штукатурка, стекло и проч.), сырья для химической промышленности и др.

В первом известном трактате по минералогии О камнях ученика Аристотеля грека Теофраста (ок. 372–287 до н.э.) минералы делились на металлы, земли и камни. Примерно через 400 лет Плиний Старший (23–79 н.э.) в пяти последних книгах Естественной истории обобщил все имевшиеся на тот момент сведения по минералогии.

В раннем Средневековье в  странах арабского Востока, воспринявших знания античной Греции и древней  Индии, происходил расцвет науки. Среднеазиатский  ученый-энциклопедист Бируни (973 –  ок. 1050) составил описания драгоценных камней (Минералогия) и изобрел метод точного измерения их удельных весов. Другой выдающийся ученый Ибн Сина (Авиценна) (ок. 980–1037) в трактате О камнях дал классификацию всех известных минералов, разделив их на четыре класса: камни и земли, горючие ископаемые, соли, металлы.

В Средние века в Европе происходило накопление практических сведений о минералах. Горняк и старатель  по необходимости становились минералогами-практиками и передавали свой опыт и знания ученикам и подмастерьям. Первым сводом фактических сведений по практической минералогии, горному делу и металлургии  стал труд Г.Агриколы О металлах (De re metallica), опубликованный в 1556. Благодаря этому трактату и более раннему труду О природе ископаемых (De natura fossilium, 1546), в котором содержится классификация минералов на основе их физических свойств, Агрикола прослыл отцом минералогии.

На протяжении 300 лет после  выхода работ Агриколы исследования в области минералогии были посвящены изучению природных кристаллов. В 1669 датский натуралист Н.Стенон, обобщив свои наблюдения над сотнями кристаллов кварца, установил закон постоянства углов между гранями кристаллов. Столетием позже (1772) Роме де Лиль подтвердил выводы Стенона. В 1784 аббат Р.Гаюи заложил основы современных представлений о кристаллической структуре. В 1809 У.Волластон изобрел отражательный гониометр, что позволило проводить более точные измерения углов между гранями кристаллов, а в 1812 выдвинул концепцию пространственной решетки как закона внутреннего строения кристаллов. В 1815 П.Кордье предложил изучать оптические свойства обломков раздробленных минералов под микроскопом. Дальнейшее развитие микроскопических исследований связано с изобретением в 1828 У.Николем устройства для получения поляризованного света (призмы Николя). Поляризационный микроскоп был усовершенствован в 1849 Г.Сорби, который применил его к изучению прозрачных шлифов горных пород.

Появилась необходимость  классификации минералов. В 1735 К.Линней опубликовал труд Система природы (Systema naturae), в котором минералы классифицировались по внешним признакам, т.е. так же, как растения и животные. Затем шведскими учеными – А.Кронстедтом в 1757 и Й.Берцелиусом в 1815 и 1824 – было предложено несколько вариантов химических классификаций минералов. Вторая классификация Берцелиуса, модифицированная К.Раммельсбергом в 1841–1847, прочно утвердилась после того, как американский минералог Дж.Дана положил ее в основу третьего издания Системы минералогии (Dana's System of Mineralogy, 1850). Большой вклад в развитие минералогии в 18 – первой половине 19 в. внесли немецкие ученые А.Г.Вернер и И.А.Брайтхаупт и русские – М.В.Ломоносов и В.М.Севергин.

Во второй половине 19 в. усовершенствованные  поляризационные микроскопы, оптические гониометры и аналитические методы позволили получить более точные данные по отдельным минеральным  видам. Когда с помощью рентгеновского анализа стали изучать кристаллы, пришло более глубокое понимание  строения минералов. В 1912 немецкий физик  М.Лауэ экспериментально установил, что информация о внутренней структуре кристаллов может быть получена путем пропускания сквозь них рентгеновских лучей. Этот метод произвел переворот в минералогии: преимущественно описательная наука стала более точной и минералоги смогли увязать физические и химические свойства минералов с их кристаллическими структурами.

В конце 19 – начале 20 в. развитию минералогии во многом способствовали работы выдающихся российских ученых Н.И.Кокшарова, В.И.Вернадского, Е.С.Федорова, А.Е.Ферсмана, А.К.Болдырева и др. Во второй половине 20 в. минералогия взяла на вооружение новые исследовательские методы физики твердого тела, в частности, инфракрасную спектроскопию, целую серию резонансных методов (электронный парамагнитный резонанс, ядерный гамма-резонанс и др.), люминесцентную спектроскопию и т.д., а также новейшие аналитические методы, включая электронный микрозондовый анализ, электронную микроскопию в сочетании с электронографией и проч. Применение этих методов дает возможность определять химический состав минералов «в точке», т.е. по отдельным зернам минералов, изучать тонкие особенности их кристаллической структуры, содержание и распределение элементов-примесей, природу окраски и люминесценции. Внедрение точных физических методов исследования произвело в минералогии подлинную революцию. С этим этапом развития минералогии связаны имена таких российских ученых, как Н.В.Белов, Д.С.Коржинский, Д.П.Григорьев, И.И.Шафрановский и др

Атрощенко Павел Парфёнович


Атрощенко Павел Парфёнович (р. 1936, г. Минск). 
 Геофизик, кандидат геолого-минералогических наук (1974). 
 Окончил физический факультет БГУ (1966). 
 С 1966 в лаборатории геотермии Института геохимии и геофизики АН БССР (с 1970 старший научный сотрудник); ученик академика Г. В. Богомолова. 
В 1980–1982 работал в Ираке в качестве геолога и геофизика в составе советских специалистов, выполнявших технический проект "Тигр-Евфрат". 
 Основное направление научных исследований: геотермия, изучение тепловых условий Беларуси. Внес значительный вклад в изучение теплофизических свойств горных пород, инструментальное измерение плотности теплового потока на территории Белорусского Полесья. С его участием составлена одна из первых карт геотермических условий Припятского прогиба. 
 Автор более 60 научных работ, в том числе 3 монографий.


 

Никуленко Елена  Федоровна (р. 1939, г. Минск). 
 Геохимик, химик-технолог, кандидат геолого-минералогических наук (1978). 
 В 1962–1966 в ИФОХ АН БССР – старший инженер, в 1966–2002 в БелНИГРИ – младший научный сотрудник, старший научный сотрудник, с 2002 в НИГ РУП "БелГЕО". 
 Основное направление научных исследований: геохимия нефти. 
 Изучала геохимические особенности нефтей Беларуси, разрабатывала геохимические критерии поисков  нефтяных залежей, проводила оценку перспектив нефтегазоносности Припятского прогиба на региональном, зональном и локальном уровнях. 
 Автор более 50 научных работ и 5 ТУ, соавтор 3-х монографий. 
Соч.: • Нефти палеозойских отложений Припятской нефтеносной области // Физико-химическая характеристика и индивидуальный углеводородный состав нефтей и конденсатов Советского Союза. М.: Недра, 1989 (в соавт.). 
• Геохимия органического вещества пород и нефтей // Геология и нефтегазоносность запада Восточно-Европейской платформы. Мн.: Беларуская навука. 1997 (в соавт.). 
• Геохимические критерии прогноза нефтеносности Припятского прогиба // Природные ресурсы, № 4. 1999. 
• Перспективы открытия залежей нефти в подсолевых девонских отложениях внутреннего грабена Припятского прогиба // Материалы научно-практической конференции. Проблемы освоения ресурсов нефти и газа Беларуси и пути их решения. Гомель. 2003 (в соавт.). 
• Результаты комплексного воздействия химических и тепловых факторов на тяжелые высоковязкие нефти и асфальто-смоло-парафиновые отложения // Геология, поиски и освоение месторождений полезных ископаемых Беларуси. Мн., БелГЕО. 2007 (в соавт.)

Щерба Василий Яковлевич (р. 1931, д. Кулаки, Солигорского р-на Минской обл.). 
 Горный инженер, доктор технических наук. 
 Окончил Белорусский институт механизации сельского хозяйства (1983), Московский государственный открытый университет (2000).  
 В 1983–1993 экономист, начальник отдела по материально-техническому снабжению, заместитель директора по коммерческим вопросам Солигорского завода технологического оборудования, в 1993–1999 технический директор, директор ЗАО "Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством". 

Мотуз Валентин Михайлович (1927, г. Могилев – 1984, г. Минск). 
 Геолог, географ, кандидат геолого-минералогических наук (1959). 
 Окончил геолого-географический факультет БГУ (1952). 
 В 1952–1955 в Белорусском государственном институте по проектированию водного хозяйства Министерства мелиорации БССР – старший инженер, в 1955–1957 аспирант Института геологических наук АН БССР; младший научный сотрудник, старший научный сотрудник БелНИГРИ (с 1962). 
 Основное направление научных исследований: геология и биостратиграфия четвертичных отложений.  Изучал лёссовые породы и фауну моллюсков из четвертичных отложений, выяснил происхождение лёссовых пород Слуцко-Копыльского, Оршанско-Могилевского и других массивов, впервые в Беларуси использовал фауну пресноводных моллюсков для выяснения палеогеографии и обстановок накопления древнечетвертичных озерных отложений. 
 Автор более 45 научных работ. 
Соч.: • Палеогеографические условия времени лёссообразования на территории БССР // Докл. АН БССР. 1957. № 2. 
• Малакафауна з рыс-вюрмскіх адкладанняў Брэсцкага і Валынскага Палесся // Весці АН БССР. Сер. біял. навук. 1961, № 2. 
• О влиянии погребенного рельефа на осадконакопление четвертичных отложений бассейна верхнего Днепра // Вопросы региональной палеогеоморфологии. Уфа, 1966. 
• Использование фауны пресноводных моллюсков для выяснения генезиса покровных отложений // Вопросы малакологии Сибири. Томск, 1969.

Август Кекуле

Август Кекуле - немецкий химик мирового значения, открыл химическую формулу бензола. Его избрали почетным членом многие академии мира, с его мнением считались не только ученые, но и промышленники.

Просмотров: 960

Адольф фон Байер

Адольф фон Байер - немецкий химик, анализируя обратный процесс, получение  индиго путем окисления изатина, впервые сумел синтезировать  индиго, сделав, таким образом, возможным  его промышленное производство.

Просмотров: 644


Александр Михайлович Бутлеров

Александр Михайлович Бутлеров - русский химик, открытая им теория химического строения служит теперь принципиальной основой всех без  исключения современных разделов синтетической  химии.

Просмотров: 1341

Альфред Вернер

Альфред Вернер - немецкий химик, открыл оптически активные неорганические изомеры - соединения кобальта, хрома, железа. Это было крупным успехом  дальнейшего развития неорганической химии.

Просмотров: 798


Антуан Лоран Лавуазье

Антуан Лоран Лавуазье — французский химик, объяснил факт горения, — целый мир явлений  окисления, происходящих всегда и всюду  — в воздухе, земле, организмах —  во всей мертвой и живой природе.


Немецкий химик - органик. Родился в Дармштадте. Окончил Гисенский университет (1852 г.). Слушал в Париже лекции Ж. Дюма, Ш. Вюрца, Ш. Жеpapa. В 1856-1858 гг. преподавал в Гейдельбергском университете, в 1858-1865 гг. - профессор Гентского университета (Бельгия), с 1865 г. - Боннского университета (в 1877-1878 гг. - ректор).

Научные интересы преимущественно  были сосредоточены в области  теоретической органической химии  и органического синтеза.  
Получил тиоуксусную кислоту и другие сернистые соединения (1854 г.), гликолевую кислоту (1856 г.). Впервые по аналогии с типом воды ввел (1854 г.) тип сероводорода. Высказал (1857 г.) мысль о валентности как о целом числе единиц сродства, которым обладает атом. Указал на "двухосновность" (двухвалентность) серы и кислорода. Разделил (1857 г.) все элементы, за исключением углерода, на одно-, двух- и трехосновные; углерод же отнес к четырехосновным элементам (одновременно с Л. В. Г. Кольбе).

Выдвинул (1858 г.) положение  о том, что конституция соединений обусловливается "основностью", то есть валентностью, элементов. Впервые (1858 г.) показал, что число атомов водорода, связанных с n атомами углерода, равно 2n + 2. На основе теории типов сформулировал первоначальные положения теории валентности. Рассматривая механизм реакций двойного обмена, высказал мысль о постепенном ослаблении исходных связей и привел (1858 г.) схему, являющуюся первой моделью активированного состояния. Предложил (1865 г.) циклическую структурную формулу бензола, распространив тем самым теорию химического строения Бутлерова на ароматические соединения.

Экспериментальные работы Кекуле тесно связаны с его теоретическими исследованиями. С целью проверки гипотезы о равноценности всех шести атомов водорода в бензоле получил его галоген-, нитро-, амино- и карбоксипроизводные.  
Осуществил (1864 г.) цикл превращений кислот: природная яблочная - бромянтарная - оптически неактивная яблочная. Открыл (1866 г.) перегруппировку диазоамино- в аминоазобензол. Синтезировал трифенилметан (1872 г.) и антрахинон (1878 г.). Для доказательства строения камфары предпринял работы по превращению ее в оксицимол, а затем в тиоцимол. Изучил кротоновую конденсацию ацетальдегида и реакцию получения карбокситартроновой кислоты. Предложил методы синтеза тиофена на основе диэтилсульфида и ангидрида янтарной кислоты.

Президент Немецкого химического  общества (1878, 1886, 1891 гг.), Один из организаторов I Международного конгресса химиков  в Карлсруэ (1860 г.).

 

Английский химик и физик, член Лондонского королевского общества (с 1803 г.), его президент в 1820-1827 гг. Родился в Пензансе (Корнуолл). В 1795-1798 гг. - ученик аптекаря, с 1798 г. - руководитель лаборатории в Пневматическом институте около Бристоля, с 1802 г. - профессор Королевского института в Лондоне. В 1807-1812 гг. - непременный секретарь Лондонского королевского общества.

Научные работы в области  химии относятся к неорганической химии и электрохимии, основоположником которой он является. Открыл (1799 г.) опьяняющее и обезболивающее действие закиси азота  и определил ее состав. Изучал (1800 г.) электролиз воды и подтвердил факт разложения ее на водород и кислород. Выдвинул (1807 г.) электрохимическую  теорию химического сродства, согласно которой при образовании химического  соединения происходит взаимная нейтрализация, или выравнивание, электрических  зарядов, присущих соединяющимся простым  телам; при этом чем больше разность этих зарядов, тем прочнее соединение. Путем электролиза солей и щелочей получил (1808 г.) калий, натрий, барий, кальций, амальгаму стронция и магний. Независимо от Ж. Л. Гей-Люссака и Л. Ж. Тенара открыл (1808 г.) бор нагреванием борной кислоты. Подтвердил (1810 г.) элементарную природу хлора. Независимо от П. Л. Дюлонга создал (1815 г.) водородную теорию кислот. Одновременно с Гей-Люссаком доказал (1813-1814 гг.) элементарную природу иода. Сконструировал (1815 г.) безопасную рудничную лампу. Открыл (1817-1820 гг.) каталитическое действие платины и палладия. Получил (1818 г.) металлический литий.

Научные исследования в области  физики посвящены выяснению природы  электричества и теплоты. На основании  определения температуры воды, образующейся при трении кусков льда друг о друга, охарактеризовал (1812 г.) кинетическую природу  теплоты. Установил (1821 г.) зависимость  электрического сопротивления проводника от его поперечного сечения и  длины.

Иностранный почетный член Петербургской  АН (с 1826 г.).

БУДУЩЕЕ ЗЕМЛИ

Будущее Земли будет определяться рядом факторов: увеличением светимости Солнца, потерей тепловой энергии ядра Земли, возмущениями со стороны других тел Солнечной системы, тектоникой плит и биохимией на поверхности. Согласно теории Миланковича планета будет по-прежнему подвергаться циклам оледенения вследствие изменения эксцентриситета орбиты Земли, наклона оси вращения и прецессии оси. В результате продолжающегося суперконтинентального цикла, тектоника плит, вероятно, приведёт к образованию суперконтинента через 250—350 млн лет, а в течение следующих 1,5—4,5 миллиардов лет наклон оси Земли может начать испытывать хаотические изменения с отклонением вплоть до 90°.

Через 1—3 миллиарда лет, непрерывное увеличение солнечного излучения, вызванного накоплением гелия в ядре Солнца, приведёт к исчезновению океанов и прекращению дрейфа континентов[2]. Через 4 миллиарда лет увеличение температуры у поверхности Земли станет причиной стремительного парникового эффекта. К тому времени, большинство, если не вся жизнь, на поверхности Земли вымрет[3][4]. Наиболее вероятной дальнейшей судьбой планеты является поглощение её Солнцем приблизительно через 7,5 миллиардов лет, после того, как оно станет красным гигантом и расширится до пересечения с орбитой Земли.

Влияние человека

Люди играют ключевую роль в биосфере, имея многочисленную популяцию, доминирующую над различными экосистемами Земли[5]. Это привело к массовому исчезновению (биотический кризис) других видов в ходе нынешней геологической эпохи, известному как голоценовое вымирание (англ.). Оно является результатом разрушения среды обитания, широкого распространения инвазивных видов, охоты и изменения климата[6][7]. При нынешних темпах, около 30 % видов находятся под угрозой вымирания в ближайшие сто лет[8]. К настоящему моменту деятельность человека оказала значительное влияние всю планету:

  • в результате человеческой деятельности было изменено более трети поверхности суши;
  • люди используют около 20 % мировой первичной продукции (англ.) экосистем[9];
  • концентрация углекислого газа в атмосфере Земли увеличилась почти на 30 % с начала промышленной революции[5].

Предполагается, что последствия  постоянного биотического кризиса  продлятся по крайней мере ещё пять миллионов лет[10]. Это может привести к снижению биоразнообразия и гомогенизации биоты, сопровождаемых распространением более приспосабливаемых видов, таких как вредители и сорняки. Могут также появиться новые виды. В частности таксоны, процветающие в доминируемых человеком экосистемах, могут быстро развиться во множество новых видов. Микроорганизмы, вероятно, извлекут выгоду из увеличения обогащённых питательным веществом экологических ниш. Однако, никакие новые разновидности существующих больших позвоночных животных, вероятно, не возникнут, и пищевые цепи будут сокращены[11][12].

[править] Орбита и вращение

Гравитационные  возмущения (англ.) других тел могут изменить орбиту Земли, а также наклон оси её вращения. Это в свою очередь может привести к значительному изменению климата на планете[13][14][15][16].

[править] Оледенение

В истории Земли были циклические периоды оледенения, во время которых ледяной покров распространялся к значительно более низким широтам, чем сейчас. Теория Миланковича гласит, что оледенение происходит вследствие астрономических факторов в сочетании с климатическими механизмами обратной связи и тектоникой плит. Каждый из этих эффектов происходит циклически. Например, эксцентриситет орбиты изменяется циклически со значениями в пределах от 0,0007 до 0,0658. В настоящий момент он равен 0,017. За полный цикл общее количество солнечного излучения, попадающего на Землю меняется максимум на 0,2 % [17].

В настоящее время Земля  находится в межледниковой эпохе, которая, как предполагается, должна завершиться через 25 тысяч лет[16]. Нынешние темпы выбросов в атмосферу человечеством углекислого газа могут задержать начало следующего периода оледенения по крайней мере на 50 000—130 000 лет. Однако, период глобального потепления конечной длительности (основанный на предположении, что ископаемое топливо будет исчерпано к 2200 году) будет влиять на цикл оледенения только 5 000 лет. Таким образом, короткий период глобального потепления, вызванный выбросами парниковых газов в течение нескольких столетий, будет иметь ограниченное воздействие в долгосрочной перспективе[14].

[править] Наклонение

Приливная выпуклость смещается  вперёд с линии, соединяющей центры масс Земли и Луны. В результате на Луну действует момент силы, ускоряющий её обращение по орбите и в то же время замедляя вращение Земли

Приливное ускорение Луны замедляет скорость вращения Земли и увеличивает расстояние между Землёй и Луной. Другие эффекты, которые могут рассеять энергию вращения Земли — это трение между ядром и мантией, потоки в атмосфере, конвекция в мантии и климатические изменения, которые могут увеличить или уменьшить количество льда на полюсах. В совокупности эти эффекты, как предполагается, увеличат продолжительность дня более чем на 1,5 часа в течение ближайших 250 миллионов лет, а также увеличат наклон оси на полградуса. Расстояние до Луны увеличится примерно на 1,5 RЗемли в течение этого же периода[18].

На основании компьютерных моделей считается, что наличие Луны позволяет стабилизировать наклон оси Земли и тем самым избежать резких изменений климата[19]. Эта стабильность достигается из-за того, что Луна увеличивает скорость прецессии оси вращения Земли, что позволяет избежать резонансов между прецессией вращения и прецессией частот восходящего узла орбиты планеты[20]. Однако, поскольку большая полуось орбиты Луны продолжит увеличиваться в будущем, то этот стабилизирующий эффект со временем уменьшится. В какой-то момент времени эффекты возмущения, вероятно, вызовут хаотические изменения наклона Земли, и наклон оси может измениться вплоть до 90° к плоскости орбиты. Предполагается, что это произойдет через 1,5—4,5 млрд лет, хотя точное время неизвестно[21].

Сильное наклонение, вероятно, приведёт к резким переменам в климате и уничтожению жизни на планете[15]. Когда наклон оси Земли достигнет 54°, экватор будет получать меньше излучения от Солнца, чем полюса. Планета может оставаться в положении с наклоном от 60° до 90° в течение 10 миллионов лет[22].

[править] Тектоника плит

Пангея — последний существовавший суперконтинент

Согласно теории тектоники плит континенты Земли движутся по поверхности со скоростью несколько сантиметров в год. Это будет происходить и в дальнейшем, в результате чего плиты будут продолжать двигаться и сталкиваться. Континентальному дрейфу способствуют два фактора: генерация энергии внутри планеты и наличие гидросферы. При исчезновении любого из этих факторов дрейф континентов прекратится[23]. Производство тепла посредством радиогенных процессов достаточно для поддержания конвекции в мантии и субдукции плит, по крайней мере, в течение следующего 1,1 миллиарда лет[24].

В настоящее время континенты Северная и Южная Америки движутся к западу от Африки и Европы. Исследователи рассматривают несколько сценариев развития событий в будущем[25]. Эти геодинамические модели можно отличить по субдукции потока, в котором океаническая кора движется под континент. В интроверсной модели, более молодой, внутренний, Атлантический океан подвергается субдукции и текущее движение Северной и Южной Америки разворачивается на противоположное направление. В экстраверсионной модели, более старый, внешний, Тихий океан подвергается субдукции, поэтому Северная и Южная Америки движутся в сторону Восточной Азии[26][27].

По мере улучшения понимания  геодинамики эти модели будут  пересматриваться. Например, в 2008 году для прогнозирования было использовано компьютерное моделирование в результате которого было определено, что будет происходить преобразование конвекции мантии и формироваться суперконтинент вокруг Антарктиды[28].

Независимо от результатов  континентального движения, продолжающийся процесс субдукции станет причиной перемещения воды в мантию. Геофизическая модель даёт оценку, что спустя миллиард лет 27 % от текущей массы океана будет утрачена. Если этот процесс будет продолжаться в неизменном виде в будущем, то субдукция достигнет точки стабильности после того, как 65 % текущей массы океана будет поглощена[29].

[править] Интроверсия

Кристофер Скотезе и его коллеги в рамках проекта Paleomap спрогнозировали движение плит на несколько сотен миллионов лет[25]. В их сценарии через 50 миллионов лет Средиземное море может исчезнуть, а столкновение Европы и Африки создаст длинную горную цепь, тянущуюся вплоть до Персидского залива. Австралия сольётся с Индонезией, а Нижняя Калифорния будет скользить на север вдоль побережья. Могут появиться новые зоны субдукции у восточного побережья Северной и Южной Америки, а вдоль их берегов сформируются горные цепи. На юге планеты перемещение Антарктиды к северу станет причиной таяния всего ледникового покрова. Это, наряду с таянием ледникового покрова Гренландии, повысит средний уровень океана на 90 метров. Затопление континентов приведет к изменениям климата[25].

По мере реализации этого  сценария через 100 миллионов лет  распространение континентов достигнет  своей максимальной точки, и они  начнут сливаться. Через 250 миллионов  лет Северная Америка столкнется с Африкой, а Южная Америка будет обёрнута вокруг южной оконечности Африки. Результатом будет формирование нового суперконтинента (иногда называемого Пангея Ультима) и океана, простирающегося на половине планеты. Антарктический континент полностью изменит направления и возвратится к Южному полюсу с образованием нового ледникового покрова[30].

[править] Экстраверсия

Первым учёным, экстраполировавшим текущие движения континентов, был  канадский геолог Пол Ф. Хоффман из Гарвардского университета. В 1992 году Хоффман предположил, что континенты Северная и Южная Америки продолжат движение через Тихий океан, разворачиваясь у Дальнего Востока до тех пор, пока не начнут сливаться с Азией. Он окрестил образовавшийся суперконтинент Амазией[31][32]. Позднее, в 1990-х гг. Рой Ливермор рассчитал подобный сценарий. Он предположил, что Антарктида начнёт перемещаться на север, а восток Африки и Мадагаскар будут двигаться через Индийский океан до столкновения с Азией[33].

В экстраверсной модели, смыкание Тихого океана будет закончено через 350 миллионов лет[34]. Это ознаменует завершение текущего суперконтинентального цикла, в котором континенты разделяются, а затем возвращаются друг к другу примерно каждые 400—500 миллионов лет[35]. После создания суперконтинента, тектоника плит может вступить в период бездействия, поскольку скорость субдукции падает на порядок. Этот период стабильности может привести к увеличению температуры мантии на 30—100K каждые 100 миллионов лет, что является минимальным временем жизни прошлых суперконтинентов. И как следствие, может возрасти вулканическая активность[27][34].

[править] Ортоверсия

В 2012 году группа геологов под  руководством Росса Митчелла (Ross Mitchell) из Йельского университета предложила новую гипотезу движения континентов. При построении своей модели учёные опирались на данные о дрейфе магнитных полюсов, которые позволяют вычислить направление движения литосферных плит. Согласно исследованию, материки в будущем сольются в единый континент в районе Северного Ледовитого океана и центром нового суперконтинента станет Северная Америка. По мнению Митчелла и его коллег Азия будет двигаться в сторону Северной Америки с которой она впоследствии соединится. Также к ним примкнёт современная Гренландия, которая станет частью суперконтинента[36].

[править] Суперконтинент

Формирование суперконтинента  может существенно повлиять на окружающую среду. Столкновение плит приведёт к формированию гор, тем самым значительно меняя погодные условия. Уровень моря может упасть вследствие увеличения оледенения[37]. Скорость поверхностной эрозии может возрасти, в результате чего увеличится скорость с которой поглощается органический материал. Формирование суперконтинента может привести к снижению глобальной температуры и увеличению концентрации атмосферного кислорода. Эти изменения могут привести к более быстрой биологической эволюции, поскольку появятся новые ниши. Это, в свою очередь, может повлиять на климат и привести к дальнейшему понижению температуры[38].

Приборы для геотектоники