Глава 3. Литосфера и рельеф Земли

Максаковский В.П., Петрова Н.Н., Физическая и экономическая география мира. — М.:Айрис-пресс, 2010. — 368с.:ил.


§ 1.Внутреннее строение Земли
Литосфера (от греч. lithos — камень и sphaire — шар) — это твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. Мощность литосферы составляет в среднем от 70 до 250 км (рис. 15).
Земная кора не везде имеет одинаковую толщину. Различают два основных типа земной коры: материковый и океанический.
Под океанами ее нижняя граница уходит на глубину 5—10 км, под равнинами на 35—45 км, а под горными массивами — до 70 км. Слои земной коры состоят из горных пород и минералов.
Внутреннее строение Земли

Минерал — природное тело, приблизительно однородное по химическому составу и физическим свойствам, образующееся в результате физико-химических процессов в глубинах и на поверхности литосферы.

Горная порода — природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре.
По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические, метаморфические и осадочные.
Магматические горные породы образуются в результате застывания магмы, поднимающейся из сильно разогретых глубин Земли. В случае, когда магма медленно остывает на большой глубине, образуются интрузивные (или глубинные) горные породы, имеющие кристаллическую структуру. При быстром остывании магмы, излившейся на поверхность, образуются эффузивные (или излившиеся) горные породы (базальт).
Осадочные горные породы формируются под воздействием внешних сил. Выделяют обломочные, хемогенные и органогенные осадочные породы. Обломочные горные породы образовались в результате выветривания, переотложения водой, льдом или ветром продуктов разрушения ранее возникших горных пород. К ним относятся песок, глина, валунный суглинок. Хемогенные горные породы формируются в результате осаждения из воды морей и озер растворенных в ней веществ. Пример такой породы — каменная соль. Органогенные породы образуются в результате накопления останков животных и растений, как правило, на дне океанов, морей и озер. Такой породой является известняк (в частности, его разновидность — ракушечник).
Как осадочные, так и магматические горные породы при погружении на большие глубины под влиянием повышенного давления и высоких температур подвергаются значительным изменениям — метаморфизму, превращаясь в метаморфические горные породы. Так, например, известняк преобразуется в мрамор, песок — в песчаник.
Мантия Земли. Под земной корой, ближе к центру Земли располагается слой толщиной почти 3000 км, называемый мантией (см. рис. 15). Внутри мантии, на глубине 100—250 км под континентами и 50—100 км под океанами, находится слой повышенной пластичности вещества, так называемая астеносфера. Ученые предполагают, что мантия состоит из магния, железа и кремния и имеет очень высокую температуру — до 2000°С.
Установлено, что температура горных пород с глубиной возрастает: в среднем на 1 °С на каждые 33 метра в глубь Земли. Увеличение температуры происходит, главным образом, за счет распада радиоактивных элементов, входящих в состав земного ядра.
Ядро Земли — пока загадка для науки. С определенной достоверностью можно говорить лишь о его радиусе — 3500 км и температуре — около 4000 °С.
Многие ученые считают неслучайным тот факт, что площадь поверхности ядра — 148,7 млн км2, как бы уравновешивается площадью поверхности суши Земли — 149 млн км2, создавая баланс ее внутренних и внешних сил.
§ 2. Внутренние (эндогенные) процессы
                формирования рельефа Земли

Рельеф — это совокупность неровностей земной поверхности разного масштаба, называемых формами рельефа.

Рельеф формируется в результате воздействия на литосферу внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) процессов.
Внутренние геологические процессы обусловливают различные тектонические движения: вертикальные и горизонтальные перемещения отдельных участков земной коры. С ними связано образование наиболее значительных неровностей земной поверхности, ее непрерывное изменение. Источником внутренних процессов является тепло, образующееся при радиоактивном распаде элементов, входящих в состав ядра Земли.
По преобладающему направлению выделяют два типа тектонических движений: вертикальные и горизонтальные. Оба типа движений могут проходить как самостоятельно, так и во взаимосвязи друг с другом. Часто один тип движения порождает другой. Проявляются они не только в перемещении крупных блоков земной коры в вертикальном или горизонтальном направлениях, но и в образовании складчатых и разрывных нарушений разного масштаба.
Складки — волнообразные изгибы пластов земной коры, созданные совместным действием вертикальных и горизонтальных движений в земной коре. Складка, пласты которой выгнуты кверху, называется антиклинальной складкой, или антиклиналью. Складка, пласты которой прогнуты книзу, называется синклинальной складкой, или синклиналью. Синклинали и антиклинали — две основные формы складок. Небольшие и относительно простые по строению складки выражаются в рельефе невысокими компактными хребтами (например, Сунженский хребет северного склона Большого Кавказа).
Более крупные и сложные по строению складчатые структуры представлены в рельефе крупными горными хребтами и разделяющими их понижениями (Главный и Боковой хребты Большого Кавказа). Еще более крупные складчатые сооружения, состоящие из множества антиклиналей и синклиналей, образуют мегаформы рельефа типа горной страны, например Кавказские горы, Уральские горы и т. п. Эти горы называют складчатыми. 
Разрывные нарушения (разломы) — это различные нарушения сплошности горных пород, часто сопровождающиеся перемещением разорванных частей относительно друг друга. Простейшим видом разрывов являются единичные более или менее глубокие трещины. Наиболее крупные разрывные нарушения, распространяющиеся на значительную длину и ширину, называют глубинными разломами.
В зависимости от того, как перемещались разорванные блоки в вертикальном направлении, выделяют сбросы и надвиги (рис. 16). Совокупности сбросов и надвигов составляют горсты и грабены (рис. 17). В зависимости от размеров они образуют отдельные горные хребты (например, Столовые горы в Европе) или горные системы и страны (например, Алтай, Тянь-Шань).

Совокупности сбросов и надвигов составляют горсты и грабены

В этих горах наряду с грабенами и горстами встречаются и складчатые массивы, поэтому их следует относить к складчато-глыбовым горам.

В случае, когда перемещение блоков горных пород было не только в вертикальном направлении, но и в горизонтальном, образуются сдвиги.
В процессе становления наук о Земле выдвигалось много различных гипотез о развитии земной коры.
В основу теории литосферных плит положено представление, что вся Литосфера разделена узкими активными зонами — глубинными разломами — на отдельные жесткие плиты, плавающие в пластичном слое верхней мантии.
Границы литосферных плит как в местах их разрыва, так и в местах столкновения — это подвижные участки земной коры, к которым приурочены большинство действующих вулканов, где часты землетрясения. Эти участки, являющиеся областями новой складчатости, образуют сейсмические пояса Земли.
Чем дальше от границ подвижных участков к центру плиты, тем более устойчивыми становятся участки земной коры. Москва, например, находится в центре Евразийской плиты, и ее территория считается сейсмически вполне устойчивой.
Вулкан — совокупность процессов и явлений, вызванных внедрением магмы в земную кору и излиянием ее на поверхность. Из глубинных магматических очагов извергаются на землю лава, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. В зависимости от условий и путей проникновения магмы на поверхность различают три типа вулканических извержений.
Площадные извержения привели к образованию обширных лавовых плато. Наиболее крупные из них — это плато Декан на полуострове Индостан и Колумбийское плато.
Трещинные извержения происходят по трещинам иногда большой протяженности. В настоящее время вулканизм этого типа проявляется в Исландии и на дне океанов в районе срединных океанических хребтов.
Извержения центрального типа связаны с определенными участками, как правило, на пересечении двух разломов и происходят по сравнительно узкому каналу, который называется жерло. Это наиболее распространенный тип. Вулканы, образующиеся при таких извержениях, называются слоистыми, или стратовулканами. Они имеют вид конусообразной горы, на вершине которой находится кратер.
Примеры таких вулканов: Килиманджаро в Африке, Ключевская Сопка, Фудзияма, Этна, Гекла в Евразии.
«Тихоокеанское огненное кольцо». Около 2/3 вулканов Земли сосредоточены на островах и берегах Тихого океана. Самые мощные извержения вулканов и землетрясения имели место именно в этом регионе: Сан-Франциско (1906), Токио (1923), Чили (1960), Мехико (1985).
Остров Сахалин, полуостров Камчатка и Курильские острова, находящиеся на самом востоке нашей страны, — звенья этого кольца.
Всего на Камчатке насчитывается 130 потухших вулканов и 36 действующих. Самый большой вулкан — Ключевская Сопка. На Курильских островах находится 39 вулканов. Для этих мест характерны разрушительные землетрясения, а для окружающих морей — моретрясения, тайфуны, вулканы и цунами.
Цунами в переводе с японского — «волна в бухте». Это волны гигантских размеров, порожденные землетрясением или моретрясением. В открытом океане они почти незаметны для судов. Но когда путь цунами преграждает материк и острова, волна обрушивается на сушу с высоты, достигающей 20 метров. Так, в 1952 г. такая волна полностью разрушила дальневосточный город Северокурильск.
Горячие источники и гейзеры тоже связаны с вулканизмом. На Камчатке в знаменитой Долине гейзеров действуют 22 крупных гейзера.
Землетрясения также являются проявлением эндогенных земных процессов и представляют собой внезапные подземные удары, сотрясения и смещения пластов и блоков земной коры.
Изучение землетрясений. На сейсмических станциях ученые исследуют эти грозные явления природы, пользуясь специальными приборами, ищут способы их предсказания. Один из таких приборов — сейсмограф — был изобретен в начале XX в. русским ученым Б. В. Голицыным. Название прибора произошло от греческих слов сейсмо (колебание), графо (пишу) и говорит о его назначении — записывать колебания Земли.
Землетрясения могут быть разной силы. Ученые договорились определять эту силу по международной 12-балль- ной шкале с учетом степени повреждения зданий и изменений рельефа Земли. Приведем фрагмент этой шкалы (табл. 5).

Таблица 5

  Баллы     Характеристика интенсивности землетрясений
  12     Изменение рельефа в больших размерах .
  11     Многочисленные трещины на поверхности земли, обвалы в горах.
  10     Обвалы в зданиях. Трещины на поверхности земли шириной до 1 м.
  9     Обрушивание стен, перекрытий в зданиях.
  8     Большие трещины в стенах, падение дымовых труб.
Землетрясения сопровождаются подземными толчками, следующими один за другим. Место, где в недрах земной коры происходит толчок, носит название гипоцентр. Место на земной поверхности, расположенное над гипоцентром, называется эпицентром землетрясения.
Землетрясения вызывают образование трещин на земной поверхности, смещение, опускание или поднятие отдельных блоков, оползни; наносят ущерб хозяйству и приводят к гибели людей.
 § 3. Внешние (экзогенные) процессы
            формирования рельефа Земли

На земную поверхность постоянно воздействуют и различные внешние силы. К ним относятсявыветривание, действие ветра и перемещающая деятельность текучей воды.

Выветривание — это совокупность естественных процессов, приводящих к разрушению горных пород. Различают выветривание физическое, являющееся результатом неодинакового расширения и сжатия частиц породы при суточных и сезонных изменениях температуры.
Существует два вида физического выветривания — температурное и морозное.
Температурное выветривание протекает под влиянием колебаний температуры, вследствие чего минералы, слагающие горные породы, испытывают попеременно то сжатие, то расширение. Это приводит к образованию трещин и в конечном итоге к разрушению пород. Особенно активно температурное выветривание в районах с континентальным климатом, где отмечается огромная разница суточных и сезонных температур.
Морозное выветривание широко распространено в умеренном поясе и наиболее интенсивно протекает весной и осенью, когда дневные температуры положительны, а ночные отрицательны. Вода, попадающая днем в трещины горных пород, ночью замерзает и увеличивает свой объем, что влечет за собой расширение трещин и дальнейшее разрушение вмещающей породы.
Химическое выветривание — разрушение горных пород и минералов под действием химических соединений. Основными факторами этого типа выветривания являются атмосферная и грунтовая вода, свободные кислород и углекислый газ, растворенные в воде органические и некоторые минеральные кислоты. Химическое разложение в результате окисления и растворения протекает одновременно с механическим раздроблением горных пород и минералов.
Активное участие в выветривании принимают живые организмы, прежде всего растения с их развитой корневой системой.
Разрушенные и размельченные горные породы подвергаются сносу (денудации) и откладываются в понижениях рельефа, сглаживая его (аккумуляция).
В районах с достаточным или избыточным увлажнением активную работу по формированию рельефа производят поверхностные воды. Размывая отложения, смывая почву и разрыхленные породы, они образуют т. н. эрозионные формы рельефа (овраги, речные долины, балки). В других местах выносимый материал откладывается, образуя новые аккумулятивные формы рельефа (конусы выноса рек и ручьев).
В районах, где имеются растворимые горные породы (известняк, гипс, каменная соль), образуются карстовые формы рельефа — воронки, пещеры и пр.
Действие ветра выражается в перемещении рыхлых отложений и образовании специфических непрочных форм рельефа в тех местностях, где преобладают несвязанные рыхлые породы, т. е. в каменистых или песчаных пустынях, на песчаных побережьях океанов и морей. К эоловым формам рельефа относятся барханы, дюны, причудливые выветренные скалы, сложенные непрочными горными породами.
Значительное влияние на современный рельеф Земли оказали древние оледенения, создавая как эрозионные формы рельефа (кары, цирки, троги, бараньи лбы и др.), так и аккумулятивные (моренные холмы, гряды, озы и др.). Такие формы рельефа, как наледи, гидролакколиты, бугры пучения, типичны для территорий с многолетней, или вечной, мерзлотой.
Внутренние и внешние процессы находятся в постоянной борьбе, в результате их совместного действия и формируется рельеф земной поверхности.
§ 4. Основные формы рельефа Земли.
          Минеральные ресурсы литосферы

Рельеф Земли — это совокупность всех неровностей поверхности литосферы.

Материки и океаны — основные формы рельефа Земли. Их образование обусловлено тектоническими, космическими и планетарными процессами.
Материк — это крупнейший массив земной коры, который имеет трехслойное строение. Большая часть его поверхности выступает над уровнем Мирового океана. В современную геологическую эпоху существует 6 материков: Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Австралия, Антарктида. Их площади соответственно: 54, 30, 24, 18, 14, 9 млн км2.
Мировой океан — непрерывный водный массив, окружающий материки. Мировой океан делится материками на 4 океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. Иногда выделяют также Южный океан, омывающий побережье Антарктиды.
Поверхность Земли составляет 510 млн км2. На долю суши приходится всего 29% площади Земли. Все остальное — Мировой океан, т. е. 71 %.
Горы и равнины так же, как материки и океаны, являются основными формами рельефа Земли. горыобразуются в результате тектонических поднятий, а равнины — в результате разрушения гор.
Равнины — обширные участки с ровной или холмистой поверхностью. Они различаются по высоте. Примером низменности (от 0 до 200 м над уровнем моря) может служить Амазонская низменность — самая большая на Земле, а также Индо-Гангская низменность. Бывает, что низменности располагаются ниже уровня моря — это впадины. Прикаспийская низменность расположена на 28 м ниже уровня моря. Примером собственно равнины может служить крупнейшая Восточно-Европейская равнина.
На высотах 200-500 м над уровнем моря располагаются возвышенности. Например, Среднерусская, Приволжская, а выше 500 м — плоскогорья и нагорья. Крупнейшими из них являются Среднесибирское, Бразильское, Декан, Гвианское, Восточно-Африканское, Большой Бассейн, Аравийское.
Горы — участки земной поверхности, приподнятые над уровнем моря на высоту более 500 м. Горы считаются низкими, если их высота от 500 до 1000 м; средними — от 1000 до 2000 м и высокими — свыше 2000 м. Самая высокая горная вершина на Земле — гора Джомолунгма (Эверест) в Гималаях имеет высоту 8848 м. Определить высоту гор можно по физической карте, пользуясь шкалой высот.
Таблица 6

                                Классификация форм рельефа по их размерам

  Размеры                                            Формы рельефа
    Крупнейшие (мегарельеф)     Крупные (макрорельеф)     Средние (мезорельеф)     Мелкие (микрорельеф)
 Горизонтальные    десятки и сотни тысяч км2     сотни и тысячи км2     сотни и тысячи км2     метры и сотни м2
  Вертикальные     сотни и тысячи метров     сотни и тысячи метров     метры и десятки метров     метры, реже десятки метров
  Примеры форм     Нагорья, горные страны, обширные возвышенности и низменности     горные хребты, отдельные горы, большие речные долины, межгорные впадины     холмы, овраги, балки, барханные цепи     бугры, курганы, промоины, рытвины
Размеры форм рельефа отражают особенности их происхождения. Так, наиболее крупные формы рельефа образовались в результате преобладающего влияния внутренних сил Земли. Формы средних и мелких масштабов образовались при преимущественном участии внешних сил.
Горы различаются не только по высоте, но и по форме. Группа гор, вытянутых цепочкой, носит название горный хребет. Такую форму имеют, например, Кавказские горы. Есть еще горные пояса, например Альпийско- Гималайский, и горные страны, например Памир.
Горы и равнины расположены как на материках, так и в океанах.

                                             Минеральные ресурсы литосферы.

Люди еще в древности научились применять для своих нужд некоторые из этих ресурсов, что нашло свое выражение в названиях исторических периодов развития человечества: «каменный век», «бронзовый век», «железный век». В наши дни используются более 200 различных видов минеральных ресурсов. По образному выражению академика А. Е.Ферсмана (1883—1945), ныне к ногам человечества сложена вся периодическая система Менделеева.

Распространение полезных ископаемых в земной коре подчиняется геологическим (тектоническим) закономерностям (см. табл. 7 на с. 64—65).
Топливные полезные ископаемые имеют осадочное происхождение и обычно сопутствуют чехлу древних платформ и их внутренним и краевым прогибам. Так что название «бассейн» отражает их происхождение довольно точно — «морской бассейн».
На Земном шаре известно более 3,6 тыс. угольных бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15% территории земной суши. Основная часть ресурсов угля приходится на Азию, Северную Америку и Европу и сконцентрирована в десяти крупнейших угольных бассейнах Китая, США, России, Индии, Германии.

Таблица 7

       Зависимость между строением земной коры, рельефом и размещением полезных ископаемых
  Формы рельефа     Строение и возраст участка земной коры     Характерные полезные ископаемые     Примеры
  Равнины     Щиты архейско-протеро- зойских платформ     Обильные месторождения железных руд     Украинский щит, Балтийский щит Русской платформы
    Плиты древних платформ, чехол которых сформировался в палеозойское и мезозойское время     Нефть, газ, каменный уголь, строительные материалы     Западно-Сибирская низменность, Русская равнина
  Горы     Молодые складчатые горы альпийского возраста     Полиметаллические руды, строительные материалы     Кавказ, Альпы
    Разрушенные складчато- глыбовые горы мезозойской, герци некой и каледонской складчатостей     Самые богатые полезными ископаемыми структуры: руды черных (железо, марганец) и цветных металлов (хром, медь, никель, уран, ртуть), россыпи золота, платины, алмазов     Казахский мелкосопочник
    Омоложенные горы мезозойской и палеозойской складчатостей     Руды черных и цветных металлов, коренные и россыпные месторождения золота, платины и алмазов      Урал, Аппалачи, горы Центральной Европы
  Материковая отмель (шельф)     Краевые прогибы     Нефть, природный газ     Мексиканский залив
    Затопленная часть плит, платформ     Нефть, природный газ     Персидский залив
  Дно океана     Абиссальные равнины     Железо-марганцевые конкреции     Дно Северного моря
Нефтегазоносных бассейнов разведано более 600, разрабатывается 450. Общее число нефтяных месторождений достигает 35 тыс. Основные запасы находятся в Северном полушарии и приурочены к отложениям мезозоя. Главная часть этих запасов также сконцентрирована в небольшом числе крупнейших бассейнов Саудовской Аравии, США, России, Ирана.
Рудные полезные ископаемые обычно приурочены к фундаментам (щитам) древних платформ, а также к складчатым областям. В таких областях они нередко образуют огромные по протяженности рудные (металлогени- ческие) пояса, связанные своим происхождением с глубинными разломами в земной коре. Территории подобных поясов (Альпийско-Гималайского, Тихоокеанского) служат сырьевыми базами горнодобывающей промышленности, зачастую определяя хозяйственную специализацию отдельных районов Китая, Бразилии, Австралии, России, США, Индии, Канады.
Широкое распространение имеют и нерудные полезные ископаемые, месторождения которых встречаются как в платформенных, так и в складчатых областях. К ним, например, относятся различные минеральные соли — азотные, калийные, фосфорные.
К ресурсам литосферы следует отнести также энергию глубинного тепла Земли, или геотермальную энергию. Ресурсы геотермальной энергии особенно велики в странах и районах с повышенной сейсмической и вулканической активностью (Исландия, Италия, Новая Зеландия, Филиппины, Мексика, Камчатка и Северный Кавказ в России, Калифорния в США). Для хозяйственного освоения наиболее выгодны территориальные сочетания (скопления) полезных ископаемых, которые облегчают комплексную переработку сырья.
Добыча минеральных ресурсов шахтным способом в мировых масштабах ведется в зарубежной Европе, Европейской части России, США, где многие месторождения и бассейны, находящиеся в верхних слоях земной коры, уже сильно выработаны.
Если полезные ископаемые залегают на глубине 20—30 м — выгоднее снять бульдозером верхний слой горной породы и вести добычу открытым способом. Открытым способом добывают, например, железную руду в районе Курска, уголь на некоторых месторождениях Сибири.
По запасам и добыче многих минеральных богатств литосфера России занимает одно из первых мест в мире (газ, уголь, нефть, железная руда, алмазы).

                                               Обязательная географическая номенклатура

Равнины: Восточно-Европейская, Западно-Сибирская, Великая Китайская, Великие равнины (Сев. Америка).
Низменности: Оринокская, Ла-Платская, Центральная (Австралия), Миссисипская.
Плоскогорья: Среднесибирское, Аравийское, Декан, Бразильское, Гвианское, Восточно-Африканское.
Нагорья: Тибет, Гоби, Эфиопское.
Горные системы: Альпы, Пиренеи, Карпаты, Скандинавские горы, Урал, Кавказ, Алтай, Тянь-Шань, Памир, Гималаи, Кордильеры, Аппалачи, Аляскинский хребет, Анды, Большой Водораздельный хребет.
Вулканы: Везувий, Гекла, Кракатау, Ключевская Сопка, Орисаба, Килиманджаро, Котопахи.

                                             Вопросы и задания для подготовки к экзамену

1. Какие оболочки Земли можно назвать внутренними?
2. С какими горными породами связаны месторождения угля, нефти, природного газа?
3. Чем отличается материковая земная кора от океанической?
4. Приведите примеры магматических горных пород. Чем они отличаются от осадочных и метаморфических.
5. Перечислите периоды кайнозойской эры, начиная с самого древнего.
6. Назовите древние платформы, лежащие в основании материков Африка, Северная Америка, Южная Америка.
7. С какими тектоническими структурами связаны месторождения нефти и газа?
8. Из следующих экзогенных процессов: ветер, морское волнение, колебания температуры воздуха, подземные воды, ледники, текучие воды, живые организмы — выберите такие, которыми созданы следующие формы рельефа: косы, коралловые острова, старицы, карстовые пещеры, дюны.
9. Следствием действия каких сил: экзогенных или эндогенных, являются грабены, горсты и сбросы?
10. С какими областями связаны такие явления, как землетрясения и вулканизм? Назовите основные типы вулканических извержений. 

Максаковский В.П., Петрова Н.Н., Физическая и экономическая география мира. — М.:Айрис-пресс, 2010. — 368с.:ил.

Добавить комментарий