Живая Земля. Living Earth.

Центральная Азия | Каспийский регион | Сейсмогеодинамика

Изменения Земли так медленны в сравнении с коротким периодом нашей жизни...

Аристотель (384-322 до н. э.)

Есть только миг между Прошлым и Будущим, Именно он называется Жизнь.

(из к.ф. "Земля Санникова")

Если бы удалось в течение сотен миллионов лет отснять кинофильм о земной поверхности, фотографируя из космоса по одному кадру каждое тысячелетие, а затем просмотреть этот фильм с обычной скоростью, то мы увидели бы на экране непрерывно бурлящее каменное варево.

В таком, почти трехчасовом, просмотре мы едва бы успели заметить людей, появившихся на Земле лишь в последние секунды этого фильма...

Земля - живой организм. Ее недра и поверхность ни на минуту не пребывают в состоянии покоя. Одни участки медленно воздымаются, создавая горные сооружения, другие опускаются, погружаясь в моря и океаны. Время от времени сквозь вулканы из земных недр изливается расплавленная магма. Гигантские трещины пронизывают внешнюю каменную оболочку Земли - литосферу, порождая землетрясения...

Наша Земля. 36 Кбайт

Наша Земля - это крохотный шарик, вращающийся со всем этим сообществом вокруг гигантского огненного шара - Солнца, которое и само является мельчайшей точкой во Вселенной.

Наше Солнце. 58 Кбайт

Наше Солнце расположено  на окраине Млечного Пути - одной из бесконечного числа других галактик во Вселенной.

 

Землетрясения - лишь одно из необходимых проявлений этой жизни нашей планеты. Они сотрясают и меняют лик Земли. Вместе с тем, как ни парадоксально, землетрясения приносят не только вред, но и пользу. Они разрушительны лишь в непосредственной близости от эпицентров. На больших же расстояниях, вплоть до противоположной стороны земного шара, землетрясения регистрируются только чувствительными приборами - сейсмографами.

Благодаря сейсмическим волнам, пронизывающим земные недра и записанным сейсмографами, стало известно о глубинном строении нашей планеты и движении ее недр. Вот как еще в начале прошлого века образно определил эти свойства сейсмических волн основоположник отечественной сейсмологии академик князь Борис Борисович Голицын (см. "Воспоминания").  Он писал:

"Можно уподобить всякое землетрясение фонарю, который зажигается на короткое время и освещает нам внутренность Земли, позволяя тем самым рассмотреть то, что там происходит. Свет этого фонаря пока еще очень тусклый, но не подлежит сомнению, что со временем он станет гораздо ярче и позволит нам разобраться в этих сложных явлениях природы".

 

 

 

 

 

 

Наша Земля. 60 Кбайт.

 

Природа землетрясений связана с движением и взаимодействием литосферных плит - своеобразных "осколков" внешней каменной оболочки Земли.+

Образно выражаясь, земной шар можно представить в виде куриного яйца, сваренного всмятку и приплюснутого с полюсов. Тогда желток будет изображать ядро Земли. Оно жидкое, расплавленное, словно сталь в мартеновской печи, и по соотношению размеров занимает примерно середину шара. В самом центре планеты имеется небольшое твердое ядро, не менее раскаленное, но из-за чрезвычайно высокого давления не поддающееся плавлению.

Следующая оболочка, расположенная над ядром, напоминает белок в вареном яйце. Это мантия Земли. Она пластична и может деформироваться, не создавая трещин.

Скорлупа же яйца - это, в нашем представлении, относительно тонкая, твердая и значительно охлажденная литосфера. Внешняя ее часть называется земной корой. Это - самая хрупкая оболочка планеты. Она-то и "трещит по швам", если ее как следует сдавить. Разломы земной коры и возникающие новые трещины - это и есть "швы", порождающие очаги землетрясений, которые сотрясают окрестности, разрушают природную среду и созданные руками человека строительные объекты.

Уломов В.И. Вихревая сейсмогеодинамическая модель Земли // Узб. геол. ж. 1983. № 4. С. 16-20 (pdf 8 Мб).

Экваториальный разрез внутреннего строения и динамики земных недр двух альтернативных моделей перемещения вещества верхней мантии Земли.
А – Конвекционная модель разносторонних течений в мантии: 1. конвергентная граница литосферных плит (зона субдукции), 2 – дивергентная граница плит (рифтовая озона), 3- литосфера и направление её перемещения, 4 – верхняя мантия.
В – Вихревая модель перемещений вещества мантии и литосферных плит в одностороннем (западном) направлении, обусловленных отставанием вращения внешнего ядра от вращения внешних оболочек планеты. 1 – верхняя мантия, 2 – литосфера, 3 – внутреннее ядро, 4 – внешнее ядро . N – вид со стороны Северного полюса. Стрелки – направление вращения слоёв.

Следует заметить, что несмотря на фундаментальное различие движущих сил в конвекционной и вихревой моделях, динамика и количественные параметры перемещения (амплитуда, скорость и др.) бортов границ плит относительно друг друга полностью сохраняются (см. рис. А и В). Однако в первом случае движения бортов границ плит разнонаправлены, а во втором  движутся в одном (западном) направлении, различаясь лишь по скорости перемещения. В рифтовых зонах фронтальная плита опережает тыловую, а в зонах субдукции замедляется, приводя к надвиганию плит одна на другую.

 

Внутриземными геодинамическими процессами литосферная "скорлупа" разбита на несколько крупных плит. Перемещаясь по земной сфере, плиты взаимодействуют друг с другом. Границы между ними - самые активные в сейсмическом отношении районы. Движут же плиты термодинамические процессы, развивающиеся в земных недрах. Горячие и менее плотные массы мантии Земли медленно поднимаются вверх и, охлаждаясь, вновь опускаются вглубь планеты. Растекаясь в разные стороны под литосферой, вещество верхней мантии раздвигает литосферные плиты и внедряется в образующиеся щели, постепенно наращивая горизонтальную протяженность плит. Эти процессы происходят, главным образом, на территории океанов, характеризующихся более тонкой литосферой. Собственно, океаны и обязаны своим существованием и относительно тонкой литосферой такому расширению.

Как и другие внутриземные процессы, геодинамические перемещения литосферных плит протекают очень и очень медленно - со скоростью в несколько миллиметров или сантиметров в год.

Примером раздвигающихся границ литосферных плит может служить протяженная Срединноатлантическая рифтовая зона. По разные стороны от нее уже сотни миллионов лет продолжается расширение (спрединг) дна Атлантического океана и "отплывание" со скоростью 10-15 сантиметров в год материков обеих Америк (Северной и Южной) от Европы и Африки. Не случайно западные и восточные берега Атлантики подобны друг другу, на что в свое время одним из первых обратил внимание Альфред Вегенер - автор концепции "плавания материков" - прообраза современной теории "тектоники литосферных плит".

Тектоника литосферных плит. 47 Кбайт.

Карта тектоники литосферных плит

(модифицированные данные Геологической службы США; автором добавлены границы Китайской и Иранской плит) Стрелкой указано местоположение очага землетрясения 26 декабря 2004 г. с магнитудой около М=9 на границе Австралийской и Китайской литосферных плит. Возникшие в результате землетрясения гигантские волны цунами привели к гибели свыше 250 тысяч человек и практически полностью разрушили побережья Суматры, Андаманских и Никобарских островов.

 

Движения литосферных плит (по данным NASA).

Карта движения литосферных плит (по данным NASA)

Направление и скорость современных перемещений литосферных плит по данным космических наблюдений с помощью аппаратуры GPS (Система Глобального Позицирования). Литосферные плиты: ЕАП - Евроазиатская, САП - Северо-Американская, ТОП - Тихоокеанская, АФП - Африканская, АРП - Аравийская, ИНП - Индийская, КИП - Китайская, АВП - Австралийская, ФИП - Филиппинская, ЮАП - Южно-Американская, КОП - плита Кокос, НАП - плита Наска, АНП - Антарктическая плита. Масштабная стрелка величины скорости - слева внизу.

 

Поскольку размер земного шара заметно не меняется, перемещающиеся по сфере литосферные плиты, наращиваемые в рифтах, начинают либо наползать друг на друга, создавая горные массивы (коллизия плит), либо подползать одна под другую, дугообразно погружаясь в верхнюю мантию и оставляя на водной поверхности лишь следы в виде экзотических цепей вулканов и островных дуг, подобных той, у берегов которой 26 декабря 2004 г. произошло чрезвычайно крупное землетрясение (стрелка на карте), вызвавшее гигантские волны цунами.

Другим примером таких погружений литосферы, называемых субдукцией, на территории нашей страны служит самая активная в сейсмическом отношении Курило-Камчатская островная дуга. Здесь литосферная "скорлупа" погружается на глубину до 600-700 км, сопровождаясь очень крупными сейсмическими подвижками. Глубже литосфера расплавляется в верхней мантии и уже не "трещит". И только менее тугоплавкие породы субдуктирующей плиты, время от времени выбрасываются в виде расплавленной магмы вулканами на земную поверхность. 

Когда-нибудь, в далеком геологическом будущем, Курило-Камчатская дуга, как и другие зоны субдукции в этой части Тихого океана, сблизится с материком Евразии, исчезнет Охотское море, а Сахалин и Японские острова вплотную "примкнут" к нынешним Сибири и Дальнему Востоку, возникнут новые горные массивы... Такое, например, случилось около 30 миллионов лет назад с высокогорными ныне Гималаями, представлявшими до этого аналогичную островную дугу в древнем Индийском океане. Нынешний Индийский полуостров "приплыл" сюда, оторвавшись свыше сотни миллионов лет назад от Африки в районе Мадагаскара. Он-то и прижал Гималайскую дугу к Центральной Азии и по сей день продолжает деформировать высокогорный Тибет, Саяны, Алтай, Прибайкалье и всю территорию к востоку и северо-востоку от него, порождая здесь повышенную сейсмическую активность.

Реликты древних зон субдукции можно найти и во многих других континентальных районах Земли. Будучи менее прочными, по сравнению с прилегающими породами, они-то и "трещат" землетрясениями при продолжающихся миллионы лет деформационных геодинамических воздействиях. Наряду с разломами в зонах рифтов и субдукции существуют и осложняющие их, так называемые, "трансформные разломы", характеризующиеся сдвиговыми перемещениями своих бортов.

Очаги землетрясений возникают не только на границах литосферных плит. Под гигантским напором последних образование разломов и подвижки по ним происходят и вдали от этих границ. Это так называемые внутриплитовые землетрясения. По своей интенсивности они могут быть не менее значительными, чем межплитовые, происходящие в рифтовых зонах и в зонах субдукции. Однако, к счастью, такие землетрясения чрезвычайно редки. Не столь часты и слабые внутриплитовые сейсмические явления. Именно такая сейсмичность охватывает практически всю внутриматериковую часть территории нашей страны.

 


 

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА

Периоды и эпохи

Длительность
(млн. лет)

Начало (млн. лет назад)

Животные и растения

КАЙНОЗОЙ
НАЧАЛО 65 МЛН. ЛЕТ НАЗАД. ДЛИТЕЛЬНОСТЬ 65 МЛН. ЛЕТ

ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ      
Современная эпоха

0,01

0,01

Современный человек. Современные животные и растения.
Плейстоцен

1–2

1–2

Первобытный человек; вымирание мастодонтов и других крупных млекопитающих. Современные растения.
ТРЕТИЧНЫЙ      
Плиоцен

5–6

7

Сокращение разнообразия млекопитающих. Современные растения.
Миоцен

18

25

Максимальное разнообразие млекопитающих; возникновение современных хищных зверей. Современные растения.
Олигоцен

13

38

Увеличение разнообразия млекопитающих современного типа. Современные растения.
Эоцен

15

53

Вымирание ранних млекопитающих. Современные растения.
Палеоцен

12

65

Многочисленные ранние плацентарные; птицы. Современные растения.

МЕЗОЗОЙ
НАЧАЛО 225 МЛН. ЛЕТ НАЗАД. ДЛИТЕЛЬНОСТЬ 160 МЛН. ЛЕТ

МЕЛ

70

135

Сумчатые и насекомоядные млекопитающие, птицы, змеи, современные рыбы и беспозвоночные. Вымирание динозавров и аммонитов. Доминирование цветковых растений.
ЮРА

55

190

Птицы, гигантские рептилии, первые ящерицы и крокодилы, акулы и костные рыбы, двустворчатые моллюски и аммониты.
ТРИАС

35

225

Саговники, возникновение цветковых растений. Первые млекопитающие, пресмыкающиеся, включая динозавров, костные рыбы. Саговники и хвойные.

ПАЛЕОЗОЙ
НАЧАЛО 570 МЛН. ЛЕТ НАЗАД. ДЛИТЕЛЬНОСТЬ 345 МЛН. ЛЕТ

ПЕРМЬ

55

280

Примитивные пресмыкающиеся, современные насекомые, вымирание трилобитов и ранних земноводных.
ПЕНСИЛЬВАНИЙ

25

305

Появление гинкго. (Вместе составляют каменноугольный период, или карбон.) Доминирование земноводных, первые пресмыкающиеся, насекомые.
МИССИСИПИЙ

40

345

Печеночники, мхи, плауны, папоротники, семенные папоротники и хвойные; «каменноугольные» леса.
ДЕВОН

50

395

Многочисленные водные животные; возникновение наземных животных – земноводных и насекомых: аммониты. Рост разнообразия наземных растений – грибы, хвощи, папоротники.
СИЛУР

35

430

Многочисленные щитковые; возникновение панцирных рыб. Водоросли, псилофиты.
ОРДОВИК

70

500

Возникновение щитковых; кораллы, мшанки, черви, граптолиты, двустворчатые моллюски, иглокожие, ракоскорпионы. Водоросли.
КЕМБРИЙ

70

57

Беспозвоночные – губкоподобные формы, хитоны, граптолиты, морские лилии, брюхоногие, трилобиты, кишечнополостные, плеченогие, паукообразные. Водоросли.

ПРОТЕРОЗОЙ

 

2000

2500

Беспозвоночные – мало ископаемых остатков. Водоросли.

АРХЕЙ

 

2000

4500

Одноклеточные животные и растения. Ископаемых остатков нет.
 

 

Фото В.И.Уломова. Следы юрских растений. 33 Кбайт Валя Французова. Таджикистан, 1967 г. 21 Кбайт

Этот камень юрского возраста я нашел в 1951 году в Кураминских горах, в Узбекистане, во время нашей первой студенческой геологической практики. Он представляет собой окаменевшую за сотню миллионов лет древнюю песчаную почву, на которой когда-то бурно произрастали самые разнообразные растения. На камне сохранились отчетливые отпечатки листьев некоторых из них. Слева видны продолговатые листья нильсонии, а под ними - веерообразный лист гингко. Можно обнаружить и иголки какого-то хвойного растения. При любом отколе камня, как это видно на его оборотной стороне (справа), обнаруживаются и другие отпечатки растительности той эпохи. Нильсония, семейства цикадовых, и гингковые в юре получили значительное развитие. Первая исчезла в мелу, а гингковые живут по сей день, то есть почти 140 млн. лет.

 

 Этот снимок сделан мною в горах Южного Тянь-Шаня в 1967 году. У вертикальной скалы, которая сотни миллионов лет тому назад была мягким грунтом, залегавшим горизонтально, стоит таджикский (а ныне российский) сейсмолог Валентина Ивановна Французова. За ней на скале отчетливо видны отпечатки лап какого-то дикого животного, жившего в юрский период.

 

ПЯТЬ ВЕЛИКИХ ЗЕМНЫХ КАТАКЛИЗМОВ

В научном мире их называют "Большой пятеркой" - по количеству наиболее хорошо известных массовых случаев гибели представителей животного и растительного мира нашей планеты, происшедших за последние 500 млн. лет. Каждая из "пятерки" сметала с лица Земли от 50% до 96% ее флоры и фауны.

Первая катастрофа произошла 439 млн. лет назад в Ордовицко-Силурийском периоде. В результате уничтожены 25% семейств морских животных и 60% морской флоры.

Вторая случилась 364 млн. лет назад, в конце Девонского периода. Не стало 22% семейств морских обитателей и 57% морской флоры.

Третья, произошедшая 251 млн. лет назад, в Пермско-Триасовом периоде, была самой масштабной. Погибло 95% живых существ, в том числе 53% семейств морских животных, 84% морской флоры и приблизительно 70% сухопутных организмов, включая растения, насекомых и позвоночных.

Четвертая, возникшая от 199 до 214 млн. лет тому назад, в конце Триасового периода, унесла жизни 22% семейств морской фауны и 52% морской флоры. Она же "расчистила" эволюционное пространство для появления самых крупных из известных науке земных существ - динозавров.

Наконец, последняя, самая известная катастрофа, уничтожившая динозавров, случилась 65 млн. лет назад в Третично-Меловом периоде. Тогда погибли 16% семейств морских животных, 47% морской фауны и 18% семейств сухопутных позвоночных.

До сих пор остаются неизвестными причины таких случаев массовой гибели всего живого. Предполагается, что такие явления связаны с падением на Землю крупных астероидов и комет с периодичностью примерно раз в 100 млн. лет.При космической "атаке" в воздух поднимаются миллионы тонн земного грунта и метеоритного вещества, которые, распыляясь в атмосфере, задерживают солнечный свет. Температура воздуха падает на десятки градусов. От мощнейших ударов земная кора приходит в движение, возникают многочисленные землетрясения и извержения вулканов. Высвобождающийся метан воспламеняется от молний, порождая пожары в планетарном масштабе.

Астероиды и кометы меньших размеров наносят нашей планете ущерб, по мнению ученых, раз в 1000-10 000. лет. Например, знаменитый Тунгусский метеорит, как считается, едва достигавший 55 метров в поперечнике и даже не долетевший до Земли, взорвался 30 июня 1908 года на высоте около 5 километров. Было уничтожено свыше 3 тысяч квадратных километров сибирской тайги. Взрыв Тунгусского метеорита был отчетливо зарегистрирован сейсмическими станциями Иркутск, Ташкент, Тифлис и Иена.

Ученые из американского Института поиска внеземных цивилизаций (SETI) считают, "если от какого-либо из подобных объектов в ближайшее время и станет исходить угроза столкновения с Землей, что само по себе весьма маловероятно, то у нас будут в запасе десятилетия, если не века, чтобы предпринять защитные меры".

 

Центральная Азия | Каспийский регион | Сейсмогеодинамика

 

ПРИ КОПИРОВАНИИ ССЫЛКА НА САЙТ И АВТОРСТВО ОБЯЗАТЕЛЬНА!

ПРИ КОПИРОВАНИИ ССЫЛКА НА САЙТ И АВТОРСТВО ОБЯЗАТЕЛЬНА!

 

Яндекс.Метрика