Класифікація тектонічних рухів земної кори
Тектонічні рухи –це механічне переміщення земної речовини, викликане утворенням геологічних структур або зміною їх будови. Основною причиною виникнення тектонічних рухів є внутрішня енергія Землі. Появу тектонічних рухів може сприяти зміна швидкості обертання земної кулі та деякі інші космічні явища, наприклад, гравітаційне поле. Представлення про існування тектонічних рухів виникло ще в античний час і на протязі всієї історії становлення і розвитку геології розглядалось як одне із найважливіших. Проявлення тектонічних рухів не тільки приводило до зміни геологічної будови літосфери, але й в значній мірі впливало на формування родовищ корисних копалин. Тому вивчення тектонічних рухів має важливе як теоретичне, так і практичне значення.
Найбільш ранні представлення про існування піднять і опускань земної поверхні, які в наступному трактувались як тектонічні рухи, містяться в працях давньогрецьких філософів і вчених – Арістотеля і Страбона. Багато поколінь рибалок і моряків, що жили на побережжі Скандинавії, помічали, що море біля берегів міліє, з’являються нові острови, а інші острови стають півостровами. В той же час біля берегів Голландії спостерігалось зворотне явище – море наступало на сушу і затоплювало плодючі землі. Почали зводити дамби, щоб запобігти затопленню все більших просторів суші.
Причина цих явищ не в зміні рівня моря, а в вертикальних рухах земної кори, які проходять безперервно і повсюдно на протязі всієї геологічної історії. Повсюдність і безперервність роблять коливні рухи процесом, на фоні якого проходять інші, більш локальні та обмежені в часі тектонічні процеси.
Коливні рухи земної кори вивчають різними методами в залежності від того, коли ці рухи розвивались і які залишили сліди в рельєфі та будові земної кори.
В основу сучасних класифікацій тектонічних рухів в більшості випадків застосовують принципи, які були запропоновані В.Є.Хаїним. Всі тектонічні рухи він запропонував поділити на вертикальні і горизонтальні з наступним підрозділом за рівнем їх зародження. При визначенні рівня зародження пропонується виходити із особливостей внутрішньої будови планети і особливо із наявності двох пластичних і надзвичайно важливих в тектонічному відношенні шарів – астеносфери і шару Віхерта-Гутенберга.
Логічно можна допустити, що саме ці два шари у зв’язку із специфічним складом їх речовини, є базовими при виникненні тектонічних рухів. В цьому зв’язку виділено поверхневі, глибинні, надглибинні і планетарні тектонічні рухи.
Поверхневі рухи проявляються в осадовому шарі літосфери. В його складі розвинуті такі пластичні породи як глина, кам’яна сіль, гіпс, які здатні під дією гірничого тиску переміщуватися в просторі і проводити зміну геологічної структури вищележачих порід. В межах осадового шару проходять також процеси ущільнення осадів при літифікації або розбухання при гідратації, гравітаційного сковзання, що приводить до виникнення поверхневих рухів. Серед них можна виділити як вертикальні, так і горизонтальні рухи. Не дивлячись на різноманітність виникнення, вони існують тільки в межах осадового шару літосфери.
Поверхневі рухи приводять до деформації пластів, до зім’яття осадових порід у складки гравітаційного сковзання, зсувні складки, складки нагнітання (діапіри).
Різновидністю поверхневих рухів можна вважати техногенні рухи, які викликані діяльністю людини. Наприклад, просідання поверхні при відкачці грунтових і пластових вод, просідання покрівлі гірничих виробок, занурення земної поверхні в районах великих міст тощо.
Глибинні рухи проявляються в межах астеносфери і літосфери, включаючи також її осадовий шар. Їх проявлення пов’язане з астеносферою і може викликатися явищем ізостазії, фазовими переходами речовини, різними змінами, що проходять в цьому пластичному шарі верхньої мантії.
Певний вплив на виникнення і проявлення глибинних рухів здійснюють зовнішні сили, що виникають при зміні кутової швидкості обертання Землі. В результаті проявлення вертикальних глибинних рухів проходить диференціація континентів і океанів, платформ і геосинкліналей на позитивні і від’ємні структурні елементи різних порядків. Горизонтальні глибинні розломи можуть проявлятися на границях різних шарів літосфери і приводити до утворення підкидів, насувів, зсувів, пластинчастих складчастих форм тощо (рис. 2.1).
1 – мезозойські вапняки; 2 – вапняки неясного віку; 3 – доломіти тріасу; 4 – основні та ультраосновні породи; 5 – метаморфічні сланці і гнейси; 6 – граніто-гнейси і мігматити; 7 – тоналіти; 8 – тріасові відклади (в Південних Альпах); 9 – кам’яновугільні і пермські породи; 10 – дотріасові породи; 11 – гнейси і метаморфічні сланці (в Південних Альпах).
Рисунок 2.1 – Розріз через зону “коренів” пенінських покривів в Центральних (І) і Південних (ІІ) Альпах (за Генсером).
Надглибинні рухи виникають в низах мантії. Можливими причинами їх виникнення можна вважати процеси диференціації магми з виділенням із неї важких залізовміщуючих сполук, що стікають у ядро Землі. Більш легкі і сильно нагріті маси нижніх шарів мантії піднімаються вверх, досягаючи астеносфери і літосфери. Підняті, а потім опущені вниз мантії маси утворюють конвективний рух речовини, що приводить до проявлення на поверхні Землі надглибоких вертикальних і горизонтальних рухів.
Основним результатом надглибинних рухів слід вважати горизонтальні рухи літосферних плит, які приводять до руйнування континентів, закладення і розвитку океанів і до створення нових континентів.
Планетарні рухи охоплюють планету в цілому. Зародження їх проходить в земному ядрі, а можливо причиною слід розглядати зміну об’єму ядра, і відповідно, всієї земної кулі за рахунок диференціації речовини Землі. За представленнями В.А.Обручева, П.Н.Кропоткіна та ін. вчених наша планета зазнає пульсаційної зміни об’єму, тобто періоди збільшення об’єму змінюються періодами його зменшення. Відображенням планетарних рухів на земній поверхні є підняття та опускання величезних блоків літосфери, а можливо всієї літосфери в цілому. На сьогодні планетарні рухи найменше вивчені, а тому їх виділення багато в чому проблематичне. Проявляються вони, очевидно, переважно у формі вертикальних рухів.
Загальні властивості тектонічних рухів
Не дивлячись на суттєві відмінності в походженні і формі проявлення, тектонічні рухи мають ряд загальних властивостей. Це складність, підпорядкованість, комплексність, періодичність, повсюдність і постійність в часі.
1 Складність тектонічних рухів полягає в тому, що кожна точка земної поверхні зазнає впливу як вертикальних, так і горизонтальних рухів різного рангу. Тектонічні рухи, які діють на матеріальну точку земної поверхні можна розкласти на серію різноспрямованих сил.
2 Підпорядкованість тектонічних рухів полягає в тому, що вертикальні і горизонтальні рухи малого масштабу проявляються на фоні більш значних рухів. Найбільш значні, планетарні тектонічні рухи охоплюють всю земну кулю і на їх фоні проявляються всі поверхневі і глибинні рухи. Область проявлення глибинних рухів обмежена астеносферою і літосферою. Поверхневі рухи охоплюють тільки осадовий чохол земної кори.
3 Комплексність тектонічних рухів проявляється у взаємопов’язаності між собою різних типів рухів. Горизонтальні рухи можуть породжувати вертикальні і навпаки. Переважно тектонічні рухи проявляються комплексно з переважанням горизонтальної або вертикальної компоненти. Сукупність різнотипних рухів утворює процес, який називається тектогенезом.
4 Періодичність тектонічних рухів є важливою властивістю тектогенезу, який проявляється нерівномірно і характеризується чергуванням зусиль посилення і послаблення. Зараз більшість дослідників вважає процес тектогенезу як безперервно-періодичний з періодичним і достатньо різким зростанням інтенсивності, що призводить до суттєвих якісних змін в перебудові структури літосфери.
Відносно невеликі максимуми тектонічної діяльності називають тектоно-магматичними фазами або фазами складчастості. Їх тривалість не перевищує перших мільйонів років. Згущення фаз вказує на загальне підвищення інтенсивності тектогенезу в даний проміжок геологічного часу. Такий часовий відрізок одержав назву тектоно-магматичної епохи (епохи складчастості або епохи діастрофізму). Тривалість цих епох складає 10-20 млн. років, а тривалість інтервалів часу, що їх розділяють – 30-40, а іноді 60-80 млн. років. Для тектоно-магматичних епох характерна зміна тектонічного режиму на окремих ділянках земної кулі, що призводить в деяких випадках до переходу геосинклінальних областей у платформи. Такі епохи називають платформотворними.
5 Повсюдність тектонічних рухів полягає в тому, що вони проявляються практично в кожній точці земної поверхні. Тому неможливо визначити в кожній конкретній точці, які саме генетичні види тектонічних рухів приводять до переміщення її в просторі. Можна тільки стверджувати, що поверхневі рухи носять локальний характер як в просторі, так і в часі, а тому вони не мають повсюдного розповсюдження. Більш детально можна говорити про проявлення в конкретній точці земної поверхні вертикальних або горизонтальних рухів.
6 Постійність в часі притаманна всім видам тектонічних рухів. Ця властивість проявляється в тому, що тектонічні рухи відбувались в геологічному минулому Землі, відбуваються сьогодні і будуть проходити в майбутньому. При цьому інтенсивність рухів, переважання того або іншого генетичного виду в часі може змінюватися, але у своїй сукупності тектонічні рухи постійні у часі. В залежності від часу проявлення вони діляться на давні, новітні та сучасні. Під першими маються на увазі рухи, що проходили в донеогеновий період; під другими – ті, що проходили в неоген-четвертинний період і під третіми – ті, що проходять за історичну пам’ять людства (умовно за останні 5-6 тис. років).
Источник
Людство давно помітило зміни рівня моря: в одному місці воно відступає, в іншому наступає на сушу. Ранні представлення про існування піднять та опускань земної поверхні, які в подальшому трактувались як тектонічні рухи, містяться в працях давньогрецьких філософів – Арістотеля і Страбона. Вони базувались на спостереженнях багатьох поколінь рибалок, моряків Скандинавії, які помічали, що море біля берегів міліє, з’являються нові острови, а деякі острови стають півостровами. Разом з тим, біля берегів Голландії спостерігалось зворотне явище – море наступало на сушу і затоплювало родючі землі. Щоб запобігти затопленню все більших просторів суші, почали зводити греблі. Отже, коливання рівня моря зумовлюється як власне тектонічними підняттями – опусканнями того чи іншого району, так і зміною маси води у Світовому океані.
Тектонічні рухи – це механічне переміщення земної речовини, викликане утворенням геологічних структур або зміною їх будови. Основною причиною виникнення тектонічних рухів є внутрішня енергія Землі. Прояву тектонічних рухів може сприяти зміна швидкості обертання земної кулі та деякі космічні явища, наприклад, гравітаційне поле. Представлення про існування тектонічних рухів виникло ще в античний час і протягом всієї історії становлення і розвитку геології розглядалось як одне з найважливіших. Тектонічні рухи не тільки призводять до зміни геологічної будови літосфери, але й впливають на формування родовищ корисних копалин. Тому вивчення тектонічних рухів має важливе як теоретичне так і практичне значення.
Причина таких явищ полягає не в зміні рівня моря, а у вертикальних рухах земної кори, які відбуваються безперервно і повсюдно протягом всієї геологічної історії. Повсюдність і безперервність роблять коливні рухи процесом, на фоні якого відбуваються більш локальні та обмежені в часі тектонічні процеси.
В.Є.Хаїн спочатку запропонував поділити всі тектонічні рухи на вертикальні і горизонтальні. У більш пізній його класифікації вони поділяються на:
а) за глибиною закладення – екзотектонічні, поверхневі, корові, глибинні, надглибинні та планетарні;
б) за напрямком переміщень – вертикальні і горизонтальні;
в) за характером даформацій – зв’язні та розривні
Поверхневі рухи проявляються в осадовому шарі літосфери, складеному пластичними породами (глина, кам’яна сіль, гіпс), здатними під дією тиску переміщуватися в просторі та змінювати геологічну структуру вищезалягаючих порід. В межах осадового шару відбуваються також процеси ущільнення осадів, що призводить до виникнення поверхневих рухів. Серед них можна виділити як вертикальні так і горизонтальні рухи. Не зважаючи на різноманітність їх виникнення, вони існують тільки в межах осадового шару літосфери.
Поверхневі рухи призводять до деформації пластів, зминання осадових порід у складки гравітаційного ковзання, зсувні складки, складки нагнітання (діапіри). Різновидністю поверхневих рухів можна вважати техногенні рухи, викликані діяльністю людини, наприклад, просідання покрівлі гірничих виробок, занурення поверхні в районах великих міст.
Глибинні рухи проявляються в межах астеносфери і літосфери, включаючи також її осадовий шар. Їх проявлення пов’язане з астеносферою і може викликатися явищем ізостазії, фазовими переходами речовини, різними змінами, що проходять в пластичному шарі верхньої мантії. Певний вплив на виникнення і прояв глибинних рухів здійснюють зовнішні сили, що виникають при зміні кутової швидкості обертання Землі. В результаті прояву вертикальних глибинних рухів відбувається диференціація континентів і океанів, платформ і геосинкліналей на позитивні і від’ємні структурні елементи різних порядків. Горизонтальні глибинні розломи можуть проявлятися на границях різних шарів літосфери і приводити до утворення підкидів, насувів, зсувів, пластинчастих та складчастих форм.
Надглибинні рухи виникають в низах мантії. Можливими причинами їх виникнення вважаються процеси диференціації магми з виділенням з неї важких залізовміщуюючих сполук, що стікають у ядро Землі. Легкі і сильно нагріті маси нижніх шарів мантії піднімаються вверх, досягаючи астеносфери і літосфери. Підняті, а потім опущені вниз мантійні маси утворюють конвективний рух речовини, що приводить до проявлення на поверхні Землі надглибоких вертикальних і горизонтальних рухів. Основним результатом надглибинних рухів вважаються горизонтальні рухи літосферних плит, які призводять до руйнування континентів, закладення і розвитку океанів та до створення нових континентів.
Планетарні рухи охоплюють планету в цілому. Їх зародження відбувається в земному ядрі. За уявленнями В.А.Обручева, П.Н.Кропоткіна та інших вчених наша планета зазнає пульсаційної зміни об’єму, тобто періоди збільшення об’єму змінюються періодами його зменшення. Відображенням планетарних рухів на земній поверхні є підняття та опускання великих блоків літосфери, можливо всієї літосфери в цілому. Планетарні рухи поки що найменше вивчені, очевидно вони проявляються переважно у формі вертикальних рухів.
Загальні властивості тектонічних рухів – це складність, підпорядкованість, комплексність, періодичність, повсюдність, постійність в часі.
Складність тектонічних рухів полягає в тому, що кожна точка земної поверхні зазнає впливу як вертикальних так і горизонтальних рухів різного рангу.
Підпорядкованість тектонічних рухів полягає в тому, що вертикальні і горизонтальні рухи малого масштабу проявляються на фоні рухів більшого масштабу. Найбільш значні, планетарні тектонічні рухи охоплюють всю земну кулю і на їх фоні проявляються всі поверхневі і глибинні рухи. Область прояву глибинних рухів обмежена астеносферою і літосферою, Поверхневі рухи охоплюють тільки осадовий чохол земної кори.
Комплексність тектонічних рухів проявляється у взаємозв’язку різних типів рухів. Горизонтальні рухи можуть продовжувати вертикальні і навпаки. Переважно тектонічні рухи проявляються комплексно з переважанням горизонтальної або вертикальної компоненти. Сукупність різнотипних рухів утворює процес, який називається тектогенезом.
Періодичність тектонічних рухів є важливою властивістю тектогенезу, який проявляється нерівномірно і характеризується чергуванням зусиль посилення і послаблення.
Відносно великі максимуми тектонічної діяльності називають тектоно–магматичними фазами або фазами складчастості. Їх тривалість не перевищує перших мільйонів років. Згущення фаз вказує на загальне підвищення інтенсивності тектоногенезу в даний проміжок часу. Такий часовий відрізок отримав назву тектоно-магматичної епохи або епохи складчастості.Тривалість цих епох складає 10-20 млн.років, тривалість інтервалів, що їх розділяють – 30-40, а іноді 60-80 млн.років. Для тектоно-магматичних епох характерна зміна тектонічного режиму на окремих ділянках земної кулі, що призводить у деяких випадках до переходу геосинклінальних областей у платформові. Такі епохи називають платформотворними.
Повсюдність тектонічних рухів полягає в тому, що вони проявляються практично в кожній точці земної поверхні. Тому неможливо визначити в кожній конкретній точці, які саме види тектонічних рухів приводять до переміщення в просторі.
Постійність в часі притаманна всім видам тектонічних рухів і проявляється в тому, що тектонічні рухи відбувались в геологічному минулому Землі, відбуваються сьогодні і будуть проходити в майбутньому. При цьому інтенсивність рухів в часі може змінюватись. В залежності від часу проявлення вони діляться на давні (рухи, що проходили в донеогеновий період), новітні (рухи, що проходили в неоген-четвертинний період) та сучасні (рухи, проходять за історичну пам’ять людства – умовно останні 5-6 тис. років).
ЛЕКЦІЯ 5
Источник
На перший погляд грунт під ногами здається абсолютно нерухомою, але насправді це не так. Земля має рухому структуру, яка здійснює рухи різного характеру. Рух земної кори, вулканізм у більшості випадків може нести колосальну руйнівну силу, однак є й інші рухи, занадто повільні і невидимі неозброєному людському оку.
Поняття руху земної кори
Земна кора складається з декількох великих тектонічних плит, кожна з яких здійснює руху під впливом внутрішніх процесів Землі. Рух земної кори – це дуже повільне, можна сказати, вікове явище, яке не відчутно органами чуттів людини, і тим не менше цей процес відіграє величезну роль у нашому житті. Помітні прояви переміщення тектонічних пластів – це утворення гірських ланцюгів, що супроводжується землетрусами.
Причини виникнення тектонічних рухів
Тверда складова нашої планети – літосфера – складається з трьох шарів: ядра (глибинного), мантії (проміжний шар) і земної кори (поверхнева частина). В ядрі і мантії занадто висока температура змушує тверду матерію переходити в текучий стан з утворенням газів і підвищення тиску. Оскільки мантія обмежена земною корою, і речовина мантії не може збільшуватися в об’ємі, то в результаті виникає ефект парового котла, коли відбуваються в надрах землі активують процеси рух земної кори. При цьому переміщення тектонічних плит сильніше в ділянках з найбільшою температурою і тиском мантії на верхні шари літосфери.
Історія вивчення
Про можливе зміщення пластів земної поверхні здогадувалися ще задовго до нашої ери. Так, історії відомі перші припущення давньогрецького вченого – географа Страбона. Він висунув гіпотезу про те, що деякі ділянки Землі періодично піднімаються і опускаються. Пізніше російський енциклопедист Ломоносов писав, що тектонічні рухи земної кори – це непомітні для людини землетрусу. Здогадувалися про переміщення земної поверхні і жителі середньовічної Скандинавії, які помічали, що їх селища, колись засновані в прибережній зоні, через століття виявлялися далеко від морського узбережжя.
Все ж рух земної кори, вулканізм почали цілеспрямовано і масштабно вивчати під час активного розвитку науково-технічного прогресу, який мав місце в XIX столітті. Дослідження проводили як наші російські геологи (Білоусов, Косигін, Тетяєв та ін), так і зарубіжні вчені (А. Вегенер, Дж.Вілсон, Джілберт).
Класифікація видів руху земної кори
Схема руху земної кори утворюється з двох видів:
Обидва ці виду тектоніки самодостатні, незалежні один від одного і можуть відбуватися одночасно. І перші, і другі відіграють основну роль у формуванні рельєфу нашої планети. Крім цього, види руху земної кори є першорядним об’єктом дослідження геологів, оскільки вони:
Горизонтальні тектонічні рухи земної кори
Як було сказано вище, поверхня нашої планети складається з тектонічних плит, на яких розміщуються материки і океани. Більш того, багато геологи нашого часу вважають, що формування нинішнього способу континентів відбулося завдяки горизонтального зміщення цих самих величезних пластів земної кори. Коли зміщується тектонічна плита, разом з нею зсувається і материк, який на ній знаходиться. Таким чином, горизонтальні і при цьому дуже повільні рухи земної кори призвели до того, що географічна карта протягом багатьох мільйонів років квітла, одні і ті ж материки віддалялися один від одного.
Найбільш точно вивчена тектоніка останніх трьох століть. Рух земної кори на сучасному етапі досліджується за допомогою високоточного обладнання, завдяки якому вдалося з’ясувати, що горизонтальні тектонічні зрушення земної поверхні носять виключно односпрямований характер і долають щорічно всього кілька див. При зміщенні тектонічні плити в якихось місцях сходяться, а в яких-то розходяться. У зонах зіткнення плит утворюються гори, а в зонах розбіжності плит – тріщини (розломи). Яскравим прикладом розходження літосферних плит, що спостерігаються в нинішній час, є так звані Великі Африканські розломи. Вони відрізняються не тільки найбільшою довжиною тріщин в земній корі (більше 6000 км), але й надзвичайною активністю. Розлом африканського континенту відбувається настільки швидко, що, ймовірно, не в такому далекому майбутньому східна частина материка відокремиться і утворюється новий океан.
Вертикальний рух земної кори
Вертикальні рухи літосфери, також звані радіальними, на відміну від горизонтальних мають подвійну спрямованість, тобто суша може підніматися і через деякий час опускатися. Наслідком вертикальних пересування літосфери також є і підняття (трансгресія) і опускання (регресія) рівня моря. Вікові рухи земної кори вгору і вниз, що відбувалися багато століть тому можна простежити по залишених слідах, а саме: неапольску храм, збудований ще в 4-му столітті н. е, на даний момент знаходиться на висоті більше 5 м над рівнем моря, однак його колони обсипані черепашками молюсків. Це є явним свідченням того, що храм довгий час знаходився під водою, а значить цю ділянку грунту систематично рухався у вертикальному напрямку по висхідній осі, то по низхідній. Цей цикл рухів відомий як коливальні види руху земної кори.
Регресія моря призводить до того, що колись морське дно стає суходолом і утворюються рівнини, серед яких можна назвати Північно – Західно-Сибірської рівнини, Амазонську, Туранскую та ін В даний час в Європі спостерігаються підняття суші (Скандинавський півострів, Ісландія, Україна, Швеція) та опускання (Голландія, південь Англії, північ Італії).
Землетруси та вулканізм як наслідок рухи літосфери
Горизонтальне пересування земної кори веде до зіткнення або розлому тектонічних плит, що проявляється землетруси різної сили, яка вимірюється за шкалою Ріхтера. Сейсмічні хвилі до 3 балів за цією шкалою не відчуваються людиною, коливання грунту з магнітудою від 6 до 9 вже здатні призвести до значних руйнувань та загибелі людей.
Внаслідок горизонтального та вертикального руху літосфери на межах тектонічних пластин утворюються канали, по яких речовина мантії під тиском викидається на земну поверхню. Цей процес називається вулканізмом, його ми можемо спостерігати у вигляді вулканів, гейзерів і теплих джерел. На Землі існує безліч вулканів, частина з яких активна досі. вони можуть бути як на суші, так і під водою. Разом з магматичними пародами вони вивергають в атмосферу сотні тонн диму, газу і попелу. Підводні вулкани є основною причиною виникнення цунамі, за силою виверження вони перевершують наземні. В даний час переважна більшість вулканічних утворень на морському дні неактивні.
Значення тектоніки для людини
В житті людства рухи земної кори відіграють величезну роль. І це стосується не тільки формування гірських порід, поступового впливу на клімат, але і саме життя цілих міст.
Так наприклад, щорічна трансгресія Венеції загрожує місту тим, що в недалекому майбутньому він опиниться під водою. Подібні випадки в історії трапляються, безліч стародавніх поселень йшли під воду, а через певний час знову опинялися над рівнем моря.
Источник