§ 9. Развитие земной коры

Непрерывный планетарный геологический процесс циклического преобразования каменной оболочки Земли под воздействием внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил планеты.

• 1. Цикличность — развитие земной коры протекает в виде последовательной смены циклов: каждый цикл начинается с бурного этапа активизации внутренних процессов (растяжение, сжатие, разрывы, смятие в складки, вздымание хребтов и расширение суши), сменяющегося спокойным периодом (разрушение гор, выравнивание рельефа, затопление суши мелководными морями и накопление мощных осадочных толщ).
• 2. Тектонические движения — перемещения твёрдых масс земной коры, вызванные глубинными силами недр Земли, приводящие к деформации горных пород, вертикальным колебаниям и горизонтальному смещению материковых блоков.

Крупнейшие этапы геологической истории Земли, выделяемые учёными на основе стратиграфической последовательности напластования горных пород и смены уникальных комплексов окаменелых остатков древних растений и животных.

• 1. Пять эр Земли — архейская (эра изначальной жизни, длившаяся более 2000 млн лет назад), протерозойская (эра ранней жизни, около 2000 млн лет), палеозойская (эра древней жизни, длилась 290 млн лет), мезозойская (эра средней жизни, длилась 185 млн лет) и кайнозойская (эра новой жизни, длящаяся последние 65 млн лет до настоящего времени).
• 2. Греческая этимология — названия эр происходят от греческих корней: зоес — «живой», археос — «изначальный», протерос — «ранний», палеос — «древний», мезос — «средний», кайнос — «новый».

Огромные целостные и относительно жесткие блоки литосферы (земной коры и верхней мантии), разделённые подвижными поясами складчатости, глубинными рифтами и срединно-океаническими разломами.

• 1. Механизм дрейфа — медленно перемещаются по пластичному веществу верхней мантии со скоростью от нескольких миллиметров до первых десятков сантиметров в год под действием подкоровых конвекционных тепловых потоков.
• 2. Сейсмичность и границы — границы плит не совпадают с контурами материков и океанов: на суше они трассируются горными поясами, а в океане — рифтовыми ущельями срединных хребтов и глубоководными желобами, являясь главными зонами землетрясений и вулканизма на Земле.

Немецкий геофизик, метеоролог и исследователь Арктики, создатель классической гипотезы дрейфа материков. В фундаментальном труде «Происхождение континентов и океанов» (1915) впервые научно обосновал горизонтальное перемещение блоков земной коры, заложив основы современной теории тектоники литосферных плит.

• Обратил внимание на удивительное геометрическое совпадение береговых линий: северо-восточный выступ Южной Америки идеально входил в контуры Гвинейского залива западного побережья Африки.
• Выдвинул гипотезу о существовании в древности единого суперконтинента Пангеи, который раскололся сначала на северную Лавразию и южную Гондвану, а затем дал начало современным материкам.
• Опубликовал в 1915 году книгу «Происхождение континентов и океанов», идеи которой спустя десятилетия легли в основу современной геологической теории литосферных плит.

Первичная земная кора нашей планеты была тонкой и крайне неустойчивой: потоки раскалённой магмы легко прорывали её и изливались на поверхность. В местах частых и интенсивных излияний застывшая лава утолщала кору, делая её плотной и неподвижной — так формировались жесткие древние платформы, послужившие ядрами будущих материков. Примерно 200 млн лет назад на планете существовал единый гигантский материк Пангея («всеобщая Земля»), окружённый океаном Панталасса. Под действием внутренних сил он раскололся сначала на северный материк Лавразию и южный материк Гондвану, а затем раскололся на современные материки, которые постепенно разошлись и заняли своё нынешнее положение.

Развитие земной коры проявляется в формировании разнообразных структур и соответствующего им рельефа:

• На устойчивых древних ядрах (платформах) сформировался сглаженный равнинный рельеф с мощным осадочным чехлом или выходами кристаллических пород;
• В подвижных поясах горообразования происходят сжатие пород, изгибание слоёв в складки, вздымание высоких складчатых хребтов, сопровождающиеся частыми землетрясениями и извержениями вулканов;
• В зонах растяжения формируются глубокие разломы и рифтовые долины (впадины озёр Байкал, Танганьика, Ньяса, Красноморский рифт);
• От истории геологического развития напрямую зависят состав горных пород, залежи полезных ископаемых и общий облик рельефа каждого региона.

На границах литосферных плит происходят сложнейшие тектонические процессы, зависящие от направления их движения:

• При расхождении плит (в океанических рифтах и срединно-океанических хребтах): из недр Земли поднимается магма, застывает и непрерывно наращивает края расходящихся плит, образуя новую молодую океаническую кору и расширяя ложе океана (например, Атлантического);
• При столкновении плит:
• Если сталкиваются материковая и океаническая плиты, более плотная и тонкая океаническая кора «соскальзывает» (погружается) под материковую в мантию, образуя глубоководные желоба вдоль побережий и вулканические островные дуги или береговые горные хребты (Анды);
• Если сталкиваются две материковые плиты, их края вместе с накопленными осадочными породами сминаются в колоссальные складки, вздымая высочайшие горные системы планеты (Гималаи);
• Все границы литосферных плит являются планетарными поясами вулканизма и разрушительных землетрясений.

Согласно тектонической карте (рис. 19), литосфера делится на крупнейшие плиты:

• Евразиатская (Евразийская) плита — охватывает почти всю Евразию (за исключением Индостана и Аравии);
• Северо-Американская плита — включает Северную Америку, Гренландию и северо-западную часть Атлантики;
• Южно-Американская плита — охватывает континент Южная Америка и прилегающую юго-западную Атлантику;
• Африканская плита — включает материк Африку и окружающие океанические участки;
• Индо-Австралийская плита — объединяет полуостров Индостан, Австралию и часть Индийского океана;
• Тихоокеанская плита — гигантская плита целиком океанической коры, занимающая большую часть бассейна Тихого океана;
• Антарктическая плита — охватывает континент Антарктиду и омывающий её Южный океан;
• Меньшие плиты: плита Наска, Аравийская, Карибская, Кокос, Филиппинская и др.

Границы плит проходят в океанах по гребням срединно-океанических хребтов и глубоководным желобам, а на суше — по поясам молодых складчатых гор и континентальным рифтам.

Изучение строения, состава и динамики земной коры имеет первостепенное практическое и научное значение для человечества:

• Поиск и добыча полезных ископаемых: зная закономерности залегания пород и историю тектонического развития, геологи прогнозируют и открывают месторождения нефти, природного газа, угля, руд металлов и строительных материалов;
• Безопасное строительство: проектирование надёжных жилых зданий, промышленных предприятий, тоннелей, мостов, гидроэлектростанций, автомагистралей и железных дорог требует точного знания прочности грунтов и сейсмичности территории;
• Защита от опасных природных явлений: изучение тектонических разломов и подвижек плит помогает учёным прогнозировать землетрясения, извержения вулканов, оползни и образование волн цунами;
• Сельское хозяйство: выбор наиболее плодородных равнинных земель для полей и пастбищ опирается на знание коры выветривания и подстилающих горных пород.

Формирование облика Земли продолжается около 4,6 млрд лет:

• На раннем этапе тонкая первичная кора прорывалась магмой, а застывающая лава формировала устойчивые ядра континентов — платформы;
• Около 200 млн лет назад на Земле образовался суперконтинент Пангея;
• Под действием тектонических сил Пангея раскололась на Лавразию и Гондвану, разделённые морем Тетис;
• Дальнейший раскол Лавразии (на Северную Америку и Евразию) и Гондваны (на Южную Америку, Африку, Австралию, Антарктиду и Индостан) привёл к образованию современных материков и впадин Атлантического и Индийского океанов;
• На протяжении всей истории планеты материки медленно перемещаются, меняя свои очертания и внутреннюю структуру рельефа.

О циклическом развитии говорят потому, что в геологической истории последовательно сменялись два противоположных этапа:

• Бурный этап: резкая активизация внутренних мантийных сил, расколы литосферы, интенсивное сжатие, горообразование, активный вулканизм и рост площади суши;
• Спокойный этап: затухание тектонической активности, медленное выравнивание и разрушение горных сооружений процессами выветривания, опускание отдельных участков суши, затопление их мелководными морями и накопление мощных осадочных пород;
• В недрах Земли за время спокойного периода накапливалась колоссальная внутренняя энергия, и цикл закономерно повторялся в виде новой эпохи складчатости.

В истории Земли выделяют пять главных геологических эр (в хронологическом порядке от древнейших к современности):

• Архейская эра — древнейшая эра (продолжалась более 2000 млн лет);
• Протерозойская эра — эра ранней жизни (продолжительность около 2000 млн лет);
• Палеозойская эра — эра древней жизни (длилась 290 млн лет);
• Мезозойская эра — эра средней жизни (длилась 185 млн лет);
• Кайнозойская эра — эра новой жизни (началась около 65 млн лет назад и продолжается в настоящее время).

Суть теории литосферных плит:

• Земная кора вместе с верхней частью мантии (литосфера) не является сплошной оболочкой, а разделена глубокими разломами на крупные жесткие блоки — литосферные плиты;
• Литосферные плиты медленно скользят в горизонтальном направлении по мягкому, пластичному подстилающему слою верхней мантии со скоростью от 1 до нескольких сантиметров в год;
• В зонах рифтов (срединно-океанических хребтов) плиты расходятся и непрерывно наращиваются поднимающимся базальтовым веществом мантии;
• В зонах столкновения плит породы сминаются в складчатые горы или океаническая кора погружается под материковую с образованием желобов и островных дуг;
• Именно на границах литосферных плит сосредоточена основная тектоническая активность планеты — землетрясения и вулканизм.

Полное законченное предложение:

«При столкновении двух литосферных плит с материковой корой образуются высокие складчатые горы (края плит вместе со слоями горных пород сминаются в складки, как, например, высочайшие горы планеты Гималаи), а при столкновении литосферных плит, одна из которых с материковой корой, а другая — с океанической, более плотная и тонкая плита с океанической корой "соскальзывает" (пододвигается) под материковую плиту, образуя глубоководные желоба и островные дуги или прибрежные горные хребты (например, Курило-Камчатский желоб и Анды)».