Ответы на вопросы к экзамену. Науки о Земле. 1. Землеведение как система наук о Земле
 Скачать 207.5 Kb.
|
|
1.Землеведение как система наук о Земле. Землеведение – совокупность геологических и географических наук. 1. Геология – наука, изучающая внутреннее строение Земли и историю её развития. Геология: 1)Минералогия-наука о минералах, классификация, происхождение и др. 2) Петрография – магматич. и метаморфические г.п. 3) Литология – осадочные г.п. 4) Геотектоника – изучает структуры земной коры и верхней мантии 5) Вулканология – магматические процессы и создаваемые ими структуры 6)Гидрогеология – подземные воды 7)Палеонтология – изуч. развития животного и раст. мира по остаткам этих организмов и по следам их жизни 8.) Геология полезных ископаемых – образов. и распр. Местонахождения 9) Геофизика - физические поля и физические явления Земли 10) Геохимия – распределение и движение химических элементов в земной коре 11) Инженерная геология – изуч. грунтов, пригодных для с/х 12)Историческая геология – история развития Земли и последовательность образования г.п. 13)Региональная геология - геология отдельных регионов 2. География - наука, изучающая географическую оболочку, процессы и явления в ней происходящие. 2а. Физическая география:1)Климатология – виды климата, их формирование, геогр. распределения и воздейств. на орг. Жизнь 2)Метеорология – физические процессы в атмосфере 3)Океанология – совокупность наук о физич., химич. и биологич. проц. в мир. Океане 4)Океанография - описывает эти явления 5)Гляциология – ледники и снежный покров 6) Гидрология – изучение вод суши 7)Криолитология – вечная или многолетняя мерзлота 8)Биогеография – растительный и жив мир Земли 9)Ландшафтоведение – ландшафт 10)Почвоведение – почвы 11)Региональная география - физ. география отдельных регионов 12)синоптика – прогнозирование явлений в атмосфере Пограничные: 1)Палеография – реконструкция древних ландшафтов. «)Геоморфология-рельеф 2б Соц-экономическая география: География промышленности; Геогр. с/х; Геогр. транспорта; Геогр. населений и поселений; Политич. геогр.; Медицинская геогр. (распр. заболеваний, их геогр. происх.); Топонимика (происх. геогр. названий);Этнография; Демография. 2. Происхождение Солнечной системы, ее строение и состав. До XVI в. геоцентрическая система С XVI в. гелиоцентрическая система (Коперник) 1. Гипотеза Канта. XVIII в – Лапласа Иммануил К. – немецкий философ. Пьер Лаплас – франц. математик. а. Прародительница солнца – раскаленная газово-пылевая туманность, вращ. с медл. скоростью вокруг плотного ядра б. Под влиянием сил взаимного притяжения туманность сплющ. у полюсов. Туманность превр в диск в. Неравномерность диска => расслоение его на опред газовые кольца => каж газ кольцо нач сгущаться и превр в единый газовый сгусток, вращающ вокруг своей оси => планеты и спутники. 2. Гипотеза Шмидта – геофизик начала ХХ века: солнце некогда увлекло за собой часть газово-пылевой туманности => хол планеты => их разогрев в рез сжатия и солнечной энергии. Образование планеты Земля 3. Г. Жоржа Бюффона – естествоиспытатель фр. XVIIIв. Он был согласен с эволюцией путем происхожд планет вокруг солнца. Его поддержали амер физик Чемберлен и Мультон. Когда-то недалеко от Солнца пронеслась др. звезда, вызвавшая на Солнце огромную приливную волну, всплеск, оторвавшись начала закруч вокруг Солнца и распадаться на на кружки, каждый из которых образовал планету. 4. Г. Фреда Хойла - англ астрофизик. ХХв. Он считал, что у Солнца сущ Звезда-близнец, которая взорвалась, часть осколков унеслось в косм пространство, часть под действием силы притяжения Солнца осталось в близи Солнца => планеты и спутники. 5. Образование планеты Земля. 1-я стадия – зародышевая стадия. Стадия окреции. Протопланетное в-во скопл на орбите и образ плотное скопл протопланетного в-ва. Окреция – гравитационное сжатие протопл в-ва => высвобожд газа при температуре плавления твердого в-ва. В рез грав сжатия обр сферическое тело (около 5 млрд лет назад) 2-я стадия – лунная стадия. Верхняя часть остывает => обр твер корка, но из-за вулканизации и потока межпланетного в-ва, корка не могла оставаться постоянной (1 – 1,5 млрд) 3-я стадия – геологическая стадия. Происх гравитационная стадия дифференциации в-ва: тяж элементы внутр, а легкие – наружу => к обр оболочек Земли. 7. Внутренние оболочки Земли и их физико-химическая характеристика. На основе изучения характера распространения сейсм волн кот, что Земля имеет неоднор стр и сост из конц оболочек(геосфер) – внутр и внешних 1. Ядро: 2900-6371км а. Внутренняя(твердая) температура до 10 000°С, плотность примерно равна 12,5 тонн/м3 никель 15%, железо 85%. б. Внешняя(жидкая) температура до 2000°С, плотность примерно равна 5,5 т/м 2. Мантия расположена на глубине от 5,75 до 200 км. V=83% от объема Земли, вес прибл=69%. Плотность с глубиной повышается от 3,5 до 6 т/м3. Мантия разделяется на верх(800-900км), менее плотную и более эластичную, и нижнюю, кристаллич. Верхняя часть мантии – астеносфера. Это самая подвижная сфера земного шара. Именно с ней связан земной магнетизм, движения литосферных плит и изверж вулканов. В мантии др хим состав: никель, железо – на границ с ядром, далее – магний, кальции, алюминий; Кислород, кремний, SiO2= 40% Осн. составляет оливин. t°:700-1000°С, все проц-ы в мантии идут медл. и затух. с глубиной. 3. Земная кора. Нижняя граница земной коры четко проходит по всех площади Земли под сушей и океаном по изменению скорости прохождения сейсмических волн; максимальная глубина этой границы=70км. Земная кора – это верхняя оболочка твердой земли, отделенная от нижележащей мантии поверхностью Мохоровичича (Моха). Эта гр. была установлена в 1909 г. югославским геофизиком. Плотность равна 2,7-2,8г/см3 . 8. Внешние оболочки Земли и их физико-химическая характеристика Земная кора – это верхний слой Земли, отделенный от нижележащих слоев поверхностью Мохоровичича (поверхностью Мохо), при переходе которой резко меняется химич состав и происходит скачкообразное увеличение скорости прохождения упругих волн. Скорость распр. продольн волн 6,8 – 7,3 км/с, поперечн 3,7 – 4,7 км/с Кора состоит из легкоплавких силикатов с преобладанием алюмосиликатов. Концентрацию основных химических элементов по Виноградову можно оценить по следующим данным. Больше всего в коре содержится кислорода (48,13%), кремния(26%) и алюминия(7,45%). Кислород содержится в коре в виде окислов, основными среди которых являются SiO2(58%), Al2O3(15%), FeO и Fe2O3(8%), CaO(6%) и др. следует отметить также повышенное содержание радиоактивных изотопов. Больше всего радиоактивных элементов содержится в кислых породах. 9. Вертикальная неоднородность литосферы и земной коры. Раздел Мохоровичича. Существуют три слоя земной коры: 1. Осадочный слой (очень непостоянный слой, его в основном составляют осадочные и вулканические горные породы, прерывист, плотность от 2,3 до 2,6 г/см3); 2. Гранитный слой (прерывист, плотность от 2,6 до 2,8 г/см3; окись кремния от 40 до 75%; из металлов распространены алюминий и кальций; средние, кислые и интрузивные горные породы, здесь есть граниты; второе название – сиалический слой); 3. Базальтовый слой ( в основании земной коры, максимальная плотность от 2,8 до 3,3 г/см3; горные породы – минералы-силикаты, окись кремния менее 40%; из металлов распространены магний и железо, а также основные и ультраосновные горные породы, второе название – симатический, базальта нет, но химический состав близок. Граница Мохоровичича (Мохо) разделяет внешние оболочки Земли и внутренние. Была установлена в 1909 г. югославским геофизиком. 10. Горизонтальная неоднородность земной коры. Типы земной коры. Существуют два типа земной коры: 1. Океаническая земная кора. Мощность от 5 до 12 км, состоит из двух слоев: верхнего осадочного(от 2 до 5 км) и нижнего базальтового(5-10 км). Она отличается от материковой тем, что осадочный слой имеет значительно меньшую мощность, а гранитный вообще отсутствует. Она расположена под мировым океаном. В области перехода от материк к океану кора имеет переходный характер. 2. Континентальная кора резко отличается от океанической. Её мощность достигает 25 – 75 км. Строение континентальной коры можно представить в следующем виде. Верхний слой образуют осадочные породы, в которых скорость продольных сейсмических волн нарастает с глубиной от 2 до 5 км/с. далее прослеживается гранитный слой средней мощностью до 20 км под высокими горами до 70-80 км скорость продольных волн 5,5 – 6,5 км/с, здесь сосредоточены основные радиоактивные элементы земной коры. Ниже располагается базальтовый слой, его средняя мощность 25 км, наблюдается нарастание плотности пород и увеличение скорости продольных волн. Особое строение земная кора имеет в областях перехода от материков к океану – в современных геосинклинальных поясах. Они обычно состоят из 3-х основных элементов: котловин глубоководных морей, островных дуг и глубоководных желобов. Под глубоководными котловинами морей кора напоминает океаническую, однако она мощнее, за счет увеличения осадочного слоя. Островные дуги сложены корой близкой к материковой. Характерной особенностью переходный областей является сложные взаимосочетания и резкие переходы одного типа коры в другой, такой тип называется геосинклинальный. Рифтогенный тип земной коры расположен под срединно-океаническими хребтами. Детали строения коры этого типа, ещё не совсем ясны. Её важнейшая особенность – залегание под осадочным или промежуточными слоями пород, в которых упругие волны распространяются со скоростями на много большими, чем в базальтовом слое, но меньшими, чем в мании. Возможно здесь происходит смещение в-ва коры мантии. 11. Геосинклинали и платформы. Стабильные области и подвижные пояса Земли. Стабильные области. Внутренняя часть литосферных плит имеет ровный рельеф (равнины, плоскогорья) и обычно стабильно вулканических(мало вулканов) и тектонических(малая интенсивность тектонических движений). Эти области называются стабильными или мало деформированными частями земной коры. Платформы характеризуются двучленным строением. Щит – это место выхода гранитного слоя на поверхность. Подвижные пояса. Противоположны платформам. Характеризуются положение на границе литосферных плит, резкими изменениями мощности земной коры и высокой тектонической подвижностью. Основными структурными элементами земной коры на материках, в областях архипелагов и неглубоких морей, являются геосинклинальные области, платформы и разделяющие их краевые прогибы. Эти элементы не являются постоянными и по мере своего развития подвергаются существенным изменениям. Геосинклинальные области – это участки земной коры, характеризующиеся значительной подвижностью и обычно большой мощностью осадочных пород. Вертикальные тектонические движения здесь имеют большую скорость и амплитуду, причем поднятия и опускания области сопровождаются её раздроблением на отдельные блоки, которые обычно двигаются с разной скоростью и иногда в различных направлениях. Наиболее важными особенностями геосинклинальных областей следует считать возникновение в их пределах складчатости, широкое развитие вулканизма и четко выраженную линейность, т. е. вытянутость в одном направлении Геосинклинальные области – это области современного горообразования, наиболее ярко выражены они на окраинах тихого океана. Платформа – это наиболее устойчивые участки земной коры. Они характеризуются медленными и плавными вертикальными движениями земной коры, поэтому для этих участков свойственен в основном выровненный рельеф. Основание или цоколь платформы всегда имеет складчатый характер. Мощность осадочных пород на платформах незначительная и вулканизм здесь развит слабо. В пределах платформ выделяют так называемые щиты. Они обладают большой устойчивостью и почти полным отсутствием покрова осадочных пород. Платформы обычно являются наиболее древними участками суши. Между геосинклиналями и платформами часто располагаются очень крупные и нередко сложные по строению впадины, которые называют краевыми прогибами. Вблизи края современных материков на дне океанов часто можно наблюдать вытянутые глубоководные понижения, называемые желобами. Эти области прогибы на внешней границе материков, отличающиеся большой тектонической активностью. Погружение здесь столь интенсивно, что даже накопление толщи осадков в несколько километров мощности не компенсирует их погружения. На территории РФ в геологическом отношении выделяются участки земной коры неодинаковые по строению и сформировавшиеся в различные геологические периоды. Наиболее древними и устойчивыми участками являются Русская и Сибирская платформы. Русская платформа занимает Европейскую часть РФ, за исключением горных районов Урала, Кавказа, Крыма и Карпат. Древние магматические и метаморфические породы выходят на поверхность в пределах Балтийского и Украинского щитов,. Залегают на небольшой глубине в западной части платформы и довольно глубоко располагаются в её южной и восточной частях. Они перекрыты толщами более молодых осадочных пород. Сибирская платформа располагается в бассейне р.Лены и среднего течения р.Енисея. Наиболее древние породы в пределах платформы выступают на поверхность в Анабарском и Алданском массивах в северо-восточной её части. Вдоль Тихоокеанского побережья России протягивается Тихоокеанский складчатый пояс, возникший в геосинклинальной зоне в геологическом отношении сравнительно недавно. От Карпат до Памира (Карпаты, Крым, Кавказ, Копетдаг, Памир) протягивается Средиземноморский складчатый пояс, возникший в геосинклинальной зоне в наиболее позднюю стадию горообразования. Эти горные системы, так же как и некоторые системы Тихоокеанского пояса (например горы Камчатки и Сахалина) являются в геологическом отношении наиболее молодыми 12. Движение литосферных плит. Образование континентов и океанов. Литосфера – это совокупность земной коры и верхней части мантии. Это неплотная оболочка, она состоит из литосферных плит. Их толщина различна: от 60 до 100км. Большинство плит включает в себя как материнскую, так и океаническую земную кору. Выделяется 13 видов литосферных плит, на наиболее крупными из них являются Южно-Американская, африканская, Тихоокеанская, Евроазиатская, Антарктическая, Индо-Австралийская. Плиты лежат на пластичном слое мантии – астеносфере и медленно движутся друг относительно друга со скоростью 1 – 6 см в год. Известно, что Америка движется навстречу Тихоокеанской, а Евроазиатская – а Африканской, Индо-Австралийской и Тихоокеанской. Африканская и Тихоокеанская литосферные плиты медленно расходятся. Силы, которые вызывают расхождение плит возникают при перемещении вещества мантии. Мощные восходящие потоки этого в-ва расталкивают плиты, разрывают земную кору, образуют в ней глубинные разломы. Зоны разломов есть на суше, на больше всего из в океанических хребтах на дне океанов, где земная кора тоньше. Наиболее крупный разлом на суше расположен в Африке. Его протяженность равна 4 тыс км. Ширина разлома – 80-120км. Вдоль других границ плит наблюдается столкновение. Оно происходит по разломам. Если океанская и материковая плита сталкиваются, то литосферная плита покрывается морем, океанская плита погружается под материковую. При этом возникают глубоководные желоба, островные дуги, на суше – горы. Если сталкиваются две материковые плиты, от образуется горная область. В 1912г. немецкий геофизик Вегнер опубликовал гипотезу, согласно которой 250 млн лет назад на Земле был один материк (Пангея) он омывался океаном под названием Панталасса. Со временем течения мантии внутри планеты поменяли направление и, поднимаясь из глубин под материком и растекаясь в разные стороны вещество медленно стало растягивать материк Пангея в разные стороны. на два материка Лавразия и Гондвана. Между ними океан Тетис. На месте которого сейчас расположены глубоководные части Средиземного, Черного и Каспийского морей. А также мелководный Персидский залив. Позднее новые разломы охватили Гондвану и Лавразию. От Гондваны сначала обособилась суша, составляющая ныне Австралию и Антарктиду. Эта суша начала дрейфовать на юго-восток, а потом она раскололась на Австралию и Антарктиду. Основная часть Гондваны: на несколько блоков – Африку, Южную Америку. Эти литосферные плиты расходятся и по сей день со скоростью 2 см в год. Оставшаяся часть Гондваны, ныне Аравийский полуостров и полуостров Индостан, начала свое движение к Лавразии. Лавразия: на 2 плиты - Северо-Американскую и Евро-Азиатскую, составляющую большую часть материка Евразия. Она состоит из 2 частей: Евроазиатской (часть Лавразии), Аравийской(часть Гондваны) и Индостанской(часть Гондваны) литосферной плиты. В формировании облика Евразии участвовала Африка. Результатом её сближения с Евроазиатской платформой являются горы: Пиренеи, Альпы, Карпаты, Судеты и рудные горы. Сближение Африканской и Евроазиатской происходит до сих пор, об этом напоминает деятельность вулканов Этна и Везувий. Сближение Аравийской и Евроазиатской литосферных плит приводит к дроблению и сжатию в складке горных пород на пути их следования, Кавказские горы и Армянское нагорье. Сближение Евроазиатской и Индостанской литосферных плит было таким мощным, что заставило содрогнуться весь континент от Северного Ледовитого океана до Индийского океана. Результат – нагорье Тибет, окруженный Гималаями, Памиром => гора Эверест высотой 8848м. Тенденция: Австралия движется на С-В, Африка движется на С. 13. Физические поля Земли. Геофизические аномалии и их причины. Рассм Землю, как косм тело в целом 1. Гравитационное поле земли удерживает спутник Земли – Луну. В следствие вращения З сила тяж распр неравномерно. Притяжение измеряется в лаллах 1 лалл = 1 см/с2. Измен от 978 (на экваторе) до 986 (на полюсе) связан с тем, что З вращ вокруг своей оси. Это объясняет то, что центробежная сила противопоставляется гравитационной силе. Равномерное распространение силы тяжести приводит к аномалии. Если значение поля силы тяжести выше, чем теоретически рассчитано,. То аномалия положительна, если ниже, то отрицательна. Из-за аномалий З не имеет правильной формы. Форму З назвали геоидом 2. Магнитное поле З. Ядро вращается с огромной скоростью в противоп напр относительно вращ З. Сущ сев и юж магнит полюса. Точка магн полюса перемещ с огромной скоростью. Ю и С полюса меняются местами. Последний раз это произошло 10 000 лет назад. Сущ аномалия магн поля, связанная с магн св-вами гор пород (например Курская магнитная аномалия). Базальт облад остат магнитными св-вами от0,3 Гс ( у экватора), до 0,7 Гс ( у полюсов). Магн поле земли распростр на 20 – 25 радиусах Земли. Функция магн поля З велика: защита от жесткого электро-магнитного излучения. 3.Электрическое поле. Земля эквив сферическому конденсатору – в верхних слоях атмосферы, в верхних слоях земной коры. Тесно связаны между собой электрич и магнитное поле. Сущ отрицат и положительные аномалии. Они связаны с разной электропроводностью проводимость горных пород зависит от содерж в них воды. Огни святого Эльма (свечение различных предметов во время грозы) 4. Тепловое поле касается внутренних оболочек З, поскольку именно из недр З движется тепловой поток. Тепловое поле связано с неравномерным прогревом З и тепловым потоком. Тепловой поток связан с радиоактивным расподом веществ в ходе хим реакций в мантии. Источником энергии является так же вращение З вокруг своей оси. Термическая ступень – это интервал глубин, на котором температура изменяется на 10 оС. измеряя температуру горных пород на разл глубинах установлено, что температура понижается на 1 оС на интервале от 5 до 1,5 тысяч м Термический градиент – это величина обратная геотермической ступни, т. е. повышение температуры гор породы при изменении глубин на 100 м. Типичное значение от 1о до 5 5. Сейсмическое поле. В нем отражаются потрясения, произ в З. Они происходят ежесекундно в основном слабые. В течение года происходит около 100 000 землетрясений. Гипоцентр – место в литосяере, где происходит внезапный взрыв, передающийся на большие расстояния. Максимальная глубина, где произошел взрыв 720 км в Индонезии в 1934г., чаще всего очаги землетрясения происходят на глубинах от 10 до 50км. Эпицентр – это проекция гипоцентра на земную поверхность. В большинстве стран принята 12-бальная шкала (шкала Рихтера) 6. Радиационное поле. Обусловлено тем, что во всех оболочках З сущ радиационный фон. 12-15 – нормальный радиац фон, 30 – повышенный. Аномалия: если показатели рад фона отрицательны, то он понижен, и наоборот. Сущ естественные аномалии, связанные с естественными горными породами уголь и гранит |