Курсовая работа. Катастрофические явления в истории земли и их влияние на биосферу
 Скачать 453.89 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Геолого-географический факультет Кафедра геологии КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине "Историческая геология" на тему: Катастрофические явления в истории земли и их влияние на биосферу ОГУ 21.05.02 4 6 14 058 ПЗ Оренбург 2017 Содержание Министерство образования и науки Российской Федерации 1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 1 ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 1 Геолого-географический факультет 1 Кафедра геологии 1 КУРСОВАЯ РАБОТА 1 по дисциплине "Историческая геология" 1 на тему: 1 1 Катастрофические явления в истории земли и их влияние на биосферу 3 1.1 Метеоритные кратеры 4 1.2 Исчезновение динозавров 7 1.3 Климат и оледенения 7 1.4 Вулканические извержения 9 1.4.1 Гибель Помпеи 10 1.4.2 Извержение Тамбора 10 1.4.3 Взрыв Кракатау 11 Рисунок 3 Последствия взрыва Кракатау. 12 1 — зона распространения звука взрыва; 2 — площадь пеплопада; 3 — вулкан Кракатау 12 1.4.4 Самое сильное извержение XX века 12 Рисунок 4 Извержение вулкана Безымянного (30 марта 1956 г.). Миллионы тонн распыленной взрывом лавы подняты на высоту до 45 км (фото В.А. Ерова) 13 1.5 Землетрясения 13 1.5.1 Первая сейсмическая катастрофа в Европе 13 1.5.2 Землетрясение длиной в три года 13 1.5.3 Погребенные лёссом 14 1.5.4 Самые сильные землетрясения 14 1.6 Цунами 15 Список использованных источников 17 1 Катастрофические явления в истории земли и их влияние на биосферу 3 1.1 Метеоритные кратеры 3 1.2 Исчезновение динозавров 6 1.3 Климат и оледенения 6 1.4 Вулканические извержения 8 1.4.1 Гибель Помпеи 9 1.4.2 Извержение Тамбора 9 1.4.3 Взрыв Кракатау 10 1.4.4 Самое сильное извержение XX века 10 1.5 Землетрясения 12 1.5.1 Первая сейсмическая катастрофа в Европе 12 1.5.2 Землетрясение длиной в три года 12 1.5.3 Погребенные лёссом 13 1.5.4 Самые сильные землетрясения 13 1.6 Цунами 14 Список использованных источников 16 1 Катастрофические явления в истории земли и их влияние на биосферу Наша планета существует уже 4,5 млрд. лет. За этот огромный интервал времени на ее поверхности постоянно происходили сложные физико-химические процессы, возникла жизнь, сформировалась атмосфера, содержащая кислород, развились сложно организованные животные и растения. Но на фоне постепенных процессов случались и явления катастрофического характера, вызванные силами, таившимися в глубинах Земли или действовавшими из космоса. Изучение катастрофических явлений позволяет объяснить некоторые особенности эволюции нашей планеты. В настоящее время наука и техника достигли такого высокого уровня, что мы уже можем предугадывать многие природные катастрофы, а в скором времени, несомненно, научимся и предупреждать их. 1.1 Метеоритные кратерыНекоторое представление о древних космических катастрофах дает обследование наиболее крупных метеоритных кратеров, сохранившихся до наших дней. Следами падения крупных метеоритов на земной поверхности являются необычные кольцевые геологические структуры, получившие название «астроблемы» — звездные раны. Внутри астроблем наблюдаются радиальная деформация пластов раздробленных пород, необычные минералы и другие признаки, свидетельствующие о мощном ударном взрыве. Сейчас на Земле обнаружено более 100 таких кольцевых структур — мест падения гипотетических гигантских метеоритов. Но следует заметить, что кольцевые структуры во многом сходны с нарушениями земной поверхности, возникающими после некоторых вулканических извержений, — вулканическими кальдерами. Так, существует предположение, что залив Св. Лаврентия в Канаде — часть гигантского ударного кратера диаметром около 290 км и глубиной порядка 6 км. Расскажем о некоторых наиболее крупных космических катастрофах на нашей планете. Самый крупный из достоверных метеоритных кратеров — Попигайская котловина. Она расположена на севере Сибирской платформы, в бассейне реки Хатанги, в долине ее правого притока реки Попигай. Размеры внутреннего кратера составляют 75 км, а диаметр внешнего достигает 100 км. Катастрофа произошла 30 млн. лет назад. Космическое тело с большой скоростью пробило толщу осадков в 1200 м и затормозилось в породах фундамента Сибирской платформы (Рисунок 1). По предварительным оценкам, энергия взрыва достигала 1023 Дж, т. е. была в 1000 раз больше, чем при самом сильном вулканическом взрыве.  Рисунок 1 Схема образования Попигайского метеоритного кратера и его предполагаемое строение (по В.Л. Масайтису) а — столкновение метеорита с поверхностью Земли и торможение; б — испарение метеорита и плавление окружающих пород; в — разогрев газов, выброс раздробленных и частично расплавленных пород; г — падение материалов выброса в кратер и за его пределы; д — подъем основания кратера и выдавливание части расплава к поверхности. 1 — осадочные породы; 2 — фундамент; 3 — надвиги; 4 — раздробленные породы в начальной стадии выброса; 5 — трещины; 6 — расплавленные породы; 7 — Раздробленные породы, заполняющие кратер; 8 — предполагаемая гранича зоны трещиноватых пород фундамента; 9 — выжатый к поверхности Расплав (импакиты). (Вертикальный и горизонтальный масштабы примерно одинаковы) Второй по величине метеоритный кратер расположен вблизи города Горького. С помощью геологической съемки и буровых работ была обнаружена Пучеж-Катунская впадина диаметром около 100 км, вероятно вызванная падением метеорита. Диаметр около 50 км имеет Карский кратер на хребте Пай-Хой. Он заполнен образовавшимися при взрыве обломками пород, частично переплавленными и застывшими в виде стекловидной массы. На Украине обнаружен Болтышский кратер (диаметром около 25 км), возникший в результате падения метеорита более 100 млн. лет назад. Самый древний метеоритный кратер (диаметр 20 км) в нашей стране находится в Карелии, его возраст более 1 млрд. лет, В Винницкой обл., около села Ильинцы, недавно обнаружен метеоритный кратер диаметром в 4 км. Он образовался около 100 млн. лет назад. Кратеры диаметром 3–5 км обнаружены к востоку от города Винницы и к юго-востоку от Гдова. В ряду других крупных космических явлений совершившееся на глазах человека падение Тунгусского метеорита занимает несколько особое место. Сумма всех данных позволяет утверждать, что события 1908 г. вызваны падением небольшой кометы. Она вошла в земную атмосферу утром, двигаясь с востока, т. е. навстречу Земле. На высоте 5—10 км над Землей произошел взрыв колоссальной силы, соответствующий взрыву не менее 3 млн. т тротила, т. е. в 100 раз более сильный, чем атомный взрыв в Нагасаки и Хиросиме. Согласно расчетам, скорость, с которой влетела Тунгусская комета в атмосферу Земли, была от 30 до 40 км/с. К моменту взрыва она снизилась до 16–20 км/с, а масса взорвавшегося тела составила несколько десятков тысяч тонн (остальное испарилось до взрыва). Температура на фронте головной, ударной волны достигала 100000 °C, т. е. в десятки раз превышала температуру поверхности Солнца. Горелый лес и слабые ожоги, полученные немногими очевидцами, находившимися на расстоянии сотен километров от эпицентра, дают некоторое представление о термическом эффекте взрыва. Никаких следов повышенной радиоактивности в районе падения метеорита не обнаружено. Спустя несколько дней после катастрофы наблюдалось необычное свечение неба, распространившееся полосой от места падения метеорита до Британских островов. Это было вызвано попаданием в слои атмосферы веществ хвоста кометы. Резкое снижение прозрачности атмосферы, зарегистрированное двумя неделями позже, вероятнее всего, объясняется пылью, выброшенной в верхние слои атмосферы после взрыва. По своим масштабам тунгусская катастрофа стоит в одном ряду с такими крупнейшими, известными или предполагаемыми, катастрофами, как взрыв и проседание кальдеры вулкана Кракатау, извержение Санторина, связываемое с гибелью Атлантиды, или с такими землетрясениями, как Чилийское или Гоби-Алтайское. Площадь вывороченного леса составляла 20 тыс. км2. К счастью, взрыв произошел в совершенно безлюдной местности. Однако если бы эта небольшая комета взорвалась над густонаселенным районом, то размеры катастрофы и число жертв трудно вообразить. 1.2 Исчезновение динозавровБольшинство палеонтологов, не отрицая влияния крупных изменений физико-географических условий на развитие жизни, считают, что катастрофические факторы не играли существенной роли в процессе эволюции. Они остаются целиком на позициях дарвинской концепции вымирания как нормального процесса, представляющего результат естественного отбора и неизменно сопутствующего эволюции В конце мезозойской эры все эти разнообразные и в большинстве своем прекрасно приспособленные к окружающей среде животные вымерли. Одновременно с ними вымер и ряд других морских и наземных животных. Основной причиной гибели динозавров считали изменение климатических условий, а частности значительное похолодание. Довольно распространенная группа гипотез объясняет вымирание организмов изменением состава земной атмосферы. 1.3 Климат и оледененияНа Камчатке на небольшом по площади участке долины одноименной реки находится гигантское кладбище мамонтов. Бивни, черепа, отдельные части и целые скелеты почти сплошной полосой обнажаются в обрыве реки и, размываемые водой, разносятся вниз по течению. Массовая гибель здесь травоядных гигантов была вызвана быстро наступившим похолоданием. Ледниковый покров 10000—20000 лет назад занимал огромные пространства нашей планеты. Большая часть Европы и Северной Америки была покрыта льдом. Спускаясь со Скандинавских гор, ледник достигал Волгограда и Киева, закрывал территорию Польши и Англии (Рисунок 2).  Рисунок 2 Ледниковая область северного полушария в четвертичном периоде (по К.К. Маркову) 1 — плавающие льды (современное состояние); 2 — распространение плавающих льдов около 10 тыс. лет назад; 3 — современное оледенение; 4 — максимальное оледенение; 5 — горное оледенение; 6 — южная граница вечной мерзлоты Оледенение в четвертичном периоде не было единым крупным похолоданием, а состояло из ряда ледниковых и межледниковых эпох. Постепенное уменьшение площади ледникового панциря сопровождалось временами его ростом. Очевидно, что это в свою очередь явилось следствием колебаний температуры с периодичностью около 1000 лет. Сначала нашего века стала заметно теплеть Арктика. Это выразилось в уменьшении ледовитости океана, в удлинении срока навигации и т. д. Но с 1940 г. вновь началось похолодание, продолжающееся до настоящего времени. Можем ли мы отнести эпохи оледенения нашей планеты к числу катастрофических явлений? Безусловно, да. В масштабе геологического времени они наступали почти мгновенно. Двигавшиеся с севера льды вызвали гигантское перемещение пародов с севера на юг, а также коренное изменение образа их жизни. Пригодная для обитания человека площадь земного шара была на 30 млн. км2 меньше, чем в настоящее время. Все великие оледенения нашей планеты совпадали с крупнейшими горообразовательными эпохами. Площадь морей уменьшилась. В этих условиях колебания климата становились более резкими. Анализируя растительные сообщества, существовавшие на нашей планете в последние 30–50 млн. лет, ученые заметили, что происходило медленное похолодание. Его связывают с усиливавшимся горообразованием, и в первую очередь с увеличением абсолютной высоты рельефа на Антарктическом материке Возникновение ледника в Антарктиде сильно увеличило отражательную способность на этом материке, что в свою очередь привело к понижению температуры. Благодаря морским течениям и атмосферной циркуляции холод с Антарктического материка распространялся по всей планете и похолодание на Земле постепенно усиливалось. Периоды наиболее обильного осаждения пепла совпали с отдельными стадиями оледенения. Таким образом, очевидна причинная связь эпох интенсивного вулканизма с эпохами похолодания. Однако не следует и преувеличивать значение этого фактора. В позднемеловую эпоху и в палеогене на земной поверхности не существовало сколько-нибудь значительных ледников, хотя в то время были сформированы колоссальные покровы из вулканического материала по обрамлению Тихого океана. Решающей предпосылкой возникновения оледенений является наличие контрастного рельефа земной поверхности, созданного горообразованием. Колебания солнечной активности, вулканизм, а может быть, и другие причины стали своего рода спусковыми механизмами, вызывающими оледенение, когда необходимая обстановка для этого была уже создана. 1.4 Вулканические изверженияВ начальную стадию развития нашей планеты вулканы покрывали, всю ее поверхность. Позже они стали возникать лишь вдоль крупных разломов в земной коре. Современные вулканы сосредоточены на Земле вдоль определенных зон (поясов), характеризующихся высокой тектонической подвижностью. В этих поясах обычно происходят разрушительные землетрясения; тепловой поток из недр Земли здесь в несколько раз выше, чем в спокойных областях. Вулканы подразделяются на действующие и потухшие. в большинстве своем именно потухшие вулканы становились источником наиболее крупных вулканических пароксизмов. Примером может служить Везувий, считавшийся потухшим до катастрофы, вызвавшей гибель Помпеи. В 1888 г. ожил вулкан Бандай-Сан в Японии, уничтоживший 11 деревень; в 1951 г. 5000 человек стали жертвами вулкана Лемингтон в Новой Гвинее. Наконец, в 1956 г. произошло самое сильное извержение XX в. — взрыв считавшегося потухшим вулкана Безымянного на Камчатке. 1.4.1 Гибель ПомпеиПервым его предвестником было землетрясение в 63 г. Оно превратило все окрестности Везувия в пустыню и разрушило часть Помпеи. В 79 г. началось извержение Везувия. «24-го августа около часа дня в стороне Везувия показалось облако необычайной величины… по своей форме оно напоминало дерево. Спустя некоторое время на землю стал падать дождь из пепла и куски пемзы, обожженные и растрескавшиеся от жары; море сильно обмелело. Между тем из Везувия в некоторых местах вырывались широкие языки пламени и поднимался огромный столб огня, блеск и яркость которых увеличивались вследствие окружающей темноты». Со времени разрушения Помпеи и до XVII в. насчитывается восемь извержений Везувия. В 1631 г. произошло сильное извержение и лавовый поток залил всю окрестность, разрушив несколько деревень. После этого вулкан затих до 1794 г. Лишь через 10 дней в Неаполе стал оседать почти белый пепел. Такое явление предвещает конец извержения. Везувий затих, и из его кратера выходили лишь клубы дыма. Пепел падал еще несколько дней. 1.4.2 Извержение ТамбораВ 1815 г. на острове Сумбава в Индонезии произошло грандиозное извержение вулкана Тамбора. О его пробуждении в 1812 г. возвестили первые струи газа близ вершины вулкана. Впоследствии они становились плотнее и темнее, а 5 апреля 1815 г. произошел сильный взрыв. Гул разнесся на 1400 км; все небо покрылось зловещей черной пеленой. Лавины пепла обрушились не только на остров Сумбаву, но и на Ломбок, Бали, Мадуру и Яву. Новый пароксизм был отмечен 10, 11 и 12 апреля, когда взрывы ощущались на расстоянии 1750 км от Тамборы. В воздух были выброшены колоссальные массы пепла, песка и вулканической пыли. В течение трех дней территория, равная Франции была во власти кромешной тьмы. Из кратера на расстояние более 40 км выбрасывались камни весом до 5 кг, слой пепла достигал 60 см. Высота горы первоначально была 4000 м. После извержения она уменьшилась до 2850 м. На месте исчезнувшей вершины возник огромный кратер размером 6х6,5 км и глубиной 700 м. Кальдера вулкана Тамбора при своем зарождении погубила 92 тыс. человек. 1.4.3 Взрыв КракатауВ Зондском архипелаге в 1883 г. взорвался вулкан Кракатау. Раздался колоссальный взрыв. Газы, пары, пепел и обломки пород были подняты на высоту 70–80 км и рассеялись по площади около 1 млн. км2. Волна в море (цунами), вызванная взрывом Кракатау обошла всю планету. На всем побережье Индийского океана наблюдались волны. В атмосфере также происходили бурные изменения. Вблизи Кракатау свирепствовали сильные ураганы. В Европе, в Северной Америке и в других частях света движение воздуха было отмечено метеорологическими приборами. Воздушная волна, вызванная извержением Кракатау, обошла земной шар три раза. Не только произошло изменение рельефа морского дна, но и возникли новые острова, а прежние увеличились в размере (Рисунок 3).  Рисунок 3 Последствия взрыва Кракатау.1 — зона распространения звука взрыва; 2 — площадь пеплопада; 3 — вулкан Кракатау1.4.4 Самое сильное извержение XX векаИзвержение началось на заре 22 октября 1955 г. Из Ключей были замечены клубы белого дыма. Затем стал падать пепел. За несколько дней поднимавшийся над кратером темный султан из вулканических выбросов достиг высоты 8 км. За месяц кратер вулкана расширился с 250 до 800 м. 30 марта 1956 г. произошел гигантский взрыв. Туча пепла устремилась вверх и в стороны, достигнув высоты около 40 км. Общий объем пепла составил не менее 0,5 млрд. м3. Древний купол, приподнятый еще на первой стадии извержения, теперь отсутствовал. На месте вершины и юго-восточного склона горы зиял огромный кратер в виде полукольца размером 1500х2000 м. Вершина вулкана была снесена взрывом. Высота его уменьшилась почти на 200 м. На расстоянии свыше 10 км все было погребено под полуметровым слоем вулканических песков. Струи этого песка содрали кору с деревьев в радиусе до 30 км. Все тонкие деревья были сломаны. Дом — база вулканологов был сдут с лица земли: от него не осталось ни одной доски. Извержение Безымянного произошло в совершенно безлюдной местности. Самая крупная вулканическая катастрофа нашего века не унесла ни одной жизни (Рисунок 4). |
