Эндогенные процессы

Размещено на http://www.allbest.ru

Эндогенные процессы

Введение

Эндогенными (внутренними) процессами называются такие геологические процессы, происхождение которых связано с глубокими недрами Земли. Вещество земного шара развивается во всех своих частях, в том числе и в глубинных. В недрах Земли под внешними ее оболочками происходят сложные физико-механические и физико-химические преобразования вещества, в результате которых возникают мощные силы, воздействующие на земную кору и коренным образом преобразующие последнюю. 

Эндогенные процессы коренным образом меняют характер земной коры и, в частности, ее поверхности; они приводят к созданию основных форм рельефа поверхности Земли -- горных стран и отдельных возвышенностей, огромных впадин -- вместилищ океанической и морской воды и др.

К числу эндогенных процессов относятся: вулканизм, землетрясения, складчатые и разрывные деформации и метаморфизм.

В данной работе речь пойдет о таких эндогенных процессах как вулканизм, землетрясение, складчатые и разрывные деформации, тектоника и метеморфизм. 

Целью данной работы является подробное изучение эндогенных процессов, причин их возникновения и результатов действия на земной поверхности.

Наиболее отчетливо эндогенные процессы проявляются в следующих процессах:

1.Вулканизм

2.Землетрясения

3.Тектонические движения земной коры

ВУЛКАНИЗМ

Явления вулканизма знакомят человека с материей, располагающейся в глубинах земного шара, с ее физическим состоянием и химическим составом. Проявления поверхностного вулканизма происходят не повсеместно, а приурочены к определенным участкам земной коры, положение и площадь которых изменялись в ходе геологической истории.

Магма, внедряясь в земную кору, очень часто не достигает поверхности, а застывает где-то на глубине, образуя при этом глубинные, интрузивные горные породы (гранит, габбро и др.). Явления внедрения магмы в земную кору получили название глубинного вулканизма, или плутонизма.

Совокупность явлений, связанных с движением магмы к поверхности Земли, называется вулканизмом. В зависимости от характера движения магмы и степени ее проникновения в земную кору вулканизм может быть поверхностным (эффузивным), когда магма прорывает земную кору и изливается на поверхность, и глубинным (интрузивным), когда перемещение магмы заканчивается внутри земной коры.

Поверхностный вулканизм

Под действием поверхностного вулканизма изменяется внешний облик Земли, и образуются новые горные породы, возникают горы, выделяется в атмосферу большое количество газов и паров, изменяется температурный режим, данного участка. Процесс поверхностного вулканизма часто сопровождается сотрясениями Земли, изменением деятельности подземных вод и т. п.

Одной из самых важных причин извержения магмы является ее дегазация. Различают три главных механизма извержений: эффузия (эффузия (спокойное излияние), эксплозия (взрыв) и экструзия

(медленное выжимание вязкой лавы). Среди продуктов вулканических извержений выделяют: жидкие (лава), твердые (вулканический пепел и др.) и газообразные (пары воды, H2, CO2, N2, SO2, H2S и др.). Для каждого типа извержения их соотношение различно. Строение лавовых потоков зависит от состава, температуры и газонасыщенности лавы, определяющих ее вязкость, а также от способа извержения (наземный или подводный). Существует около десяти типов вулканов по строению вулканического аппарата и характеру извержения, самый распространенный на суше - стратовулканы. Поствулканические процессы выражены выходами газов, горячих источников и образованием гейзеров. Вулканы приурочены к границам

литосферных плит и географически образуют несколько протяженных поясов: Тихоокеанский, Средиземноморско-Индонезийский и Срединно-Атлантический.

Схема строения стратовулкана:

1, 2, 3 - разные вулканические толщи, образующие конус вулкана,

4 - молодой вулканический конус, выросший после взрывного извержения и образования кальдеры,

5 - широкое жерло, образовавшееся во время взрыва,

6 - край кальдеры,

7 - молодые лавовые потоки,

8 - близпроверхностный магматический очаг,

9 - молодой вулканический канал, заканчивающийся кратером.

Вулканы по характеру извержений можно разделить на три категории: лавовую, смешанную и газово-взрывную.

В каждой категории выделяются отдельные типы вулканов, чаще всего называемые по наиболее характерному вулкану, извержение которого явилось образцом для данного типа.

Таблица Классификация вулканов по характеру их извержений

Многие вулканы на протяжении всей известной человеку истории извергаются только по определенному типу, у других наблюдается изменение типа извержения на разных этапах их деятельности. Очень часто в начальный период действия вулкана происходит извержение лавовой или смешанной, а позднее газово - взрывной категории. Изменение типа извержения связывается с изменениями состава магмы в очаге; полное затухание вулканической деятельности зависит от окончательного исчерпания магматического очага. Позднее очаг может заполнится новой порцией магмы, и начнется новый цикл извержения.

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Наиболее отчетливо действие внутренних сил Земли обнаруживается в явлении землетрясений, под которыми понимаются сотрясения земной коры, вызванные смещениями горных пород в недрах Земли.

Землетрясение -- явление достаточно распространенное. Оно наблюдается на многих участках материков, а также на дне океанов и морей (в последнем случае говорят о «моретрясении»). Количество землетрясений на земном шаре достигает нескольких сотен тысяч в год, т. е. в среднем совершается одно два землетрясения в минуту. Сила землетрясения различна: большинство из них улавливается только высокочувствительными приборами -- сейсмографами, другие ощущаются человеком непосредственно. Количество последних достигает двух-трех тысяч в год, причем распределяются они очень неравномерно -- в одних районах такие сильные землетрясения очень часты, а в других необычайно редки или даже практически отсутствуют.

Землетрясения можно подразделить на эндогенные, связанные с процессами, происходящими в глубине Земли, и экзогенные, зависящие от процессов, происходящих вблизи поверхности Земли.

К зндогенным землетрясениям относятся вулканические землетрясения, вызванные процессами извержения вулканов, и тектонические, обусловленные перемещением вещества в глубоких недрах Земли.

К экзогенным землетрясениям относятся землетрясения, происходящие в результате подземных обвалов, связанных с карстовыми и некоторыми другими явлениями, взрывов газов и т.п. Экзогенные землетрясения могут вызываться также процессами, происходящими на самой поверхности Земли: обвалами скал, ударами метеоритов, падением воды с большой высоты и другими явлениями, а также факторами, связанными с деятельностью человека (искусственными взрывами, работой машин и т.п.).

Описать явление землетрясения необычайно трудно, так как весь процесс длится всего несколько секунд или минут, и человек не успевает воспринять все многообразие перемен, совершающихся за это время в природе. Внимание фиксируется обычно только на тех колоссальных разрушениях, которые появляются в результате землетрясения.

Вот как описывает М. Горький землетрясение, происшедшее в Италии в 1908 г., очевидцем которого он был: «Земля глухо гудела, стонала, горбилась под ногами и волновалась, образуя глубокие трещины -- как будто в глубине проснулся и ворочается веками дремавший некий огромный червь... Вздрогнув и пошатываясь, здания наклонялись, по их белым стенам, как молнии, змеились трещины и стены рассыпались, засыпая узкие улицы и людей среди них... Подземный гул, грохот камней, визг дерева заглушают вопли о помощи, крики безумия . . . Земля волнуется, как море, сбрасывая с груди своей дворцы, лачуги, храмы, казармы, тюрьмы, школы, каждым содроганием уничтожая сотни и тысячи женщин, детей, богатых и бедных ... ».

В результате этого землетрясения был разрушен г. Мессина и ряд других населенных пунктов.

Общая последовательность всех явлений при землетрясении была изучена И. В. Мушкетовым во время крупнейшего из среднеазиатских Алма-Атинского землетрясения 1887 г.

27 мая 1887 г. вечером, как писали очевидцы, никаких признаков землетрясения не было, но домашние животные вели себя неспокойно, не принимали корма, рвались с привязи и т. п. Утром 28 мая в 4 часа 35 минут послышался подземный гул и довольно сильный толчок. Сотрясение продолжалось не более секунды. Через несколько минут гул возобновился, он напоминал глухой звон мощных многочисленных колоколов или грохот проезжающей тяжелой артиллерии. За гулом последовали сильные сокрушительные удары: в домах сыпалась штукатурка, вылетали стекла, рушились печи, падали стены и потолки: улицы наполнились серой пылью. Наиболее сильно пострадали массивные каменные постройки. У домов, расположенных по меридиану, вываливались северные и южные стены, тогда как западные и восточные сохранялись. В первую минуту казалось, что города больше не существует, что разрушены все здания без исключения. Удары и сотрясения, но менее сильные, продолжались в течение всего дня. Многие поврежденные, но ранее устоявшие дома, падали от этих более слабых толчков.

В горах образовались обвалы и трещины, по которым местами на поверхность вышли потоки подземной воды. Глинистая почва на склонах гор, и до того уже сильно смоченная дождями, начала ползти, ч загромождая русла рек. Подхваченная потоками вся эта масса земли, щебня, валунов Б виде густых селевых потоков устремилась к подножию гор. Один из таких потоков протянулся на 10 км при ширине 0,5 км.

Разрушения в самом г. Алма-Ата были огромны: из 1800 домов уцелели единичные дома, но количество человеческих жертв было относительно невелико (332 человека).

Многочисленные наблюдения показали, что в домах сначала (на какую-то долю секунды раньше) разваливались южные стены, а затем уже северные, что колокола в Покровской церкви (в северной части города) ударили через несколько секунд после разрушений, происшедших в южной части города. Все это свидетельствовало, что центр землетрясения находился к югу от города.

Большинство трещин в домах было наклонено также на юг или точнее на юго-восток (170°) под углом 40--60°. Анализируя направление трещин, И. В. Мушкетов пришел к выводу, что источник волн землетрясения располагался на глубине 10-- 12 км п в 15 км к югу от г. Алма-Ата.

Глубинный центр, или очаг землетрясения, называется гипоцентром. В плане он очерчивается как округлая или овальная площадь.

Область, расположенная на поверхности Земли над гипоцентром носит название эпицентра. Она характёризуётся максимальными разрушениями, причем многие предметы здесь смещаются вертикально (подпрыгивают), и трещины в домах располагаются очень круто, почти вертикально.

СИЛА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ.

Для борьбы с вредными последствиями землетрясения очень важно определить его силу. Первые попытки классифицировать землетрясения по силе были сделаны еще в XVI в. До изобретения приборов, оценивающих интенсивность землетрясений, сила землетрясений определялась по характеру разрушений, главным образом в населенных пунктах, и по ощущениям, испытываемым человеком. Землетрясения подразделялись различными исследователями на 10 или 12 групп.

Сила землетрясения в каждой группе оценивалась баллом. Одной из широко известных классификаций землетрясений была 10-балльная шкала Росси-Фореля, предложенная в 1883 г. Согласно этой шкале, основанной главным образом на ощущениях человека, землетрясения подразделялись следующим образом:

1 - балльные толчки людьми не ощущаются, а отмечаются только приборами;

2 - балльные сотрясения ощущаются немногими людьми, наводящимися в состоянии покоя;

3 - балльные сотрясения ощущаются многими лицами, находящимися в состоянии покоя;

4 - балльные землетрясения ощущаются людьми, занятыми обычной деятельностью, дребезжат оконные стекла, скрипят полы, раскачиваются предметы, подвешенные к потолку;

5 - балльные сотрясения ощущаются всеми; движется мебель, звенят колокола;

при 6-балльных -- пробуждаются спящие, останавливаются маятники часов, начинают раскачиваться деревья, многие жители в испуге покидают дома;

при 7-балльных -- опрокидываются отдельные предметы, падает штукатурка, общий ужас охватывает население;

при 8-балльных -- падают дымовые трубы, образуются трещины в стенах зданий;

при 9-балльных -- частично или полностью разрушаются некоторые здания;

при 10-балльных -- происходит всеобщее разрушение, образование трещин в земле, горные обвалы.

Подобное разделение, конечно, весьма субъективно. Более объективной является классификация, основанная на изменениях ускорения колебаний почвы. Выяснено, что сотрясение с ускорением колебаний менее 2,5 мм/сек людьми не ощущаются. При наиболее сильных землетрясениях колебания почвы превышают 5000 мм/сек.

Ограничиваться в классификации землетрясений только показаниями приборов невозможно; многие данные, характеризующие силу землетрясений, можно получить только от очевидцев. Поэтому современная шкала землетрясений должна учитывать как показания приборов, так и данные непосредственных наблюдений над разрушениями, вызываемыми сотрясениями.

ПРИЧИНЫ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ.

Вопрос о причинах землетрясений до сих пор окончательно не изучен. Землетрясения зарождаются в различных частях земной коры и в подкоровом слое, т. е., по-видимому, в условиях твердой среды. Большинство современных исследователей считают, что непосредственной причиной землетрясения является смещение на глубине в веществе Земли, связанное или с моментальным сдвигом, со скольжением, или с кручением вещества. Это доказывается тем, что гипоцентры землетрясений располагаются вдоль плоскостей ранее существовавших разрывов земной коры. Многие землетрясения на Тихоокеанском побережье Северной Америки были связаны с известным тектоническим разломом Сан-Андреас в Калифорнии. Гипоцентры землетрясений Крымского полуострова располагаются в пределах узкой зоны, наклоненной от дна Черного моря под Крымский полуостров.

Такая же картина распределения очагов наблюдается вдоль берегов Охотского моря. Вероятно, в обоих случаях имеют место крупные разломы, плоскости которых наклонены в сторону суши. По этим разломам область Крымского полуострова и Дальневосточного побережья двигаются в сторону моря. Эти движения вызывают напряжения, с которыми связываются повторные разрывы вдоль ранее существовавших нарушений в земной коре, а эти разрывы в свою очередь вызывают землетрясения.

Гипотеза разрывного происхождения землетрясений доказывается тем, что в целом ряде землетрясений поперечные волны, образуемые как раз при сдвигах, оказываются более интенсивными, чем волны продольные. В случае простого сжатия и растяжения вещества без разрыва продольные волны должны были бы быть более сильными.

Землетрясения поверхностного типа более разнообразны по происхождению. Они могут быть вызваны, с одной стороны, тектоническими причинами, а с другой -- вулканизмом, обрушениями в пустоты, на поверхности и вблизи нее.

Некоторые ученые связывают поверхностные землетрясения с атмосферными явлениями. Это предположение основано на том, что большинство землетрясений в северном полушарии приходится на зимние месяцы; некоторые землетрясения следовали за сильными грозами или ураганами. Было установлено, что дело не в самих ураганах или грозах, а в изменениях градиента атмосферного давления.

Изменение атмосферного давления, конечно, не создавало, а только вызывало землетрясения, и лишь в том случае, когда напряжения в земной коре уже были близки к нарушению равновесия.

эндогенный вулканизм извержение землетрясение

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Тектоническими нарушениями называются перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в более глубоких недрах Земли. Эти движения вызывают тектонические нарушения, т. е. изменения первичного залегания горных пород. Особенно отчетливо эти изменения наблюдаются на примере осадочных пород, которые первично отлагаются в виде горизонтально залегающих пластов, а вследствие тектонических нарушений оказываются смятыми в складки или разорванными на отдельные чешуи и блоки. Тектонические движения, в конечном счете создают наблюдаемую структуру земной коры, т. е. они являются созидательными движениями («тектонос» по-гречески--созидательный). В результате этих движений возникают и основные неровности рельефа поверхности Земли.

Тектонические движения можно разделить на два типа: радиальные - колебательные, или эпейрогенические движения, и тангенциальные, орогенические. В первом типе движении напряжения передаются в направлении, близком к радиусу Земли, во втором -- по касательной к поверхности оболочек земной коры. Очень часто эти движения бывают, взаимосвязаны, или один тип движений порождает другой. В результате этих типов движений создаются три вида тектонических деформаций :1) деформации крупных прогибов и поднятий; 2) складчатые; 3) разрывные.

Первый тип тектонических деформаций, вызванный радиальными движениями в чистом виде, выражается в пологих поднятиях и прогибах земной коры, чаще всего большого радиуса. Колебания, вызывающие образование подобных форм, в отличие от сейсмических колебаний совершаются относительно медленно, ощутимых разрушений не приносят и непосредственным наблюдениям человека не поддаются.

Складчатые деформации вызываются тангенциальными движениями и выражаются в виде складок, образующих длинные или широкие пучки, иногда короткие, быстро затухающие морщины.

Третий тип тектонических деформаций характеризуется образованием разрывов в земной коре и перемещением отдельных участков ее вдоль трещин этих разрывов. Разрывные нарушения очень часто являются производными от первых двух типов, но в большей мере от складчатых. Установить причину той или иной деформации не всегда удается, так как, кроме вышеуказанных типов движений, деформации могут образоваться в связи с внедрением магмы и т. и. Поэтому нарушения в земной коре классифицируют не по типу вызвавших их движении, а по форме или каким-либо другим особенностям самих нарушений.

Современные тектонические движения

Это неотектонические движения, происходившие в последние 300 лет и, которые были измерены инструментально. Они бывают вертикальными и горизонтальными.

Современные вертикальные движения широко распространены. Примерами положительных современных поднятий земной коры служат районы Северной Швеции и Финляндии, Норвегии (со скоростью воздымания до 7 мм год), Главный Кавказский хребет (со скоростью воздымания 10-12 мм год), Донбасс (10,3 мм год), Кольский п-ов (до 7-8 мм год), территории гг. Харькова (3,9 мм год), Вильнюса (3,8 мм год) и др.

Современные опускания претерпевают: территории Голландии (5-7 мм год), Беломорье, часть Прикаспийской области, Северный Крым, значительные территории Западносибирской низменности, Камчатка, Сахалин, г. Санкт-Петербург (0,4 мм год).

Современные колебательные движения известны во всех странах мира. Начиная с IV в. до нашей эры развалины стен крепости у г. Херсона (Крым) четыре раза затоплялись морем, а затем осушались (цикл 5-6 веков).

Размещено на Allbest.ru