Лекция: Литосфера и астеносфера: Верхний слой Земли разделён подразделяется на жёсткую и хрупкую литосферу и находящююся под ней относительно вязкую и пластичную астеносферу.

— основаны на трех способах получения информации о будущем. Во-первых, это экстраполяция(-логико-методологическая процедура распространения (переноса) выводов, сделанных относительно части объектов или явлений на всю совокупность (множество) данных объектов или явлений, а также на их другую какую-либо часть) в будущее наблюдаемых тенденций, закономерности, развития которых в прошлом и настоящем достаточно хорошо известны. Во-вторых, этооценкавозможного или желательного в будущем состояния того или иного явления. В-третьих, этомоделирование прогнозируемых явлений. Все три способа выделяются условно, ибо образуют органич. единство: любая экстраполяция, логич. или статистич., представляет собой, по сути дела, прогнозную оценку и разновидность прогнозной модели. Любая прогнозная оценка — это прежде всего экстраполяция в том или ином модельном представлении, любая прогнозная модель заключает в себе экстраполяцию и оценку. Все методы прогнозирования представляют собой, по существу, различн. комбинации элементов перечисленных выше способов получения информации о будущем. Несколько методов относятся к общенаучным, НАПРИМЕР, прогнозирование по аналогии. Прогнозные оценки дедуктивного или индуктивного и т. д. Практически в арсенал М.с.п. входят все методы социология, исследований — изучение документальных источников и литературы, включенное и невключенное наблюдение, опросы населения и экспертов, эксперимент постановочный и эксперимент постфактум, моделирование схематич. и математическое. Многие методы относятся к меж- или интернаучным, применяемым в ряде научн. дисциплин, напр., методы регрессионного или факторного анализа, очных и заочных коллективных и индивидуальных опросов экспертов, простых и формализованных прогнозных сценариев и др. Нек-рые методы являются частнонаучн., т. е. относятся лишь к к.-л. одной научн. дисциплине — напр. опросы населения в социологии, проективныетесты в психологии и др. Согласно принятой классификации методов прогнозирования (охватывающей методы научно-технич. и соц.-экономич. прогнозирования, без учета специфики агро-, гидрометеорологических и ряда др. естественно-науч. прогнозов), все методы по степени формализации делятся на интуитивные (экспертные) и формализованные (фактографич.).

Литосфера и астеносфера: Верхний слой Земли разделён подразделяется на жёсткую и хрупкую литосферу и находящююся под ней относительно вязкую и пластичную астеносферу.

Подразделение литосферы на плиты: Литосфера Земли разделена на некоторое число плит, границы которых маркированы очагами сейсмической активности. В большинстве случаев эти очаги позволяют достаточно точно определить границы литосферных плит, хотя в ряде районов Земли наблюдаются пояса рассеянной сейсмичности.

Перемещение плит: Движение литосферной плиты может быть представлено как вращение вокруг оси, проходящей через центр шара и точку на поверхности, называемой «полюс Эйлера». Вдоль «эйлеровых широт» происходят трансформные разломы.Движение литосферных плит в первом приближении описывается теоремой вращения Эйлера. Согласно этой теореме, по поверхности сферы точка движется по окружности, вращаясь вокруг оси, проходящей через центр шара. В точке пересечения перпендикуляров, востановленных от дуги окружности, находится «полюс Эйлера» — выход оси вращения на поверхность. Тем самым, в случае движения точки, принадлежащей литосферной плите является заданной ось вращения некоторой точки литосферной плиты, что, вследствие монолитности и жёсткости всей литосферной плиты определяет её траекторию.

Фиксизм одно из двух направлений в тектонике, исходящее из представлений о незыблемости (фиксированности) положения континентов на поверхности Земли и о решающей роли вертикально направленных тектонических движений в развитии земной коры. Ф. являлся одним из ведущих направлений в геологии вплоть до середины 60-х гг. 20 в., когда получили развитие положения мобилизма. В основе — положение об унаследованном развитии плит, платформ, антиклинориев и др. источников сноса терригенного материала, о весьма продолжительном существовании глубинных разломов, о длительном проявлении однотипного магматизма в одних и тех же районах.Сторонники Ф. (В. В. Белоусов, амер. учёный Х. О. Мейерхоф и др.) отрицают положение мобилизма о возможности горизонтальных перемещений крупных плит литосферы; допускаются лишь незначительные (до нескольких десятков км)горизонтальные перемещения сравнительно небольших участков земной коры по надвигам (шарьяжам) и сдвигам, вызываемые воздействием вертикальных движений. Составная часть концепции Ф. – представление о формировании океанических впадин в результате опускания земной коры без значительного растяжения, с преобразованием материковой коры в более тонкую океаническую, а не вследствие раздвижения континентов, как утверждают мобилисты. Основные различия в тектонических условиях на поверхности Земли определяются, согласно Ф., различиями в эндогенном режиме внутренних частей Земли .

Мобилизм гипотеза, предполагающая большие горизонтальные перемещения материковых глыб земной коры относительно друг друга и по отношению к полюсам в течение геологического времени. М. противопоставляется фиксизму Предположения о подвижности материков начали высказываться ещё в 19 в., но научно разработанная гипотеза М. была сформулирована впервые в 1912 немецким геофизиком А. Вегенером Современный вариант М. — «новая глобальная тектоника» в значительной мере основана на результатах изучения рельефа дна и магнитных полей океанов, а также на данных палеомагнетизма. На основании сходства геологического строения разобщённых частей палеозойских материков — Гондваны и Лавразии и совпадения контуров их материкового склона предложены палеотектонические реконструкции. Эти построения подтверждаются палеоклиматическими и палеомагнитными данными, которые показывают, что различные части Гондваны находились в конце палеозойской эры гораздо ближе к южному полюсу, чем сейчас, а Северная Америка располагалась рядом с Европой. В качестве основной причины мобильности материков обычно указываются конвенционные течения вещества мантии

№ 57. Абсолютная и относительная геохронология.

Геохроноло́гия — комплекс методов определения возраста пород или минералов с целью определения временной последовательности их образования. Задачей науки также является определение возраста Земли как космического образования. Абсолютное летоисчисление выражается в годах, относительное — в условных отрезках времени, называемых эрами, периодами, эпохами, веками.

Абсолютная геохронология — раздел современной геохимии, охватывающий вопросы измерения геологического времени. В отличие от относительной геохронологии, устанавливающей только последовательность геологических событий на основании данных стратиграфии и палеонтологии, абсолютная геохронология может установить, когда произошли те или иные геологические события (магматизм, седиментация, метаморфизм, рудогенез и др. процессы) и выразить время, протекшее с момента образования минералов и горных пород. С этой целью абсолютная геохронология использует в качестве своеобразного геологического хронометра процесс радиоактивного распада, скорость которого не зависит от внешних воздействий. Для определения возраста геол. образований применяются радиологические методы (аргоновый, стронциевый, свинцовый, радиоуглеродный и др.).

С развитием радиологических методов абсолютная геохронология получила новые геологические «часы» (аргоновые, стронциевые, свинцовые и др.), отсчитывающие ход геологического времени.

Круг задач, решаемых с помощью абсолютной геохронологии, весьма широк и охватывает как проблемы общегеологического и теоретического значения (возраст элементов, возраст метеоритов, возраст Земли и земной коры, шкала геол. времени и др.), так и конкретные задачи региональной геологии (например: установление времени проявления эпох метаморфизма, тектоно-магматических этапов, процессы рудообразования).

Одной из главнейших задач абсолютной геохронологии следует считать разработку и научное обоснование шкалы абсолютной геохронологии, выраженной в млн. лет и являющейся своеобразным геологическим календарем.

Относительная геохронология. Для определения относительного возраста слоистых осадочных и пирокластических пород, а также вулканических пород (лав) широко применяется принцип последовательности напластования. Согласно этому принципу, каждый вышележащий пласт моложе нижележащего. Относительный возраст интрузивных пород и других неслоистых геологических образований определяется по соотношению с толщами слоистых горных пород. Послойное расчленение геологического разреза, т. е. установление последовательности напластования слагающих его пород, составляет стратиграфию данного района. Для сравнения стратиграфии удалённых друг от друга территорий (районов, стран, материков) и установления в них толщ близкого возраста используется палеонтологический метод, основанный на изучении захороненных в пластах горных пород окаменевших остатков вымерших животных и растений (морских раковин, отпечатков листьев и т.д.).

№ 58. Геохронологи́ческая шкала́ — геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарьдля промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет. Она создавалась для определения относительного геологического возраста пород. Время существования Земли разделено на два главных интервала (эона): Фанерозой и Докембрий (Криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой — время скрытой жизни, в нём существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением на границе Эдиакария (Венд) и Кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны. Другое крупное деление геохронологической шкалы имеет самые первые попытки разделить историю Земли на крупнейшие временны́е интервалы. Тогда вся история была разделена на четыре периода: первичный, который эквивалентен докембрию, вторичный —палеозой и мезозой, третичный — весь кайнозой без последнего четвертичного периода. Четвертичный период занимает особое положение. Это самый короткий период, но в нём произошло множество событий, следы которых сохранились лучше других.

Стратиграфическая шкала — это вертикальный разрез всей земной коры, который показывает, какое положение по отношению друг к другу занимают те или иные подразделения в земной коре.
Отрезок геологической истории, за который накопилась группа пород, назвали эрой. Время образования системы назвали перио­дом, отдела — эпохой, яруса — веком, зоне или горизонту соответ­ствует время. Эра, период, эпоха и век составляют универсальную геохронологическую шкалу геологической истории Земли. Она показывает время образования того или иного стратиграфического подразделения, слагающего земную кору, и историческую последова­тельность главнейших геологических событий в развитии земной коры.
Универсальными (международными) эти шкалы называются пото­му, что подразделения, их составляющие, имеют общее значение для всех материков и крупных регионов. В основу выделения всех этих подразделений положены палеонтологические признаки. Каждое под­разделение имеет свой характерный комплекс руководящей фауны и флоры, одинаковый для крупного региона или материка, или даже нескольких материков. При этом более мелкие стратиграфические еди­ницы отличаются друг от друга по органическим остаткам менее резко, чем более крупные. Границы между стратиграфическими подразделе­ниями проводятся там, где наблюдается более или менее резкая смена в составе органических остатков.

Доке́мбрийский период, или криптозо́й— общее название той части геологической истории Земли, которая предшествовала началу кембрийского периода (раньше 500 млн лет), когда возникла масса организмов, оставляющих ископаемые остатки в осадочных породах.На докембрий приходится большая часть геологической истории Земли — около 3,8 млрд лет. При этом его хронология разработана гораздо хуже, чем последовавшего за ним фанерозоя. Причина этого в том, что органические остатки в докембрийских отложениях встречаются крайне редко, что является одной из отличительных особенностей этих древнейших геологических образований. Поэтому палеонтологический метод изучения не применим для докембрийских толщ. Органический мир архейской эры: Органические остатки в архейских отложениях почти не встречаются, однако из этого не следует, что животные и растения в архейской эре вообще не существовали. Считают, что в архее, по крайней мере в конце, на земном шаре обитали одноклеточные, а может быть и многоклеточные организмы, не имевшие минерального скелета, который мог бы сохраниться в ископаемом состоянии до наших дней.Органический мир протерозойской эры: В протерозейских отложениях органические остатки встречаются намного чаще, чем в архейских. Они представлены известковыми выделениями синезелёных водорослей, кремнистыми и известковыми скелетами радиолярий и фораминифер, спикулами губок, ходами червей, остатками кишечнополостных и членистоногих, примитивными раковинами брахиопод. В кремнистых сланцах железорудной формации Канады найдены нитевидные водоросли, грибные нити и формы, близкие современным кокколитофоридам. В железистых кварцитах Северной Америки и Сибири обнаружены железистые бактерии.

Возникновение жизни или абиогенез — процесс превращения неживой природы в живую. В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы:

• Гипотеза стационарного состояния жизни
• Гипотеза самозарождения
• Гипотеза «первичного бульона»

Чарлз Дарвин и его современники полагали, что жизнь могла возникнуть в водоеме. Этой точки зрения многие ученые придерживаются и в настоящее время. В замкнутом и сравнительно небольшом водоеме органические вещества, приносимые впадающими в него водами, могли накапливаться в необходимых количествах. Затем эти соединения еще больше концентрировались на внутренних поверхностях слоистых минералов, которые могли быть катализаторами реакций.

№ 60. К началу эры и в течение всего кембрия древние платформы были объединены в единый суперконтинент — Гондвану. В ордовике Гондвана двигаясь на юг, вышла в район Южного географического полюса. Началось сокращение Прото-Атлантической впадины, расположенной между Балтийским щитом, с одной стороны, и единым Канадо-Грендландским щитом — с другой стороны, а также сокращение океанического пространства. В среднем карбоне произошло столкновение Гондваны и Евроамерики. В результате образовался новый суперконтинент Пангея. В конце девона началась грандиозная эпоха Герцинской складчатости. В местах столкновения платформ возникли горные системы (Урал, Аппалачи). К концу Палеозоя в пермском периоде Пангея протягивалась от южного полюса до Северного. Южный географический полюс в это время находился в пределах современной Восточной Антарктиды. Входивший в состав Пангеи Сибирский материк, являвшийся северной окраиной, приближался к Северному географическому полюсу, не доходя до него 10—15° по широте. Северный полюс в течение всего палеозоя находился в океане.На протяжении Палеозоя возникает огромное количество типов и классов живых существ. Именно в Палеозое происходит освоение суши, сначала растениями, затем членистоногим, а затем уже и позвоночными. Освоение новой среды обитания приводит к возникновению новых приспособлений и адаптаций, появляются совершенно новые организмы, способные жить в новых условиях. Осваивающие мелководья и полузатопленные участки побережий потомки рыб – амфибии, живут на размытой границе воды и суши, но все-таки еще в воде. Рептилии, благодаря более плотным кожным покровам, уже по-настоящему осваивают сушу. С середины Палеозоя жизнь начинает осваивать еще одну среду – воздушную.На протяжении всего Палеозоя идет не только возникновение новых групп живых организмов, но и вымирание старых, не успевающих приспособится к новой, изменяющейся обстановке. К середине Палеозоя вымирают членистоногие хищники. А завершается Палеозой Пермским вымиранием. В конце перми исчезло до 95% видов земной фауны. Причины вымирания неизвестны.

№ 61. Во время мезозоя Пангея разделилась на Лавразию и Гондвану. Этот процесс привёл к образованию Атлантического океана. К концу Мезозоя континенты практически приняли современные очертания. Лавразия разделилась на Евразию и Северную Америку, Гондвана — на Южную Америку, Африку, Австралию, Антарктиду и Индийский субконтинент, столкновение которого с азиатской континентальной плитой вызвало интенсивный орогенез с поднятием Гималайских гор.В Мезозое возникли динозавры, водные рептилии и летающие рептилии. От ящериц произошли змеи. В морях обитали акулы. В Мезозое возникли современные млекопитающие. В меловом периоде уже выделились группы копытных, насекомоядных, хищников и приматов. Появление цветковых растений повлекло за собой увеличение разнообразия насекомых, которые стали опылителями цветов. Постепенное распространение цветковых растений изменило облик земной экосистемы. Закончился Мезозой вымиранием динозавров.

№ 62. В этой эре континенты приобрели своё современное очертание. Австралия и Новая Гвинея отделились от Гондваны, двинулись к северу и, в конечном итоге, приблизились к Юго-Восточной Азии. Антарктида заняла своё нынешнее положение в районе южного полюса, Атлантический океан продолжал расширяться, и в конце эры Южная Америка примкнула к Северной Америке. Кайнозой — это эра, отличающаяся большим разнообразием наземных, морских и летающих животных. Он является эрой млекопитающих и покрытосеменных. Млекопитающие претерпели длительную эволюцию от небольшого числа мелких примитивных форм и стали отличаться большим разнообразием наземных, морских и летающих видов. Кайнозой также можно назвать эпохой саванн, цветковых растений и насекомых. Птицы в этой эре также значительно эволюционировали. Среди растений появляются злаковые.

№ 63. Постоянно растущее воздействие человека на природную среду вообще и на геологическую в частности особенно проявляется в крупных городах. В их пределах происходит существенное изменение инженерно-геологических условий: нивелируется природный рельеф, заменяясь антропогенным; меняется гидрографическая сеть и режим рек. Подземное пространство насыщено инженерными сетями, тоннелями, различными сооружениями и конструкциями; существенно меняется его температурно-влажностный режим. Застройка и покрытия улиц резко меняют условия и соотношения стока, инфильтрации, испарения. Меняются гидрогеологические условия; в пределах мегаполисов образуются огромные депрессионные воронки глубоких водоносных горизонтов. С другой стороны, часто происходит подъем уровня грунтовых вод (подтопление) или образование неглубоко от поверхности новых водоносных горизонтов. Одно из следствий хозяйственно-строительной деятельности – образование техногенных отложений (культурного слоя).

Их можно разделить на следующие группы.

• Природные образования, перемещенные с мест их естественного залегания различными транспортными средствами, взрывом (насыпные грунты) или средствами гидромеханизации (намывные грунты).
• Антропогенные образования, представляющие собой отходы хозяйственно-бытовой и производственной деятельности человека с коренным изменением состава и свойств исходного сырья. Хозяйственно-бытовые отходы представлены свалками бытовых отбросов, строительного мусора и т.п. Промышленные отходы представлены золами и шлаками различного происхождения – топливными, металлургическими; отвалами пустой породы при угледобыче (терриконы), а также шламами – отходами горнообогатительного, электрохимического и других производств (хвостохранилища).
• Природные образования, существенно измененные по составу и свойствам в условиях их естественного залегания — например, при цементации, силикатизации, электрохимическом закреплении грунтов и т.п.

Таким образом, техногенные отложения очень разнообразны – от разновидностей, близких к природным, до грунтов, не имеющих природных аналогов. Соответственно разнообразны их свойства, даже в пределах одной группы. За исключением пород третьей группы, то есть для всех насыпных и намывных грунтов, отвалов и свалок характерной общей чертой является повышение их плотности со временем под действием собственного веса – самоуплотнение; это важно, поскольку их основные строительные свойства зависят от плотности. Цементация в таких грунтах отсутствует или незначительна. Длительность процесса самоуплотнения зависит от состава породы (исходного материала) и способа отсыпки, а намывных грунтов – и от характера основания.

Наиболее неблагоприятные по своим свойствам отложения создаются в районах свалок с хозяйственно-бытовыми отходами. В них много химически активных веществ, гниющей органики, при разложении которой могут образоваться токсичные и взрывоопасные продукты. При фильтрации атмосферных осадков через толщу таких отложений возможно загрязнение подземных вод.

Геологическая деятельность человека проявляется также в целенаправленном регулировании рассмотренных в п.8 природных процессов. Осуществляются мероприятия по борьбе с оврагообразованием, селями, подмывом берегов рек, абразией, подвижными песками, защите от проявлений карста, суффозии, опасных склоновых процессов. При этом необходимо учитывать, что хозяйственно-строительная деятельность может приводить к существенным изменениям в течение времени и проявлениях природных процессов и вызывать явления, обычно нехарактерные для данных условий. Геологические процессы, тесно связанные с инженерной строительной деятельностью человека, называются инженерно-геологическими. Многие из перечисленных выше процессов, регулируемых разнообразными защитными инженерными сооружениями (противообвальными, противоселевыми, противооползневыми и др.), следует рассматривать как инженерно-геологические.

Из других инженерно-геологических процессов следует назвать уплотнение и разуплотнение грунтов в основаниях сооружений; техногенное выветривание в откосах выемок, карьеров и других выработок; плывуны; проявления горного давления и сдвижения горных пород; просадки лессов в основаниях и бортах каналов; морозное пучение; просадки оснований сооружений на мерзлых грунтах при оттаивании последних; термокарст.

№ 64. Важная для человечества проблема — охрана геологической среды, т.е. верхней части литосферы, которая рассматривается как многокомпонентная динамическая система, находящаяся под воздействием инженерно-хозяйственной деятельности человека и, в свою очередь, в известной степени определяющая эту деятельность. Главнейший компонент геологической среды — горные породы, содержащие наряду с твёрдыми минеральными и органическими компонентами газы, подземные воды, а также «населяющие» их организмы. Кроме того, геологическая среда включает различные объекты, созданные в пределах литосферы человеком и рассматриваемые как антропогенные геологические образования. Все эти компоненты — составляющие единой природно-технической системы — находятся в тесном взаимодействии и определяют её динамику.

В формировании структуры и свойств геологической среды существенную роль играют процессы взаимодействия геосфер. Антропогенное воздействие обусловливает развитие природно-антропогенных и возникновение новых (антропогенных) геологических процессов, которые приводят к закономерным изменениям состава, состояния и свойств геологической среды.