Тема 5.1. Взаимодействие процессов в геосферах

Мантия одна из оболочек Земли, располагающаяся на глубинах от 30-50км. до 2900км между ядром и земной корой. На глубине около 150км. под материками и от 15 до 150км. под океанами в верхних слоях мантии, геофизики обнаружили слой, где сейсмические волны движутся сравнительно медленно. Его называют астеносферой (греч.- слабый).Здесь породы находятся частично в расплавленном состоянии. Этот слой менее вязкий, более пластич­ный по отношению к выше и ниже расположенным слоям. Именно с ним связывают горизонтальные движения литосферных плит.

Снижение скорости сейсмических волн очевидно связано с нарастанием температуры. В результате часть мантийного вещества (около 1%) плавится, образуя жидкие пленки вокруг твёрдых зерен, т.е. уменьшается вязкость.

Глубина залегания астеносферного слоя неодинакова под океанами (50-60км.) и континентами (80-100км.) и имеет мощность 250км.

Однако есть отклонения от общепринятых положений. Так под рифтами срединно-океанских хребтов астеносферный слой местами находится на глубине 2-Зкм. от поверхности дна. А в пределах устойчивых участков платформ, называемых щитами, астеносфера не обнаружена до глубин 200-250км.

Над астеносферой расположена гораздо более жесткая, твёрдая и хрупкая литосфера (греч. «литое» - «камень»). Она включает в себя всю земную кору и верхние слои мантии. Из-за своей хрупкости литосфера не образует целостной оболочки, а разбита разломами - рифтаМл на отдельные плиты.

Учитывая эндогенную активность литосферы и верхней мантии, введено обобщающее понятие - тектоносфера. Это понятие объединяет земную кору и верхнюю мантию до глубины около 700км. (где зафиксированы наиболее глубокие очаги землетрясений)

Рис. 3.4. Схема соотношения литосферы, астеносферы и тектоносферы:

I - земная кора; II - скоростной твёрдый слой верхней мантии (слой В);

III - астеносфера; IV - подастеносферный слой верхней мантии (слой Голицина);

V - литосфера; VI[ - тектоносфера; К - континент; О - океан.

Земля - многоводная планета. Выделяют особую оболочку - гидросферу. В неё включают всю воду планеты - Мировой океан, воды континентов, ледники и водяной пар в атмосфере.

Известны два действующих источника воды на Земле.

Первый - вулканы. В настоящее время они выделяют ежегодно 130млн. тонн воды.

Второй — содержащие воду метеориты и ледяные ядра комет, падающих на Землю.

Кроме того, из космоса наша планета притягивает и отдельные молекулы.

Почти вся вода на Земле находится в состоянии постоянного перемещения, называемого круговоротом воды.

Иногда вода превращается в лед, когда время от времени на Земле начинаются похолодания, формируются ледяные покровы. В океане и атмосфере воды при этом становится меньше. Затем начинаются потепления, усиливается испарение - ледники сокращаются, а пара в воздухе и воды в мировом океане становится больше. Поэтому уровень океана изменяется.

За четвертичный период существования Земли (2млн.лет) некоторые исследователи насчитывают до 17 оледенений, Названия наиболее достоверных ледниковых эпох: Окская, Днепровская, Московская и Валдайская. При этом последняя эпоха была не самой грандиозной: около ста тысяч лет назад лёд сковал до 45млн км² суши.

Межледниковая обстановка на Земле, подобная современной, оказывается сугубо временным состоянием.

Ведь оледенения продолжались примерно по сто тысяч лет каждое, тогда как потепления между ними - двадцати тысяч лет.

Даже в настоящее время, довольно теплое, ледники занимают около 11% площади суши - почти 15млн км².

Для того чтобы на планете началось оледенение должно произойти глобальное похолодание - такое, чтобы снег стал основным осадком и чтобы он не успевал растаять за лето. А, кроме того, осадков должно выпадать много.

Что не приводит к похолоданию?

1. Перемещения литосферных плит. Материки попадают в благоприятные для формирования ледникового покрова условия.

2. Возможно перемещения географических полюсов.

3. При бурном горнообразовании значительные массивы суши могут оказаться выше снеговой линии.

4. Уменьшение содержания углекислого газа в атмосфере.

5. Запыление атмосферы вулканическим пеплом или пылью, поднятой ударом метеорита.

6. Перераспределение тепла океаническими течениями.

7. Уменьшением количества солнечного тепла, связанного с солнечной активностью, что определяется по расчетам югославского геофизика Миланковича (1920г.):

а) с движением оси вращения Земли, описывая в пространстве поверхность конуса (прецессирует).

б) форма орбиты Земли меняется со временем, становясь то более, то менее вытянутым эллипсом. Это изменение происходит с периодами 100 и 433 тысячи лет. Чем сильнее вытянут эллипс, тем больше разница в полученной Землей энергии.

Самым последним из периодов похолодания был Малый ледниковый период, зафиксированный в истории Западной Европы, Дальнего Востока и других районов. Он начался приблизительно в 19веке, достиг кульминации около двухсот лет назад и постепенно ослабевает. В Исландии и Гренландии период 800-1000 годов новой эры отличался сухим теплым климатом. Затем климат резко ухудшился, а за четыреста лет поселения викингов в Гренландии пришли в запустение из-за холодов. К концу 14века европейцы покинули Гренландию.

Вулканические извержения влияют на погоду. Установлено, что после крупных вулканических событий в течение примерно двух лет температура понижалась на 0,2град. «С» относительно нормы. Однако вулканогенные похолодания, как правило, не бывают повсеместными. Так, в континентальных областях высоких широт Северного полушария за извержениями следовали необычно теплые зимы.