ГЕОДИНАМІЧНІ ПРОЦЕСИ. ПРОЦЕСИ ЕНДОДИНАМІКИ.

План:

1. Поняття про геодинамічні процеси.

2. Коливальні рухи.

3. Тектонічні деформації.

4. Землетруси; їх види, інтенсивність та поширення.

1.

«Поняття про геодинамічні процеси»

Геодинамічні процеси – це процеси, що зумовлюють формування і розвиток земної кори та рельєфу. Вони забезпечують взаємодію геосфер нашої планети. Геодинамічні процеси не можуть виникати самостійно. Для їх розвитку необхідна наявність джерел енергії. До таких джерел належать:

1. - сонячна радіація;

2. - гравітація;

3. - тепло земних надр;

4. - осьове обертання Землі;

5. - вплив Космосу (в першу чергу взаємодія з Сонцем і Місяцем).

Дослідженням процесів, що відбуваються в надрах Землі і на її поверхні займається розділ геології, який називається ДИНАМІЧНА ГЕОЛОГІЯ.

В залежності від джерел енергії та зон прояву всі геодинамічні процеси поділяються на 2 типи:

ЕНДОГЕННІ (гр. всередині) – процеси внутрішньої динаміки;

ЕКЗОГЕННІ (гр. ззовні) - процеси зовнішньої динаміки.

В природі вказані процеси майже завжди дуже тісно взаємодіють і спільно змінюють внутрішню будову і зовнішній вигляд Землі.

До ендогенних процесів належать наступні явища, які викликані внутрішніми силами Землі:

- тектонічні процеси;

- магматизм (інтрузивний та ефузивний);

- землетруси;

- метаморфізм.

Наслідком впливу ендогенних процесів є формування земної кори, гірських систем, океанічних улоговин, вулканічних конусів, численних тріщин у земній корі.

Домінуючим серед ендогенних процесів є тектонічні рухи – вертикальні, горизонтальні, повільні, катастрофічні. Саме вони формують земну кору та її нерівності, які з часом зазнають впливу чинників зовнішньої динаміки.

До екзогенних належать процеси, які відбуваються у верхній частині літосфери або на поверхні Землі. Вони в основному зумовлені гравітацією, сонячною радіацією, діяльністю організмів та іншими чинниками. Фактично, це процеси взаємодії літосфери із зовнішніми оболонками Землі – гідросферою, атмосферою та біосферою. Екзогенні процеси змінюють рельєф земної поверхні, беруть участь у руйнуванні гірських порід, транспортуванні уламків, нагромадженні осадів.

До екзогенних процесів належать:

- вивітрювання,

- геологічна діяльність:

1) вітру (еолові процеси), 2) підземних вод, 3) поверхневих текучих вод, 4) озер, 5) боліт, 6) льодовиків, 7) багаторічної мерзлоти, 8) вод морів та океанів, 10) людини.

Діяльність екзогенних процесів відбувається в три етапи:

- руйнування;

- транспортування;

- акумуляція.

Екзогенні процеси є причиною вирівнювання поверхні суходолу та океанічного дна. Швидкість їх протікання незначна й інколи може становити сотні, тисячі і, навіть, мільйони років.

Необхідно пам’ятати, що, незважаючи на свою різноплановість, процеси внутрішньої та зовнішньої динаміки взаємопов’язані та взаємозумовлені. Вони діють одночасно, а наслідком їх дії є формування вигляду планети.

2.

«Коливальні рухи»

Земна кора ніколи не перебуває в спокої. Вона завжди рухається. Самі рухи оцінити й побачити важко, тому дослідники судять про їх можливість за їх наслідками (складки, розломи, розриви).

Наука, що вивчає рухи земної кори називається ТЕКТОНІКОЮ (гр. - будівництво) або ГЕОТЕКТОНІКОЮ, а самі рухи – тектонічними. Вони поділяються за спрямованістю й за часом.

За спрямованістю тектонічні рухи є 2-х типів вертикальні (радіальні) і горизонтальні (тангенційні).

Перші є незворотними (спрямованими в один бік) і коливальними.

Коливальні рухи ще називають епейрогенічними (гр. суша. походження). Тобто це тривалі повільні підняття й опускання земної кори, що відбуваються постійно під впливом процесів, які розвиваються в підкорових масах. Саме вони формують континенти й зумовлюють трансгресивно-регресивну діяльність морів. ГОЛОВНОЮ ОСОБЛИВІСТЮ цих рухів є той факт, що вони відбуваються на нашій планеті постійно і неперервно.

За часом коливальні рухи є 3-х типів:

ДАВНІ – проходили в минулі тектонічні епохи (у донеогеновий час). Їх можна вивчити лише досліджуючи потужності і фації окремих комплексів гірських порід. Велика товща осадових порід свідчить про тривале опускання (наприклад ДДЗ – до 17 км), а мала – про підняття (УКЩ).

НЕОТЕКТОНІЧНІ РУХИ – рухи, що проявились у неоген-четвертинний час (приблизно останні 25 мільйонів років). Вони перебувають у сфері інтересів НЕОТЕКТОНІКИ – науки, що сформувалась протягом останніх 40-50 років. Їх досліджують використовуючи геологічні й геоморфологічні методи, аналізуючи гірські породи (склад, потужність) та форми сучасного рельєфу й історію його розвитку. Максимальні амплітуди неотектонічних рухів (2000 м) характерні для Гімалаїв, Анд, Паміру, Кавказу, Карпат. У Криму значення амплітуди неотектонічних рухів становить 1000 м. Характер неотектонічних рухів можна оцінити через розвиток річкових терас, плану річкової мережі та вивчення давніх поверхонь вирівнювання.

Окремо слід розглядати горизонтальні зміщення деяких блоків земної кори і літосферних плит. Вони дуже часто змінюють русла ярів, річок, дороги, огорожі й, нерідко, призводять до катастрофічних наслідків (Сан-Андреас (Каліфорнія) – 94 мм/рік, Східно-Африканський рифт, Крим-Тамань, Кривий Ріг).

СУЧАСНІ тектонічні рухи відбувались протягом останніх 5-6 тисяч років і продовжуються зараз. Їх можна дослідити за допомогою історичних та археологічних документів і пам’яток, а також інструментального вимірювання (геодезичні прилади, лазерні вимірювання).

Так, Скандинавський п-ів щороку піднімається на 12 мм, УКЩ – на 8-9 мм, а узбережжя Чорного моря опускається на 0.8-0.9 мм. Опускань зазнає також територія Нідерландів і Німеччини, а улоговина Каспійського моря-озера то піднімається, то опускається.

Важливим є те, що сучасні тектонічні рухи діють успадковано до більш давнього структурного плану регіону. Це свідчить про те, що давні структури «живуть» і нині. Основним підтвердженням існування сучасних тектонічних рухів є рельєф та склад сучасних відкладів.

3.

«Тектонічні деформації»

Тектонічні деформації є наслідком тектонічних рухів. Вони поділяються на 2 типи:

- СКЛАДЧАСТІ (плікативні (лат. «plikatilis» - складаю)) – суцільність залягання верств геологічних порід не порушується, а змінюється лише форма їх залягання.

- РОЗРИВНІ (диз’юнктивні (лат. «disjunctios» - роз’єдную ) – суцільність залягання верств геологічних порід порушується і утворюються різноманітні розриви.

Слід відзначити також, що Ю.А. Косигін виділяє ще один тип тектонічних деформацій – ін’єктивні (лат. «injectios» - проникання), які зумовлюють утворення діапірів (гр. «протикаю») – складок з твердим ядром.

Форми складчастих тектонічних порушень можуть бути різними: нахиленими або зім’ятими у складки.

НАХИЛЕНІ порушення є найпростішими. Вони фіксуються, коли всі шари геологічних порід на певній, часто дуже обмеженій, території залягають нахилено. Така форма залягання називається монокліналь.

Кожна монокліналь має наступні елементи залягання:

1) лінія простягання – лінія перетину монокліналі з горизонтальною площиною;

2) лінія падіння – вказує напрям максимального нахилу або падіння шару і завжди є перпендикулярною до лінії простягання;

3) кут падіння – кут, під яким монокліналь нахилена до горизонту;

4) напрям простягання – азимут простягання;

5) напрям падіння – азимут падіння.

Три остання елементи виражаються у градусах (º).

СКЛАДКИ (хвилеподібні вигини верств гірських порід різного розміру). Існують складки 4-х типів:

– випуклі – антиклінальні;

– увігнуті – синклінальні;

– флексури (лат. «flexura» - вигин) – круті коліноподібні вигини;

- діапіри – складки з твердим ядром.

В будові складки виділяються наступні елементи:

1) кут,

2) крила (бічні частини),

3) замок (місце перегину),

4) ядро (внутрішня частина),

5) осьова площина (ділить кут між крилами пополам),

6) шарнір (лінія, що сполучає точки максимального перегину),

7) вісь складки (лінія перетину осьової площини з поверхнею Землі).

За положенням осьової площина складки бувають:

1) прямі: 2) похилі: 3) лежачі: 4) пірнаючі:

За характером замка складки бувають:

1) гострі: 2) гребенеподібні: 3) аркоподібні: 4) коробчасті:

5) віялоподібні: 6) ізоклінальні (х-ся

паралельними крилами):

За співвідношенням довжини й ширини складки бувають:

1- лінійні – довжина набагато перевищує ширину;

2- брахіскладки (гр. «короткий») – мають співвідношення ширини до довжини як 1/3, або 1/2. вони бувають 2-х типів: брахіантикліналі і брахісинкліналі;

3- ізометричні – довжина й ширина приблизно однакові (антикліналі (куполи), синкліналі (чаші, мульди (нім. «Mulde») - улоговина)).

Сукупність складок характерна для певних структур земної кори називається СКЛАДЧАТІСТЮ.

Складчастість буває:

повна – лінійні складки приблизно однакового розміру розташовуються паралельно по всій площі певної території;

переривчаста – спостерігається чергування горизонтальних і складчастих ділянок;

проміжна – має місце в районі крайових прогинів (між платформами й складчастими областями).

РОЗРИВНІ порушення бувають наступними:

А – без зміщення сусідніх ділянок земної кори (тріщини, розділення – гр. «діаклази»);

Б – зі зміщенням сусідніх ділянок земної кори (розломи – гр. «параклази»).

Тріщини бувають відкриті, закриті та приховані.

Розломи трапляються у вигляді скидів, підкидів, насувів, зсувів та інших розривних порушень:

СКИД (виникає при тектонічному розтягуванні) – розрив, при якому зміщення відбувається вертикально або частково нахилено в бік зміщення;

ПІДКИД (виникає при тектонічному стисканні) – розрив, у якому сила зміщення спрямована у бік висячого крила;

НАСУВ (виникає при тектонічному стисканні) – розрив, у якому сила зміщення спрямована у бік висячого крила, при чому висячий бік піднятий відносно лежачого і насунутий на нього. Великі за площею пологі насуви називаються шаріажами – (фр. «charriage» - нести, везти);

ЗСУВ – розрив із вертикальним або горизонтальним переміщенням блоків порід.

Окремо слід розглянути великі скиди:

ГРАБЕН (нім. «Graben» - рів, канава) - ділянка земної кори, що опустилася по лініях скидів нижче від сусідніх ділянок. Інколи причиною утворення грабену є підкиди;

СХІДЧАСТИЙ СКИД – система скидів, при якій кожне наступне крило розташовується нижче за попереднє;

ГОРСТ(нім. «Horst» - гніздо) – піднята ділянка земної кори, обмежена скидами або підкидами від сусідніх ділянок;

РИФТИ(англ. «rift» - розрив, розлом) – лінійно витягнуті на сотні й тисячі кілометрів системи великих грабенів, часто ускладнені горстами (Східна Африка, Байкал, розломи серединно-океанічних хребтів);

ГЛИБИННІ РОЗЛОМИ– розмежовують літосферу на окремі блоки (плити);

КІЛЬЦЕВІ СТРУКТУРИ – тектонічні структури концентричної форми, оконтурені розломами (напр. Болтиська западина). Для них характерні розсипні та корінні родовища корисних копалин.

4.

«Землетруси; їх види, інтенсивність та поширення»

ЗЕМЛЕТРУСИ – несподівані, часто дуже сильні, коливання земної кори (на морі такі коливання називають «моретрусами» (вони здатні викликати «цунамі» (яп. – затока і хвиля) - хвилі до 20м)). Займається вивченням землетрусів такий розділ геофізики як СЕЙСМОЛОГІЇ (гр. землетрус і вчення).

Землетруси бувають 2-х типів:

1) НЕТЕКТОНІЧНІ – обвальні, вулканічні, штучні (виникають через вибухи при видобутку корисних копалин або під час військових навчань). Такі землетруси трапляються дуже рідко. Вони охоплюють невеликі площі і мають незначну силу.

2) ТЕКТОНІЧНІ – характеризуються незначною тривалістю, але мають катастрофічні наслідки. Найбільш катастрофічні землетруси в історії Землі: Італія (Мессінський – 1908 (загинуло 100 тис. чол); Китай (1920 – 200 тис. чол., 1976, 2008 (пров. Сичуань)); Ашхабад (1948); Ташкент (1966); Вірменія (1988 - Спітак); Пн.-Сх. Індійського океану (26.12.2004 – внаслідок цунамі викликаного землетрусом загинуло понад 300 тис. осіб);

В будові землетрусу виділяють наступні складові:

1) Осередок – місце у земній корі або верхній мантії, де зароджується землетрус. Землетруси можуть виникати на глибині від кількох до 600-700 км, але більшість з них мають осередок на глибині 100-200 км.

2) Гіпоцентр – розташовується у центрі осередку (під час розрахунків приймається за точку).

3) Епіцентр – проекція гіпоцентру на земну поверхню (місце на земній поверхні, що лежить безпосередньо над вогнищем землетрусу - гіпоцентром)

4) Плейстосейстова зона (гр. – найбільший і струшений) – площа, де фіксується найбільша інтенсивність землетрусу.

5) Площа землетрусу – територія, що зазнає коливань під час землетрусу.

Для територій, що зазнають впливу землетрусів характерні «афтершоки» – повторні поштовхи (Киргизтан - 6.10.2008 – 8 балів (72 загиблих), протягом доби трапилось більше 100 афтершоків), а також наявність «ескарпів» (фр. «escarpe» - укіс) – уступів у рельєфі, які викликані струсами земної поверхні.

Вивчення землетрусів проводять за допомогою спеціальних приладів – сейсмографів. Землетруси, що відбуваються на Землі мають різну «ефективність» (зовнішній ефект на поверхні Землі). Для визначення їх сили використовують 12-бальну шкалу.

Необхідно відзначити, що в межах України можливі землетруси силою до 7-9 балів (Крим, Карпати). Останній землетрус на території України (у Закарпатті) стався 23.11.2006 року і мав силу 4 бали.

Географія землетрусів:

В усьому світі прояви землетрусів неоднакові. Є райони, в яких їх частота й інтенсивність дуже висока. Такі райони називаються «сейсмічними поясами».

Найбільшими є Середземноморський (широтний) і Тихоокеанський (меридіональний). До менших поясів належать Східно-африканський, Китайський, Прибайкальський, Монгольський та ін.

Асейсмічними (не сейсмічними) є обширні території давніх платформ.

Прогноз землетрусів і сейсмічне районування:

Районування: виділяють райони де можливі землетруси, а далі проводять виділення території за їх інтенсивністю.

Прогноз (наука, на жаль, може лише визначити район де можливий землетрус, більш-менш встановити його інтенсивність, але не час):

1- за поведінкою тварин (собаки, коти, коні, пацюки та ін.);

2- за допомогою геохімічних методів (перед землетрусом у підземних водах над осередком виникають газово-гідрохімічні аномалії);

3- за допомогою геофізичних методів (швидкість сейсмічних хвиль, зміна електричних властивостей гірських порід, сила ваги та ін.);

4- за допомогою геодинамічних методів (на основі вивчення тектонічних рухів).

Крім того, перед землетрусом часто змінюється магнітне поле, акустичні властивості середовища і електричний потенціал атмосфери та ін.

Л - № 5(4 години)