Підручник з Географії (рівень стандарту). 11 клас. Коберник - Нова програма

ТЕМА 3. ГЕОЛОГІЧНЕ СЕРЕДОВИЩЕ ЛЮДСТВА

§ 9. ЛІТОСФЕРА ТА ГЕОЛОГІЧНЕ СЕРЕДОВИЩЕ

Пригадайте! 1. Яку внутрішню будову має Земля? 2. Чим відрізняється астеносфера від інших шарів мантії? 3. Яка різниця між поняттями «земна кора» і «літосфера»? 4. Чим різниться земна кора материкового та океанічного типів?

Властивості літосфери. Вам відомо з попередніх класів, що літосфера (від давньогрец. лігос - камінь і сфера - куля, оболонка) - це тверда оболонка Землі, яка складається із земної кори та верхнього шару мантії до астеносфери. Її межа доходить до глибини 150-200 км. Верхня частина літосфери (земна кора) складається з мінералів і гірських порід. Наука про земну кору, її склад, будову, історію розвитку та процеси, що в ній відбуваються, називається геологією.

Для літосфери як оболонки характерні певні властивості, зокрема це динамічність, неоднорідність та дискретність (мал. 37). Динамічність передбачає постійні зміни в складі та будові літосфери внаслідок перебігу внутрішніх і зовнішніх геологічних процесів. Неоднорідність означає наявність у літосфері різних за утворенням, будовою, віком та розмірами ділянок, які взаємопов'язані з формами рельєфу та поширенням різних за походженням гірських порід: магматичних, осадових, метаморфічних. Дискретність проявляється в тому, що тверда речовина літосфери не є монолітною. В ній наявні порожнини, тріщини, тектонічні порушення.

Мал. 37. Властивості літосфери

Окрім того, літосфері притаманний ряд екологічних властивостей (функцій), які визначають її місце в геосистемах. Ці властивості забезпечують умови існування живих організмів і впливають на спеціалізацію господарської діяльності людини. По-перше, ресурсна властивість літосфери визначається, з одного боку, наявністю в ній різноманітних речовин, які необхідні для життя організмів, та мінеральних ресурсів для економічного розвитку суспільства. З іншого боку, літосфера є середовищем існування живих організмів і господарської діяльності людини. По-друге, геодинамічна властивість літосфери полягає у впливі різних геологічних та антропогенних процесів на стан живих організмів, безпеку та комфортність проживання людини. Більшість геологічних процесів становить небезпеку для живих організмів і людини, зокрема вулканізм, землетруси, зсуви, селі тощо. По-третє, геохімічна та геофізична властивості відображають наявність у літосфері геохімічних і геофізичних полів природного та техногенного походження (зокрема, магнітних, електричних, радіоактивних), які впливають на стан живих організмів у цілому та людини зокрема. Літосфера бере активну участь у процесах кругообігу речовин у природі.

Поняття «геологічне середовище людства». Геологічне середовище - верхня частина літосфери та підземна частина гідросфери, що зазнають впливу господарської діяльності людини й певною мірою визначають її.

Геологічне середовище є об'єктом вивчення низки наук, зокрема геоекології, екологічної геології, інженерної геології. Воно є складником географічного середовища та техносфери. Це складна система, яка включає в себе корисні копалини, підземні води та деякі інші об'єкти у верхніх шарах земної кори, що їх використовують у господарській діяльності або які впливають на життя людини. Геологічне середовище активно взаємодіє із зовнішніми оболонками Землі: біосферою, гідросферою, атмосферою.

У межах геологічного середовища співіснують природні та техногенні потоки речовин, енергії та інформації. Його верхньою межею вважають земну поверхню. Нижня межа визначається глибиною проникнення в літосферу виробничої діяльності людини. Її зазвичай проводять у районах гірничодобувних робіт на глибині 1,0-1,5 км, а в районах нафто- та газовидобутку - 10 км.

Для характеристики геологічного середовища найважливішими є показники, що характеризують його склад, будову та динаміку розвитку. До них, зокрема, відносять особливості рельєфу (ухили поверхні, ступінь розчленованості), тектонічну будову, сейсмічність, характер і ступінь поширення зовнішніх геологічних процесів, умови залягання підземних вод (гідрогеологічні умови), склад і властивості гірських порід тощо.

Тектоніка літосферних плит. Літосфера - оболонка несуцільна. За сучасною теорією тектоніки літосферних плит, вона розділена надглибинними розломами, які доходять до астеносфери, на окремі блоки - літосферні плити.

Літосферні плити - великі жорсткі блоки літосфери, що відокремлені один від одного надглибинними розломами (до глибини залягання астеносфери) за лініями сейсмічних поясів Землі.

Літосферні плити постійно пересуваються в горизонтальному напрямку, як крижини на поверхні води. Експериментально було підтверджено, що причиною їхнього переміщення є теплова конвекція в астеносфері. На краях плит активно проявляються вулканізм і землетруси.

На початку ХХ ст. в науці панувала гіпотеза фіксизму (від фр. fixateur - закріплювач), яка пояснювала формування рельєфу Землі існуванням лише вікових вертикальних рухів у літосфері. Згідно з цією гіпотезою впродовж чотирьохмільярдної історії розвитку земної кори материки та океани практично не змінювали свого положення. Пізніше, з накопиченням значної кількості фактів, стало очевидним, що в літосфері відбуваються не лише вертикальні, а й горизонтальні рухи. Так виникла гіпотеза мобілізму (від лат. mobile - рухомий), що передувала сучасній теорії тектоніки літосферних плит. Відповідно до цієї гіпотези, материки та океани неодноразово змінювали свої обриси та положення на земній поверхні.

Горизонтальні рухи в літосфері підтвердила гіпотеза дрейфу материків (від гол. drijven - плавати) німецького геофізика Альфреда Вегенера. У 1912 р. вийшла його книжка «Походження материків і океанів», у якій він, спираючись на подібність берегових ліній Африки та Південної Америки, висловив припущення, що в мезозойську еру (кілька сотень мільйонів років тому) на Землі існував єдиний велетенський материк Пангея (від грец. пан - все і ге - Земля), оточений океаном Панталасса (грец. - все море) (мал. 38). Приблизно 200 млн років тому, на думку А. Вегенера, Пангея почала розколюватися на два материки: південний Гондвана та північний Лавразія. Між ними виник океан Тетіс. Пізніше, на початку кайнозойської ери, два давні материки розкололися на сучасні шість. Між ними сформувалися океани: Атлантичний, Індійський та Північний Льодовитий. Більшою частиною дна Тихого океану був давній океан Панталасса. До того ж Вегенер помилявся, припускаючи, що горизонтально рухаються саме материки. Насправді дрейфують літосферні плити. Тому лише в 1970 р. вперше виникло поняття «тектоніка плит», а пізніше - «нова глобальна тектоніка».

Мал. 38. Утворення материків за гіпотезою А. Вегенера

Згідно з нею літосфера розділена надглибинними розломами на 8 великих і близько 20 малих літосферних плит (мал. 39). З-поміж них виокремлюють материкові та океанічні плити. Під материковими плитами існують різні типи земної кори: як материкова, так і океанічна. Океанічні плити, у т. ч. найбільша за площею Тихоокеанська плита, складаються лише з океанічної кори. Завдяки сучасній техніці, зокрема лазерному вимірюванню та космічним зйомкам, вдалося встановити напрямки пересування літосферних плит і скласти спеціальні географічні карти. Літосферні плити перебувають у постійному русі, пересуваючись по пластичному шару астеносфери із середньою швидкістю 1-6 см/рік.

Мал. 39. Літосферні плити

• Користуючись картосхемою літосферних плит (див. мал. 39), назвіть великі літосферні плити. З'ясуйте, на яких з них розташовані Тихий, Атлантичний, Індійський та Північний Льодовитий океани.

Існують три основні види взаємного переміщення літосферних плит (мал. 40). Там, де відбувається зіткнення (конвергенція) двох материкових літосферних плит, формуються складчасті гори, а товщина земної кори значно збільшується. Найбільшим у світі районом зіткнення плит є Альпійсько-Гімалайський складчастий пояс, який утворився внаслідок закриття давнього океану Тетіс.

Мал. 40. Рухи літосферних плит та їхні наслідки

Місця розходження (дивергенції) літосферних плит найчастіше трапляються в океанах. На межі двох літосферних плит формується рифт - надглибинний розлом, який сягає астеносфери. Магма, що піднімається по рифту із зони астеносфери, розштовхує плити й нашаровується на дні, формуючи серединно-океанічні хребти. Внаслідок цих процесів постійно нарощуються краї літосферних плит. Тому саме в серединно-океанічних хребтах земна кора є наймолодшою за віком. Існують також рифти на суходолі (озеро Байкал, озера Східної Африки), які із часом можуть перетворитися на нові океани.

У разі зіткнення різних за потужністю літосферних плит відбувається підсування (субдукція) тонкої океанічної плити під товщу материкову. При цьому край зануреної плити поглинається астеносферою й розплавляється, стаючи магмою. Завдяки загортанню океанічної плити формуються на дні Океану глибоководні жолоби, а вздовж них тягнуться архіпелаги вулканічних островів. Величезним поясом субдукції літосферних плит є Тихоокеанське вогняне кільце, в межах якого сформувалася абсолютна більшість глибоководних жолобів Світового океану.

Незважаючи на горизонтальні рухи літосферних плит, об'єм Землі залишається сталим. Адже розширення ложа Океану в місцях розходження літосферних плит уздовж серединних хребтів та утворення нової земної кори океанічного типу компенсується її поглинанням у зонах підсування (субдукції) океанічної кори в глибоководних жолобах.

1. Назвіть складові літосфери та її основні властивості. 2. Поясніть поняття «геологічне середовище людства». 3. Які механізми руху літосферних плит? 4. Поясніть, як пов'язані рухи літосферних плит з формуванням рельєфу Землі. 5*. Використовуючи тектонічну карту, визначте ступінь загрози сейсмічних явищ у різних частинах материків і на території України.