Теория глобальной эволюции Земли

I. Архейский эон (4,6 – 2,5 млрд. л. н) – 44% времени существования Земли!

² 4,6 – 4,2 млрд. л. н. – образование Земли и дальнейшая мощная бомбардировка из космоса. Полное время формирования Земли до уровня ее современной массы ≈ 100 млн. л.

² ≈ 4,2 млрд. л.н. - образование Луны.

Гипотезы образования Луны:

ü Из того же газо-пылевого облака, что и Земля;

ü Оторвалась от Земли на ранних стадиях формирования;

ü Захвачена Землей как постороннее тело (за счет гравитационного взаимодействия);

ü Образовалась в результате скользящего удара о Землю космического тела размером с ½ Земли → произошел выброс вещества мантии Земли в околоземное пространство с последующим формированием Луны из этого вещества – наиболее популярная гипотеза.

По составу Луна ≈ соответствует земной мантии; но не имеет Fe ядра и магнитного поля.

Первоначально Луна располагалась очень близко к Земле: ее орбита проходила в ≈ 20 000 км (сейчас – 384 000 км); диск Луны превышал ныне видимый в 300-350 раз. Из-за близости Луны приливные деформации Земли (не воды – ее еще не было!) происходили каждые 18-20 ч, высота приливов превышала 1, 5 км (сейчас – 18 см) + очень сильные землетрясения.

Изучение Луны, особенно ее ранних этапов, очень важно для понимания геологической истории Земли, т.к. геологические процессы на Земле и атмосфера «стирают» следы воздействия из космоса. Луна же, образовавшись, быстро стала геологически инертной, т.к. на ней нет геологических процессов, подобных земным, и нет атмосферы. Поэтому Луна как бы является «записной книжкой», фиксирующей космические воздействия на Землю («получали» вместе, но Земля – больше, т.к. сильнее гравитация). Луна вся «избита» астероидами; кратеры – их следы, а не результат вулканизма. Подобный вид имела и Земля в молодости.

В течение ≈ 600 млн. л. после образования Земля была холодной.

В это время рельеф напоминал поверхность Луны, Солнце светило слабо (≈ на 30% ниже современного), земные сутки составляли 6 часов (по 3 ч. день и ночь).

Постепенно под действием ударов космических тел и энергии радиоактивного распада внутри Земли началась химическая дифференцировка Земли (плавление и перераспределение веществ: тяжелые (Fe)↓, легкие↑).

Процесс произошел очень быстро (за несколько десятков млн. лет), в результате выделилось очень много энергии → дальнейший разогрев, активный вулканизм («Fe катастрофа»).

Концентрация жидкого Fe в ядре возросла → магнитное поле → магнитосфера и магнитные ловушки → предпосылка появления жизни!

После этого стали возможны следующие процессы:

Образование атмосферы и гидросферы:

Н₂О, Н₂СО₃, принесенные на Землю в составе метеоритов, погрузились вглубь.

В результате вулканизма свободные СО₂, Н₂О выделились на поверхность в виде газов → атмосфера. При частичной конденсации газов → гидросфера.

Образование коры – в результате расплавления пород в глубинах Земли и переноса легких пород на поверхность. Поверхность Земли в это время – «лунный пейзаж»

² Далее Земля начала постепенно остывать, т.к. космическая бомбардировка уменьшилась благодаря магнитосфере и атмосфере, а внутренние химические процессы в Земле утихли.

² 4,2 – 4,3 млрд. л. н. – существовали небольшие материки (размеры << современных) – незначительно возвышались над очень мелководным океаном.

Материки – это, по-видимому, уникальная особенность Земли, хотя на других планетах тоже есть кора. Причина – наличие на Земле жидкой воды: вода в составе горных пород понижает t их плавления (как NaCl при добавлении в лед) → расплавленные породы всплывают → S материков увеличивается.

² 2,6 млрд. л.н. в районе Северного полюса Земли образовался первый суперконтинент – Моногея.

Моногея Современные данные позволили сформулировать гипотезу, что в истории Земли все континенты не менее 5 раз объединялись в суперконтиненты, а затем снова распадались.

 

II. Протерозойский эон (2,5 млрд. – 550 млн. л. н.)

2,5 млрд. лет

2,3 млрд. лет

1,9 млрд. лет

сместилась к экватору под действием центробежных сил

дробление на мелкие блоки

сливаются → образуется второй суперконтинент

1 млрд. лет

800 млн. лет

1,7 млрд. лет

снова сливаются → образуется третий суперконтинент

Мезогея распадается на 2 части – Лавразию и Гондвану

Мегагея также распадается

 

 

² 2,3 млрд. л. н. – глобальное оледенение (найдены следы в породах в Канаде, Африке, Индии, Европе).

 

III. Фанерозойский эон (550 млн. л. н. – 0).

1. Палеозойская эра (550-250 млн. л. н.)

² 320-250 млн. л. н. – Лавразия и Гондвана столкнулись, образовался четвёртый суперконтинент – Пангея, он простирался от полюса до полюса; вокруг – океан Тэтис. В результате столкновения образовались горные цепи – Аппалачи, Урал (сейчас почти разрушились).

 

2. Мезозойская эра (250-66 млн. л. н.)

Уровень океана очень низкий, климат сухой, резкие перепады t (т.к. большой массив суши).

² Раскол Пангеи ( 230 млн. лет ):

1) Разделение Евразии и Африки с востока на Запад (в р-не Средиземного моря) → образовалось 2 материковые плиты – Лавразийская и Гондванская.

2) Раскрытие Атлантического океана между Сев. Америкой и Европой, Юж. Америкой и Африкой.

 

Западное побережье Сев. Америки – зона субдукции → часть материка состоит из обломков коры, «прибившихся» к берегу – «соединенные плиты Америки».

 

² 66 млн. л. н. – вероятно, падение на Землю огромного астероида (d ≈ 10 км), вызвавшее массовое вымирание видов на Земле (наиболее заметное – динозавры).

Место падения – п-ов Юкатан в Мексике; кратер покрыт осадками, плохо заметен, d ≈ 300 км.

 

3. Кайнозойская эра (66 млн. л. н. – 0)

Это 1,5% истории Земли, но изучена больше всего, т.к. лучшая сохранность пород + исследования океанического дна (дно такого возраста еще не ушло в зоны субдукции).

Движения материков:

² ~ 40 млн. л. н.:

ü Австралия отделилась от Антарктиды и начала перемещаться на север, к Азии.

ü Южная Америка тоже отделилась от Антарктиды.

ü В результате Антарктида оказалась изолированной от других континентов и стала омываться только холодными водами (пока была связана с Австралией и Юж. Америкой – воды поднимались к экватору, нагревались → в Антарктиде было тепло) → начало образования ледяной полярной шапки (37 млн. л. н.)

² 3-4 млн. л. н. – Северная и Южная Америки воссоединились через Панамский перешеек → перекрыл путь теплой воде из Атлантического океана в Тихий → усиление Гольфстрима → поступление влажного воздуха к сев. полюсу → образование второй ледяной полярной шапки.

è Наступило глобальное похолодание (т.о., тектоника плит сильно повлияла на эволюцию жизни!).

Горообразование:

За счет раздвига дна в Атлантическом океане и вокруг Антарктиды южные континенты (Африка и Индия) столкнулись с Европой и Азией → образовался непрерывный горный пояс в восточном полушарии: Пиренеи – Альпы – Карпаты – Кавказ – Памир – Гималаи.

 

На юге Европы субдукция продолжается: часть дна Средиземного моря затягивается под Европу (→ вулканизм!). В конце концов Средиземное море закроется.

² 55 млн. л. н. – начало образования Гималаев и Тибетского плоскогорья;

² 20 млн. л. н. – в этих хребтах появились высокие горы - здесь самая толстая континентальная кора на Земле: Индия давит на Азию:

Сейчас движение Индии продолжается → землетрясения не только в зоне субдукции (Гуджарат), но и далеко от нее (Китай).

Результат неравномерного нажима Индии – трещина в Азиатской плите → оз. Байкал.

 

Горы, как и движение континентов, влияют на климат, т.к. создают барьеры для потоков воздуха и влияют на распределение осадков.

По одну сторону от Гималаев (Индия) – муссонный климат (самое «мокрое» место на Земле – Черапунджи), по другую сторону (Вост. Сибирь) – резко континентальный климат (самое холодное место – Оймякон).

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Date: 2015-04-23; view: 781; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...