Структури земної кори. Процеси ґрунтоутворення
Лекція 5.Структури земної кори. Процеси ґрунтоутворення. Значення ґрунтотворних порід
Проблематичні питання.
Наведена будова Землі досить схематична. В дійсності вона складніше: кожна геосфера поділяється на дрібніші шари з різним складом хімічних елементів. Безперечно, що названі геосфери різняться фізичним станом речовини, що пов’язано із змінами тиску і температури. З названих геосфер важливе значення має верхня мантія, яка зумовлює розвиток земної кори. Найголовніша з задач – встановити механізм розвитку Землі. Вважається, що Земля, як й інші планети, сформувалася із скупчення маленьких та великих частинок, які нагадують сучасні метеорити, астероїди і комети, а також пилу і газу. Всі ці елементи могли падати на зародок Землі безладно. Щоб з'явились геосфери, повинні були відбутися гігантські процеси. Вони відбуваються й зараз, на що вказує й сучасна динаміка земної кори. Вона постійно рухається, перебудовується і все це можливо за рахунок утворення в надрах Землі енергії. З'ясувати причини усіх цих явищ, зрозуміти усі складні взаємовідносини різних процесів поки ще не вдалося. Висунуто багато гіпотез, але жодна з них не задовольняє усі відомі нам факти. Можливим було б рішення багатьох питань, якщо б досконало встановити склад ядра Землі та розподіл температур у надрах. Якщо з'ясувати повністю механізм розвитку Землі, було б можливим розуміння законів утворення руд та інших корисних копалин, з'ясувалися б місця їх залягання. Тому перед вченими стоїть багато невирішених питань, які потребують вирішення.
План:
1. Структури земної кори. Процеси ґрунтоутворення.
2. Генетична класифікація ґрунтотворних порід та їх значення
Дослідження осадової оболонки Землі дає змогу визначити де і в який час земна поверхня опускалась, а де піднімалась. Вивчення історії рухів земної кори показує, що вони йшли в різних місцях і з різної швидкістю та багаторазово чергувалися. Були й горизонтальні рухи, але вони досліджені недостатньо, тому, що знайти їх ознаки в давніх товщах набагато складніше. Рухливість земної кори на різних ділянках відрізняється. Американський палеонтолог Джеймс Холл (1811-1898) дійшов до висновку, що для гірських областей характерною є підвищена потужність осадових товщ. Тобто, в цих місцях раніше існували великі прогини, в яких й накопичувались ці потужні морські осади. Інший американський геолог – Джеймс Дана (1813-1895) дав назву цим прогинам – геосинкліналі та показав, що згодом на їх місці з'являються гірські пасма Тому на земній кулі почали виділяти найбільш рухливі її ділянки або області які назвали геосинкліналями. Синкліналь – це складка, що прогинається вглибину. Термін "геосинкліналь" використовується тому, що синкліналі охоплюють значні товщі відкладів, що є доказом тривалого занурювання цих областей. У 60-70 рр XX століття, завдяки значним успіхам у вивченні геології дна океанів, виникла нова глобальна геотектонічна теорія – тектоніка літосферних плит. Як показує практика, нові відкриття не тільки не заперечили старої геосинклінальної теорії, але й дали новий імпульс до її подальшого розвитку. Найбільш характерними елементами сучасних і, очевидно, давніх геосинкліналей є спарені системи острівних дуг і глибоководних жолобів з розвитком вздовж їх границь надглибоких розломів – зони Беньофа, нахилених під острівні дуги або окраїни континентів. З цими зонами пов'язаний комплекс магматичних, метаморфічних і тектонічних явищ, за якими вони можуть бути виявлені і в давніх геосинкліналях. На відміну від Д. Холла і Д. Дана, все більше вчених останніми роками схиляються до ідеї про розвиток геосинкліналей під впливом глобальних процесів руху і взаємодії літосферних плит (плити – ділянка літосфери, що виділена за геодинамічним принципом). Найвищою таксономічною одиницею в класифікації геосинклінальних структур є рухомі геосинклінальні пояси. Відомий російський тектоніст В.Ю Хаїн під рухомими геосинклінальними поясами розуміє пояси глобального масштабу, які виникають на межі літосферних плит – океанічної і континентальної чи двох континентальних, як правило на корі океанічного типу і тривалий час служать місцями інтенсивного вулканізму та осадконагромадження, перетворюючись, внаслідок свого розвитку в складчасті гірські споруди з потужною корою континентального типу. Геосинкліналь найчастіше має вигляд довгої смуги, протягом більш тисячі кілометрів.
Геосинклінальні пояси виникли ще у пізньому протерозої, 1350-1000 млн років тому, одночасно з відокремленням древніх платформ. Основні з них – Тихоокеанський, Середземноморський, Північно-Атлантичний, Урало-Монгольський і Арктичний. Перші два пояси частково продовжують свій розвиток і нині, а останні – закінчили свій розвиток у кінці палеозою чи на початку мезозою.
Так як чергування опускань і піднятій геосинкліналей неодноразово повторювалось, в їх розвитку стали виділяти такі цикли:
1. Байкальський – 1000-550 млн. років
2. Каледонський – 550-400 млн. років
3. Герцинський – 400-210 млн. років
4. Кимерійський або мезозойський – 210-65 млн. років
5. Кайнозойський або альпійський – 65 млн. років і до наших років.
Найбільшими структурними елементами платформ є щити і плити. Щит – це частина платформи, в якій на поверхню виступає фундамент. Щити характерні для древніх платформ і є наслідком тривалого підняття даної території – Український кристалічний щит. Плита – частина платформи, покрита осадовим чохлом – Волино-Подільська плита. У сучасній структурі Землі виділяють 7 основних плит: Північноамериканську, Південноамериканську, Євразійську, Африканську, Індійсько-Австралійську, Антарктичну, Тихоокеанську.
У розвитку геосинклінальних рухомих поясів виділяють два основних етапи: геосинклінальний та орогенний. Тобто протягом першої, найбільш тривалої фази, геосинкліналь прогинається. Утворюється обмежена ділянка кори океанічного типу. Починають відкладатися потужні осади товщею до 20 км. Далі, внаслідок процесів стиснення, зустрічним рухом літосферних плит і початком закриття океанічного басейну, океанічні плити занурюються під континенти, утворюючи зони Беньофа. Дальший стиск і скорочення поясу призводить до утворення тектонічних покривів. Усі товщі порід піддаються метаморфозу, відбувається зморщування. Далі йде друга стадія орогенний етап – ці шари відкладів, які накопичились в першу стадію, починають зминатися у зморшки і піднімаються, утворюючи гірські пасма. Розчленованість спочатку слабка, та в прогинах нагромаджуються тонкоуламкові породи. Далі ріст прискорюється і відбувається розширення, прогини заповнюються грубоуламковою масою, виникають западини – вони слугують місцями осадко накопичення. Внаслідок цих процесів з'являється складчаста гірська область.
У подальшому відбуваються процеси згладжування гірського рельєфу і нагромадження на поверхні осадових шарів, тобто територія вступає у наступну стадію свого розвитку – платформну.
Зруйнована складчаста основа, сформована на геосинклінальному етапі стає фундаментом майбутньої платформи. Платформи відносно стабільні, мають ізометричну форму, рельєф слабо розчленований, незначна сейсмічна та вулканічна активність. На платформах розташовуються рівнини. У багатьох платформ фундамент глибоко занурений та ньому майже горизонтально лежать потужні шари осадових порід – вапняки, піщаники, глини, галька. Поверхня рівнин підвергається вивітрюванню та руйнуванню з утворення ґрунтів. Частинки уламків можуть зноситися у річки з утворенням алювію. Вітер може видувати з ґрунту пил та дрібні частинки. Чорними бурями пил переноситься на велику відстань і потім опадаючи на ґрунт, утворює міцні товщі пилуватих відкладів – лесів. В районах, де кристалічні породи виходять на поверхню (по середньої течії Дніпра біля Дніпропетровську та Кривого рогу), можна побачити, що ці породи у зморшках, тріщинах та мають таку ж структуру, як і у горах. З цього можна зробити висновок – на перших етапах формування платформ, на їх місці існували гори. Під час відносно спокійного тектонічного життя гори руйнувалися з утворенням рівнин. Ці рівнини поступово понижувались і вкривались водами палеозойських та мезозойських морів. На дні морів накопичувались товщі осадів - відбувається трансгресія – наступ моря на сушу. Після уходу моря і підняття платформи – регресії моря, ці осадові породи утворили платформний чохол. Крім цього, спостерігались тектонічні рухи локальних ділянок платформи, що й призвело до прогинів і більш високих ділянок. Місце рухи на платформах тривають й досі. Дослідженнями встановлено, що район Кривого Рогу піднімається на 10 мм за рік.