Земные пласты

Опубликовано umeda - чт, 09/23/2010 - 21:40

Земля сформировалась 4,5 миллиарда лет назад. Имея внутри горячее ядро, она выбрасывает этот жар через жерла 40 000 вулканов. Многие извержения происходят под водой и потому остаются незамеченными. А вот наземные вулканы отмечены в истории своей разрушительной силой. Магма заставляет земные пласты смещаться. Горные цепи растут, возникают океаны, континенты перемещаются, но так медленно, что эти все изменения кажутся незаметным. Но это движение порождает вулканы которые не заметить куда сложнее.

Строение Земли. По своей форме Земля напоминает яйцо, которое состоит из многих слоев. В его центре подобно желтку расположено металлическое малое ядро, состоящее из никеля и железа, температура которого составляет 5000 С. Оно словно белком окружено мантией из полужидкой горной породы, которая называется перидотитом. Этот слой покрыт земной корой (наподобие скорлупы), толщиной всего 30 километров. Температура повышается от земной коры к ее ядру. Земля выбрасывает раскаленное вещество через жерла вулканов, а иначе бы она взорвалась.

Гигантский паззл. 200 миллионов лет назад на Земле был лишь один континент, Пангея, с одним океаном (Панталасса). Мало-помалу, континенты отделялись друг от друга, возникали новые океаны с морями. Поверхность Земли разломилась, на части паззла, называемые тектоническими плитами. Состоящие из земной коры и части мантии, называемой литосферой, они продолжают взаимно двигаться, словно льдины в море. На одной плите может находится и континент, и океан. Например, на южноамериканской плите находится Южная Америка и часть Атлантического океана.

Движение мантии. Если поставить на огонь кастрюлю, вода в ней не неподвижна. Вода внизу кастрюли нагревается быстрее и поднимается на поверхность, где она опять остывает и опускается вниз. В земной коре происходят схожие процессы. Части горной мантии поднимаются вверх на несколько сантиметров. Потом они охлаждаются и опять опускаются. Благодаря этому движению, называемому конвекцией, тектонические плиты перемещаются на несколько сантиметров в год. Это также служит причиной появления вулканов.

Два удаляющихся земных пласта. Океаны покрывают наиболее длинную горную цепь в мире. Находящаяся на глубине 3 000 м и высотой 1 500 м, эта горная цепь длиной 65 000 км. Она пересекает Атлантический, Тихий и Индийский океаны и выходит на поверхность у берегов Исландии. Этот срединно-океанический хребет возник на границе тектонических пластов. Посреди этих вершин простирается равнина, так называемая рифтовая впадина. Магма поднимается из недр Земли сквозь разрывы и прокладывает себе дорогу в этом разломе. Когда она остывает, она раздвигает пласты и увеличивает площадь океана. Этот процесс называется вулканической аккрецией. В водах Атлантического океана раздвижение проходит медленно, по 2 см в год, а в водах Тихого океана этот процесс гораздо более быстрый, по 20 см в год (скорость роста ногтей у человека).

Столкновение двух земных зепластов. Однако Земля не увеличивается в объеме. Когда пласты раздвигаются в одном месте, то в другом, за тысячи километров от первого, они сталкиваются с невероятной силой. Вот тогда поверхность ее покрывается складками, и возникают горные массивы, такие как, например, Гималаи или Альпы. Но если вес одного из пластов меньше, чем вес второго, то наибольший пласт заходит под наименьший. Например, пласт, который несет на себе океан, заходит под пласт континента. В зоне этого контакта происходят землетрясения. Под воздействием силы столкновения горы плавятся и образуют магму. Когда она поднимается наверх, происходит извержение. Такой процесс называется вулканизмом субдукции. Вулканы Кордильеры в Андах родились именно так.

Вулканы на «горячих» точках. Некоторые вулканы, например на Гавайских островах, необязательно располагаются на стыке тектонических пластов. Их называют «горячими» точками. Плавящаяся порода находится на глубине 2 900 км от поверхности. Она достаточно горяча для того, чтобы прожечь, подобно газовой сварке, земную кору на континентах, а еще легче – в океанах. Извержение за извержением порождают подводный вулкан. Если он растет, образуется остров. Он продолжает движение вместе с тектоническим пластом, и в конце концов вновь погружается в воду. Тем временем «горелка» продолжает действовать в той же точке. Она продолжает регулярно прожигать плиту, создавая вулканические цепи. Гавайский архипелаг и его продолжение, подводный хребет Императорский из 107 затонувших островов образуют гирлянду длиной в 6 000 км.

Атоллы. Возникшие таким образом в тропических морях острова окружены кораллами (микроскопическими морскими животными, живущими в колониях). Тысячелетиями остров дрейфует вместе с тектонической плитой, постепенно уходя под воду. У кораллового рифа есть время, чтобы отстроить новые и новые кольца, окружающее старое. Так возникает барьерный риф. Когда остров тонет, на поверхности воды остается только он. Так появляется атолл.

Черные курильщики. Это оказалось фантастическим спектаклем для геологов. В 1979 году они обнаружили странные черные клубы, поднимавшиеся со дна океана. Со дна под давлением вырывалась смесь воды и пара нагретая до 350 С. В ней, в распыленном состоянии содержались частички окислов железа и марганца, что делало ее похожей на клубы дыма. Постепенно эти источники строят нечто похожее на трубы, поэтому их и назвали «черными курильщиками». Что удивительно, рыба и другие обитатели моря живут в непосредственной близости с ними.

Откуда берется магма. Магма зарождается на глубине около 100 км. Она рождается из мантии, преимущественно состоящей из скальной породы. При погружении океанического пласта под континентальный (в зонах субдукции) горная порода, формирующая ее, высвобождает воду. Благодаря присутствию воды температура, при которой плавится горная порода, падает. Происходит частичное плавление горной породы и появление магмы. Под срединно-океаническими хребтами происходит схожий процесс. Но в данном случае давление ниже. В этом случае магма поднимается вдоль разломов земной коры, поскольку ее вес гораздо меньше, чем вес окружающих ее скал. В случае, если магма не находит себе выхода, она начинает накапливаться в магматической камере. Здесь происходит изменение ее химического состава, она начинает насыщаться газами. Под действием давления резервуар начинает вздуваться. В тот момент, когда в камеру из мантии поступает дополнительная порция магмы, происходит извержение.