Эндогенные геологические процессы

Эндогенные геологические процессы протекают в недрах Земли, и источником энергии является внутреннее тепло Земли. Они изменяют вещественный состав целых регионов земной коры и рельеф поверхности Земли.

В зависимости от формы проявления эндогенные процессы подразделяются: магматические (интрузивные, эффузивно - вулканогенные), метаморфические (преобразование минерального вещества), тектонические (дизъюнктивные и пликативные - разрывные и складчатые) и землетрясения.

Магматизм

Магматические процессы - совокупность геологических явлений, связанных с возникновением, проникновением и деятельностью магматического расплава в земной коре и на ее поверхности. Магматический расплав или магма образуется в астеносфере (верхняя часть мантии, на границе с земной корой) в результате расплавления пород под влиянием внутренней тепловой энергии. Магма (греч. Magma - густая мазь) представляет собой огненно-жидкий вязкий расплав. На поверхности Земли из магмы улетучиваются легкие компоненты, и она переходит в лаву. Причиной появления тепла является разделение первичного вещества планеты на сравнительно легкие железокремнистые «всплывающие» и сравнительно тяжелые железоникелевые «погружающиеся» соединения, а также радиоактивный распад урана, тория, калия и др. радиоактивных элементов. Передвижение магмы происходит вдоль разрывных нарушений (трещины, разрывы, разломы, зоны дробления и т.д.), которые прослеживаются на сотни километров. В процессе движения происходит переработка (переплавление) вмещающих пород - ассимиляция.

В зависимости от места затвердевания (кристаллизации) магмы по отношению к дневной поверхности выделяют три основных типа магматизма:

1) глубинный (абиссальный, интрузивный);

2) полуглубинный (гипабиссальный);

3) поверхностный (эффузивный).

Магматические породы по содержанию SiО₂ подразделяются на четыре группы: ультраосновные – менее 45%; основные 45-52%; средние 52-65%; среди средних и кислых выделяют щелочные, у которых Na₂O+K₂O+Li₂O>10%; кислые - свыше 65%.

Интрузивный магматизм характеризуется тем, что он совершается на значительной глубине в закрытой термодинамической системе при медленном снижении температуры и давления на протяжении длительного времени. Это обусловило хорошую степень кристаллизации (крупные зерна, кристаллы).

Иногда магма выходит на поверхность Земли и образует своеобразные сооружения вулкан с такими элементами: 1 конус; 2 кратер; 3 жерло; 4 побочный (паразитический) кратер (рис. 11).

В процессе деятельности на поверхность и в атмосферу выбрасывается большое количество газообразных, жидких и твердых продуктов. К газообразным продуктам относят сухие (NaCl, KC1, S, F), кислые (НС1, SОз), щелочные (NH₂Cl) и низкотемпературные (пары воды, H₂S, СО₂) газы, к жидким - лавы и вода, к твердым -вулканические бомбы, лапили, вулканические пески и пепел.

Лава - огненно-жидкий расплав с температурой 600-1200°С кислого (риолиты) и основного (базальты) составов. Залежи застывшей лавы образуют покровы и потоки.

Твердые продукты извержения вулканов называются пирокластическими породами: бомбы - неск. см - неск. м, округлые, овальные, грушевидные по форме тела; лапили - твердые обломки лавы до 3 см; вулканический песок- до 5 мм; вулканический пепел - до 1 мм.

Твердые продукты извержения вулканов со временем уплотняются и превращаются в плотные породы, которые называются пирокластическими эффузивными породами (вулканический туф, туффиты, туфогенные песчаники и туфогенные конгломераты).

По месту образования выделяют наземные и подводные вулканы. По форме вулканических сооружений выделяют трещинного (лавовий или гавайский) и взрывного (центрального) типа.

Гавайский тип вулканов приурочен к крупным трещинам в земной коре протяженностью сотни - тысячи км. Верхняя часть вулкана - пластовая залежь. Лава вулканов гавайского типа имеет большую текучесть, обеднена газами, температура 1300° С. Извержение спокойное, скорость движения лавы достигает скорости водного потока. Примеры вулканы Исландии и на Гавайских островах.

Взрывные вулканы приурочены к местам пересечения крупномасштабных трещин в земной коре. Многократные повторения извержений приводят к появлению вулканического конуса слоистого строения - стратовулкан.

По характеру извержения выделяют 5 типов (стромболианский, везувианский, волканский, пелейский и бандансайский).

При извержении подводных вулканов продукты накапливаются в непосредственной близости от кратера. Тело вулкана рыхлое, быстро разрушается подводными течениями.

После активного извержения деятельность вулкана снижается и наступает этап поствулканической деятельности, сопровождающийся выходом газов и горячих водных источников (гейзеры).

Распространение современных вулканов имеет такие особенности:

1 Побережье и острова Тихого океана (Тихоокеанское огненное кольцо -320 вулканов);

2 Среднеземноморско-Гималайский пояс (Альпы, Крым, Кавказ, горы Малой Азии - Везувий, Этна, Липapи, Эльбрус...);

3 Атлантический пояс - от Исландии через Азорские и Канарские острова до островов Зеленого Мыса - большинство потухли (вулкан Гекла в Исландии).

Землетрясения

Под землетрясением понимают внезапное и резкое трясение отдельных участков земной коры в виде толчков различной силы. Изучением землетрясений занимается наука - сейсмология.

В зависимости от интенсивности выделяют микросейсмические (регистрируются специальными приборами - сейсмографами), макросейсмические (улавливаются человеком) и мегасейсмические (сопровождаются нарушениями земной коры и разрушением сооружений). В год в среднем на Земле происходит одно катастрофическое, сто - разрушительных и тысячи - незаметных.

Пространство в Земле, в пределах которого происходит освобождение энергии, называется очагом землетрясения, а его центральная точка - гипоцентром. Проекция гипоцентра на поверхность Земли - эпицентр, а на обратную сторону - антиэпицентр. Расстояние от эпицентра до гипоцентра - глубина очага землетрясения. От гипоцентра распространяются продольные (Р) и поперечные (S) волны. Колебания частот в продольных волнах происходят вдоль, а в поперечных - поперек их распространения. Скорость распространения продольных в 1,7 раза выше скорости поперечных волн.

Регистрация волн выполняется сейсмографами (сейсмоскопы -фиксируют), которые позволяют определить силу толчков, место его появления (возникновения), характер и скорость распространения сейсмических волн. Первый сейсмограф изобретен в Китае в II столетии н.э.

Оценка силы землетрясения производится по 12-бальной шкале Рихтера. Землетрясения интенсивностью 1-3 балла человеком не ощущаются, 8-10 баллов происходит разрушение зданий, 11 баллов - катастрофическое и 12 баллов - весьма катастрофическое.

По глубине гипоцентра землетрясения подразделяются на: 1) поверхностные - до 10 км; 2) нормальные 10-60 км; 3) промежуточные 60-300 км; 4) глубокофокусные 300-700 км;

По распространению - поверхностные 35-36 %, нормальные 39-41 %, промежуточные 15-20 %, глубокие - 1 %;

По происхождению: тектонические, вулканические, денудационные и искусственные.

Рис. 6.3. Очаговая область землетрясения 1966 г. под Ташкентом. Большие круги обозначаютместоглавного толчка, более мелкие афтершоки. Стрелками показано направление подвижек. Стрелки у поверхности указывают на причину вспучивания по данным повторного нивелирования

Тектонические землетрясения (95 %) - появление связано с короткосрочной разгрузкой механических напряжений, которые возникают при перемещениях отдельных блоков литосферы. Тектонические нарушения могут возникнуть на разных глубинах, их энергия бывает колоссальной. Землетрясение тектонического типа, т. е. связанное с внутренними эндогенными силами Земли, предполагающий образование и обновление множества разномасштабных разрывов, каждый из которых высвобождает и перераспределяет энергию в некотором объеме.

Вулканические землетрясения приурочены к районам современной вулканической деятельности, эпицентр совпадает с кратером вулкана, а гипоцентр расположен под конусом. Для них характерна небольшая энергия толчков и малая область распространения. Причиной их является прорыв магмы в жерле вулкана, сопровождающийся выбросом газов, паров воды и обломков (Индонезия - вулкан Кракатау, о. Суматра, Борнео, Ява).

Денудационные землетрясения появляются в результате обвалов в горных районах, провалов в карстовых пещерах и т.д. Для них характерна небольшая глубина гипоцентра, сила не более 5-6 баллов (Волчанское в Харьковской обл. 1915г.).

Искусственные землетрясения возникают при взрывах. При ядерных взрывах сила может быть 9-10 баллов. Их осуществление может быть обусловлено в целях снятия напряжения в сейсмоопасных районах для предупреждения катастрофических нарушений (штат Невада при взрывах не проявлялись землетрясения).

Моретрясения - сейсмические колебания океанского. Эпицентр находится в пределах моря или океана. При моретрясениях появляются огромные волны (цунами - по-японски - волна) высотой до 40 м со скоростью курьерского поезда (80-100 км/час), обладающие огромной разрушительной силой.

При подводном землетрясении возникает локальное возмущение водной поверхности над эпицентром, обусловленное быстрым поднятием или опусканием морского дна, которое приводит к возникновению стоячих волн высотой до 5 — 6 м, водяные бугры, остающиеся на одном месте на поверхности океана, длинных гравитационных волн – цунами, длина которых определяется площадью эпицентра, достигая сотен километров и более. Мгновенное поднятие дна океана на поверхности вод вызывает появление водяного «гриба» высотой 5 — 8 м, распадающегося с образованием круговых волн. Скорость их распространения обычно не превышает 200 км/ч, в то время как скорость сейсмических волн составляет несколько км/с. Скорость подхода цунами к берегу равна:

С= , где g=9,81 м/с² — ускорение свободного падения; Н— глубина океана.

При подходе цунами высотой 5 — 6 м к берегу, высота волны начинает возрастать до нескольких десятков метров, которые всей мощью обрушиваются на пологий берег и проникают в глубь побережий до десятков километров. Цунами в Тихом океане за последние 10 лет отмечались более 70 раз, часто вызывают большие человеческие жертвы

Землетрясения приурочиваются к определенным регионам: сейсмические области, зоны и пояса. Известны 2 зоны: а) Среднеземноморская (Трансазиатская) южная Европа (Альпы, Апеннины, Карпаты), Северная Африка и Малая Азия, Средняя Азия (15 %); б) берега Тихого океана (80 %).

Прогнозирование - регистрация предвестников: слабые колебания почвы, изменение параметров магнитных, электрических и гравитационных полей, изменение состава и свойств горных пород, воды и газов и др.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: