[PDF] Document — Free Download PDF
Download Document…
Происхождение материков и океанов ГИПОТЕЗА «ДРЕЙФА КОНТИНЕНТОВ» А. ВЕГЕНЕРАТЕОРИЯ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ
Гипотеза дрейфа континентов
Альфред Вегенер, немецкий геолог, (1880 — 1930)
“В 1910 году мне впервые пришла в голову мысль о перемещении материков … , когда, изучая карту мира, я поразился сходством очертаний берегов по обе стороны Атлантического океана”. Вегенер исследовал данные по геологии, палеонтологии Африки и Южной Америки, и, как он писал дальше, “изучив эти данные, я убедился в принципиальной правильности своей идеи”.
суперконтинент Пангея Гондвана
Лавразия
Африка Юж.Америка Австралия Антарктида
Евразия
Сев.Америка
Вспомните, какие два типа земной коры различают и чем они отличаются?
Теория литосферных или тектонических плит
(кинофрагмент)
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
1.
ЗЕМНАЯ КОРА НЕ СПЛОШНАЯ, ОНА СОСТОИТ ИЗ ОТДЕЛЬНЫХ БЛОКОВ – ТЕКТОНИЧЕСКИХ ПЛИТ; ВСЕГО ИХ ……………………… ИЗ НИХ КРУПНЫХ……….
Литосферные плиты
РАЗДЕЛЕНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ НА ПЛИТЫ НЕ ОДНОЗНАЧНО, И ПО МЕРЕ НАКОПЛЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ ВЫДЕЛЯЮТСЯ НОВЫЕ ПЛИТЫ, А НЕКОТОРЫЕ ГРАНИЦЫ ПЛИТ ПРИЗНАЮТСЯ НЕСУЩЕСТВУЮЩИМИ.
— Какие процессы происходят на границах литосферных плит?
Практическая работа на кон. карте №1
ОБВЕСТИ КРАСНЫМ ГРАНИЦЫ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ, ПОДПИСАТЬ ИХ НАЗВАНИЯ В УСЛОВНЫХ ЗНАКАХ ИСПОЛЬЗОВАТЬ КАРТУ АТЛАСА СТР.4-5
2. Тектонические плиты постоянно движутся: (кинофрагмент) -КАКОВА ПРИЧИНА ПОСТОЯННОГО ДВИЖЕНИЯ ПЛИТ? -КАКИЕ ВИДЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЛИТ СУЩЕСТВУЮТ?
ДВИЖЕНИЕ ПЛИТ СВЯЗАНО С ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ВЕЩЕСТВА МАНТИИ В ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ
ДВИЖЕНИЯ ПЛИТ БЫВАЮТ ТРЁХ ТИПОВ: А)РАСХОЖДЕНИЕ Б)СТОЛКНОВЕНИЕ В) СМЕЩЕНИЕ .
А) расхождение плит Происходит разрыв земной коры под
влиянием ……………… По разломам вытекает магма, застывает –
формируются …………………………………………– рифтовые зоны Впоследствии на территории расхождения образуются ……………………………………. .
Б) столкновение плит Океаническая плита …………………….под
материковую и уходит в мантию, в результате образуются ………………………………(Марианский, Перуанский, Курило-Камчатский) и островные дуги (острова вдоль побережья ……………океана) Материковая плита надвигается на …………………., по ее краям от столкновений образуются складки, которые превращаются в…………………… (…………………………..)
Б) столкновение плит
Литосферные плиты
ОБРАЗОВАНИЕ ГОР И СРЕДИННЫХ ХРЕБТОВ
С какой скоростью и в каком направлении движутся литосферные плиты? Где можно получить эту информацию? Максимальная скорость движения
составляет…………это…………………………… плита, она движется в направлении …………………………. минимальная скорость………
В чем отличие
ОБЛАСТИ
СКЛАДЧАТОСТИ — ………….
Как на карте «строения
платформ от земной» коры показаны литосферных плит? области складчатости? Каким цветом на карте Почему на карте обл. скл. показаны платформы? обозначены разными Найдите и назовите цветами? крупные платформы. Какие области Какая форма рельефа складчатости по возрасту соответствует им? различают? Д.З. на контур.карте 1 Практическая работа: раскрасьте и подпишите платформы
Области складчатости
материк Структуры земной
Форма рельефа (назвать)
Евразия
……………………………………………… Среднесибирское плоскогорье ………………………………………………. ……………………………………………….
коры
Африка
Вост.-Евр. платформа ……………………………. Китайско-Корейская Индийская Древнейшая складч. Древняя складч. Средняя складч . Новая складчатость
Горные хребты вокруг Байкала ………………………………………………. Верхоянский хребет,……………….. …………………………………………………. ………………………………………………….
…………………………………… Новая складчатость
…………………………………………………….
Северная Америка
………………платформа Древняя складч. Средняя складч .
Центральные и Великие равнины …………………………………………………… ……………………………………………………
Южная Америка
…………………платформа Древнейшая складч.
…………………………низменность ………………………….плоскогорье ……………………………………………..
Австралия
……………………платформа Плоскогорья и низменности …………………………………….
Новая складчатость
обширные плоскогорья
«Образование различных форм рельефа»
Какие две основные формы рельефа существуют на поверхности земли? Какие типы земной коры им соответствуют? Какие формы рельефа существуют в океанах?
*ОЗК ОКЕАНИЧ ЕСКАЯ ЗЕМНАЯ КОРА
*СОХ – срединно океаниче ский хребет
Как образуются равнины? Как формируются горы? Задание: Используя схемы и
рисунки, подготовить рассказ о формировании различных форм рельефа.
Подготовить рассказ о формировании гор разного возраста В чем главное отличие между формированием
старых и среднего возраста гор? Используя карты «строения земной коры» и «физическую» приведите примеры гор старого и среднего возраста, какова их высота? Молодые горы высокие или низкие? Приведите примеры молодых гор. Могут ли старые горы тоже быть высокими? Приведите примеры. *Если старые горы тоже могут быть высокими, как это объяснить?
Молодые горы — складчатые
Средние — складчато-глыбовые горы
Старые горы — глыбовые
Чем моложе горы, тем они…(проблема) Могут ли старые горы быть высокими? Да. Тибет,
Тянь-Шань, Алтай, Саяны. Как это объяснить? Происходит омоложение гор – земная кора трескается разбиваясь на глыбы под влиянием землетрясений: одни глыбы опускаются, другие поднимаются – горы опять становятся высокими!
Под влиянием каких сил формируется рельеф? Внутренние силы
Земли
Опускания, поднятия земной коры, вулканизм, землетрясения
ГОРЫ
Внешние силы
Земли Выветривание – разрушение: водная и ветровая эрозия, перепад температур, деятельность живых организмов РАВНИНЫ
Внутренние силы
Земли, формирующие рельеф, называются
эндогенными
Внешние силы,
формирующие рельеф, называются
экзогенными
ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ Магматические
Осадочные
Примеры?
Примеры?
Железные, медные
Нефть, уголь, газ и
и др. руды В каких слоях земной коры образуются (гранитном, осадочном)?
В гранитном
кристаллическом слое
в каких формах рельефа больше встречаются?
В горах
др. В каких слоях земной коры образуются (гранитном, осадочном)?
В осадочном
поверхностном слое
в каких формах рельефа больше встречаются?
На равнинах
Проверьте свои знания 1. Дно океанов сложено …………….. земной корой: А) двухслойной; Б) трехслойной; В) четырехслойной. 2. Вулканизм и землетрясения происходят на …………………. литосферных плит: А) только в зонах столкновения; Б) как в зонах столкновения, так и в зонах расхождения. 3. Молодая океаническая земная кора образуется в зонах ………. литосферных плит: А) раздвижения; Б) схождения. 4. С действием внутренних сил земли связано возникновение: А) торнадо и смерчей; Б) смерчей и цунами; В) цунами и землетрясений; Г) землетрясений и ураганов. 5. Полезные ископаемые осадочного происхождения в основном сосредоточены: А) в горах; Б) на равнинах.
1. На рисунке изображен…………….тип земной коры:
А) материковый; Б) океанический.
2. *Мощность данного типа земной коры (см рис.) составляет: А) 10 -20 км; Б) 30 – 75 км; В) 20 – 100 км; Г) 16 – 65 км. 3. Зоны землетрясений и вулканизма наиболее отчетливо выражены на побережьях океана: А) Тихого; Б) Атлантического; В) Сев.Ледовитого; Г) Индийского. 4. Плоскогорья занимают наибольшую площадь на материке: А) Северная Америка; Б)Южная Америка; В) Африка; Г) Австралия. 5. Наибольшее разнообразие полезных ископаемых характерно для: А) древних платформ; Б) областей новой складчатости. 6. Результатом выветривания являются: А) горные формы рельефа; Б) срединно-океанические хребты; В) равнинные формы рельефа; Г) овраги и речные долины.
Рельеф дна Мирового океана

К внешним процессам, формирующим дно океана, относится осадкообразование, то есть оседание и накопление продуктов разрушения горных пород. Распределение и перемещение их происходит под влиянием океанических течений в Мировом океане.
В настоящее время в рельефе дна океана выделяют следующие части:
Это прилегающая к берегу плоская или немного наклонная подводная часть. Шельф оканчивается перегибом дна — бровкой. Глубина шельфа не превышает 200 метров, а ширина может быть различной: в морях Северного Ледовитого океана, у северного побережья Австралии, в Беринговом, Желтом, Восточно-Китайском и Южно-Китайском морях он наиболее широкий, а у западных берегов Северной и Южной Америки тянется узкой полосой вдоль берега. Шельф занимает около 9% площади Мирового океана. Это самая продуктивная его часть, так как именно здесь добывается 90% морепродуктов и многие полезные ископаемые, в первую очередь нефть и природный газ. В 1982 году конвенция ООН установила 200-мильную экономическую зону и юридическую внешнюю границу шельфа, до которой распространяются права прибрежного государства.
Материковый склон
Эта часть океанического дна лежит ниже границы шельфа (от бровки) до глубин в 2000 метров. Она имеет крутые склоны в 15-20°, а иногда и до 40°. Материковый склон сильно расчленен ступенями и боковыми ложбинами. На нем встречаются котловины и возвышенности. Под действием силы тяжести по материковому склону перемещаются большие массы разрушенных горных пород, нередко даже в виде огромных оползней, и откладываются на океаническом дне. Материковый склон занимает 12% площади Мирового океана. Продуктивность его значительно ниже, чем у шельфа. Растительный мир беден из-за недостатка света. Животные ведут придонный образ жизни. Материковый склон переходит в ложе океана.
Ложе Мирового океана.
Оно располагается на глубине от 2500 до 6000 метров и занимает 3/4 площади Мирового океана. Продуктивность этого участка самая низкая, так как климатические особенности, сильная соленость (до 35%о) не позволяют развиваться здесь богатому животному и растительному миру.
Ложе океана имеет сложный рельеф. Наиболее интересной его формой являются срединно-океанические хребты, открытие которых произошло в пятидесятые годы XX века. Это крупнейшие формы рельефа дна Мирового океана, образующие единую систему горных сооружений, протяженностью более 60000 км. Они представляют собой валообразные поднятия океанической земной коры. Относительная высота их 3-4 км, ширина до 2000 км. Вдоль оси поднятия обычно проходит разлом, представляющий собой ущелье. Оно делит поднятие на две части, склоны которого круто обрываются к ущелью и полого в сторону ложа океана. На дне ущелья обнаруживаются излияния базальтовой магмы, горячие источники, а на склонах хребтов располагаются вулканы. Хребты сложены магматическими горными породами, почти не прикрытыми осадочными. Срединно-океанические хребты разбиты поперечными разломами, с которыми связана вулканическая деятельность и землетрясения, так как здесь проходят границы литосферных плит. Там, где вершины океанических хребтов выходят на поверхность, образуются острова (например, Исландия). Есть в океане и отдельные горные хребты (хребет М.В.Ломоносова в Северном Ледовитом океане).
Между подводными хребтами простираются обширные глубоководные котловины (более 4000 метров). Рельеф их дна выровнен морскими отложениями. В основном поверхность котловин мелкохолмистая. Над дном котловин поднимаются высокие конусы вулканов. Действующие извергают лаву, которая разносится водными потоками и оседает на дно. Вершины потухших вулканов выровнены, они имеют плоскую форму. Выравнивание вершин этих вулканов происходит с помощью океанических течений. Поднимаясь над водой, вершины вулканов образуют острова (например, Гавайские).
Дно океанов покрыто морскими осадками. По происхождению они бывают материковыми и океаническими.
Материковые осадки образовались путем смытия их с суши. Они покрывают главным образом шельф океана, и местами их толщина достигает 4000 м. У самого берега здесь часто отлагается галька, песок, оседают самые мелкие частицы, образующие глину. Материковые осадки покрывают примерно 1/4 всей поверхности морского дна.
Океанические осадки, порожденные самим океаном, покрывают 3/4 поверхности морского дна, но толщина их не превышает 200 м. Это прежде всего остатки обитателей океана. Здесь же оседает и вулканический пепел, который при извержении вулканов разносится иногда на тысячи километров вокруг. Все это образует тончайший ил. Он накапливается на дне океана очень медленно, примерно 1 см за 2000 лет. Чем ближе к берегам, чем накопление осадков идет быстрее: в центральной части Черного моря слой в 1 см накапливается за 25-40 лет, а у берегов — за 5-6 лет.
Соленость вод Мирового океана
Самый старый участок нетронутой океанической коры на Земле может находиться глубоко под восточной частью Средиземного моря, и его возраст составляет около 340 миллионов лет, что превышает предыдущий рекорд более чем на 100 миллионов лет.
Самой внешней оболочке Земли на суше может быть миллиарды лет, но возраст большинства океанических корок моложе 200 миллионов лет. Понимание того, где они развивались, может помочь нам понять, как выглядела Земля, когда континенты формировались, распадались и перемещались по земному шару сотни миллионов лет назад.
Земная кора хорошо изучена, но есть геологически сложные места, где ученые расходятся во мнениях относительно ее природы — океанической она или континентальной, а также ее возраста, — говорит Рой Гранот из Университета Бен-Гуриона в Негеве в Израиле.
«Средиземное море — одно из них», — говорит он. — А теперь, кажется, мы знаем, что это такое.
Скрытые полосы
Океаническая кора образуется, когда горячая магма изливается на срединно-океанические хребты, а затем медленно распространяется к краям океана. Когда он сталкивается с континентами, он скользит под землю, и его компоненты перерабатываются в мантии Земли, готовые снова подняться в виде новой магмы. Это движение, похожее на конвейерную ленту, объясняет, почему океаническая кора имеет тенденцию быть относительно молодой по сравнению с континентальной корой.
Когда расплавленная магма остывает, магнитные минералы в ней выравниваются с геомагнитным полем Земли. Поскольку северный и южный магнитные полюса планеты меняются через неравные промежутки времени, характерный полосатый узор в минеральной ориентации формируется на протяжении миллионов лет.
«Гранот» буксировал магнитные датчики за лодкой в четырех разных круизах, пересекая территорию между Турцией и Египтом. Магнитные сигналы выявили полосы, указывающие на ранее неизвестный срединно-океанический хребет.
«Я нахожусь посреди восточного Средиземноморья и вижу эту прекрасную особенность, которая пересекает все море с севера на юг», — говорит Гранот. «Эта особенность может быть создана только океанической корой».
Гранот оценил возраст океанической коры, сравнив ее магнитные сигналы с предсказаниями, основанными на дрейфе Африканской континентальной плиты на север за последние 400 миллионов лет. Поскольку он знал, куда и когда тектоника плит сдвинула Африку, он мог рассчитать ожидаемые магнитные сигналы близлежащей океанической коры с течением времени.Наилучшее соответствие между наблюдениями Гранота и оценками модели предполагает, что океаническая кора сформировалась около 340 миллионов лет назад.
Суперконтинентальная структура
«Это хорошее предложение, которое, безусловно, вызовет новые споры», — говорит Ури тен Бринк из Геологической службы США в Вудс-Хоул, штат Массачусетс. «Но это ни в коем случае не то, на что можно полностью положиться».
Толстый покров отложений, покрывающий земную кору в восточном Средиземноморье, затрудняет интерпретацию магнитных сигналов, говорит тен Бринк.А сам бассейн настолько мал, что трудно идентифицировать несколько полос минералов, обозначающих океаническую кору.
Это не первый случай, когда ученые находят доказательства чрезвычайно старых участков океанической коры в Средиземном море, добавляет тен Бринк, хотя новейшая оценка возраста является самой старой.
«Эта кора, безусловно, является самой старой корой, которая все еще лежит на морском дне», — говорит Доуве ван Хинсберген из Утрехтского университета в Нидерландах.
Второе место, расположенное к востоку от Японии, имеет возраст всего около 190 миллионов лет, говорит ван Хинсберген.И хотя более старые куски океанической коры, некоторым из которых миллиарды лет, частично сохранились в горных хребтах, химические свойства этих фрагментов, вероятно, изменились в процессе.
Считалось, что восточно-средиземноморский бассейн образовался, когда новообразованный океан разделил суперконтинент Пангею на части менее 300 миллионов лет назад. Но пересмотренный, более старый возраст океанических корок предполагает, что Пангея могла начать распадаться еще до того, как завершилось ее формирование, или что этот участок коры существовал до того, как возник суперконтинент.
«Возможно, здесь сохранился кусочек допангейского океана», — добавляет ван Хинсберген. Изучение этого кусочка океанической коры может помочь нам понять условия, которые привели к формированию Пангеи.
Ссылка на журнал: Nature Geoscience , DOI: 10.1038/ngeo2784
Еще на эту тему:
Планета Открытка: Марианская впадина | Новости
В то время как тысячи людей покорили Эверест, самую высокую точку Земли, лишь немногим удалось исследовать самую глубокую точку нашей планеты, место, известное как Бездна Челленджера в Марианской впадине Тихого океана.
Впадина невероятных размеров
Расположенная в западной части Тихого океана, к востоку от Филиппин, Марианская впадина представляет собой шрам в форме полумесяца в земной коре, длина которого превышает 1500 миль (2550 километров), а длина — 43 мили (69 километров). ) в среднем широкий. Если вы срежете гору Эверест на уровне моря и поместите ее на дно океана в Бездне Челленджера, над ней все равно будет более мили воды.
Марианская впадина образовалась в результате процесса, называемого субдукцией.Земная кора состоит из сравнительно тонких пластин, которые «плавают» на расплавленной породе мантии планеты. Плавая на мантии, края этих плит медленно сталкиваются друг с другом, а иногда даже сталкиваются лоб в лоб.
Когда две плиты врезаются друг в друга, океаническая плита погружается в мантию, а другая поднимается вверх. Это движение создает траншею, в которой нисходящая океаническая плита тянет вниз край доминирующей плиты. Это движение также вызывает крупнейшие известные землетрясения, которые часто вызывают цунами.
Сегодня большая часть Марианской впадины является охраняемой зоной США как часть Морского национального памятника Марианской впадины, созданного в 2009 году. гидростатическое давление. Когда вы входите в любой водоем и начинаете нырять с поверхности, чем глубже вы ныряете, тем больше воды вас покрывает. Чем больше галлонов воды между вами и поверхностью, тем больше давление на ваше тело.
Когда вы ныряете в бассейн и доходите до самого дна, вы часто можете ощущать гидростатическое давление на барабанные перепонки — ощущение, будто их сдавливают или вдавливают. Увеличьте это ощущение в тысячи раз, и вы Можно себе представить, какое невероятное давление может быть в Бездне Челленджера, когда над головой находится почти 7 миль воды.
Каким бы сложным ни было исследование Марианской впадины и, в частности, Бездны Челленджера, несколько бесстрашных исследователей преуспели в этой задаче.
Первые записи глубины траншеи были сделаны экспедицией Challenger Британского Королевского флота в 1875 году с использованием утяжеленной веревки, которая зафиксировала глубину 4 475 саженей (8 184 метра; 26 850 футов). Марианская впадина также была исследовано в 1951 году британским исследовательским судном Challenger II , которое носит название Challenger Deep. В 1984 году японцы отправили в желоб исследовательское судно для сбора данных с помощью многолучевого эхолота. Звуковые волны, посылаемые эхолотом, отражаются от дна океана и наносятся на график, чтобы составить карту дна океана.Эта система позволила ученым собирать важные данные об окружающей среде, не подвергая опасности дайвера. Многолучевое гидролокационное исследование Марианской впадины, проведенное в 2010 году Университетом Нью-Гэмпшира, обнаружило новые особенности морского дна и дало самое точное измерение глубины Челленджера — 10 994 метра (6,8 мили), плюс-минус 40 метров (0,02 мили).
Самый известный случай, когда в 2012 году режиссер Джеймс Кэмерон совершил историческое одиночное погружение на дно Бездны Челленджера на специально разработанном пилотируемом подводном аппарате под названием DEEPSEA CHALLENGER.Эта экспедиция собрала данные и образцы, ранее неизвестные, что привело к огромному количеству научных знаний об одной из наименее известных частей нашей Земли.
Откройте для себя Марианскую впадину, не вставая с дивана
Вам не обязательно совершать путешествие на DEEPSEA CHALLENGER, чтобы своими глазами увидеть Марианскую впадину. Эксперты NCEI создали визуальную анимацию погружения, которая позволяет вам путешествовать по участкам Марианской впадины.
Наряду с визуальным путешествием к Марианской впадине вы можете просмотреть множество данных, связанных с этим районом, включая данные многолучевой батиметрии и цифровые модели рельефа (ЦМР), которые освещают особенности морского дна, такие как подводные горы и уступы разломов.ЦМР представляют собой трехмерное представление местности, объединяющее сушу и морское дно. Попытка нанести на карту все дно мирового океана, «Морское дно 2030», откроет еще больше особенностей морского дна и углубит наше понимание процессов, формирующих морское дно.
Продолжающиеся исследования самых глубоких точек нашего океана постепенно раскрывают тайны Марианской впадины.
Когда континенты Земли поднялись над океанами | Земля
Земля из космоса Новые исследования, связанные с формированием континентов Земли, показывают, что плавучая земная кора, на которой мы живем, поднялась над земными океанами более 3 миллиардов лет назад — на полмиллиарда лет раньше, чем считалось ранее — и может быть связана с возникновением тектоники плит планеты. Эти исследователи, опубликованные в июне 2015 года Nature Geoscience , проанализировали геохимические данные из более чем 13 000 образцов горных пород как из океанической, так и из континентальной коры, чтобы прийти к таким выводам. Некоторым из этих образцов было более 4 миллиардов лет.
Земля — единственная известная планета в Солнечной системе с континентами и обширными океанскими бассейнами. Континенты возвышаются примерно на 2,5 мили (4 км) над дном океана. Состоящие из более плавучих материалов, чем кора морского дна, они имеют в среднем около 21 мили (35 км) в глубину, в отличие от примерно 4 миль (7 км) толщины коры под океанами.Большинство людей признают семь континентов — от самого большого до самого маленького, Азию, Африку, Северную Америку, Южную Америку, Антарктиду, Европу и Австралию, — но иногда Европу и Азию считают одним континентом, называемым Евразией.
Сегодня мы много знаем о земной коре; например, мы знаем, что он подвержен постоянной тектонической активности, в результате чего большие континентальные плиты (как континентальные, так и океанические) медленно перемещаются по подстилающей мантии нашего мира.
Но мы все еще очень мало знаем о первых днях существования континентов.Когда именно образовались континенты и как они сформировались, остается спорным. Предыдущие исследования предполагали, что земная кора возникла в течение последних 2,5 миллиардов лет. Это новейшее исследование, проведенное под руководством геохимика Бруно Дуима из Бристольского университета в Англии, использовало анализ радиоактивного распада, чтобы сдвинуть время возникновения континентов на 500 миллионов лет назад.
Cin-Ty Lee из Университета Райса, который не участвовал в исследовании, широко цитируется как высказывание:
Инфографика поперечного сечения некоторых слоев Земли, изображающая континентальную кору (1), океаническую кору (2) и верхнюю мантию (3). Изображение с Викисклада через Huffington Post.Они показывают, когда континенты действительно возникли из океанов.
Континенты, безусловно, существовали в начале истории Земли, но, возможно, многие из них были затоплены.

Предыдущие оценки возраста континентов Земли были неточными из-за постоянного повторного плавления и реформирования мантии Земли. Но эти исследователи говорят, что, измерив радиоактивный распад, они смогли установить соотношение конкретных изотопов, появляющихся в континентальной коре в определенное время.
В частности, они измерили изотопы рубидия (Rb) и стронция (Sr), химическая структура которых меняется после нагревания и охлаждения магмы. Исследование пришло к выводу, что соотношение изотопов обоих элементов увеличилось около 3 миллиардов лет назад. Это увеличение связано с подъемом континентальной коры над океаном.
Хотя неясно, почему впервые появилась континентальная кора, ведущая теория связывает появление континентов с началом тектоники плит.По мере того как земные плиты начали смещаться и двигаться, менее плотные горные породы могли подниматься вверх, формируя континенты, которые мы видим сегодня на земной коре.
Джек-Хиллз, Австралия, где в 2014 году были обнаружены горные породы, содержащие самый старый из известных минералов на Земле, циркон возрастом 4,4 миллиарда лет.
Итог: исследование, проведенное под руководством геохимика Бруно Дуима из Бристольского университета в Англии, предполагает, что толстая континентальная кора Земли — земля у нас под ногами — могла подняться из океанов на полмиллиарда лет раньше, чем считали ученые, или на 3 миллиарда лет раньше. назад.
Том Эдатикуннель
Просмотр статейОб авторе:
Том Эдатикуннел — начинающий научный писатель, сотрудничавший с The Ecologist, Habitat for Humanity и Patch, а также EarthSky.Будучи уроженцем Нью-Йорка, Том любит проводить время в Музее естественной истории. Помимо своей страсти к чтению, письму и науке, Том также играет на бас-гитаре и фортепиано.
Дебора Берд
Просмотр статейОб авторе:
Дебора Берд создала радиосериал EarthSky в 1991 году и основала EarthSky.org в 1994 году. Сегодня она является главным редактором этого веб-сайта. Она получила множество наград от вещательного и научного сообществ, в том числе астероид под названием 3505 Берд в ее честь. Научный коммуникатор и педагог с 1976 года, Берд верит в науку как в силу добра в мире и жизненно важный инструмент для 21-го века. «Быть редактором EarthSky — это все равно, что организовывать большую глобальную вечеринку для крутых любителей природы», — говорит она.
Разработка теории [This Dynamic Earth, USGS]
Разработка теории [This Dynamic Earth, USGS]Континентальный дрейф то и дело горячо обсуждался на протяжении десятилетий после открытия Вегенера.

Картирование дна океана
Около двух третей поверхности Земли находится под океанами. До 19 века глубины открытого океана во многом зависели от предположение, и большинство людей думало, что океанское дно относительно плоский и безликий.

«Современные» измерения глубин океана значительно увеличились в
19 век, когда промеры глубоководных линий ( батиметрических съемок)
обычно производились в Атлантике и Карибском бассейне. В 1855 году батиметрический
график, опубликованный У.Лейтенант ВМС США Мэтью Мори раскрыл первую
свидетельство подводных гор в центральной Атлантике (которые он назвал
«Середина»). Позднее это было подтверждено разведывательными судами, закладывавшими
трансатлантический телеграфный кабель. Наша картина дна океана значительно
обострились после 1-й мировой войны (1914-18), когда эхолоты — примитивные
гидроакустические системы — начали измерять глубину океана, записывая время, затрачиваемое на это.
для звукового сигнала (обычно электрически генерируемого «пинга»)
с корабля, чтобы отскочить от дна океана и вернуться.Графики времени
ответные сигналы показали, что дно океана было гораздо более неровным, чем
раньше думал. Такие эхолотные измерения ясно продемонстрировали
непрерывность и неровность подводной горной цепи в центральной части
Атлантический (позже названный Срединно-Атлантическим хребтом ), предложенный ранее
батиметрические измерения.
Срединно-океанический хребет [70 k]
В 1947 году сейсмологи на американском исследовательском корабле Atlantis обнаружили, что слой отложений на дне Атлантики был намного тоньше, чем первоначально мысль.Ранее ученые считали, что океаны существовали по крайней мере 4 миллиарда лет, поэтому слой осадка должен иметь был очень толстым. Почему же тогда было так мало накопления осадочных пород? камни и мусор на дне океана? Ответ на этот вопрос, который пришел после дальнейших исследований окажется жизненно важным для продвижения концепции тектоники плит.
Компьютерная топографическая карта срединно-океанического хребта [55 k]
В 1950-х годах исследования океана значительно расширились.Данные, собранные океанографическим исследования, проведенные многими народами, привели к открытию того, что великая гора Диапазон на дне океана практически окружил Землю. Называется глобальный срединно-океанический хребет, эта огромная подводная горная цепь — более 50 000 километров (км) в длину и местами более 800 км в поперечнике — зигзаги между континентами, извиваясь вокруг земного шара, как шов на бейсбол. Поднимаясь в среднем на 4500 метров над морским дном, Срединно-океанический хребет затмевает собой все горы США, кроме для горы Мак-Кинли (Денали) на Аляске (6 194 м).Хоть и скрыт под поверхности океана, глобальная система срединно-океанических хребтов является наиболее заметной топографической особенность на поверхности нашей планеты.
Магнитная разметка и переполюсовка Начиная с 1950-х годов ученые, используя магнитные приборы (магнитометры) адаптировано из бортовых устройств, разработанных во время Второй мировой войны, для обнаружения подводных лодок, начали распознавать странные магнитные вариации на дне океана.

Теоретическая модель образования магнитной полосы. Новая океаническая кора непрерывно формируется на гребне срединно-океанического хребта. остывает и стареет по мере удаления от гребня хребта с распространением по морскому дну (см. текст): а. раскидистая гряда о 5 миллионов лет назад; б. около 2-3 миллионов лет назад; и гр. сегодняшний день.
В начале 20 века палеомагнетистов (тех, кто изучает Землю древнее магнитное поле) — такие, как Бернар Брюнес во Франции (в 1906 г.


Магнитный полосы на северо-западе Тихого океана [70 k]
По мере того, как в 1950-х годах картировалось все больше и больше участков морского дна, магнитное вариации оказались не случайными или изолированными явлениями, а выявил узнаваемые закономерности.Когда эти магнитные узоры были нанесены на карту на обширной территории океанское дно имело рисунок, напоминающий зебру. Чередование полосы магнитно разной породы были выложены рядами по обеим сторонам срединно-океанического хребта: одна полоса нормальной полярности и примыкающая полоса с обратной полярностью. Общая закономерность, определяемая этими чередующимися полосы нормально и обратно поляризованной породы, стали известны как магнитные полосатыйРаспространение и переработка океанической коры на морском дне
Открытие магнитной полосы, естественно, вызвало больше вопросов: как формируется рисунок магнитной полосы? И почему полосы симметричны вокруг гребней срединно-океанических хребтов? Эти вопросы не могли быть ответил, не зная также значения этих хребтов.


Дополнительные доказательства расширения морского дна поступили из неожиданного источника:
разведка нефти. В годы после Второй мировой войны континентальный
Запасы нефти быстро истощались, и поиски морской нефти
Был на. Для проведения разведки на шельфе нефтяные компании строили суда, оборудованные
со специальной буровой установкой и возможностью перевозить многокилометровые
бурильная труба.Эта основная идея позже была адаптирована при построении исследовательского
судно, получившее название Glomar Challenger, разработано специально для морских
геологические исследования, включая сбор образцов бурового керна из
глубокое дно океана. В 1968 году судно отправилось в годовой научный
экспедиция, пересекающая Срединно-Атлантический хребет между Южной Америкой
и Африка и бурение образцов керна в определенных местах. Когда возраст
образцов были определены палеонтологическими и изотопными датировками,
они предоставили убедительные доказательства того, что морское дно расширяется
гипотеза.
Гломар Челленджер и ДЖОЙДЕС Разрешение [130 К]
Глубоким следствием расширения морского дна является то, что новая кора была и сейчас постоянно создается вдоль океанических хребтов. Эта идея нашла большим благосклонностью некоторых ученых, утверждавших, что смещение континентов можно просто объяснить значительным увеличением размеров Земли с момента ее формирование. Однако эта так называемая гипотеза «расширяющейся Земли» был неудовлетворительным, потому что его сторонники не могли предложить убедительных геологических механизм для создания такого огромного, внезапного расширения.Большинство геологов считают что Земля мало изменилась, если вообще изменилась в размерах с момента своего образования 4,6 миллиарда лет назад, что ставит ключевой вопрос: как новая кора может постоянно добавили по океаническим хребтам, не увеличив размеры Земли?
Этот вопрос особенно заинтриговал Гарри Х. Хесса, сотрудника Принстонского университета.
геолог и контр-адмирал военно-морского резерва, и Роберт С. Дитц, ученый
с Береговой и геодезической службой США, которая впервые ввела термин «морское дно ».
распространение. Дитц и Гесс были среди небольшой горстки тех, кто действительно понимал
широкие последствия расширения морского дна. Если бы земная кора была
расширяясь вдоль океанических хребтов, рассуждал Гесс, она, должно быть, сжимается.
в другом месте. Он предположил, что новая океаническая кора постоянно расширяется.
от гребней конвейерным движением. Много миллионов лет спустя,
океаническая кора в конце концов опускается в океанические впадин —
очень глубокие узкие каньоны вдоль края бассейна Тихого океана.Согласно
Гессу, Атлантический океан расширялся, а Тихий океан сжимался.
По мере того как старая океаническая кора поглощалась в траншеях, новая магма поднималась и извергалась.
по спрединговым гребням с образованием новой корки. По сути, бассейны океанов
постоянно «перерабатывались» с образованием новой корки
одновременно происходит разрушение старой океанической литосферы.
Таким образом, идеи Гесса четко объяснили, почему Земля не увеличивается в размерах.
растекание морского дна, почему так мало накоплений наносов на
дно океана и почему океанические породы намного моложе континентальных.
Концентрация землетрясений
В течение 20-го века усовершенствование сейсмического оборудования и использование приборов для регистрации землетрясений (сейсмографов) по всему миру позволило ученым узнать, что землетрясения, как правило, концентрируются в определенные районы, особенно вдоль океанических желобов и спрединговых хребтов. К концу 1920-х годов сейсмологи начали идентифицировать несколько выдающихся зоны землетрясений, параллельные траншеям, которые обычно имеют наклон 40-60 ° от горизонтали и простирался на несколько сотен километров вглубь Земли.Позже эти зоны стали известны как зоны Вадати-Беньоффа, или просто зон Бениоффа, в честь сейсмологов, впервые обнаруживших их, Кию Вадати из Японии и Хьюго Бениоффа из США.

Зоны землетрясений [175 k]
Но какое значение имела связь между землетрясениями и океанические впадины и хребты? Признание такой связи помогло подтвердить гипотезу распространения по морскому дну, точно указав зоны, где Гесс предсказал образование океанической коры (вдоль хребтов) и зоны, где океаническая литосфера погружается обратно в мантию (под окопы).
| Магнитные полосы и изотопные часы | Гарри Хаммонд Хесс | Изучение дно глубокого океана |
«Содержание»
«Понимание движения пластин»
Домашняя страница Геологической службы США
Начало этой страницы
URL-адрес: https://pubs. usgs.gov/publications/text/developing.html
Последнее обновление: 05.05.99
Контактное лицо: bhanks@usgs.gov
Project Mohole: неудачная экспедиция 1960-х годов, изменившая науку о Земле
Глубоко под нашими ногами таится тайна. Если вы прокопаете землю мимо корней деревьев и фундамента дома, мимо уровня грунтовых вод и окаменелых костей, сквозь слои горных пород и руды, вы в конце концов достигнете границы. Здесь земная кора — скала, на которой мы живем, — переходит в более плотную породу мантии Земли.Эта граница представляет собой разрыв Мохоровичича, или сокращенно «Мохо». И никто точно не знает, как выглядит эта граница и что там лежит.
Шестьдесят лет назад ученые пытались разгадать эту тайну. Они хотели добраться до Мохо, пробурив глубокую яму на дне океана — проект, который журналисты в то время сравнивали со выстрелом на Луну. Учёные подумали, что если бы они могли просто получить поперечное сечение этого Мохо, они могли бы раскрыть секреты внутренней работы Земли.
К сожалению, как показано в эпизоде Unexplainable , на этой неделе, они так и не сделали этого.И на протяжении десятилетий проект критиковали как бесполезный труд и пустую трату денег.
Но это, пожалуй, не провал. Он заложил основу для совершенно новой области исследования океана, которая затем привела к неожиданным научным открытиям.
Так же, как космическая гонка научила нас новым вещам о нашей Солнечной системе, эти подводные исследования дали нам ключ к пониманию климата нашей планеты и пределов самой жизни.
Это история о том, почему исследование неизвестного так важно, независимо от того, достигнута ли первоначальная цель.Это также просто забавная, странная пряжа. Давайте углубимся.
Разрыв Мохо, объяснение
Как и многие квесты, этот начинается со старой карты. В данном случае это была карта внутренней части Земли, которую сейсмологи составляли в начале 1900-х годов, используя измерения землетрясений в качестве ориентира.
землетрясения высвобождают энергию в виде сейсмических волн, и эти волны распространяются по планете. Когда эти волны достигают научных инструментов, они сообщают ученым о происхождении землетрясения, а также о материалах глубоко под землей, через которые волны прошли, чтобы достичь этих инструментов.Поскольку волны проходят через разные материалы с разной скоростью, это помогло ученым составить очень грубый набросок внутренней части Земли — что-то вроде рентгена или ультразвука.
Это была не самая подробная картина, но она показала ученым кое-что очень ясно: по всей Земле, будь то на суше или в океане, была точка под землей, где сейсмические волны внезапно начали распространяться намного быстрее. Подразумевалось, что существует зона, в которой материалы, из которых состоит Земля, меняются очень внезапно.
Ученые назвали это место разрывом Мохоровичича, или «Мохо», в честь Андрия Мохоровичича, сейсмолога, который помогал его найти. Но они не знали, что с этим делать.
Космическая гонка на дне моря
На протяжении десятилетий Мохо оставался любопытной загадкой. Затем, в 1957 году, группа геологов и океанографов собралась на научную конференцию.Некоторые из них были членами причудливой группы, известной как Американское разное общество, неформальной ассоциации людей, интересующихся странными идеями в науках о Земле. (Они также иногда посылали друг другу большое чучело альбатроса в знак признания хорошо проделанной работы. Что касается научных обществ, это было весело.)
На этой конференции члены Американского Разного Общества заговорили между собой, пытаясь придумать интересный проект. Двое из них, Уолтер Мунк, океанограф, и Гарри Хесс, геолог, предложили провести бурение и извлечь образец мантии Земли и границы Мохо.
Их аргументация: Это было таинственно! Это может помочь им понять функцию Земли! И это было бы технологически сложно и интересно!
«Это была бы идеальная аналогия космического зонда», — описывает Уиллард Баском, член Американского Общества Разного, в своей книге о проекте. «Подумайте о том внимании, которое это привлечет к наукам о Земле».
После конференции Американское смешанное общество собралось в доме одного из членов в Ла-Хойя, Калифорния, на встречу за завтраком, чтобы обсудить идею, которую они называли «Проект Mohole», и выяснить, как именно , получить до границы Мохо.
Земная кора в среднем имеет толщину около 22 миль или около 35 километров на суше. Это много, чтобы просверлить. Но на дне океана его толщина составляет в среднем около 4 миль или около 6,5 километров. Ученые решили, что если они хотят пробурить кору до мантии, им нужно бурить под водой.
Баском с некоторой иронией пишет: «Проект звучал так просто и логично во время встречи за завтраком в солнечном патио».
Это было, однако, совсем не просто.
Не просто: бурение через километры горных пород на тысячи футов под поверхностью океана
Недешево бурить дно океана. Во-первых, ученым нужно было обеспечить финансирование, которое они в итоге получили от Национального научного фонда. Почему NSF вложил деньги? Как позже выразился один ученый Гордон Лилл: «Мы не кричали и не кричали: «Русские идут, русские идут», но мы дали понять, что русские проделали большую работу и что мы наверное тоже надо делать.Это была холодная война. Спутник был запущен в 1957 году, и тот факт, что российские ученые поднимали шум об исследовании Мохо, очевидно, имел значение.
Затем ученые должны были выяснить, как опустить бур на глубину в тысячи футов и пробурить несколько миль земной коры.
«Это все равно, что пытаться выполнять работу на поверхности Земли, если вы находитесь в вертолете и находитесь на высоте в полмили», — говорит Донна Блэкман, геолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего, которая исследует земную кору и земную кору. мантия Земли.
Еще в начале 1960-х этим геологам пришлось разрабатывать совершенно новые технологии (нефтяные компании еще не начинали бурение на такой глубине). Им нужно было придумать, как удерживать корабль посреди океана, не бросая якоря, поскольку морское дно было так глубоко (изобретенный ими метод заключался в том, чтобы прикрепить к кораблю несколько винтов, которые работали вместе, чтобы удерживать его в одном месте). ).
Команда экспедиции Mohole Project разработала новые технологии для бурения мантии Земли. Фриц Горо / Коллекция фотографий LIFE через Getty ImagesИм также пришлось придумать, как опустить сегменты трубы вниз сквозь сильные океанские течения. А затем, как только они доставили трубы на дно океана, а затем пробурили трубы, им пришлось выяснить, как пробурить километры земной коры.
И им нужно было придумать, как поднять «керны» из камней и ила — длинные неповрежденные цилиндры, выбитые из морского дна.
Инженеров было так много, что они решили начать с малого.Во-первых, они попытались бы пробурить дно океана на несколько сотен футов вместо нескольких миль.
Дыра на дне моря: история проекта Mohole; Аманда Нортроп/VoxИтак, в 1961 году ученые сели на старый нефтяной корабль CUSS I и отправились к месту недалеко от острова Гваделупа у побережья Мексики.
Джон Стейнбек, писатель и репортер, был на борту, чтобы записать все приключение для журнала Life.В его дневнике есть едкие комментарии о самой лодке («CUSS, у меня гладкие гоночные линии флигеля, стоящего на мусорном шалаше») и красочные подробности о жизни на борту («Мы делаем подачу так, что, когда я попросил Луи, повара, мои яйца прямо вверх, он сказал: «Лучше бы они были всмятку, чтобы я мог держать их на сковороде».
Статья Стейнбека также полна моментов настоящего удивления, например, когда команда, наконец, подняла керн грязи и отложений с самого дна океана.
«Когда всплывает керн, — пишет Стейнбек, — вокруг толпится весь экипаж — повара, моряки, бурильщики, дежурные инженеры, ученые.Все на борту испытывают бешеный интерес. У ученых проблемы с работой из-за давки тел».
Президент Джон Ф. Кеннеди назвал экспедицию «выдающимся достижением и исторической вехой в нашем научном и инженерном прогрессе». Фриц Горо / Коллекция фотографий LIFE через Getty Images Команда Project Mohole встречается на борту судна CUSS I у острова Гуадалупе в Тихом океане, 1961 год.Слева направо: Джон Стейнбек, Джош Трейси (неопознанный), Уильям Ридель, Роджер Ревелл, Уолтер Манк, Густав Аррениус и Уиллард Баском. Фриц Горо / Коллекция фотографий LIFE через Getty Images Эта первая, более скромная миссия прошла успешно. Настолько, что президент Джон Ф. Кеннеди телеграфировал в Национальную академию наук, говоря, что это «замечательное достижение и историческая веха в нашем научном и инженерном прогрессе».
Стейнбек в своем отчете был уверен, что миссия будет продолжена.«Проект Mohole едва начался, — писал он, — и я надеюсь, что меня снова пригласят, когда новый корабль отправится к новым чудесам примерно через два года».
К сожалению, этот новый корабль так и не вышел в море.
«Это становится, я думаю, действительно позорной частью истории», — говорит Сюзанна О’Коннелл, геолог и палеоокеанограф из Уэслианского университета.
Позорно, потому что проект, по сути, провалился из-за череды бюрократических неурядиц. О’Коннелл объясняет, что участники Project Mohole попали в множество различных ловушек.У них закончилось финансирование. Конгресс задал несколько вопросов о том, на что они изначально потратили свои деньги и какую инженерную фирму они выбрали. И разные члены команды начали спорить о том, какими должны быть их следующие шаги.
Это версия истории «стакан наполовину пуст». Тот, который заканчивается объявлением Project Mohole полным провалом.
Но О’Коннелл так не считает.
Она признает, что миссия по добыче ядра от границы земной коры и мантии провалилась.Но методы, разработанные миссией, оказались чрезвычайно успешными и проложили путь к совершенно новым областям науки.
Проект Mohole не достиг Мохо, но дал науке много
Project Mohole дал науке огромный подарок в виде двух технологий: способ устойчивого позиционирования лодок в океане без использования якоря (полезно в местах, где океан слишком глубок для якорей), , а также метод вытаскивания кернов материала со дна океана.
«[Это] заложило основу для исследования океана, чего раньше не было», — говорит О’Коннелл.
После закрытия проекта Mohole другие ученые решили взять эти инструменты и использовать их для сбора образцов со всего дна океана.
И эти проекты продолжались десятилетиями.
Анализируя образцы со дна океана, исследователи сделали много открытий.
Некоторые, например Сюзанна О’Коннелл, использовали образцы глубоководного дна океана, чтобы заглянуть в прошлое и помочь создать совершенно новую область, известную как палеоокеанография.
О’Коннелл может смотреть на слои окаменелостей, частицы древней пыли и кусочки горных пород, образовавшиеся в результате таяния айсбергов. Пыль дает ей подсказки о том, насколько сухой или влажной была земля миллионы лет назад. Некоторые виды приспособлены только к жаркому климату, поэтому, если она находит их среди окаменелостей, это дает ей ключ к пониманию температуры. И, рассматривая все эти фрагменты данных, она может составить целостную картину древнего климата.
Затем, перемещаясь между слоями, О’Коннелл может изучить, как климат в регионе менялся в далеком прошлом.И это исследование помогло ей точно понять, насколько быстро может меняться климат Земли.
«Мы — такие люди, как я, — выросли в постепенном мире, — говорит она. Когда она начала свою работу несколько десятилетий назад, она говорит, что обычно считалось, что Земля не способна к внезапным резким изменениям климата. Теперь, говорит она, «мы знаем из океанского бурения, что все может происходить очень быстро».
С помощью ядер О’Коннелл и другие исследователи могут задать вопрос: каким был климат миллионы лет назад? И ответы информируют модели о том, как изменение климата проявляется сегодня.
Хотя проект Mohole не достиг Мохо, он дал ученым основу для изучения океана. Здесь геофизик изучает фрагменты керна, добытые во время первого рейса в 1961 году. Фриц Горо/The LIFE Picture Collection via Getty ImagesПалеоокеанографические исследования в настоящее время помогают информировать наши модели современного изменения климата. В отличие от кернов полярных льдов, которые также используются для понимания прошлого климата, который насчитывает сотни тысяч лет, записи на дне океана могут датироваться миллионами лет.
Кроме того, эти глубоководные образцы позволили ученым укрепить теорию тектоники плит (т. е. геологическую теорию, которая объясняет, как континенты очень медленно дрейфуют по земному шару), и они даже помогают нам переопределить жизнь.
Джейсон Сильван, микробиолог из Texas A&M, который работает с этими ядрами, говорит, что ученые смогли использовать их для исследования пределов жизни: как организмы выживают при высокой температуре или без кислорода? Может ли организм по-прежнему считаться «живым», если он находился в стазисе тысячи — а может быть, даже миллионы — лет? Это вопросы, которые поднимают океанические ядра, но они также могут помочь ответить на них таким ученым, как Сильван.
Поэтому, когда я спросил О’Коннелл, стоили ли того поиски Мохо, предпринятые все эти десятилетия назад, даже если они потерпели неудачу… Я не удивился ее ответу.
«Это того стоит, — сказала она.
И так много еще предстоит узнать.
Дальнейшее чтение
.