План характеристики карты строение земной коры: Планетарные формы рельефа. Платформы и подвижные области

Содержание

Планетарные формы рельефа. Платформы и подвижные области



1. Что такое литосферная плита? Приведите три-четыре примера плит.

Малоподвижное образование. Восточно-Европейская, Австралийская, Южно-Американская.

2. Где проходят границы плит? Что происходит на этих границах?

По срединно-океаническим хребтам, по глубоководным желобам, горным поясам, предгорным прогибам.

3. Справедливо ли утверждение, что границы плит совпадают с границами материков и океанов? Ответ объясните.

Нет, не совпадают, иногда границы плит проходят по территории океана.

4. Назовите основные признаки платформ.

Устойчивость, медленные вертикальные колебания, малая подвижность, обширные территории.

5. Каковы признаки подвижный областей земной коры?

Активные внутренние процессы, вертикальные и горизонтальные движения земной коры.

6. Почему складчатые горные пояса расположены, как правило, на окраинах материков?

Обычно такие пояса находятся на границах океанов и континентов.

Какой материк является исключением из этого правила?

Евразия.

7. Где образуются глубоководные желоба? Приведите примеры.

На границах литосферных плит.

Границы между плитами в Индийском и в Атлантическом океанах.

8. Составьте характеристику карты школьного географического атласа «Строение земной коры». ( План характеристики карты см. в Приложении к учебнику.)

Тектоническая, масштаб 1:50000, 1:200000. Карта содержит основные разломы земной коры, литосферные плиты, направления, скорость передвижения.

Школа географа-страноведа

На основе теории движения литосферных плит предположите, как может измениться расположение материков и океанов Земли через миллион лет. Объясните свои предположения.

Литосферные плиты движутся по 2–3 см в год, значит через миллион лет материки сдвинутся на 20–30 км.

Проведите анализ космических и аэрофотоснимков поверхности Земли и опишите по ним рельеф одного из материков.

Евразия большей частью равнинный материк, есть горы как на окраинах, так и на территории самого материка.

Общая характеристика рельефа России. Полезные ископаемые.

Рельеф — это все неровности земной поверхности, формирующийся благодаря взаимодействию внутренних и внешних сил Земли.

Формы рельефа различают по размерам, строению, происхождению и т.д. Выделяют выпуклые (положительные) и вогнутые (отрицательные) формы рельефа.

Рельеф России очень разнообразный: 2/3 территории занимают различные по форме поверхности и высоте равнины, а 1/3 горы. Здесь находятся высокие горы и низкие равнины. Высшая точка России — гора Эльбрус (5642 м), а самая низкая — на Прикаспийской низменности (на 28 м ниже уровня Мирового океана).

Такое разнообразие объясняется, прежде всего, большими размерами территории и сложной геологической историей этой территории. Крупнейшие равнины: Восточно-Европейская (Русская), Среднесибирское плоскогорье. Расположены они на древних платформах и имеют двух ярусное строение. Западно-Сибирская равнина расположена на Западно-Сибирской плите. Её часто называют низменностью, т.к. половина её территории имеет высоты менее 100 метров и лишь по краям её высота достигает 150 — 200 м.

Разделяют Восточно-Европейскую и Западно-Сибирскую равнину, невысокие Уральские горы (самая высокая вершина этих гор – гора Народная 1895 м). Это древние, сильно разрушенные и немного обновленные в неогене складчато-глыбовые горы.

К югу от Русской равнины находятся самые высокие и молодые горы России — Кавказские. Здесь находится самая высокая точка страны – гора Эльбрус (5642 м).

В верховьях рек Оби и Енисея протянулись хребты Алтая (г. Белуха — 4506 м) и Саян. С востока к Саянам примыкают хребты Прибайкалья и Забайкалья, Витимское плоскогорье, Становой хребет, Северо-Байкальское, Становое, Патомское и Алданское нагорья. В горах находится множество различных по высотному положению и размерам межгорных котловин. Наиболее крупные среди них — Кузнецкая, Минусинская, Тувинская и Байкальская. Сформировалась эта территория ещё в докембрии и палеозое, но в кайнозое испытала новейшие тектонические движения, которые продолжаются и сегодня.

К востоку от Лены расположены горные системы Северо-восточной Сибири – хребты Верхоянский и Черского (г. Победа 3147 м.), которые разделены обширными каменистыми плоскогорьями.

Вдоль Тихоокеанского побережья тянутся средневысотные хребты Сихотэ-Алинь, Бурейнский, Джугджур. Данная территория сформировалась в мезозойскую эру.

Самыми молодыми структурами на территории России являются высокие горные хребты с вулканическими вершинами Камчатки и Курильских островов, а также расположенные к югу от Русской равнины самые высокие и молодые горы России — Кавказские. Здесь находится и самая высокая точка страны – гора Эльбрус (5642 м).

Таким образом, закономерности размещения основных форм рельефа зависят геологической истории формирования территории.

Полезные ископаемые России

. Закономерности размещения, обеспеченность, проблемы рационального использования.

Полезные ископаемые — минеральные образования земной коры, которые могут эффективно использоваться в хозяйстве. Полезные ископаемые (минеральные ресурсы) формируются в ходе геологической истории под влиянием внешних и внутренних процессов.

Россия богата разнообразными полезными ископаемыми, что связанно с разнообразием тектонического строения территории страны.

Месторождения рудных полезных ископаемых (железная, алюминиевая руда, полиметаллические руды, медно-никелевые, апатито-нефелиновые руды и др.) как правило, приурочены к складчатым областям, либо к местам выхода кристаллического фундамента древних платформ. К фундаменту платформ относятся месторождения железной руды Курской магнитной аномалии, железные, медно-никелевые, аппатито-нефелиновые руды Балтийского щита, полиметаллические руды Норильска, золото, редкие металлы, железная руда Алданского щита Сибирской платформы.

К складчатым областям относятся железные и медно-никелевые руды Урала и Западного Саяна, полиметаллические руды Алтая и Забайкалья, олово, вольфрам и золото на Дальнем Востоке и в горах Северо-Восточной Сибири, свинец и цинк Приморского края и Северного Кавказа.

В осадочном чехле платформ, чаще всего встречаются осадочные полезные ископаемые, такие как нефть, природный газ, уголь, горючие сланцы и другие. Крупнейшие месторождения угля — Печорский, Подмосковный, Тунгусский, Ленский, Южно-Якутский, Канско-Ачинский и Кузнецкий бассейны. Нефть и газ разведаны — в Западной Сибири, между Волгой и Уралом, на равнинах Северного Кавказа и острове Сахалин.

Важное значение имеют месторождения алмазов в западной Якутии, калийных и поваренных солей в Поволжье, слюды в Восточной Сибири, а так же графита на Урале, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.

В стране значительны запасы торфа, горючих сланцев, строительных песков, известняков, мела и гипса.

По запасам многих полезных ископаемых Российская Федерация занимает ведущие места в мире, так 1 место по запасам природного газа и железной руды, 3 место по разведанным запасам угля и т. д. и развивает свою экономику почти полностью на собственных минерально-сырьевых ресурсах. Несмотря на это необходимо помнить, что полезные ископаемые, накопленные за долгую историю развития Земли — исчерпаемы и невозобновимы. Необходимо их бережное, рациональное использование. Для этого разрабатываются новые технологии, обеспечивающие минимальные потери при добыче и переработке, нужно извлекать из руды максимально все полезные компоненты, находящиеся в ней. Кроме этого — поиск и разработка новых месторождений.

Рельеф и полезные ископаемые Северной Америки

Задачи урока:

  • продолжить формирование у обучащихся представлений и знаний о природе Северной Америки;
  • вспомнить уже известные и разобрать с учениками новые термины и понятия;
  • сформировать у них представления о тектоническом строении, рельефе и полезных ископаемых Северной Америки – их составе, происхождении, строении;
  • познакомить учащихся с объектами рельефа материка;
  • показать роль, которую сыграло в формировании рельефа Северной Америки древнее оледенение;
  • познакомить с рельефом и полезными ископаемыми своей области.

Оборудование:

  • интерактивные карты – «Строение земной коры», «Физическая карта Северной Америки»;
  • учебник «География. Материки, океаны, народы и страны», авт. Душина И.В., Коринская В.А.,  Щенев В.А.;
  • контурные карты для 7 класса;
  • атласы для 7 класса.

В начале урока учитель ставит перед учащимися цель: Выявить существует ли взаимосвязь между рельефом, полезными ископаемыми и строением земной коры материка Северной Америки?

План урока.

  1. Основные формы рельефа Северной Америки.
  2. Особенности рельефа материка. Практическая работа по нанесению рельефа Северной Америки на контурную карту.
  3. Влияние оледенения на рельеф материка.
  4. Строение земной коры Северной Америки.
  5. Размещение полезных ископаемых Северной Америки.
  6. Рельеф и полезные ископаемые Кемеровской области.

I. Повторение

Блиц-опрос.

  1. Какими океанами омывается Северная Америка?
  2. Первооткрыватель Америки?
  3. В честь кого был назван Новый свет?
  4. Самый большой остров Северной Америки?
  5. Как переводится с датского языка слово «Гренландия»?
  6. Самый крупный полуостров Северной Америки?
  7. Залив на севере материка, названный в честь английского мореплавателя?
  8. Канал, разделяющий Северную и Южную Америку?
  9. Крайние точки Северной Америки?
  10. Пролив, разделяющий берега Америки и Евразии?
  11. Кто первым прошёл через пролив из Северного Ледовитого океана в Тихий?
  12. Назовите русских исследователей, открывших Алеутские острова?
  13. Архипелаг на севере материка?
  14. Море без берегов, омывающее материк с востока?
  15. Два холодных течения, по названию полуостровов?
  16. Самое мощное тёплое течение материка?

II. Изучение нового материала

1. Основные формы рельефа Северной Америки.

Задание: Откройте физическую карту Северной Америки с. 22 атласа и определите, какие горы и равнины находятся в Северной Америке? Назовите:

  1. Самую большую по площади равнину Северной Америки, находящуюся в центре материка? (Центральные равнины)
  2. Какая низменность находится вдоль реки Миссисипи? (Миссисипская).
  3. Какая низменность находится вдоль побережья Мексиканского залива? (Примексиканская).
  4. Какая низменность находится вдоль западного побережья Саргассова моря? (Приатлантическая).
  5. Какие равнины примыкают с запада к Центральным равнинам? (Великие равнины).
  6. Назовите горы, находящиеся на западе материка? (Кордильеры).
  7. Определите, самую высокую вершину Кордильер? (Г. Мак-Кинли).
  8. Какова её высота? (6194 метра).
  9. Какие горы простираются на востоке материка? (Аппалачи).
  10. Определите, самую высокую вершину Аппалач, какова её высота? (г. Митчелл, её высота 2037 метров).

Задание: Повторите и покажите на карте, какие горы и равнины находятся в Северной Америке.

Показ по интерактивной карте основных форм рельефа С.Америки.

2. Особенности рельефа Северной Америки.

Работа с интерактивной картой материка (физическая карта Северной Америки).

Вопрос: Используя физическую карту, определите, какие формы рельефа преобладают на материке — горы или равнины? Какую они занимают площадь, где размещаются? (Равнины занимают большую часть площади материка и размещаются в центре. Горы занимают 1\3 материка и располагаются на западном и восточном побережье).

Практическая работа на контурной карте.

Задание: Нанесите на контурную карту Северной Америки основные формы рельефа – горы и равнины, самые высокие вершины Аппалач и Кордильер.

3. Влияние оледенения на рельеф материка.

Рассказ учителя с демонстрацией слайдов.

4. Строение земной коры Северной Америки.

Работа с интерактивной картой «Строение земной коры».

Беседа:

  1. Используя карту «Строение земной коры», определите, на какой литосферной плите лежит материк С.Америка? (на Северо-Американской).
  2. Каково строение Северо-Американской литосферной плиты, из каких структур она состоит? (она состоит из древней Северо-Американской платформы и сладчатых поясов древней, средней и новой складчатости).
  3. Что такое платформа? (платформа – это древний устойчивый, а значит неподвижный участок земной коры, она является ядром литосферной плиты)
  4. Используя метод наложения карт физической и «Строение земной коры», определите, что будет соответствовать в рельефе древней Северо-Американской платформе? (равнинные области).
  5. Используя тот же метод наложения карт, определите, что в рельефе будет соответствовать складчатым областям? (горные области).
  6. Почему складчатые пояса обозначены разными цветами? (цветом обозначен возраст гор).
  7. Какие горы на материке самые молодые по возрасту Кордильеры или Аппалачи и почему? (Кордильеры, так как они относятся к области средней и новой складчатости, а значит, образовались позже Аппалач, которые появились в эпоху древней складчатости).
  8. В каких горах до сих пор происходит процесс горообразования, чаще бывают землетрясения и почему? (В Кордильерах, так как они моложе по возрасту и находятся на границе двух литосферных плит — Северо-Американской и Тихоокеанской. В результате их столкновения происходит погружение океанической плиты под материковую, край континентальной плиты сминается в складки, поэтому здесь образуется складчатый пояс или горы, происходят землетрясения, извержения вулканов).
  9. Сделайте вывод: повлияло ли строение земной коры на размещение рельефа материка? Если повлияло, то как?

Вывод: В основе строения земной коры материка Северной Америки лежит древняя Северо-Американская платформа и складчатые пояса разного возраста. В рельефе платформам соответствуют равнины, складчатым поясам – горы. Таким образом, строение земной коры влияет на размещение форм рельефа.

5. Размещение полезных ископаемых Северной Америки.

Работа с интерактивной картой «Строение земной коры».

Беседа:

  1. Какие вы знаете полезные ископаемые по происхождению? (магматические, осадочные и метаморфические).
  2. Как образуются рудные или магматические полезные ископаемые? (из магмы, которая проникает в земную кору).
  3. Используя карту «Строение земной коры», назовите рудные (магматические) полезные ископаемые? (железные, медные, полиметаллические, алюминиевые, никелевые, хромовые, оловянные, ртутные, урановые руды, золото).
  4. Назовите на какие группы делят осадочные полезные ископаемые? (на горючие – нефть, газ, уголь, торф, горючие сланцы, и нерудные (неметаллические) – асбест, графит, слюда, соли, апатиты, сера, селитра).
  5. Как образуются осадочные полезные ископаемые? (горючие из останков отмёрших растительных организмов, химические осадочные из насыщенных водных растворов, осадочные обломочные в результате накоплений разрушенных выветриванием горных пород).
  6. Определите по карте «Строение земной коры», на каких тектонических структурах (платформах и складчатых поясах) будут размещаться осадочные, магматические и метаморфические полезные ископаемые? (Осадочные полезные ископаемые размещаются на платформах или равнинах, магматические и метаморфические — в складчатых поясах или в горах).
  7. Сделайте вывод: повлияло ли строение земной коры на размещение полезных ископаемых материка? Если повлияло, то как?

Вывод: Строение земной коры повлияло на размещение полезных ископаемых материка. Осадочные полезные ископаемые размещаются на платформах, магматические и метаморфические — в складчатых поясах.

Общий вывод по теме урока: Таким образом, установите, существует ли взаимосвязь между рельефом, полезными ископаемыми и строением земной коры материка Северной Америки? (Взаимосвязь между рельефом, полезными ископаемыми и строением земной коры материка существует: в рельефе платформам соответствуют равнины, складчатым поясам – горы; осадочные (нерудные) полезные ископаемые размещаются на равнинах, рудные (магматические и метаморфические) полезные ископаемые размещаются в горах).

6. Рельеф и полезные ископаемые Кемеровской области.

Сообщения учащихся класса по темам «Рельеф Кемеровской области», «Полезные ископаемые Кемеровской области» с использованием электронной физической карты Кемеровской области.

III. Закрепление материала.

Вопросы викторины:

  1. Каково строение земной коры Северной Америки? (В центре – древняя платформа, а на западе и востоке материка – складчатые пояса).
  2. Назовите самые высокие горы С.Америки? (Кордильеры).
  3. Самая большая по площади равнина материка? (Центральные равнины).
  4. Самая высокая точка Кордильер? (г. Мак-Кинли, высота 6194 м.).
  5. Назовите низменность Северной Америки, названную именем реки? (Миссисипская).
  6. Назовите низменность Северной Америки, названную именем залива? (Мексиканская).
  7. Какие горы находятся на западе и востоке материка? (На западе – Кордильеры, на востоке – Аппалачи).
  8. Повлияло ли строение земной коры на размещение рельефа Северной Америки? (Строение земной коры повлияло на размещение рельефа материка: платформам соответствуют равнины, складчатым поясам – горы).
  9. Какие полезные ископаемые есть в Кемеровской области? (каменный и бурый уголь, железные, марганцевые, алюминиевые, полиметаллические руды, золото, глина, песок, известняк, фосфориты, гранит, мрамор, доломиты, цеолиты, кварцит, тальк, поделочные камни).

IV. Итог урока:

Сегодня мы познакомились с темой «Рельеф и полезные ископаемые Северной Америки» и выявили связь между рельефом, полезными ископаемыми и внутренним строением материка. Доказали, что в рельефе платформам соответствуют равнины, где размещаются осадочные полезные ископаемые, а складчатым поясам соответствуют горы, на которых размещаются рудные полезные ископаемые.

Выставление оценок учащимся

Игра: Найди ошибку.

  1. Горы Аппалачи – самые высокие горы мира?
  2. Северная Америка – самый холодный материк?
  3. В городе Юрге находятся горы Кордильеры?
  4. Аппалачи моложе Кордильер?
  5. Самая большая равнина Северной Америки – Мексиканская?
  6. Самая высокая вершина материка С. Америка – гора Митчелл?

Выставление оценок учащимся.

V. Домашнее задание: § 40; нанести на контурную карту полезные ископаемые Северной Америки.

Геологическая карта | Encyclopedia.com

Геологические карты отображают расположение геологических особенностей конкретной области. Эти особенности могут включать такие вещи, как типы горных пород, разломы, полезные ископаемые и грунтовые воды. Изучая геологическую карту, пользователь может лучше понять возможные опасности, такие как вероятность наводнений или землетрясений, и помочь определить местонахождение важных месторождений энергетических ресурсов, таких как вода, нефть, природный газ и полезные ископаемые. Благодаря использованию букв, цветов, линий и символов геологические карты помогают пользователю лучше понять строение Земли.

Элементы геологических карт

На геологических картах цвет используется для обозначения различных типов геологических объектов или единиц (особый тип породы с известным возрастным диапазоном). Геологические единицы обозначаются цветами, которые могут варьироваться от желтого и красного до пурпурного и коричневого. Геологическим единицам присваивается не только цвет, но и набор букв. Набор обычно состоит из начальной заглавной буквы, за которой следуют одна или две строчные буквы. Заглавная буква обозначает возраст геологической единицы.Строчные буквы обозначают название геологической единицы или тип породы, из которой она состоит.

Контактные и разломные линии. Когда две геологические единицы расположены рядом друг с другом, место, где они встречаются, называется контактом. Двумя основными типами контактов являются контакты осадконакопления и разломы. Контакты осадконакопления образуются, когда геологические единицы слагаются под, над или рядом друг с другом. Место, где они встречаются, называется контактом осадконакопления и обозначается тонкой линией.Геологические единицы могут перемещаться со временем по разломам. Разломы — это трещины или разломы в земной коре (внешней части земной поверхности), вызванные движением массивов суши, называемых плитами, по обе стороны от линии разлома. Когда плиты внезапно двигаются, результатом является землетрясение. Линия разлома (толстая линия с одной и той же геологической единицей по обеим сторонам линии) указывает геологические единицы, которые были перемещены разломами после того, как они были сформированы. Линии разломов особенно важны для геологических карт такого штата, как Калифорния, где, как известно, разломы активны.

Полезные слова

Слой: Масса горных пород, простирающаяся под большой площадью и ограниченная различными материалами.

Ошибка: Трещина в скале, образовавшаяся в результате тектонических сил.

Сгиб: Изгиб в скальном слое.

Плиты: Большие области поверхности Земли, состоящие из земной коры и самых верхних слоев мантии, которые перемещаются, формируя многие из основных геологических особенностей поверхности Земли.

Линии сгиба. Со временем геологические единицы могут быть преобразованы движением Земли в волнообразные формы, называемые складками. (Складка — это изгиб геологической единицы, который образуется из-за изменения давления). Волнообразные складки состоят из слоев земной коры, которые изгибаются и изгибаются под огромным давлением, когда кора затвердевает, сжимается и укорачивается. Складки могут быть слабоволнистыми или резкими и крутыми, в зависимости от величины давления и плотности земной коры. Складчатость может быть массивной, создавая милю за милей гор, подобных Аппалачской цепи, которая пересекает восточные Соединенные Штаты от Нью-Йорка до Джорджии.Ось складки (линия, проходящая через гребень или вершину складки) изображается на геологической карте более толстой линией, чем линия контакта осадконакопления.

Линии на геологической карте можно корректировать в соответствии с известными или неизвестными местоположениями. Когда линия контакта указана, но ее местоположение не совсем точно, линия будет отображаться пунктиром. По мере того, как штрихи, составляющие линию, становятся короче, тем более неопределенным становится определение местоположения. Это может быть связано с искусственным строительством или естественным ростом растительности.Если линия выглядит пунктирной, местоположение очень неопределенно. Другие, более специализированные символы также часто используются на геологических картах, чтобы помочь пользователю понять состав Земли внизу.

Линии падения и падения. В течение миллионов и миллионов лет горные породы формируются в слои, называемые слоями. Эти гряды могут достигать значительной высоты, например, стены Гранд-Каньона в Аризоне. Иногда эти пласты не выпрямлены из-за смещения земных плит (большие участки земной коры и верхней мантии, часть чуть ниже

коры).В результате кровать наклонена. Для идентификации такого пласта на геологической карте используется символ простирания и падения. Символ удара и падения состоит из трех элементов: длинной линии, короткой линии и числа. Линия удара представлена ​​длинной линией и указывает, какая часть пласта все еще горизонтальна. Следующая линия, короткая линия, называется линией падения и указывает, в какую сторону наклонена кровать. Далее следует число, называемое наклоном, которое указывает в градусах, насколько наклонена кровать.Чем выше число, тем сильнее наклонена кровать.

Ключ карты. Чтобы помочь пользователю понять геологическую карту, всегда предоставляется ключ карты. Ключ карты — это таблица, в которой отображаются все цвета и символы, используемые на карте. Начиная с самой последней составленной геологической единицы и заканчивая самой старой, описание типа горных пород и их возраста указано рядом с цветом, который представляет их на карте. После списка геологических единиц следует еще один список символов, таких как различные типы линий, а затем отметки простирания и падения.При необходимости картографический ключ также содержит другую важную информацию, например местонахождение окаменелостей, месторождений драгоценных металлов (таких как золото, серебро и платина, которые исторически ценились за их красоту и редкость) и разломы.

Будущее геологической информации

В 1992 году Конгресс США принял Национальный закон о геологическом картировании (публичный закон 102-285). В части закона говорится: «Федеральные агентства, правительства штатов и местные органы власти, частный бизнес и широкая общественность полагаются на информацию, предоставленную геологическими картами, для определения степени потенциального ущерба окружающей среде, прежде чем приступать к проектам, которые могут привести к предотвратимому и дорогостоящему экологическому ущербу». проблемы или судебные разбирательства.Закон также предписывает Геологической службе США создать геологическую базу данных, в которой участвуют государственные и частные учреждения, чтобы способствовать лучшему пониманию Земли и способов ее защиты.

Два года спустя президент США Билл Клинтон (1946–) подписал Исполнительный указ о Национальной инфраструктуре пространственных данных (NSDI). Этот указ особенно важен, поскольку он конкретно предусматривает создание Национального центра обмена геопространственными данными. Этот центр обмена информацией позволит пользователям осуществлять поиск геологической информации.

Обмен геологической информацией является ключом к лучшему пониманию Земли. Изучая геологические карты, пользователи могут определить зоны потенциальной опасности наводнений, землетрясений, извержений вулканов и оползней. Эти карты также могут предоставить данные о важных месторождениях энергетических ресурсов, таких как нефть, природный газ и уголь.

[ См. также Картография; Вина; геология; Тектоника плит ]

%PDF-1.6 % 1049 0 объект >]/PageLabels 1015 0 R/Страницы 1018 0 R/Тип/Каталог>> эндообъект 492 0 объект >поток 2011-11-01T11:53:15-05:00Adobe Acrobat 10.02011-11-17T18:02:08-06:002011-11-17T18:02:08-06:00application/pdfuuid:d69ecff4-9bef-4304-b604-f94ba0ef77ecuuid:7e9f7031-28ad-4a8d-bfe9-f73c7261090uid:3по умолчанию ce67bd47-9b8d-4e9c-ae39-e56e388c3451преобразован в PDF/A-1bPreflight2011-11-17T14:17:30-06:00

  • преобразованныйuuid:c4d03347-9a16-46c7-9821-76113c80ba91преобразованный в PDF/A-1bPreflight2011-11-17T18:00:54-06:00
  • Подключаемый модуль Adobe Acrobat 10. 0 Paper Capture 1B
  • http://ns.adobe.com/pdf/1.3/pdfAdobe PDF Schema
  • internalОбъект имени, указывающий, был ли документ изменен для включения информации треппингаTrappedText
  • http://нс.adobe.com/xap/1.0/mm/xmpMMXMP Media Management Schema
  • Внутренний идентификатор на основе UUID для конкретного воплощения документаInstanceIDURI
  • internalОбщий идентификатор для всех версий и представлений документа. OriginalDocumentIDURI
  • http://www.aiim.org/pdfa/ns/id/pdfaidPDF/A ID Schema
  • internalPart of PDF/A standardpartInteger
  • внутреннее изменение стандарта PDF/AamdText
  • внутренний уровень соответствия стандарту PDF/A, соответствие тексту
  • конечный поток эндообъект 1439 0 объект > эндообъект 1015 0 объект > эндообъект 1018 0 объект > эндообъект 1019 0 объект > эндообъект 1025 0 объект > эндообъект 1031 0 объект > эндообъект 1037 0 объект > эндообъект 1038 0 объект > эндообъект 1039 0 объект > эндообъект 1040 0 объект > эндообъект 1041 0 объект > эндообъект 1042 0 объект > эндообъект 1043 0 объект > эндообъект 1044 0 объект > эндообъект 1045 0 объект > эндообъект 1046 0 объект > эндообъект 456 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 460 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 464 0 объект >/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 468 0 объект >/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 472 0 объект >/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 476 0 объект >/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 480 0 объект >/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text/ImageB]/XObject>>>/Повернуть 0/Тип/Страница>> эндообъект 2414 0 объект >поток HWko[_q/Uj;. l7qԸ@\4u-xr ٽK.yIbyΙ3g~#\@?ι ?LOx}X™у(pP2.·W7/7, 2y~;yrRηӧOGWɭx~D7\B1e}L\2 k$Oo+z˟��%ѡ

    Геология

    Ультраосновная порода мигрирует по дну океана вместе с земной корой. Движение земной коры вызывает процесс, называемый тектоникой плит. По мере того как морское дно расширяется от океанического хребта, оно в конечном итоге сталкивается с континентальной корой или плитой.

    В ходе процесса, называемого субдукцией, большая часть твердой океанской коры, тянущейся за ультраосновными породами, проталкивается под континентальную кору и возвращается обратно в мантию Земли.Не весь материал коры возвращается обратно в мантию. Плиты ультраосновной коры, называемые офиолитами, остаются позади и внедряются в матрицу отложений вдоль субдукционной траншеи. Впоследствии офиолиты могут быть подняты в ходе субдукции, в то время как другие добавляются или срастаются с континентальной корой в результате разломов или складок вдоль континентальной окраины. Ультраосновные породы также включены в состав континента в связи с вулканической активностью, связанной с субдукцией вдоль края континента. Таково происхождение ультраосновных пород гор Сьерра-Невада.

    В виде расчлененных плит и секций океанической коры ультраосновные области географически распределены в виде линейных или неправильных участков, существующих в виде геологических островов.

    Самая большая ультраосновная область в Северной Америке связана с тектонически активными горами Кламат-Сискию. Генезис этой области на северо-западе Калифорнии и юго-западе Орегона напрямую связан с древними событиями аккреции, отмечающими столкновение океанической коры с континентальной корой.Некоторые из старейших событий аккреции в этих горах относятся к палеозойской эре, около 440 миллионов лет назад, когда моря покрывали большую часть суши.

    Посетите веб-сайт Офиолит Жозефины , на котором рассказывается об офиолитах в целом и офиолитах Жозефины в частности, включая самостоятельную экскурсию. Кроме того, посетите веб-сайт Naturally Occurring Asbestos , чтобы получить дополнительную информацию о естественном геологическом распространении различных типов асбеста, который обычно встречается в ультраосновных горных породах, включая серпентины в Калифорнии. Этот веб-сайт включает карты распространения серпантинов в Калифорнии и ее национальных лесах.

    Теперь, когда мы рассказали о происхождении змеевидной породы из недр земли, под водой и под землей, давайте выйдем на поверхность в описании Змеевидные почвы и адаптации растений .

    Определения

    мантия — Мантия представляет собой один из слоев Земли, залегающих между ядром и земной корой.Сама мантия существует в виде слоев, внешнего и внутреннего. Слои различаются по химическому составу и консистенции: внутренняя мантия состоит из частично расплавленного материала, а самый верхний слой находится ближе всего к коре; будучи жестким. Самая верхняя мантия состоит из периодотита и других пород, богатых оливином. В совокупности верхняя мантия и кора называются литосферой.

    вида в разрезе, показывающих внутреннюю структуру Земли, демонстрирующих, что земная кора буквально не толще кожи. Виды в поперечном сечении показывают три основных слоя Земли (кора, мантия и ядро) и более подробно. Рисунок из «Эта динамичная Земля: история тектоники плит», Inside the Earth , Геологическая служба США.

    Как ученые изучают внутреннюю структуру Земли — видео и стенограмма урока

    Типы сейсмических волн

    Давайте сначала рассмотрим два типа сейсмических волн, о которых мы узнали в другом уроке. Объемные волны — это сейсмические волны, которые проходят через недра Земли или ее «тело».’ Поверхностные волны — это сейсмические волны, распространяющиеся по поверхности Земли. Имеет смысл, верно?

    Поверхностные волны важны, но они не дают много информации о том, что происходит под поверхностью. Для этого нам нужно изучить объемные волны, чтобы увидеть, на что похоже «тело» Земли.

    Существует два типа объемных волн, называемых P-волнами и S-волнами . P обозначает первичные волны, потому что эти волны распространяются быстрее всего и обнаруживаются первыми. S обозначает вторичные волны, потому что они медленнее, чем волны P, и появляются на сейсмограмме вторыми.

    Недра Земли

    Поскольку информация, записанная на сейсмограмме, говорит нам, как быстро движутся объемные волны, когда они проходят через Землю, мы можем сказать, через какой материал они проходят. Когда объемные волны проходят через внутренние слои Земли, их скорость меняется, в результате чего волна «изгибается».

    Это сгибание подобно взгляду на соломинку в наполовину наполненном стакане воды.Если вы посмотрите на соломинку сбоку, она «сгибается» там, где касается поверхности воды. Это связано с тем, что световые волны изгибаются и замедляются, когда они сталкиваются с другим материалом, в данном случае с водой. То же самое происходит с объемными волнами, когда они проходят через землю.

    Мы знаем, что поверхность земли твердая, потому что мы можем легко это увидеть. Но нам нужны объемные волны, чтобы сказать нам, что лежит внизу. Они говорят нам, что прямо под земной корой находится слой породы с другой плотностью. Как мы узнали из другого урока, этот слой называется мантией, и мы знаем, что его плотность отличается от плотности коры, потому что сейсмические волны «изгибаются» и внезапно набирают скорость там, где встречаются эти два слоя.

    Р-волны могут проходить как через жидкие, так и через твердые материалы, а S-волны могут проходить только через твердые тела. Поскольку и P-волны, и S-волны проходят через мантию, это означает, что она должна быть слоем твердого материала. Самое интересное в этом «твердом» слое то, что, хотя это и камень, он «течет», как очень густая жидкость.По консистенции она похожа на дурацкую замазку, которая, если сильно ударить, кажется твердой, но если растягивать медленно, она растекается, как жидкость.

    Другое довольно существенное изменение происходит на глубине около 1900 миль. S-волны внезапно останавливаются, как если бы они ударились о кирпичную стену, а P-волны «изгибаются» и замедляются настолько, что на поверхности Земли волны не обнаруживаются. Это говорит нам о том, что здесь есть еще одно отчетливое изменение плотности и состава.

    И на самом деле это место, где встречаются мантия и внешнее ядро.Мантия состоит в основном из той «жидкой» породы, которая движется, как глупая замазка, но внешнее ядро ​​представляет собой область, состоящую в основном из жидкого железа, которое намного плотнее, чем порода в мантии. Поскольку S-волны не могут проходить через жидкость, именно поэтому они сталкиваются со стеной и останавливаются. Р-волны могут проходить через него, но гораздо медленнее, чем через твердый материал.

    Проходя через внешнее ядро, P-волны внезапно снова «изгибаются» и набирают скорость на глубине чуть более 3000 миль вглубь Земли.Здесь внешнее ядро ​​встречается с внутренним ядром, и мы знаем, что оно твердое, потому что P-волны снова набирают скорость.

    Война и наука

    Хотя изучение сейсмических волн от землетрясений дало ученым много информации о недрах Земли, большая часть того, что мы знаем, на самом деле было получено в результате испытаний ядерного оружия во время холодной войны.

    В 1960-х годах и США, и Советский Союз испытали ядерное оружие, взорвав его под землей. Эти подземные взрывы производили сейсмические волны, подобные волнам, создаваемым землетрясениями.Обе страны использовали очень чувствительные сейсмографические станции для наблюдения за исследовательской деятельностью своего противника и, не намереваясь этого делать, производили сейсмограммы, которые давали подробную информацию о таинственных недрах Земли!

    Краткий обзор урока

    То, что мы не можем копать землю, чтобы увидеть, из чего она сделана, не означает, что мы не можем узнать о ней другими способами. Сейсмограммы , которые представляют собой записи, производимые сейсмографами, являются основным способом, с помощью которого ученые узнают, из чего состоят недра Земли.Мы видим, что кора представляет собой твердый материал, но нам нужны объемные волны, чтобы рассказать нам об остальном.

    Мы знаем, что мантия твердая, потому что через нее проходят волны P и S. Мы также знаем, что его плотность отличается от плотности земной коры, потому что оба типа объемных волн набирают скорость, когда сталкиваются с этим слоем.

    Мы также знаем, что внешнее ядро ​​является жидким, потому что S-волны ударяются об этот слой Земли, как будто они ударяются о кирпичную стену. Они не могут путешествовать через жидкость, так что на этом их путешествие заканчивается.Р-волны могут проходить через жидкость, но гораздо медленнее, чем через твердое тело. Когда P-волны достигают внешнего ядра, они значительно замедляются, что говорит нам о том, что они достигли гораздо более плотного материала, чем в мантии.

    Другое значительное изменение скорости волны происходит на границе внутреннего ядра. Здесь P-волны изгибаются и набирают скорость, говоря нам о том, что внутреннее ядро ​​должно состоять из твердого материала, потому что P-волны проходят через твердое тело быстрее, чем через жидкость.

    Результаты обучения

    Просмотрев этот видеоурок, вы сможете:

    • Перечислить два вида сейсмических волн
    • Связать функцию сейсмограмм
    • Осознать, что движение волн P и S позволяет ученым понять, из чего состоит Земля
    • Укажите, как ядерные испытания во время холодной войны помогли ученым узнать больше о недрах Земли

    Земля скрывает пятый слой в своем внутреннем ядре

    Пятый слой

    Ученые давно подозревали, что внутреннее ядро ​​Земли состоит из двух слоев. Но только после того, как исследователи ANU более внимательно изучили то, что находится ниже, было подтверждено наличие «самого внутреннего внутреннего ядра».

    Их работа выявила отчетливое изменение структуры железа глубоко во внутреннем ядре примерно на 3604 мили ниже поверхности Земли. Вы можете вспомнить ранее, что внутреннее ядро ​​состоит из твердого сплава железа. Это происходит из-за высокого давления глубоко внутри Земли, которое препятствует плавлению железного сплава. Но в этом железном сплаве были обнаружены отчетливые структурные изменения, которые отличают недавно обнаруженный самый внутренний слой от остальной части внутреннего ядра.

    По словам Салона, это открытие привело исследователей к мысли, что изменение структуры могло быть вызвано неизвестным драматическим событием в начале истории Земли. Дальнейшее изучение этого крошечного слоя может дать дополнительные сведения о том, как сформировались наши планеты.

    «Подробности этого крупного события до сих пор остаются загадкой, но мы добавили еще одну часть головоломки, когда дело доходит до наших знаний о внутреннем ядре Земли», — сказала ведущий автор исследования и исследователь Джоан Стефенсон. в заявлении.

    За кулисами открытия

    Сейсмический мониторинг позволяет нам лучше понять недра Земли. Это стало возможным благодаря измерению звуковых волн, которые создаются землетрясениями и проходят через слои Земли. Анализируя, как различные слои замедляют звуковые волны, ученые могут мельком увидеть, что находится под ними.

    Недавнее открытие было сделано с помощью специального алгоритма поиска, который исследователи использовали для сравнения тысяч моделей внутреннего ядра с накопленными за десятилетия данными о том, как долго сейсмические волны проходят через Землю.Эти данные, собранные сейсмографическими станциями по всему миру, помогли обнаружить изменения в структуре железа во внутреннем ядре. Эти результаты помогли подтвердить, что внутреннее ядро ​​Земли имеет еще один слой.

    Хотя эта работа все еще анализируется, открытие нового слоя может проложить путь к новому геологическому принципу и побудить к переписыванию учебников.

    Слои Земли — INSIGHTSIAS

    Землю можно разделить одним из двух способов – механическим или химическим. Механически — или реологически, то есть изучение жидких состояний — его можно разделить на литосферу, астеносферу, мезосферную мантию, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро. Но химически или по составу, что более популярно из двух, его можно разделить на земную кору, мантию (которую можно подразделить на верхнюю и нижнюю мантию) и ядро, которое также можно разделить на внешнюю ядро и внутреннее ядро.

    Композиционные слои Земли:

    Ядро, мантия и кора подразделяются по составу.Кора составляет менее 1 процента Земли по массе и состоит из океанической коры, а континентальная кора часто представляет собой более кислую породу. Мантия горячая и составляет около 68 процентов массы Земли. Наконец, ядро ​​в основном состоит из железа. Ядро составляет около 31% Земли.

     

     


    Кора:

    • Это самая удаленная от центра твердая часть земли 90778, обычно толщиной около 8-900 км.
    • Хрупкий по своей природе.
    • Почти 1% объема Земли и 5% массы Земли состоят из земной коры.
    • Мощность земной коры под океанической и континентальной областями различна. Океаническая кора тоньше (около 5 км) по сравнению с континентальной корой (около 30 км).
    • Основными составляющими элементами земной коры являются кремнезем (Si) и алюминий (Al), и поэтому его часто называют SIAL (иногда SIAL используется для обозначения литосферы, которая представляет собой область, состоящую из земной коры и верхней части твердой мантии). , также).
    • Средняя плотность материалов в земной коре 3 г/см3.
    • Разрыв между гидросферой и корой называется разрывом Конрада .

    Мантия:

    • Часть внутренней части коры называется мантией.
    • Разрыв между корой и мантией называется разрывом Мохоровича или разрывом Мохо.
    • Толщина мантии составляет около 2900 км.
    • Около 84% объема Земли и 67% массы Земли занимает мантия.
    • Основными составляющими элементами мантии являются кремний и магний, поэтому ее также называют SIMA .
    • Плотность слоя выше земной коры и колеблется в пределах 3,3 – 5,4 г/см3.
    • Самая верхняя твердая часть мантии и вся кора составляют  Литосферу .
    • Астеносфера (между 80-200 км) представляет собой очень вязкую, механически слабую и пластичную, деформирующуюся область верхней мантии, которая находится чуть ниже литосферы.
    • Астеносфера является основным источником магмы и представляет собой слой, по которому перемещаются литосферные плиты/континентальные плиты (тектоника плит).
    • Разрыв между верхней мантией и нижней мантией известен как Разрыв Репетти .
    • Часть мантии, которая находится чуть ниже литосферы и астеносферы, но выше ядра, называется  Мезосфера .

    Ядро:

      • Это самый внутренний слой, окружающий центр Земли.
      • Ядро отделено от мантии разрывом Гуттенберга .
      • Он состоит в основном из железа (Fe) и никеля (Ni), поэтому его также называют NIFE .
      • Ядро составляет почти 15% объема Земли и 32,5% массы Земли.
      • Ядро — это самый плотный слой земли, плотность которого колеблется в пределах 9,5–14,5 г/см3.
      • Ядро состоит из двух подслоев: внутреннего ядра и внешнего ядра.
      • Внутреннее ядро ​​находится в твердом состоянии, а внешнее ядро ​​находится в жидком (или полужидком) состоянии.
      • Разрыв между верхним и нижним сердечниками называется разрывом Lehmann.
      • Барисфера  иногда используется для обозначения ядра земли, а иногда и всего недра.

    Механические слои Земли:

    Структуру Земли также можно определить и разделить на основе того, как ведут себя внутренности планеты. Таким образом, механические слои соответствуют физическим или механическим свойствам этих слоев.

    Ниже краткие обзоры пяти механических слоев земли:




    Литосфера: 9

      • Литосфера — самый внешний слой земли, состоит из всей корочки и самая верхняя часть мантии.
      • Средняя толщина составляет ~70 км, , но колеблется в широких пределах: она может быть очень тонкой, всего несколько километров толщиной под океанической корой или срединно-океаническими хребтами, или очень толстой, более 150 км под континентальной корой, особенно в горных поясах.
      • Глубина — 0-100 км
      • Кроме того, они разделены на части, называемые тектоническими плитами.
      • Движение этих плит ответственно за горообразование, образование океанических желобов, землетрясения и извержения вулканов.

    Астеносфера:

      • Астеносфера включает мягкий слой мантии, по которому движется литосфера.
      • Глубина- от 100 км до 350 км .
      • Изготовлен из твердых силикатных материалов , но высокая температура позволяет ему течь в течение очень длительного времени.
      • На границе литосферы и астеносферы геофизики отмечают разницу в пластичности между двумя слоями.

    Мезосфера:

      • Мезосфера представляет собой слой ниже астеносферы, но выше внешнего ядра. По сути, это нижняя мантия.
      • Средняя глубина-350-2900 км
      • Несмотря на высокую температуру, интенсивное давление в этой области ограничивает движение молекул силикатного материала, несмотря на высокую температуру, что делает его чрезвычайно жестким .

      Внешнее ядро:

      • Внешнее ядро ​​простирается от нижней части мезосферы или нижней мантии и окружает внутреннее ядро.
      • Состоит из железа и никеля, экстремальная температура позволяет этим металлам оставаться в жидкой фазе.
      • Это единственный слой Земли, который является настоящей жидкостью .
      • Кроме того, его движение отвечает за создание магнитного поля .

      Внутренний сердечник:

      • Внутренний сердечник также изготовлен из железа и некоторого количества никеля.
      • Однако, в отличие от внешнего ядра, это твердый шар .
      • Прочность обусловлена ​​интенсивным давлением верхних слоев.
      • Следовательно, хотя она такая же горячая, как поверхность Солнца, есть предположение, что внутреннее ядро ​​медленно растет по мере того, как жидкое внешнее ядро ​​на границе с внутренним ядром охлаждается и затвердевает из-за постепенного внутреннего охлаждения.

    В поисках Мохо – Океанографический институт Вудс-Хоул

    Пролог: доблестный квест

    На протяжении большей части своей полувековой карьеры Генри Дж. Б. Дик пытался найти таинственную линию, находящуюся в нескольких милях под морским дном, с любопытным названием: Мохо.

    Широко распространено мнение, что Мохо является границей между земной корой и нижележащим слоем более плотных пород в недрах Земли, называемым мантией. Он назван в честь хорватского сейсмолога Андрии Мохоровичича, который впервые обнаружил его в 1909 году, исследуя сейсмические волны, проходящие через Землю.

    С тех пор земные ученые жаждут узнать, что на самом деле происходит в Мохо. Амбициозная попытка бурения в Мохо под названием Project Mohole была предпринята в начале 1960-х годов — в ту же обнадеживающую эпоху, когда Соединенные Штаты запустили свою космическую программу. Ученые использовали баржу с буровой вышкой, чтобы пробурить неглубокую испытательную скважину в океанской коре, но инженерная задача оказалась намного дороже, чем предполагалось, и проект внезапно прекратился, когда Конгресс прекратил финансирование.

    Мы отправили астронавтов на Луну, но нам еще предстоит добраться до Мохо. Так что по сей день мы до сих пор не до конца понимаем фундаментальные процессы, которые происходят внутри нашей планеты для создания земной коры.

    «Мы проделали большую работу по исследованию планет на Луне и Марсе, но мы не так хорошо финансируем исследования планет на Земле», — сказал Дик, геолог из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI). «Я подозреваю, что мы тратим больше на бюджет НАСА в год, чем на наше полное исследование трех пятых нашей планеты под океанами.Это действительно сногсшибательно».

    В 1976 году научное сообщество попыталось использовать буровое судно для бурения земной коры, но не прошло более 1600 футов, прежде чем скважины рухнули. Бурение хрупких лавовых пород верхней коры оказалось слишком сложным, и от этой идеи отказались.

    Но Дик, молодой аспирант той первой попытки, отказался сдаваться. Он разработал новую стратегию бурения на Атлантис-Бэнк, любопытном затонувшем острове в подводных горах Индийского океана.Он полагал, что там более низкие породы коры и мантии лежат ближе к поверхности, оставляя меньше породы для бурения, чтобы добраться до Мохо.

    Он руководил буровыми работами в Atlantis Bank в 1987, 1997 и 2016 годах и надеется, что примерно через три года буровое судно вернется, чтобы завершить работу, и что он будет на борту, когда человечество впервые достигнет Мохо. .

    Один: Споры о границах

    На самом деле история Мохо начинается в 1909 году, когда Мохоровичи обнаружил различия в звуковых волнах, отражающихся от горизонтальной линии Земли — «точно так же, как эхо отражается от стены каньона», — сказал Дик.Линия стала известна как разрыв Мохоровича, или Мохо, и она очертила разницу в физических свойствах недр Земли. Волны ускорялись в породах ниже разрыва, что указывает на то, что материал там состоял из более плотных минералов. Ученые считали этот разрыв границей между земной корой и мантией. Он лежал от 20 до 35 миль под континентами, но только от 2,5 до 6 миль ниже океанской коры.

    Более чем три десятилетия спустя в историю вошел Гарри Хесс, геолог из Принстона, который поступил на службу в качестве морского офицера во время Второй мировой войны. Когда его корабль пересекал Тихий океан, перевозя войска, он включил эхолот, который постоянно сканировал морское дно. Он показал подводные горы, срединно-океанические хребты и глубокие впадины.

    Это были одни из первых подсказок, которые привели к спекулятивной теории Гесса в 1962 году о том, что материал из мантии течет вверх, чтобы заполнить пустоту, где великие тектонические плиты Земли раздвигаются и затвердевают, образуя срединно-океанические хребты на морском дне. Теория объясняла, как морское дно расширяется, расширяя океаны и перемещая континенты, пока снова не погружается в океанские впадины.

    Но что именно происходит в Мохо? На протяжении многих лет ученые анализировали сейсмические волны, используемые для исследования морского дна, или исследовали сегменты морского дна, называемые офиолитами, которые были выброшены на сушу тектоническими силами. Они увидели доказательства того, что кора океана имеет структуру, напоминающую трехслойный пирог. Прямо над Мохо магма остывает и кристаллизуется в слой горных пород, называемых габбро. Выше находится слой затвердевших вертикальных пластов вздымающихся расплавленных пород, называемых дайками.Обледенение на вершине состоит из быстро остывшей лавы, которая извергается на морское дно в виде подушечных базальтов.

    — Общая схема, — сказал Дик, — состоит в том, что у вас есть магматическая камера над мантией, в которой кристаллизуются грубые породы, называемые габбро, составляющие нижнюю часть коры. Над этим крыша камеры трескается, и из магматической камеры вырываются пласты магмы. Они прорываются сквозь поверхность, и лава выливается на морское дно, охлаждается и затвердевает, превращаясь в базальт».

    У Гесса, однако, была другая возможная теория: Мохо, по его словам, мог быть результатом высвобождения воды из поднимающейся горячей мантии по мере ее охлаждения у поверхности.Согласно теории, вода вступает в реакцию с породами в мантии, известными как перидотит, химически изменяя их, образуя толстый слой менее плотного минерала, называемого серпентином. Гесс назвал Мохо «фронтом изменений» — границей, где мантийные породы изменились и превратились в серпантины. Сначала эта теория была отвергнута, но новые данные свидетельствуют о том, что Гесс мог быть прав — по крайней мере, под некоторыми типами срединно-океанических хребтов. Однако теперь ученые считают, что вода не высвобождается из мантии; вместо этого морская вода просачивается сквозь трещины в мантии и вступает в реакцию с перидотитом.

    «Итак, существует много споров о том, что на самом деле представляет собой Moho», — сказал Дик.

    Двое: Первый крестовый поход

    Лучший способ получить знания о фундаментальном процессе формирования земной коры, конечно же, — это посмотреть непосредственно на Мохо. В 1957 году Гесс разговаривал с коллегой Уолтером Мунком из Океанографического института Скриппса, который лениво предложил нанять группу ученых, чтобы пробурить отверстие к Мохо через морское дно, поскольку земная кора намного тоньше под океанами, чем под ними. континенты.Пара предложит эту идею Американскому обществу разных наук, группе ученых, которые, как следует из названия, выдвигали нестандартные идеи.

    Идея получила поддержку в научном сообществе. Но что более важно, он получил политическую поддержку как способ внедрения новой технологии глубоководного бурения, которую Советы, похоже, тоже пытались разработать. Так был запущен Project Mohole — одновременно с гонкой на Луну.

    В 1961 году недалеко от острова Гваделупе у западного побережья Мексики буровая установка на барже пробурила 11 673 фута океана, 558 футов отложений, залегающих на морском дне, и 43 фута базальтовой породы в верхней части морского дна. кора океана.

    Но за этой первоначальной победой вскоре последовали разочаровывающие и дорогостоящие технологические испытания. Удерживать корабль в океане на одном месте было тяжело. Расколотые камни попадали в отверстия, часто запечатывая их и заставляя ученых начинать заново. Сломались буровые долота, погнулись трубы, в глубине пропало ценное оборудование. Поскольку смета расходов на продолжение проекта увеличилась до 64 миллионов долларов, а затем до 122 миллионов долларов, Конгресс внезапно прекратил финансирование проекта Mohole в 1966 году, и научный крестовый поход, направленный на достижение Moho, казался безвозвратно прекращенным.

    Три: Геологические рыцари

    Генри Дик был студентом-геологом, когда закончился проект Mohole. В 1972 году, будучи аспирантом Йельского университета, он был приглашен на известную конференцию по офиолитам, тем участкам древней коры и мантии, которые были обнажены над уровнем моря. В то время офиолиты предлагали способ исследовать, как формируется океанская кора, сказал Дик, но они были окаменевшими и извлеченными из своего первоначального контекста, и поэтому имели ограниченную ценность для выявления любых динамических процессов, происходящих в Мохо.

    На конференции известный геолог Роберт Коулман рассказал Дику и группе впечатлительных аспирантов о зарождающейся Программе океанского бурения (ODP). Несмотря на то, что он потерпел неудачу, проект Mohole сделал морское бурение жизнеспособным и ценным научным занятием. В рамках проекта успешно разработано множество технологий, в том числе способ бурения сквозь воду; система двигателей и акустических сигналов, которые могли удерживать корабль над дырой; и конусы повторного входа, которые позволяли ученым постоянно заменять изношенные сверла и снова вставлять их в одно и то же отверстие.

    По словам Коулмана, проект

    ODP включил эти технологии в новое буровое судно для научного сообщества, которое могло бы оживить попытку бурения на Мохо. «Мы могли бы это сделать, но некоторым из вас в этом зале придется посвятить этому всю свою карьеру», — вспоминал Дик слова Коулмана. Дик поднял перчатку.

    Миссия нового бурового корабля была сосредоточена на бурении и извлечении только отложений, лежащих на поверхности океанской коры, а не самой коры. Но во время экспедиции в 1976 году ученые безуспешно пытались использовать корабль для бурения земной коры.Они не вошли в него более чем на 1600 футов, прежде чем дыры рухнули, и от этой идеи снова отказались. Но Дик, который был в той экспедиции молодым аспирантом, не испугался.

    Четыре: Осада морского дна

    После конференции офиолитов Дику потребовалось более десяти лет, чтобы выработать стратегию преследования Мохо. Он и Джим Натланд из Океанографического института Скриппса предложили воспользоваться «тектоническими окнами» в океанской коре, чтобы быстрее добраться до Мохо — «просто отправиться куда-нибудь, где Мать-Земля проделала за нас большую часть работы, тектонически сорвав неглубокие слои», — сказал он.

    В 1986 году они обследовали потенциальную цель в Индийском океане: банку Атлантис, местом, где огромный сегмент глубоководной океанской коры соскользнул вверх по склону тектонического разлома, за лавы и дайки верхней коры. Фактически, он поднялся так высоко, что в какой-то момент геологического времени он прорвался над поверхностью моря и образовал остров, прежде чем снова погрузиться под воду. На банке Атлантис трещиноватые щебнистые обломки, образовавшиеся в результате разломов, были разрушены эрозией, обнажив поверхность грубого габбро из нижней коры, которую оказалось легко бурить.

    «Я получил одобрение на круиз — едва ли — от Программы океанского бурения», — сказал Дик, и в 1987 году он вернулся на борт бурового корабля ODP, JOIDES Resolution , чтобы сделать свою первую попытку проникнуть в Мохо.

    На борту 469-футовой Резолюции на высоте почти 20 этажей над поверхностью моря возвышается буровая вышка. Он расположен над отверстием в центре корабля, называемым «лунным бассейном», через которое соединенная цепочка металлических труб длиной 30 футов, прикрепленных по одной за раз, может свисать через почти четыре мили воды.

    На конце веревки находятся четыре круглых сверла в виде булавы с круглым пространством посередине. Долота вращаются, ударяя по тонкому каменному цилиндру, образуя каменные ядра длиной 10 футов и шириной несколько дюймов. По мере опускания бура образцы керна выталкиваются вверх в пространство между долотами. Устройство, называемое уловителем керна, тянет образцы породы обратно по колонне труб на корабль, чтобы ученые могли их проанализировать.

    «Горные породы могут быть трудными для бурения, потому что они часто мелкозернистые и твердые и заполнены трещинами, поэтому они легко разрушаются», — сказал Дик.«Кусочки отрываются и заклинивают биты. Ядра обрываются. Долото застревает в отверстии, потому что между стеной, отверстием и бурильной трубой попадают куски, и вы внезапно зафиксировали его на месте. Чаще всего вы взрываете бурильную колонну динамитом, потому что вы прибиты к морскому дну.

    «Бурение земли — это поразительное сочетание чрезвычайно высоких технологий и чистой черной магии», — сказал он. «Тебе всегда интересно, что происходит на дне этой дыры, и ты не всегда можешь это понять.

    Пять: Беспорядочный гобелен

    Дик и компания с трудом разобрались в своей экспедиции 1987 года. Они пробурили несколько неудачных скважин и брали жару у ученых на берегу, которые следили за происходящим. Поскольку время для экспедиции подходило к концу, Дик внимательно изучил гидроакустические карты морского дна и заметил обнадеживающую цель.

    «Мы опустили телекамеру, и все морское дно было голой скалой», — сказал Дик. «Мы опустили бурильную колонну, закрутили ее в массивный габбро и пробурили 500 метров за две недели — это самая успешная скважина в твердых породах, когда-либо пробуренная.Обнаруженные нами скалы были впечатляющими, потому что они были совершенно не похожи на то, как, по мнению людей, должна была выглядеть нижняя часть коры, и сильно контрастировали с тем, что люди видели в Тихом океане».

    Океаническая кора в Тихом океане, по-видимому, имеет аккуратную трехслойную корку: габбро, дайки и базальт. Но корка Индийского океана выглядит как торт, который толпа тусовщиков схватила и превратила в мешанину.

    «Это радикально изменило наше представление о том, как формируется нижняя кора срединно-океанических хребтов», — сказал Дик, имея в виду подводные горы на краях тектонических плит Земли, где магма поднимается из мантии, чтобы создать новое морское дно.

    В Тихом океане, объяснил Дик, устойчивый поток плавучей горячей магмы постоянно поднимается вверх, претерпевая ряд химических и физических изменений, чтобы образовалась корка, напоминающая слоеный пирог. Затем новообразованная океаническая кора распространяется в стороны по обе стороны от срединно-океанических хребтов.

    Однако в Индийском океане подъем магмы и формирование земной коры происходят гораздо более динамично. По мере того как плиты раздвигаются, большие блоки земной коры скользят вверх, вниз и друг относительно друга по массивным разломам, разбивая, разрезая и вторгаясь друг в друга, создавая еще больше трещин. Магма выдавливается через эти разломы, заполняя пустоты, образуя зигзаги и кристаллизуясь, добавляя еще больше беспорядка в беспорядочный гобелен земной коры.

    Шесть: Научный Святой Грааль

    Находки также представили первые ключи к другому фундаментальному открытию, которое Дик и его коллеги преследовали: причина того, что океанская кора была разной на разных срединно-океанических хребтах, заключается в том, что хребты расходились с разной скоростью. Хребты в Тихом океане быстро расширяются; Хребты Индийского океана распространяются очень медленно.

    Дик и его коллеги нашли еще один тип: сверхмедленно спрединговые хребты, где большие участки морского дна вообще не имеют коры. «Это один из самых больших сюрпризов последних десяти лет научных исследований в океанах», — сказал он. «Кора всегда рассматривалась как сплошное покрытие мантии. Это действительно огромное изменение в том, как мы думаем об эволюции нашей планеты — кора не полностью покрывает Землю».

    Но такие участки без корки встречаются редко. «Мы по-прежнему хотим понять, как образуется кора в 90 процентах океана, которые имеют и », — сказал Дик. «Мы знаем, каков состав верхней части земной коры, но мы не знаем, что находится прямо над, в и под Мохо. Мы хотим понять, что происходит с магмой по мере того, как она проходит через границу между вышележащей корой и нижележащей мантией».

    Порода мантии, которая была поднята и подвергнута воздействию морской воды и пониженного давления, химически изменена.Святой Грааль для ученых — получить в свои руки образец чистой мантийной породы прямо из источника.

    Семь: проигранные битвы

    Прошло десять лет, прежде чем Дик смог возобновить поиски Мохола, отправившись в 1997 году в банк Атлантис на борту JOIDES Resolution . Круиз начался удачно. Бурение продолжалось почти на милю вглубь морского дна. Затем случилась беда.

    «Мы были на глубине 1508 метров, — сказал он. «Мы были на пути к границе земной коры и мантии, и до экспедиции оставалось еще две недели. Мы бы спустились километра на два» — примерно три четверти пути до Мохо.

    «Мы попали в шторм, и мы работаем, и корабль поднялся, и труба наткнулась на уступ», — вспоминал Дик. «Он отломился в слабом месте возле вершины отверстия. Двести тысяч фунтов металла погрузились на пятьсот метров и врезались в дно дыры, заткнули дыру штопором, забив ее навсегда. И это был конец этой дыры.

     «Я несколько раз просыпался посреди ночи от стука, стука корабля, когда вся эта труба отваливалась.

    У него не будет другого шанса вернуться в течение 19 лет.

    Восьмой: следующий крестовый поход

    «Я писал предложение за предложением, аргументируя это необходимостью вернуться для новой попытки», — сказал Дик. Но есть только одна Резолюция JOIDES и множество ученых со всего мира, которые просят ее использовать.

    Наконец, он получил разрешение на проект SloMo, предусматривающий бурение до Мохо на медленно спрединговом Юго-Западном Индийском хребте в два этапа. В декабре 2015 года Дик, в возрасте 69 лет, вернулся в Atlantis Bank на борту Resolution, , выступая в качестве соруководителя вместе с Крисом МакЛаудом из Кардиффского университета в первом этапе новой попытки просверлить отверстие в Мохо.В очередной раз возникли трудности. Три из четырех головок сверла отломились в самом начале. Затем кораблю пришлось прекратить работу на несколько дней и направиться к берегу, чтобы эвакуировать техника, нуждавшегося в медицинской помощи.

    Экспедиция пробурила скважину на глубину 809,4 метра, около 2665 футов или полмили, под морским дном. Это было примерно вдвое меньше, чем они надеялись, но они ушли с обнадеживающими знаками. Они извлекли из-под дна океана твердый 10-футовый кусок габбро.

    «Это самый длинный цельный кусок породы, когда-либо пробуренный в океанской коре», — сказал Дик. Это сигнализирует о том, что они прошли точку, где морская вода просачивается вниз, чтобы химически изменить породу, сделав ее более нетронутой. Он также менее трещиноват, что должно облегчить бурение, когда они вернутся на второй этап программы бурения, которая была одобрена Комиссией по научной оценке Международной программы бурения в океане и находится на ранних стадиях планирования.

    — Комитет по планированию этой операции серьезно настроен в ближайшее время вернуться, — сказал Дик.«Мы просто надеемся, что они понимают, что «скоро» — это пятилетний, а не двадцатилетний срок».

    Девять: рыцарские теории

    «Существует целый список причин, по которым геологи очарованы Мохо и тем, как формируется океаническая кора, — сказал Дик. «Мохо может не быть границей земной коры и мантии — или, по крайней мере, не на медленно спрединговых хребтах. Как сказал Гесс, это может быть фронт изменений» — граница, где морская вода просачивается вниз, вступает в реакцию с перидотитом в мантии и превращает его в менее плотную породу, называемую гидратированным серпентинитом.

    Эти химические реакции имеют большое значение. Во-первых, они вызывают осаждение углерода, растворенного в морской воде, в виде карбоната кальция или известняка.

    «Все те здания на Уолл-стрит, которые покрыты зеленым мрамором с белыми прожилками, сделаны из гидратированных серпентинитов», — сказал Дик. «Белое — это карбонатные жилы».

    Этот процесс может извлекать огромное количество углерода из океана и связывать его в горных породах. Это позволяет океану поглощать больше углекислого газа, парникового газа, из атмосферы — планетарный процесс, который регулирует глобальное потепление.

    Реакции также вызывают выщелачивание ценных минералов, таких как медь, серебро, золото и цинк, из горных пород. Они концентрируют минералы в горячие плавучие гидротермальные жидкости, которые поднимаются в горячих источниках на морском дне, где они охлаждаются, затвердевают и откладываются в виде массивных насыпей сульфидных минералов металлов. Участки такой богатой минералами коры морского дна были подняты на сушу тектоническими силами и разрабатывались на протяжении тысячелетий; теперь промышленность начинает исследовать их добычу на морском дне.

    Реакции также производят газообразный водород, который соединяется с карбонатами в морской воде с образованием метана — пищи для многих микробов. «Таким образом, под земной корой может быть совершенно новая планетарная биосфера», — сказал Дик.

    Последняя причина для анализа мантийных пород состоит в том, что они могут содержать ключи к разгадке сырья, из которого возникла наша планета и жизнь на ней.

    Эпилог

    «Мой научный руководитель в Пенсильванском университете Рег Шагам был учеником Гарри Хесса, — сказал Дик.«Энтузиазм и волнение Гесса уникальным образом передавались каждому его ученику, которого я когда-либо встречал. Он наделил их удивительной страстью к Земле, а они, в свою очередь, передали это своим ученикам, и я один из них».

    Дик, научный внук Гесса, сделал это замечание в 2011 году, когда он был награжден медалью Гарри Х. Гесса Американским геофизическим союзом за «выдающиеся достижения в исследованиях строения и эволюции Земли и других планет».

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.