​

СРОЧНО6. На рисунке изображен угольный разрез «Каражыра». Месторождение расположено в 135 км к юго-западу от города Семей. Рассмотрев рисунок, ответьт … е на вопросы.а. Как изменяется рельеф местности в результате добычи угля?[1]b. Как называется данный способ добычи ?[1]с. Опишите последствия загрязнения местности после добычи угля.[1]​

1. Выберите страны, в которых часто бывают землетрясения: а) США; б)Канада; в) Китай; г) Франция; д) Турция; е) Египет; ж) Япония; з) Индия.2. Выберит … е действующие вулканы, расположенные в западном полушарии:а) Везувий; б) Орисаба; в) Ключевская Сопка; г) Шаста; д) Гекла; е)Чимборасо; ж) Камерун; 3) Фудзияма.3. Установите соответствие: а) Прикаспийская; б) Среднерусская; в)Среднесибирское 1) плоскогорье; 2) низменность; в) возвышенность.4. Расставьте горные вершины по высоте в порядке убывания: а) Народная;б) Эльбрус; в) Денали; г) Килиманджаро; д) Аконкагуа.5. Выберите отрицательные формы рельефа: а) холм; б) овраг; в) канал; г)долина; е) перевал; ж) бархан; 3) каньон.

6. Выберите искусственные формы рельефа: а) дюна; б) карьер; в) дамба; г)котловина; д) русло; е) курган; ж) пещера; 3) насыпь.7. Выберите термины, относящиеся к вулканам и гейзерам: а) лава; б)плоскогорье; в) жерло; г) конус; д) перевал; е) выветривание; ж) кратер; 3)ОСЫПЬ.8. Выберите варианты, в которых названы стихийные явления литосферы: а)шторм; б) лавина; в) сель; наводнение; д) засуха; е) оползень; ж)карстовый провал; 3) смерч​

Пожалуйста решите это задание дам много баллов

Какое хозяйственное значение имеет вода?

Экожүйе дегеніміз не?​

Задания1.Составь и запиши предложения. Подчеркни подлежащее и сказуемое .Лежат, спелые, в, корзинах, яблоки.​

На картинке изображена главная лесная база страны: лес заготавливают в Восточном Казахстане в долинах рек Бухтырма, Курчум,Ульба, Нарым.Ответьте на во … просы:а) Как изменяется ландшафт местности в результате его освоения человеком?b) Как вы думаете, какие негативные последствия влечет данный вид деятельности человека?C) Как вы думаете, какие нужно принять меры по устранению данной проблемы? даю 17 баллов.

3.Огромная протяжённость России с севера на юг и её положение целиком в северномполушарии определяют:-значительные различия в величине суммарной солне … чной радиации между сев, и южнымрайонами- разнообразие и сложность тектонического строения территории- широкий спектр природных зон- положение территории в 10 часовых поясах​

Земная кора. Крупные структурные элементы Земли.

Различные участки земной коры имеют разную подвижность. Поэтому в земной коре выделяют следующие структурные элементы:

1. Геосинклинальная  область (складчатая область). Это тектонически  подвижные обширные участки земной коры.

2. Платформа

(фр. плоская форма) – обширные малоподвижные участки земной коры (они совершают только медленные вертикальные колебания).

Платформы имеют двухъярусное строение: складчатое основание (фундамент) покрыто осадочным чехлом. Такие участки называются платформенными плитами. Участки платформы без осадочного чехла – щиты.

Древние платформы имеют докембрийский фундамент (Восточно-Европейская, Сибирская, Китайская, Индийская, Австралийская, Африканская, Северо-Американская, Восточно-Антарктическая, Южно-Американская). Они составляют ядра материков.

Молодые платформы имеют фундамент палеозойского и мезозойского возраста и расположены по периферии древних платформ или между ними (Западно-Сибирская).

Фундамент платформ расчленен разломами на глыбы и блоки. При медленных колебательных движениях блоков пласты осадочного чехла нагибаются, образуя типичные для платформ положительные и отрицательные структуры (поднятия и прогибы), занимающие площадь в тысячи км.

На платформах возможны горообразовательные движения, в результате которых поднимаются возрожденные горы. Смять в складки фундамент нельзя, но блоки, составляющие фундамент древней платформы, по разломам могут смещаться относительно друг друга на значительную высоту. Горообразованию подвержены относительно подвижные, с еще не разрушившимися горами платформы. Этот процесс приводит к омоложению гор. Возрожденные и омоложенные горы имеют глыбово-складчатую структуру.

3. Горно-складчатые области отделяются от смежных платформ либо разломами, либо краевыми (предгорными) прогибами. Краевые прогибы. Образовываются на границе геосинклинальных областей и платформ в результате подъёма гор (богаты полезными ископаемыми).

Как называются самые беспокойные подвижные области земной коры 1) рельеф 2) складчатые…

1-4)

2-2)

3-Совокупность всех неровностей поверхности земной коры называют Рельефом.

4-Взаимодействие внутренних и внешних сил — основная причина разнообразия рельефа. Рельеф Земли постоянно изменяется в результате одновременного воздействия на него внутренних и внешних сил. Внутренние силы проявляются в процессах движения литосферы, внедрения вещества мантии в земную кору или его излияния на поверхность Земли. Действие этих сил вызвано перемещением вещества во всей мантии. Движения литосферы перемещают пласты горных пород, изменяют строение земной коры, а значит, и ее рельеф. Различают медленные вертикальные перемещения, которые происходят повсеместно, и горизонтальные движения, наиболее значительное из которых — движение литосферных плит. В результате их движения образуются самые крупные формы рельефа — выступы материков и впадины океанов, горные пояса, огромные равнины. 

Внешние силы действуют на поверхности Земли. Свою энергию они получают от Солнца, а также от силы тяжести и жизнедеятельности организмов. Внешние силы — это выветривание, работа текучих вод, ветра, подземных вод, ледников, морского прибоя, деятельность человека. Эти силы разрушают горные породы и выносят продукты разрушения с одних, более высоких, участков земной поверхности на другие, где происходит их отложение и накопление рыхлого материала. В разрушении и выравнивании рельефа на суше особенно велика роль выветривания. 

Внутренние и внешние силы действуют одновременно. При этом внутренние силы в основном создают крупные формы рельефа, внешние в основном их разрушают, а их созидательная сила проявляется в образовании небольших по размерам форм рельефа. На равнинах это холмы, речные долины, овраги, в горах — осыпи, небольшие хребты, ущелья, скалы причудливых очертаний и т. п. Изменение рельефа Земли происходит непрерывно. Меняются очертания гор, их высота, выравниваются холмы, даже, хотя и очень медленно, изменяются очертания материков.

Тектоническое строение земной коры: платформы и складчатые области

Тектоника — наука о строении, движениях земной коры в связи с геологическим развитием Земли в целом. В пределах материков выделяют крупные тектонические структуры, которые отчетливо выражены в современном рельефе, — платформы и складчатые области. Строение земной коры, ее основные тектонические структуры, их типы и возраст, этапы горообразования, а также современные тектонические явления отражаются на тектонических картах.

Платформы и их строение. Платформа — это крупный, относительно устойчивый и тектонически спокойный участок земной коры, имеющий двухъярусное строение. Нижний ярус платформы — кристаллический фундамент, верх ний — осадочный чехол (рис. 5).

 

 Рис. 5 Строение платформы

 

Кристаллический фундамент — древнее основание платформы, сложенное магматическими и метаморфическими породами. Осадочный чехол — верхний ярус платформы, сложен обычно более молодыми осадочными горными породами. Средняя мощность чехла на платформе составляет 5—6 км, максимальная достигает более 10 км (Прикаспийская низменность).

 Платформы — это основные элементы тектонической структуры материков. Платформы характеризуются равнинным рельефом. Для них характерны отсутствие или редкие проявления вулканической деятельности, очень слабая сейсмичность.

В пределах платформ выделяют плиты и щиты. Платформенные плиты — крупные (сотни и даже тысячи километров в поперечнике) части платформы, перекрытые осадочным чехлом.

Плиты занимают основную площадь древних и молодых платформ, для них характерен мощный сформировавшийся чехол (например, Северо-Американская и Восточно-Европейская плиты). В рельефе платформенным плитам соответ ствуют равнины.

Щиты — это участки платформ, на которых кристаллический фундамент выходит на поверхность Земли, обнажается. Это части древних платформ, которые в течение длительного геологического времени поднимались, подвергаясь разрушению. Примерами таких образований являются Балтийский (равнины Скандинавии), Украинский (Подольская возвышенность) щиты в пределах Восточно-Европейской платформы, Канадский щит (Лаврентийская возвышенность) на СевероАмериканской платформе.

В пределах щитов выявлены крупные месторождения  рудных полезных ископаемых: золота, марганцевых, урановых и железных руд, алмазов. С осадочным чехлом в пределах плит связаны месторождения осадочных полезных ископаемых: нефти, природного газа, каменного угля, калийных солей и др.

По времени образования кристаллического фундамента платформы делятся на древние и молодые. Древние платформы занимают до 40 % площади материков.

Древние платформы подразделяются на 3 типа: лавразийский, гондванский и переходный. К первому типу относятся Северо-Американская, Восточно-Европейская и Сибирская платформы, образованные в результате распада суперконтинента Лавразия. Они преимущественно погружаются, и для них характерны шельфовые моря. Ко второму типу относятся Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индийская, Австралийская и Антарктическая платформы, бывшие в составе Гондваны. В них поднятия преобладают над погружениями, в результате чего осадочный чехол еще не сформировался и распространен ограниченно. К третьему переходному типу относится

Китайская платформа, разделенная на отдельные блоки и отличающаяся молодостью, неустойчивостью и повышенной сей смичностью.

К древним платформам примыкают молодые: Западно-Сибирская, Патагонская, Туранская платформы. Фундамент их образован на более поздних стадиях развития земной коры и имеет складчатое строение. Он сложен в основном осадочно-вулканическими породами. Молодые платформы занимают лишь 5 %  всей площади континентов. 

Складчатые области. Кроме платформ, в пределах материков выделяют также складчатые области — отдельные крупные части складчатых поясов, тектонические подвижные участки земной коры, в пределах которых слои горных пород смяты в складки. Они отличаются интенсивными тектоническими поднятиями и опусканиями, формированием магматических отложений при извержении вулканов и накоплением осадочных пород в понижениях. Протяженность складчатых областей составляет  тысячи километров. Образование большей части складчатых областей является закономерным этапом развития подвижных зон земной коры.

Процесс формирования складчатых областей начинается с погружения (прогибания) земной коры. Погружение сопровождается накоплением в прогибе мощных осадочных отложений. Далее процессы погружения сменяются поднятием. Осадочные породы сжимаются и сминаются в складки, а по образующимся трещинам в них внедряется и застывает магма. Формируются складчатые области. В рельефе они выражены горами. Образование складок происходило на разных геологических этапах развития земной коры, поэтому горы имеют разный возраст. Горы, в свою очередь, постепенно разрушаются. На месте складчатых областей со временем формируются более устойчивые тектонические структуры — платформы.

Современный рельеф планеты формировался в течение длительного времени под воздействием внутренних и внешних сил и продолжает формироваться в наше время (рис. 6).

 

Рис. 6. Воздействие внешних и внутренних сил на рельеф Земли

 

Внутренние силы, действующие в недрах Земли (горообразовательные движения, деятельность вулканов, землетрясений), играют главную роль при образовании крупных форм рельефа. Внешние силы вызывают процессы, происходящие на поверхности Земли (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др. ). Рельеф воздействует на формирование климата, характер течения рек, распространение животных и растений, условия жизни людей. Рельеф является той основой, на которой живет и занимается хозяйственной деятельностью человек.

 

Список литературы

1. География 8 класс. Учебное пособие для 8 класса учреждений общего среднего образования с русским языком обучения /Под редакцией профессора П. С. Лопуха — Минск «Народная асвета» 2014

 

Планетарные формы рельефа

Тип учебного занятия —урок открытия новых знаний

Оборудование: физическая карта мира и карта строения земной коры(атлас), образцы горах пород, презентация

Цель урока: расширить знания о строении литосферы и земной коры, выявить особенности строения платформ и подвижных областей земной коры, установить различия между ними; познакомить с картой строения земной коры и начать обучение приемам работы с ней.

ЛИЧНОСТНЫЕ углубление учебно-логических умений: сравнивать, устанавливать причинно-следственные связи, анализировать и синтезировать информацию.

МЕТАПРЕДМЕТНЫЕ углубление учебно-информационных умений: работать с источниками информации, особенно с разнообразными тематическими картами;

ПРЕДМЕТНЫЕ Объяснять строение земной коры; литосферная плита, платформа

Основные представления и понятия: материковая и океаническая земная кора, выступы материков и впадины океанов, плиты литосферы, платформы и складчатые горные области, глубоководные желоба, тематическая карта строения земной коры.

Номенклатура: название и положение на карте больших по площади равнин и гор, изученных в начальном курсе географии.

Межпредметные связи: изменение агрегатного состояния вещества; давление (физика).

Базовое содержание урока		Деятельностный компонент урока (на уровне учебных действий)
Смысловые блоки содержания	Учебно-познавательные и учебно-практические вопросы и задания
1. Организационно—мотивационный этап урока
Эпиграфом к нашему уроку я взяла отрывок из стихотворения Эльвины Аксеновой «Речка Каменка. Разлом в земной коре» Кора земли – не дерева кора. Земной корой совсем другое называют!  Но вот когда в земле  огромная дыра, Которую горящей магмой заливает, Вот тут, действительно, коре несдобровать, Она и морщится, и рвется, как бумага, Землетрясенье невозможно описать, И грохота оно полно и страха. Так разверзается земля, чтобы потом Сказал глубокомысленно геолог- Вот здесь когда-то был в коре земной – разлом,* Недавно, лет так.. миллионов сорок.
Определение темы урока.	Как вы думаете, о чем мы сегодня будем говорить на уроке? Попробуйте сформулировать тему урока.	Планетарные формы рельефа
Постановка цели урока	Подумайте, какова цель нашего урока?	расширить знания о строении литосферы и земной коры
Формулирование задач урока	Составьте план изучения темы, опираясь на текст учебника стр 49-54	Планетарные формы рельефа. Устойчивые участки земной коры Подвижные участки земной коры Карта строения земной коры Опасные явления литосферы
Создание мотивационной установки	Из чего состоит земная кора? Каковы различия в строении материковой и океанической коры? Что называют рельефом? Назовите причины разнообразия рельефа.	Из горных пород Океаническая – два слоя , более мягкая и тонкая; Материковая – три слоя , более твердая и толстая. Внутренние (опускания, поднятия, вулканизм, землетрясения) и внешние(реки, ветры, волны, ледники, деятельность животных и растений)
2. Процессуально—содержательный этап урока
Планетарные формы рельефа	С помощью учебника стр 49 заполните схему в рабочих листах. (индивидуальная работа) Проверка по шаблону. Обсуждение.
Устойчивые и подвижные участки земной коры	Ребята, скажите, пожалуйста, где более разнообразен рельеф на суше или на дне океана? Какие процессы (силы) формируют рельеф? Приведите примеры Вывод: под воздействием внутренних сил формируются горы, под воздействием внешних сил – равнины. Поэтому можно выделить устойчивые участки земной коры и подвижные участки земной коры. Групповая работа ( 4 гр по 6 человек) 1 группа «Устойчивые участки земной коры» Задание группе: 1.Изучите пункт учебника «Устойчивые участки земной коры» стр 49-50. рисунок 37. 2. Ответьте на вопросы: — что такое платформа? — какие платформы называют древними, а какие молодыми? 2 группа «Устойчивые участки земной коры» Задание группе: 1.Изучите пункт учебника «Устойчивые участки земной коры» стр 49-50. рисунок 37. 2. Ответьте на вопросы: — выделите признаки платформ. 3. используя рисунок 37 попробуйте объяснить понятия «щит» и «плита». 3 группа Задание группе: 1. Изучите пункт учебника «Подвижные области земной коры» стр 50-51, рисунок 38. 2. Ответьте на вопросы: — Какие процессы происходят в подвижных областях земной коры? Какими формами рельефа выражены — выделите признаки подвижных областей — чем отличаются молодые горы и разрушенные (старые)? 4 группа «Подвижные области земной коры» Задание группе: 1. Изучите пункт учебника «Подвижные области земной коры» стр 50-51, рисунок 38. 2. Ответьте на вопросы: — что такое сейсмические пояса? И где они расположены? — что такое глубоководные желоба? Где они находятся	На суше Внутренние (опускания, поднятия, вулканизм, землетрясения) и внешние(реки, ветры, волны, ледники, деятельность животных и растений) Устойчивый участок земной поверхности Возраст фундамента более 1 млрд лет 1. устойчивость 2. медленные вертикальные колебания 3. два слоя кристаллический фундамент и осадочный чехол 4. занимают большие (обширные) территории Рис 37 Плита и щит объяснить: Щит – выход фундамента платформы на поверхность. Плита – молодой устойчивый участок земной коры Землетрясения, вулканизм, движения в земной коре. Горы 1. активные внутренние процессы 2. вертикальные и горизонтальные движения земной коры Молодые – активно движения з.к, старые – внешние процессы. Сейсмический пояса- подвижные участки земной коры. Формы рельефа океанического дна. На границах литосферных плит.
Рефлексия деятельности	Итак, давайте подвеем итог вашей работы, я читаю предложения, вы дополняете пропущенные слова. Прием «Закончи фразу» При изучении устойчивых и подвижных участков земной коры мы работали с …..(учебником) и установили, что устойчивые участки земной коры называют …. .(платформами), а подвижные учатски земной коры называют ….(сейсмическими поясами)..	Дополняют предложения.
«Карта строения земной коры»	Ребята! Особенности строения земной коры отражены на специальной карте «Карте строения земной коры». Откройте учебник стр.52, рис 39. Обучение чтению карты: Работа с условными знаками: обозначение древних платформ и областей складчатости ( подвижных участков) по возрасту.
Рефлексия деятельности	А теперь попробуйте сами читать карту. Найдите материк Северная Америка, используя условные знаки поясните строение земной коры на этом материке.	Работают с картой
Опасные природные явления	Работа в паре Ребята, вы выяснили, что в подвижных участках земной коры происходят активные движения, которые сопровождаются извержениями вулканов и землетрясениями. Это довольно опасные явления литосферы. С одним из них познакомимся, выполнив задание 2. (После прочтения задания спросить какими картами будут пользоваться) Одно из сильнейших землетрясений в истории человечества произошло 22 мая 1960 года в одной стране расположенной в бассейне Тихого океана, в районе с примерными координатами 35 °ю.ш. и 70° з.д, сила которого в эпицентре достигала 9,5 баллов, а разлом 1000 километров. Из-за природной катастрофы погибло 1655 человек, было ранено 3000 людей, около 2 миллиона человек остались без крова. Как называется столица страны, в которой произошло землетрясение? Почему в этом районе часто происходят землетрясения?	Чили, столица Сантьяго, области новой складчатости.
3. Этап закрепления и первичной проверки
Первичная проверка знаний	А сейчас для изученного материала я предлагаю выполнить тест. (задание 3) 1. Самые крупные планетарные формы рельефа Земли – это А) горы и равнины Б) материковые выступы и впадины океанического ложа В) материковые выступы и равнины Г) впадины океанического ложа 2. Древние платформы характеризуются следующими признаками: А) испытывают только поднятия Б) малоподвижны В) полностью покрыты чехлом осадочных пород Г) образовались сравнительно недавно 3. Подвижные области земной коры А) Сложены только океаническим типом земной коры Б) малоподвижны В) это такие области, в которых горные породы смяты в складки и разбиты разломами Г) это области, которые образовались в одно геологическое время 4. Области землетрясений и современного горообразования расположены на А) платформах Б) равнинах В) границах литосферных плит 5. Материковые выступы сложены А) материковой земной корой Б) океанической земной корой	Ответы: 1. Б 2. Б 3. В 4. В 5. А Выставление оценок за урок и их проверка. Проверка оценок: 5- зеленый 4- желтый 3- красный
А теперь подведем итог урока посмотрите на доску, скажите все ли задачи вы выполнили? Достигли цели или нет?
4. Рефлексивный этап урока
Рефлексия эмоционального состояния	А сейчас я предлагаю оценить ваше отношение к уроку. Прием «Зарядка» Оцените отдельные компоненты урока и выразите свое отношение к ним с помощью следующих движений: 1) высокая или хорошая оценка восторженное, позитивное отношение, хорошее настроение – подняться на цыпочки, вытянуть руки вверх, показать горы. 2) удовлетворительная оценка, спокойное отношение – развести руки в стороны, показать равнины. 3) невысокая оценка, безразличное отношение – опустить руки по швам, обычная поза.	Выполняют действия
5. Объяснение домашнего задания
Обязательное задание	Прочитать §-9 и ответить на вопросы после параграфа
Дополнительное	«Школа географа-страноведа» Стр54

ИЗК СО РАН — Институт земной коры СО РАН

Кандидат геолого-минералогических наук (1985)

Заведующий лабораторией

Родился 18 октября 1955 г. в г. Ангарске Иркутской области.

В 1978 г. окончил с отличием геологический факультет Иркутского госуниверситета по специальности “геологическая съемка и поиски месторождений полезных ископаемых”. В
1978 г. – инженер ВостСибНИИГГиМСа. В 1978–1981 гг. – аспирант Института земной коры СО АН СССР (научный руководитель профессор С.И. Шерман). В 1981–1982 гг. – инженер, в 1983–1986 гг. – младший научный сотрудник, в 1986–1988 гг. – научный сотрудник лаборатории тектонофизики Института земной коры СО АН СССР, в 1988–1997 гг. – ученый секретарь Института, в 1997–2007 гг. – старший научный сотрудник, с 2007 г. – заведующий лабораторией современной геодинамики Института земной коры СО РАН. Защитил кандидатскую диссертацию на тему “Оценка глубины проникновения разломов по геолого-геофизическим и экспериментальным данным” в Институте геологии и геофизики СО РАН (г. Новосибирск). В 1997 г. ему было присвоено ученое звание старшего научного сотрудника по специальности “геотектоника”.

В.А. Саньков – известный специалист в области разломной тектоники, тектонофизики и современной геодинамики. Им впервые на основе комплексного анализа геолого-геофизиче­ских данных и физического моделирования выявлены взаимосвязи глубины проникновения и других параметров разломов разного иерархического уровня, установлены закономерности изменения нарушенности земной коры с глубиной, показано влияние их морфолого-генетическо­го типа, вязкости и горизонтальных неоднородностей среды, скорости деформаций на соотношение параметров разломов. Совместно с сотрудниками лаборатории современной геодинамики выявлены пространственно-временные закономерности напряженно-деформированного состояния земной коры Монголо-Сибирской подвижной области в позднем кайнозое, обоснована эволюция полей напряжений в Байкальской рифтовой системе.

В.А. Саньков осуществлял руководство несколькими международными проектами по исследованию современных деформаций, напряженного состояния земной коры и современной геодинамики Сибири и Монголии, являлся инициатором и организатором проведения исследований современных движений земной коры в Монголо-Сибирском регионе методом высокоточной GPS-геодезии. Обобщение полученных данных по разломной тектонике, напряженному состоянию, современным движениям и деформациям позволило предложить оригинальную комплексную модель позднекайнозойской и современной геодинамики региона.

Наряду с научными исследованиями, В.А. Саньков ведет преподавательскую работу, работу с молодежью. В 1988 г. организовал молодежный творческий коллектив “Северомуйский тоннель”, который проводил исследования разломно-блокового строения и напряженно-дефор­мированного состояния района строительства Северомуйского тоннеля трассы БАМ. Участвовал в организации совместной кафедры по изучению современной геодинамики и природных катастроф ИЗК СО РАН и ИрГТУ, созданной в 1997 г. Читал курсы лекций по геотектонике, неотектонике и природным катастрофам в ИГУ и ИрГТУ. Позднее, в 2015 г., организовал совместную кафедру современной геодинамики на базе геологического факультета ИГУ. В рамках этого сотрудничества читает курсы лекций “Геодинамика Центральной Азии” и “Геотектоника и геодинамика”. В 2006 и 2016 гг. по приглашению читал лекции в Университете Западной Бретани (Брест, Франция). Под его руководством защищены три кандидатские диссертации.

Автор и соавтор более 360 научных работ, в том числе 11 монографий.

Имеет почетное звание “Заслуженный ветеран СО РАН” (1999), Благодарность губернатора Иркутской области (2012), Благодарность ИЗК СО РАН (2015). Награжден медалью ордена “За заслуги перед Отечеством” II степени (1999), Почетной грамотой Президиума РАН и Профсоюза работников РАН (1999), Почетной грамотой ИЗК СО РАН (2005), почетным знаком Сибирского отделения РАН “Серебряная Сигма” (2007), Почетной грамотой Иркутского научного центра СО РАН (2015), Почетной грамотой губернатора Иркутской области (2017), Почетной грамотой ЦЕНТРСИБНЕДРА Федерального агентства по недропользованию (2017).

Открытый урок географии в 7 классе «Планетарные Формы рельефа»

ФИ_________________________________ класс__________________________

Тема урока:__________________________________________________________________

ЗАДАНИЕ 1.

Заполнить заполнить схему, используя стр 49 учебника

Крупные формы рельефа.

Самооценка за задание

ЗАДАНИЕ 2.

Одно из сильнейших землетрясений в истории человечества произошло 22 мая 1960 года в одной стране расположенной в бассейне Тихого океана, в районе с примерными координатами 35 °ю.ш. и 70° з.д, сила которого в эпицентре достигала 9,5 баллов, а разлом 1000 километров. Из-за природной катастрофы погибло 1655 человек, было ранено 3000 людей, около 2 миллионов человек остались без крова.

1. Как называется столица страны, в которой произошло землетрясение?

2. Почему в этом районе часто происходят землетрясения?

ЗАДАНИЕ 3.

Тест.

1. Самые крупные планетарные формы рельефа Земли – это

А) горы и равнины

Б) материковые выступы и впадины океанического ложа

В) материковые выступы и равнины

Г) впадины океанического ложа

2. Древние платформы характеризуются следующими признаками:

А) испытывают только поднятия

Б) малоподвижны

В) полностью покрыты чехлом осадочных пород

Г) образовались сравнительно недавно

3. Подвижные области земной коры

А) Сложены только океаническим типом земной коры

Б) малоподвижны

В) это такие области, в которых горные породы смяты в складки и разбиты разломами

Г) это области, которые образовались в одно геологическое время

4. Области землетрясений и современного горообразования расположены на

А) платформах

Б) равнинах

В) границах литосферных плит

5. Материковые выступы сложены

А) материковой земной корой

Б) океанической земной корой

Самооценка за тест

Самооценка за урок

Оценка учителя

1 группа «Устойчивые участки земной коры»

Задание группе:

1.Изучите пункт учебника «Устойчивые участки земной коры» стр 49-50. рисунок 37.

2. Ответьте на вопросы:

— что такое платформа?

— какие платформы называют древними, а какие молодыми?

2 группа «Устойчивые участки земной коры»

Задание группе:

1.Изучите пункт учебника «Устойчивые участки земной коры» стр 49-50. рисунок 37.

2. Ответьте на вопрос:

— выделите признаки платформ.

3. используя рисунок 37 попробуйте объяснить понятия «щит» и «плита».

3 группа

Задание группе:

1. Изучите пункт учебника «Подвижные области земной коры» стр 50-51, рисунок 38.

2. Ответьте на вопросы:

— Какие процессы происходят в подвижных областях земной коры? Какими формами рельефа выражены

— выделите признаки подвижных областей

— чем отличаются молодые горы и разрушенные (старые)?

4 группа «Подвижные области земной коры»

Задание группе:

1. Изучите пункт учебника «Подвижные области земной коры» стр 50-51, рисунок 38.

2. Ответьте на вопросы:

— что такое сейсмические пояса? И где они расположены?

— что такое глубоководные желоба? Где они находятся

Рис. 1. Образование равнин

Рис. 2. Образование старых (глыбовых, возрожденных) гор

Рис. 3. Средние (глыбово-складчатые и складчато-глыбовые обновленные) горы.

Рис.4. Молодые горы

корочка | Национальное географическое общество

«Кора» описывает внешнюю оболочку планеты земного типа. Тонкая кора нашей планеты глубиной 40 километров (25 миль) — всего 1% массы Земли — содержит всю известную жизнь во Вселенной.

Земля состоит из трех слоев: коры, мантии и ядра. Кора состоит из твердых пород и минералов. Под корой находится мантия, которая также в основном состоит из твердых пород и минералов, но перемежается пластичными областями полутвердой магмы. В центре Земли находится горячее плотное металлическое ядро.

Слои Земли постоянно взаимодействуют друг с другом, а кора и верхняя часть мантии являются частью единой геологической единицы, называемой литосферой. Глубина литосферы варьируется, и разрыв Мохоровича (Мохо) — граница между мантией и корой — не существует на одинаковой глубине. Изостази описывает физические, химические и механические различия между мантией и корой, которые позволяют коре «плавать» на более податливой мантии. Не все регионы Земли находятся в изостатическом равновесии.Изостатическое равновесие зависит от плотности и толщины коры, а также от динамических сил, действующих в мантии.

Так же, как меняется глубина корки, меняется и ее температура. Верхняя кора выдерживает температуру окружающей среды или океана — жарко в засушливых пустынях и замерзает в океанических желобах. Рядом с Мохо температура коры колеблется от 200 ° по Цельсию (392 ° по Фаренгейту) до 400 ° по Цельсию (752 ° по Фаренгейту).

Создание корки

Миллиарды лет назад планетарная капля, которая стала Землей, возникла как горячий вязкий каменный шар.Самый тяжелый материал, в основном железо и никель, опустился к центру новой планеты и стал ее ядром. Расплавленный материал, окружавший ядро, был ранней мантией.

За миллионы лет мантия остыла. Вода, заключенная в минералах, извергалась лавой — процесс, называемый «дегазациями». По мере того, как выделялось все больше воды, мантия затвердевала. Материалы, которые изначально оставались в жидкой фазе во время этого процесса, так называемые «несовместимые элементы», в конечном итоге стали хрупкой корой Земли.

От ила и глины до алмазов и угля — земная кора состоит из магматических, метаморфических и осадочных пород. Самые распространенные породы в коре — магматические, образованные в результате охлаждения магмы. Земная кора богата магматическими породами, такими как гранит и базальт. Метаморфические породы претерпели резкие изменения из-за тепла и давления. Сланец и мрамор — знакомые метаморфические породы. Осадочные породы образуются в результате накопления материала на поверхности Земли.Песчаник и сланец — это осадочные породы.

Динамические геологические силы создали земную кору, и кора продолжает формироваться под действием движения и энергии планеты. Сегодня тектоническая активность ответственна за формирование (и разрушение) материалов земной коры.

Земная кора делится на два типа: океаническая кора и континентальная кора. Переходную зону между этими двумя типами коры иногда называют разрывом Конрада. Силикаты (в основном соединения, состоящие из кремния и кислорода) являются наиболее распространенными породами и минералами как в океанической, так и в континентальной коре.

Океаническая кора

Океаническая кора, простирающаяся на 5-10 километров (3-6 километров) под дном океана, в основном состоит из различных типов базальтов. Геологи часто называют породы океанической коры «сима». Сима означает силикат и магний, самые распространенные минералы в океанической коре. (Базальты — это похожие на скалы.) Океаническая кора плотная, почти 3 грамма на кубический сантиметр (1,7 унции на кубический дюйм).

Океаническая кора постоянно образуется на срединно-океанических хребтах, где тектонические плиты разрываются друг от друга.Когда магма, которая поднимается из этих трещин на поверхности Земли, остывает, она становится молодой океанической корой. Возраст и плотность океанической коры возрастают по мере удаления от срединно-океанических хребтов.

Подобно тому, как океаническая кора образуется на срединно-океанических хребтах, она разрушается в зонах субдукции. Субдукция — важный геологический процесс, при котором тектоническая плита, состоящая из плотного литосферного материала, плавится или опускается ниже плиты, состоящей из менее плотной литосферы на границе сходящейся плиты.

На конвергентных границах плит между континентальной и океанической литосферой плотная океаническая литосфера (включая кору) всегда погружается под континентальную.Например, на северо-западе США океаническая плита Хуан-де-Фука погружается под континентальную Северо-Американскую плиту. На сходящихся границах между двумя плитами, несущими океаническую литосферу, более плотный (обычно более крупный и глубокий океанский бассейн) субдуцируется. В Японском желобе плотная Тихоокеанская плита погружается под менее плотную Охотскую плиту.

По мере того как литосфера погружается в мантию, она становится более пластичной и пластичной. Благодаря мантийной конвекции богатые минералы мантии могут быть в конечном итоге «переработаны», когда они всплывают на поверхность в виде лавы, образующей корку, на срединно-океанических хребтах и ​​вулканах.

В основном из-за субдукции океаническая кора намного моложе континентальной коры. Самая старая существующая океаническая кора находится в Ионическом море, части восточного Средиземноморского бассейна. Дну Ионического моря около 270 миллионов лет. (С другой стороны, самым старым частям континентальной коры более 4 миллиардов лет.)

Геологи собирают образцы океанической коры путем бурения на дне океана, с помощью подводных аппаратов и изучения офиолитов.Офиолиты — это участки океанической коры, которые поднялись над уровнем моря в результате тектонической активности, иногда появляясь как дайки в континентальной коре. Офиолиты часто более доступны для ученых, чем океаническая кора на дне океана.

Континентальная кора

Континентальная кора в основном состоит из разных типов гранитов. Геологи часто называют породы континентальной коры «сиальными». Сиал означает силикат и алюминий, самые распространенные минералы в континентальной коре.Сиал может быть намного толще, чем сима (толщиной 70 километров (44 мили)), но также немного менее плотным (около 2,7 грамма на кубический сантиметр (1,6 унции на кубический дюйм)).

Как и океаническая кора, континентальная кора образована тектоникой плит. На границах сходящихся плит, где тектонические плиты сталкиваются друг с другом, континентальная кора поднимается вверх в процессе горообразования или горообразования. По этой причине самые толстые части континентальной коры находятся на самых высоких горных хребтах мира.Как и айсберги, высокие пики Гималаев и Анд являются лишь частью континентальной коры региона — кора неравномерно простирается под Землей, а также взлетает в атмосферу.

Кратоны — самая старая и стабильная часть континентальной литосферы. Эти части континентальной коры обычно находятся глубоко внутри большинства континентов. Кратоны делятся на две категории. Щиты — это кратоны, в которых древняя скала из фундамента выходит в атмосферу.Платформы — это кратоны, в которых порода фундамента погребена под вышележащими отложениями. И щиты, и платформы предоставляют геологам важную информацию о ранней истории и формировании Земли.

Континентальная кора почти всегда намного старше океанической. Поскольку континентальная кора редко разрушается и повторно используется в процессе субдукции, некоторые участки континентальной коры почти так же стары, как сама Земля.

Внеземная кора

Другие планеты земной группы нашей солнечной системы (Меркурий, Венера и Марс) и даже наша собственная Луна имеют корки.Как и Земля, эти внеземные корки образованы в основном силикатными минералами. Однако, в отличие от Земли, корки этих небесных тел не сформированы взаимодействием тектонических плит.

Несмотря на меньшие размеры Луны, лунная кора толще земной. Лунная кора не имеет однородной толщины и обычно имеет тенденцию быть толще на «дальней стороне», которая всегда обращена от Земли.

Хотя считается, что Меркурий, Венера и Марс не имеют тектонических плит, у них действительно есть динамическая геология.У Венеры, например, есть частично расплавленная мантия, но в коре Венеры не хватает воды, удерживаемой в ловушках, чтобы сделать ее такой же динамичной, как земная кора.

Между тем кора Марса представляет собой самые высокие горы в Солнечной системе. Эти горы на самом деле представляют собой потухшие вулканы, образовавшиеся в результате извержения расплавленной породы в одном и том же месте на поверхности Марса в течение миллионов лет. В результате извержений образовались огромные горы из богатых железом магматических пород, которые придают марсианской коре характерный красный оттенок.

Одна из самых вулканических корок в Солнечной системе — это корка спутника Юпитера Ио. Богатые сульфидные породы в ионической коре окрашивают Луну в пестрый набор желтых, зеленых, красных, черных и белых тонов.

The moving Earth — Science Learning Hub

Разве не смешно думать, что Земля движется! Если мы стоим совершенно неподвижно и смотрим вдаль, Земля тоже кажется совершенно неподвижной. Но на самом деле Земля движется во многих разных направлениях.Земля вращается вокруг своей оси, и мы воспринимаем это как день и ночь. Земля также находится в движении по орбите вокруг Солнца, и мы ощущаем это движение при смене времен года. Мы не чувствуем движения, когда Земля вращается и вращается, но мы знаем, что это происходит.

Есть еще один тип движения, который влияет на Землю. Это движение происходит под нашими ногами. Обычно мы не чувствуем этого движения, потому что оно довольно постепенное — всего несколько миллиметров в год. Со временем давление этого движения нарастает, и внутри Земли происходит внезапный сдвиг, который мы ощущаем как землетрясение.

Представьте Землю как сваренное вкрутую яйцо. Желток — это ядро ​​Земли, а белый — мантия. Тонкая оболочка вокруг яйца похожа на тонкую корку Земли. Если ударить яйцо о тарелку, на скорлупе появятся трещины. В земной коре тоже есть трещины. Ученые называют эти трещины границами тектонических плит.

Границы тектонических плит

Огромные тектонические плиты, покрывающие Землю, складываются вместе, как части в глобальную головоломку.Мантия Земли под корой горячая и гибкая, поэтому пластины (кусочки головоломки) могут двигаться, но делают это очень, очень медленно. Есть три разных способа движения тарелок: тарелки могут двигаться мимо друг друга, они могут отделяться друг от друга или они могут двигаться навстречу друг другу.

У ученых есть особые названия того, как движутся плиты.

Границы трансформации — это места, где плиты встречаются и пытаются пройти друг мимо друга. Трение удерживает пластины на месте, поэтому они не могут просто скользить друг мимо друга.Напряжение нарастает и снимается как землетрясение. Альпийский разлом Новой Зеландии является примером границы трансформации.

Расходящиеся границы — это места, где плиты раздвигаются друг от друга, и пространство, которое это создает, заполняется магмой и формирует новую кору. Это часто случается под морем, например, Тихий океан расширяется примерно на 18 см в год.

Сходящиеся границы — это места, где пластины скользят по направлению друг к другу. Иногда это создает горы, например, столкновение между Австралийской плитой и Тихоокеанской плитой образовало Южные Альпы.Когда две плиты под океаном сталкиваются, они обычно создают остров, поскольку одна плита движется под другой. Так были созданы Соломоновы Острова.

В движении в течение миллиардов лет

Ученые теперь считают, что тектонические плиты были в движении в течение примерно 3 миллиардов лет, но всего 50 или 60 лет назад люди думали, что континенты навсегда останутся в одном и том же положении. Ученые пытаются выяснить, как и почему все работает. Изучая горные породы, окаменелости и землетрясения, они пришли к новой теории тектоники плит.

Природа науки

Научные знания меняются, когда обнаруживаются новые свидетельства. Ученые впервые использовали окаменелости и другие геологические свидетельства, чтобы показать, что континенты находятся в движении. Сегодня они используют GPS для отслеживания движения тектонических плит.

Что скрывается под земной корой

Слои Земли (Источник: www.phys.org)

Слои Земли дают геологам и геофизикам подсказки о том, как образовалась Земля, слои, из которых состоят другие планетные тела, источник ресурсов Земли и многое другое.Современные достижения позволили ученым изучить то, что лежит у нас под ногами, более подробно, чем когда-либо прежде, но все еще остаются значительные пробелы в нашем понимании.

Я надеюсь, что это руководство проведет вас по слоям Земли, даст общее представление о нашем понимании и наших текущих пробелах. Имейте в виду, что это область текущих исследований и, вероятно, в ближайшие годы и десятилетия она станет более усовершенствованной.

На втором году обучения в Эдинбурге [1826-27] я посетил лекции Джеймсона по геологии и зоологии, но они были невероятно скучными.Единственный эффект, который они произвели на меня, — это решимость ни разу за всю мою жизнь прочесть книгу по геологии. — Чарльз Дарвин

Слои Земли

Земля имеет слои, похожие на слои лука, и их можно разрезать, чтобы понять физические и химические свойства каждого слоя и его влияние на остальную часть Земли. Вообще говоря, Земля имеет 4 слоя:

• Внешняя кора , на которой мы живем
• Пластиковая мантия
• Жидкость внешняя сердцевина
• Твердое внутреннее ядро ​​

Мультяшный блок слоев земли (Источник: USGS)

При дифференцировании слоев геологи делят подразделения на две категории, реологические или химические.Реологическая дифференциация говорит о жидком состоянии горных пород при огромном давлении и температуре. Например, горная порода будет совершенно иначе реагировать на деформацию при нормальных атмосферных температурах и давлениях по сравнению с менее чем тысячами километров породы. Если мы разделим Землю на части на основе реологии, мы увидим литосферу, астеносферу, мезосферу, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро. Однако, если мы дифференцируем слои на основе химических вариаций, мы объединяем слои в кору, мантию, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро.

Чтобы понять разницу в различных частях мантии или внешнего и внутреннего ядра, вы должны понимать фазовые диаграммы, о которых я расскажу ниже.

Земная кора

Кора — это то, чем мы живем, и она, безусловно, самый тонкий из слоев земли. Толщина варьируется в зависимости от того, где вы находитесь на Земле: океаническая кора составляет 5-10 км, а континентальные горные хребты — до 30-45 км. Тонкая океаническая кора более плотная, чем более толстая континентальная кора, и поэтому «плавает» ниже в мантии по сравнению с континентальной корой.Вы найдете самую тонкую океаническую кору вдоль срединно-океанических хребтов, где активно формируется новая кора. Для сравнения, когда два континента сталкиваются, как в случае Индийской плиты и Евразийской плиты, вы получаете одни из самых толстых участков коры, поскольку она скомкана.

Температура земной коры будет варьироваться от температуры воздуха на поверхности до примерно 870 градусов Цельсия на более глубоких участках. При этой температуре вы начинаете плавить породу и формировать нижележащую мантию.Геологи подразделяют земную кору на разные плиты, которые перемещаются относительно друг друга.

Учитывая, что поверхность Земли в основном постоянна по площади, вы не можете образовать кору, не разрушив сопоставимое количество коры. С конвекцией подстилающей мантии мы видим внедрение мантийной магмы вдоль срединно-океанических хребтов, постоянно формируя новую океаническую кору. Однако, чтобы освободить место для этого, океаническая кора должна поглотить (опуститься ниже) континентальную кору. Геологи тщательно изучили историю этого движения плит, но нам крайне не хватает определения того, почему и как эти плиты движутся так, как они это делают.

Тектоническая карта Земли (Источник: USGS)

Земная кора «плавает» поверх мягкой пластмассовой мантии внизу. В некоторых случаях мантия явно вызывает изменения в коре, как на Гавайских островах. Тем не менее, продолжаются дискуссии о том, происходит ли субдукция океанической коры и спрединг срединных океанических хребтов за счет механизма выталкивания или выталкивания.

В очень широком смысле, океаническая кора состоит из базальта, а континентальная кора состоит из горных пород, похожих на гранит.Ниже коры находится твердая относительно более холодная часть верхней мантии, которая объединяется с корой, образуя слой литосферы . Литосфера физически отличается от нижележащих слоев из-за низких температур и обычно простирается на 70-100 км в глубину.

Под литосферой находится слой астеносферы , гораздо более горячая и податливая часть верхней мантии. Астеносфера начинается в нижней части литосферы и простирается примерно на 700 км вглубь Земли.Астеносфера действует как смазывающий слой под литосферой, который позволяет литосфере перемещаться по поверхности Земли.

Мантия Земли

Мантия — это слой земли, который находится под корой и является самым большим слоем, составляющим 84% объема Земли. Мантия начинается у разрыва Мохоровичич, также известного как Мохо. Мохо определяется как контраст плотности от менее плотной коры к более плотной мантии и где скорости сейсмических волн увеличиваются.Мантия действует подобно пластику, и при очень высоких температурах и давлениях порода деформируется в геологических временных масштабах. Эта деформация вызывает процесс, похожий на конвекцию, в мантии, где есть большие зоны апвеллинга и нисходящего потока.

Мантия простирается на 2 890 км вглубь поверхности Земли. Температура колеблется от 500 до 900 градусов Цельсия в верхней части до более 4000 градусов Цельсия у границы ядра. Считается, что мантия Земли состоит из минералов, аналогичных перидотиту.Перидотит драгоценного качества называется перидотом, поэтому в следующий раз, когда вы окажетесь в ювелирном магазине, взгляните на перидот, и вы увидите что-то похожее на 84% Земли!

Видео выше дает представление о глобальной циркуляции мантийной магмы вокруг Земли. Конечно, это сильно упрощено, но дает схематическое представление о процессе создания срединно-океанических хребтов, вулканов и гор.

Внешнее ядро ​​Земли

Внешнее ядро ​​- это жидкий, в основном, железный слой земли, лежащий под мантией.Геологи подтвердили, что внешнее ядро ​​жидкое из-за сейсмических исследований недр Земли. Внешнее ядро ​​имеет толщину 2300 км и опускается примерно на 3400 км вглубь Земли. Никто никогда не видел внешнее ядро, но, основываясь на ряде показателей, геологи полагают, что внешнее ядро ​​на 80% состоит из железа, немного никеля и ряда различных более легких элементов. Когда Земля только начинала охлаждаться миллиарды лет назад, более тяжелые элементы погружались в центр Земли, а менее плотные элементы поднимались на поверхность.Следовательно, мы видим общее увеличение плотности по мере приближения к центру Земли.

Внешний сердечник достаточно горячий, чтобы его расплавить, но давление недостаточно, чтобы железо снова стало твердым, как это видно на внутреннем ядре. Температура внешнего ядра колеблется от 4030 до 5730 градусов по Цельсию. Удивительно, но внешнее ядро ​​достаточно жидкое и имеет достаточно низкую вязкость, чтобы вращаться быстрее, чем вся Земля. Эта дифференциальная скорость вращения, наряду с конвекцией и турбулентным потоком внешнего ядра из железа, создает магнитное поле Земли.

Схема магнитного поля Земли (Источник: НАСА)

Внутреннее ядро ​​Земли

Внутреннее ядро ​​- это центральный слой Земли, во многом оно похоже на внешнее ядро. Он также состоит в основном из железа и никеля и имеет радиус около 1220 км. Различие между внешним ядром и внутренним ядром определяется плотностью. Давление становится достаточно высоким, чтобы, несмотря на очень высокие температуры, внутреннее ядро ​​оставалось твердым. Он также обогащен необычными тяжелыми элементами, включая золото, серебро, платину, палладий и вольфрам.

Температура достигает 5400 градусов Цельсия, а давление — 360 гигапаскалей. Внутреннее ядро ​​составляет около 70% радиуса Луны и имеет примерно такую ​​же температуру, как и поверхность Солнца! Теперь давайте ответим на некоторые часто задаваемые вопросы, если вы ищете быстрые ответы.

Часто задаваемые вопросы о слоях Земли

• Что такое внешний слой Земли?
  • Внешний слой Земли — это кора , твердый тонкий слой, состоящий из континентальной и океанической коры.
• Каковы разные части Земли?
  • Различные части Земли — кора, мантия, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро.
• Сколько слоев на Земле?
  • Вообще говоря, на Земле 4 слоя. Однако это зависит от того, как вы измеряете каждый слой, исходя из физических или химических свойств.
• Какова глубина внутреннего ядра Земли?
  • Внутреннее ядро ​​Земли начинается на расстоянии 5150 км от поверхности Земли и простирается до центра Земли.
• Какие материалы составляют внутреннее ядро?
  • Внутреннее ядро ​​состоит в основном из железа на 80% и никеля, а также из следовых количеств тяжелых металлов.
• Какова глубина земной коры?
  • Земная кора колеблется от 5 до 60 километров в зависимости от океанической коры по сравнению с континентальной

• Какие два типа земной коры?
  • Два типа коры: плотная и тонкая океаническая кора и менее плотная и более толстая континентальная кора.

Надеюсь, вам понравился этот путеводитель по слоям Земли, и он пробудил новый интерес к тому, что лежит у нас под ногами!

Земная кора | Астрономия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Обозначьте основные типы горных пород, которые составляют земную кору.
• Объясните теорию тектоники плит
• Опишите разницу между рифтовой зоной и зоной субдукции
• Опишите взаимосвязь между зонами разломов и горообразованием
• Объясните различные типы вулканической активности, происходящей на Земле

Давайте теперь рассмотрим внешние слои нашей планеты более подробно. Земная кора — динамичное место. Извержения вулканов, эрозия и крупномасштабные движения континентов постоянно меняют поверхность нашей планеты. В геологическом отношении наша планета — самая активная. Многие геологические процессы, описанные в этом разделе, имели место и на других планетах, но обычно в далеком прошлом. Некоторые спутники планет-гигантов также обладают впечатляющими уровнями активности. Например, на спутнике Юпитера Ио находится огромное количество действующих вулканов.

Состав корки

Земная кора в основном состоит из океанических базальтов и континентальных гранитов.Это обе изверженные породы , термин, используемый для любой породы, которая остыла из расплавленного состояния. Все породы вулканического происхождения являются вулканическими (рис. 1).

Рис. 1. Формирование магматической породы при охлаждении и замерзании жидкой лавы: Это поток лавы в результате извержения базальта. Базальтовая лава течет быстро и может легко перемещаться на расстояние более 20 километров. (кредит: USGS)

Два других вида горных пород знакомы нам на Земле, хотя оказывается, что ни один из них не встречается на других планетах. Осадочные породы состоят из фрагментов вулканической породы или оболочек живых организмов, отложенных ветром или водой и скрепленных друг с другом без плавления. На Земле эти породы включают обычные песчаники, сланцы и известняки. Метаморфические породы образуются, когда высокая температура или давление изменяют изверженные или осадочные породы физически или химически (слово метаморфический означает «измененные по форме»). Метаморфические породы образуются на Земле, потому что геологическая активность переносит поверхностные породы на значительные глубины, а затем возвращает их на поверхность.Без такой активности эти измененные породы не существовали бы на поверхности.

Существует четвертая очень важная категория горных пород, которая может многое рассказать нам о ранней истории планетной системы: примитивная горная порода , которая в значительной степени избежала химической модификации при нагревании. Первобытная порода представляет собой исходный материал, из которого была сделана планетная система. На Земле не осталось примитивного материала, потому что в начале своей истории вся планета была нагрета. Чтобы найти примитивную породу, мы должны смотреть на более мелкие объекты, такие как кометы, астероиды и небольшие планетные луны.Иногда мы можем увидеть примитивные породы в образцах, которые падают на Землю с этих более мелких объектов.

Блок кварцита на Земле состоит из материалов, прошедших все четыре состояния. Начавшись как примитивный материал еще до рождения Земли, он был нагрет на ранней Земле, чтобы сформировать изверженную породу, химически преобразовался и переотложился (возможно, много раз), чтобы сформировать осадочную породу, и, наконец, превратился в твердом, белом метаморфическом камне на глубине нескольких километров под поверхностью Земли. мы видим сегодня.

Тектоника плит

Геология — это исследование земной коры и процессов, которые формировали ее поверхность на протяжении всей истории. (Хотя geo — означает «связанный с Землей», астрономы и планетологи также говорят о геологии других планет.) Тепло, уходящее из недр, обеспечивает энергию для образования гор, долин, вулканов и даже континентов нашей планеты. и сами бассейны океана. Но только в середине двадцатого века геологам удалось понять, как создаются эти формы рельефа.

Тектоника плит — это теория, объясняющая, как медленные движения в мантии Земли перемещают большие сегменты земной коры, что приводит к постепенному «дрейфу» континентов, а также образованию гор и других крупномасштабных геологических особенностей. Тектоника плит — это такое же базовое понятие для геологии, как эволюция путем естественного отбора для биологии или гравитация для понимания орбит планет. Если взглянуть на это с другой точки зрения, тектоника плит — это механизм, с помощью которого Земля эффективно переносит тепло изнутри, где оно накопилось, в космос.Это система охлаждения для планеты. Все планеты развивают процесс теплопередачи по мере развития; механизмы могут отличаться от земных из-за химического состава и других ограничений.

Земная кора и верхняя мантия (на глубине около 60 километров) разделены примерно на дюжину тектонических плит, которые складываются вместе, как кусочки мозаики (рис. 2). В некоторых местах, например в Атлантическом океане, плиты расходятся; в других, например, у западного побережья Южной Америки, их заставляют вместе.Способность перемещать плиты обеспечивается медленной конвекцией мантии — процессом, при котором тепло выходит изнутри через восходящий поток более теплого материала и медленное опускание более холодного материала. (Конвекция, при которой энергия переносится из теплого региона, такого как недра Земли, в более прохладный регион, такой как верхняя мантия, — это процесс, с которым мы часто сталкиваемся в астрономии — как в звездах, так и на планетах. Это также важно кипятить воду для кофе во время подготовки к экзаменам по астрономии.)

Рис. 2. Континентальные плиты Земли: На этой карте показаны основные плиты, на которые разделена кора Земли. Стрелки указывают на движение пластин со средней скоростью от 4 до 5 сантиметров в год, аналогично скорости роста ваших волос.

Геологическая служба США предоставляет карту недавних землетрясений и показывает границы тектонических плит и места землетрясений по отношению к этим границам. Вы можете посмотреть на Соединенные Штаты крупным планом или уменьшить масштаб, чтобы получить глобальный обзор.

При медленном движении плиты они сталкиваются друг с другом и со временем вызывают драматические изменения в земной коре. На их границах возможны четыре основных типа взаимодействия плит земной коры:

1. Они могут разъединяться
2. Одна тарелка может зарываться под другую
3. Они могут скользить рядом друг с другом
4. Они могут заклинивать

Каждый из этих видов деятельности важен для определения геологии Земли.

Альфред Вегенер: Улавливая дрейф тектоники плит

Рисунок 3.Альфред Вегенер (1880–1930): Вегенер предложил научную теорию медленного смещения континентов.

Изучая карты или глобусы Земли, многие студенты замечают, что побережье Северной и Южной Америки, с небольшими изменениями, могло бы неплохо вписаться в берега Европы и Африки. Кажется, что когда-то эти огромные массивы суши могли быть вместе, а затем каким-то образом разорваны на части. Та же идея приходила в голову другим (включая Фрэнсиса Бэкона еще в 1620 году), но только в двадцатом веке такое предложение могло быть больше, чем предположением.Ученый, который обосновал дрейф континентов в 1920 году, был немецким метеорологом и астрономом по имени Альфред Вегенер (рис. 3).

Родившийся в Берлине в 1880 году, Вегенер с ранних лет был очарован Гренландией, крупнейшим островом в мире, который он мечтал исследовать. Он учился в университетах Гейдельберга, Инсбрука и Берлина, получив докторскую степень по астрономии, повторно изучив астрономические таблицы XIII века. Но его интересы все больше и больше обращались к Земле, особенно к ее погоде.Он проводил эксперименты с использованием воздушных змеев и воздушных шаров, достигнув таких успехов, что в 1906 году он и его брат установили мировой рекорд, пролетев 52 часа на воздушном шаре.

Вегенер впервые задумал дрейф континентов в 1910 году, изучая карту мира в атласе, но ему потребовалось 2 года, чтобы собрать достаточно данных, чтобы предложить эту идею публично. Он опубликовал результаты в виде книги в 1915 году. Свидетельства Вегенера выходят далеко за рамки совпадения форм континентов. Он предположил, что сходство между окаменелостями, найденными только в Южной Америке и Африке, указывает на то, что эти два континента были соединены в одно время.Он также показал, что сходство между живыми видами животных на разных континентах лучше всего можно объяснить, если предположить, что континенты когда-то были соединены в суперконтинент, который он назвал Пангея (от греческого элемента, означающего «вся земля»).

Предложение Вегенера было встречено враждебной реакцией большинства ученых. Хотя он составил впечатляющий список аргументов в пользу своей гипотезы, ему не хватало механизма . Никто не мог объяснить , как твердых континента могли дрейфовать на тысячи миль. Несколько ученых были достаточно впечатлены работой Вегенера, чтобы продолжить поиск дополнительных доказательств, но многие сочли идею движущихся континентов слишком революционной, чтобы воспринимать ее всерьез. Для понимания механизма (тектоники плит) потребуются десятилетия дальнейшего прогресса в геологии, океанографии и геофизике.

Вегенер был разочарован принятием его предложения, но он продолжил свои исследования и в 1924 году был назначен на специальную кафедру метеорологии и геофизики, созданную специально для него в Университете Граца (где он, однако, подвергся остракизму со стороны большинства людей). геологического факультета).Четыре года спустя, во время своей четвертой экспедиции в свою любимую Гренландию, он отпраздновал свое пятидесятилетие с коллегами, а затем отправился пешком в другой лагерь на острове. Он так и не смог этого сделать; Через несколько дней его нашли мертвым от сердечного приступа.

Критики науки часто указывают на сопротивление гипотезе континентального дрейфа как на пример ошибочного подхода ученых к новым идеям. (Многие люди, придерживавшиеся теории психов, утверждали, что над ними несправедливо высмеивают, как и над Вегенером.) Но мы думаем, что есть более позитивный взгляд на историю предложения Вегенера. Ученые того времени придерживались скептического отношения, потому что им нужно было больше доказательств и четкий механизм, который соответствовал бы тому, что они понимали о природе. Как только доказательства и механизм были ясны, гипотеза Вегенера быстро стала центральным элементом нашего взгляда на динамическую Землю.

Посмотрите, как дрейф континентов изменил внешний вид коры нашей планеты.

Зоны рифта и субдукции

Плиты расходятся друг от друга вдоль рифтовых зон, таких как Срединно-Атлантический хребет, под действием восходящих течений в мантии (рис. 4).На суше есть несколько рифтовых зон. Самым известным из них является центральноафриканский рифт — область, где африканский континент медленно распадается. Однако большинство рифтовых зон находится в океанах. Расплавленная порода поднимается снизу, заполняя пространство между отступающими плитами; эта порода — базальтовая лава, изверженная порода, которая образует большую часть океанических бассейнов.

Рис. 4. Рифтовая зона и зона субдукции: Рифтовые зоны и зоны субдукции — это регионы (в основном под океанами), где формируется новая кора, а старая кора разрушается как часть цикла тектоники плит.

Зная, как расширяется морское дно, мы можем вычислить средний возраст океанической коры. Выявлено около 60 000 километров активных трещин со средней скоростью разделения около 4 сантиметров в год. Новая площадь, добавляемая к Земле каждый год, составляет около 2 квадратных километров, чего достаточно, чтобы обновить всю океаническую кору за немногим более 100 миллионов лет. Это очень короткий интервал геологического времени — менее 3% возраста Земли. Таким образом, современные океанические бассейны являются одними из самых молодых объектов на нашей планете.

По мере того, как к Земле добавляется новая кора, старая кора должна куда-то уйти. Когда две пластины сходятся вместе, одна пластина часто выталкивается под другую в так называемой зоне субдукции (рис. 4). В общем, толстые континентальные массы не могут быть погружены, но более тонкие океанические плиты могут быть довольно легко сброшены в верхнюю мантию. Часто зона субдукции отмечена желобом океана; Прекрасным примером такого типа особенностей является глубокая Японская впадина вдоль побережья Азии.Погруженная плита опускается в области высокого давления и температуры, в конечном итоге плавясь на несколько сотен километров под поверхностью. Его материал перерабатывается в нисходящий конвекционный поток, в конечном итоге уравновешивая поток материала, который поднимается вдоль рифтовых зон. Количество разрушенной коры в зонах субдукции примерно равно количеству образовавшейся в рифтовых зонах.

По всей зоне субдукции землетрясения и извержения вулканов отмечают предсмертную агонию плиты.Некоторые из самых разрушительных землетрясений в истории произошли вдоль зон субдукции, в том числе землетрясение и пожар в Иокогаме 1923 года, унесшие жизни 100000 человек, землетрясение на Суматре в 2004 году и цунами, унесшие жизни более 200000 человек, и землетрясение в Тохоку в 2011 году, приведшее к катастрофе. трех ядерных энергетических реакторов в Японии.

Зоны разломов и горное строительство

Рис. 5. Разлом Сан-Андреас: Мы видим часть очень активного региона в Калифорнии, где одна плита земной коры скользит вбок относительно другой.Разлом отмечен долиной, идущей вверх на правой стороне фотографии. Крупные проскальзывания по этому разлому могут вызвать чрезвычайно разрушительные землетрясения. (кредит: Джон Вили)

На большей части своей длины плиты коры скользят параллельно друг другу. Эти границы плит отмечены трещинами или разломами. Вдоль зон активных разломов движение одной плиты относительно другой составляет несколько сантиметров в год, примерно так же, как скорости спрединга по рифтам.

Одним из самых известных разломов является разлом Сан-Андреас в Калифорнии, который находится на границе между Тихоокеанской плитой и Северо-Американской плитой (рис. 5).Этот разлом проходит от Калифорнийского залива до Тихого океана к северо-западу от Сан-Франциско. Тихоокеанская плита на западе движется на север, неся с собой Лос-Анджелес, Сан-Диего и части побережья южной Калифорнии. Через несколько миллионов лет Лос-Анджелес может стать островом у побережья Сан-Франциско.

К сожалению для нас, движение по разломным зонам не происходит плавно. Ползучие движения плит друг относительно друга создают напряжения в коре, которые высвобождаются в результате внезапных сильных сдвигов, вызывающих землетрясения.Поскольку среднее движение плит является постоянным, чем длиннее интервал между землетрясениями, тем больше напряжение и тем больше энергии выделяется при окончательном движении поверхности.

Например, часть разлома Сан-Андреас около города Паркфилд в центральной Калифорнии в течение последнего столетия скользила примерно каждые 25 лет, сдвигаясь в среднем примерно на 1 метр каждый раз. Напротив, средний интервал между сильными землетрясениями в районе Лос-Анджелеса составляет около 150 лет, а среднее движение — около 7 метров.Последний раз разлом Сан-Андреас в этом районе проскользнул в 1857 году; Напряжение нарастает с тех пор, и когда-нибудь оно обязательно исчезнет. Чувствительные инструменты, размещенные в бассейне Лос-Анджелеса, показывают, что бассейн искажается и сужается в размерах, поскольку это огромное давление растет под поверхностью.

Пример 1: полные зоны и движение пластины

После того, как ученые нанесли на карту границы между тектоническими плитами в земной коре и измерили ежегодную скорость движения плит (которая составляет около 5 см / год), мы смогли довольно много оценить скорость, с которой изменяется геология Земли.В качестве примера предположим, что следующее проскальзывание по разлому Сан-Андреас в южной Калифорнии произойдет в 2017 году и полностью снимет накопившееся напряжение в этом регионе. Какое проскальзывание необходимо для этого?

Покажи ответ

Скорость движения Тихоокеанской плиты относительно Североамериканской плиты составляет 5 см / год. Это 500 см (или 5 м) за столетие. Последнее землетрясение в южной Калифорнии произошло в 1857 году. Время с 1857 по 2017 год составляет 160 лет, или 1,6 столетия, поэтому проскальзывание для полного снятия напряжения будет 5 м / столетие × 1. 6 век = 8,0 м.

Проверьте свои знания

Если следующее крупное землетрясение в южной Калифорнии произойдет в 2047 году и снимет только половину накопленной нагрузки, сколько проскальзывания произойдет?

Покажи ответ

Разница во времени с 1857 по 2047 год составляет 190 лет, или 1,9 века. Поскольку снимается только половина напряжения, это эквивалентно половине годовой скорости движения. Общее проскальзывание составляет 0,5 × 5 м / столетие × 1,9 столетия = 4,75 м.

Рисунок 6.Горы на Земле: Торрес-дель-Пайне — молодой регион земной коры, где ледники высекают острые горные вершины. Красотой наших молодых крутых гор мы обязаны эрозии льда и воды. (кредит: Дэвид Моррисон)

Когда две континентальные массы движутся встречным курсом, они сталкиваются друг с другом под большим давлением. Земля изгибается и изгибается, утаскивая один камень глубоко под поверхность и поднимая другие складки на высоту многих километров. Так образовались многие, но не все горные цепи на Земле. Альпы, например, возникли в результате столкновения Африканской плиты с Евразийской плитой. Однако, как мы увидим, на других планетах горы образовались совсем другими процессами.

Когда горный хребет образуется в результате надвига коры, его породы подвергаются эрозии водой и льдом. Острые пики и зубчатые края не имеют ничего общего с силами, которые изначально создают горы. Вместо этого они являются результатом процессов, которые сносят горы. Лед — особенно эффективный скульптор камня (рис. 6).В мире, где нет движущегося льда или проточной воды (например, Луны или Меркурия), горы остаются гладкими и тусклыми.

Вулканы

Вулканы отмечают места, где лава поднимается на поверхность. Одним из примеров являются срединно-океанические хребты, которые представляют собой длинные подводные горные цепи, образованные лавой, поднимающейся из мантии Земли на границах плит. Второй основной вид вулканической активности связан с зонами субдукции, и вулканы иногда также появляются в регионах, где сталкиваются континентальные плиты. В каждом случае вулканическая активность дает нам возможность взять образцы материала из глубин нашей планеты.

Другая вулканическая активность происходит над «горячими точками» мантии — областями, удаленными от границ плит, где тепло, тем не менее, поднимается из недр Земли. Одна из самых известных горячих точек находится под островом Гавайи, где в настоящее время обеспечивает теплом три действующих вулкана, два на суше и один под океаном. Горячая точка на Гавайях существует не менее 100 миллионов лет.Поскольку плиты Земли за это время двигались, горячая точка образовала цепочку вулканических островов протяженностью 3500 километров. Самые высокие гавайские вулканы — одни из самых больших гор на Земле, их диаметр превышает 100 километров, и они возвышаются на 9 километров над дном океана. Одна из гавайских вулканических гор, ныне бездействующая Мауна-Кеа, стала одним из величайших мест в мире для занятий астрономией.

Геологическая служба США предоставляет интерактивную карту знаменитого «огненного кольца», представляющего собой цепь вулканов, окружающих Тихий океан, и показывает находящуюся внутри гавайскую «горячую точку».

Не все извержения вулканов образуют горы. Если лава быстро вытекает из длинных трещин, она может распространиться, образуя лавовые равнины. К этому типу относятся крупнейшие из известных наземных извержений, такие как те, которые привели к образованию базальтов реки Снейк на северо-западе США или равнины Декана в Индии. Подобные лавовые равнины встречаются на Луне и других планетах земной группы.

Ключевые концепции и резюме

Наземные породы можно разделить на вулканические, осадочные и метаморфические.Четвертого типа, примитивных горных пород, на Земле не встречается. В геологии нашей планеты преобладает тектоника плит, в которой плиты земной коры медленно перемещаются в ответ на мантийную конвекцию. Поверхностное выражение тектоники плит включает дрейф континентов, переработку дна океана, горообразование, рифтовые зоны, зоны субдукции, разломы, землетрясения и вулканические извержения лавы изнутри.

Глоссарий

конвекция: движение, вызываемое в газе или жидкости тенденцией более горячего и, следовательно, менее плотного материала подниматься, а более холодного и плотного материала опускаться под действием силы тяжести, что, следовательно, приводит к передаче тепла

разлом: в геологии, трещина или разрыв в коре планеты, вдоль которой может происходить проскальзывание или движение, сопровождающееся сейсмической активностью

вулканическая порода: порода, полученная охлаждением из расплавленного состояния

метаморфическая порода: порода, образованная в результате физико-химических изменений (без плавления) при высокой температуре и давлении

тектоника плит: движение сегментов или плит внешнего слоя планеты над подлежащей мантией

примитивная горная порода: горная порода, которая не испытала сильного нагрева или давления и поэтому остается представителем оригинальных конденсированных материалов из солнечной туманности

рифтовая зона: в геологии, место, где кора разрывается внутренними силами, обычно связанными с закачкой нового материала из мантии и медленным отделением тектонических плит

осадочная порода: горная порода, образованная осаждением и цементированием мелких зерен материала, например, кусков вулканической породы или раковин живых существ

субдукция: боковое и нисходящее движение края плиты земной коры в мантию под другой плитой

вулкан: место, где материал из мантии планеты извергается на его поверхность

Земная кора в действии | Earthdata

Когда земля движется, спутники и приемники глобальной системы позиционирования фиксируют момент.

Джейн Бейтлер

Стоя на Земле, мы ощущаем ее твердой. Но под нами упирающиеся плиты земной коры стремятся занять свое положение; лава выдавливается на поверхность через трещины горных пород из расплавленных слоев ниже. Стрессы нарастают медленно, бесшумно. Тогда разрушительное сотрясение землетрясения или сильного извержения вулкана напоминает нам, что кора не статична.

Люди, естественно, предпочитают, чтобы земная кора оставалась неподвижной. Но несколько лет назад Кристин Ларсон, профессор аэрокосмической техники, стала немного нетерпеливой: ей нужно было решить проблемы с измерениями, и ей требовались данные с более высоким разрешением о движениях земной коры.«Если земля перемещается только на сантиметр в год, вы проводите много времени в ожидании, чтобы увидеть что-нибудь», — сказала она. Ларсон изучал тектонику плит, процессы, которые формируют и деформируют земную кору.

На этой фотографии лава частично заполняет Пуу. — О`- o кратер вулкана Килауэа на острове Гавайи. Килауэа один из самых активных вулканов мира, извергающихся почти непрерывно с 1983 года. (С любезного разрешения Дж. Кауахикауа, Гавайи Вулканская обсерватория)

Ее работа заключалась в измерении перемещений с помощью приемников глобальной системы позиционирования (GPS), очень похожих на портативные версии, известные тем, что они помогают путешественникам найти путь, но при этом они надежно закреплены на земле.Она думала, что, ища более динамичные случаи для изучения, она сможет выяснить, как получать очень точные измерения GPS, каждую минуту. Этот метод, называемый высокоскоростным GPS, похож на камеру с замедленной съемкой, позволяющую ученым детально воспроизводить, как земная корка трясется, смещается и вздувается при разрыве плит и всплесках лавы.

Исправление GPS по проблеме

Земная кора похожа на потрескавшуюся керамику. Давление в нижних слоях заставляет эти осколки сдвигаться в трещине.Подземные силы, связанные с вулканами, также могут вызывать выпирание когда-то знакомой вершины горы, когда лава пытается вытолкнуться на поверхность. В течение некоторого времени ученые, изучающие эти процессы, обнаружили, что данные GPS исключительно полезны. Вскоре после его внедрения для навигации и спутникового слежения GPS была быстро адаптирована для отслеживания земной коры. НАСА помогло установить GPS-приемники возле зон разломов и возле действующих вулканов, где кальдера извергает горячий пепел и лавовые бомбы. Ларсон сказал: «Вы же не хотите посылать людей для проведения этих измерений.”

Ларсон из Университета Колорадо в Боулдере специализируется на этом качественном GPS-навигаторе, который имеет гораздо более высокую точность, чем бытовой GPS. «Вам не нужно знать, где находится ваша машина, с точностью до сантиметра», — сказала она. Но ученые хотят знать даже о крошечных движениях или выпуклостях земной коры, особенно во время землетрясения или непосредственно перед и во время извержения вулкана. Без этой информации Ларсон сказал: «Это все равно что сфотографировать пустырь, а потом уже готовый дом.Это не скажет вам, как этот дом попал туда «.

Исследователь проверяет калибровку наземного Станция глобальной системы позиционирования (GPS) на горе Сент-Хеленс. GPS-приемники и спутники могут точно фиксировать движения земной коры, давая ученые картина процессов, скрытых глубоко под землей во время землетрясения и извержения вулканов. (С любезного разрешения М. Лисовски)

В течение многих лет исследователи не могли получать эти очень точные измерения положения GPS чаще, чем один раз в день.GPS зависит от созвездия из двадцати четырех спутников, вращающихся вокруг Земли. Приемник GPS улавливает их сигналы с отметками времени и местоположения и сравнивает данные, по крайней мере, с четырех спутников, чтобы вычислить свою широту и долготу. Но когда спутниковые сигналы проходят через атмосферу и отражаются от приемника GPS, возникают небольшие задержки, вызывающие «шум» в данных. Таким образом, данные были усреднены за день, чтобы сгладить сигнал.

Ларсон думала, что сможет решить эту проблему, но ей нужны были данные, в идеале от чего-то, что перемещалось чаще.Ей стало любопытно движение подземной лавы. Ларсон сказал: «Вы можете посмотреть на газы, выходящие из кальдеры, и на лаву, текущую по поверхности. Но как узнать, где под землей движется лава? Как лава передвигается перед извержением? »

Ларсон начал экспериментировать с данными, которые уже собирались с приемников GPS и сохранялись в Информационной системе данных динамики земной коры НАСА (CDDIS). Она сказала: «Я смогла использовать данные для совершенно иной цели, чем предполагалось изначально, потому что НАСА предусмотрительно заархивировало их.«Благодаря достижениям в области вычислений и хранения данных, которые помогли ей работать с большим объемом данных, полученных в результате частых измерений, Ларсон предложила и протестировала новые стратегии фильтрации данных для программного обеспечения системы определения местоположения GPS (GIPSY), разработанного NASA Jet Propulsion. Лаборатория. Она смогла отделить тенденции данных от шума, чтобы получать более частые измерения без потери точности.

Это изображение прорыва дамбы у вулкана Килауэа 17 июня 2007 г. Апертурный радар с помощью высокоскоростных данных глобальной системы позиционирования (GPS).GPS-станции, отмеченные красным треугольники, обеспечивали чрезвычайно точные измерения смещения грунта. Зеленые, желтые и красные области показывают контуры высот; розовый цвет указывает на деформацию грунта. (С любезного разрешения Д. Сэндвелл, Институт океанографии Скриппса)

Вулкан в действии

В 1997 году в творческом отпуске Ларсон поехала в обсерваторию вулкана Килауэа на Гавайях, чтобы испытать свое решение на действующем вулкане, и там работала с Майклом Лисовски, ученым-исследователем Геологической службы США (USGS).Исследователи внимательно следят за Килауэа в поисках предупреждающих признаков крупного извержения, которое может вызвать землетрясения, оползни или цунами.

Лисовски изучает, как земля вокруг вулкана деформируется, что является признаком волнений и потенциальных проблем. Он сказал: «Когда магма приближается к поверхности, она ударяется о хрупкую породу, и затем вы видите, что происходит, поскольку земля деформируется. Измерения деформации помогают нам определить, сколько материала движется через кору ». Ученые называют это вторжением в дамбу: магма поднимается в трещину в породе или пробивается сквозь нее, создавая новую трещину.По мере того, как вторжение и трещины продолжаются, вулкан расширяется внутри, чтобы освободить место для магмы, вызывая деформацию поверхности.

Исследовательская группа модернизировала существующую сеть из двадцати двух GPS-приемников для получения оценок положения каждые пятнадцать минут, вычисляемых в режиме, близком к реальному времени. Во время исследования магма двигалась под каналом Пу`у Килауэа, и земля деформировалась на тридцать шесть сантиметров (четырнадцать дюймов). Исследование доказало роль высокоскоростного GPS. Лисовски сказал: «GPS легко развернуть и обеспечивает более стабильное измерение в течение длительного периода времени, чем другие инструменты, такие как сейсмометры, наклономеры и деформографы.«Таким образом, ученые позже доберутся до высокоскоростного GPS во время вторжения в дамбу; Между тем, Ларсон хотел посмотреть, что еще может показать высокоскоростной GPS.

Вторжение дамбы может объявить себя множеством небольших землетрясений, вызванных трещинами в породе. Это соединение помогло Ларсону придумать применение высокоскоростных данных GPS для определения землетрясений. Она сказала: «Сейсмолог объяснил мне, что если вы поместите сейсмометр в разгар землетрясения, особенно сильного землетрясения, он станет слишком чувствительным.Он подумал, было бы здорово, если бы высокоскоростной GPS работал во время землетрясения? » Лисовски сказал: «Раньше были предложения по получению данных о сильных землетрясениях, например, перетаскивание GPS-приемника за грузовиком для измерения линий дороги». Сдвиг дорожных линий — ключ к разгадке повреждений, нанесенных землетрясением (дополнительную информацию об оценке последствий землетрясения см. В этом выпуске «Когда Земля сдвинулась с места Кашмира»). Ларсон начал работу по регистрации реальной сейсмической активности с помощью высокоскоростного GPS.

Этот разрыв автомагистрали Ток-Срез на Аляске привел к от 7 баллов.Землетрясение №9 вдоль разлома Денали в 2002 г. Землетрясение разрушили дороги и спровоцировали тысячи оползней, но из-за малонаселенная местность, никто не погиб. (Предоставлено Департаментом Аляски Транспорт и общественные объекты)

Ловля землетрясения

К осени 2002 года Ларсон думала, что знает, как уловить сотрясение во время землетрясения. Готовая к получению данных и нетерпеливо ожидая реального землетрясения, она спланировала статический тест на ближайшей парковке.Затем землетрясение магнитудой 7,9 произошло вдоль разлома Денали на Аляске, и она быстро переключила передачи. Ларсон сказал: «Я пробежался по Интернету, чтобы узнать, есть ли какие-нибудь GPS-приемники рядом с землетрясением на Аляске, и я нашел один примерно в 100 километрах (62 милях) от них в Фэрбенксе, а некоторые — в Британской Колумбии». Ее поиски привели ее к Джоан Гомберг, ученому Геологической службы США, изучающему землетрясения.

Гомберг также наблюдал за землетрясением в Денали. Она изучает триггеры землетрясений: сейсмические волны, распространяющиеся под землей, которые могут вызвать другие землетрясения.Гомберг сказал: «Если ты виноват, сидишь там, терпеливо ожидаешь на Земле, и приходит большая сейсмическая волна и трясет тебя, то иногда это может стать причиной твоего отказа и землетрясения. Это спусковой крючок. Но обычные сейсмические инструменты не предназначены для измерения этих очень больших волн. Гомберг сказал: «Благодаря механике сейсмометра, если вы спроектируете его для регистрации только самых сильных землетрясений, вы не увидите ничего малого, и наоборот. GPS не зашкаливает ».

Самые большие волны землетрясения Денали длились всего около двух минут.Ларсон помог Гомбергу извлечь из данных GPS сигнал волн, исходящих от Денали. Гомберг сказал: «Денали произвел необычайно большие волны, потому что это очень длинный и тонкий дефект, и все это внутри земной коры. И разлом переломился от одного конца до другого ». Разрыв продолжался 336 километров (209 миль) с северо-запада на юго-восток, указывая в направлении на запад Соединенных Штатов. Гомберг сказал: «Землетрясение похоже на растущую трещину. Если трещина растет в одном направлении, она фокусирует всю энергию в этом направлении.Этот эффект фокусировки был действительно сильным во время землетрясения Денали, потому что оно было очень длинным, начиналось с одного конца и шло в одном направлении. Чтобы понять этот процесс запуска, мы хотим знать, насколько велики были волны? »

На этот вопрос ответили высокоскоростные данные GPS

Ларсона. Гомберг сказал: «Землетрясение затронуло большинство других инструментов; они зашкаливали. С помощью высокоскоростных данных GPS вы могли видеть, как волны проходят мимо различных участков: землетрясения начали происходить на всем протяжении западной Канады и Соединенных Штатов на тысячи километров.”

На этой карте западного побережья Северной Америки показаны сейсмические измерения, зарегистрированные приборами глобальной системы позиционирования (GPS), связанные с землетрясению в Денали 2002 г., обозначенному жирной черной линией. Зеленый линии отмечают, где сейсмические волны от Денали вызвали повышенную сейсмическую активность по направлению разрыва. Сплошные красные звезды отмечают области с увеличенным сейсмическая активность в результате сейсмических волн Денали. GPS-станции отмечены с открытыми красными кружками; размер круга пропорционален сейсмическому скорость.Заштрихованные кружки обозначают сейсмические станции, оснащенные традиционными инструментами. (С любезного разрешения Дж. Гомберга)

Повторное использование, переработка

Высокоскоростной GPS открыл новые возможности для изучения землетрясений и вулканов. Из исследования Денали Гомберг сказал: «Мы узнали о силе этого эффекта фокусировки. Мы знали, что волны были феноменально большими из-за того, как возник разлом, но без GPS мы никогда бы не узнали, насколько они велики ». Гомберг считает, что эти данные могут помочь лучше понять процессы, вызывающие землетрясения.Она сказала: «Поскольку сейсмические волны могут распространяться так далеко, это повышает вероятность того, что вы можете связать все землетрясения вместе».

Совсем недавно высокоскоростной GPS подтвердил свое место в наборе инструментов для изучения вулканов. Вернувшись на Гавайи, когда в июне 2007 года Пуъу «ō в Килауэа снова зашевелился, исследователи быстро развернули временные массивы GPS и обратились к Ларсону за высокоскоростными данными GPS. С беспрецедентной комбинацией спутниковых и наземных данных они увидели покадровую историю трехфазного вторжения дамбы, сопровождавшегося медленным землетрясением, которое продолжалось более двух дней и закончилось небольшим извержением.Лисовски сказал: «GPS стал основным инструментом для отслеживания медленной деформации до минут. Теперь мы можем построить модели, которые учитывают движение магмы и рост дамбы. Это захватывающие времена, когда мы можем продвинуться в понимании вулканических процессов ».

Ларсону нравится, что GPS — широко распространенная технология, позволяющая снизить затраты на установку всего в несколько тысяч долларов. Ларсон сказал: «Я знаю одного ученого, который использует данные о гравитации. Его шутка звучит так: «Если бы кто-нибудь мог сказать, где находится их машина, поместив один из моих измерителей силы тяжести за 350 000 долларов на капот».Тогда, может быть, их купит кто-то другой ». Экономия на масштабе GPS и возможность повторно использовать данные, собранные для других исследований, помогают Ларсону продолжать пробовать его на других неуловимых геофизических измерениях.

Список литературы

Гомберг, Дж., П. Боден, К. Ларсон и Х. Драгерт. 2004 г. Зарождение землетрясения переходными деформациями, вызванными M = 7.9 Denali, Аляска, землетрясение. Nature 427: 621–624.

Ларсон, К., П. Боден и Дж. Гомберг.2003. Использование данных GPS с частотой 1 Гц для измерения деформаций, вызванных разломом Денали. землетрясение. Наука 300: 1421–1424.

Ларсон, К. М., П. Червелли, М. Лисовски, А. Миклиус, П. Сегалл и С. Оуэн. 2001. Мониторинг вулканов с помощью Global Система позиционирования: стратегии фильтрации. Журнал геофизических исследований 106: 1–12.

Сандвелл Д., Д. Майер, Р. Меллорс, М. Шимада, Б. Брукс и Дж. Фостер. 2007. Точность и разрешающая способность интерферометрии ALOS: векторные карты деформации. вторжения Дня отца в Килауэа. IEEE Transactions по наукам о Земле и Дистанционное зондирование , DOI: https: //ieeexplore.ieee.org/document/4685934.

Для получения дополнительной информации

Система данных и информации о динамике земной коры НАСА (CDDIS)

Геологическая служба США. Разрыв в южно-центральной части Аляски — землетрясение в разломе Денали 2002 г.

Геологическая служба США. Использование глобальной системы позиционирования (GPS) для измерения деформации вулкана

О данных ДЗЗ
Спутник	Глобальная система позиционирования (GPS)
Датчик	GPS-приемники
Набор данных	Архив данных GPS
Разрешение	1 секунда
Параметры	Широта и долгота
DAAC	Система данных и информации о динамике земной коры НАСА (CDDIS)

Подвижная кора | LEARNZ

Землетрясения и извержения вулканов не произошло бы, если бы земная кора была твердой и не двигалась.Теория дрейфа континентов объясняет, как континенты перемещались с течением времени из-за тектоники плит.

Континентальный дрифт

Альфред Вегенер, немецкий ученый, предложил теорию дрейфа континентов. Он основан на том, что континенты Земли соединяются, как гигантская головоломка. Дрейф континентов объясняет, как похожие животные и растения могли одновременно жить на континентах, которые теперь широко разделены океаном, и как когда-то были соединены идентичные горные цепи на разных континентах.

250 миллионов лет назад континенты Земли когда-то были объединены в один гигантский суперконтинент под названием Пангея. Медленно, за миллионы лет, Пангея вторглась в Лавразию и Гондвану. Эти суперконтиненты разошлись, образуя более мелкие сегодняшние континенты.

Тектоника плит

Начиная с 1960-х годов подробные геологические исследования земной коры значительно расширили наше понимание того, как движутся континенты. На Земле сегодня есть 7 больших плит и много меньших.Они сложены блоками континентальной и океанической литосферы (кора и верхняя мантия).

Океаническая кора обычно имеет толщину около 10 км, в то время как толщина континентальной коры составляет в среднем 30-50 км. В сочетании с земной корой и верхней мантией плиты литосферы имеют толщину от 40 до 200 км. Эти пластины движутся медленно и постоянно меняют форму.

Считается, что конвекционные потоки в мантии Земли обеспечивают энергию для перемещения тектонических плит от нескольких миллиметров до максимум примерно 15 см в год.Этот процесс называется тектоникой плит.

Границы плиты

На краю тектонических плит может происходить одно из трех:

• Расходящаяся граница: Также известна как граница распространения, где две плиты раздвигаются, позволяя магме или расплавленной породе подниматься изнутри Земли, чтобы заполнить брешь. Две пластины удаляются друг от друга, как две конвейерные ленты, движущиеся в противоположных направлениях. Это может создать рифтовые долины на суше или океанские хребты на морском дне.
• Конвергентная граница: Место столкновения двух пластин. В зависимости от того, какие плиты сталкиваются, будут происходить разные вещи:

1. Если плиты являются континентальными плитами, они имеют одинаковую плотность, поэтому ни одна из плит не может перекрывать друг друга, а суши изгибаются и складываются, создавая горные хребты.
2. Если обе плиты являются океаническими плитами, то могут образовываться островные дуги или бассейны.
3. Если океаническая плита столкнется с континентальной плитой, более плотная океаническая плита будет погружена под континентальную плиту.

• Граница трансформации: Где две пластины скользят друг относительно друга в поперечном движении. Но вместо того, чтобы плавно скользить, пластины накапливают напряжение, а затем снимают напряжение резким движением. Это движение ощущается как землетрясение.

Тектоника плит в Новой Зеландии

Новая Зеландия расположена на краю двух тектонических плит, Индо-Австралийской и Тихоокеанской плит. Это положение делает Новую Зеландию геологически активной с частыми землетрясениями, геотермальными зонами и вулканами.

Эта граница плиты сформировала Новую Зеландию:

• к востоку от Северного острова Тихоокеанская плита вытесняется Индо-Австралийской плитой (конвергентная граница — субдукция)
• на Южном острове две плиты толкают друг друга боком (трансформация границы)
• к югу от Новой Зеландии Индо-Австралийская плита вытесняется под Тихоокеанскую плиту (конвергентная граница — субдукция)

Посмотрите анимацию GNS Science (519k), показывающую будущую форму и деформацию Новой Зеландии, если движение, измеренное в период с 1994 по 1998 год, останется неизменным.

Тектоника плит в Исландии

Исландия расположена на вершине Атлантического хребта, расходящейся границы между евразийской и североамериканской тектоническими плитами. Поскольку две плиты дрейфуют в противоположных направлениях, Исландия, по сути, медленно разделяется на части. Это движение плит делает Исландию геологически активной, как и Новую Зеландию.

Готовы к викторине? Попробуйте интерактивное задание «Подвижная корка».

Inside the Earth [This Dynamic Earth, USGS]

Inside the Earth [This Dynamic Earth, USGS]

Внутри Земли Размер Земли — около 12750 километров в диаметре — был известен. древними греками, но только на рубеже 20-го века что ученые определили, что наша планета состоит из трех основных слоев: кора, мантия, и ядро ​​. Эту слоистую структуру можно сравнить к вареному яйцу. Корка , самый внешний слой , жесткая. и очень тонкий по сравнению с двумя другими. Под океанами корка мало меняется по толщине, обычно простираясь только до 5 км. В толщина коры под континентами гораздо более изменчива, но в среднем около 30 км; под большими горными цепями, такими как Альпы или Сьерра В Неваде, однако, основание земной коры может достигать 100 км.Как скорлупа яйца, земная кора хрупкая и может сломаться.

Виды в разрезе, показывающие внутреннее строение Земли. Ниже: Это вид, выполненный в масштабе, показывает, что земная кора буквально только кожа глубоко. Внизу справа: изображение, нарисованное не в масштабе, чтобы показать три Земли. подробнее основные слои (кора, мантия, ядро) (см. текст).

Ниже коры находится мантия , — плотный горячий слой полутвердой породы. толщиной примерно 2900 км.Мантия, в которой больше железа, магния, и кальций, чем корка, горячее и плотнее, потому что температура и давление внутри Земли увеличивается с глубиной. Для сравнения, мантия можно представить себе как белок вареного яйца. В центре Земли лежит ядро ​​, которое почти вдвое плотнее мантии, потому что его состав скорее металлический (железо-никелевый сплав), чем каменистый. в отличие желток яйца, однако ядро ​​Земли на самом деле состоит из двух отдельные части: жидкое внешнее ядро ​​ толщиной 2200 км и внешнее ядро ​​толщиной 1250 км твердый внутренний стержень .Когда Земля вращается, жидкое внешнее ядро ​​вращается, создание магнитного поля Земли.

Неудивительно, что внутренняя структура Земли влияет на тектонику плит. Верхняя часть мантии холоднее и жестче, чем глубокая; во многом он ведет себя как вышележащая кора. Вместе они образуют твердый слой породы, называемый литосферой (от lithos, греч. для камня). Литосфера, как правило, тоньше всего под океанами и в вулканически активные континентальные области, такие как запад Соединенных Штатов.Толщина литосферы на большей части Земли составляет не менее 80 км. был разбит на движущиеся плиты, которые содержат континенты мира и океаны. Ученые считают, что под литосферой находится относительно узкая подвижная зона в мантии, называемая астеносферой (от астен, по-гречески слабый). Эта зона состоит из горячих полутвердых материал, который может размягчаться и растекаться после воздействия высокой температуры и давление на геологическое время.Считается, что жесткая литосфера «плавает».