.

Эволюция Земли

Язык: русский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 591
Скачать документ

Эволюция Земли

Вопрос ранней эволюции Земли тесно связан с теорией ее происхождения.
Сегодня известно, что наша планета образовалась около 4,5 млрд. лет
назад. В процессе формирования Земли из частиц протопланетного облака
постепенно увеличивалась ее масса. Росли силы тяготения, а
следовательно, и скорости частиц, падавших на планету. Кинетическая
энергия частиц превращалась в тепло, и Земля все сильнее разогревалась.
При ударах на ней возникали кратеры, причем выбрасываемое из них
вещество уже не могло преодолеть земного тяготения и падало обратно.

Чем крупнее были падавшие объекты, тем сильнее они нагревали Землю.
Энергия удара освобождалась не на поверхности, а на глубине, равной
примерно двум поперечникам внедрившегося тела. А так как основная масса
на этом этапе поставлялась планете телами размером в несколько сот
километров, то энергия выделялась в слое толщиной порядка 1000 км. Она
не успевала излучиться в пространство, оставаясь в недрах Земли. В
результате температура на глубинах 100–1000 км могла приблизится к точке
плавления. Дополнительное повышение температуры, вероятно, вызвал распад
короткоживущих радиоактивных изотопов.

По-видимому, первые возникшие расплавы представляли собой смесь жидких
железа, никеля и серы. Расплав накапливался, а затем вследствие более
высокой плотности просачивался вниз, постепенно формируя земное ядро.
Таким образом, дифференциация (расслоение) вещества Земли могла начаться
еще на стадии ее формирования. Ударная переработка поверхности и
начавшаяся конвекция, несомненно, препятствовали этому процессу. Но
определенная часть более тяжелого вещества все же успевала опустится под
перемешиваемый слой. В свою очередь дифференциация по плотности
приостанавливала конвекцию и сопровождалась дополнительным выделением
тепла, ускоряя процесс формирования различных зон в Земле.

Предположительно ядро образовалось за несколько сот миллионов лет. При
постепенном остывании планеты богатый никелем железоникелевый сплав,
имеющий высокую температуру плавления, начал кристаллизуются – так
(возможно) зародилось твердое внутреннее ядро. К настоящему времени оно
составляет 1,7% массы Земли. В расплавленном внешнем ядре сосредоточено
около 30% земной массы.

Развитие других оболочек продолжалось гораздо дольше и в некотором
отношении не закончилось до сих пор.

Литосфера сразу после своего образования имела небольшую толщину и была
очень неустойчивой. Она снова поглощалась мантией, разрушалась в эпоху
так называемой великой бомбардировки (от 4,2 до 3,9 млрд. лет назад),
когда Земля, как и Луна, подвергалась ударам очень крупных и довольно
многочисленных метеоритов. На Луне и сегодня можно увидеть свидетельства
метеоритной бомбардировки – многочисленные кратеры и моря (области,
заполненные излившейся магмой). На нашей планете активные тектонические
процессы и воздействие атмосферы и гидросферы практически стерли следы
этого периода.

Около 3,8 млрд. лет назад сложилась первая легкая и, следовательно,
«непотопляемая» гранитная кора. В то время планета уже имела воздушную
оболочку и океаны; необходимые для их образования газы усиленно
поставлялись из недр Земли в предшествующий период. Атмосфера тогда
состояла в основном из углекислого газа, азота и водяных паров.
Кислорода в ней было мало, но он вырабатывался в результате, во-первых,
фотохимической диссоциации воды и, во-вторых, фотосинтезирующей
деятельности простых организмов, таких как сине-зеленые водоросли.

600 млн. лет назад на Земле было несколько подвижных континентальных
плит, весьма похожих на современные. Новый сверхматерик Пангея появился
значительно позже. Он существовал 300–200 млн. лет назад, а затем
распался на части, которые и сформировали нынешние материки.

Что ждет Землю в будущем? На этот вопрос можно ответить лишь с большой
степенью неопределенности, абстрагируясь как от возможного внешнего,
космического влияния, так и от деятельности человечества, преобразующего
окружающую среду, причем не всегда в лучшую сторону.

В конце концов недра Земли остынут до такой степени, что конвекция в
мантии и, следовательно, движение материков (а значит и горообразование,
извержение вулканов, землетрясения) постепенно ослабнут и прекратятся.
Выветривание со временем сотрет неровности земной коры, и поверхность
планеты скроется под водой. Дальнейшая ее судьба будет определяться
среднегодовой температурой. Если она значительно понизится, то океан
замерзнет и Земля покроется ледяной коркой. Если же температура
повысится (а скорее всего именно к этому и приведет возрастающая
светимость Солнца), то вода испарится, обнажив ровную поверхность
планеты. Очевидно, ни в том, ни в другом случае жизнь человечества на
Земле будет уже невозможна, по крайней мере в нашем современном
представлении о ней.

Результат эволюции

В процессе эволюции возникли атмосфера и гидросфера Земли.

Атмосфера Земли: в настоящее время Земля обладает атмосферой массой
примерно 5,15*1018 кг, т.е. менее миллионной доли массы планеты. Вблизи
поверхности она содержит 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,94% инертных
газов, 0,03% углекислого газа и в незначительных количествах другие
газы. Давление и плотность в атмосфере убывают с высотой. Половина
воздуха содержится в нижних 5,6 км, а почти вся вторая половина
сосредоточена до высоты 11,3 км. На высоте 95 км плотность воздуха в
миллион раз ниже, чем у поверхности. На этом уровне и химический состав
атмосферы уже иной. Растет доля легких газов, и преобладающими
становятся водород и гелий. Часть молекул разлагается на ионы, образуя
ионосферу. Выше 1000 км находятся радиационные пояса. Их тоже можно
рассматривать как часть атмосферы, заполненную очень энергичными ядрами
атомов водорода и электронами, захваченными магнитным полем планеты.

Гидросфера Земли: вода покрывает более 70% поверхности земного шара, а
средняя глубина Мирового океана около 4 км. Масса гидросферы примерно
1,46*1021 кг. Это в 275 раз больше массы атмосферы, но лишь 1/4000 от
массы всей Земли. Гидросферу на 94% составляют воды Мирового океана, в
которых растворены соли (в среднем 3,5%), а также ряд газов. Верхний
слой океана содержит 140 трлн. тонн углекислого газа, а растворенного
кислорода – 8 трлн. тонн.

Основные события в развитии Земли в MZ и KZ

Мезозойский этап развития

Кайнозойский этап развития

Основные закономерности геологического развития Земли

Полезные ископаемые

Мезозойский этап истории Земли охватывает мезозойскую эру длительностью
170 ±10 млн. лет, которая в свою очередь подразделяется на триасовый,
юрский и меловой периоды.

Вспомним, чем завершился Палеозойский этап в истории Земли.

В результате герцинского этапа складчатости завершился геосинклинальный
цикл развития Урало-Монгольского (Урал), Атлантического (Аппалачи),
Арктического (Иннуитская) поясов и отдельных частей Тихоокеанского
(В. Австралия) и Палеотетиса (западная часть). В результате
сформировался суперматерик-Пангея-2. Происходит вымирание почти всех
древнейших животных – руководящих форм палеозоя.

В мезозое происходит обновление органического мира, который является
промежуточным между палеозоем и кайнозоем. Мезозой – это эра рептилий и
моллюсков, в юре появляются древние птицы, а в мелу – расцвет
фораминифер и динозавров. В триасе появляются первые млекопитающие. Для
растений – это расцвет голосеменных, а в меловой период – появление
покрытосеменных.

Особенности осадконакопления

Для Триаса типичны континентальные красноцветные толщи и коры
выветривания. Морские осадки локализовались в геосинклинальных областях.
В широких масштабах проявился трапповый магматизм на платформах –
Сибирской, Ю.-Американской и на юге Африканской. Выделяют три типа –
эксплозивный, лавовый и интрузивный (силлы).

В Юре осадки более разнообразны. Среди морских – кремнистые,
карбонатные, глинистые и глауконитовые песчаники; континентальных –
преобладают отложения коры выветривания, а в лагунах формируются
угленосные толщи. Магматизм проявился в геосинклинальных областях –
Кордильеры и Верхояно-Чукотской, а трапповый – на платформах –
Ю. Американской и Африканской.

Особенностью меловых отложений является максимальное накопление писчего
мела (состоит из фораминифер и остатков панцирей водорослей
кокколитофорид).

Палеогеография мезозоя

С образованием суперматерика Пангея-2 связана величайшая регрессия моря
в истории Земли. Лишь небольшие участки, прилегающие к геосинклинальным
поясам покрывались неглубокими морями (области, прилегающие к
Кордильерам и Верхояно-Чукотской геосинклинали). Герцинские складчатые
пояса представляли области расчлененного рельефа.

Климат Триаса – аридный континентальный, лишь в приморских областях
(Колыма, Сахалин, Камчатка и др.) – умеренный. В конце Триаса начинается
трансгрессия моря, которая широко проявилась в поздней Юре. Море
распространялось в западную часть Северо-Американской платформы, почти
на всю В.-Европейскую платформу, в северо-западной и восточной частях
Сибирской платформы. Максимальная трансгрессия моря проявилась в верхнем
Мелу. Для климата этих периодов характерно чередование влажного
тропического и сухого аридного.

Строение Земной коры в Мезозое

Для мезозоя характерно проявление перестройки Земной коры в один
тектонический этап – Киммерийский.

В конце Триаса начинается раскол суперматерика Пангея-2. Группа платформ
северного полушария отходит от Гондваны и происходит новое заложение
геосинклинального пояса на месте Палеотетиса.

На рубеже Триаса и Юры начинается раскол континента Лаврентий на
Сев.-Американскую и В.-Европейскую платформы. Он начинается с процесса
заложения рифтовой зоны в Северной Атлантике, которая с конца Юры
распространяется на Центральную и Южную Атлантику. Морской бассейн начал
формироваться с ранней Юры в Северной Атлантике, а в конце раннего Мела
практически сформировалась система Атлантического океана. Параллельно
шло формирование Индийского океана, а все это вместе знаменует раскол
Гондваны. С конца Юры начинается обособление Африканской платформы, от
которой затем отделились Индостанская и Австралийская платформы.

Геосинклинальный режим существовал в Тихоокеанском поясе и представлен
Верхояно-Чукотской и Кордильерской геосинклиналями. Особенность их
формирования – это положение по окраинам платформ, накопление мощной
толщи флишевых отложений. Завершение геосинклинального этапа
сопровождалось внедрением гранитов и складкообразованием. После
горообразования геосинклинальный режим в этих частях Тихоокеанского
пояса сохраняется, только область его развития смещается в сторону
океанской плиты.

По-другому происходило развитие Средиземноморского геосинклинального
пояса, в котором выделяют Альпийско-Гималайскую, Тибетско-Индостанскую и
Индонезийскую области. Каждая из них характеризуется своими
особенностями развития.

Альпийская область подразделялась на три широтные зоны – две внешние с
миогеосинклинальным типом разреза и одну внутреннюю –
эвгеосинклинальную, которая в свою очередь подразделялась на систему
глубоководных прогибов с ультраосновным магматизмом и систему поднятий.
На рубеже Юры и Мела горообразовательные движения проявились в восточной
части (Кавказ, Иран, Афганистан) и сопровождались внедрением гранитной
магмы.

В Тибетско-Индостанской области геосинклинальный режим в триасе и юре
являлся продолжением позднепалеозойского, т.е. здесь происходили
завершающие этапы геосинклинального развития, которые в киммерийский
тектонический этап завершились формированием складчатости, и
впоследствии развивались как молодые платформы.

В Мезозое области проявления герцинской и каледонской складчатости
вступили в платформенный этап развития – горные системы интенсивно
разрушались и поставляли обломочный материал в краевые прогибы,
межгорные впадины и платформенный чехол. Для Урало-Монгольского пояса –
это Предуральский краевой прогиб, Тимано-Печерская, Западно-Сибирская и
Туранская плиты.

На древних платформах наряду с формированием осадочного чехла происходят
глыбовые движения или эпиплатформенный орогенез. Особенно мощно он
проявился на Северо-Американской платформе с образованием Скалистых гор.
На Сибирской и Африканской платформах мощно проявился трапповый
магматизм, с образованием силлов и кимберлитовых трубок.

К концу мелового периода происходит новый раскол Гондваны – Австралия
вместе с Антарктидой перемещалась на юг, Африка двигалась на север,
Ю.-Америка начала движение на запад, хотя еще и не полностью откололась
от Африки.

Начинается верхнемеловая великая трансгрессия моря. На рубеже мезозоя и
кайнозоя вымирают рептилии, аммониты и многие другие виды животных.
Существует много гипотез, объясняющих это явление, но какой-то ясности
пока нет.

В Киммерийский (Мz) этап развития Земной коры – разнообразие полезных
ископаемых различного генезиса. На платформах формируются:

угленосные толщи (Сибирь, Китай, Австралия);

эпоха оолитовых Fe руд (Зап. Сибирь, Германия, Франция);

бокситы (Урал, Сибирь, Ср. Азия, Франция, Испания и др.);

фосфориты (пояс от Марокко до Сирии);

соли Туркмении и Сев. Америки.

С трапповым магматизмом связаны:

Cu-Ni месторождения Норильской группы,

алмазы в кимберлитах Африки, Якутии.

В геосинклинальных складчатых областях с гранитными интрузиями связаны
многочисленные месторождения Sn, W, Mo, Cu, Pb, Au, Sb, Сев. Америки,
Китая, Индонезии, Приморья.

Особенность мезозоя – формирование мощных толщ писчего мела

Нефть и газ образуют крупные месторождения в Зап. Сибири, Саудовской
Аравии, Кувейте, Иране, Ливии и др.

Кайнозойский этап истории Земли охватывает Кайнозойскую эру
длительностью ~ 65 млн. лет и подразделяющуюся на три периода –
палеогеновый, неогеновый и четвертичный (или антропогеновый)

Особенности органического мира Кайнозоя.

1. Обновляется фауна морей – появляются и широко распространяются новые
виды простейших (Нуммулиты), двустворчатых и брюхоногих моллюсков, это
расцвет шестилучевых кораллов, морских ежей и лилий; костистых и
хрящевых рыб (акулы). Из млекопитающих – киты, тюлени, дельфины. От
рептилий в Кайнозое сохранились черепахи, крокодилы, змеи и ящерицы.

На суше господствующие позиции у млекопитающих и птиц. В конце Палеогена
появляются древние обезьяны, в конце четвертичного периода – человек
разумный.

С середины неогена устанавливается господство покрытосеменных растений.

2. Представители органического мира начинают обособляться по провинциям.
Это связано с разделением и перемещением отдельных континентов,
установлением климатической зональности и др. факторами.

Палеогеографические особенности

1. В Палеогене происходит последняя крупная трансгрессия моря. Она была
по охвату территории меньше верхнемеловой и распространялась на участки
материков, прилегающих к Средиземноморскому геосинклинальному поясу и на
Западно-Сибирскую плиту. Климатическая зональность была смещена к северу
– тропики доходили до Гренландии.

2. С конца палеогена начинается регрессия моря, происходит постепенное
смещение климатических поясов к югу. Начинается похолодание и
усиливается контрастность климата.

3. В антропогене возникают центры оледенения – обширные территории
Сев.-Америки, Европы, Азии, Антарктиды покрываются толщей материкового
льда. Выделяют несколько эпох оледенения, среди которых максимальным по
площади было Днепровское в Европе. Кроме влияния на климат, оледенения
сыграли важную роль в формировании рельефа и осадконакоплении.

Особенности осадконакопления

1. Многообразие фациальных обстановок отразилось в многообразии типов
осадков.

В геосинклинальных областях осадочные породы флишевой формации достигают
огромной мощности ~20 км. На платформах широко развиты озерные, речные,
эоловые и другие континентальные осадки. В связи с оледенением широкое
распространение получили различные типы моренных, озерно-ледниковых и
лессовых отложений.

2. Проявление андезитобазальтового вулканизма, связанного с развитием
рифтовых поясов на платформах (Африканский, Байкальский и др.)

Строение Земной коры связано с проявлением Альпийского этапа
складчатости в неогене. Сформировались складчатые сооружения
Альпийско-Гималайского пояса, береговой части Кордильер и Анды. Их
сопровождало формирование предгорных прогибов – Предкавказского,
Предкарпатского и Мессопотамского.

В западной части Тихоокеанского пояса (Камчатка и др. области)
продолжается геосинклинальная стадия развития.

На рубеже Мела и Палеогена происходит окончательный раскол Гондваны –
Австралия отделяется от Антарктиды, Африка и Южная Америка расходятся
окончательно. Северо-Американская подходит к Сибирской в районе
Берингова моря.

На молодых и древних платформах в неогене происходят колоссальные
процессы эпиплатформенного орогенеза. Они сопровождаются глыбовыми
поднятиями участков, которые определили формирование современного
рельефа.

Кайнозойский этап в формировании полезных ископаемых – на фоне
разнообразия сформировавшихся месторождений следует выделить:

коры выветривания Fe, Mn, Ni, Co и бокситов;

осадочные руды Fe и Mn (Керченское, Чиатурское и др.);

1/3 мировых запасов нефти (Кувейт, Кавказ, Туркмения, Иран, Ирак,
Саудовская Аравия, Каспий);

четвертичные россыпи Au, Pt, Sn, алмазов и др.

С альпийской складчатостью связаны своеобразные золотосеребряные
месторождения.

Основные закономерности геологического развития Земли

1. Цикличность (периодичность) геологических процессов.

Она заключается в том, что геологические явления и процессы, сменяя друг
друга во времени, образуют цепь событий, в которой каждое звено – это
законченный цикл. Например, глобальный цикл – формирование суперматерика
Пангея и его раскол. Таких циклов в истории земной коры было 2, сейчас
протекает третий.

В свою очередь каждый из таких глобальных циклов состоит из нескольких
тектонических циклов (или этапов) развития земной коры. Начало каждого
этапа – заложение геосинклинальных подвижных поясов, их интенсивное
прогибание, в которое вовлекаются соседние платформы. Начинается морская
трансгрессия. Инверсия в геосинклинальных поясах сопровождается
складкообразованием, вздыманием земной коры и горообразованием. В этот
процесс вовлекаются соседние участки платформы – начинается регрессия
моря. Каждый тектонический этап завершается увеличением объема
континентальной земной коры и увеличением объема платформенных участков
земной коры.

2. Направленность геологического развития

а. Наиболее наглядно эта закономерность прослеживается в развитии
континентальной коры. От древних этапов к более молодым и современным мы
отмечаем сокращение количества геосинклинальных поясов. А по мере
прекращения геосинклинального режима складчатая область присоединяется к
более древней платформе, тем самым, увеличивая её площадь и объем
континентальной коры.

б. Направленность процесса формирования геосинклиналей в разные
геотектонические этапы. Она заключается в закономерном проявлении
каждого этапа и стадии и соответствующих каждому этапу набору
геологических формаций.

в. Эволюция органического мира – яркий пример направленности развития от
примитивных организмов к наиболее высоко организованным – венец человек
разумный.

г. Сокращение длительности тектонических этапов – если Докембрийский
этап длился млрд. лет, то к Mz чуть больше 100 млн. лет

Полезные ископаемые

Формирование полезных ископаемых в Земной коре проходило во все
геотектонические эпохи.

Докембрийский этап. Образование полезных ископаемых связано с
грандиозными по масштабам процессами магматизма и метаморфизма.

Огромные запасы Fe руд сосредоточены в железистых кварцитах
(джеспилитах). Это – КМА, Кривой Рог, Канада и т.д.

С метаморфическими комплексами пород связаны месторождения слюд
(мусковита и флогопита) в Карелии, Сибири, Индии, Бразилии.

С интрузиями ультраосновного и основного составов связано образование
месторождений Платины, Хромита в Ю. Африке (Бушвельдский и Великая
Дайка), Cu-Ni – Печенга, Мончегорское, Ю. Африка, С. Америка

С осадочными породами формировались месторождения:

осадочных Fe руд (Бакальская группа, Ю. Якутия и др.),

медистых песчаников (Удокан, Ю. Африка),

Au-конгломераов с U – Витватерсранд, Блайнд-Ривер (Канада),

Mn руды – ЮАР, Гана, Индия

Нефтеносные горизонты Лено-Тунгусской впадины – самые древние вендского
возраста.

Каледонский этап – основная часть полезных ископаемых формировалась с
осадочным чехлом платформ. Выделяют эпохи:

накопления фосфоритов в раннем кембрии Ср. Азия, Китай, Прибалтика,
Вьетнам),

накопления солей – Иркутская обл., Мичиган (США),

формирование газо-нефтеносных горизонтов (м-е Хасси-Мессауд в Алжирской
Сахаре, штатыКанзас и Оклахома),

горючих сланцев – Прибалтика,

оолитовых Fe руд США и Канады.

В складчатых областях с интрузиями ультраосновного состава связаны
месторождения хромита (Ю. Урал), асбеста (Тува, Канада), а с интрузиями
кислого состава – золоторудные месторождения Сев. Казахстана и
Кузнецкого Алатау.

Герцинский этап – формируются наиболее разнообразные по генезису и
полезным компонентам полезные ископаемые. Появляются новые группы – коры
выветривания и ископаемые угли.

Самые древние – Девонские месторождения угля – о. Медвежий. Наиболее
мощно угленакопление происходило в краевых прогибах и на платформах
происходило в Карбоне и Перми с образованием Печерского, таймырского,
Тунгусского бассейнов, в Китае, Индии и Австралии.

Нефтеносные горизонты формируются в Волго-Уральской провинции, на
Тимане, в США, Канаде, Иране.

Пермский период – это эпоха соленакопления – м-е Верхнекамское,
Германия, США.

На платформах формируются месторождения бокситов – Тихвинское, Сев.
Онежское, Китай.

С раннегеосинклинальным вулканизмом связано образование месторождений
медноколчеданных руд на Урале, в Аппалачах; а с периодом завершающего
этапа складчатости и образованием магматических тел среднего и кислого
составов связано образование гидротермальных месторождений золота на
Урале, олова – Корнуолл (Англия), железо- и меднорудных скарновых
месторождений (г. Магнитная, Высокая, Краснотуринские и др.).

Киммерийский (Мz) этап развития Земной коры – разнообразие полезных
ископаемых различного генезиса. На платформах формируются:

угленосные толщи (Сибирь, Китай, Австралия);

эпоха оолитовых Fe руд (Зап. Сибирь, Германия, Франция);

бокситы (Урал, Сибирь, Ср. Азия, Франция, Испания и др.);

фосфориты (пояс от Марокко до Сирии);

соли Туркмении и Сев. Америки.

С трапповым магматизмом связаны:

Cu-Ni месторождения Норильской группы,

алмазы в кимберлитах Африки, Якутии.

В геосинклинальных складчатых областях с гранитными интрузиями связаны
многочисленные месторождения Sn, W, Mo, Cu, Pb, Au, Sb, Сев. Америки,
Китая, Индонезии, Приморья.

Особенность мезозоя – формирование мощных толщ писчего мела.

Нефть и газ образуют крупные месторождения в Зап. Сибири, Саудовской
Аравии, Кувейте, Иране, Ливии и др.

Кайнозойский этап – на фоне разнообразия сформировавшихся месторождений
следует выделить:

коры выветривания Fe, Mn, Ni, Co и бокситов;

осадочные руды Fe и Mn (Керченское, Чиатурское и др.);

1/3 мировых запасов нефти (Кувейт, Кавказ, Туркмения, Иран, Ирак,
Саудовская Аравия, Каспий);

четвертичные россыпи Au, Pt, Sn, алмазов и др.

С альпийской складчатостью связаны своеобразные золотосеребряные
месторождения.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020