Procesy endogenne w litosferze

We współczesnej nauce mówią o reliefie i jego głównych składnikach: wyglądzie, pochodzeniu historycznym, stopniowym rozwoju, dynamice we współczesnych warunkach i specjalnych wzorcach dystrybucji z punktu widzenia geografii, a także często wspominają procesy endogenne i egzogeniczne. Jest to część geografii jako wspólnoty i złożonej nauki, którą można wziąć pod uwagę geomorfologię, która w rzeczywistości charakteryzuje się powyższą definicją. W tej wewnątrzgeograficznej gałęzi naukowej dominuje dziś koncepcja reliefu jako końcowego produktu wzajemnego wpływu egzogennych i endogennych procesów geologicznych.

Procesy egzogeniczne

Pod procesami egzogenicznymi rozumie się takie procesy geologiczne, które są powodowane przez zewnętrzne źródła energii względem globu w połączeniu z grawitacją. Główne źródła energii obejmują promieniowanie słoneczne. Procesy egzogeniczne zachodzą w strefie przyległej i bezpośrednio na powierzchni skorupy ziemskiej. Są one przedstawione w postaci fizykochemicznej i mechanicznej interakcji skorupy ziemskiej z warstwami wody i powietrza. Procesy egzogeniczne są z natury odpowiedzialne za pracę destrukcyjną w celu wygładzenia nierówności powierzchni, które z kolei powstają w wyniku procesów endogennych, mianowicie odcięcia występów i wnęki reliefowe są wypełnione produktami zniszczenia.

Procesy endogenne

Globus przechodzi ciągłe zmiany. Endogenne i egzogeniczne procesy geologiczne są antagonistyczne. Są w stanie anulować wpływ swojego przeciwnika na Ziemię. Procesy endogenne to procesy geologiczne, które są bezpośrednio związane z energią wytwarzaną w głębokich jelitach powierzchni stałej ziemi (litosfery). Właściwość endogeniczności jest charakterystyczna dla wielu fundamentalnych zjawisk w dziedzinie formowania powierzchni ziemi. Metamorfizm skalny, magmatyzm i aktywność sejsmiczna są określane jako endogenne. Przykładem procesów endogennych są ruchy tektoniczne skorupy ziemskiej. Głównymi źródłami energii dla tego rodzaju procesu są ciepło, a także redystrybucja materiału w jelitach zgodnie z gęstością niektórych materiałów (naukowo nazywane różnicowaniem grawitacyjnym). Procesy endogenne są napędzane (jak sama nazwa wskazuje) wewnętrzną energią globu i objawiają się przede wszystkim w wielokierunkowym ruchu ogromnych mas skał skorupy ziemskiej, a wraz z nimi stopionej materii płaszcza Ziemi. W wyniku procesów endogennych powstają duże nieregularności na powierzchni ziemi. To te procesy są odpowiedzialne za tworzenie gór i pasm górskich, koryta międzygórskie i koryta oceanów.

W oddziaływaniu egzogennych i endogennych wariantów procesów rozwija się skorupa ziemska i jej powierzchnia. Rozważymy procesy projektowania, czyli endogeniczne procesy geologiczne, które w rzeczywistości tworzą największe części płaskorzeźby ziemi.

Grupy endogenne

Spośród endogennych 3 grup wyróżnia się ściśle ze sobą powiązane, ale niezależne procesy:

magmatyzm;
trzęsienia ziemi;
wpływy tektoniczne.

Przyjrzyjmy się bliżej każdemu procesowi.

Magmatyzm

Procesy endogenne obejmują zjawiska wulkaniczne. Pod nimi należy rozumieć procesy oparte na ruchu magmy na powierzchni skorupy ziemskiej i jej górnych warstw. Wulkanizm pokazuje człowiekowi, że materia znajdująca się w trzewiach Ziemi, naukowcy mają okazję zapoznać się z jej składem chemicznym i kondycją fizyczną. Zjawiska wulkaniczne manifestują się z dala od wszystkiego, ale tylko w tak zwanych obszarach sejsmicznie aktywnych, do których w rzeczywistości ogranicza się możliwość takich zjawisk. Terytoria z aktywnymi lub nieaktywnymi wulkanami często podlegały zmianom geologicznym podczas procesu historycznego. Magma, przenikając wewnętrzne endogenne procesy na Ziemi, może nawet nie dotrzeć na powierzchnię, w którym to przypadku zamarza gdzieś w trzewiach ziemi i tworzy specjalne natrętne (głębokie) skały (w tym gabro, granit i wiele innych). Zjawiska, które powodują przenikanie magmy do skorupy ziemskiej, nazywane są platonizmem, a inaczej głębokim wulkanizmem.

Trzęsienia ziemi

Trzęsienia ziemi, które również należą do głównych procesów endogenicznych, manifestują się w niektórych obszarach powierzchni Ziemi, wyrażone w krótkotrwałych wstrząsach. Dla wszystkich jest jasne, że trzęsienia ziemi, podobnie jak katastrofy naturalne, wraz z wulkanizmem, zawsze były blisko społeczeństwa ludzkiego, w wyniku czego zadziwiły wyobraźnię ludzi. Trzęsienia ziemi nie minęły bez śladu dla osoby, powodując ogromne straty w jej domu (a czasem nawet zdrowiu i życiu) w postaci zniszczenia budynków, naruszenia integralności upraw rolnych, poważnych obrażeń, a nawet śmierci.

Wpływy tektoniczne

Oprócz trzęsień ziemi, które są krótkotrwałymi i silnymi fluktuacjami, powierzchnia ziemi doświadcza wpływów, w których niektóre jej sekcje wznoszą się, a inne spadają. Takie ruchy kory zachodzą niewyobrażalnie powoli (w stosunku do tempa naszego codziennego życia): ich prędkość jest równoważna zmianom na poziomie kilku centymetrów, a nawet milimetrów na wiek. Dlatego są one oczywiście niedostępne dla obserwacji ludzkiego oka, pomiary są wymagane tylko przy użyciu specjalnych przyrządów pomiarowych. Jednak paradoksalnie, dla pojawienia się naszej planety zmiany te są bardzo znaczące, aw skali historycznej ich prędkość nie jest tak mała. Ponieważ takie ruchy odbywają się stale i wszędzie przez setki, a nawet miliony lat, ich ostateczne wyniki są imponujące. Pod wpływem ruchów tektonicznych (i tak się je nazywa) wiele obszarów lądowych zamieniło się w głębokie dno oceanów, wręcz przeciwnie, z takim samym powodzeniem niektóre części powierzchni, które teraz wznoszą się setki, tysiące metrów nad poziomem morza, zostały kiedyś ukryte pod gęstą wodą. Podobnie jak wszystko w przyrodzie, intensywność ruchów wibracyjnych jest inna: w niektórych obszarach procesy tektoniczne są szybsze i mają większy wpływ, podczas gdy w innych miejscach są znacznie wolniejsze i mniej znaczące.

W tym artykule skupimy się na procesach tektonicznych, ponieważ są one kluczowe w dziedzinie formowania się reliefu, a zatem i zewnętrznego wyglądu naszej planety. Tak więc, tektonika określa naturę i plan przyszłych konturów form reliefowych globu na wiele stuleci.

Bloki tektoniczne

Po raz kolejny oznaczmy, że zmiany tektoniczne są rozumiane jako endogenne procesy powstawania obrazu reliefowego. Tektonika jest bezpośrednio związana z ruchami specjalnych bloków monolitycznych, które są oddzielnymi fragmentarycznymi częściami skorupy ziemskiej. Ważne jest, aby zrozumieć, że te bloki różnią się od siebie:

w grubości (minimum od kilku metrów i dziesiątek metrów, a maksimum kilometrów w dziesiątkach);
według obszaru (najmniejsze to dziesiątki i setki kilometrów kwadratowych, a największe osiągają obszar w milionowych częściach powierzchni);
charakter deformacji skał tworzących skorupę ziemską (ponownie wyróżniamy dwa rodzaje zmian: nieciągły i złożony);
w kierunku ruchu (istnieją dwa rodzaje ruchów wielokierunkowych: ruchy tektoniczne w poziomie i pionie).

Historia rozwoju nauk o tektonice

Do połowy XX wieku koncepcja fiksizmu była wiodącą pozycją w geomorfologii i geologii. Jego podstawą był pomysł, że główny dominujący typ ruchów oscylacyjnych należy uważać za pionowy, zaś ruch poziomy jest drugorzędny. Tak więc geologowie wierzyli, że wszystkie największe formy płaskorzeźby lądowej (mianowicie koryta oceaniczne, a nawet całe kontynenty) powstały wyłącznie w wyniku pionowych ruchów skorupy. Kontynenty wymieniono jako strefy wyniesienia powierzchni, a oceany postrzegano jako strefy osiadania. Ta sama teoria została wyjaśniona i należy ją przyznać całkiem zrozumiałą i rozsądną, a także powstawanie mniejszych nierówności w płaskorzeźbie, a mianowicie oddzielnych gór, pasm górskich i oddzielania tych samych grzbietów zagłębień.

Jednak, jak wiadomo, pomysły zmieniają się z czasem, a każda prawda może łatwo zmienić się z statusu absolutnego w względny. Geolog Alfred Wegener skupił uwagę społeczności naukowej na tym, że kształt i kształt różnych kontynentów pod względem geometrycznym są dość dobrze ze sobą połączone. Jednocześnie rozpoczęto aktywne prace nad gromadzeniem danych geologicznych i paleontologicznych z różnych kontynentów dostępnych do badań w tym czasie. Badania te wykazały ciekawą rzecz: na kontynentach znajdujących się w odległości równej wielu tysiącom kilometrów od siebie absolutnie identyczne stworzenia żyły w odległej przeszłości, ponadto, ze względu na cechy strukturalne, wiele gatunków stworzeń nie miało absolutnie żadnej możliwości przekroczenia niewiarygodnie dużych przestrzenie wodne.

Mimo to Wegener przeprowadził bezcenne prace nad analizą ogromnej ilości danych paleontologicznych i geologicznych. Porównał je z zarysami kontynentów, które obecnie istnieją, i zgodnie z wynikami swoich badań wyraził teorię, że w poprzednim życiu kontynenty na powierzchni Ziemi były zupełnie inne niż obecnie. Oprócz tego naukowiec próbował dokonać wyjątkowej rekonstrukcji ogólnej wizji kraju minionych epok geologicznych. Porozmawiajmy bardziej szczegółowo o teorii Wengera.

Jego zdaniem w permskim okresie paleozoiku na Ziemi naprawdę istniał jeden supermateriał o ogromnych rozmiarach, który nazywał się Pangea. W połowie jurajskiego mezozoiku został on podzielony na dwie niezależne części - kontynentalną Gondwana i Laurazję. Ponadto liczba kontynentów stale rosła: Laurasia podzieliła się na współczesną Amerykę Północną i Eurazję, a Gondwana z kolei została podzielona na Afrykę, Amerykę Południową, Antarktydę, Australię i Hindustan (później Hindustan stał się Eurazją). Tak właśnie upadła koncepcja fiksacji. Wyjaśnienie zmian konturów kontynentów takiego planu i dalszych ruchów kontynentów na powierzchni Ziemi stało się niemożliwe w ramach tej teorii.

Wegener nie poprzestał na tym. Naprawił upadek fiksizmu, zakładając, że kontynenty, przyjmując postać wielkich bloków litosferycznych, nie poruszają się w pionie, lecz w kierunku poziomym. Co więcej, z jego punktu widzenia ruchy poziome są głównymi oscylacjami tektonicznymi, które miały decydujący wpływ na wygląd naszej planety. Teorię Alfreda Wegenera nazwano teorią dryfu kontynentalnego, a jej zwolennicy stali się znani jako mobiliści (w przeciwieństwie do fixistów). Wegener mógł być w stanie przyczynić się do badań innych endogennych i egzogenicznych procesów geologicznych, ale zatrzymał się na tym etapie.

Tak czy inaczej, poza niepełnymi uzasadnieniami samego Wegenera i danymi paleontologicznymi, nie było dowodów na ważność serii dryfów kontynentalnych. Aby uzyskać dane potwierdzające lub odrzucające nową teorię i wreszcie zrozumieć, dlaczego kontynenty się poruszają, konieczne było dokładniejsze przestudiowanie struktury skorupy ziemskiej. Jednak drugi aspekt pracy był ważniejszy: konieczne było jak najdokładniejsze zbadanie struktury dna oceanów, do tego czasu w ogóle nie badane. Wyobraź sobie: zgodnie z opinią, która istniała w tym czasie wśród zdecydowanej większości naukowców, dno oceanu było całkowicie płaską powierzchnią!

Skorupa kontynentalna i oceaniczna

Badania te zostały przeprowadzone i dały całkowicie nieoczekiwane wyniki. Ku zaskoczeniu naukowców teren Ziemi pod warstwą oceaniczną i pod kontynentami był inaczej ułożony.

Skorupa kontynentalna jest silna i składa się z trzech warstw:

górna (utworzona przez skały osadowe warstwy osadowej, która powstaje na powierzchni ziemi);
granit (u góry);
bazalt (dwie dolne warstwy tworzą skały urodzone w trzewiach ziemi w wyniku chłodzenia i dalszej krystalizacji materii płaszczowej).

Skórka na dnie oceanów jest bardzo inna. Jest cieńszy i składa się tylko z dwóch warstw:

górna (utworzona przez skały osadowe);
bazalt (brakująca warstwa granitu).

Nastąpiła prawdziwa rewolucja: stała się możliwa, a ponadto udowodniono istnienie dwóch różnych rodzajów skorupy ziemskiej: oceanicznej i kontynentalnej.

Warstwa płaszcza

Poniżej skorupy ziemskiej znajduje się płaszcz, którego substancja występuje w stanie stopionym. Astenosfera to warstwa płaszczowa położona na głębokości 30–40 km pod oceanami i 100–120 km pod kontynentami. Sądząc po charakterystyce prędkości fal sejsmicznych, ma wysoką ciągliwość, a nawet taką właściwość jak płynność. Należy rozumieć, że absolutnie wszystkie warstwy powyżej astenosfery reprezentują litosferę. Oznacza to, że skorupa ziemska i warstwa płaszcza nad astenosferą wchodzą w osobliwą formułę litosferyczną.

Relief dna oceanu

Topografia dna oceanu również okazała się znacznie bardziej skomplikowana niż wcześniej sądzono. Jego głównymi składnikami są:

półka (powierzchnia warunkowo kontynuująca nachylenie terenu lądu stałego od krawędzi wody do głębokości 200-500 metrów);
nachylenie kontynentalne (od końca strefy szelfowej i do 2, 5-4 tysięcy metrów, a może nawet więcej);
basen morza marginalnego (nieco nierówna (pagórkowata) gładka powierzchnia, na którą wpada kontynentalne nachylenie przez stopę kontynentalną, zwaną inaczej zakrętem wklęsłym);
łuk wyspowy (łańcuch wulkanów lub wysp wulkanicznych pod wodą, ten dolny element oddziela morze brzegowe od strefy otwartego morza);
wykop głębinowy (najgłębsza część dna oceanu, która jest równoległa do łuku wyspy wzdłuż zewnętrznej krawędzi dna, jest raczej wąską i głęboką rozpadliną);
dno oceanu (na zewnątrz przypomina wgłębienie obrzeży morza, ale znacznie szersze: kilka tysięcy kilometrów, łóżko to jest podzielone na dwie części przez wypór, który łączy się w cały system z koncepcjami innych oceanów (powstają grzbiety oceanu środkowego);
dolina szczelinowa (w podwyższonych częściach grzbietów oceanu środkowego, wąskich i głębokich)