Дно мирового океана

Содержание

В рельеф океана Это форма морской коры, которая образуется в результате геологических процессов, влияющих на ее образование. Эта океаническая кора тоньше континентальной и разного состава, в ней преобладают железо и магний.

Кора разделена на плиты, которые смещаются из-за разницы в плотности между литосферой и астеносферой (жидкой мантией). Возникает на линии разделения двух океанических плит, образующих океанические хребты.

Возникновение этих хребтов ограничивает океанические бассейны по обе стороны от них. Эти бассейны состоят из обширных холмистых абиссальных равнин, где также развиваются плато и другие геологические структуры.

Абиссальные равнины достигают подножия континентальных склонов или океанских желобов. Если окраина континента совпадает с концом континентальной плиты, сталкивающейся с океанической плитой, образуется зона субдукции.

В результате этого процесса между окраиной материка и океанической плитой образуется глубокая желоба или океаническая желоба. Если две океанические плиты сходятся, образуются цепочки вулканических островов, обычные в Тихом океане.

Пять существующих океанов (Атлантический, Тихий, Индийский, Арктический и Антарктический) имеют общую общую структуру, но также и особенности. Например, арктическое дно является частью Северо-Американской плиты, оно мелкое и имеет широкий континентальный шельф.

В свою очередь, Тихий океан имеет очень неровные окраины, поскольку почти по всему периметру сталкивается с континентальными плитами, образуя океанические желоба. Атлантика имеет более гладкие края и широкие абиссальные равнины, так как имеет длинный центральный хребет.

Структура рельефа океанского дна.

Таким образом, к настоящему времени установлено, что ложе всех океанов располагается на земной коре океанического типа, а впадины земной
поверхности, в которых накопилась океанская вода, образовались в результате процесса глубинной дифференциации остывавшей земной мантии. Этот процесс
происходил в течение миллионов лет на фоне неравномерного вращения Земли в условиях её длительного гравитационного взаимодействия с Луной. Указанный
процесс предопределил образование двух типов литосферы: лёгкого и мощного материкового типа и более тяжёлого, но менее мощного, океанического типа,
расположенного ниже уровня Мирового океана.

Океанология располагает теперь достаточными доказательствами того, что океаны не всегда имели те очертания, которые они имеют в настоящее
время, а дно океанских впадин имеет возраст значительно более «молодой», чем континентальная кора. Образцы грунта, добытые в результате глубоководного
морского бурения на глубину до 1000 метров от поверхности дна, показали, что на этом уровне залегают породы не древнее пород юрского периода.

До середины 20 века считалось, что строение земной коры (литосферы) по всей поверхности планеты одинаково. Предполагалось, что разница
состоит только в том, что земная кора в области гор возвышается, образуя складки, а под океанами опускается, образуя под их тяжестью огромные и глубокие
впадины. Однако оказалось, что это не совсем так. Континентальная кора Земли изучена достаточно хорошо. Верхний слой континентальной коры состоит из
осадочных пород, имеющих морское происхождение, то есть основная масса этих осадочных пород образовалась в древних морях. Лишь незначительная часть
осадочных пород континентальной коры возникла в результате выветривания непосредственно на суше.

О внутреннем строении Земли

✦
Основные виды осадочных пород – это пески, песчаники, глины, известняки, иногда каменная соль. Толщина осадочного слоя в разных районах земной поверхности
различна. В отдельных случаях она достигает 20 км, но есть районы, где осадочные породы почти или даже полностью отсутствуют, а на поверхности находится
следующий слой земной коры – граниты. Это общее название объединяет собственно граниты, а также близкие к ним по составу породы – гранитоиды, гнейсы и
слюдистые сланцы. Толщина, или как в геологии говорят, мощность гранитного слоя может достигать 25-30 км. Самый нижний слой земной коры состоит из тяжёлых пород
– базальтов, которые представляют собой застывшие излияния магмы из верхней мантии. Предполагается, что мощность базальтового слоя составляет 15-20 км.

Мощность слоёв Земной коры непосредственными замерами
определить нельзя, ибо нет пока технической возможности пробурить твёрдые слои на глубину более 10-12 км. Поэтому о мощности, строении и свойствах слоёв земной
коры судят по результатам геофизических исследований, среди которых отметим исследования путём измерения скорости распространения сейсмических волн в различных слоях литосферы.

✦ Существует гипотеза, что ниже базальтов лежит слой так называемого перидотита,
ещё более плотной породы, а под нижней мантией находится отнюдь не расплавленная магма, а стокилометровый слой астеносферы (ослабленного слоя), вещество которого
находится в размягчённом состоянии. Под астеносферой, вплоть до глубины 2900 км залегают сверхплотные слои. Далее, в центре Земли находится ядро. Что оно собой
представляет? Жидкое оно или твёрдое? Из каких веществ состоит? Какой объём занимает? На эти вопросы наука пока не имеет
определённых ответов, хотя в различных гипотезах недостатка нет.

Гипотезы и догадки выдвигали ещё древние учёные и мыслители. Первым из них называют греческого философа Эмпедокла, который жил в 5 веке до
н.э. Наблюдая истечение огненной лавы из жерла вулкана Этна во время его извержения, Эмпедокл пришёл к выводу, что под холодной твёрдой оболочкой Земли
находится слой расплавленной магмы. История науки донесла до последующих поколений известие о том, что этот смелый учёный погиб при попытке проникнуть в жерло вулкана с целью его изучения.

Мы несколько отвлеклись, хотя и вынужденно, от темы океанского дна. Но зато мы имели возможность убедиться, что Земля хорошо изучена только с
поверхности. Пожалуй, о ближнем космосе у нас более чёткие представления, чем о внутреннем строении Земли и о её океанских глубинах.

Геологическое прошлое

С планетарной точки зрения, океаническая кора является вторичной корой того же типа, что и на Марсе и Венере. Кора, вероятно, образовалась относительно рано, подобная кора, вероятно, была уже в первый миллиард лет истории Земли. Единственной предпосылкой для его образования является наличие частично расплавленной мантии (вероятно, присутствующей от происхождения Земли).

В геологические времена, на протяжении всей истории Земли , субдукция могла менять режим с постепенным охлаждением планеты:

• во время Хадея , в начале образования океанов, литосфера была ограничена слоем затвердевшей мантии и была чисто океанической, без субдукции;
• субдукция началась во время архея , но ранняя или поздняя природа ее происхождения остается спорной;
• в любом случае, большая часть континентальной коры образовалась между –3,2 и –2,5 млрд лет назад   ;
• наоборот, формирование континентальной коры с тех пор было намного слабее, что показывает, что условия субдукции изменились.

Слой океанских донных осадков

Не последняя роль в образовании морских осадков принадлежит морским организмам. Рассуждая
об этом, мы хотим лишний раз подчеркнуть, что море, с любой точки зрения, — это великое явление природы. Все организмы, что живут и умирают в море, в конце
концов становятся составной частью океанских донных осадков. Интересно, что основную массу осадков образуют самые мелкие существа, начиная от простейших
одноклеточных корненожек, радиолярий и водорослей, кончая крохотными планктонными ракообразными (их размеры колеблются от 0,1 до 15 миллиметров).

Эти мелкие существа живут в верхнем стометровом слое морской воды. Большинство из них, в том числе простейшие, моллюски и водоросли, имеют
скелеты и панцири (известковые или кремниевые). Закончив свою непродолжительную жизнь, они медленно, непрерывным потоком опускаются на дно. По пути на дно их
тела разрушаются бактериями, и дна достигают главным образом их раковины, панцири и частично – скелеты. Скелеты и панцири этих организмов, в зависимости
от их химического состава и условий окружающей среды, могут сохраняться длительное время. Например, установлено, что остров Барбадос сложен почти
полностью из крошечных раковинок одноклеточных животных – радиолярий (или лучевиков).

Известковые скелеты в холодных водах чаще всего не достигают дна, так как известь хорошо растворяется в холодной морской воде из-за большего
содержания в ней угольной кислоты. Наоборот, в мелких прибрежных тропически водах, где содержание углекислоты незначительно, известь почти не разрушается.

Кроме планктонных организмов в образовании осадков участвуют и
донные: моллюски, губки и кораллы.

Осадочные материалы различного происхождения, в зависимости от условий осадкообразования, перемешиваются между собой в различных пропорциях.
Толщина слоя осадков в разных районах океанского дна варьирует в больших пределах. У подножия материкового склона толщина слоя осадков иногда достигает 1000 метров.

Определяется толщина слоя осадков сейсмическими методами, а в отдельных случаях способом морского бурения.

Чаще всего осадки на морском дне выглядят в виде ила. Ил образуется из оседающих на дно крупинок органических веществ и глин. Величина
частичек ила составляет 0,01 — 0,06 миллиметра.

Из разрушенных мельчайших раковин и наружных покровов крохотных ракообразных, содержащих соли кальция, возникают известковые илы.

Кремневые илы образуются из наружных скелетов одноклеточных организмов – радиолярий и двустворчатых панцирей микроскопических водорослей-диатомей.

На глубине более 4500 метров осадки состоят в основном из красных глин. Известковые осадочные породы на таких глубинах не образуются, так
как здесь нормальные карбонаты (соли угольной кислоты), в том числе кальциты – карбонаты кальция, растворяются в морской воде в условиях низких температур.

Быстрее всего известковые осадки накапливаются на глубинах до 4000 метров. «Скорость» такого накопления составляет здесь от 1 до 4 сантиметров
за 1000 лет. Эта скорость покажется достаточно высокой, если её сравнить со скоростью накопления осадков в глубоководных впадинах, которая составляет там 1
миллиметр за тысячу лет! Медленное накопление осадочных материалов в глубоководных районах объясняется тем, что наиболее крупные взвешенные частицы
падают на дно ещё до того, как течения достигают глубоководных впадин. Осадки в таких впадинах состоят в основном из красных глин.

Континентальный шельф и склон

Континентальный шельф или затопленная континентальная область представляет собой рельеф, связанный с прилегающим континентальным рельефом. Например, если на континенте есть горный хребет, параллельный побережью, платформа будет узкой, а за ней будет крутой склон.

В то время как, если континентальная поверхность плоская, эта равнина продолжится широко на континентальном шельфе, дав начало широкому шельфу. В этом случае спуск, следующий за платформой, будет менее крутым.

Самым обширным континентальным шельфом является Арктический, протяженностью 1500 км, поскольку он представляет собой единую тектоническую плиту (Североамериканская плита).

Геодезия

Для правильного изучения размеров и формы Земли используется геодезия, отрасль науки, ответственная за измерение размера и формы Земли с помощью обследований и математических расчетов.

На протяжении всей истории, геодезия была важной отраслью науки, так как ранние ученые и философы пытались определить форму Земли. Аристотель — первый человек, которому приписывают попытку рассчитать размер Земли и, следовательно, ранний геодезист

Затем последовал греческий философ Эратосфен, оценивший окружность Земли в 40 233 км, что лишь немного больше принятого в наши дни измерения.

Чтобы исследовать Землю и использовать геодезию, исследователи часто ссылаются на эллипсоид, геоид и референц-эллипсоид. Эллипсоид является теоретической математической моделью, которая показывает гладкое, упрощенное представление о поверхности Земли. Он используется для измерения расстояний на поверхности без учета таких факторов, как изменения высоты и формы рельефа

С учетом реальности земной поверхности, геодезисты используют геоид — модель планеты, которая строится с помощью глобального среднего уровня моря и, следовательно, принимает во внимание перепады высот

Основой геодезии на сегодняшний день являются данные, которые выступают в качестве ориентиров для глобальных геодезических работ. Сегодня такие технологии, как спутники и глобальные системы позиционирования (GPS), позволяют геодезистам и другим ученым делать чрезвычайно точные измерения поверхности Земли. На самом деле они настолько точны, что позволяют получать данные о поверхности Земли с точностью до сантиметров, обеспечивая наиболее точные измерения размера и формы Земли.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter
.

Облака пыли и вулканический пепел

Количество пыли и других аэрозолей техногенного происхождения оценивается в 200-250 млн. тонн в год. Это намного меньше количества
естественных аэрозолей. Но беда в том, что техногенные аэрозоли часто бывают токсичными. Например, десятая часть мировой добычи свинца в том или другом виде
попадает в атмосферу, а потом осаждается на суше и в океане. Ядовитость свинца давно известна, а объём его мирового производства превышает 3 млн. тонн в год.

Огромный вред человечеству и всему живому на большой территории Земли и в акватории океана нанесла радиоактивная пыль, поднятая
взрывом реактора на Чернобыльской АЭС. Это всем известно, но не упомянуть здесь об этой трагедии мы просто не имеем права.

Облака пыли, поднимаемые бурей, а также вулканический пепел, выбрасываемый при извержении вулканов, перед тем как превратиться в осадки на
земле или в океане, могут принести немалые неприятности людям. Настоящим бедствием оказалось извержение вулкана Эйяфьятлайокудль в Исландии в 2010 году.
Огромное облако пепла повисло тогда над всей Северной Европой и над значительной частью Западной Европы. Плотность этого облака была такова, что из-за отсутствия
видимости в течение нескольких недель была исключена возможность полётов как гражданской, так и военной авиации.

По подсчётам вулканологов, извержения вулканов на планете выносят в атмосферу 2-3 млрд. тонн осадочного материала в год. Поднятая извержениями вулканов и
бурями пыль может оставаться в воздухе продолжительное время, иногда до 5-6 лет. В этой связи нужно отметить, что в атмосфере Земли иногда наблюдаются так
называемые высотные струйные течения, скорость которых составляет сотни километров в час, а протяжённость – несколько тысяч километров. Такие воздушные
течения, подобно своеобразным атмосферным рекам быстро переносят пыль и другие аэрозоли, которые потом осаждаются на суше и в океане.

Ключевые формы материкового рельефа

Суша представляет собой горные и равнинные местности.

Гора образуется вследствие формирования из огромной массы земли и камня возвышенности (иногда даже тысяча километровой высоты) над поверхностью материка.

Над уровнем моря горы поднимаются на разную высоту, что имеет непосредственное влияние на их принадлежность к определённому виду:

• Низкие (максимум 1000 м);
• Средние (показатель варьируется в пределах 1000 — 2000 м);
• Высокие (как минимум 2000 м)

27% поверхности материковой суши отведено горам. Вершина Эверест – это максимально высокая точка на планете. Над уровнем моря гора Джомолунгма возвышается на 8848 м. В число наиболее высоких гор вошли Кордильеры и Памир. Карпаты представляют средние горные возвышенности, а Уральские горы достигают уровня минимальной высоты.

Способ формирования гор напрямую влияет на принадлежность их одному из видов:

• Складчатому;
• Глыбовому;
• Складчато-глыбовому.

Согласно способу происхождения:

• Тектоническому;
• Эрозионному;
• Вулканическому.

Площадь, структура и возраст гор непосредственно влияют на следующие определения для них:

• пояса;
• системы;
• государства;
• цепи;
• хребты.

Значимый элемент рельефа материковой поверхности представлен в форме равнин.

Участки континента с устойчивым и спокойным характером, на которых не наблюдаются вулканические процессы и сильные землетрясения, называются равнинами.

Незначительные колебания высоты представляют собой следующие образования:

• Низменность (максимальная высота 200 м);
• Возвышенность (от 200 до 500 м);
• Плоскогорье (от 500 до 1000 м).

Встречается горизонтальная и наклонная форма поверхности равнин.

Способ формирования влияет на принадлежность равнины к одному из типов:

• Денудационному;
• Аккумулятивному;
• Пластовому.

Материковая суша занимает 29% земной поверхности. Северное полушарие стало местом локализации основной её части. В подавляющем большинстве случаев рельеф океанического дна и материка представлен в виде равнин, и только небольшие площади отведены под горные возвышения.

Материковая земная кора

Материковая или континентальная кора отличается от океанической коры толщиной и устройством
. Континентальная кора расположена под материками, но её край не совпадает с береговой линией. С точки зрения геологии настоящим материком является вся площадь сплошной материковой коры. Тогда получается, что геологические материки больше географических материков. Прибрежные зоны материков, называемые шельфом
– это есть временно залитые морем части материков. Такие моря как Белое, Восточно-Сибирское, Азовское – расположены на материковом шельфе.

В континентальной земной коре выделяются три слоя
:

• Верхний слой – осадочный;
• Средний слой – гранитный;
• Нижний слой – базальтовый.

Под молодыми горами такой тип коры имеет толщину$ 75$ км, под равнинами – до $45$ км, а под островными дугами – до $25$ км.
Верхний осадочный слой материковой коры формируется глинистыми отложениями и карбонатами мелководных морских бассейнов и грубообломочными фациями в краевых прогибах, а также на пассивных окраинах континентов атлантического типа.

Вторгшаяся в трещины земной коры магма сформировала гранитный слой
в составе которого есть кремнезем, алюминий и другие минералы. Толщина гранитного слоя может доходить до $25$ км. Слой этот очень древний и имеет солидный возраст – $3$ млрд. лет. Между гранитным и базальтовым слоем, на глубине до $20$ км, прослеживается граница Конрада
. Она характеризуется тем, что скорость распространения продольных сейсмических волн здесь увеличивается, на $0,5$ км/сек.

Формирование базальтового
слоя произошло в результате излияния на поверхность суши базальтовых лав в зонах внутриплитного магматизма. Базальты содержат больше железа, магния и кальция, поэтому они тяжелее гранита. В пределах этого слоя скорость распространения продольных сейсмических волн от $6,5$-$7,3$ км/сек. Там, где граница становится размытой, скорость продольных сейсмических волн растет постепенно.

Замечание 2

Общая масса земной коры от массы всей планеты составляет всего $0,473$ %.

Одну из первых задач, связанную с определением состава верхней континентальной
коры, взялась решать молодая наука геохимия
. Так как кора состоит из множества самых разнообразных пород, эта задача была весьма сложной. Даже в одном геологическом теле состав пород может сильно варьироваться, а в разных районах могут быть распространены разные типы пород. Исходя из этого, задача заключалась в определении общего, среднего состава
той части земной коры, которая на континентах выходит на поверхность. Эту первую оценку состава верхней земной коры сделал Кларк
. Он работал сотрудником геологической службы США и занимался химическим анализом горных пород. В ходе многолетних аналитических работ, ему удалось обобщить результаты и рассчитать средний состав пород, который был близок к граниту
. Работа Кларка
подверглась жесткой критике и имела противников.

Вторую попытку по определению среднего состава земной коры предпринял В. Гольдшмидт
. Он предположил, что двигающийся по континентальной коре ледник
, может соскребать и смешивать выходящие на поверхность породы, которые в ходе ледниковой эрозии будут отлагаться. Они то и будут отражать состав средней континентальной коры. Проанализировав состав ленточных глин, которые во время последнего оледенения отлагались в Балтийском море
, он получил результат, близкий к результату Кларка.
Разные методы дали одинаковые оценки. Геохимические методы подтверждались. Этими вопросами занимались, и широкое признание получили оценки Виноградова, Ярошевского, Ронова и др
.

Влияние океанической плиты на формирование океанов

Океаническая плита играет ключевую роль в формировании океанов на нашей планете. Она представляет собой гигантскую панель, состоящую из литосферы и верхней мантии, которая плавает на плотной астеносфере.

Океаническая плита двигается под воздействием конвективного обращения мантии Земли. Ее движение происходит в результате различий в температуре и плотности мантии в разных местах. При встрече с континентальной плитой океаническая плита может становиться под ней и проходить процесс субдукции. Это является основным механизмом, благодаря которому формируются океанские впадины.

В результате процесса субдукции океаническая плита может погружаться на глубину до нескольких сотен километров и таять в мантии Земли. Это приводит к образованию вулканов и островных дуг, таких как Японский островной арк и Каскадная горная система в Северной Америке.

Формирование океанских впадин и островных дуг является важным процессом, так как через них происходит перераспределение материала Земли и энергии. Вулканизм, вызванный субдукцией океанической плиты, является источником вещества и энергии, который поддерживает жизнь на Земле.

Влияние океанической плиты на формирование океанов:
1.
Субдукция океанической плиты под континентальную плиту формирует океанские впадины.
2.
Субдукция океанической плиты создает островные дуги и вулканы.
3.
Океаническая плита является источником материала и энергии, который поддерживает жизнь на Земле.

Таким образом, океаническая плита играет важную роль в формировании океанов, обеспечивая перераспределение материала и энергии на Земле. Этот процесс влияет на климатические условия, океанскую циркуляцию и развитие жизни в океанах.

Проблемы литосферы

Интенсивное развитие промышленности привело к тому, что человек и литосфера в последнее время стали чрезвычайно плохо уживаться друг с другом: загрязнение литосферы приобретает катастрофические масштабы.
Произошло это вследствие возрастания промышленных отходов в совокупности с бытовым мусором и используемыми в сельском хозяйстве удобрениями и ядохимикатами, что негативно влияет на химический состав грунта и на живые организмы. Учёные подсчитали, что за год на одного человека припадает около одной тонны мусора, среди которых – 50 кг трудноразлагаемых отходов.

Сегодня загрязнение литосферы стало актуальной проблемой, поскольку природа не в состоянии справиться с ней самостоятельно: самоочищение земной коры происходит очень медленно, а потому вредные вещества постепенно накапливаются и со временем негативно воздействуют и на основного виновника возникшей проблемы – человека.

В ХХ веке путем многочисленных исследований человечество раскрыло тайну земных недр, строение земли в разрезе стало известно каждому школьнику. Для тех, кто еще не знает, из чего состоит земля, каковы ее основные слои, их состав, как называется самая тонкая часть планеты, мы перечислим ряд значимых фактов.

Форма и размеры планеты Земля

Вопреки всеобщему заблуждению наша планета не круглая
. Ее форма называется геоид и представляет собой слегка сплюснутый шар. Места, у которых земной шар сдавлен, называются полюсами. Через полюса проходит ось земного вращения, наша планета совершает один оборот вокруг нее за 24 часа — земные сутки.

Посередине планету опоясывает – воображаемая окружность, разделяющая геоид на Северное и Южное полушария.

Кроме экватора, существуют меридианы — окружности
, перпендикулярные экватору и проходящие через оба полюса. Один из них, проходящий через Гринвичскую обсерваторию, называют нулевым – он служит точкой отсчета географической долготы и часовых поясов.

К основным характеристикам земного шара можно отнести:

• диаметр (км.): экваториальный – 12 756, полярный (у полюсов) – 12 713;
• длина (км.) экватора – 40 057, меридиана – 40 008.

Итак, наша планета представляет собой своеобразный эллипс — геоид, вращающийся вокруг своей оси проходящей через два полюса – Северный и Южный.

Центральная часть геоида опоясана экватором – окружностью разделяющей нашу планету на два полушария. Для того, чтобы определить, каков радиус земли, используют половинные значения его диаметра у полюсов и экватора.

А теперь о том из чего состоит земля,
какими оболочками она покрыта и каково строение земли в разрезе
.