Катастрофы в природе: Земля меняет кожу. Лавины, обвалы, оползни, провалы - Батыр Каррыев

В 1962—1963 годах американские геологи Роберт Дитц (Robert Sinclair Dietz) и Гарри Хесс (Harry Hammond Hess) выдвинули гипотезу спрединга – геодинамического процесса раздвигания литосферных плит под воздействием нагнетаемого снизу магматического расплава в области рифтов срединно-океанических хребтов.

Последующими исследованиями рельефа и палеомагнетизма океанического дна было доказано существование процессов расширения (явление спрединга) океанической коры и пододвигания одних частей коры под другие (явление субдукции). Оказалось, что остывание вынесенных на поверхность горных пород и движение вещества привели к тому, что со временем твёрдая оболочка Земли оказалась раздробленной на большие и малые фрагменты – литосферные плиты. Эти мегаобазования и вместе с ними материки как бы «плавают» на поверхности раскаленной и вязкой астеносферы – верхней части мантии.

В современную геологическую эпоху литосферу планеты образуют восемь мегаплит, десятки меньшего размера и множество мелких. Свыше 90% земной поверхности занимают мегаплиты, и на их границах сосредоточена основная магматическая, сейсмическая и тектоническая активность на планете.

Тепловая конвекция в астеносфере является основной причиной движения литосферных плит. За миллионы лет под воздействием гравитационных и ротационных сил они совершают сложные движения. Плиты разворачиваются, и отрываются друг от друга. Одна плита может погружаться под другую, и перемещаться на значительные расстояния. Например, в Красном море со скоростью двух-пяти сантиметров в год расходятся Аравийская и Африканская литосферные плиты.

Континент Австралия смещается в год примерно на семь сантиметров в северо-западном направлении. За шесть лет он сдвигается на метр, а за шестьдесят лет на десять метров. Из-за этого время от времени производится корректировка долготы и широты на местных картах. Это достаточно важно, поскольку данные глобальных навигационных спутниковых систем вступают в противоречие с локальными координатами, которые не передвигаются вместе с континентами. С 1994 года Австралия «переехала» примерно на полтора метра к северу.

Инструментально доказано, что скорость перемещения литосферных плит может достигать более десяти сантиметров в год. Казалось бы, это немного, но если принять горизонтальный размер одной плиты примерно около одной тысячи километров, то время её существования составит примерно десять миллионов лет. Иными словами, вся история вида Homo sapiens несопоставима с временным масштабом тектонических процессов на Земле.

Как происходит циркуляция вещества в земной мантии, хорошо иллюстрирует открытие сейсмологов из университета Калифорнии в Санта-Крузе. По преломлению сейсмических волн от землетрясений на глубине 2900 километров под Центральной Америкой они обнаружили тонущую в земной мантии тектоническую плиту. Некогда она была частью поверхности планеты, но примерно пятьдесят миллионов лет назад начала погружаться в мантию увлекая за собой соприкасающееся с ней вещество мантии со скоростью несколько сантиметров в год. Этот кусок земной поверхности на 700 градусов остаётся холоднее окружающего ее расплава, нагретого до 2,5 тысяч градусов Цельсия.

Под воздействием глубинных процессов т.н. эндогенных и внешних – экзогенных воздействий происходит кругооборот вещества планеты. Осадочные породы опускаются в земные недра, где преобразуются в магму, а затем вновь поднимаются тектоническими процессами на поверхность. Они непрерывно изменяют лик земной поверхности. Появляются и исчезают горы, на месте морей образуются равнины, а реки со временем исчезают, уступая место пустыням и каньонам.

Трансформация земной поверхности от Архея до современности и через пятьдесят миллионов лет. Она сопровождается глобальными изменениями рельефа земной поверхности.

Эндогенными называются протекающие в земных недрах процессы. Это магматизм, метаморфизм, тектоника и сейсмичность. Эндогенные процессы черпают свою энергию из земных недр, извлекая ее из атомных, молекулярных и ионных реакций, внутреннего давления и др. Они обуславливают тектонические движения земной коры, под влиянием которых формируются крупные формы её рельефа, т.н. морфоструктуры – равнины, горные системы с хребтами, нагорьями и плоскогорьями.

Экзогенными называются внешние факторы обусловленные денудацией. Это выветривание, дефляция, оползни, обвалы, карсты, эрозия, экзарация, морская и озёрная абразии и др. Они связанны с древними оледенениями, работой текучих вод и ветра, перепадами температур и новым фактором – антропогенной (человеческой) деятельностью.

Геологическая работа экзогенных процессов в основном сводится к разрушению горных пород, переносу обломков и отложению их в виде осадков. Итогом является формирование на месте горного рельефа пенеплена – «предельной равнины» или слабохолмистой местности с плоскими столовыми водораздельными частями.

Формирование рельефа происходит в сложном взаимодействии земной коры с биологической, водной и воздушной оболочками Земли. Они иные, чем для остальных планет Солнечной системы, соответственно различающихся по своим формам рельефа и характеру протекания физико-химических и гравитационных процессов.

Великий архитектор Вселенной – гравитация. Вверху пирамиды Гизы в Египте (XXVI—XXIII века до н.э.), внизу рельеф в провинции Сальта (Аргентина). В обоих случаях природой и человеком выбраны наиболее эффективно сопротивляющиеся действию силы тяжести конусообразные формы.

Рельеф занимает в строении Земли особое место, являясь поверхностью раздела и одновременно поверхностью взаимодействия оболочек земного шара – атмосферы, биосферы, гидросферы и литосферы. Одной из его важных характеристик является уклон. С ним связано возникновение обвалов, оползней и лавин в горной местности. Чем больше крутизна склона, тем он опаснее с точки зрения возможности их возникновения.

В силу различных причин ослабление сцепления каменно-земляных масс породы нарушает их равновесие, и приводит к движению вниз. Именно этим обстоятельством обусловлена форма гор и возвышенностей. В поле силы тяжести Земли они приобретают наиболее устойчивую, условно конусообразную форму, позволяющей эффективно распределять давление их огромного веса на основание. Наиболее древние сооружения человека – египетские пирамиды сконструированы схожим образом просуществовав уже более четырёх тысяч лет.

В простой схеме для появлении гор их формирование должно происходить со скоростью превышающей скорость распада связей в образующем их материале – т.н. явление денудации. Это совокупность процессов сноса и переноса водой, ветром, водой и льдом в поле земного тяготения, продуктов разрушения горных пород в пониженные участки земной поверхности.

Особенно быстро всё это происходит в горах, где большие уклоны земной поверхности способствуют гравитационному сносу горных пород, а снижающие их прочность физико-химические факторы действуют наиболее интенсивно. Под действием ветровой и водной эрозии, перепадов температуры и усталостных процессов непрерывно происходит нивелирование рельефа земной поверхности, снижение абсолютных и относительных высот.

Схема строения морского дна в сопоставлении с самой высокой горой на суше – Эверест в Гималаях.

Гравитация и время превращают горы в холмистую местность, а долины и равнины в пустыни. Тектоническими силами они вновь трансформируется в горную местность и, так будет до тех пор, пока не иссякнет внутренняя энергия планеты, и она не остынет. Этот процесс идёт с самого начала её образования, а расчётное время существования тектонически активной Земли составляет около трёх миллиардов лет.

Прообразом будущего Земли является Марс. Сегодня на этой планете не обнаружена активная тектоническая деятельность, а вулканы потухли. Она окружена разряженной атмосферой и без подобного земному магнитному полю планета не в состоянии противостоять солнечной радиации.

Скорость выравнивания земного рельефа определяется прочностью образующих его пород, т.е. их способностью выдерживать гравитационную нагрузку и сопротивляться разрушению под воздействием различных факторов. Таких, как влажность, температура, химические процессы и др.

Горные породы не монолитны, они перемножаются разносоставными слоями, разбиты на крупные и мелкие блоки. На склонах силы сцепления между ними должны быть достаточны для удержания их веса. Если этого не происходит, возникают обвалы и оползни. Часто их возникновение провоцируется землетрясениями, срывающими с крутых склонов неустойчивые фрагменты породы. Подобные и более грандиозные процессы происходят на дне морей и океанов.