Сучасні уявлення про процеси управління геодинамической історією землі
1. Про тектогенеза Землі і його причини.
Ми досить багато говоримо про проблеми тектогенеза, в тому числі про період астрономічного розвитку Землі, але важливіше енергетику тектонічних процесів для геологічного періоду розвитку і для використання цих даних в практичній геології.
За початок історії тектонічних процесів приймемо епоху, коли на Землі сформувалися оболонки подібні сучасним, і утворилося ядро. Ухвалення цього умови зручно тим, що відпадає проблема вибору «гарячого» або «холодного» походження Землі.
При вирішенні даної нами проблеми в такій обстановці будемо виходити з таких, досить достовірно встановлених, положень:
а) можна вважати загальноприйнятими уявленнями про циклічний характер тектонічної активності Землі, яка відбувається на тлі її спрямованого розвитку;
б) періоди тектонічної активізації добре корелюються з періодами певних астрономічних явищ;
в) будь-яку тектонічної активізації передує більш тривала за часом епоха відносно спокійного розвитку.
Ми вже вказували на те, енергія обертання планети навколо своєї осі і в Сонячній системі - це величезний практично невичерпний її джерело. Природно постає питання - який механізм витрачання енергії, яка є джерелом реалізації тектонічних явищ на Землі?
Щоб зрозуміти це звернемося до сучасних уявлень про будову Землі. Коротко вони зводяться до наступного: Землю можна уявити як що складається з декількох концентричних шарів систему:
1) Тонка кора (А), структура якої не вирішена і дуже складна, потужністю від 10 до 20 км в океанах і до 60-65 на материках;
2) Астеносфера (поширена не повсюдно) потужністю до перших десятків кілометрів;3) Легка частина мантії (В), потужністю до перших сотень кілометрів;
4) Перехідна зона (С) потужністю близько 500 км;
5) Тверда частина мантії (Д), поширена до глибин 2900- 3000 км;
6) Рідкий зовнішній шар ядра (Е), потужністю близько 2200 км;
7) Перехідний шар (F) Між зовнішнім і внутрішнім ядром, потужністю близько 100 км;
8) Тверде внутрішнє ядро (G), Потужністю близько 1200 км.
Для характеристики рівноважного стану Землі введено поняття геоізостазія. Геоізостазія - такий стан Землі, яке вона прийняла, якби слагающий її субстрат в межах кожної її оболонки був рідким і не змішувався. Це була б система сфероидов з уменьшающимся коефіцієнтом стиснення.
Джерелом сил, що призводить до тектонічної активізації Землі, є варіації її ротаційного режиму (зміна кутової швидкості і положення осі обертання), що призводить до порушення геоізостазіі. Який механізм виникнення цих сил?
1) Земля разом із Сонячною системою обертається навколо центру Галактики. Період її обертання становить приблизно 220 млн. Років і приблизно відповідає за тривалістю геологічекой ері;
2) Експериментально встановлено, що протягом останніх 500 млн. Років кутова швидкість обертання Землі безперервно уменьшается- встановлений емпіричний закон цього зменшення;
3) Земля являє собою магніт. Переміщаючись в змінному магнітному полі Галактики, вона повинна отримувати додатковий обертальний момент. Але Земля являє собою гіроскоп, момент кількості руху якого в просторі має зберігатися. Задовольнити обом вимогам одночасно можна тільки за умови відносного переміщення різних внутрішніх частин Землі. Найбільш вірогідним є поворот ядра щодо іншої частини Землі по проміжного шару (F), Що викличе переміщення полюсів.
Які наслідки в результаті зміни геоізостазіі Землі?
1) Зменшення значення кутової швидкості обертання буде відповідати новий геоид з меншим стисненням;
2) безперервної зміни ротаційного режиму Землі відповідає безперервне її прагнення до досягнення рівноважного стану;
3) Нове рівноважний стан досягається відповідної деформацією геоїда, що приводить до напруги в Землі і її тектоносфері;
4) У епохи тектонічних активізацій, т. Е. В інтервали максимальних швидкостей переміщення полюса, величини цих швидкостей виявляються достатніми для створення напруги в літосфері перевищують її міцність, тим самим створюються умови для Разломообразованіе та інших тектонічних процесів.
Цифри за даними японського за весь час еволюційного розвитку Землі, т. Е. За 4,5 млрд. Років на неї з зовнішніх джерел надійшло енергії 5 * 1038 ерг, а кінематика енергії обертання Землі тільки за 1 рік становить 2 * 1036 ерг.
При наявності такого потужного потенціалу будь-які зміни в швидкості обертання планети і що випливають з цього тектонічні наслідки можуть завжди бути забезпечені енергією високого порядку.
