какие тектонические движения имеют колебательный характер
Колебательные тектонические движения земной коры и их особенности
Колебательные тектонические движения (эпейрогенические)— это медленные вековые поднятия и опускания земной коры.
По своей направленности колебательные движения относятся к существенно вертикальным, а по масштабам проявления — к общекоровым или глубинным.
Главнейшими особенностями колебательных движений земной коры являются следующие:
1. Универсальность их в пространстве и во времени.
2. Обратимость. Она выражается в том, что для каждого участка земной коры во времени поднятия могут сменяться опусканиями, причем эта смена знака колебательных движений может повторяться многократно.
3. Колебательные движения в большинстве случаев не приводят к существенным изменениям первоначального залегания горных пород.
По времени своего проявления, а соответственно и методам изучения колебательные движения земной коры, подразделяются на современные, новейшие и движения прошлых геологических эпох, или древние тектонические движения.
Основными методами, применяемыми для изучения этого вида движений, являются исторический и геодезический. Исторический метод основан на наблюдениях за положением различных инженерных сооружений по отношению к уровню морей, озер, изучении археологических и графических документов, указывающих на изменение вo времени положения той или иной береговой линии.
Геодезический метод заключается в повторном нивелировании, т.е. является инструментальным методом, позволяющим давать количественную оценку современным колебательным движениям. Для этого в отдельных пунктах по определенным линиям закладываются постоянные реперы и через определенные промежутки времени измеряются их абсолютные отметки.
С новейшими тектоническими движениями связано формирование, основных особенностей современного рельефа земной поверхности и новейших структурных форм (поднятий и прогибов), а также развитие процессов денудации и аккумуляции. Чем интенсивнее эти движения, тем большее отражение находят они в рельефе.
Геоморфологические методы основаны на детальном изучении форм современного рельефа. Сюда относятся изучение морских и речных террас, древних береговых линий различных водных бассейнов, особенностей строения речных долин, устьевых частей рек, коралловых построек и т.д.
Геологические методы включают анализ распределения фаций и мощностей новейших осадочных пород, а также изучение складчатых и разрывных нарушений, затрагивающих неогеновые и четвертичные отложения.
Движение прошлых геологических эпох. К ним относят все более древние тектонические движения, проявлявшиеся в донеогеновое время. Эти движения обычно не отражаются в современном рельефе, недоступны для непосредственного наблюдения. Поэтому в их изучении главное значение приобретают геологические методы, основанные на анализе фациалъногосостава осадочных пород, основная масса которых накапливается в морских условиях, распределения их мощностей и стратиграфической последовательности.
С колебательными движениями теснейшим образом связано перераспределение суши и моря, неоднократно наблюдавшееся в истории развития земной коры. Движения отрицательного знака приводят к наступанию моря на данный участок суши, или морской трансгрессии, в то время как движения положительного знака вызывают отступание моря, или морскую регрессию.
Колебательные тектонические движения
Контрольная робота
По предмету «Историческая геология»
Тектонические движения и их отражение в рельефе.
Эпейрогенические, складкообразовательные и разрывные
Тектонические движения. Неотектоника
Выполнила студентка 3 курса
Географического факультета ОЗО
Дёрова Надежда Сергеевнаг.
Оглавление
1. Рельеф Земли и тектоника плит
3. Колебательные тектонические движения
4. Складчатые и разрывные нарушения
Рельеф Земли и тектоника плит
Высота поверхности в пределах материков меняется от нескольких десятков метров над уровнем моря, до нескольких километров – уходящих далеко в небо снежных пиков Гималаев. Самое характерное для строения поверхности – это резкое сочленение разновысотных областей. Океаны и материки. Горные системы – Гималаи, Кордильеры, Альпы, Кавказ, Тянь-Шань и другие – четко обособленными глыбами возвышаются над окружающими их плоскогорьями или низменностями. Не менее резко разграничиваются между собой плоскогорья и низменности, например, области пустынь Восточной Австралии с высотами до 1500м и прилегающая к ней с востока низменность с отметками, редко превышающими 100м, граничит вдоль линии проходящей почти через весь континент в северо-восточном направлении.
Сочетание разновысотных областей настолько яркая черта, что если взглянуть на физическую карты мира, то материки представятся в виде мозаики, состоящей из участков различных форм и размеров, различных оттенков зелёного и коричневого цвета. В глобальном плане выделяются самые крупные единицы, такие как Гималаи, Кордильеры, Урал, Тянь-Шань, Западно-Сибирская низменность. Каждая из этих единиц в свою очередь состоит из обособленных разновысотных участков – отдельных хребтов, межгорных впадин, плоскогорий и пр.
И так, рельеф. Слово это произошло от французского relief – выпуклость. Оно весьма точно отражает вложенное в него содержание. В самом деле, несмотря на множество различных типов рельефа поверхности, главной, определяющей его чертой будет общий гипсометрический уровень (т. е. абсолютная высота, высота над уровнем моря) области в целом и относительная разница высот её отдельных участков. Важны также форма и размеры этих участков, характер их перехода, иными словами, то или иное их сочетание.
Первой научной гипотезой, трактующей образование рельефа взаимосвязано с развитием земной коры, была контракционная. Исходя из предпосылок этой гипотезы, затвердевшая земная кора подверглась различным механическим дислокациям в связи с уменьшением объёма внутренних частей планеты по мере их охлаждения. Возникли складки (горы), разрывы и пр.
В настоящее время мировой популярностью пользуется гипотеза тектоники плит. Согласно этой гипотезе, движение материков и отдельных плит земной коры приводит к нагромождению масс земной коры в определённых зонах – в краевых частях плит или при их сопряжении. Так, например, возникновение Гималаев трактуется как результат сближения Азии и Индостанского полуострова.
Рельеф поверхности, который мы наблюдаем, формировался в течение чрезвычайно длительного времени. При этом он обязан взаимодействию двух разнонаправленных сил: внутренних – эндогенных и внешних – экзогенных. Первые реализуются посредствам тектонических процессов, приводящих, какова бы ни была их природа, к возникновению первичных контрастных форм поверхности. Эндогенное рельефообразование в равной степени мажет характеризоваться и воздыманиями, и опусканиями.
Экзогенные силы направлены уже на сглаживание контрастных форм поверхности возвышенности под воздействием атмосферных процессов и водных потоков разрушаются, впадины заполняются сносимым материалом. Экзогенные силы действуют непрерывно как во время формирования тектонического рельефа, так и позднее. Экзогенные факторы начинают преобладать над эндогенными лишь только, когда тектонические процессы становятся менее активными или совершенно затухают.
Итак, разновысотная мозаика поверхности планеты обязана формам тектонического рельефа.
Неотектоника
Земная кора с момента её образования находится в непрерывном движении. Все природные движения земной коры или её отдельных участков получили название тектонических.
Тектонические движения, как и большинство других геологических процессов, в силу огромной длительности и медлительности их течений (за исключением явлений, сопровождающих землетрясения) почти не доступны непосредственному изучению. О них приходится судить только по результатом их проявлений, запечатлённым в строении земной коры.
В длительно прогибавшихся областях накопились мощные толщи пород, в областях, испытавших попеременные поднятия и опускания, из разреза земной коры выпали отдельные слои и системы. На участках земной коры, испытавших интенсивные и контрастные движения, слои горных пород под действием колоссальных сил, развивающихся при тектонических движениях, изогнулись, а местами разорвались и сместились.
Изучением движений земной коры, а также структуры, которые этими движениями образуются, занимается наука геотектоника.
Геотектоника утверждает, что все нарушения как в исторической последовательности отложений слоев земной коры, так и в условиях их залегания называются тектоническими движениями, которые в одних участках земной коры проявляются слабо, в других интенсивно.
Области земной коры, для которых характерны движения и небольшой амплитуды, называются стабильными или платформами; области с интенсивным размахом движений называются подвижными (мобильными), или геосинклиналями.
По времени проявления принято различать современные, новейшие и древние тектонические движения.
К современным относят такие движения земной коры, которые происходят на протяжении исторического времени. Древние движения включают движение всех более ранних геологических эпох.
К новейшим (неотектоническим) – движения четвертичного периода и плиоцена. Они оказали непосредственное влияние на формирование и облик современного рельефа.
Неотектоника или новейшая тектоника, как научное направление зародилась в 30-х годах XX в. Основоположники его С.С.Шульц, Н.И.Николаева, неотектоника – это, «учение о новейших структурах земной коры, обусловленных проявлением различных по своему характеру тектонических движений, которыми созданы основные черты современного рельефа поверхности земного шара». Таким образом, неотектонических движения имеют важное значение в формировании географической оболочки Земли. Они проявились в различных областях нашей планеты, но наиболее отчетливо запечатлены в создании горного рельефа. Возраст гор на Земле одинаков – все они как формы поверхности образовались в неоген – четвертичное, иногда в палеоген – четвертичного времени. Почему же горы имеют разную высоту, чем отличаются «старые» Уральские горы от «молодых» Памира, Кавказа, Гималаев и др. различие заключается в том, что интенсивность неотектонических поднятий в различных областях была неодинаковой. По данным С.С.Шульца, величина поднятий за весь неотектонический этап на Памире, Тянь-Шане составила 200м/км, а на Урале – только 25м/км. для изучения неотектонических движений используются геологические, геофизические и геоморфологические методы. Первые две группы методов применимы для изучения тектонических движений прежних геологических эпох.
Геоморфологические методы базируются на анализе форм современного рельефа, истории его развития. Они разработаны Н.И.Николаевым, Ю.А.Мещерековым, Х.И.Геренчуком и другими учеными. Сущность этих методов состоит в анализе топографических карт и аэрофотоматериалов с целью выявления аномалий – увеличения крутизны склонов, углубление речных долин, степени расчленённости рельефа и т.д. при прочих равных условиях (состав горных пород, впадение притоков) аномалий рельефа отражают тектонические движения, которые вызывают изменения активности экзогенных процессов.
В результате последующих тектонических движений участки этих поверхностей могут быть однородны на различных высотных уровнях слагающие эти поверхности, отложения укажут на их возраст, а их современные высотное положение даст возможность оценить амплитуду неотектонического поднятия.
Важный источник информации о характере неотектонических движений – морские террасы, свидетельствующие о перемещении береговой линии. Изучая эти формы рельефа, нельзя забывать о том, что они могут быть связаны не только с движением земной коры, но и так называемыми экстатическими колебаниями уровня океана, обусловленными изменением его объема, например, вследствие чередования межледниковыми и ледниковых эпох, когда сток изменялся.
Признаками неотектонического опускания являются образования фиордов, эстуариев, погружение террас ниже уровня моря и т.д.
Колебательные тектонические движения
Колебательные движения земной коры, по современным представлениям – наиболее распространенный вид тектонических движений. Один из них охватывают часть его и называются общими колебаниями. Другие проявляются на ограниченных площадях. В.В.Белоусов именует их волновыми, а В.Е.Хайн – глыбо-волновыми. Волновые (глыбо-волновые) накладываются на первые и усложняют их. Установлено, что нет ни одного участка земной коры, который находился бы в состоянии полного покоя, т.е. земная кора испытывает повсеместно колебательные движения самого различного порядка. На движения длинного периода, охватывающего 150-200млн. лет, накладываются движения более коротких периодов (50-70 млн. лет), а на них еще более короткие циклы. Все эти движения земной коры проявляются с разной скоростью, направленностью, как во времени, так и в пространстве.
Волновые движения – это главным образом медленные, неравномерные поднятия одних участков земной коры и опускание других, рядом с ними расположенных (дифференцированность движения) разных участков – одна их главных особенностей колебательных движений. Знаки движения изменяются. Области, которые ранее испытывали восходящие (положительные) движения. Вследствии этого колебательные движения в целом представляют постоянно меняющийся, но не повторяющийся волнообразный процесс, т.е. следующие между собой поднятия и опускания не охватывают один и то же участки, а с каждым разом волнообразно смещаются в пространстве. В пределах геосинклиналей они меняются от долей сантиметра до нескольких единиц сантиметров в год, а в пределах платформ – от долей миллиметров до 1,0 см/год.
Колебательные движения, как в первых, так и во вторых областях медленно, спокойно, человек и существующие приборы их не ощущают. Наличие движений устанавливается только путем тщательного изучения их результатов.
Площади проявления медленных волновых движений весьма различны. Иногда они охватывают обширные (сотни и нередко тысячи квадратных километров) территории и приводят к появлению крупных, но очень пологих склонов при поднятии и при опускании впадин. Крупные своды и впадины называются структурами первого порядка. Движения, проявляющиеся на меньших площадях, приводят к усложнению структур первого порядка структурами второго порядка. На структурах второго порядка возникают структуры третьего порядка и т.д.
Смена направлений вертикальных движений приводит к изменению очертаний морских бассейнов, озер, направление геологических процессов. При опускании материка море иногда перекрывает обширные участки суши (трансгрессия), а иногда только вторгается в пределы речных долин (ингрессия). При поднятии материка море регрессирует, размеры суши увеличиваются. Последнее дало основание американскому геологу К.Джильберту (1890) назвать эти движения эпейрогеническими (создающими континенты). Тек как термин «эпейрогенические движения» не полностью отражает сущность колебательных движений, он мало используется.
О поднятии побережья моря свидетельствуют перерывы в отдельных, наличия на плоских берегах нескольких (5-10 и более) береговых валов, а на скалистых берегах – прибойных ниш или морских террас. О вздымании говорят осушенные гавани и дельты рек, висячие долины на берегах морей и у притоков, появление у рек, озер и морей новых террас, наличие регрессивных фаций (глубоководные фации в разрезе сменяются с низу вверх мелководными высоко поднятыми морями коралловые рифы на островах Зондского архипелага, коралловые постройки, которые несколькими ярусами поднимаются на высоту до 1500 метров. На опускание берега и трансгрессию моря указывают затопленные морские террасы, подводные долины рек лиманы на побережьях морей, большая мощность дельтовых отложений (медленное опускание), отсутствие дельт даже у рек (быстрое опускание), выносящих в море огромное количество наносов, наличие под водой остатков погибших лесов, сооружений, некогда воздвигнутых не берегу. О быстром опускании свидетельствуют подводные коралловые постройки. На опускание местности указывают наличие трансгрессивных фаций, а также большая мощность коралловых известняков и других пород морского и континентального происхождения.
Изучение современных движений позволило установить, что в Европе наибольшее поднятие наблюдаются в северных широтах. Поднимаются Исландия, Гренландия, Шотландия, Скандинавские страны, Шпицберген, Новая Земля, Эстония. На территории Восточноевропейской платформы выделяют Эстонско-Карпатская зона современных поднятий и область среднерусских поднятий, протягивающаяся от Донецкого бассейна к Воронежу поднимаются почти целиком территории Эстонии и Латвии, значительная часть Литвы и Белоруссии, западные районы Украины. Скорость поднятия 9-5 мм/год. Поднимаются северные берега Великих озер в Северной Америке, Южная Аляска, Мексиканский залив и Антильские острова.
На территории России земная кора опускается в районе Москвы и Тамбовской низины (≈1-2 мм-год). Опускаются Азово-Кубанская (3-5мм/год) и Терская (6-7мм/год) впадины, некоторые участки Черноморского побережья. Со скоростью более 2,5см в столетия опускается Голландия.
Методы изучения колебательных движений многочисленны. Количество значения современных колебательных тектонических движений определяется главным образом историческими и геодезическими методами.
Исторический метод предусматривает изучение (карты) документов, свидетельствующих об изменении во времени, например, положение береговой или моря по отношению к населенному пункту, порту и т.п.
Геодезический метод включает повторное нивелирование, водомерные наблюдения и изучения наклонов Земли с помощью наклономеров.
эндогенное рельефообразование эпейрогенические движения
Тектонические движения
Механические движения земной коры, вызываемые силами, которые действуют в земной коре и главным образом в мантии Земли (См. Мантия Земли), приводящие к деформации слагающих кору пород. Т. д. связаны, как правило, с изменением химического состава, фазового состояния (минерального состава) и внутренней структуры подвергающихся деформации горных пород. Т. д. охватывают одновременно очень большие площади. Геодезические измерения показывают, что практически вся поверхность Земли находится непрерывно в движении, однако скорость Т. д. невелика, изменяясь от сотых долей до первых десятков мм/год, и только накопления этих движений в ходе очень продолжительного (десятки — сотни млн. лет) геологического времени приводят к крупным суммарным перемещениям отдельных участков земной коры.
Американский геолог Г. Джильберт предложил (1890), а немецкий геолог Х. Штилле развил (1919) классификацию Т. д. с разделением их на эпейрогенические, выражающиеся в длительных поднятиях и опусканиях крупных участков земной поверхности, и орогенические, проявляющиеся эпизодически (орогенические фазы) в определённых зонах образованием складок и разрывов и ведущие к формированию горных сооружений (см. Орогенез). Эта классификация применяется до сих пор, но её основной недостаток — объединение в единое понятие орогенеза двух принципиально различных процессов — складко- и разрывообразования, с одной стороны, и горообразования — с другой. Поэтому были предложены др. классификации. Одна из них (советские геологи А. П. Карпинский, М. М. Тетяев и др.) предусматривала выделение колебательных складко- и разрывообразующих Т. д., другая (немецкий геолог Э. Харман и голландский учёный Р. В. ван Беммелен) — ундационных (волновых) и ундуляционных (складчатых) Т. д. (см. Колебательные движения земной коры). Стало ясным, что Т. д. весьма разнообразны как по форме проявления, так и по глубине зарождения, а также, очевидно, по механизму и причинам возникновения. По др. принципу Т. д. были разделены ещё М. В. Ломоносовым на медленные (вековые) и быстрые. Быстрые движения связаны с землетрясениями и, как правило, отличаются высокой скоростью, на несколько порядков превышающей скорость медленных движений. Смещения земной поверхности во время землетрясений составляют несколько м, иногда более 10 м. Однако такие смещения проявляются эпизодически и в сумме дают эффект, не намного превышающий эффект медленных движений.
Существенное значение имеет подразделение Т. д. на вертикальные (радиальные) и горизонтальные (тангенциальные), хотя оно и носит в большей мере условный характер, ибо эти движения взаимосвязаны и переходят одни в другие (см. Горизонтальные движения земной коры). Поэтому правильнее говорить о Т. д. с преобладающей вертикальной или горизонтальной компонентой. Преобладающие вертикальные движения обусловливают поднятия и опускания земной поверхности, в том числе образование горных сооружений. Они являются основной причиной накопления мощных толщ осадочных пород в океанах и морях, а отчасти и на суше. Горизонтальные движения наиболее ярко проявляются в образовании крупных сдвигов отдельных блоков земной коры относительно других с амплитудой в сотни и даже тысячи км, в их надвигах с амплитудой в первые сотни км, а также (спорно) в образовании океанических впадин шириной в тысячи км в результате раздвига глыб континентальной коры (см. Мобилизм).
Т. д. отличаются определённой периодичностью или неравномерностью, которая выражается в изменениях знака и (или) скорости во времени. Относительно короткопериодические вертикальные движения с частой переменой знака (обратимые) называются колебательными. Горизонтальные движения обычно длительно сохраняют свою направленность и являются необратимыми. Колебательные Т. д.. вероятно, служат причиной трансгрессий (См. Трансгрессия) и регрессий (См. Регрессия) моря, образования морских и речных террас. По времени проявления выделяют новейшие Т. д.. которые непосредственно отражаются в современном рельефе Земли и поэтому распознаются не только геологическими, но и геоморфологическими методами, и современные Т. д., которые изучаются также и геодезическими методами (повторные нивелировки и пр.). Они составляют предмет исследования неотектоники (См. Неотектоника).
Т. д. отдалённого геологического прошлого устанавливаются по распространению трансгрессий и регрессий океана, по суммарной толщине (мощности) накопившихся осадочных отложений, по распределению их фаций (См. Фация) и источников обломочного материала, снесённого в депрессии. Таким способом выясняется вертикальная компонента перемещения верхних слоев земной коры или поверхности консолидированного фундамента, расположенного под осадочным чехлом. В качестве репера используется уровень Мирового океана, который считают почти постоянным, с возможными отклонениями до 50—100 м при таянии или образовании ледников, а также более значительными отклонениями — до нескольких сот м в результате изменения ёмкости океанических впадин при их разрастании и образовании срединно-океанических хребтов (См. Срединно-океанические хребты).
Крупные горизонтальные перемещения, которые признаются не всеми учёными, устанавливаются как по геологическим данным, путём графического выпрямления складок и восстановления надвинутых толщ горных пород в первоначальном положении, так и на основании изучения остаточной намагниченности горных пород (см. Палеомагнетизм) и изменений палеоклимата (см. Палеоклиматология). Считается, что при достаточном количестве палеомагнитных и геологических данных можно восстанавливать былое расположение материковых глыб и определять скорость и направление перемещений, происходивших в последующее время, например с конца палеозойской эры.
Скорость горизонтальных перемещений определяется сторонниками мобилизма по ширине новообразованных океанов (Атлантического, Индийского), по палеомагнитным данным, указывающим на изменения широты и ориентировки по отношению к меридианам, и по ширине образующихся при разрастании океанического дна полос магнитных аномалий различного знака, которые сопоставляются с длительностью эпох различной полярности магнитного поля Земли. Эти оценки, как и скорость современных горизонтальных движений, измеренная геодезическими методами в рифтах (Восточная Африка), складчатых областях (Япония, Таджикистан) и на сдвигах (Калифорния), составляют 0,1—5 см/год. На протяжении миллионов лет скорость горизонтальных движений изменяется незначительно, направление остаётся почти постоянным.
Вертикальные движения имеют, напротив, переменный, колебательный характер; повторные нивелировки показывают, что скорость опускания или поднятия на равнинах обычно не превышает 0,5 см/год, поднятие в горных областях (например, на Кавказе) достигает 2 см/год. В то же время средние скорости вертикальных Т. д., определяемые для больших интервалов времени (например, за десятки млн. лет), не превышают 0,1 см/год в подвижных поясах и 0,01 см/год на платформах. Это различие в скоростях, измеренных за малые и большие промежутки времени, указывает на то, что в геологических структурах фиксируется лишь интегральный результат вековых вертикальных движений, накапливающийся при суммировании колебаний противоположного знака. Сходство Т. д.. повторяющихся на одних и тех же тектонических структурах, позволяет говорить об унаследованном характере вертикальных Т. д. К Т. д. обычно не относят перемещения горных пород в приповерхностной зоне (десятки м от поверхности), вызванные нарушениями их гравитационного равновесия под влиянием экзогенных (внешних) геологических процессов, а также периодические поднятия и опускания земной поверхности, обусловленные твёрдыми приливами Земли вследствие притяжения Луны и Солнца. Спорным является отнесение к Т. д. процессов, связанных с восстановлением изостатического равновесия (см. Изостазия), например, поднятий при сокращении крупных ледниковых покровов типа антарктического или гренландского. Локальный характер носят движения земной коры, вызванные деятельностью вулканов. Причины Т. д. до сих пор достоверно не установлены; в этом отношении высказываются различные предположения (см. Тектонические гипотезы). По мнению ряда учёных (О. Ампферер. 1906; P. Швиннер. 1919; и др.), глубинные Т. д. вызваны системой крупных конвекционных течений, охватывающих верхние и средние слои мантии Земли; с такими течениями, по-видимому, связано растяжение земной коры в океанах и сжатие в складчатых областях, над теми зонами, где происходит сближение и погружение встречных течений вниз. Др. учёные (В. В. Белоусов. 1954) отрицают существование замкнутых конвекционных течений в мантии, но допускают подъём разогретых в низах мантии и более лёгких продуктов её дифференциации, вызывающий восходящие вертикальные движения коры. Охлаждение этих масс служит причиной её опусканий.
При этом горизонтальным движениям не придаётся существ. значения и они считаются производными от вертикальных. При выяснении природы движений и деформаций земной коры некоторые исследователи отводят определённую роль напряжениям, возникающим в связи с изменениями скорости вращения Земли, другие считают их слишком незначительными.
Лит.: Хаин В. Е.. Общая геотектоника, 2 изд., М.. 1973; Белоусов В. В.. Основы геотектоники, М.. 1975.