Происхождение материков и впадин океанов. О происхождении материков и океанов
Образование Земли и литосферы. По предположению ученых, Солнечная система и в том числе Земля образовались из сгустка космической пыли. Впервые эта мысль была высказана французским ученым Р.Декартом в 1644 году; впоследствии аналогичную гипотезу выдвинул немецкий философ Э. Кант в 1755 году, а затем французский ученый Р.Лаплас в 1796 году. С тех пор эта гипотеза известна в науке как гипотеза Декарта-Канта-Лапласа.
Литосфера сформировалась в результате упорядочения внутреннего вещества Земли. В процессе остывания Земли более легкие вещества поднимались к ее поверхности, а тяжелые скапливались в центре, в результате этого сформировались ядро, мантия и литосферная оболочка Земли.
Образование материков и океанов. Мысль о формировании материков и океанов издавна привлекала ученых. К сожалению, вплоть до настоящего времени не удалось выяснить картину происхождения материков и океанов. Существует несколько гипотез, среди которых особой популярностью пользуется так называемая гипотеза мобилизма.
Гипотеза мобилизма, или теория дрейфа материков. Данная гипотеза была высказана немецким геологом А.Вегенером в 1912 году.
Заметим, что за девять столетий до Вегенера наш соотечественник Абу Райхан Беруни (973-1048) писал: «Материки, подобно листьям, опавшим на водную гладь, плавают, то приближаясь, то удаляясь друг от друга».
Внимание Альфреда Вегенера привлекло сходство между восточным побережьем Южной Америки и западным побережьем Африки. Дальнейшие исследования убедили Вегенера в том, что некогда упомянутые континенты составляли одно целое. По мнению Вегенера, около 200 млн лет назад на земном шаре существовал один материк - Пангея и один океан - Пантулоссо. Впоследствии Пангея раскололась на суперматерики: Лавразию и Гондвану, а Пантулоссо разделился на океаны Палеотинг и Тетис. Примерно 65 млн лет назад Лавразия раскололась на Северную Америку и Евразию, а Гондвана - на Африку, Австралию, Антарктиду и Южную Америку. Между этими континентами образовалось несколько океанов. Альфред Вегенер считал, что горизонтальные перемещения материков вызваны не столько вращением Земли вокруг своей оси, сколько неведомой ему другой силой, сосредоточенной в центре Земли.
Теория тектоники литосферных плит. В 1968 году группа американских ученых - Л.Р.Сайкс, Дж. Оливер и др. - представила на суд широкой общественности новую теорию, которая получила название теория тектоники литосферных плит. Между теорией «тектоники литосферных плит» и гипотезами Вегенера и Беруни много общего.
Геодезические измерения и данные космических спутников Земли свидетельствуют о том, что литосферные плиты перемещаются в различных направлениях и с различной скоростью. Причиной тому, по мнению ученых, являются вихревые потоки, имеющие место в астеносфере.
По всей вероятности, мантийное вещество стремится переместиться в верхние слои Земли, что и приводит в движение литосферные плиты. На участках прорыва мантийного вещества образуются срединно-океанические хребты и формируется базальтовый слой, залегающий на дне океана. Места прорыва, или так называемые рифтовые зоны, характеризуются активной вулканической деятельностью и высокой сейсмической активностью.
Наша Земля, вероятно, была сформирована 4,5 млрд лет назад в результате Большого взрыва. Как и другие планеты нашей Солнечной системы. История ее развития до сих пор волнует ученых. Мы знакомимся с происхождением материков и океанов в 7 классе. Однако эти общепризнанные теории, увы, не всегда верны. Кроме этого, и сами геофизики в них сомневаются. Потому исследования истории нашей планеты продолжаются и сегодня.
Рождение
Итак, наша Земля была сформирована из протопланетного диска, пыли и газов. Изначально ее поверхность была раскалена вследствие частых столкновений с другими космическими телами.
Однако вскоре бомбардировки прекратились. Это дало планете возможность сформировать твердую кору. Впоследствии на Земле появилась вода (теории ее происхождения рассмотрим ниже).
Было или не было
В начале XX века ученые считали, что наша Земля не претерпела существенных изменений на протяжении всего своего существования. Материки не видоизменялись миллиарды лет. Однако вскоре была предложена другая гипотеза происхождения материков и океанов.
Альфред Вегенер заметил, что материки имеют сходные очертания по береговой линии. Это говорит о том, что когда-то они были единым целым. Немецкий геофизик в своих исследованиях утверждал, что 250 млн лет назад все материки были частью одного суперконтинента. И первым суперконтинентом Вегенер считал Пангею. Но сегодня есть предположения, что до нее были и другие суперматерики.
Праматерик Родиния
Существует теория, что изначально на Земле существовал всего один материк - Родиния, который омывал океан Мировия. В географии 7 класса о происхождении материков и океанов Родиния не упоминается. Все потому, что она является гипотетическим суперконтинентом, существование которого нельзя подтвердить или опровергнуть.
Оба названия взяты из русского языка (род и мир). Родиния - это самый древний из известных нам сегодня суперконтинентов. Недавно на острове Маврикий, что в Индийском океане, в песке был обнаружен циркон. Считается, что это может косвенно подтверждать существование Родинии.
Однако ее позиция и форма до сих пор вызывают споры среди ученых. Геофизики считают, что до нее могли существовать и другие суперконтиненты. Позже Родиния распалась на континенты. Затем они объединились вновь. И опять распались. Эти процессы занимали миллионы лет, но повторялись с удивительной регулярностью. Предполагается, что в будущем все наши континенты вновь сойдутся вместе. Произойдет это через 200-250 миллионов лет. Увы, не встречается эта информация о происхождении материков и океанов в 7 классе. ФГОС, однако, требует, чтобы ученики знали эту теорию.
Суперматерик Пангея
После этого образовался материк Пангея (от лат. всеземля ). Так назвал ее Альфред Вегенер. Пангею омывал океан Тетис. Сегодня частицы Тетиса - это глубоководные части Средиземного, Каспийского и Черного морей.
Лавразия и Гондвана
Пангея распалась на 2 части - Лавразию и Гондвану. Части Гондваны стали основой материков, которые постепенно отдалялись друг от друга. В конце концов каждый из них занял сегодняшнюю позицию. Таким образом она стала матерью следующих континентов - Африки, Австралии, Антарктиды, Южной Америки.
Лавразия разделилась на Североамериканскую и Евроазиатскую плиту. К слову, Евразия - это уникальный материк, который был образован из трех литосферных плит - Евроазиатской (часть Лавразии), Аравийской и Индостанской (части Гондваны). Литосферные плиты, сближаясь друг с другом, буквально уничтожили океан Тетис. Также сближение сопровождалось образованием гор - Кавказа и Армянского нагорья.
Лишь около 65 000 лет назад материки заняли свое теперешнее положение.
Сегодня спутники фиксируют движение литосферных плит, которое незаметно для человеческого глаза. Всего несколько сантиметров в год. Однако на протяжении миллионов лет эти плиты до неузнаваемости меняют свое местоположение. Ученые считают, что причина движений плит - циркуляция мантии внутри Земли. И это движение будет продолжаться до полного ее остывания.
Вот так будет выглядеть будущий суперматерик Пангея Ультима.
Происхождение материков
Как считают геофизики, в составе земной коры планеты находятся те материалы, которые изначально были в недрах Земли, но вскоре вышли на поверхность. Дело в том, что самые тяжелые металлы опускаются в наше ядро, а вот более легкие поднимаются на поверхность. В составе земной коры преобладают кремний, кислород, алюминий, железо.
С разной интенсивностью на протяжении миллиардов лет происходило формирование литосферы. О происхождении материков и океанов в 7 классе знает каждый ученик, однако подробности этого формирования известны не всем. Ученые говорят, что эти процессы происходили непрерывно. При этом эпохи магматической и тектонической активности сменялись периодами покоя.
Ученые считают, что 3,5 млрд лет назад происходил активный вулканизм. Он сопровождался объемным выделением газов. Так началась эпоха архея. Литосферные плиты, которые сегодня стали ядрами наших материков, постепенно наращивали свою массу. На окраинах древних платформ происходили активные горообразовательные процессы вследствие их столкновений. Так возникли самые массивные горные системы - Уральские горы, Тибет, Каракорум и другие. В этот же период были сформированы молодые плиты - Скифская, Западная, Туранская.
Откуда на Земле вода
Выясняя происхождение материков и океанов, ученые десятилетиями задают себе вопрос, откуда появилась на Земле вода. Это самое загадочное и малоизученное вещество. На первый взгляд она кажется простым соединением водорода и кислорода, однако это не так. Она является индикатором тепла и холода.
Почти ¾ поверхности планеты занимают моря, океаны, реки и озера. 20% суши покрыто льдами. И именно от воды зависит наш климат. К примеру, течение Гольфстрима формирует погоду в Норвегии и даже на севере Крыма.
Наша планета давно бы уже превратилась в кусок сплошного безжизненного камня, если бы не водные ресурсы.
Общепринятой в географии 7 класса о происхождении материков и океанов является следующая версия. Кислород и водород - это очень распространенные в космосе вещества. Ученые были уверены, что вода на Землю попала благодаря космическим телам, которые особенно активно бомбардировали планету в первый миллиард лет ее жизни. Вероятно, когда планета была еще в стадии зародыша, на нее падали небесные тела, образовавшиеся на дальних рубежах планеты. В составе комет и астероидов могло присутствовать большое количество льда.
К примеру, белые карлики (крупные звезды) имеют свойство поглощать материю и распределять ее по своей поверхности. Одна такая звезда способна обеспечить водой треть нашего Мирового океана.
Новые исследования
Однако недавние исследования опровергли теорию внеземного происхождения воды на Земле. Геофизики провели эксперимент, результаты которого стали известны в январе 2017 года. Скорее всего, вода на планете появилась вследствие химических реакций, происходящих в ее недрах.
Для проведения эксперимента на компьютере были смоделированы условия, характерные для глубин нашей планеты - температура до 1400 °C и давления, в 20 раз превышающее атмосферное.
В подобных условиях диоксид кремния, который находится в составе мантии, вступает в реакцию с водородом. Это приводит к образованию жидкой воды. При этом во время выхода ее на поверхность Земля может сотрясаться от мощных землетрясений.
Сегодня ученые пытаются выяснить, объясняет ли этот эксперимент появление на планете океанов. Или же все-таки имеет место теория о внеземном происхождении воды.
Названия материков и океанов
Итак, обсудим происхождение названий материков и океанов. Откуда они взялись и что означают?
Современные названия были даны континентам и океанам не так давно. Так как ученые древности не располагали достаточным количеством информации, названия, данные ими, не были корректными. К примеру, Атлантический океан многие греческие ученые в своих трактатах именовали Западным, а арабские географы и вовсе Морем Тьмы. Тихий океан изначально был Южным морем. Но позже Магеллан, за время плавания не встретивший ни одного шторма, назвал его Тихим. На самом же деле именно Тихий океан является наиболее беспокойным.
Современные имена континентов и океанов в большинстве своем были даны мореплавателями, открывшими их. Так, Австралию (australius - южный) Флиндерс окрестил так, потому что она находится в Южном полушарии.
Африка получила свое имя от племен афри, с которыми столкнулись ее первооткрыватели. Америка названа в честь Америго Веспуччи, чья экспедиция первой добралась до Нового Света.
Многие крупные острова и вовсе меняли свои названия по несколько раз.
Земля - космическое тело, входящее в состав Солнечной системы. Рассматривая происхождение материков и океанов, стоит коснуться вопроса возникновения планеты.
Как образовалась наша планета
Происхождение материков и океанов - вопрос второй. Первый состоит в объяснении причин и способа образования Земли. Его решением занимались еще ученые мужи древности. Выдвинуто немало гипотез, объясняющих Их рассмотрение - прерогатива астрономии. Одной из самых распространенных является гипотеза О.Ю. Шмидта, в которой утверждается, что наша планета возникла из холодного облака из газа и пыли. Частицы, входящие в его состав, во время вращения вокруг Солнца контактировали друг с другом. Они слипались, и получившийся комок увеличивался в размерах, плотность его возрастала, структура менялась.
Есть и другие гипотезы, объясняющие появление планет. Некоторые из них предполагают, что космические тела, в том числе Земля - результат взрывов в космическом пространстве большой мощности, к которым привел распад звездного вещества. Поиском истины в вопросе происхождения планеты до сих пор занимаются многие ученые.
Строение земной коры под материками и океанами
Изучает происхождение материков и океанов 7 класс средней школы. Даже учащиеся знают, что верхний слой литосферы называется земной корой. Она является подобием «накидки», закрывающей бурлящие недра планеты. Если сравнивать ее с прочими то она покажется тончайшей пленкой. Ее средняя толщина равняется лишь 0,6% радиуса планеты.
Происхождение материков и впадин океанов, определяющих внешний вид Земли, станет понятнее, если сначала изучить строение литосферы. состоит из материковых и океанических плит. Первые состоят из трех слоев (снизу-вверх): базальтового, гранитного и осадочного. Океанические плиты лишены двух последних, поэтому их толщина существенно меньше.
Различия в структуре плит
Вопрос, который изучает география (7 класс) - происхождение материков и океанов, а также отличительные черты их структуры. По мнению подавляющего большинства ученых, на Земле изначально возникли лишь океанические плиты. Под действием процессов, происходящих в земных недрах, поверхность стала складчатой, появились горы. Кора сделалась толще, начали появляться выступы, превратившиеся впоследствии в материки.
Дальнейшее превращения континентов и океанических впадин не так однозначно. Мнения ученых по данному вопросу разделились. Согласно одной гипотезе, материки не двигаются, по другой - постоянно перемещаются.
Недавно была обоснована еще одна гипотеза структуры земной коры. Основанием для нее послужила теория перемещения континентов, автором которой был А. Вегенер еще в начале XX века. Ему в свое время не удалось ответить на закономерные вопросы о силах, которые заставляют материки дрейфовать.
Литосферные плиты
Верхний слой мантии в совокупности с земной корой - это литосфера. Происхождение материков и океанов тесно связано с теорией плит, которые способны двигаться, а не скованны монолитно. множество трещин, достигающих мантии. Они разбивают литосферу на огромные области, имеющие толщину 60-100 км.
Стыки плит совпадают с океаническими хребтами, проходящими посередине океанов. Они похожи на огромные валы. Граница может быть в виде ущелий, проходящих по дну океана. Трещины существуют и на территории материков, проходят по горным массивам (Гималаи, Урал и др.). Можно сказать, что это старые шрамы на теле Земли. Существуют и относительно свежие разломы, к ним относятся расщелины на востоке Африки.
Найдено 7 огромных блоков и десятки, имеющих небольшие площади. Основное количество плит захватывают океаны и материки.
Движение плит литосферы
Под плитами находится достаточно мягкая и пластичная мантия, которая делает возможным их дрейф. Гипотеза происхождения материков и океанов гласит, что блоки приводятся в движение за счет сил, возникающих от перемещения субстанции в верхней части мантии.
Сильные потоки, направленные от центра Земли, вызывают разрывы литосферы. Увидеть этот тип разломов можно на материках, но основная их часть находится в зоне срединно-океанических хребтов под толщей океанических вод. В этом месте кора земли намного тоньше. Вещества в расплавленном состоянии поднимаются из глубины мантии и, растолкав плиты, увеличивают толщину литосферы. А края плит отодвигаются в противоположные стороны.
Части земной коры движутся от хребтов на дне океанов к желобам. Скорость их перемещения составляет 1-6 см/год. Цифры эти получены благодаря спутниковым снимкам, сделанным в разные годы. Соприкасающиеся плиты движутся навстречу, вдоль или расходятся. Их перемещение по верхнему слою мантии напоминает льдины на воде.
Когда две плиты движутся навстречу друг другу (океаническая и материковая), то первая, сделав изгиб, уходит под вторую. Результатом являются глубокие желоба, архипелаги, горные массивы. Примеры: острова Японии, Анды, Курильский желоб.
При столкновении материковых плит образуется складчатость в результате сминания краев, содержащих осадочные слои. Так появились Гималайские горы на стыке Индо-Австралийской и Евразийской плит.
Эволюция материков
Почему география происхождение материков и океанов изучает? Потому что понимание этих процессов необходимо для восприятия остальной информации, относящейся к этой науке. Теория литосферных плит говорит о том, что на планете сначала появился один единственный материк, остальная была занята Мировым океаном. Появившиеся глубокие разломы коры привели к его делению на два континента. В северном полушарии разместилась Лавразия, а в южном - Гондвана.
Все новые трещины появлялись в земной коре, они привели к делению и этих континентов. Возникли материки, существующие сейчас, а также океаны: Индийский и Атлантический. Основой современных континентов являются платформы - выровненные, очень древние и устойчивые области коры. Другими словами, это плиты, которые образовались по геологическим меркам давно.
В местах, где участки земной коры сталкивались, получились горы. На отдельных континентах видны следы контакта нескольких плит. Площадь их поверхности плавно возрастала. Подобным образом возник Евразийский материк.
Прогноз движения плит
Теория литосферных плит предполагает расчеты их будущего перемещения. Вычисления, которые были сделаны учеными, говорят о том, что:
- Индийский и Атлантический океаны увеличатся.
- Африканский континент окажется смещенным в сторону северного полушария.
- Тихий океан станет меньше.
- Австралийский материк преодолеет экватор и присоединится к Евразийскому.
По прогнозам это произойдет не раньше, чем через 50 млн. лет. Однако эти результаты необходимо уточнять. Происхождение материков и океанов, а также их движение - процесс очень медленный.
В срединных океанических хребтах происходит образование новых литосферных плит. Возникшая кора океанического типа плавно расходится в стороны от разлома. Через 15 или 20 млн. лет эти блоки достигнут материка и уйдут под него в мантию, которая их и создала. Круговорот литосферных плит на этом замыкается.
Сейсмические пояса
Изучает происхождение материков и океанов 7 класс общеобразовательной школы. Знание основ поможет учащимся разобраться в более сложных вопросах по предмету. Стыки между плитами литосферы получили название сейсмических поясов. Эти места наглядно демонстрируют процессы, происходящие на границе плит. Подавляющее большинство извержений вулканов, землетрясений приурочено к этим областям. Сейчас на планете действует около 800 вулканов.
Происхождение материков и океанов необходимо знать для прогнозирования стихийных бедствий и поиска полезных ископаемых. Есть предположение, что в местах контакта плит в результате попадания магмы в кору образуются разные руды.
Литосферная плита - это крупный стабильный фрагмент , перемещающийся по поверхности астеносферы (пластичному слою верхней мантии) и отделённый от других таких же фрагментов глубоководными желобами, срединно-океаническими хребтами или поясами гор (то есть границами литосферных плит).
В 20-е годы XX века Альфредом Вегенером была предложена гипотеза дрейфа материков. Он заметил, что некоторые материки имеют сходные очертания по береговой линии, как будто раньше они представляли единое целое. Изначально гипотеза столкнулась с большим количеством критики, а потому долгое время не признавалась, однако, во второй половине прошлого века с развитием технических средств появились доказательства, подтверждающие её правомерность. На сегодняшний день измерения, производимые со спутников, подтверждают, что отдельные участки земной коры движутся относительно-друг-друга со скоростью несколько сантиметров в год. Эти небольшие расстояния, конечно же, неощутимы на протяжении человеческой жизни и даже всей истории цивилизации, однако, за миллионы лет литосферные плиты перемещаются на столь значительные расстояния, что география планеты меняется до неузнаваемости.
Считается, что около 200 миллионов лет назад на Земле существовал единый суперматерик - Пангея. Он включал в свой состав все современные материки, однако, постепенно он начал раскалываться. В начале он раскололся на два материка: Лавразию (в её составе оказалась современная Северная Америка и Евразия) и Гондвану (она включала Африку, Южную Америку, Индостан, Австралию и Антарктиду). За последующие миллионы лет материки постепенно приняли современные очертания и месторасположение, однако, они не прекратили своего движения. В будущем они продолжат перемещаться, пока рано или поздно снова не образуется новая Пангея (учёные дали ей название Пангея Ультима), но это произойдет не раньше, чем еще через 200-250 миллионов лет.
Не стоит думать, что материки всегда имели такую форму, как сейчас. Если обратить внимание на карту геологических складчатостей , то можно заметить, что разные участки материков сформировались в разные временные промежутки. В будущем существующие сейчас горы превратятся в равнины, при столкновении литосферных плит на материках сформируются новые горы, а очертания континентов полностью изменятся. По всей видимости, движение литосферных плит происходит из-за циркуляции раскаленной мантии нашей планеты и будет продолжаться до полного её остывания.
На протяжении палеозойской эры существовал южный материк Гондвана. Он включал в себя все нынешние южные материки: Южную Америку, Африку, Австралию, п-ов Индостан, Антарктиду. Северные материки в девоне соединились в северный сверхматерик - Лавразию. В конце палеозоя оба материка сблизились и образовали суперконтинент - Пангею. Пангея просуществовала весь пермский период и нижний триас. Но уже в пермско-триасское время Гондвана начала распадаться и раздвигаться. Место раскола отмечено ныне тремя ветвями подводного индоокеанского хребта. В конце триаса северный и южный сверхконтиненты начали расходиться. Между ними образовалось водное пространство - океан Тетис. Воды Тетиса омывали юг Северной Америки, юг Европы, юг Азии и север Гондваны. В конце триаса Гондвана под влиянием тектонических движений раскололась на части. Отделилась индо-мадагаскарская часть: Мозамбикский пролив существует более ста миллионов лет. Затем от Мадагаскара отделился Индостан и стал дрейфовать на север. Около 50 млн. лет назад Индостанская плита столкнулась с южной частью материковой плиты Азии. В результате этого столкновения восточная часть Тетиса была смята Индостаном, а в месте столкновения начали вздыматься Гималаи. На месте расползавшихся - раздвигавшихся плит - осколков Гондваны начал формироваться Индийский океан.
Австралия оказалась обособленной от Африки, но с Ю. Америкой долго существовала связь через Антарктиду. В конце юрского периода Ю. Америка начала отделяться от Африки: началось формирование южной части Атлантического океана. В конце мелового периода Ю. Америка полностью обособилась от Африки, сформировались южная и центральная части Атлантического океана.
В начале кайнозойской эры Лавразия распалась на Северную Америку и Евразию.
В эоцене произошло полное разделение С. Америки, Гренландии и Европы: сформировалась северная Атлантика.
Такой ход событий, приведший к современному расположению материков, имеет палеомагнитное, палеоклиматическое, палеонтологическое, геологическое подтверждение. В частности выявлено, что горы на западном побережье Африки и горы Сьерра в Ю. Америке сложены из одних и тех же пород, имеют один и тот же порядок расположения геологических слоев и те же полезные ископаемые. На о-вах Южной Атлантики есть породы материкового происхождения (это было известно и Дарвину). Они свидетельствуют о том, что эти острова не что иное, как обломки суши. То же самое относится к Сейшельским островам, о-ву Кергелену.
Эпоха существования Тетиса оставила много реликтовых форм с разорванным ареалом. Веслоносые (осетровые рыбы) в современной фауне представлены двумя видами: один вид в реках Китая, другой - в Миссисипи. Аллигаторы обитают только в реках юго-востока США и в реке Янцзы (Китай).
Тюльпанное дерево и магнолии произрастают только в восточной субтропической части США, в Восточном Китае и в Японии.
Аллигаторы и магнолии США и Китая - близкие виды. Они незначительно отличаются из-за дивергенции, произошедшей вследствие географической изоляции. Ареал чесночниц (амфибии) можно понять только исходя из предположения о существовании Лавразии. Чесночницы обнаружены в Мексике и южной части США, в Европе, Индии, Индокитае, Индонезии.
Обыкновенная чесночница.
Существованием Гондваны можно объяснить такие биогеографические "загадки". В Южной Америке, Африке, Австралии есть ритиды (хищные наземные моллюски), общие формы скорпионов, ракообразных. Фауна олигохет Новой Зеландии имеет замечательное сходство с таковой Австралии, Индии, Мадагаскара, Африки, Ю. Америки. Перипатопсиды (первичнотрахейные, онихофоры) обнаружены в Ю.Америке, Южной Африке, Южной Австралии, на о. Тасмания, в Новой Зеландии.
Улитки-ритиды имеют глаза на "рожках".
Веснянки (насекомые) эустенииды обитают в пресноводных водоемах восточной Австралии, Новой Зеландии и на западе Ю. Америки.
Галаксиевая рыба
Галаксиевые рыбы (о которых упоминал Дарвин) ныне обнаружены в Ю. Америке, на субарктических островах, на крайнем юге Африки,на Тасмании, на крайнем юге Австралии, в Новой Зеландии.
Двухметровый дождевой червь мегасколидес обнаружен в Австралии, Индии и на Мадагаскаре.
