Астеносфера: состав и строение
Контрольная работа - Геодезия и Геология
Другие контрольные работы по предмету Геодезия и Геология
Содержание
Введение
. Астеносфера (состав, строение, признаки выделения, условия формирования, роль в геологических процессах)
. Влияние астеносферы на явление изостазии
. Тектонические движения
. Астеносферные течения и силы, движущие литосферные плиты
. Влияние астеносферных течений на формирование окраинных морей
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Земная кора и мантия это понятия геологические, вещественные; возникла, однако, необходимость выделения наряду с ними в верхней части твердой Земли, тектоносфере оболочек по их физическому, точнее реологическому состоянию. Такими оболочками являются литосфера и подстилающая ее астеносфера.
Литосфера, первоначально отождествлявшаяся с корой, на большей части Земли охватывает кору и верхнюю часть мантии. Она отличается упругими свойствами в верхней части и упруго-пластичными (вязкими) - в нижней. Это относительно хрупкая оболочка - в ней развиваются и сохраняются разрывы, к ней в основном приурочены очаги землетрясений. Но выделение литосферы имеет смысл лишь при ее противопоставлении астеносфере.
Астеносфера более пластичная, т. е. менее вязкая, оболочка Земли была первоначально выделена, вернее, предсказана, Дж. Баррелом (1916 г.) как оболочка, по отношению к которой осуществляется изостатическая компенсация. Понятие об изостазии, равновесном состоянии коры относительно мантии, возникло в середине XIX в., когда было обнаружено, что горные сооружения не создают, вопреки ожиданию, избыточного притяжения. Это заставило предположить (гипотеза Дж. Эри), что горы обладают корнями, погруженными в мантию. Денудация гор должна вести к поднятиям, возникновение дополнительной нагрузки на кору (ледники, вулканиты, осадки) - к прогибанию. Но этот процесс изостатического выравнивания осуществим лишь в том случае, если кора подстилается оболочкой, по своим свойствам близкой к жидкости, способной к перетеканию. Ею и могла быть астеносфера. Существование астеносферы было подтверждено лишь много позже, в 50-е годы (Б. Гутенберг), когда было обнаружено, что на некоторой глубине уже внутри мантии происходит либо замедление, либо даже снижение скорости прохождения сейсмических волн, вопреки нарастанию давления. Объясняется это влиянием еще более значительного нарастания температуры, благодаря которому некоторая часть вещества мантии (~1 %) переходит в расплавленное состояние (твердые зерна в жидкой пленке или капле жидкости).
В первое время после установления существования астеносферы представлялось, что ее свойства мало изменяются по латерали, а глубина залегания довольно постоянна - 50-60 км под океанами, 100-200 км под континентами. В дальнейшем оказалось, что действительная картина много сложнее. Выяснилось, что под рифтовыми зонами срединноокеанских хребтов кровля астеносферы местами залегает на глубине всего 2-3 км от поверхности дна, в частности под Восточно-Тихоокеанским поднятием. На периферии океанов глубина залегания астеносферы возрастает до 80-100 км, а под континентами она залегает еще глубже и в их центральных частях, под платформами и особенно щитами, она не прощупывается до глубин 150-200 км (рис. 1). Кроме сейсмологического метода обнаружения астеносферы - по уменьшению или хотя бы прекращению увеличения скорости распространения сейсмических колебаний с глубиной, стал использоваться предложенный А.Н. Тихоновым метод магнитотеллурического зондирования, в котором показателем существования астеносферы служит возрастание электропроводности, также связанное, очевидно, с переходом части мантийного материала в расплавленное состояние. Более косвенным сейсмологическим показателем достижения астеносферы служит предельная глубина распространения очагов землетрясения. Установлено, что в пределах сводовых частей молодых горных сооружений кровля астеносферы поднимается до глубин 20-25 км от поверхности. Это означает, что здесь, как и в осевых зонах срединноокеанских хребтов, кровля астеносферы пересекает границу кора - мантия и, таким образом, в этих высокоподвижных зонах объем литосферы оказывается меньше объема земной коры, в то время как в спокойных районах, занимающих преобладающую часть земной поверхности, литосфера охватывает не только кору, но и существенную часть мантии. Зоны резкого уменьшения мощности литосферы за счет подъема поверхности астеносферы совпадают с зонами антиизостатических восходящих движений, т. е. движений, направленных на дальнейшее нарушение, а не восстановление изостатического равновесия.
Рис. 1. Мощность Литосферы (в км). По А.В. Балли (1979 г.)
То обстоятельство, что в центральных частях континентальных платформ астеносфера не обнаруживается до глубины 200-250 км, породило сомнение в непрерывности ее распространения, т. е. в том, что она может рассматриваться как сплошная оболочка Земли. Некоторые геофизики считают, что правильнее говорить не об астеносфере, а об отдельных астенолинзах, выклинивающихся по простиранию. Этот вывод имел бы большое значение (негативное) по отношению к возможности крупных горизонтальных смещений континентальных блоков литосферы по поверхности астеносферы. Однако он вызывает серьезные сомнения. Астеносфера должна существовать везде, где осуществляется изостатическое равновесие, т. е. отсутствуют изостатические аномалии, в особенности под континентальными и океанскими платформами, включая, естественно, кристаллические щиты