Geum.ru

История Земли: геологическая шкала времени

Вид материалаДокументы
Слои атмосферы
Подобный материал:
1   2   3
Атмосфера Земли: ее состав и строение

Атмосфера это внешняя газовая оболочка Земли, которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км. История возникновения и развития атмосферы довольно сложная и продолжительная, она насчитывает близко 3 млрд лет. За этот период состав и свойства атмосферы неоднократно изменялись, но на протяжении последних 50 млн лет, как считают ученые, они стабилизировались.

Масса современной атмосферы составляет приблизительно одну миллионную часть массы Земли. С высотой резко уменьшаются плотность и давление атмосферы, а температура изменяется неравномерно и сложно, в том числе из-за влияния на атмосферу солнечной активности и магнитных бурь. Изменение температуры в границах атмосферы на разных высотах поясняется неодинаковым поглощением солнечной энергии газами. Наиболее интенсивнее тепловые процессы происходят в тропосфере, причем атмосфера нагревается снизу, от поверхности океана и суши.

Следует отметить, что атмосфера имеет очень большое экологическое значение. Она защищает все живые организмы Земли от губительного влияния космических излучений и ударов метеоритов, регулирует сезонные температурные колебания, уравновешивает и выравнивает суточные. Если бы атмосферы не существовало, то колебание суточной температуры на Земле достигло бы ±200 °С. Атмосфера есть не только животворным «буфером» между космосом и поверхностью нашей планеты, носителем тепла и влаги, через нее происходят также фотосинтез и обмен энергии — главные процессы биосферы. Атмосфера влияет на характер и динамику всех экзогенных процессов, которые происходят в литосфере (физическое и химическое выветривания, деятельность ветра, природных вод, мерзлоты, ледников).

Развитие гидросферы также в значительной мере зависел от атмосферы из-за того, что водный баланс и режим поверхностных и подземных бассейнов и акваторий формировались под влиянием режима осадков и испарений. Процессы гидросферы и атмосферы тесно связанные между собою.

Одной из главнейших составных атмосферы есть водный пар, который имеет большую пространственно-временную изменяемость и сосредоточенный преимущественно в тропосфере. Важной изменчивой составной атмосферы есть также углекислый газ, изменчивость содержания которого связанна с жизнедеятельностью растений, его растворимостью в морской воде и деятельностью человека (промышленные и транспортные выбросы). В последнее время все более большую роль в атмосфере сыграют аэрозольные пылеватые частицы - продукты человеческой деятельности, которые можно обнаружить не только в тропосфере, но и на больших высотах (щоправда, в мизерных концентрациях). Физические процессы, которые происходят в тропосфере, оказывают большое влияние на климатические условия разных районов Земли.

СЛОИ АТМОСФЕРЫ

Атмосфера имеет слоистую структуру.

От поверхности Земли вверх эти слои:

Тропосфера

Стратосфера

Мезосфера

Термосфера

Экзосфера

Границы между слоями не резкие и их высота зависит от широты и времени года. Слоистая структура - результат температурных изменений на разных высотах. Погода формируется в тропосфере ( нижние примерно 10 км:

около 6 км над полюсами и более 16 км над экватором). И верхняя граница тропософеры выше летом, чем зимой.

ТРОПОСФЕРА

Нижняя часть атмосферы, до высоты 10-15 км, в которой сосредоточено 4/5 всей массы атмосферного воздуха, носит название тропосферы. Для нее характерно, что температура здесь с высотой падает в среднем на 0.6°/100 м (в отдельных случаях распределение температуры по вертикали варьирует в широких пределах). В тропосфере содержится почти весь водяной пар атмосферы и возникают почти все облака. Сильно развита здесь и турбулентность, особенно вблизи земной поверхности, а также в так называемых струйных течениях в верхней части тропосферы.

Высота, до которой простирается тропосфера, над каждым местом Земли меняется изо дня в день. Кроме того, даже в среднем она различна под разными широтами и в разные сезоны года. В среднем годовом тропосфера простирается над полюсами до высоты около 9 км, над умеренными широтами до 10-12 км и над экватором до 15-17 км. Средняя годовая температура воздуха у земной поверхности около +26° на экваторе и около -23° на северном полюсе. На верхней границе тропосферы над экватором средняя температура около -70°, над северным полюсом зимой около -65°, а летом около -45°.

Давление воздуха на верхней границе тропосферы соответственно ее высоте в 5-8 раз меньше, чем у земной поверхности. Следовательно, основная масса атмосферного воздуха находится именно в тропосфере. Процессы, происходящие в тропосфере, имеют непосредственное и решающее значение для погоды и климата у земной поверхности.

В тропосфере сосредоточен весь водяной пар и именно поэтому все облака образуются в пределах тропосферы. Температура уменьшается с высотой.

Солнечные лучи легко проходят через тропосферу, а тепло, которое излучает нагретая солнечными лучами Земля, накапливается в тропосфере: такие газы, как углекислый газ, метан а также пары воды удерживают тепло. Такой механизм прогревания атмосферы от Земли, нагретой солнечной радиацией, называется парниковый эффект ( greenhouse effect). Именно потому, что источником тепла для атмосферы является Земля, температура воздуха с высотой уменьшается.

Граница между турбулентной тропосферой и спокойной стратосферой называется тропопауза. Здесь образуются быстро движущиеся ветры, называемые "реактивные потоки" ( jet streams)

Когда-то предполагали, что температура атмосферы падает и выше тропософеры, однако измерения в высоких слоях атмосферы показали, что это не так : сразу выше тропопаузы температура почти постоянна, а затем начинает увеличиваться Сильные горизонтальные ветры дуют в стратосфере не образуя турбулентности. Воздух стратосферы очень сухой и поэтому облака редки. Образуются так называемые перламутровые облака ( nacreous or mother-of-perl).

Стратосфера очень важна для жизни на Земле, так именно в этом слое находится небольшое количество озона, которое поглощает сильное ультафиолетовое излучение, вредное для жизни. Поглощая ульрафиолетовое излучение озон нагревает стратосферу.

СТРАТОСФЕРА

Над тропосферой до высоты 50-55 км лежит стратосфера, характеризующаяся тем, что температура в ней в среднем растет с высотой. Переходный слой между тропосферой и стратосферой (толщиной 1-2 км) носит название тропопаузы.

Выше были приведены данные о температуре на верхней границе тропосферы. Эти температуры характерны и для нижней стратосферы. Таким образом, температура воздуха в нижней стратосфере над экватором всегда очень низкая; притом летом много ниже, чем над полюсом.

Нижняя стратосфера более или менее изотермична. Но, начиная с высоты около 25 км, температура в стратосфере быстро растет с высотой, достигая на высоте около 50 км максимальных, притом положительных значений (от +10 до +30°). Вследствие возрастания температуры с высотой турбулентность в стратосфере мала.

Водяного пара в стратосфере ничтожно мало. Однако на высотах 20-25 км наблюдаются иногда в высоких широтах очень тонкие, так называемые перламутровые облака. Днем они не видны, а ночью кажутся светящимися, так как освещаются солнцем, находящимся под горизонтом. Эти облака состоят из переохлажденных водяных капелек. Стратосфера характеризуется еще тем, что преимущественно в ней содержится атмосферный озон, о чем было сказано выше

МЕЗОСФЕРА

Над стратосферой лежит слой мезосферы, примерно до 80 км. Здесь температура с высотой падает до нескольких десятков градусов ниже нуля . Вследствие быстрого падения температуры с высотой в мезосфере сильно развита турбулентность. На высотах, близких к верхней границе мезосферы (75-90 км), наблюдаются еще особого рода облака, также освещаемые солнцем в ночные часы, так называемые серебристые. Наиболее вероятно, что они состоят из ледяных кристаллов.

На верхней границе мезосферы давление воздуха раз в 200 меньше, чем у земной поверхности. Таким образом, в тропосфере, стратосфере и мезосфере вместе, до высоты 80 км, заключается больше чем 99,5% всей массы атмосферы. На вышележащие слои приходится ничтожное количество воздуха

На высоте около 50 км над Землей температура снова начинает падать, обозначая верхнюю границу стратосферы и начало следующего слоя - мезосферы. Мезосфера имеет самую холодную температуру в атмосфере: от -2 до - 138 градусов Цельсия. Здесь же находятся самые высокие облака : в ясную погоду их можно видеть при закате. Они называются noctilucent ( светящиеся ночью).

ТЕРМОСФЕРА

Верхняя часть атмосферы, над мезосферой, характеризуется очень высокими температурами и потому носит название термосферы. В ней различаются, однако, две части: ионосфера, простирающаяся от мезосферы до высот порядка тысячи километров, и лежащая над нею внешняя часть - экзосфера, переходящая в земную корону.

Воздух в ионосфере чрезвычайно разрежен. Мы уже указывали , что на высотах 300-750 км его средняя плотность порядка 10-8-10-10 г/м3. Но и при такой малой плотности каждый кубический сантиметр воздуха на высоте 300 км еще содержит около одного миллиарда (109) молекул или атомов, а на высоте 600 км - свыше 10 миллионов (107). Это на несколько порядков больше, чем содержание газов в межпланетном пространстве.

Ионосфера, как говорит само название, характеризуется очень сильной степенью ионизации воздуха - содержание ионов здесь во много раз больше, чем в нижележащих слоях, несмотря на сильную общую разреженность воздуха. Эти ионы представляют собой в основном заряженные атомы кислорода, заряженные молекулы окиси азота и свободные электроны. Их содержание на высотах 100-400 км - порядка 1015-106 на кубический сантиметр.

В ионосфере выделяется несколько слоев, или областей, с максимальной ионизацией, в особенности на высотах 100- 120 км (слой Е) и 200-400 км (слой F). Но и в промежутках между этими слоями степень ионизации атмосферы остается очень высокой. Положение ионосферных слоев и концентрация ионов в них все время меняются. Спорадические скопления электронов с особенно большой концентрацией носят название электронных облаков.

От степени ионизации зависит электропроводность атмосферы. Поэтому в ионосфере электропроводность воздуха в общем в 1012 раз больше, чем у земной поверхности. Радиоволны испытывают в ионосфере поглощение, преломление и отражение. Волны длиной более 20 м вообще не могут пройти сквозь ионосферу: они отражаются уже электронными слоями небольшой концентрации в нижней части ионосферы (на высотах 70- 80 км). Средние и короткие волны отражаются вышележащими ионосферными слоями.

Именно вследствие отражения от ионосферы возможна дальняя связь на коротких волнах. Многократное отражение от ионосферы и земной поверхности позволяет коротким волнам зигзагообразно распространяться на большие расстояния, огибая поверхность Земного шара. Так как положение и концентрация ионосферных слоев непрерывно меняются, меняются и условия поглощения, отражения и распространения радиоволн. Поэтому для надежной радиосвязи необходимо непрерывное изучение состояния ионосферы. Наблюдения над распространением радиоволн как раз являются средством для такого исследования.

В ионосфере наблюдаются полярные сияния и близкое к ним по~ природе свечение ночного неба - постоянная люминесценция атмосферного воздуха, а также резкие колебания магнитного поля - ионосферные магнитные бури.

Ионизация в ионосфере обязана своим существованием действию ультрафиолетовой радиации Солнца. Ее поглощение молекулами атмосферных газов приводит к возникновению заряженных атомов и свободных электронов, о чем говорилось выше. Колебания магнитного поля в ионосфере и полярные сияния зависят от колебаний солнечной активности . С изменениями солнечной активности связаны изменения в потоке корпускулярной радиации, идущей от Солнца в земную атмосферу. А именно корпускулярная радиация имеет основное значение для указанных ионосферных явлений.

Температура в ионосфере растет с высотой до очень больших значений. На высотах около 800 км она достигает 1000°.

Говоря о высоких температурах ионосферы, имеют в виду то, что частицы атмосферных газов движутся там с очень большими скоростями. Однако плотность воздуха в ионосфере так мала, что тело, находящееся в ионосфере, например летящий спутник, не будет нагреваться путем теплообмена с воздухом. Температурный режим спутника будет зависеть от непосредственного поглощения им солнечной радиации и от отдачи его собственного излучения в окружающее пространство. Термосфера находится выше мезосферы на высоте от 90 до 500 км над поверхностью Земли. Молекулы газа здесь сильно рассеянны, поглощают рентгеновское излучение ( X rays) и коротковолновую часть ультрафиолетового излучения. Из-за этого температура может достигать 1000 градусов Цельсия.

термосфера в основном соответствует ионосфере, где ионизированный газ отражает радиоволны обратно к Земле - это явление дает возможным устанавливать радиосвязь.

ЭКЗОСФЕРА

Выше 800-1000 км атмосфера переходит в экзосферу и постепенно в межпланетное пространство. Скорости движения частиц газов, особенно легких, здесь очень велики, а вследствие чрезвычайной разреженности воздуха на этих высотах частицы могут облетать Землю по эллиптическим орбитам, не сталкиваясь между собою. Отдельные частицы могут при этом иметь скорости, достаточные для того, чтобы преодолеть силу тяжести. Для незаряженных частиц критической скоростью будет 11,2 км/сек. Такие особенно быстрые частицы могут, двигаясь по гиперболическим траекториям, вылетать из атмосферы в мировое пространство, "ускользать", рассеиваться. Поэтому экзосферу называют еще сферой рассеяния.

Ускользанию подвергаются преимущественно атомы водорода, который является господствующим газом в наиболее высоких слоях экзосферы.

Недавно предполагалось, что экзосфера, и с нею вообще земная атмосфера, кончается на высотах порядка 2000-3000 км. Но из наблюдений с помощью ракет и спутников создалось представление, что водород, ускользающий из экзосферы, образует вокруг Земли так называемую земную корону, простирающуюся более чем до 20 000 км. Конечно, плотность газа в земной короне ничтожно мала. На каждый кубический сантиметр здесь приходится в среднем всего около тысячи частиц. Но в межпланетном пространстве концентрация частиц (преимущественно протонов и электронов) по крайней мере в десять раз меньше.

С помощью спутников и геофизических ракет установлено существование в верхней части атмосферы и в околоземном космическом пространстве радиационного пояса Земли, начинающегося на высоте нескольких сотен километров и простирающегося на десятки тысяч километров от земной поверхности. Этот пояс состоит из электрически заряженных частиц - протонов и электронов, захваченных магнитным полем Земли и движущихся с очень большими скоростями. Их энергия - порядка сотен тысяч электрон-вольт. Радиационный пояс постоянно теряет частицы в земной атмосфере и пополняется потоками солнечной корпускулярной радиации.

Структура магнитосферы

Магнитосфера, область околоземного пространства, физические свойства, размеры и форма которой определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц от Солнца (солнечным ветром). Магнитосфера несферична, она сильно вытянута в сторону, противоположную направлению на Солнце. С дневной стороны поток плазмы солнечного ветра сжимает геомагнитное поле (искажая его дипольный характер), на ночной стороне силовые линии магнитного поля вытягиваются в протяженный магнитный хвост (рис.2.1). Линии геомагнитного поля, расположенные выше плоскости эклектики, направлены к Солнцу, ниже — от Солнца (согласно расположению магнитных полюсов Земли). Диаметр хвоста составляет ~40R (земных радиусов). Поле противоположных направлений в магнитном хвосте разделяет токовый слой. Внутри токового слоя напряженность поля близка к нулю, здесь давление различных направлений уравновешивается давлением горячей плазмы, поэтому часто говорят, что противоположно направленные поля в геомагнитном хвосте разделены нейтральным слоем, давление магнитного ноля уравновешивается давлением плазмы и вдоль всей границы магнитосферы. Границу магнитосферы при грубом рассмотрении можно считать непрозрачной для солнечного ветра. На дневной стороне границы магнитосферы — магнитопауза — проходит на расстоянии ~10R. Напряженность поля на границе зависит от параметров солнечного ветра и обычно составляет несколько десятков гамм. Сверхзвуковой поток солнечной плазмы при обтекании магнитосферы вызывает формирование бесстолкновительной ударной волны. Все линии геомагнитного поля в магнитосфере можно разделить на два класса: линии, близкие к линиям магнитного диполя, и линии, уходящие в хвост магнитосферы.

В пространстве эти два класса линий разделены областями, которые называются полярными овалами (северным и южным). Топология поля в районе овалов такова, что здесь можно говорить о существовании магнитной щели, в которую проникают частицы солнечного ветра. Особенно эффективно частицы проникают в щель вблизи полуденного меридиана, эту область часто называют полярным капсом. Прорвавшиеся в магнитосферу частицы вызывают полярные сияния, однако, процессы в полярных овалах чрезвычайно сложны, и происходящие там явления нельзя рассматривать как результат только прямого прорыва частиц солнечного ветра.

Внутреннюю часть магнитосферы, расположенную в пределах диполе подобного геомагнитного поля (примерно до 3R), называют плазмосферой. Частицы плазмосферы участвуют в суточном вращении Земли. Движение частиц плазмы определяется электрическими полями, возбуждаемыми солнечным ветром. Общая картина движений (конвекции) частиц во внешних частях магнитосферы сильно зависит от величины и направления магнитного поля в межпланетной среде.

Во внутренних областях магнитосферы магнитное поле удерживает, как в магнитной ловушке, потоке быстрых частиц с энергией в сотни и более кэВ. Эти частицы образуют радиационные пояса Земли. Радиационные пояса Земли почти целиком состоят из электронов и протонов, в них обнаружены также альфа частицы и некоторые более тяжелые ионы. Резкое возрастание плотности энергии в солнечном ветре приводит к магнитосферным бурям (усилению полярных сияний, возрастанию потоков частиц в радиационных поясах, искажению магнитного поля Земли).

Магнитное поле Земли, образующее земную магнитосферу, простирается до расстояния 70 000 - 80 000 км в направлении на солнце и многие миллионы километров в противоположном направлении.

Появление и развитие жизни на Земле - это уникальное явление во всей Солнечной системе. Но оно не случайно, а было подготовлено сочетанием ряда благоприятных условий. Прежде всего для зарождения жизни должен был сформироваться сложный комплекс активно взаимодействующих природных компонентов, которые в течение чрезвычайно длительного времени в относительно стабильных гидротермальных условиях испытали строго направленную эволюцию.

Эволюция Земли делится на раннюю историю и геологическую историю. Под ранней историей подразумевается катархей. Под геологической же историей понимается все остальное время, от архея до современной эпохи. Временная граница между двумя главными интервалами в истории Земли точно не установлена. Но предположительно она намечается на рубеже от 3,5 до 3,8-3,9 млрд. лет назад. Ранняя история и геологическая история - существенно различные этапы жизни нашей планеты. Если в раннюю историю Земля развивалась так же, как и остальные планеты - Луна, Меркурий, Марс и Венера, - т. е. в очень медленном темпе, то путь развития Земли в геологическое время характеризуется необыкновенно быстрой эволюцией ее внешней области и земной коры. Все же другие планеты продолжают пребывать и в настоящую эпоху как бы в догеологическом прошлом.

Земля, как и другие планеты, пережила ранние фазы эволюции - фазу аккреции ("рождения") и фазу расплавления внешней сферы земного шара и фазу первичной коры ("лунную фазу").

Фаза аккреции - это образование ее из хаотического роя твердых, преимущественно каменных, некрупных тел и пылевых частиц. Ее надо представлять себе как непрерывное выпадение на растущую Земли относительно все большего количества крупных тел, укрупняющихся в своем полете при соударениях между собой, и притяжением к себе более удаленных мелких частей материи. Вместе с крупными телами на Землю падали макрообъекты - планетезимали, неудавшиеся планеты. Они имели размеры астероидов или некрупных спутников больших планет.

В фазу аккреции Земля приобрела приблизительно 95% современной массы, на что потребовалось по разным оценкам от 17 млн. лет до 400 млн. лет, в период с 4,6 по 4,2 млрд. лет назад. Во время аккреции Земля долго оставалась холодным космическим телом, и только в конце этой фазы, когда началась предельно интенсивная бомбардировка ее крупными объектами, произошло сильное разогревание, а затем полное расплавление вещества внешней зоны планеты.

Фаза расплавления внешней сферы Земли устанавливается сообразно с ранней историей других планет, в первую очередь Луны, а также Меркурия, Марса. Лунная поверхность образована магматическими породами, которые отвердели 4,0 млрд. лет назад, т.е до этого Луна была расплавленным шаром. К этому же времени относят образование у Земли ядра, мантии и коры. Образование ядра создало условия для образования у Земли диполярного магнитного поля. Установление на Земле самых древнейших палеомагнитных пород с возрастом 3,7 млрд. лет - свидетельство существования в то время ядра, и естественно, мантии

Ландшафты того далекого времени были уникальны. Вся поверхность Земли представляла собой океан раскаленного тяжелого расплава с прорывающимися из него газами. В этот своеобразный океан продолжали стремительно врываться как малые, так и крупные космические тела, удары которых о жидкую поверхность вызывали образование всплесков, фонтанов и другие формы взлета и падения тяжелой жидкости. Над раскаленным океаном простиралось сплошь укутанное густыми тучами небо, с которого на поверхность не падало ни капли воды.

"Лунная фаза". Остывание расплавленного вещества внешней сферы Земли вследствие излучения тепла в космос и ослабления метеоритной бомбардировки, не могущей компенсировать потерю тепла, привело к образованию тонкой первичной коры базальтового состава. В раннюю историю Земли происходило и формирование гранитного слоя материковой коры. Самые древние из выявленных гранитных интрузий имеют возраст не менее 3,5 млрд. лет, т. е. они, безусловно, доархейские. В течение всей фазы формирования коры, поверхность которой имела температуру выше 100° С, продолжалось выпадение преимущественно крупных тел. На всей поверхности нашей планеты создавался типичный для всех других планет земной группы рельеф ударных кратеров. Из-за широкого распространения метеоритных кратеров фаза существования ранней коры называется также "лунной фазой" назвал время первичной горячей коры, когда происходила ее бомбардировка крупными объектами, временем гигантской бомбардировки, датируя ее интервалом от 4,2 до 3,8 млрд. лет назад.

В лунную фазу существования Земля постепенно охлаждалась от температуры плавления базальтов (1000°- 800°) до 100° С. С преодолением температурного рубежа + 100° С связано все последующее преобразование природной среды и эволюция земной коры.

Геологическое время эволюции Земли это принципиально новый период развития нашей планеты в целом, особенно ее коры и природной среды.

Как только температура опустилась ниже 100° С, состояние воды, которая находилась в атмосфере в виде горячего пара, изменилось. Водяные пары атмосферы, а в них была сосредоточена практически вся гидросфера Земли, почти целиком превратились в жидкость, наиболее активное состояние воды по сравнению с ее газовой и твердой фазами. Сухая до того времени Земля стала необычайно обводненной. Сформировались поверхностный и грунтовый стоки, возникли водоемы, и, наконец, океаны. Начался круговорот воды в природе.

На заре геологической истории существовали обширные водоемы - моря и, вероятно, какие-то первоначальные океаны. В 1973 г. геологи Оксфордского университета обнаружили в юго-западной части Гренландии бурый железняк возрастом 3,76 млрд. лет (+- 70 млн. лет). Бурый железняк - осадочная порода, сформировавшаяся в водном бассейне. Еще раньше те же геологи вместе с сотрудниками Управления геологической съемки Гренландии обнаружили в 1971 г. метаморфизованные осадочные породы возрастом 3,98 млрд. лет. Факт обнаружения осадочных пород такого древнего возраста трудно переоценить. Это означает, что временной рубеж между ранней и геологической историей проходит где-то около 4 млрд. лет назад. Следовательно, на всю раннюю историю Земли остается всего 0,6 млрд. лет. Если помимо внешней сферы Земли расплавлялась и центральная область, то на планете могли образоваться океаны, близкие по объему современным. После охлаждения земной поверхности до температуры ниже 100° С на ней образовалась огромная масса жидкой воды, которая представляла собой не простое скопление неподвижных вод, а находящихся в активном глобальном круговороте. Несмотря на эволюцию этого круговорота в ходе времени, основные особенности его сохранились неизменными. В структурном отношении круговорот, как и в настоящее время, распадался на звенья: атмосферное (испарение, перенос влаги, осадки), литосферное (поверхностный и подземный стоки) и океаническое. В процессе функционирования круговорота воды в природе происходит поглощение солнечной энергии и распределение ее по земному шару. Вода благодаря своей необычайной подвижности и химической активности вступает во взаимодействие с природными компонентами, способствуя их взаимосвязям, чем и обеспечивает формирование того глобального природного комплекса, который в настоящее время называется географической оболочкой.

Нептуниз(от лат. Neptunus — Нептун, в римской мифологии бог морей и вод) распространённое в конце 18 — начале 19 вв. учение о происхождении горных пород (в том числе изверженных) путём осаждения из воды. Появилось в период становления геологии (См. Геология) как науки, когда она ещё находилась под влиянием религии и представлений о всемирном потопе. Наиболее известные сторонники нептунизма: в Германии — А. Г. Вернер, во Франции — А. Делюк, в Великобритании — Р. Кирван. Нептунисты развивали идеи о возникновении горных пород из вод первичного Мирового океана, покрывавшего всю Землю, и из вод «всемирного потопа». Основываясь на этом, они распространяли местный порядок напластования горных пород на все материки. Горные породы разделялись на две группы: «первичные», образовавшиеся путём химической кристаллизации из вод «первозданного всемирного» океана (гранит, гнейсы, кристаллические сланцы и др. изверженные и метаморфические породы), и залегающие над ними «флецовые», или слоистые, породы (известняк с окаменелостями, каменный уголь, гипс, каменный соль и др. породы различного происхождения), которые большинством нептунистов рассматривались как «механические» отложения библейского потопа. После того как новые данные всё более вступали в противоречие с этой традиционной двучленной схемой, Вернер добавил к ней «переходную» группу пород, к которой он относил граувакку, сланцы и др. Согласно нептунизму вместе с «флецовыми» породами образовался весь рельеф земной поверхности, сохранившийся в неизменном состоянии до настоящей эпохи. Тектонические движения, приводящие в действительности к изменению рельефа, нептунизма не признавались. Современные геологические агенты (атмосферные осадки, текучие воды и др.) рассматривались нептунизм как «слабые» силы, ведущие к образованию «наносных», или «мусорных», отложений (песка, гальки, гравия и др.). Вулканические породы по схеме нептунизма занимали незначительное место в земной коре и образовались в результате подземных угольных пожаров. Споры о происхождении базальта, ошибочно относившегося Вернером к группе «флецовых» пород, вызвали дискуссию между представителями Н. и Плутонизма о происхождении всех горных пород. С 20-х годов 19 в., когда было доказано вулканическое происхождение базальта и развиты научные представления об изверженных и осадочных породах, нептунизм потерял своё значение.

Плутонизм(от греч. Plúton — Плутон, бог подземного царства) распространённое в конце 18 — начале 19 вв. учение о ведущей роли внутренних сил в геологической истории Земли. Как определённая система взглядов плутонизм был впервые опубликован Дж. Геттоном (1788, 1795). Согласно Геттону, внешние силы (вода, организмы и др.) способствуют изменению рельефа, разрушению пород и накоплению слоистых осадков на дне морей. Морские осадки, погружаясь в более глубокие зоны земной коры, кристаллизуются, уплотняются, собираются в складки и разбиваются разломами. Вслед за этим наступает процесс конвульсивного поднятия, обычно сопровождающийся внедрением расплавленных масс, застывающих в форме изверженных пород (гранитов). Оказавшись на поверхности, породы снова испытывают разрушение и переотложение, и круговорот вещества начинается сначала. Т. о. плутонизм Геттона был важной составной частью гипотезы о циклическом изменении земной коры, которая вытекала из его одностороннего представления о неизменности геологических сил по их роду, скорости действия и мощности проявления. Становление плутонизма происходило в острой борьбе с Нептунизмом, отвергавшим какое-либо значение внутренних геологических факторов. В начале 19 в. было доказано вулканическое происхождение базальтов и выявлена роль внутренней энергии Земли в вулканических процессах и землетрясениях, что способствовало крушению нептунизма. Некоторые представители П. этого времени решающее значение в истории земной поверхности придавали вулканическим явлениям, так же как представители школы вулканизма — катастрофизма А. Гумбольдт и Л. Бух. Научные взгляды вулканистов и плутонистов значительно отличались, но объединяло их признание ведущей роли внутренних сил в истории Земли. Этот вывод сохраняет своё значение до сих пор.

Униформизм, научная концепция в геологии, исходящая из представления о неизменяемости системы геологических факторов во времени. Впервые англ. учёный Униформизм Уэвелл (1832) назвал Униформизм учение Ч. Лайеля. В основу Униформизм было положено утверждение механистического естествознания, что законы природы вечны и неизменны; в геологическом прошлом действовали те же силы и с такой же интенсивностью и скоростью, как и в настоящее время. Отсюда вытекал известный тезис Лайеля об однообразии системы земных изменений на протяжении всех геологических периодов. Принятие этого тезиса означало отрицание прогрессивного развития, поскольку утверждались лишь изменения в истории Земли и жизни, происходившие всегда на одном и том же уровне. Впоследствии Униформизм подвергся критике, которая особенно усилилась после появления работы Ч. Дарвина «Происхождение видов» (1859), т.к. теория естественного отбора допускала тенденцию к прогрессу, а это неизбежно нарушало однообразие. В 20 в. было установлено, что история внешних оболочек Земли (атмосферы, гидросферы, биосферы, литосферы) имеет черты необратимого развития; был принят принцип эволюционного развития Земли и её обитателей.

Актуализм в геологии, актуалистический метод (от англ. actual, франц. actuel, позднелат. actualis — современный, настоящий, фактически существующий), метод естественнонаучного познания истории развития Земли. А. исходит из положения: «Современность — ключ к познанию прошлого»; он является составной частью сравнительно-исторического метода, получившего широкое применение в геологии. А. позволяет, исходя из представлений о взаимозависимости состава горных пород, особенностей среды и динамики геологических процессов, использовать данные о современных природных явлениях и их результатах для выяснения особенностей древних геологических условий образования горных пород. Термин «А.» появился в немецкой геологической литературе во 2-й половине 19 в., получил распространение начиная с 20-х гг. 20 в. Содержание понятия А. изменялось с течением времени в зависимости от перемен в подходе к вопросу о связи настоящего и прошлого.Зачатки А. появились уже в период зарождения человеческих знаний, в древнейших мифах, библейских сказаниях и в сочинениях античных натурфилософов. Позднее А. стал применяться для расшифровки геологической истории, сначала стихийно (в Средней Азии Ибн Сина, Бируни — 10—11 вв., в Италии Леонардо да Винчи — 15—16 вв., в Дании Н. Стено — 17 в. и др.), а с середины 18 в. всё более сознательно (М. В. Ломоносов в России, Дж. Геттон в Великобритании и др.). Крупный вклад в обоснование и разработку метода сделали в 1-й половине 19 в. К. Гофф (Германия) и особенно Ч. Лайель (Великобритания). Однако последний, показав значение А. для расшифровки геологической истории, вместе с тем использовал А. в качестве одного из элементов концепции униформизма, исходящей из представления о неизменяемости системы геологических факторов во времени. Ошибочность таких построений вскоре была раскрыта, и с конца 19 в. А. применяется с учётом хода развития Земли и постоянно меняющейся геологической обстановки. Большой вклад в развитие А. внесли отечественные учёные Н. И. Андрусов, А. Д. Архангельский, Н. М. Страхов, И. Вальтер в Германии, Л. Кайё во Франции и др., которые утвердили толкование А. как метода, а не как основополагающего принципа всей геологии.

ЭВОЛЮЦИОНИЗМ - исторически первое теоретическое направление в развитии антропологии. Э. стал антропологической интерпретацией идей развития и прогресса, сформировавшихся в конце 18 - первой половине 19 вв. в рамках геологии (Ч. Лайел), биологии (Ж.-Б. Ламарк, Дарвин), философии (Дидро, Тюрго, Фергюссон) и социологии (Конт, Спенсер). В основе Э. лежали представления о закономерной дифференциации общих форм и о трансформации простых явлений в сложные. В антропологическом контексте это означало постулирование биологического и психического единства человечества. Из этого положения вытекала концепция однолинейного единообразия развития культуры от простых форм к сложным. Культурные различия между народами объяснялись их принадлежностью к различным стадиям исторического прогресса. Целью антропологии объявлялась систематизация культурных явлений в виде эволюционных рядов. Базовым приемом проведения таких построений становился сравнительно-исторический метод. Он основывался на представлении о том, что социокультурные системы настоящего в различной степени содержат в себе элементы прошлых стадий развития. Применение сравнительного метода означало выделение этих элементов и построение их в последовательности от простого к сложному. Э. сформировался преимущественно в Великобритании и США, позднее приобрел популярность в большинстве европейских стран. Общепризнанным лидером британского Э. стал Тайлор, сформулировавший базовые теоретические положения направления и его методологию, в частности концепцию "пережитков" и периодизацию стадий развития религии. Последней проблемой занимался и Д. Леббок, предложивший боле детализированную, чем у Тайлора, схему: от первобытного атеизма через фетишизм, тотемизм и шаманизм к идолопоклонству и антропоморфизму. Еще одним представителем британского Э.-Д. Мак-Ленаном была разработана гипотеза о происхождении брачных отношений, в том числе дано объяснение таких феноменов, как экзогамия, полиандрия, женский счет родства, табу инцеста и т.д. Эта гипотеза была подвергнута критике со стороны крупнейшего представителя американского Э. Моргана, предложившего собственную периодизацию развития брачно-семейных отношений, а также - наиболее подробную схему развития человеческой культуры, основанную на выделении скачков в развитии технологии. В последней трети 19 в. идеи Э. приобрели большую популярность во Франции (Ш. Летурно), Германии (О. Пешель, Ю. Лип-перт), России (Ковалевский, Н. Миклуха-Маклай, Н. Хару-зин). На Беларуси интерпретацией этнографических материалов с позиций методологии Э. занимались М. Дов-нар-Запольский и А. Богданович. На рубеже 19-20 вв. Э. постепенно утрачивает позиции ведущего теоретического направления в антропологии. Причиной этого стали предельная схематизация и упрощение концепции культурно-исторического процесса, которая не была подтверждена конкретными этнографическими материалами. В начале 20 в. теории Э. придерживались лишь отдельные исследователи, в том числе Фрезер. Под влиянием разработанной Боасом и его учениками в начале 20 в. концепции культурного релятивизма на несколько десятилетий в антропологии утвердилось крайне негативное отношение к теории раннего Э., преодоленное только в 1960-1970-х в связи с развитием неоэволюционизма в США.

Мобилизм (от лат. mobilis — подвижной), гипотеза, предполагающая большие (до нескольких тыс. км) горизонтальные перемещения материковых глыб земной коры (литосферы) относительно друг друга и по отношению к полюсам в течение геологического времени. М. противопоставляется фиксизму, т. е. гипотезе, отрицающей такое перемещение и отводящей основную роль в развитии земной коры вертикальным движениям. Предположения о подвижности материков начали высказываться ещё в 19 в., но научно разработанная гипотеза М. была сформулирована впервые в 1912 немецким геофизиком А. Вегенером (теория дрейфа материков). Современный вариант М. — "новая глобальная тектоника" (или тектоника плит) в значительной мере основана на результатах изучения рельефа дна и магнитных полей океанов, а также на данных палеомагнетизма. Согласно этим представлениям, происходит медленное (в среднем 1—5 см в год) перемещение монолитных плит, включающих не только материковые глыбы, но и примыкающие к ним обширные области океанической коры вместе с самой верхней частью мантии. Плиты расходятся в обе стороны от срединноокеанических хребтов к молодым складчатым поясам (Анды, Гималаи) и островным дугам. Здесь происходит погружение переднего края одной из двух встречающихся плит на значительную глубину (до 700 км) вдоль наклонных разломов, характеризуемых высокой сейсмичностью; в материковой коре другой плиты под влиянием сжатия образуются складки и надвиги. На тыльной стороне перемещающихся глыб, т. е. у оси срединных океанических хребтов, возникают структуры растяжения — рифты (см. Рифтов мировая система). Подъём вещества из верхней мантии в "щель", раскрывающуюся при раздвигании плит, и последующее излияние базальтовых лав формируют в рифтовых зонах новообразованный слой коры; т. о. происходит расширение площади океанического дна.

На основании сходства геологического строения разобщённых частей палеозойских материков — Гондваны (охватывавшей Южную Америку, Африку, Индостан, Австралию и Антарктиду) и Лавразии (Северная Америка, Европа, северная половина Азии) и совпадения контуров их материкового склона предложены палеотектонические реконструкции. Эти построения подтверждаются палеоклиматическими и палеомагнитными данными, которые показывают,что различные части Гондваны находились в конце палеозойской эры гораздо ближе к южному полюсу, чем сейчас, а Северная Америка располагалась рядом с Европой. Перемещения, происходившие в течение мезозоя и кайнозоя, привели к почти полному исчезновению геосинклинального океана Тетис и к образованию новых океанов — Индийского и Атлантического. В качестве основной причины мобильности материков обычно указываются конвенционные течения вещества мантии.