Вертикальний рух земної кори

Здається, що немає нічого стійкіше «земної тверді» – поверхні землі, на якій ми будуємо будинки, по якій ходимо, прокладаємо дороги. Однак це не зовсім так. Встановлено, що поверхня твердої землі, так само як і поверхня океанів і морів, випробовує коливання під впливом тяжіння Місяця і Сонця. Різниця лише в тому, що висоти приливних коливань поверхні морів досягають декількох метрів, а коливання поверхні твердої землі вимірюються сантиметрами або дециметрами.

Амплітуда таких припливів в твердій землі доходить, наприклад, на широті Києва майже до 30 сантиметрів. Оскільки приливні коливання охоплюють відразу дуже великі ділянки земної кулі, ми їх не помічаємо, а уловлюються вони тільки точними приладами. Але є й такі прояви «занепокоєння» земної кори, які помітні без всяких приладів. Це, перш за все, землетруси, порівняно рідко катастрофічні і дуже часто слабкі. Так, наприклад, сейсмічні станції реєструють в середньому через кожні п’ять хвилин один землетрус.

Зсуви і зміщення земної кори, викликані дією внутрішніх сил, відбуваються і в таких районах, де землетрусів немає або вони дуже рідкісні і слабкі. Це так звані вікові коливання земної кори, тобто повільні, поступові підняття одних ділянок земної поверхні і опускання інших.

Ознаки вікових коливань земної кори найбільш виразно проявляються на узбережжях морів. В областях, де прибережна суша піднімається, море поступово відступає. Наприклад, на Скандинавському півострові (узбережжя Ботнічної затоки) це явище настільки інтенсивно, що місцеві рибалки помічають, як протоки між островами міліють, групи дрібних островів зливаються в один великий острів, а потім приєднуються до материка.

У Голландії, навпаки, земна поверхня опускається. Для того, щоб оберегти свою країну від затоплення, жителям доводиться споруджувати спеціальні дамби і греблі і час від часу нарощувати їх висоту.

Ще в XVIII столітті була зроблена спроба визначити швидкість підняття Скандинавського півострова. Для цього на прибережних скелях, розташованих на рівні моря, були зроблені горизонтальні мітки. В даний час ці мітки знаходяться вже на висоті до 1,5-2 метрів над водою. Такі мітки наносилися і надалі. Знаючи рік, коли вони були вибиті, і їх теперішню висоту над рівнем моря, можна розрахувати середньорічну швидкість підняття суші. Саме таким способом було встановлено, що швидкість її підняття на цьому півострові досягає одного сантиметра на рік.

Природно, що зараз примітивні мітки замінені точними приладами – футштоком і мореографами. У районах же, віддалених від берегів морів, для цієї мети застосовують нівелювання, тобто визначення висот окремих пунктів над рівнем моря. Якщо порівняти результати двох нівеліровок одних і тих же надійно закріплених пунктів, виконаних з інтервалом 20-30 років, можна дізнатися про зміни, що відбулися в результаті вікових рухів земної кори.

Отримані дані дозволяють вже скласти точні карти сучасних рухів земної кори. Такі карти створені для територій Японії, Нідерландів, Італії, Великобританії, Фінляндії, частини території США та інших країн.

Дослідженню сучасних рухів земної кори приділяється зараз велика увага. Спостереження над цим всеземним процесом вимагають міжнародного співробітництва. Саме з цією метою при Міжнародному Геофізичному і геодезичному Союзі (МГГС) створена спеціальна комісія. Дані про розподіл підняттів і опускань земної кори і їх інтенсивність мають велике наукове і практичне значення.

Недооцінка цього чинника призводить іноді до серйозних наслідків. В американському журналі «Surveying and Mapping» якось повідомлялося, що в Каліфорнії в роки війни була побудована велика верф, спорудження якої обійшлося в 170 мільйонів доларів. Однак будівельники не врахували, що низинна ділянка узбережжя, на якій була розташована ця верф, інтенсивно опускається. У результаті через кілька років довелося зводити спеціальну дамбу для захисту верфі від затоплення. Лише за останній час боротьба з затопленням верфі коштувала 6 мільйонів доларів. Відомо також, що інтенсивні нерівномірні зрушення земної кори в окремих районах Каліфорнії викликають перекіс сталевих опор ліній електропередач, порушення нормальної роботи газопроводів. А викликане цією ж причиною падіння рівня ґрунтових вод в посушливому районі долини Сан-Хоакін призвело до необхідності поглиблювати зрошувальні колодязі, на що щорічно витрачається близько 1,5 мільйона доларів.

Відомості, що іноді з’являються про нібито виявлені взаємні переміщення цілих материків, великих островів мало достовірні. А ось на обмежених площах взаємні зміщення окремих ділянок земної кори можливі. Так, наприклад, на заході США відбувається як би наповзання однієї брили земної кори на іншу (зі швидкістю приблизно 1 сантиметр на рік).

Повторні геодезичні вимірювання в Японії дали можливість скласти для деяких районів карти, на яких горизонтальні зрушення показані у вигляді векторів. Порівняння цих векторів з даними про швидкості вертикальних рухів дає цікаві результати. Виявляється, там, де вертикальне підняття найбільш інтенсивно, горизонтальні зрушення слабкіше, і навпаки. Створюється враження, що тут хіба що відбувається розповзання величезної брили земної кори. Інші брили земної кори опускаються і стискаються. Можна укласти, що підрозділ на вертикальні і горизонтальні зрушення умовний; насправді вони являють собою лише окремі складові складних рухів брил земної кори.

Автор: Ю. А. Мещеряков.

P. S. О чем еще думают британские ученные: А еще иногда такие движения земной коры даже приводят некоторому смещению различных географических объектов. Например, есть некая Река Неман, которая, оказывается много тысяч лет тому назад, была на несколько километров западнее, но вследствие движения тектонических плит немножко изменила свое положение. Проследить подробную карту данной реки можно на сайте https://mapsoid.ru

Повільні рухи земної кори. Людям здається, що поверхня Землі нерухома. Насправді кожна ділянка земної кори піднімається або опускається, зміщується вправо або вліво, вперед або назад. Але ці рухи так повільні, що зазвичай ми їх не помічаємо. Проте вчені за допомогою дуже точних приладів «бачать» ці рухи і вимірюють їх швидкість.

Вже древнім грекам було відомо, що земна поверхня відчуває підняття і опускання. Здогадувалися про це і жителі Скандинавського півострова: їх стародавні приморські поселення через кілька століть опинилися далеко від моря.

Рухи земної кори в залежності від напрямку ділять на вертикальні і горизонтальні. Вони проявляються одночасно, супроводжуючи один одного.

Горизонтальні рухи земної кори – це рухи, паралельні поверхні Землі.

Горизонтальні рухи відбуваються через переміщення літосферних плит. Разом з плитами переміщаються і материки. Швидкість горизонтальних рухів невелика – кілька сантиметрів на рік. Однак вони зберігають свій напрямок дуже довгий час, тому за багато мільйонів років континенти пересуваються відносно один одного на сотні й тисячі кілометрів (рис. 47).

Австралія та Південна Америка віддаляються один від одного зі швидкістю 3 см на рік. Підрахуйте, на скільки кілометрів вони відсунуться через 10 млн років.

Горизонтальні рухи відіграють величезну роль у створенні рельєфу Землі. На межах літосферних плит утворюються гори (рис. 48).

При зіткненні літосферних плит шари гірських порід мнуть в складки і утворюються гори суші (рис. 48, а). Там, де плити розходяться, виникають гірські хребти дна океанів. Вони складаються з ізлівшіхся на дно магматичних порід – базальтів (рис. 48, б).

Вертикальні рухи земної кори – це рухи, перпендикулярні поверхні Землі.

Вертикальні рухи піднімають або опускають окремі ділянки суші і дна океанів (рис. 49). Опускається суша затоплюється морем, що піднімається дно моря, навпаки, стає сушею.

Вертикальні рухи, на відміну від горизонтальних, часто змінюють свій напрямок: піднімаються ділянки можуть почати опускатися, а потім знову підніматися.

Швидкість сучасних вертикальних рухів на рівнинах невелика – до декількох міліметрів на рік. Гори можуть «підростати» на кілька сантиметрів на рік.

Рухи земної кори і залягання гірських порід. Рухи земної кори змінюють залягання гірських порід. Осадові породи накопичуються в океанах і морях горизонтальними шарами (рис. 50, а). Однак в горах шари таких же порід зім’яті в складки (рис. 50, б). Породи мнуть в складки повільно, протягом мільйонів років.

Скидання – блок земної кори, що опустився по розлому щодо іншого блоку. На земній поверхні з’являється уступ.

Горст – піднятий ділянка земної кори, обмежений розломами. Горсти утворюють гірські хребти з плоскими вершинами.
Грабен – опущений ділянка земної кори, обмежений розломами. Западини грабенів часто служать котловинами озер.
Підрахуйте, яку висоту могли б придбати гори через мільйон років, якби вони не руйнувалися, а підняття відбувалося б зі швидкістю 1 см на рік.

Вертикальні рухи, як і горизонтальні, формують рельєф: від них залежать обриси морів і континентів, висота окремих ділянок суші і глибина морських западин.

Товщі гірських порід можуть бути не тільки зім’яті в складки. На знімках з космосу видно, що Земля розбита на великі і маленькі ділянки-блоки густою мережею розломів (тріщин). Ці блоки зміщуються відносно один одного, утворюючи різні форми рельєфу (рис. 51).

На перший погляд грунт під ногами здається абсолютно нерухомою, але насправді це не так. Земля має рухому структуру, яка здійснює рухи різного характеру. Рух земної кори, вулканізм у більшості випадків може нести колосальну руйнівну силу, однак є й інші рухи, занадто повільні і невидимі неозброєному людському оку.

Поняття руху земної кори

Земна кора складається з декількох великих тектонічних плит, кожна з яких здійснює руху під впливом внутрішніх процесів Землі. Рух земної кори – це дуже повільне, можна сказати, вікове явище, яке не відчутно органами чуттів людини, і тим не менше цей процес відіграє величезну роль у нашому житті. Помітні прояви переміщення тектонічних пластів – це утворення гірських ланцюгів, що супроводжується землетрусами.

Причини виникнення тектонічних рухів

Тверда складова нашої планети – літосфера — складається з трьох шарів: ядра (глибинного), мантії (проміжний шар) і земної кори (поверхнева частина). В ядрі і мантії занадто висока температура змушує тверду матерію переходити в текучий стан з утворенням газів і підвищення тиску. Оскільки мантія обмежена земною корою, і речовина мантії не може збільшуватися в об’ємі, то в результаті виникає ефект парового котла, коли відбуваються в надрах землі активують процеси рух земної кори. При цьому переміщення тектонічних плит сильніше в ділянках з найбільшою температурою і тиском мантії на верхні шари літосфери.

Історія вивчення

Про можливе зміщення пластів земної поверхні здогадувалися ще задовго до нашої ери. Так, історії відомі перші припущення давньогрецького вченого – географа Страбона. Він висунув гіпотезу про те, що деякі ділянки Землі періодично піднімаються і опускаються. Пізніше російський енциклопедист Ломоносов писав, що тектонічні рухи земної кори – це непомітні для людини землетрусу. Здогадувалися про переміщення земної поверхні і жителі середньовічної Скандинавії, які помічали, що їх селища, колись засновані в прибережній зоні, через століття виявлялися далеко від морського узбережжя.

Все ж рух земної кори, вулканізм почали цілеспрямовано і масштабно вивчати під час активного розвитку науково-технічного прогресу, який мав місце в XIX столітті. Дослідження проводили як наші російські геологи (Білоусов, Косигін, Тетяєв та ін), так і зарубіжні вчені (А. Вегенер, Дж.Вілсон, Джілберт).

Класифікація видів руху земної кори

Схема руху земної кори утворюється з двох видів:

Обидва ці виду тектоніки самодостатні, незалежні один від одного і можуть відбуватися одночасно. І перші, і другі відіграють основну роль у формуванні рельєфу нашої планети. Крім цього, види руху земної кори є першорядним об’єктом дослідження геологів, оскільки вони:

Горизонтальні тектонічні рухи земної кори

Як було сказано вище, поверхня нашої планети складається з тектонічних плит, на яких розміщуються материки і океани. Більш того, багато геологи нашого часу вважають, що формування нинішнього способу континентів відбулося завдяки горизонтального зміщення цих самих величезних пластів земної кори. Коли зміщується тектонічна плита, разом з нею зсувається і материк, який на ній знаходиться. Таким чином, горизонтальні і при цьому дуже повільні рухи земної кори призвели до того, що географічна карта протягом багатьох мільйонів років квітла, одні і ті ж материки віддалялися один від одного.

Найбільш точно вивчена тектоніка останніх трьох століть. Рух земної кори на сучасному етапі досліджується за допомогою високоточного обладнання, завдяки якому вдалося з’ясувати, що горизонтальні тектонічні зрушення земної поверхні носять виключно односпрямований характер і долають щорічно всього кілька див. При зміщенні тектонічні плити в якихось місцях сходяться, а в яких-то розходяться. У зонах зіткнення плит утворюються гори, а в зонах розбіжності плит – тріщини (розломи). Яскравим прикладом розходження літосферних плит, що спостерігаються в нинішній час, є так звані Великі Африканські розломи. Вони відрізняються не тільки найбільшою довжиною тріщин в земній корі (більше 6000 км), але й надзвичайною активністю. Розлом африканського континенту відбувається настільки швидко, що, ймовірно, не в такому далекому майбутньому східна частина материка відокремиться і утворюється новий океан.

Вертикальний рух земної кори

Вертикальні рухи літосфери, також звані радіальними, на відміну від горизонтальних мають подвійну спрямованість, тобто суша може підніматися і через деякий час опускатися. Наслідком вертикальних пересування літосфери також є і підняття (трансгресія) і опускання (регресія) рівня моря. Вікові рухи земної кори вгору і вниз, що відбувалися багато століть тому можна простежити по залишених слідах, а саме: неапольску храм, збудований ще в 4-му столітті н. е, на даний момент знаходиться на висоті більше 5 м над рівнем моря, однак його колони обсипані черепашками молюсків. Це є явним свідченням того, що храм довгий час знаходився під водою, а значить цю ділянку грунту систематично рухався у вертикальному напрямку по висхідній осі, то по низхідній. Цей цикл рухів відомий як коливальні види руху земної кори.

Регресія моря призводить до того, що колись морське дно стає суходолом і утворюються рівнини, серед яких можна назвати Північно — Західно-Сибірської рівнини, Амазонську, Туранскую та ін В даний час в Європі спостерігаються підняття суші (Скандинавський півострів, Ісландія, Україна, Швеція) та опускання (Голландія, південь Англії, північ Італії).

Землетруси та вулканізм як наслідок рухи літосфери

Горизонтальне пересування земної кори веде до зіткнення або розлому тектонічних плит, що проявляється землетруси різної сили, яка вимірюється за шкалою Ріхтера. Сейсмічні хвилі до 3 балів за цією шкалою не відчуваються людиною, коливання грунту з магнітудою від 6 до 9 вже здатні призвести до значних руйнувань та загибелі людей.

Внаслідок горизонтального та вертикального руху літосфери на межах тектонічних пластин утворюються канали, по яких речовина мантії під тиском викидається на земну поверхню. Цей процес називається вулканізмом, його ми можемо спостерігати у вигляді вулканів, гейзерів і теплих джерел. На Землі існує безліч вулканів, частина з яких активна досі. вони можуть бути як на суші, так і під водою. Разом з магматичними пародами вони вивергають в атмосферу сотні тонн диму, газу і попелу. Підводні вулкани є основною причиною виникнення цунамі, за силою виверження вони перевершують наземні. В даний час переважна більшість вулканічних утворень на морському дні неактивні.

Значення тектоніки для людини

В житті людства рухи земної кори відіграють величезну роль. І це стосується не тільки формування гірських порід, поступового впливу на клімат, але і саме життя цілих міст.

Так наприклад, щорічна трансгресія Венеції загрожує місту тим, що в недалекому майбутньому він опиниться під водою. Подібні випадки в історії трапляються, безліч стародавніх поселень йшли під воду, а через певний час знову опинялися над рівнем моря.