Deev, világ óceán eredete, kora, evolúció, földrajzi magazin No. 17

M. G. Deev,
cand. Földrajzi. Sci., Vezető kutató, Oceanológiai Tanszék, Moszkvai Állami Egyetem. MV Lomonoszov

A Föld sok tekintetben egyedülálló bolygó, de talán a legmeglepőbb dolog az, hogy nagy mennyiségű folyékony víz jelen van. Vízgőz és jég található más bolygókon, aszteroidákban és meteoritokban, de a folyékony víz csak a Földön van. A víz folyadékfázisának sajátossága abban rejlik, hogy csak nagyon keskeny hőmérsékleti tartományban - 0 és 100 ° C között létezhet, és ilyen hőmérsékleti feltételek hosszú ideig csak a Földön maradnak. Folyékony víz jelenléte lehetővé tette az élet kialakulását és fejlődését a Földön modern formáiban. A legnagyobb víz tárolása a Világ-óceán, amely a paleogeográfia adatai szerint soha nem teljesen fagyott és elpárolgott.

Adjuk meg ennek az érdekes földrajzi objektumnak a meghatározását, amelyet a híres oceanológus, az A.S. Monina „Oceans - folyamatosan elosztva a föld felszínén (egy olyan területen, amely mintegy 71%), és alulról korlátos, és oldalirányban fantáziadús alakú alsó topográfiája és a part kontinensek vastagsága sós víz tömegű 1377 10 6 Gt, amelynek átlagos mélysége kb 3800 méter, számos szigeten szétszórva a felszínén, és a sokféle életmód mélyén. "

Az óceánnal való első ismerkedés után teljesen természetes, hogy tudni szeretnék, mikor és hogyan alakult ki, mindig is így tudtuk meg ma, és hogyan alakult ki a Föld történelme során? A kérdés annál is inkább érdekes, mert a kontinensek és a bolygónk egészének kialakulásának és fejlődésének története csak akkor érthető meg, ha a világ óceán eredete és továbbfejlődése jól ismert. Meg kell jegyezni, hogy az óceán története nagyon összetett, sok szempontból még mindig nem megfelelően tanulmányozott és még nem értelmezhető egyértelműen. Ezért az alábbiakban a legszélesebb körben elterjedt, de néha további megerősítést igénylő tudományos nézetekről számolunk be.

Először is kérdezzük meg magunkat a folyékony víz megjelenésének idejétől, hogy milyen gyorsan történt ez a bolygó kialakulása után. Jelenleg úgy gondolják, hogy a Föld kialakulása 4,6 milliárd évvel ezelőtt kezdődött. Egyesek szerint a hipotézisek, közbenső szakaszában bolygókerekes képződését csillagközi por és gázok tekinthető képződését úgynevezett planetezimálok - szilárd és a nagy (akár több száz kilométer átmérőjű) szervek, és az ezt követő felhalmozódása az Unió, amelynek folyamattá válik accretion 1 már közvetlenül bolygó. A földtani viszonyok alapján a Föld nagyon gyorsan alakult, megközelítőleg a történelem első százmillió évében, és elérte a mai tömeg 93-95% -át. A legvalószínűbb, hogy kezdetben nem volt föld légkör és a hidroszféra, és annak felülete folyamatosan változtatható eredményeként intenzív bombázás.

A formáció a bolygó kíséri erős gravitációs tömörítési és a kibocsátás egy ilyen nagy mennyiségű hőt, hogy az első néhány száz millió évvel a Föld felszínén volt magma óceán, vagy olvadt elsődleges asztenoszféra. Mivel az ömledékben (magma) összetételben és sűrűségben különböző anyagok voltak, a gravitációs differenciálódás megkezdődött. Így sűrűbb anyag (nehézfémek) merítettük, hogy kialakítunk egy fém (vas) lényege a bolygó és kevésbé sűrű (szilikátok) lebegett fokozatos létrehozására köpeny és litoszférára. A differenciálódást majd degazáljuk köpeny anyaggal szigetek, amelyben a könnyű forráspontú frakciókat át gázállapotban és így a felület, és a képződött sűrű primer forró hangulat a Föld. Valószínűleg az első környezet állt a szén-dioxid (CO2), ammónia (NH3), esetleg a hidrogén-szulfid (H2S) és a hidrogén-klorid (HCI), de ami a legfontosabb, úgy tűnt, gőzmennyiség fokozatosan növekszik, és a egyes becslések szerint, elérheti értékek nagyságrendileg 10 21 kg, ami mintegy 70 tömeg% a modern hidroszféra a föld.

A Föld belső hőforrásainak fokozatos kimerülése a magma hűtését és kristályosodását eredményezte, majd egy primer szilárd földkéreg kialakulását eredményezte. A bolygó felső rétegeinek további hűtése és a forráspont alatti hőmérséklet csökkentése elkerülhetetlenül a vízgőz kondenzációját eredményezte, és így a víz folyadékfázisának megjelenését. Feltételezhető, hogy az elsődleges hidroszféra tavai a fiatal bolygó felszínén ismételten elpárologtak és újra megjelentek, amíg az átlaghőmérsékletet nem lehetett megállapítani, hogy mindenhol folyékony víz keletkezik. Mikor lehet ez megtörténni?

A közvetett bizonyítékok mellett közvetlen bizonyítékok is léteznek a folyékony víz létezésére. A kor a kőzetek 3,9-3800000000 éves, talált dél-nyugati grönlandi, talált vasas kvarcitok vizes eredetű, ami azt sugallja, hogy víz jelenlétét a térségben 200-300 millió évvel ezelőtt, a megadott időpontban. Így a Föld hidrográfiája legkésőbb 4 milliárd évvel ezelőtt kezdett alakulni a bolygó felszínének fokozatos hűtésével és a vízgőz kondenzációjával az elsődleges légkörben. A jövő Világ Óceán első, még mindig nagyon sekély tengerei töltötte be a fagyasztott megkönnyebbülés üregét, kibővített, összeolvadt a szomszédos vízmedencékkel.

Úgy vélik, hogy az elsődleges földkéreg, amely a köpenytől megolvadt, olyan kőzetekből állt, amelyek összetétele közel volt az alapzatokhoz. Mindenesetre az elsődleges kéregnek alapvető vagy ultrabázisos összetétele volt, vagyis azonos volt az óceán típusú modern földi kéreggel. A protocontinentális kéreg csaknem ugyanabban az időben kezdett alakulni, de sokkal kisebb területeket foglal el. Első szigetei feldarabolták a sekély primer óceánt, hogy elválasztják a medencéket.

Számos bizonyíték támasztja alá az óceán létezését a korai geológiai korszakokban. A világ óceán koráról és fejlődéséről szóló egyik első ésszerű feltételezést 1901-ben az osztrák geológus, Eduard Suess fejezte ki. Az alapja az ő érve az volt a merész feltételezést, hogy a szokásos hajlam kontinensek és óceánok a Föld felszínén nem volt állandó, és folyamatos a geológiai múltban. A következtetés Suess, a késő paleozoikum - Korai mezozoikum (mintegy 350 millió évvel ezelőtt) volt megacontinent Gondwana, amely összeolvadt töredékei afrikai, az indiai szubkontinensen, Dél-Amerikában, Ausztráliában és az Antarktiszon. Tizennégy évvel később, a német geofizikus Alfred Wegener, aki Suess hipotézist fejlesztett ki, a kontinentális sodródás elméletét javasolta. Úgy vélte, hogy a Gondwana Suess része volt egy még nagyobb Pangea, körülvéve egy szilárd gyűrű óceáni vizeken. Fokozatosan megjelentek az adatok, hogy az atlanti és indiai óceánok geológiailag fiatalok, és a csendes-óceáni térség sokkal idősebb. . Az paleomágneses adatok, az ősi óceánok szélessége 3500 km létezett paleozoikum (400-500.000.000 évvel ezelőtt), és még nagyobb, akár 5000 km, -. A korai proterozoikus (1,7-2,5 milliárd évvel ezelőtt).

Az óceáni kéreg emlékeit ophiolitoknak tekintik - a tolakodó, elárasztó és üledékes kőzetek különleges összetettségét, amelynek széles vagy megoszlása ​​ebben a térségben az ősi óceán létezését jelzi. Az ophiolit korai proterozoikus és akár archean (3-4 milliárd év) korúak voltak.

Kezdetben az ősi óceánok voltak sekély, hanem egy fokozatos növekedése a folyadék térfogata a víz mélysége nőtt - a 150-700 mV őskorszak 2900 m átlagos Proterozoic (1,2 milliárd év). Óceánok víz mennyisége elérte a mintegy közel van a jelenlegi az elejére Kambrium, mintegy 570 Ma, és ezt követően feltöltik során gáztalanítása köpenysejtes tartott során vulkaniche-ing kitörések (különösen víz alatti vulkáni) és újra elosztják az egyes óceánok.

Tehát az első, folyékony vízzel töltött medencék megjelentek a Földön legfeljebb 4 milliárd évvel ezelőtt. Azóta a Föld felszínén a hőmérsékleti viszonyok átlagosan mindig a folyékony víz létezésének határain belül vannak, vagyis az óceán soha nem tűnt el teljesen. Ezt fontos megjegyezni, hiszen még egy furcsa paradoxon megoldására. A tény az, hogy az alján az óceánok ma sehol nem talált nemcsak üledékes kőzetek idősebb, mint 170 millió évvel, de az alapkőzet az óceán fenekén volt geológiailag hihetetlen „fiatal”.

Az eltérés a kor az óceánok, amelyek arányban állnak a Föld korát, és a fiatalok az óceán fenekén magyarázható abból a szempontból az elmélet új globális tektonika. A rendelkezései alapján, a kéreg nem egyetlen szilárd és változatlan borítékot a világon, és egyfajta mozaik több merev kőzetlemezt területén tízmillió négyzetkilométer, ami lebeg a viszkózus asztenoszféra és folyamatosan tapasztal rendezett oldalsó mozog. Beszéljük meg a látszólagos időbeli paradoxonot az Atlanti-óceán példáján.

Az óceán középső részén északról délre kiterjed az óceáni óceán közepén. A középső rész a gerinc egy Rift Valley képező határon a szomszédos kőzetlemezt: az amerikai - a nyugati gerincen, az afrikai és az eurázsiai - keletre. A Rift-völgy a terjesztés vagy terjesztés zónája. Alatta az olvadt köpeny anyaga felemelkedik, az óceáni kéreg új szakaszai alakulnak ki, és a gerinc egyik oldalára költöznek. A litoszferikus lemezek tágulási sebessége évi centiméter egység. A szakadék völgye az óceán legfiatalabb része. A gerinctől való távolságtól kezdve az alsó üledékek életkora fokozatosan növekszik, és elérheti a legnagyobb értékeket az óceán part menti övezeteiben. Elérése a parton, az óceáni része a lemez „merülés” a túlnyúló pereme a kontinens, van annak szubdukciós alatta egy szomszédos lemez és merülés a köpenybe. Így, a kor a óceánfenék függ a távolság a Rift zóna (terjedő tengely) és a bemerülő terület (úgynevezett szubdukciós zóna), és a sebességet a vízszintes mozgását a lemezeket.

A litoszferikus lemezek meghajtására szolgáló mechanizmust az alábbiakban ismertetjük. A Föld belső hője által izgatott konvekció konvektív sejteket hoz létre a köpenyben. A terjesztési zónák alatt felemelkedő ágak vannak a szubdukciós zónákban, a kimenő egységekben, a konvektív sejtek horizontális ágaiban. A cellák vízszintes méretei megegyeznek a terjedési és szubdukciós zónák közötti távolságokkal, a függőlegesek a modern geológiai korszakban mintegy 400 km-t tesznek ki.

Érdekes, hogy az áttörési zónában lévő ömledékből kristályosított bazaltok egyidejűleg mágnesezik a Föld mágneses mezőjében, és ezután megtartják mágneses tulajdonságait. Ez lehetővé teszi a bazaltminták mágneses tulajdonságainak összehasonlítását a modern mágneses mező megfelelő jellemzőivel, hogy meghatározzák az óceán különböző részeinek korát.

Úgy gondolják, hogy a litoszferikus lemezek tektonikái legkésőbb 3,5-3,0 milliárd évvel ezelőtt kezdtek működni, de a lemezek méretei kisebbek voltak, és számuk nagyobb. A mechanizmus dinamikájának modern jellemzői a késői Proterozoik kezdetén (kb. Egy milliárd évvel ezelőtt). Most lehetséges nyomon követni, általában vázolja, hogyan változtak az óceánok és kontinensek kontúrjai a Föld felszínén.

A kontinensek első struktúrái körülbelül 3 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek. A fordulat a Archean és proterozoikus (2,5 milliárd évvel ezelőtt) vízszintes elmozdulások kőzetlemezt vezetett a közeledés és fokozatos összeolvadása ősi kontinens, így megalakult az első Pangea, körülvéve egy óceán Panthalassa. A neveket a görög nyelv használatának régi tudományos hagyományai szerint adják meg: pán - univerzális, geo - föld, thalassus - óceán. Körülbelül 300-500 millió év után Pangea elszigetelt kontinensekre oszlott, amelyek között óceáni medencék jelentek meg. A Föld további történetében a kontinensek ilyen összetett csoportja egyetlen kontinensbe emelkedett, három alkalommal létezett és összeomlott, körülbelül 800 millió éves gyakorisággal. Az utolsó volt a Paleozoikus-Mesozoikus Pangea, amelynek létezését először A. Wegener alapította. Érdekes, hogy az egyes Pangea elrendezése hasonló volt a "Wegener" -hez. Mindenesetre sok tény azt jelzi, hogy bizonyos sorrendet követnek a litoszférikus lemezek mozgása során. Így a kontinensek és az óceánok mai konfigurációja nem örökké fagyott. Ez a szemünk előtt változik, de ezek a változások nagyon lassan, az átlagos sebesség 4-6 cm évente.

A litográfiai lemezek geológiai előrejelzése a következő mintegy 50 millió év során a fő jellemzők a következők. Az Atlanti-óceán szélesebb lesz, és a Csendes-óceán területe zsugorodik. Ausztrália észak felé halad, és közelebb kerül az eurázsiai lemezhez. Ázsia csatlakozik Észak-Amerikához az Aleut-szigeteken. A Vörös-tenger kibővül - ez a jövő óceán embriója, a California-félsziget lesz sziget. A Föld óceánjai evolúciójuk folyamán egymás után haladnak a szűk tengerszakaszon (a Vörös-tengeren) a modern Csendes-óceán méretéhez. Ugyanakkor a kontinensek bezáródása és eltérései, számuk változása és a térorientáció is megtörténik.

A világ óceánja mindenekelőtt a tengervíz, amely vonzza az óceánok érdeklődését. A világ óceánját kitöltő vizek egyik legfontosabb jellemzője a sótartalom. Gyakorlati célokra, a sótartalom az oldat koncentrációja általában az jellemzi, mérve milliomodrészben (‰), azaz, a ezrelékben, és az átlagos sótartalom tengervíz mintegy 35 ‰.

Under sótartalom megérthető grammban tömegét minden szilárd anyag feloldódik 1000 g tengervíz, amikor karbonátokat átalakíthatók oxidokká, bróm és jód helyett ekvivalens mennyiségű klór, szerves anyagok és elégetett 480 ° C-on Röviden elmondható, hogy a tengervíz sótartalma az oldott anyag tömegének az oldat tömegéhez viszonyított aránya.

A víz az egyik legjobb oldószer, ezért lehetetlen kémiailag tiszta H2O anyag megtalálása a Földön, minden természetes víz többé-kevésbé ásványosodik. Az elsődleges óceán vizei szintén a sók sósavához közeli koncentrációjú sók oldatát jelentették, de az oldat sóösszetétele eltér a jelenől. Juvenile oldatot érkezik a Föld felszínén a köpeny gáztalanító, az első, úgy tűnik, hogy teljesen elpárologtatjuk, de a hőmérséklet alá csökken a víz forráspontja kezdett oldódik vízben első földi tengerek. Ugyanakkor az elsődleges földkéreg könnyen oldódó anyagai bejutottak az oldatba. Ezenkívül az első tenger vízében az elsődleges légkörben lévő gázokat feloldottuk: HCI, HF, HBr, B (OH) 3, és mások. Ezért az első alkalommal, amikor az óceánnak volt a vize, savas reakciót kellett mutatnia, mert erős savak jelen voltak az oldatban.

Az óceáni vizek sóösszetételében szignifikáns változások kezdődtek az élet megjelenésével és továbbfejlesztésével. A bioszféra bekövetkezésekor megjelenik a fotoszintézis reakciója, mely során a szén és a nitrogén elsősorban a tengervízből származik. A fotoszintézis folyamatában szabad oxigén keletkezik, ami megnyitja a modern nitrogén-oxigén atmoszférát. Ennek eredményeként a fotoszintézis a légkörben csaknem teljesen kinyerjük a szén-dioxid, az eljárás-frissíti magát stabilizációs karbonát rendszer, előfordulása csontváz organizmusok, és további - a felhalmozási karbonát üledékes kőzetek az óceán fenekén.

Ezek és más természetes folyamatok fokozatosan megváltoztatták az óceáni vizek sóösszetételét, amely túlnyomórészt klorid-szulfát volt, és majdnem azonos volt a jelenlegiével. Jelenleg, tengervíz egy természetes egyensúlyi oldatban, amelyek nagyon magas kémiai tehetetlenség, megőrzi annak összetétele és sókoncentráció lényegében változatlan legalább az utolsó geológiai korszaka.

Akkréciós 1 (lat accretio növekmény növekedést jelent.) - gravitációs befogó anyag és az azt követő csökkenése a külső test alatt a gravitáció hatása kíséretében megjelenése gravitációs energia.

A következő kiadvány - lásd a 20. sz