Эндогенные геологические процессы обусловлены энергией солнца

Главные источники энергии геологических процессов

Существуют два главных источника энергии Земли, которые порождают два типа геологических процессов: экзогенные– внешние, происходящие, главным образом за счет энергии Солнца, и эндогенные – внутренние, происходящие за счет внутренних процессов в Земле.

Экзогенные процессы протекают в приповерхностных частях Земли в основном за счет Солнца — основного поставщика энергии на Землю. Излучение Солнца достигает 10 26 кал/с, на Землю попадает ½ млрд. части этой энергии. Однако за три дня мы получаем на Землю от Солнца больше тепла, чем дало бы сжигание всех запасов угля, нефти и лесов планеты. В среднем на Землю от Солнца поступает 10 -2 кал/см 2 ∙с. За счет неравномерного поступления энергии Солнца на разные широты происходят атмосферные явления — ветер, течение рек, рост и таяние ледников. Их деятельность направлена, преимущественно на разрушение поднятий рельефа (денудацию, эрозию), перенос(транспортировку) разрушенного вещества в пониженные участки и их заполнение (аккумуляцию, седиментацию). За счет энергии Солнца протекает фотосинтез, позволяющий переводить окисную форму углерода (СО₂) в закисную, в органическое вещество и углеводороды и захоранивать его в виде горючих полезных ископаемых. Благодаря энергии Солнца развиваются животный и растительный мир, продуцирующие накопление горючих ископаемых, существует человек. Пока недостаточно оценена относительная роль энергии ударных воздействий метеоритов,падающих на Землю сейчас, и, вероятно, в несравненно большей степени, раньше когда атмосфера была еще недостаточно плотной.

Эндогенныепроцессы протекают в недрах Земли и вызывают землетрясения, извержения вулканов, а в недрах — переплавления и химическме изменения горных пород под действием высоких давлений и температур. В результате преобразуются (метаморфизуются) старые и образуются новые горные породы, нарушается их первоначальное залегание. В этом случае перемещение геологических тел может происходить и против силы тяжести. В горных породах образуются разрывы. С эндогенными процессами связано возникновение материков, океанических впадин и горных систем.

Эндогенные процессы обусловлены напряжениями в теле Земли, образованными в результате гравитационной дифференциации и радиоактивного разогрева вещества Земли. Причем в виде тепла к поверхности Земли энергия приходит в очень небольшом количестве – всего 10 -6 кал/см 2 , то есть в миллион раз меньше, чем от Солнца. Основная доля эндогенной энергии проявляются в форме конвекционных потоков, порождая движение материков и воздымание гор (рис. 1.3).

В меньшем масштабе сходные процессы возникают и в осадочной оболочке. Так формируются соляные, грязевые, гранитные диапиры — структуры, образованные «протыканием» вышележащих пород нижележащими. Такая ситуация в земной коре возникает, например, если легкие породы (каменная соль) окажутся погребенными под более тяжелыми (глиной). При этом они стремятся всплыть сквозь вышележащие толщи. Получившиеся геологические образования называются диапиры, а само явление – диапиризм. С ними часто бывают связаны месторождения нефти и газа.

Итак, вещество поступает на поверхность недр в том числе из мантии, здесь оно преобразуется, обогащается кислородом, и вновь затягивается в мантию, или продолжает участвовать в циклах преобразования горных пород внутри земной коры.

Источник

Научная электронная библиотека

Экзогенные и эндогенные процессы

Экзогенными (от греч. éxo – вне, снаружи) называют геологические процессы, которые обусловлены внешними по отношению к Земле источниками энергии: солнечной радиацией и гравитационным полем. Они протекают на поверхности земного шара или в приповерхностной зоне литосферы. К ним относятся гипергенез (выветривание), эрозия, абразия, седиментогенез и др.

Противоположные экзогенным процессам эндогенные (от греч. éndon – внутри) геологические процессы связаны с энергией, возникающей в недрах твердой части земного шара. Главными источниками эндогенных процессов считаются тепло и гравитационная дифференциация вещества по плотности с погружением более тяжелых составляющих элементов. К эндогенным процессам относятся вулканизм, сейсмичность, метаморфизм и др.

Использование представлений об экзогенных и эндогенных процессах, красочно иллюстрирующих динамику процессов в каменной оболочке в борьбе противоположностей, подтверждает справедливость высказывания Ж. Бодрийяра, что «Всякая унитарная система, если она хочет выжить, должна обрести бинарную регуляцию». Если имеется оппозиция, то существование симулякра, т. е. представления, скрывающего, что его нет, возможно.

В модели реального мира природы, очертывающейся законами естествознания, которые не имеют исключений, бинарность объяснений недопустима. Например, два человека держат в руке по камню. Один из них заявляет, что когда опустит камень, тот полетит к Луне. Это его мнение. Другой говорит, что камень упадет вниз. Спорить им, кто из них прав, не нужно. Есть закон всемирного тяготения, по которому в 100% случаев камень упадет вниз.

Согласно второму началу термодинамики нагретое тело на контакте с холодным в 100 % случаев остынет, нагревая холодное.

Если реально наблюдаемое строение литосферы из аморфного базальта, ниже глины, потом сцементированной глины – аргиллита, мелкокристаллического сланца, среднекристаллического гнейса и крупнокристаллического граница, то перекристаллизация вещества с глубиной с увеличением размера кристаллов однозначно свидетельствует о не поступлении из-под гранита тепловой энергии. В противном случае на глубине были бы аморфные горные породы, сменяющиеся к поверхности все более крупнокристаллическими образованиями.

Отсюда, глубинной тепловой энергии нет, а, стало быть, и эндогенных геологических процессов. Если нет эндогенных процессов, то теряет смысл выделение и противоположных им экзогенных геологических процессов.

А что же есть? В каменной оболочке земного шара, как и в атмосфере, гидросфере и биосфере, взаимосвязанных между собой, составляющих единую систему планеты Земля, происходит круговорот энергии и вещества, вызванный поступлением солнечной радиации и наличием энергии гравитационного поля. Этот круговорот энергии и вещества в литосфере и составляет систему геологических процессов.

Круговорот энергии состоит из трех звеньев. 1. Начальное звено – накопление веществом энергии. 2. Промежуточное звено – освобождение накопленной энергии. 3. Заключительное звено – удаление освобожденной тепловой энергии.

Круговорот вещества также состоит из трех звеньев. 1. Начальное звено – перемешивание разных веществ с усреднением химического состава. 2. Промежуточное звено – разделение усредненного вещества на две части разного химического состава. 3. Заключительное звено – удаление одной части, которая поглотила выделившееся тепло и стала разуплотненной, легкой.

Суть начального звена круговорота энергии вещества в литосфере в поглощении горными породами на поверхности суши поступающей солнечной радиации, что приводит к разрушению их до глины и обломков (процесс гипергенеза). Продукты разрушения накапливают громадное количество солнечной радиации в виде потенциальной свободной поверхностной, внутренней, геохимической энергии. Под действием силы тяжести продукты гипергенеза сносятся в пониженные участки, перемешиваясь, усредняя свой химический состав. В конечном счете, глина и пески сносятся на дно морей, где накапливаются слоями (процесс седиментогенеза). Формируется слоистая оболочка литосферы, около 80% которой приходится на глину. Химический состав глины = (гранит + базальт)/2.

На промежуточном звене круговорота слои глины погружаются в недра, перекрываясь новыми слоями. Возрастающее литостатическое давление (массы вышележащих слоев) приводит к отжатию из глины воды с растворенными солями и газами, сдавливанию глинистых минералов, уменьшению расстояний между их атомами. Это вызывает перекристаллизацию глинистой массы до кристаллических сланцев, гнейсов и гранитов. При перекристаллизации потенциальная энергия (аккумулированная солнечная) переходит в кинетическую тепловую, которая выделяется из кристаллического гранита и поглощается водно-силикатным раствором базальтового состава, находящимся в порах между кристаллами гранита.

На заключительное звено круговорота приходится удаление нагретого базальтового раствора на поверхность литосферы, где люди называют его лавой. Вулканизм – заключительное звено круговорота энергии и вещества в литосфере, суть которого в удалении нагретого базальтового раствора, образовавшегося при перекристаллизации глины в гранит.

Образующаяся при перекристаллизации глины тепловая энергия, поднимаясь на поверхность литосферы, создает для человека иллюзию поступления глубинной (эндогенной) энергии. На самом деле, это освобожденная солнечная энергия, преобразованная в тепловую. Как только тепловая энергия возникает при перекристаллизации, она сразу же удаляет вверх, поэтому на глубине нет эндогенной энергии (эндогенных процессов).

Таким образом, представление об экзогенных и эндогенных процессах представляет собой симулякр.

Ноотик – круговорот энергии и вещества в литосфере, вызванный поступлением солнечной энергии и наличием гравитационного поля.

Представление об экзогенных и эндогенных процессах в геологии является результатом восприятия мира каменной оболочки земного шара таким, каким его видит (хочет видеть) человек. Это и определило дедуктивный и фрагментарный способ мышления геологов.

Но, мир природы не создан человеком, и какой он, неизвестно. Для познания его необходимо применять индуктивный и системный способ мышления, что и реализовано в модели круговорота энергии и вещества в литосфере, как системе геологических процессов.

Источник

Эндогенные геологические процессы обусловлены энергией солнца

ФИЗИЧЕСКАЯ ЖИЗНЬ ЗЕМНОЙ КОРЫ

§ I. Общая характеристика геологических процессов

Процессы , приводящие к изменению внутренней структуры Земли и земной коры , образованию и разрушению минералов и горных пород , изменению условий залегания горных пород , образованию и изменению рельефа земной поверхности , назы­ваются геологическими процессами . Геологические процессы при­нято делить на экзогенные ( внешние ) и эндогенные ( внутренние ).

Экзогенные процессы вызываются энергией , получаемой Землей от Солнца , притяжением Солнца и Луны , вращением Земли вокруг своей оси , действием силы тяжести . Эндогенные процессы обусло­влены в основном энергией недр Земли . В настоящее время дости­жения космохимии позволили начать изучение связей эндогенных процессов с явлениями , происходящими во Вселенной .

Экзогенные процессы приводят к выравниванию форм рельефа местности , созданных как эндогенными , так и экзогенными про­цессами , происходившими ранее . Под влиянием колебаний темпе­ратур , под действием ветра , воды , морского прибоя , ледников и т . п . происходит разрушение горных пород и перенос их в по­ниженные участки земной поверхности , главным образом в моря и океаны .

В результате эндогенных процессов происходят землетрясения и вулканические извержения , возникают разломы в земной коре ; сминаются в складки мощные слои земной коры , образуются гор­ные хребты и впадины . При охлаждении и застывании магмы , поступающей из недр Земли , образуются магматические горные породы . К эндогенным процессам следует отнести и явления мета­морфизма горных пород , происходящие вне зоны выветривания земной коры под влиянием давления , температуры и химически

активных веществ и вызывающие коренные изменения горных пород .

С течением времени эндогенные процессы приводят к измене­нию границ водных бассейнов , в связи с чем часть осадочных пород оказывается на поверхности Земли , где она подвергается действию экзогенных процессов . В результате начинается новый цикл , соответствующий новой обстановке .

Источник

Эндогенные геологические процессы обусловлены энергией солнца

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ЗЕМЛИ И УСЛОВИЯ ИХ ПРОЯВЛЕНИЯ

На поверхности и внутри Земли непрерывно происходят разнообразные процессы, под действием которых формируется и постоянно изменяется земная кора и её поверхность. Они подразделяются на эндогенные и экзогенные процессы.

Экзогенные процессы протекают в самых верхних слоях земной коры и её поверхности под влиянием лучистой энергии Солнца и в меньшей мере сил гравитации. К экзогенным процессам относятся выветривание горных пород, геологическая деятельность ветра, поверхностных и подземных вод, льда, морей, озер и болот, наконец, геологическая деятельность организмов. Их проявление связано с разрушением (денудацией) ранее существовавших горных пород, в переносе (транспортировке) образовавшихся в результате разрушения образований и осаждении и накоплении (аккумуляции) переносимого водой, ветром, льдом и другим материалом. Проявление экзогенных процессов происходит в условиях постоянного взаимодействия между земной корой и окружающими её подвижными оболочками Земли – атмосферой, гидросферой и живым веществом.

Эндогенные процессы протекают внутри Земли под действием внутриземной энергии. К ним относится магматическая деятельность — внедрение или излияние на поверхность из глубоких недр Земли расплавленного вещества – магмы. Различные движения земной коры, которые проявляются в виде землетрясений, медленных вертикальных движений, складчатых и разрывных нарушений и метаморфизм. Основными источниками энергии эндогенных процессов являются теплота, выделяемая при радиоактивном распаде, и гравитационная энергия – энергия перемещения вещества в недрах Земли под влиянием силы тяжести.

Как экзогенные, так и эндогенные процессы проявляются с различной, но в общем малой скоростью, поэтому их воздействие ощущается на протяжении многих веков, тысяч, сотен тысяч и даже миллионов лет. В отдельных случаях катастрофически быстро, например, землетрясения, извержения вулканов, оползни, обвалы и т.д. Экзогенные и эндогенные процессы проявляются непрерывно и одновременно, создавая всё многообразие строения и состава земной коры.

В формировании земной коры и её поверхности преимущественное значение имеют эндогенные процессы. В результате тектонических движений земной коры и магматической деятельности формируются складчатые горные подвижные пояса со складчатыми горными системами и стабильные обширные территории. Земная кора с момента её образования находится в непрерывном движении. Все природные движения земной коры или её отдельных участков получили название тектонических.

К эндогенным процессам относятся: магматизм , метаморфизм и движения земной коры (тектонические движения). Эти процессы развиваются в глубоких слоях земной коры и верхней мантии, протекают в условиях высоких температур и больших давлений. Главными источниками энергии эндогенных процессов являются:

1. Гравитационная энергия – потенциальная энергия, сила тяжести;

2. Космическая энергия — воздействие на материю Земли космических тел;

3. Ротационная энергии – энергия вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца.

4. Радиогенный источник энергии — образуется при распаде тяжелых, неустойчивых элементов в недрах Земли (уран, плутон и т. д.)

Ведущими являются гравитационный и радиогенный источники энергии, они вызывают дифференциацию вещества Земли: легкоплавкие и летучие элементы перемещаются к поверхности, а тугоплавкие и тяжелые стремятся к центру планеты. Следовательно, происходит уплотнение вещества Земли.

Вещество земной коры твердое, несмотря на то, что на глубине 50- 60 км температуры настолько высокие, что любое вещество расплавилось бы, благодаря большому давлению, горные породы остаются твердыми. Однако , любое повышение температуры или уменьшение давления на небольшом участке земной коры приводит к нарушению термодинамического равновесия в земной коре и возникает переход твердых горных пород земной коры в жидкое состояние. Этот переход сопровождается увеличением объема вещества Земли и магма как бы выплывает из недр Земли к поверхности.

а) Различают два вида магматизма или вулканизма.

В первом случае магма внедряется в породы земной коры, не разрывая их, а остывает на глубине, образуя интрузивные тела своеобразной формы:

батолит (большой камень) — самые крупные магматические тела неправильного очертания и круто падающими неровными краями;

лакколит — магматические тела грибообразной формы;

лополиты (чаша) — магматические тела чашеобразной формы;

кроме перечисленных встречаются также жилы, иглы, дайки — при них магма, внедряясь в осадочные горные породы, распространяется в виде залегающих пород.

При втором варианте – магматический процесс сопровождается излиянием на поверхности Земли лавы или выходов газов или выбросов обломочного материала, или все эти процессы происходят вместе.

б) Метаморфизм – под ним понимается совокупность эндогенных процессов вызывающих очень глубокие изменения в горных породах. Эти изменения происходят под влиянием высоких температур и давления, а также химически активных веществ — флюидов. Изменение заключаются в распаде старых соединений, их молекулярной перегруппировке и образовании новых более устойчивых в создавшихся условиях минеральных соединений. При метаморфизме происходит частичная или полная перекристаллизация исходных горных пород с образованием новых минералов или массивных тел.

Метаморфизм происходит либо без изменений химического состава исходных тел, либо, при участии флюидов выделившихся из верхней мантии или лавы, химический состав может меняться.

в) Тектонические процессы Земли — все природные движения земной коры или ее отдельных участков — изучает наука геотектоника .

Области земной коры, для которых характерны слабые тектонические движения и небольшие амплитуды называются платформами — это стабильные области; области с интенсивным размахом движения называются геосинклиналями – это подвижные области. Наиболее распространены и хорошо изучены колебательные движения земной коры вызывающие складчатые и разрывные нарушения горных пород (рис.9,10).

Колебательные, или эпейрогенические (от греч . « э пейрос » – континент, «генезис» – рождение), движения поднимают или опускают огромные участки суши и океанов. Они определяют очертания морей и континентов. Опустившаяся территория затапливается морем – происходит морская трансгрессия. Поднятие вызывает регрессию – отступание моря. Недаром они названы колебательными – крупные опускания и поднятия происходят не сразу.

Орогенические движения протекают значительно быстрее, чем колебательные. Они сопровождаются активными эффузивным и интрузивным магматизмом , а также метаморфизмом. В последние десятилетия эти движения объясняют столкновением крупных литосферных плит, которые перемещаются в горизонтальном направлении по астеноферному слою верхней мантии.

Складкообразующие движения наглядно проявляются в образовании складок. Складки – это изгибы слоев горных пород без разрыва сплошности , под действием давления. Они бывают двух основных видов — антиклинальные и синклинальные.

Антиклинальными называются выпуклые складки, в которых пласты падают в противоположные стороны, а в центральных частях залегают более древние породы, чем на периферии (рис.9, а).

Синклинальными называются вогнутые складки, в которых пласты п а- дают навстречу друг другу, а в центральных частях располагаются более молодые породы, чем на периферии (рис. 9, б).

Рис. 9. Антиклинальная (а) и синклинальная (б) складки

На снимках, сделанных из космоса, видно, что Земля разбита густой сетью трещин (разломов) на большие и малые участки – блоки. Небольшие разломы проникают в земные недра неглубоко, самые крупные (глубинные и сверхглубинные) – до 200–300 км. По разломам отдельные блоки нередко смещаются (рис.10).

Рис. 10. Формы вертикальных и горизонтальных движений земной коры: а – сброс, б – взброс, в – надвиг, г – сдвиг, д – ступенчатый сброс, е – грабен, ж — горст

Еще сравнительно недавно горизонтальным движениям отводили незначительную роль в создании рельефа земной поверхности. Сейчас эта точка зрения пересматривается. Считают, что отдельные части земной коры – плиты – перемещаются по земной поверхности. На границе, где сталкиваются между собой океанские плиты, формируются глубоководные желоба и смежные с ними хребты островных дуг. При столкновении континентальных плит образуются мощные горные системы (Альпы, Кавказ, Гималаи). При надвигании континента на океан возникают протяженные горные цепи, такие, как Кордильеры и Анды. Срединно-океанические хребты, где рождается

новая земная кора, возникают там, где плиты расходятся.

Все тектонические процессы (землетрясения, вулканизм, сейсмичность и т.д.) связаны с полем напряжения в земной коре. Наибольшее число землетрясений наблюдается в пределах Тихоокеанского (75%) и Альпийского (23%) поясов.

Изучение распространения действующих вулканов показывает, что вулканическая деятельность приурочена к тектонически активным участкам земного шара — областям современного горообразования и развития глубинных разломов. Из анализа приведенной карты следует, что большая часть действующих в настоящее время вулканов (около 60 %) сосредоточена на побережье Тихого океана, в зоне так называемого Тихоокеанского «огненного» кольца.

Вулканы известны здесь на Аляске и западном побережье Северной Америки, далее цепь их протягивается вдоль Тихоокеанского побережья Южной Америки до Огненной Земли. На западном побережье Тихого океана вулканы непрерывной цепочкой тянутся от Новой Зеландии через острова Фиджи, Соломоновы до Новой Гвинеи, далее через Филиппинские острова, Японию и Курильские острова на Камчатку, где сосредоточено большое ко личество действующих и потухших вулканов. В северной части Тихого океана известны многочисленные вулканы Алеутских островов, которые протягиваются от Камчатки к Аляске, как бы замыкая «огненное» кольцо.

Другой зоной повышенной интенсивности вулканической деятельности является Альпийский пояс.

Хотя внешний облик Земли в основном формирует эндогенные процессы создающие крупные формы рельефа, с момента своего образования эти структуры начинают испытывать воздействие экзогенных факторов, которые стараются разрушить, выровнять созданные внутренними силами земли возвышенности.

Экзогенные процессы – совокупность внешних факторов вызывающих разрушение, перенос и отложение твердого материала Земли.

Если эндогенные процессы способны перемещать крупные блоки земной коры, то экзогенные процессы осуществляют свою работу при условии разрушения, раздробления или химического изменения горных пород. Под действием различных внешних сил с течением времени разрушаются самые твердые горные породы. Источником энергии экзогенных процессов являются энергия Солнца и гравитационная энергия, благодаря которым на поверхности земли формируется особая зона, устойчивая в условиях земной поверхности – кора выветривания. Формирующая ее энергия Солнца, ветра, поверхностные и подземные воды, работа ледников, морей, озер, болот, не только разрушают горные породы, но и перемещают и откладывают твердый материал на других участках земной поверхности. Суммарный эффект деятельности экзогенных процессов заключается в перемещении твердого материала суши с возвышенных участках в более низкие. Разрушение, перенос, отложение, (эрозия, транспортировка, аккумуляция) – это три этапа формируют геологический круговорот в пределах земной поверхности. К экзогенным процессам относятся:

1. Процессы выветривания – это совокупность процессов разрушения и хим. изменения ГП в условиях земной поверхности или в близи нее под действием атмосферного воздуха, воды и организмов;

2. Работа ветра по разрушению, переносу и отложению твердого материала носит название эоловые процессы – области проявления – это пустыни, берега морей и океанов;

3. Работа поверхностных текучих вод носит название флювиальных процессов;

4. Работа временных водных потоков (под действием атмосферных осадков носит название делювиальных процессов) — результат проявления – овраги.

5. Работа ледников носит название гляциальных процессов — область проявление высокие горы, полярные широты.

6. Работа подземных вод называется карстовыми процессами — результат проявления — подземные пещеры, пустоты, сталактиты.

7. Работа морей и океанов носит название абразионных процессов. Этими экзогенными процессами разрушаются горные породы, созданные при этом вещества перемещается и формируется новые типы горных пород и новые формы рельефа – наука, которая изучает экзогенные процессы, называется геоморфология.

Выветривание – это совокупность процессов изменения горных пород на поверхности Земли под влиянием солнечных лучей, колебания температуры, воды, воздуха, под действием процессов окисления, а также организмов населяющих поверхность Земли. В зависимости от ведущего фактора каждого из этих процессов различает следующие виды выветривания (табл.3):

Классификация видов выветривания

Источник