Планетадағы заттардың айналымы. Өзектілік қағидасы

Планетадағы заттардың айналымы

Жер жүйесінде заттардың айналымы үздіксіз жүреді: бір ортада пайда болған материал басқа ортаға ауысып, қайтадан өзгеріске түседі. Бұл үдерістердің негізінде ішкі (эндогендік) және сыртқы (экзогендік) күштердің бірлескен әрекеті жатыр.

1) Балқыған заттардың қозғалысы

Вулкандар атқылағанда лава түрінде көрінетін балқыған тау жыныстары (магма) жоғары көтеріліп, суынып жаңа жыныстарды түзеді.

2) Қатты жыныстардың орын ауыстыруы

Жыныстардың жоғары, төмен немесе жан-жаққа жылжуы арқылы Жер қыртысының деформациясын, тау түзілуін және жарылымдар жүйесін түсіндіруге болады.

3) Терең қабаттағы өзгерістер

Жердің тереңінде аса жоғары қысым мен температура әсерінен жыныстар балқымай-ақ өзгеріп, бір түрден екінші түрге ауысады (метаморфизм).

Сыртқы үдерістер: атмосфера мен гидросфераның рөлі

Сыртқы үдерістер Жердің қозғалмалы қабаттары — атмосфера мен гидросфера — арқылы іске асады. Ауа мен су тау жыныстарымен әрекеттесіп, химиялық алмасу жүргізеді; соның салдарынан жыныстардың ішкі байланыстары әлсіреп, үгілу мен бұзылу күшейеді.

Үгілу, тасымал және шөгінді түзілу тізбегі

Үгілу: ауа мен судың әсерінен жыныстар бұзылып, ұсақталады және химиялық тұрғыдан өзгереді.
Тасымал: ауа мен су үздіксіз қозғалып, үгілу өнімдерін ауырлық күші әсерімен биік аймақтардан төмен аймақтарға жеткізеді.
Шөгу: тасымалданған материал қабат-қабат болып жиналады; ертерек түзілген қабаттар кейінгілердің астында қалып, қысым әсерінен қалың шөгінді жыныстарға айналады.

Жыныстардың негізгі түрлері

Жер бетінде үш негізгі жыныс түрі кездеседі: магмалық, шөгінді және метаморфозданған. Олар бір-біріне айнала алады, яғни жыныстар айналымының тұйықталған жүйесін құрайды.

Магмалық жыныстар

Сұйық магма жер бетіне немесе жер қойнауына көтеріліп, суынғаннан кейін пайда болады.

Шөгінді жыныстар

Үгілу өнімдері тасымалданып, су қоймаларында немесе құрлықта шөгіп, қабаттанып, кейін тығыздалып шөгінді жыныстарды түзеді.

Метаморфозданған жыныстар

Бұрыннан бар жыныстар балқымай-ақ, жоғары қысым мен температураның әсерінен қайта құрылып, жаңа қасиеттерге ие болады.

Бұл жыныстардың жер бетіне шығуына вулкан атқылауы, тау түзілуі және магманың терең қабаттардан жоғары көтерілуі сияқты үдерістер себеп болады.

Өзектілік (актуализм) қағидасы

Шотландиялық ғалым Джеймс Хаттон (1795) жыныстар құрамындағы заттардың айналымы туралы идеяларға сүйене отырып, актуализм қағидасын ұсынды. Бұл қағида Жердің өткенін қазіргі үдерістер арқылы түсіндіруге мүмкіндік береді.

Негізгі ережелері

1. Табиғат заңдары Жердің геологиялық тарихының басым бөлігінде түбегейлі өзгермеген.
2. Қазіргі кезде жүріп жатқан үдерістер Жер тарихында бұрын да жүрген; олардың қарқыны да жалпы алғанда қазіргіге ұқсас болған.

Осыған сәйкес, қандай да бір жыныстың жасын мұқият зерттеу арқылы оның қалай түзілгенін, ал сол арқылы түзілген уақыт пен ортадағы табиғи жағдайларды да қайта құрастыруға болады. Актуализмнің басты құндылығы — зерттеушілерге Жер тарихын ғылыми тұрғыдан «қайта оқуға» жол ашуы.

Континенттер эволюциясы және мобилизм теориясы

«Жер қатты» деген түсінік кең тарағандықтан, материктердің алып мұздар секілді баяу «ағып», үнемі қозғалыста болатынын елестету көпшілік үшін оңай емес. Алайда дүниежүзі картасына қарасақ, кейбір континенттердің жағалаулары бір-біріне жақындатқанда дәл келетінін байқауға болады. Бұл — олардың ертеректе біртұтас болуы мүмкін деген ойға негіз береді.

Идеяның қалыптасуы

Материктердің қозғалатыны туралы идеяны XIX ғасырдың екінші жартысында А. Снайдер–Пеллегрини, кейін америкалық геолог Ф. Тейлор (1910) және неміс геофизигі А. Вегенер (1912) ұсынды. Мобилизм теориясының кең таралуы мен дамуы әсіресе Вегенердің еңбектерімен байланысты: ол бұл бағытты 1920-жылдардың соңына дейін жүйелі түрде зерттеп, негіздеді.

Қазіргі дәлелдер төрт негізгі дерек тобына сүйенеді: геоморфологиялық, геологиялық, палеонтологиялық және палеоклиматологиялық.

Литосфералық плиталар: құрылым және қозғалыс

Қазіргі түсінік бойынша, Жер қыртысы алты ірі литосфералық плитадан тұрады: Евразиялық, Африкалық, Индо-Аустралиялық, Тынық мұхиттық, Америкалық және Антарктикалық. Олардың арасында кішігірім плиталар да бар.

Қозғалыстың физикалық негізі

Плиталар тұтқыр, жабысқақ мантияның үстімен сырғып қозғалады. Мантия заты тереңдегі жоғары температураның әсерінен пайда болатын конвекциялық ағыстар арқылы үнемі қозғалыста болады.

Шекаралар неге белсенді?

Плиталар шекаралары — геологиялық белсенді аймақтар. Мұнда плиталар бір-бірінен алшақтайды, соқтығысады (бірі екіншісінің үстіне шығуы мүмкін), немесе жанай сырғиды. Сондықтан дәл осы белдеулерде жер сілкінісі мен вулканизм жиі байқалады.

Жылдамдықтар және циклді белсенділік

Атлант және Тынық мұхитының солтүстік бөліктерінде ажырау жылдамдығы жылына шамамен 2–2,5 см.
Тынық мұхитының шығыс бөлігінде бұл көрсеткіш 10–12 см-ге дейін жетеді.
Тектоникалық белсенділік күшейген кезеңдерде магматизм де артады; қысқа (миллиондаған жылға созылатын) белсенді фазалар ұзақ 150–500 млн жыл шамасындағы салыстырмалы тыныш кезеңдермен алмасып отырады.

Ежелгі Жер және суперконтиненттер тізбегі

Жердің алғашқы миллиард жылындағы тіршілігі (катархей) туралы нақты геологиялық дерек өте аз. Болжам бойынша, сол кезеңде базальтты лавалардың қарқынды атқылауы жүріп, күшті вулканизм нәтижесінде алғашқы атмосфера, мұхит және мұхиттық типтегі жер қыртысы қалыптаса бастаған.

Бұдан 3,5–2,7 млрд жыл бұрын шөгінді жыныстардың граниттенуі болашақ континенттердің ядроларының түзілуіне ықпал етті. Ал 2,7–1,7 млрд жыл бұрын гранитті-гнейсті қабат пен ертедегі платформалар қалыптасты.

Ежелгі платформалардың сақталған блоктары

Қазіргі кезде олар ірі блоктар түрінде сақталған: Европалық (Орыс), Шығыс Сібір, Қытай–Корея, Тарим, Үндістандық, Африко–Аравиялық, Солтүстік Америкалық, Оңтүстік Америкалық, Австралиялық және Шығыс Антарктикалық.

Мегагея → Гондвана/Лавразия → Пангея

Бұдан шамамен 1,5 млрд жыл бұрын Мегагея суперконтиненті пайда болып, оны қазіргі Бүкіләлемдік мұхиттың шамамен 2/3 бөлігін құрайтын бір ғана мұхит қоршаған.

1,4 млрд жыл бұрын Мегагея бөлініп, жаңа қозғалмалы белдеулер қалыптасты; платформалар шөгіп, теңіз құрлыққа кеңірек тарай бастады.

Көнебайкалдық магмалық кезеңде (0,57–0,52 млрд жыл) Оңтүстік Америкалық, Африко–Аравиялық, Үндістандық, Австралиялық және Антарктикалық платформалар бірігіп оңтүстік суперконтинент Гондвананы құрды.

Каледон тектоникалық-магмалық кезеңінде (0,46–0,41 млрд жыл) Евразия, Солтүстік Америка және Гренландия біртұтас Лавразия суперконтинентін құрады.

Кейін 0,33–0,23 млрд жыл бұрын азиялық платформалар Лавразияға қосылып, Солтүстік-Батыс Африка Солтүстік Америкамен түйісу арқылы Палео–Тетис мұхитын жапты. Нәтижесінде Гондвана мен Лавразия қосылып Пангея қалыптасты.

Пангея шамамен 90 млн жыл өмір сүріп, мезозойдың соңына қарай (230–67 млн жыл аралығы), шамамен 170 млн жыл бұрын ыдырай бастады.

Алдағы болжам

Литосфералық плиталардың қазіргі қозғалыс жылдамдықтарын ескеретін есептеулерге сүйенсек, шамамен 250 млн жылдан кейін материктер қайтадан жақындасып, солтүстік полюс маңында аса ірі жаңа суперматерик түзуі мүмкін.