- •1.Палеогеография как наука. Геологическая и географическая
- •2. Методологические основы палеогеографии
- •3. Понятие суша и область сноса в палеогеографии
- •4. Методы изучения погребенного и реконструируемого палеорельефа
- •5. Реконструкция расположения древних рек и направлений древних ветров, направления движения древних ледников
- •6. Методы определения рельефа дна и глубин древних водоемов
- •7. Методы определения физико-химических свойств воды древних водоемов
- •8. Методы выявления древнего климата
- •9. Приемы составления и использования палеогеографических карт
- •10.Строение и основные закономерности (свойства) географической оболочки.
- •11. Общие закономерности развития географической
- •12. История создания теории тектоники литосферных плит и современные представления о развитии литосферы.
- •13. Догеологическая палеогеография Земли: образование Солнечной системы и двойной планеты Земля-Луна
- •14.Палеогеография Земли в катархее (Развитие первичной Земли)
- •15. Процесс выделения земного ядра и его значение для развития Земли
- •Тектоническое развитие континентальных щитов в архее. Формирование Моногеи
- •17.Тектоническое развитие литосферы в протерозое. Формирование и распад Мегагеи (Пангеи I), формирование Мезогеи (Родинии)
- •18.Тектоническое развитие литосферы в позднем протерозое и фанерозое. Распад Мезогеи, Формирование и распад Пангеи.
- •19. Общие закономерности современного рельефа и его развития
- •20. Общие закономерности строения и состава гидросферы и атмосферы
- •21.Происхождение гидросферы и история океанических вод
- •Этапы эволюции гидросферы
- •23.Основные причины и типы колебаний уровня моря. Изменения уровня океана в геологическом прошлом
- •24.Происхождение и эволюция атмосферы
- •25. Причины изменения климатов
- •1. Изменения наклона земной оси (с периодом около 40 тыс. Лет);
- •2. Изменения эксцентриситета земной орбиты (с периодом 92 тыс. Лет);
- •3. Изменения времени наступления равноденствий (около 21 тыс. Лет).
- •26. Климаты земли в геологическом прошлом
- •27. Древние коры выветривания и эволюция древних и
- •28.Древнее проявление жизни. Возникновение и эволюция животных
- •29.Возникновение и эволюция растений. Великие флоры прошлого
- •30.Псилофитовая флора и вестфальская флора
- •31.Юрская голосеменная флора. Позднемеловая и кайнозойская флора покрытосеменных
- •32.Закономерности биологической эволюции
- •33.Взаимосвязь организмов и условий среды в общей эволюции биосферы
- •34. Происхождение человека и его влияние на географическую оболочку
- •35.Раннепалеозойский и раннегондванский этапы развития географической оболочки
- •36.Среднепалеозойский и позднегондванский этапы развития географической оболочки
- •37.Пермо-триасовый, мел-палеогеновый и позднекайнозойский этапы развития географической оболочки
- •38.Палеагеаграфічнае развіццё тэрыторыі Беларусі ў палеазоі
- •39.Палеагеаграфічнае развіццё тэрыторыі Беларусі ў мезазоі
- •40.Палеагеаграфічнае развіццё тэрыторыі Беларусі ў кайназоі
21.Происхождение гидросферы и история океанических вод
Мировой океан как основная составляющая часть гидросферы занимает 361 млн. км2 (около 71% земной поверхности), обладая огромным объемом воды (1,37 млн. км3), что составляет 94% объема всей гидросферы Земли. В океане масса солей составляет 4,8-1018 т. В каждом литре морской воды растворено в среднем 35 г солей. 97% солености вод океана обусловлено 4 ионами: хлоридом (55,2%), натрием (30,4%), сульфатом (7,7%) и магнием (3,7%). Вообще в морской воде содержится около 80 химических элементов, однако только 12 из них имеют концентрацию свыше 1 млн.-1 (хлор, натрий, магний, сера, кальций, калий, бром, углерод, стронций, бор, кремний, фтор).
Мировой океан появился на нашей планете более 1 млрд. лет назад и претерпел сложную эволюцию. Его история за последние 150 млн. лет более детально изучена в связи с глубоководным бурением.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ. История воды связана с историей летучих веществ. Согласно современным представлениям пары воды и газы первичной атмосферы некогда находились в недрах Земли и поступили на ее поверхность в результате внутреннего разогрева с наиболее легкоплавкими веществами мантии в процессе вулканической и магматической деятельности. Длительное время считалось, что первично расплавленная Земля на ранних этапах своего развития была окутана мощной атмосферой с парами воды, а при последующем охлаждении произошла конденсация паров в жидкую воду, при этом она первоначально была пресной. Соленой и минерализованной океаническая вода стала позже, в результате сноса растворенных веществ с поверхности континентов. Но подобные представления о формировании гидросферы, имевшие в свое время большую популярность, противоречат полученным новейшим данным.
Поскольку вода относится к летучим веществам нашей планеты, то естественно, что ее история связана с судьбой других летучих. Если сравнить количество летучих в составе верхних геосфер Земли с тем количеством, которое могло освободиться в процессе выветривания и переработки пород земной коры, то получится большая разница, которая названа избытком летучих. Избыток летучих по отдельным компонентам в десятки и даже сотни раз превышает количество, поступившего в результате выветривания коренных пород литосферы. Например, в избытке летучих углекислого газа в 83 раза, а хлора в 60 раз больше, чем это могло бы поступить из первичной земной коры при ее выветривании и переработке.
Проведенные расчеты убедительно свидетельствуют о том, что природные газы глубин Земли играли исключительно важную роль в образовании верхних оболочек нашей планеты. Эта роль видится еще более очевидной, если сравнить состав избытка летучих с составом газов вулканов и изверженных горных пород. Сопоставление соответствующих геохимических данных говорит о том, что состав избытка летучих в главных чертах близок к составу вулканических газов, возникающих и выделяющихся из мантии Земли. Значит происхождение вод Мирового океана и газов атмосферы связано с процессами дегазации мантии Земли.
Таким образом, океан возник из паров мантийного материала, которые выделялись совместно с излияниями основных лав на поверхность первичной Земли.
ИСТОРИЯ ОКЕАНИЧЕСКИХ ВОД. Вулканические и интрузивные породы составляют не менее 90% современной земной коры, а глубже 10—30 км верхняя оболочка Земли целиком слагается магматическим материалом, поступившим с еще больших глубин.
В настоящее время на нашей планете около 800 действующих вулканов, приуроченных к сейсмическим поясам. В недалеком прошлом вулканическая деятельность была интенсивнее. По данным Г. Менарда, только на дне Тихого океана существует около 10000 вулканических подводных гор (высотой более 1 км), на дне Атлантического океана — около 4000 вулканов и т.д. По статистическим расчетам установлено, что в течение последних 180 млн. лет на поверхность Земли ежегодно выносилось в среднем 30 км3 вулканического материала. Причем около 75% вулканических пород накапливалось на дне океанов, 20% — на островах в зонах перехода от океанов к континентам и только 5% на суше. Если учесть, что океаны занимают 71% поверхности Земли, нетрудно подсчитать, что примерно 3/4 вулканических пород приходится на базальтовые плащи, подстилающие океаны.
По непосредственным наблюдениям и расчетам количество воды (в виде паров), выделяющейся при известных вулканических извержениях базальтов, колеблется обычно в пределах 3 – 5%, а в ряде случаев до 8% по отношению к массе излившихся пород.
Все эти данные позволяют утверждать, что излияние базальтов всегда приносило в результате дегазации на земную поверхность в среднем 7% ювенильной воды в виде водяного пара. На поверхность Земли (на первых этапах ее эволюции) из ее глубин поступали также различные газы – СН4, СО, СО2, Н3ВО3, NH3, S, H2S, HC1, HF, и небольшое количество инертных газов. Среди вулканических газов, формировавших первичные атмосферу и гидросферу, на первом месте стояли пары воды и углекислый газ. Если температура поверхности новорожденной Земли превышала 100°С, то вода некоторое время в парообразном состоянии формировала атмосферу. При падении температуры ниже 100°С, что вероятно происходило в полярных областях, началась конденсация воды и образование первичных водоемов. Условия поверхности планеты стали подчиняться широтной зональности. Начался круговорот воды на поверхности земного шара, который привел к выносу ряда химических элементов с поверхности первичных участков суши в рождающиеся водоемы.
Первые порции воды вулканического происхождения на поверхности Земли были кислыми. Они характеризовались присутствием тех анионов, которые и сейчас находятся в морской воде, за исключением иона SO42-, возникшего позже, в связи с созданием в биосфере окислительной обстановки. Значит, первые конденсированные воды на Земле были минерализованы, а собственно пресные воды гидросферы возникли несколько позже, в результате испарения с поверхности водоемов.
Сильные кислоты, входившие в состав ювенильных вод, интенсивно разрушали первичные алюмосиликатные породы, извлекая из них щелочные и щелочноземельные элементы, а также катионы двухвалентных — железа и марганца. Поверхность суши омывалась кислыми дождями и была местом гидролиза и гидратации соответствующих минералов. Такие же процессы, но несколько иного масштаба, происходили на дне водоемов, куда сносились первые продукты выветривания. При круговороте воды происходил вынос катионов Na+, K+, Mg2+, Са2+ из литосферы и значительная их часть стала задерживаться в океане. В связи с этим можно считать, что большая часть катионов океанической воды возникла как продукт выветривания первичной литосферы.
Восстанавливая эволюцию гидросферы, следует отметить динамический характер всей водной оболочки Земли в целом. В современных условиях в течение 3000 лет количество испарившейся воды, вовлеченной в круговорот, равно массе воды Мирового океана, а в течение 9 млн. лет процесс фотосинтеза перерабатывает массу воды, равную всему океану. В процессе круговорота воды в биосфере происходит обмен ее частей разной интенсивности в пределах конкретных скоплений (водоемы, ледники, реки, подземные воды). Как уже отмечалось, самая низкая активность водообмена в гидросфере приходится на ледники (8000 лет), а наибольшей активностью, после атмосферной влаги, характеризуются речные воды, которые сменяются в среднем каждые 11 дней.