Основными формами планетарного рельефа являются материки и впадины океанов. Их образование связано с внутренними силами Земли, сформировавшими материковый и океанический тип земной коры.
Как отмечалось, кора материкового типа характеризуется большей мощностью – в среднем 35 км, а местами до 70 км. Она состоит из трех слоев:
- Осадочный слой: от 0 до 20 км;
- Гранитный слой: от 15 до 30 км (под горами);
- Базальтовый слой: от 15 до 20 км.
Кора океанического типа резко отличается от материковой. Ее мощность колеблется от 5 до 10 км. Под осадочными породами мощностью от 100 м до нескольких километров, залегает слой, состоящий из базальтовых и уплотненных осадочных пород, переходящий в базальтовый слой мощностью 4-7 км. Здесь, как видно, нет гранитного слоя.
Особое строение земная кора имеет на границах материков с океанами, то есть в современных подвижных поясах, где отмечаются сложные переходы одного типа коры в другой, а также интенсивный вулканизм и высокая сейсмичность.
Своеобразными чертами характеризуется земная кора под срединно-океаническими хребтами. Она выделяется в рифтовый тип земной коры.
Итак, материковому типу земной коры соответствуют материки, которые образуют основные массивы суши. Некоторые площади материков затоплены водами океанов. Это подводные окраины материков. Границами материков является самая нижняя часть подводной окраины материков, где выклинивается гранитный слой, и кора материкового типа сменяется океанической.
В расположении материков на Земле отмечаются следующие закономерности:
Суммарная площадь их в 2,5 раза меньше площади Мирового океана. При этом вес горных пород, слагающих материки, также в 2,5 раза больше удельного веса океанических вод.
Материки, обычно своими антиподами имеют Океаны. Исключение составляет Ю. Америка.
Северное и Западное полушария отличаются меньшей водностью, чем Южное и Восточное.
Отмечаются: парность материков (исключая Антарктиду), а также изгиб всех материков к востоку и сдвиг также к востоку южного материка в каждой паре.
Прослеживается совпадение конфигурации береговых линий материков. Например, восточного берега Ю. Америки и западного – Африки.
Как установлено, на Земле происходили большие перемещения материков. Гипотеза такого «плавания материков» связана с именем немецкого ученого Альфреда Вегенера и в наше время во многом подтверждается. По этой гипотезе, высказанной А. Вегенером в 1912 году, до конца палеозоя земная кора была собрана в один материк – Пангею, который находился на месте Европы. В мезозое (170 млн. лет назад) начался раскол и перемещение материков. Первой отделилась и сместилась к западу Южная Америка, затем последовательно отделялись: Африка, Антарктида, Австралия и Северная Америка.
Вначале эта гипотеза была отвергнута большинством ученых. Однако позднее появились убедительные факты в ее пользу:
Намагничивание одновозрастных пород;
Точные геодезические измерения, говорящие о перемещении материков.
Сейчас установлено, что литосфера расчленена на несколько огромных плит толщиной 100-150 км. При этом одни плиты полностью океанические, а другие – смешанные, то есть включают в себя земную кору двух типов. Эти плиты медленно перемещаются по пластичной астеносфере вместе с материками и океанами.
Среди малых плит и микроплит: X – Хуан-де-Фука; Ко – Кокос; К – Карибская; А – Аравийская; Кт – Китайская; И – Индокитайская; О – Охотская; Ф – Филиппинская.
1 – дивергентные границы (оси спрединга);
2 – конвергентные границы (зоны субдукции, реже – зоны коллизии);
3 – трансформные разломы и прочие границы;
4 – векторы «абсолютных» движений литосферных плит (в координатах горячих точек).
Литосферные плиты Земли (по Дж. Минстеру, Т. Джордану (1978), с дополнениями В. Е. Хаина и М. Г. Ломизе).
Гигантские разломы, разделяющие плиты, обычно возникают на дне океанов, где земная кора более тонкая. По разломам поднимается горячая магма и, застывая, наращивает края плит, образуя срединно-океанические хребты.
Рифтовые зоны: Срединно-Атлантическая (СА), Американо-Антарктическая (Ам-А), Африкано-Антарктическая (Аф-А), Юго-Западная Индоокеанская (ЮЗИ), Аравийско-Индийская (А-И), Восточно-Африканская (ВА), Красноморская (Кр), Юго-Восточная Индоокеанская (ЮВИ), Австрало-Антарктическая (Ав-А), Южно-Тихоокеанская (ЮТ), Восточно-Тихоокеанская (ВТ), Западно-Чилийская (ЗЧ), Галапагосская (Г), Калифорнийская (Кл), Рио-Гранде – Бассейнов и Хребтов (БХ), Горда – Хуан-де-Фука (ХФ), Нансена – Гаккеля (НГ), Момская (М), Байкальская (Б), Рейнская (Р).
Зоны субдукции: 1 –Тонга – Кермадек; 2 – Новогебридская; 3 – Соломон; 4 – Новобританская; 5 – Зондская; 6 – Манильская; 7 – Филиппинская; 8 – Рюкю; 9 – Марианская; 10 – Идзу-Бонинская; 11 – Японская; 12 – Курило-Камчатская; 13 – Алеутская;
14 – Каскадных гор;
15 – Центральноамериканская;
16 – Малых Антил; 17 – Андская;
18 – Южных Антил (Скотия);
19 – Эоловая (Калабрийская);
20 – Эгейская (Критская); 21 – Мекран.
а – океанские рифты (зоны спрединга) и трансформные разломы;
б – континентальные рифты; в – зоны субдукции: островодужные и окраинно-материковые (двойная линия); г – зоны коллизии; д – пассивные континентальные окраины;
е – трансформные континентальные окраины (в том числе пассивные);
ж – векторы относительных движений литосферных плит.
Глобальная система современных континентальных и океанских рифтов, главные зоны субдукции и коллизии, пассивные (внутриплитные) континентальные окраины (по Дж. Минстеру, Т. Джордану (1978) и К. Чейзу (1978), с дополнениями В. Е. Хаина и М. Г. Ломизе).
Плиты раздвигаются, отходя друг от друга со скоростью от 1 до 12 см/год. При этом каждая плита с одной стороны нарастает, а с другой ее край медленно погружается под соседнюю плиту. Земная кора здесь плавится и изменяет свой физический и химический состав.
Там, где край плиты уходит вниз, образуются глубоководные желоба. Край соседней плиты при этом поднимается – и там возникают горы. Это геосинклинальный пояс, отличающийся большим вулканизмом и сейсмичностью.
Изменения планетарного рельефа Земли связаны с уменьшением скорости ее вращения в результате тормозящего воздействия Луны. Напряжения, возникающие в теле Земли при уменьшении скорости вращения, вызывают деформацию земной коры и перемещение плит литосферы.
Горы, сложенные более легкими породами, имеют более мощную кору. Под океанами находится тонкая земная кора, покрытая водой. Мантия здесь подступает близко к поверхности, что возмещает недостаток массы.
Разрушение гор нарушает равновесие. При этом мантия поднимается, а под участком земной поверхности, получившим дополнительную нагрузку – она опускается. Таков механизм восстановления равновесия.
Поэтому образование ледяного покрова приводит к «вдавливанию» земной коры в мантию. Так, Антарктида опустилась на 700 метров, и в центральных ее частях суша оказалась ниже океана. То же самое произошло в Гренландии. Освобождение от ледника приводит к поднятию земной коры. Так, Скандинавский полуостров сейчас поднимается со скоростью 1 см в год. Для достижения полного равновесия ему нужно еще подняться на 150 м. после этого Балтийское море исчезнет.
Таким образом, процессы, нарушающие и восстанавливающие равновесие между материками и океанами, протекают одновременно.
