Региональные геодинамические явления реферат
Обновлено: 28.06.2024
Горные сооружения Большого и Малого Кавказа располагаются в области континентальной коллизии (столкновения) литосферных плит. Рисунок 1 дает представление о региональной геодинамике обширной области от Северной Африки и Аравийского полуострова на юге, до южного склона Восточно-Европейской платформы на севере. В этой области представлены самые разные геодинамические обстановки:
· области континентальной коллизии (Кавказ, Загрос),
· зоны океанической субдукции (Кипрская и Эллинская дуги) и связанные с ними задуговые бассейны (Эгейское море),
· зоны сдвига (Североанатолийская, Восточноанатолийская, разломы Мертвого моря).
Продвижение Аравийской (называемой также Арабской) плиты на север частично компенсируется за счет вытеснения Анатолийского блока на запад (такое выдавливание литосферных блоков в стороны на фронте движущегося блока называется escapetectonics ).
Рис.1 Схема региональной геодинамики Восточного Средиземноморья и прилегающих областей (McClusky S. etal, 2000 с изменениями). Цветом показан рельеф, сплошные линии показывают положение основных разломов, стрелки указывают направление и скорость движения основных плит.
Существует целый ряд методов, позволяющих оценить скорости вертикальных и горизонтальных движений . Это, например, неотектонические исследования, повторные нивелировки, определение перемещений с помощью системы глобального позиционирования (GPS) . Имеющиеся методы различаются не только техническими подходами, но и тем, какие интервалы времени они характеризуют. Хорошо известно, что вертикальные движения состоят из компонент различной амплитуды и длительности. Для Кавказа, как и для многих других областей, амплитуда вертикальных движений в значительной мере зависит от периода времени, за который она рассчитывалась (осреднялись), при изменении интервала осреднения изменяется не только значение, но и знак движений.
Неотектонические данные
Оценки скоростей неотектонических движений в основном базируются на изучении форм рельефа и дают информацию о вертикальных движениях, осредненных за интервалы времени от нескольких сотен тысяч до нескольких десятков млн. лет. В целом движения, происходящие с конца палеогена до настоящего времени принято называть новейшими . Изучение геоморфологических и структурных признаков интенсивных новейших тектонических движений на Кавказе имеет длительную историю. Так, например, в 1932 г. в некоторых пунктах Военно-Грузинской дороги В.П. Ренгартеном были описаны высокоподнятые аллювиальные и флювиогляциальные террасы. Терек. В том же году В.А. Варданянц при исследовании геологического строения Горной Осетии выявил на Ходском перевале следы древнего аллювия, поднятого на высоту 2000 м. Аналогичные явления отмечались при исследовании террас в долине р. Кубани И.Н. Сафоновым в1969 г. В Горном Дагестане о наличии высокоамплитудных положительных тектонических движений свидетельствуют находки аллювиальных образований, идентичных по вещественному составу современному аллювию р. Сулак. Сейчас эти отложения располагаются у водораздела Салатауского хребта на высоте 1800- 2000 м.
В ряде районов Северного Кавказа неотектонические движения привели к перестройке речной сети. Так еще в 1922 г. А.П. Герасимов , проводивший исследования в окрестностях г. Грозного, указывал на изменение направления течения р. Терек. Б.К. Лотиев и Р.А. Саламов в 1978 г. обнаружили в долине р. Сунжи реликты древних террас р. Терек. Такое поведение Палеотерека они объяснили ростом Назрановской возвышенности, ставшей своеобразной перемычкой между Черногорским хребтом и системой Передовых хребтов Северного Кавказа. Эта возвышенность стала как бы естественной плотиной на пути Терека и заставила его изменить течение с восточного (по современной долине р. Сунжи) на западное. В результате этого была перехвачена р. Фиагдон и, далее, р. Терек, соединившись с р. Ардон, через Эльхотовскую теснину обогнул западную оконечность Терского хребта. При проведении геолого-съемочных работ на нальчикской площади были обнаружены признаки изменения направления течения р. Черек-Безенгийский (Хуламский). Здесь в долине р. Нальчик выявлены остатки террас, сложенных валунно-галечниковым материалом, представленным в основном лейкократовымигранитоидами, принесенными в свое время Череком-Безенгийским. Последний изменил направление течения под влиянием восходящих движений, охвативших горный массив Карпора, входящего в орографический комплекс Черногорского Хребта. Вследствие поднятия указанного горного массива Черек-Безенгийский почти под прямым углом отклонился от своего старого русла и в районе с. Бабуген слился с Череком Балкарским, образовав единую систему р. Черек. Наряду с визуально наблюдаемыми следами восходящих неотектонических движений отмечаются большие участки нисходящих движений, сопровождающихся накоплением современных отложений. Результаты изучения четвертичных отложений Скифской плиты говорят о том, что в это время данная территория в основном погружалась. Отмечается интенсивное погружение в Азово-Кубанском и некоторых областях Терско-Сунженского прогиба. Во многих районах фиксируются следы не только вертикальных, но и горизонтальных движений. Так, например, в результате движений по надвигу, осложняющему Брагунскуюбрахиантиклиналь, четвертичные отложения пришли в контакт с отложениями миоцена. На водоразделах Терского и Сунженского хребтов в поднадвиговых блоках были обнаружен четвертичный аллювий (высота его залегания составляет 350 м на г. Даут-Тюбе, 534 м на г. Крестовая и 600 м на г. Балаш), что указывает на значительный размах вертикальных движений в четвертичный период. О значительной амплитуде вертикальных неотектонических движениях свидетельствует и глубина эрозионного вреза. Так, согласно И. Н. Сафронову (1983) эрозионный врез в горных ущельях северного склона Центрального Кавказа с начала плейстоцена составил 700 – 900 м, а береговая линия Апшеронского моря на Восточном Кавказе в районе горы Шахдаг поднялась на высоту 600 – 800 м. Проведенные с использованием этих величин расчеты с учетом максимальной толщины выклинивающихся отложений позднего миоцена - плиоцена (1500-1600 м) и величины денудационного сноса в надвинутых блоках Терского и Сунженского хребтов показали, что амплитуда вертикальных движений за четвертичный период в этих зонах достигала 750-800 м.Синтез многочисленных данных об амплитудах вертикальных движений позволят строить карты новейшей тектоники различного масштаба и детальности. На рис. 2 приведен фрагмент карты Новейшей тектоники, изданной в 1977 г. под редакцией Н.И. Николаева. На этой карте для района Кавказа интервал осреднения был принят равным 20 млн. лет. В результате такого осреднения Терско-Каспийский и Азово-Кубанский предгорные прогибы представлены как области погружения, скорость которого, исходя из мощности осадочных толщ, составила 0.025-0.05 мм/год. С другой стороны, по данным многих исследователей за это время имели место как минимум три стадии воздымания, за которыми следовали этапы быстрого погружения, а также несколько этапов поднятия в четвертичный период.
Рис.2. Фрагмент карты новейшей тектоники СССР и сопредельных территорий под редакцией Н.И. Николаева. Изолинии в метрах.
Средние скорости движений в течение плиоцена для центральной части Северного Предкавказья могут быть получены с использованием данных, опубликованных в работе (Белоусов, Энман, 1999). По оценкам этих авторов рост Ставропольского поднятия в плиоцене составил 200-400 м, к северу от Ставропольского поднятия эта величина сокращается до 50-100м (в предположении, что рельеф здесь сформировался в апшероне , т.е. 1,6-0,6 млн.лет). Это дает значения скоростей вертикальных движений в четвертичном периоде 0,04 0,6 мм/год для северной оконечности Ставропольского поднятия и 0,17 0,06 мм/год для его центральной части (учитывая, что точность топографических оценок составляет минимум 100м). Скорость вертикальных движений Большого Кавказа за последние 1,8 млн. лет оценивается величиной 1,4 мм/год .
Данные о современных движениях
Одним из методов изучения современных движений (т.е. движений, происходящих в исторический период) являются повторные геодезические наблюдения, в частности, повторные нивелировки. Повторные измерения обычно проводятся с интервалом в несколько лет. Существуют области, где геодезические измерения были начаты более 100 лет назад, однако старые данные обладают низкой точностью и не позволяют уверенно оценивать скорости тектонических движений. Нами было проведено сравнение приведенных в предыдущем разделе оценок скоростей вертикальных движений по неотектоническим данным с результатами повторных геодезических наблюдений (EnmannandNikonov, 1993; Белоусов, Энман, 1999). Сравнение карт, полученных в различные годы, показало, что оценки амплитуды движений значительно варьирую от года к году в зависимости от типа данных и от способа их обработки. Все оценки скоростей вертикальных движений, основанные на данных повторных геодезических нивелировок, существенно отличаются от неотектонических данных для четвертичного периода. Причиной таких расхождений могут быть как погрешности геодезических измерений, так и целый ряд локальных процессов, не имеющих прямой связи с тектоникой.
Весьма детальную информацию о современных движениях удается в последние годы получать с использованием глобальной системы позиционирования (GPS). В частности, в обширном регионе, показанном на рис.1 раздела Современная региональная геодинамика , в течение периода с 1988 по 1997 были проведены исследования с использованием 189 GPS станций. В данном проекте участвовали ученые из многих стран; результаты измерений и их интерпретация могут быть найдена, например, в работе (McCluskyetal., 2000). Этих исследования позволили, в частности, уточнить скорости движения отдельных плит. Так GPS станции, расположенные на Аравийской плите показали, что она движется со скоростью 18±2 мм/год в направлении север - северо-запад (азимут 25º±5º) относительно Евразийской плиты. Станции в Египте показали движение Африканской плиты на север со скоростью 5-6±2 мм/год. Восточная Турция характеризуется распределенными деформациями, в то время как Центральная Турция движется практически как единое целое на запад с вращением против часовой стрелки. Анатолийская плита отделяется от Евразии правосторонним Североанатолийским разломом. Центральная и южная части Эгейского моря движутся на юго-запад со скоростью 30±1 мм/год относительно Евразии. Исключение составляют станции в юго-восточной части Эгейского моря, которые показывают увеличение скорости движения по направлению к зоне субдукции: скорость их движения на 10±1 мм/год превосходит скорость движения станций в остальных районах Эгейского моря.
Рис.3 Скорости горизонтальных перемещений в северной Турции и на Большом и Малом Кавказе по данным McClusky S. etal, 2000). Показано положение основных активных разломов.
На рис. 3 показано положение станций GPS и скорости их перемещения относительно Евразийской плиты. На карте также дано положение основных активных разломов. На рис. 3 хорошо видно, что движение Аравийской плиты в северо-западном направлении частично компенсируется выжиманием Анатолийской плиты на запад. В результате горизонтальные движения на Малом Кавказе в основном направлены на северо-восток. Сравнивая длины стрелок можно заметить, что основная часть движения компенсируется сжатием на Малом Кавказе и лишь небольшая часть транслируется далее на север и компенсируется за счет сжатия на Большом Кавказе и, возможно, в Северном Предкавказье.
Земельные движения в горах - крутизна коллапс, проливной лавы, аллювиальных конус . - Sant'Antonio Morignone - Valdisotto (Ломбардия) - (07/28/1987).
Геодинамическое исследование описывает и объясняет эволюцию системы Земли; на основе полевых наблюдений, синтезированных с помощью стандартных моделей поведения, он характеризует и изучает природные явления, которые повлияли на геоматериал и которые все еще влияют на него. Оно внутреннее для того, что происходит в глубине, и внешнее для того, что происходит на поверхности; внутренние явления - это те, которые создают рельефы; внешние явления - это те, которые их разрушают.
В ограниченном количестве геодинамические явления глобальны и постоянны; их события бесчисленны, но места, где они происходят, и обстоятельства их возникновения специфичны: как в глубине, так и на поверхности, а не просто что-то происходит, где угодно, как угодно и когда угодно.
Резюме
Система Земли
Земная система - это, с одной стороны, небольшой элемент солнечной системы, который навязывает ей свою собственную структуру и поведение, а с другой стороны - особенно сложное целое, структурированное из континентов, внутренних земель, океана и атмосферы, которые имеют определенное поведение, все посредством взаимодействия бесчисленным количеством способов на бесчисленных уровнях. С самого начала на поверхности земного шара создаются и постоянно разрушаются рельефы; вода испаряется из океана, попадает на континенты и возвращается в океан реками; в данном месте время более или менее меняется от одного дня к другому: неустойчивая динамическая система, земная система постоянно развивается под действием бесчисленных природных явлений, частью которых являются геодинамические явления.
Геологический цикл
Геодинамические явления - это наблюдаемые проявления поведения земной системы; земная поверхность всегда была местом или элементом гравитации, электромагнитных, радиоактивных воздействий . эффекты которых более или менее постоянно меняют ее во всех масштабах пространства и времени: с ночных времен на ее поверхности создаются и разрушаются рельефы. поверхность под кумулятивными эффектами падений метеоритов , извержений вулканов , землетрясений , движений суши , циклонов , наводнений , цунами . которые являются несвоевременными, но нормальными многолетними геодинамическими явлениями.
Последовательность внутренних явлений орогенеза / поднятия и внешних явлений эрозии / седиментации / диагенеза составляет геологический цикл, продолжительность которого измеряется десятками или даже сотнями миллионов лет. Многие циклы, которые следовали друг за другом с момента возникновения, не имели одинаковой продолжительности или одинаковой истории, но постоянно, в течение каждого цикла, на поверхности земного шара постоянно возникали рельефы, которые затем размывались до тех пор, пока не сглаживались.
Геологический цикл - это колеблющаяся серия одинаковых фаз переменной продолжительности, в течение которых более или менее похожие события происходят нерегулярно, поднятий, эрозий и т. Д., Которые изменяют состояние Земли, всегда отличающееся в конце цикла от того, каким оно было. в начале. Не будучи строго разделенными и связанными, фазы одного и того же цикла частично перекрываются: рельеф начинает размываться до завершения его подъема, а следующий цикл начинается до того, как завершится предыдущий. Мы являемся свидетелями завершения поднятия Альп и начала их эрозии, первой фазы нынешнего цикла.
Во время цикла столкновения плит и вулканизм создают горы, которые воздух и, возможно, ледяная вода немедленно прогрызают: поверхностная часть скалистого массива разрушается, обломки отделяются от него и перемещаются по его склонам, пока не достигнут уступа, где они осаждаются. и компактный. Эта неизбежная игра в принципе продолжается до почти полного исчезновения массива и горного ансамбля, к которому он принадлежит; он постоянен в геологической шкале времени.
Геодинамические явления
Практически все геодинамические явления известны, хорошо охарактеризованы, задокументированы и изучены: их пути, по которым мы не можем эффективно действовать, сложны, но понятны; более или менее частые, более или менее жестокие, их аналогичные события специфичны, локализованы и быстры, иногда почти мгновенны, более или менее эффективны, возможны, но не уверены в данном месте, в данный момент; таким образом, они кажутся случайными или даже непредсказуемыми, но если они действительно частны и случайны, они также поддаются объяснению; как правило, неудержимые, это не аномалии, а короткие и быстрые приключения, которые невозможно предотвратить.
Определенные природные явления, такие как извержение вулкана, обрушение утеса . или другие непреднамеренно вызванные события, такие как обрушение насыпи земляных работ, рабочий поселок . наблюдаются, но лишь немногие из них наблюдаются напрямую, когда они происходят. скорее, они характеризуются косвенно, наблюдая за их эффектами, изучая результирующее состояние пораженного участка, стабильность которого, кажется, снова приобретается, только очевидна.
На шкале времени Земли ход геодинамического явления кажется непрерывным и более или менее монотонным, но он не соответствует шкале времени человека, потому что большую часть времени мы наблюдаем средний тренд, более или менее близкий к стазису, а от время от времени, между прочим, некоторые специфические и случайные события очень короткой продолжительности, начиная с определенного порога интенсивности, который зависит как от природы рассматриваемого явления, так и от наших чувств или наших инструментов; поэтому тенденция не дает информации о возможности их проявления. Функция интенсивности / времени любого явления является непрерывной, но в любом масштабе длительности она явно неупорядочена или даже хаотична с последовательными возрастающими, уменьшающимися или стабильными тенденциями в течение более длительных периодов. Или более короткими и более или менее разнесенными, с относительными минимумами и максимумами. более или менее индивидуализированные, а иногда и пароксизмы; даже в очень краткосрочной перспективе можно различить в лучшем случае только эволюционные тенденции, а иногда и обратные тенденции; изначально эти развороты никогда не бывают очень характерными; впоследствии они могут усиливаться или аннигилировать, делая любой прогноз неопределенным или даже невозможным. Такой курс действительно зависит от большего или меньшего числа факторов, которые мы, как правило, далеки от того, чтобы знать их все и которые мы часто игнорируем, относительную важность; они характерны для отдельных вторичных явлений, менее сложных, но, тем не менее, очень редко простых; они развиваются независимо друг от друга; у них есть взлеты и падения, уровни, их интервалы монотонности более или менее продолжительны, их изменения тенденций резкие или медленные . Если бы это было строго определено, явление должно быть в стазисе, максимальном или минимальном, когда все его факторы также, что очень редко, более или менее изменчиво в том или ином направлении, когда по крайней мере один из них изменяется одинаковым образом или когда несколько изменяются более или менее беспорядочно, что является наиболее распространенным и на пике, когда они почти все на максимуме, что случается очень редко.
Но ни детерминированные, ни случайные геодинамические явления не имеют извилистых течений, которые никогда не бывают цикличными; они кажутся хаотичными только потому, что мы не знаем, как их правильно моделировать: модели детерминированы, а геодинамические явления - нет; их развитие в целом последовательное; их события аналогичны, и независимо от их интенсивности они остаются в нечетких, но определенных пределах: не происходит ничего, где угодно и когда угодно. Эволюция состояния сайта, подверженного событиям, которые непрерывно его изменяют, следует приблизительно прослеживаемому ходу, общая тенденция которого состоит в том, чтобы сделать это состояние более или менее близким к стабильности: эта эволюция является непрерывной, но не монотонной; событие в настоящем происходит в результате серии аналогичных событий в прошлом и в принципе предшествует серии аналогичных событий в будущем; именно на непрерывности эволюции и аналогии событий основывается оценка вероятности их возникновения. Но внешнее действие или редкие обстоятельства могут более или менее нарушить эту эволюцию, но не заставят ее выйти за ее пределы, за ее аттрактор; после разрушительного события конечное состояние сайта никогда не совпадает с его исходным состоянием, но никогда не бывает очень далеко от него; ничто из того, что там произошло, всегда и строго воспроизводится таким же образом, но похожие события большей или меньшей интенсивности обязательно будут происходить там в более или менее длительной перспективе с аналогичными кумулятивными эффектами.: последовательные оползни - это события, ограниченные в пространство и время постоянного размыва склона.
Последовательные события одного и того же явления, которые происходят в одном и том же месте, перекрываются, взаимозависимы, имеют взаимное влияние, более или менее похожи, но никогда не идентичны; то, что происходит до, во время и после одного из них, безусловно, согласовано, но последовательность более или менее не определена. Теоретически мы можем предсказать их только в том случае, если их последовательности достаточно длинные и однородные, чтобы их можно было использовать при вычислении вероятностей: исходя из достоверной истории развития явления в данном месте, мы можем в пределах эту историю и это место, чтобы представить его эволюцию, оценивая частоту событий заданной интенсивности; затем мы допускаем без какой-либо реальной основы, что чем больше шанс увидеть определенную интенсивность, тем больше шансов увидеть более сильную интенсивность, что период наблюдения длиннее. По аналогии с астрономическими циклами, геодинамическая перспектива была неправильно построена путем приписывания периодических течений всем природным явлениям и их аналогичным событиям с регулярным, годовым, десятилетним, столетним или даже тысячелетним временем повторения, в зависимости от их интенсивности. Оставаясь очень осторожными или даже осмотрительными, мы, таким образом, можем ждать несвоевременного события, вызывающего аварию, возможно, предвидеть его, а не предсказывать. Чтобы объявить об этом, необходимо иметь более умеренные события, называемые предвестниками; они существуют? они случатся? где и когда ? мы их заметим? Мы не знаем, как ответить на эти вопросы; в течение наблюдаемого явления - за исключением некоторых наводнений в очень краткосрочной перспективе - мы не можем идентифицировать ситуацию, которая вызовет событие данной интенсивности, и мы не можем различить, какое из них, возможно, вызовет другой аналог.
Но как только это произошло, мы можем объяснить событие, охарактеризовать то, что его спровоцировало, и, возможно, объявить об этом, не осознавая этого. Таким образом, мы можем надеяться понять процесс и впоследствии защититься от него с помощью превентивных и защитных действий. Это может быть немного, и мы далеки от уверенности в его достижении; это уже много, и мы не можем сделать лучше.
В самом деле, знание любого геодинамического явления первоначально было косвенным путем пассивного наблюдения за его эффектами, затем было эмпирическим путем часто опасной экстраполяции этих наблюдений и гипотез; он стал практичным благодаря аргументированным систематическим наблюдениям, определению наиболее влиятельных факторов, анализу их ролей и их соответствующих влияний; это было бы теоретическим путем параметрического выражения каждого из них, математической комбинации их влияний и их вариаций только для простых явлений, рассматриваемых элементарной физикой; несмотря на средства геомеханики, мы далеки от этого; Установленные прямые причинно-следственные связи крайне редки, если не вообще существуют.
Читайте также: