Історія Землі
Історія планети Земля, формування та зміни її рельєфу вивчається декількома самостійними науками: геоморфологією, геотектонікою, геологією та іншими. У рамках конспекту однієї єдиної лекції, розрахованої на 2—3 години, вести докладний їхній виклад безглуздо, тому ми вибрали найбільш наочні і прості для розуміння нефахівців приклади та аналогії, аж ніяк не претендуючи на наукову суворість розповіді.
Почнемо з дуже давнього періоду, коли не було ще ні рівнин, ні гір і, якщо дотримуватися священного писання, лише дух Божий літав над водою. Втім, наука стверджує, що тоді й води у рідкому стані на Землі ще не було.
Так чи інакше, але на поверхні Землі утворилася кора із твердих гірських порід. Найближча аналогія - утворення льоду на поверхні моря, що замерзає. У цьому слід зазначити, що температура поверхні Землі тоді досягала +800°С. Товщина твердої кори була неоднакова. На ній вирізнялися гігантські острови. Геологи називають їх платформами. Ці острови, дрейфуючи, як крижини по океану розплавленої мантії Землі, стикалися, дробилися, змінювали розміри і форму, поки, нарешті, близько трьох і семи десятих мільярдів років тому не з'явилися так звані стародавні платформи, що дійшли до наших днів.
Минуло ще близько ста мільйонів років, і Земля охолола настільки, що на поверхні сконденсувалася вода. Скінчилася «місячна» ера розвитку планети, і почалася нова геологічна історія, відома нам більш менш докладно, завдяки осадовим породам, що утворилися під впливом води і сили тяжіння.
Два з половиною мільярди років тому давні платформи закінчили своє формування і з тих пір практично не змінювалися. До них відносяться Східноєвропейська, Сибірська,Східно-китайська та інші.
Отже, древні платформи, подібно до крижин, дрейфували, та й тепер дрейфують зі швидкістю від 2-3 до 10 см на рік, по поверхні напіврідкої мантії Землі в оточенні дрібніших утворень, подібних до крижаного шугу. Хто бачив льодохід на річках, можливо, звертав увагу, що там, де стикаються великі льодові поля, лід прогинається, тріскається, його уламки лізуть один на одного, а в океані при зіткненні льодових полів виникають зони торосів. Дуже схоже формуються гори. У зонах зіткнення платформ земна кора прогинається, зминається у складки, тріскається. За тріщинами, їх геологи називають тектонічними розломами, піднімається розплавлена магма, і діють вулкани. Зверніть увагу, вулкани зазвичай утворюються осторонь лінії зіткнення платформ, якими розташовуються головні хребти (рис. 3 і 4). Вони приурочені до розломів, що відокремлюють незайману частину платформи від залученої до прогинання. Так, наприклад, розташовані Ельбрус, Казбек, Арарат, Арагац, вулкани Далекого Сходу. Після прогинання у зоні зіткнення платформ формуються гірські хребти.
Зони зіткнення платформ спеціалісти називають геосинклінальними складчастими поясами Землі. У межах цих поясів і відбувається гороутворення. Погляньмо на карту зі шкільного підручника з географії (рис. 1). Ось, наприклад, добре відомий туристам та альпіністам Альпійський складчастий пояс. Він проходить від Іспанії через Альпи, Доломіт, Карпати, Крим, Кавказ, Памір, Гімалаї, Гіндукуш, Кара-Корум. Або Урало-Монгольський пояс, він простягається від Нової Землі через Урал, Тянь-Шань, Алтай, частину Саян. Складчасті пояси поділяють або платформи (Альпійський, Урало-Монгольський), або материкові та океанічні плити (Тихоокеанський пояс).
Товщина земної кори в різнихмісцях різна. Під стародавніми платформами вона становить 15-20 кілометрів, під гірськими масивами значно більше. Гори, як айсберги, піднімаються над поверхнею Землі, але при цьому їх основи глибше занурюються в мантію. Під Кавказом, при середній висоті гір від 2,5 до 3,5 км, товщина земної кори сягає 30-40 км. Під Тянь-Шанем при висотах 5-6 км потужність земної кори сягає 70-80 км. А ось під океанами, де навантаження значно менше, зменшується й товща гірських порід. Тут вона коливається від 4 до 15 км (рис. 2).
Активне гороутворення не завжди і протягом усього складчастих поясів. Періоди гороутворення, їх називають епохами складчастості, виявляються різних ділянках поясів у час. Гори в епоху складчастості утворюються у два етапи. У першому відбувається зіткнення платформ (рис. 3). Жахлива енергія їхнього руху I гриводить у зоні зіткнення до прогинання земної кори. Чому саме до прогинання? Тому що породам, що витісняються із зони зіткнення, простіше подолати виштовхуючу (архімедову) силу рідкої мантії, ніж силу тяжкості. По краях прогинів, що утворюються, виникають тектонічні розломи. По них видавлюється розплавлена магма, утворюючи численні вулкани та цілі лавові поля. Такі поля можна побачити, наприклад, у Вірменії або в Індії на плоскогір'ї Декан.
Прогинання йде дуже повільно по кілька сантиметрів на рік і триває тисячі та мільйони років. Прогини заповнюються морською водою. У мілководних теплих морях активно розмножуються живі організми. Відмираючи, вони утворюють своїми скелетами і панцирями кілометрові товщі осадових порід: вапняків, мергелів та ін Але ось енергія платформ, що стикаються, вичерпана. Зустрічний рух припиняється, припиняється тапрогинання земної кори. Настає другий етап гороутворення.
Під дією сили, що виштовхує, відбувається повільне підняття занурених в мантію порід, зминання пластів і утворення гірських хребтів і міжгірських западин. Коли всі сили врівноважуються, гороутворення припиняється та епоха складчастості завершується. Район стабілізується, перетворюючись на молоду платформу (не плутати з рівниною!) (рис. 4).
Потім, вірніше водночас, гори починають руйнуватися. Уламки порід переносяться водою до їх підніжжя в міжгірські западини та крайові прогини. Згодом (мільйони років!) вони можуть зовсім зникнути під наносами, а наступні геологічні процеси здатні перетворити їх на гладкі рівнини. Такі зруйновані гори ховаються, наприклад, підстеповими просторами Кримського півострова. Однак життя складчастого пояса на цьому не закінчується. У його історії може наступити новий етап, здатний знищити результати минулих епох або доповнити вже існуючі гори новими, як це сталося на Кавказі, де хребти, розташовані на північ від Головного Кавказького хребта, відносяться до більш ранньої доби.
Можливі інші механізми гороутворення. Наприклад, через гідратацію, набухання гірських порід, Заалайський хребет зі швидкістю близько 2 сантиметрів на рік наступає на Алайську долину, міжгірську западину, що розділяє Памір і Паміроалай. У міру остигання Землі збільшується товщина її кори, отже й обсяг гірських порід. Земля хіба що повільно набухає, що природно, призводить до геологічним катаклізмам. У деяких місцях континентальні плити наїжджають на океанічні, у цих районах утворюються глибоководні западини та острівні дуги. Так сформувався регіон озера Байкал та Тихоокеанські западини. Однак нам для розуміння суті справи достатньо розглядатизіткнення платформ. Ще раз підкреслимо, що реальні процеси в земній корі набагато складніші, а наведена схема є лише грубою аналогією.
У межах молодих платформ під впливом тієї ж архімедової сили можуть відбутися зрушення окремих блоків (рис. 5). що теж призводить до утворення гір. Так, наприклад, виник район піку Перемоги на Центральному Тянь-Шані.
Основні інтереси гірських туристів та альпіністів зосереджені на території Альпійського та Урало-Монгольського складчастих поясів.
Остання епоха складчастості розпочалася в межах Альпійського поясу близько 160 мільйонів років тому. Наприкінці її приблизно мільйон років тому виник Головний Кавказький хребет. А ось Передовий хребет сформувався значно раніше. Його вік сягає 200 мільйонів років.
Інша історія у Урало-Монгольського складчастого пояса, до якого належить добре відомий туристам Тянь-Шань. У межах цього пояса гороутворення завершено. З погляду геологів, він складається з молодих платформ, що утворилися у різний час. Вік Урало-Монгольського поясу близько півтора мільярда років. За цей час пояс пережив три епохи складчастості, протягом яких гори виникали і розмивалися вщент. Розвиток пояса припинився близько 200 мільйонів років тому. У справжньому вигляді Тянь-Шань сформувався після усунення блоків земної кори по лінії Пік Перемоги - Мармурова стіна-Хан-Тенгрі. Тут виникли багатокілометрові скельні стіни. Сталося це вже в межах молодої платформи близько 26 мільйонів років тому. Матеріал, що складає зазначений масив - мармур, який у вигляді вапняку утворився в залитій морем міжгірській западині, а потім був перетворений і піднятий на величезну висоту.