Цикл преобразования горной породы

Горные породы на поверхности Земли последовательно проходят различные стадии преобразования.

В начале жизни Земли был период, когда ее поверхность была расплавленной. По мере остывания планеты это расплав (магма) затвердел и кристаллизовался, и образовались первые горные породы. Породы такого типа называются магматическими. Магматические горные породы продолжают формироваться и сегодня — это, например, вулканическая лава или выбросы магмы вблизи срединно-океанических хребтов (см. Тектоника плит). Поскольку это были первые породы, образовавшиеся на нашей планете, с них мы и начнем наш рассказ о цикле преобразования горной породы.

После формирования первых горных пород температура Земли продолжала снижаться, пока не опустилась ниже точки кипения воды. Как только на Землю упала первая капля дождя, магматические горные породы начали выветриваться. От породы отделилась первая частица и была смыта вниз, чтобы стать первой песчинкой на первом пляже. Время шло, все больше и больше частиц смывалось в недавно образовавшийся океан, скапливаясь на дне в виде слоя толщиной в несколько километров. В нижней части этого скопления вода протекала сквозь песчинки, оставляя между ними клейкий глинистый осадок, в результате чего образовалось что-то вроде цемента. Так под воздействием огромного давления верхних слоев рыхлое скопление песчинок превратилось в твердую горную породу — песчаник. Нечто похожее получится, если полить клеем кучу песка и затем поставить на нее что-нибудь тяжелое.

Когда на Земле появилась жизнь, стала создаваться новая широко распространенная форма отложений. Микроскопические организмы, живущие в океане, извлекали кальций из морской воды, чтобы придать твердость своим раковинам. Когда эти организмы умирали, их раковины, словно снег, падали на дно океана. Спустя тысячелетия они тоже превратились в камень — в данном случае в известняк.

Породы, образованные в процессе оседания, называются, что неудивительно, осадочными горными породами. Существуют различные виды осадочных пород в зависимости от вида отложений: песок образует песчаник, кальций образует известняк, ил образует глинистые сланцы. Крупные реки — такие как Амазонка, Нил, Миссисипи — постоянно оставляют в своих дельтах тонны ила, который когда-нибудь превратится в сланцы.

Осадочные горные породы, как правило, нетрудно распознать. Поскольку они образуются на дне океанов и озер, они откладываются слоями и выглядят как страницы лежащей на столе закрытой книги, если посмотреть на нее сбоку. Такие породы можно наблюдать по сторонам дорог, проложенных в холмистой или горной местности. И если вы видите осадочные породы высоко в горах, далеко от океанов — это наглядная демонстрация того, что поверхность Земли находится в постоянном движении (см. Тектоника плит).

После того как осадочные породы сформировались, с ними могут происходить самые разные вещи. Они могут подвергаться эрозии (выветриваться, вымываться и т. п.), привнося свои частицы в осадочные отложения новых поколений. В результате тектонической активности они могут оказаться погребенными глубоко под поверхностью Земли. Там под действием высокого давления и высокой температуры структура минералов, образующих породу, изменяется и становится кристаллической. Тогда существенно изменяется и сама горная порода, состоящая из этих минералов. Например, известняк в результате таких воздействий превращается в мрамор, а глинистые сланцы становятся кристаллическими сланцами. Горные породы, подвергшиеся таким превращениям, называются метаморфическими.

Первая частица, выветрившаяся из магматической породы, могла проделать этот путь — в земную кору и обратно — несколькими способами. Она могла входить в состав осадочных пород, которые, в свою очередь, могли вновь выветриться и образовать очередное поколение горных пород такого же типа. Или же она могла преобразоваться в породу другого типа. Наконец, любые из этих горных пород могли попасть под поверхность Земли в результате таких процессов, как столкновения материков или субдукция — когда из-за глубинных разломов одна тектоническая плита пододвигается под другую (см. Тектоника плит). В этом случае они могли расплавиться, а их атомы — выйти на поверхность в виде магматической породы для того, чтобы весь цикл повторился вновь.

См. также:
Униформизм

3
Показать комментарии (3)
Свернуть комментарии (3)

  • sdvarl  | 30.07.2005 | 01:20 Ответить
    В статье имеется физическая ошибка, которая может рассматриваться, как дань художественному вымыслу. Связана она с представлением, что когда-то в связи с понижением температуры поверхности на Земле настал момент, когда "первые капли дождя упали на Землю".
    Если считать, что количество воды на Земле не менялось, и всю имеющуюся жидкую воду перевести в атмосферу, то будет достигнуто давление большее, чем критическое давление для воды. Это означает, что при соответствующей температуре на поверхности Земли нигде не было четкой границы, отделяющей жидкую воду от газообразной. На самом деле, если учесть, что в тогдашней атмосфере было гораздо больше углекислого газа, чем сейчас, то в те далекие "горячие времена" давление атмосферы было гораздо больше, чем критическое давление для воды.
    Ответить
  • nimij@rambler.ru  | 21.05.2009 | 12:24 Ответить
    Начинать статью с рассказа о магматических породах очень даже правильно, поскольку они действительно образовались первыми и слагают все оболочки Земли, начиная с верхней мантии и до самого ядра. Но вот незадача, эти т.н. первичные магматические породы нигде не выходят на поверхность. Более того, все известные в пределах земной коры магматиты и вулканиты являются вторичными по отношению как к осадочным толщам чехла, так и протоосадочным отложениям фундамента (возраст осадочной формации Иссуа -4,2 млрд. лет, а самых древних гранитов - не превышает 3,9 млрд. лет). Выходит, что самыми древними породами на Земле, по крайней мере, в объеме земной коры, том объеме, который доступен геологам для исследований являются породы осадочного происхождения. И распознаются они, конечно, не по принципу "образования на дне океанов и озер...", а по составу, в бассейнах осадконакопления с участием водной среды.
    Если отвлечься от вопроса, что первично - "яйцо или курица?", то необходимо признать, что предложенный цикл преобразования горных пород: "расплав (магма), излияние лавы, эрозия, оседание, сжатие и снова расплав" выглядит очень убедительно. Но это только на первый взгляд, поскольку в этой цепи последовательных преобразований есть слабое звено, вернее оно отсутствует вовсе, так как ни в природных условиях, ни в эксперименте никакую осадочную породу не возможно перевести в расплав! При попадании в область высоких температур или "магматический очаг?" (хотя такое возможно только в доменной печи) из осадочной породы вначале выгорит вся органика, а негорючий остаток сохранится в виде шлака. По нашему глубокому убеждению в расплав может перейти только порода, образованная в результате кристаллизации из расплава("рожденный ползать - летать не может"). В разрезе Земли этим условиям отвечают первично кристаллические породы верхней мантии, которые и попадают на поверхность Земли из вулканов.
    Конечно, осадочные породы, погружаясь вглубь Земли, в зону высоких температур и давлений изменяют свои свойства, превращаясь в т.н. метаморфические породы (различные кристаллические сланцы, гнейсы и т.п.), которые сохраняют свою первичную осадочную природу и никогда, ни при каких условиях не могут быть переведены в расплав!
    Ответить
  • ferrogrus  | 28.05.2011 | 21:42 Ответить
    "В начале жизни Земли был период, когда ее поверхность была расплавленной." (цитата из статьи)
    а вот так считают Сорохтин, Ушаков ("Развитие Земли", учебник):
    "Во-первых, молодая Земля сразу же после своего образования была относительно холодным космическим телом и нигде в ее недрах температура не превышала температуру плавления земного вещества. Во-вторых, первичная Земля имела достаточно однородный состав..."
    И аргументированно этот факт доказывают.
    А плавиться она начала позже, и частично, и никогда не расплавлялась целиком.
    был бы интересен комментарий автора.
    Ответить
Написать комментарий

1666
1783
конец XVIII в.
Цикл преобразования горной породы
1886
1890, 1940-е
конец XIX в.
1960-е
1979
Жизненный цикл горной породы: расплав (магма), излияние лавы, эрозия, оседание, сжатие и снова расплав\n

Жизненный цикл горной породы: расплав (магма), излияние лавы, эрозия, оседание, сжатие и снова расплав

Элементы

© 2005-2017 «Элементы»