В круглом зале Президиума Академии наук СССР стояла настороженная тишина. Председатель новорожденного академического Уральского научного центра академик Сергей Васильевич Вонсовский представлял науку своего края: целая дивизия исследователей — 30 тысяч человек, из них более двух десятков членов академии, 500 докторов и 5 тысяч кандидатов наук. Правительство поступило дальновидно. Хватит научному Уралу ходить в «сыновьях», или, говоря на латыни, быть филиалом. Теперь он сам стал центром, объединяющим сорок вузов и 227 (двести двадцать семь!) исследовательских учреждений. Словом, большому кораблю — большое плавание.
Но вот о том, куда же плыть кораблю, мнения в зале разделились. «Только прикладные работы, поиски полезных ископаемых, — говорили одни, — ведь уральские недра уже не обеспечивают уральскую индустрию». — «Нет, — возражали оппоненты, — поиски нельзя вести вслепую. Нужны фундаментальные исследования, которые восстановят историю формирования Уральских гор». — «Но Урал изучен едва ли не лучше, чем любой другой район земного шара. Все главные геологические теории опробовались на уральском оселке...»
— Так что, все еще впадает в Каспий проклятая Волга? — мой однокурсник по МГУ, ныне доцент, поманил меня в коридор. — Спрячь блокнот. Этот спор, да будет тебе известно, лишен смысла: Уральских гор все равно нет.
Не дав опомниться, доцент потянул меня к карте.
— Разумеется, — продолжал он, — любой студент у меня на экзамене может сказать, что Урал — это горная страна, протянувшаяся от Карского моря до Мугоджар, которая разделяет Русскую равнину и Западно-Сибирскую низменность, — я буду вынужден поставить ему пятерку. Такова традиция, хотя все же нехорошо обманывать младенцев... Ты, брат мой по МГУ, должен знать правду. Посмотрим на север; одни продолжают Уральский хребет на Новой Земле, другие поворачивают его к Таймыру, третьи топят в Карском море. А что на юге? Мугоджары вовсе не южная оконечность Урала, горы продолжаются, но никто не знает куда — то ли они тянутся до Тянь-Шаня, то ли обрываются на Мангышлаке. С западными и восточными границами тоже история...
— Но Уральский хребет все-таки существует!
— Гм... Светило геологии прошлого века Импей Мурчисон утверждал, что горы Урала имеют западный и восточный склоны. Сотни исследователей повторяют это уже много лет, хотя отлично знают, что, например, в Свердловске никакого водораздела нет. Река Чусовая спокойно течет через осевую линию с восточного «склона» на западный, нарушая все «научные положения» Мурчисона и его последователей... Вот так-то. А уж если рассматривать Урал как геологическое понятие, то вообще неясно, тянется ли он с севера на юг или с востока на запад и есть ли этот хребет в природе.
— Ну, знаешь!
— А ты поезжай в Свердловск и сам все увидишь. В геологии сейчас революция, и эпицентр ее на Урале. Там теперь такое творится... Оттуда видней и будущее Уральского центра, и будущее самой геологии, и будущее самой что ни на есть будничной практики.
В Свердловске спорят об океанах
Свердловск один из самых «сухопутных» городов планеты. И не только потому, что по реке Исети не доплыть ни до какого моря: она многократно перегорожена плотинами еще в пределах города. Сюда не достигает даже дыхание Нептуна. Тихий океан слишком далеко, атлантический ветер обессилевает еще задолго до Урала. Чувствуется близость Ледовитого, но это уже скорее не водный бассейн, а ледяная страна. В общем, где море, а где Свердловск...
И все-таки самым большим событием молодого научного центра летом 1971 года была как раз дискуссия об океане. Один уважаемый московский академик только что вернулся из плавания на «Витязе». Он привез с собой образцы таинственной мантии Земли.
Ученые занимали места в просторном зале: маститые ближе к трибуне, молодые сзади.
— Готовятся к дискуссии, как к битве. Даже места занимают, как боевые позиции — «мобилисты» слева, «фиксисты» — справа, — шепнул знакомый мне молодой свердловский геолог.
— А где тогда нужно садиться докладчику?
— Слева. Справа он уже сидел. Понимаешь ли, очень долго геология была наукой не о всей земле, а только о суше. Недавно были сделаны крупные открытия в океане. Пришлось пересмотреть старые концепции, выдвинуть новые гипотезы. «Мобилизм» возродился, но уже на новой основе.
— А ты-то сам за кого? Какая гипотеза тебе ближе?
Вместо ответа геолог подвел меня к стенгазете «Земля». Отчеркнутая красным карандашом, там красовалась надпись: «Гипотеза — попытка перевернуть проблему с головы на ноги, не установив заранее, где у нее «ноги», а где «голова». Повесив свою стенгазету рядом с объявлением о лекции, молодые геофизики, видимо, стремились придать дискуссии нечто от КВНа. «Каждая низменность норовит стать возвышенностью, и это настоящее стихийное бедствие». Пожалуй, это не только о земной поверхности... А вот, похоже, шпилька кое-кому из маститых: «Мало быть Магелланом. Нужно, чтобы где-то был открытый тобой Магелланов пролив».
— Присмотрись, рядом с тобой главный оппонент сегодняшнего докладчика...
Оппонент пробежал глазами афоризм: «Чтобы быть полезным, не обязательно быть ископаемым». Задумался. Затем еще один: «Всем силам на земле противостоит одна-единственная — сила инерции».
— Что ж, без сопротивления нет и движения вперед, — улыбнулся он моему собеседнику.
Кому как, а мне этот настрой молодого центра понравился.
Человеку, впервые попавшему на научный диспут, порой бывает не по себе. Он часто даже не может понять, о чем же идет речь и где тут, собственно, спор. Идут доклады, задаются вопросы, и вроде бы нет никакого кипения страстей, и «драмы идей» тоже не заметно. Но это только на взгляд непосвященного...
Чего прежде всего ждут люди, спешащие на диспут? Конечно, фактов. Но сами по себе новые данные, как ни странно, мало что решают. Факты как кирпичи, из которых можно построить и хижину и дворец. И вот дискуссии стремительно ускоряют темп укладки фактов. В этом их великий смысл: во всестороннем, критическом рассмотрении как самих фактов, так и укладки их в здание новых гипотез и теорий.
Урал, как всем известно, шкатулка с драгоценностями. Рассказывают, что один профессор, спрашивая на экзамене, где есть месторождения такого-то полезного ископаемого, тут же добавлял: «Кроме Урала, конечно...»
Урал долгое время был становым хребтом нашей индустрии, да и сейчас его значение огромно. Источник этой мощи Урала — его недра. Но их богатства уже не соответствуют потребностям порой даже самого Урала. Неужели оскудела сокровищница? Нет, тут скорей другое. Открыто то, что сравнительно легко было открыть, а то, что потрудней, плохо дается. Во многом потому, что до сих пор толком не поняты законы образования и размещения руд в глубинах земли, и на Урале в частности.
А как их можно понять, если спорят, каким образом возник сам Урал?
Раньше, по крайней мере, «все было ясно»: Урал возник на том месте, где он находится по сей день, — посредине Евразии при смятии складок земной коры. И вот теперь этот важнейший как для теории, так и для практики факт поставлен под сомнение...
То была точка зрения фиксистов — Урал находится там, где он возник. Но если еще недавно гипотеза мобилизма — движения континентов — считалась своего рода «геологической экзотикой», то в последние годы изучение океанического дна дало веские аргументы в ее пользу (См. «Вокруг света» № 10 за 1971 год.) . И прошлое Урала оказалось в центре такой полемики, какой в геологии давно не было.
Напомню, что, по мнению мобилистов, многие сотни миллионов лет назад на Земле был один континент Пангея и один океан Тетис. Затем Пангея раскололась на Лавразию и Гондвану, а те, в свою очередь, дали начало современным континентам. «Обломки» Пангеи дрейфовали по поверхности мантии, подобно льдинам, и Урал обязан своим рождением столкновению двух таких «обломков»: субконтинентов Сибири и России.
Как я уже говорил, на летнюю дискуссию в Свердловске московские гости привезли с собой добытые со дна океана образцы мантии Земли. Черные, чем-то напоминающие лунные породы камни пошли по рукам. Надо было видеть, как их рассматривали!
Рассматривали и сравнивали с теми породами Урала, которые тоже, не исключено, являются породами мантии.
Но ведь мантия нигде не выходит на поверхность Земли! Ни одна самая глубокая скважина не достигла ее поверхности! Мантия скрыта пока непроницаемой толщей земной коры! Откуда же взялись океанические образцы мантии и каким образом на Урале очутились породы той же мантии? Вообще, почему такое внимание к мантии и при чем здесь океан?
Проблема мирового дунита
В жизни великого химика Д. И. Менделеева был такой случай: он смог разгадать один тщательно охраняемый секрет производства, анализируя, какие грузы поступают на завод.
«Завод», где «производятся» месторождения полезных ископаемых, пока недоступен взгляду человека, — как правило, процессы шли и идут в глубинах земной коры и в еще большей мере, видимо, в мантии.
— Понимаете, мантию не видел никто, — суммирую я то, что рассказали мне уральские геологи. — Поэтому трудно сказать, что мы ищем. Самую древнюю породу? Пожалуй, Субстрат, из которого рождается большинство полезных ископаемых? Разумеется, это наша главная цель. Ответ даст глубинное бурение на мантию, оно уже ведется на континентах и в океане. Образцов подлинной мантии мы, строго говоря, еще не имеем. Мы довольствуемся образцами из глубочайших океанических впадин и их «родичами», которые на Урале, хотя и не только на Урале, выходят прямо на поверхность. Их называют дунитами.
Мне вспомнился инженер Гарин, который своим гиперболоидом пробил путь в оливиновый пояс Земли, под которым кипел океан золота. Гарина, как и нас, манило таинственное вещество мантии. (Дунит, кстати, состоит в основном из оливина.)
— Образцы, доставленные «Витязем», и уральские дуниты — отторженцы мантии. Судить по ним о глубинном субстрате нужно с такой же осторожностью, с какой по трупам разорванных давлением глубоководных рыб мы делаем выводы об образе жизни этих рыб. И все-таки дуниты — это уже синица в руках.
Исследуя платиноносные массивы, геологи убедились, что дуниты выходят из глубин в виде труб. К тому же эти материковые породы и те, что найдены на дне океана, безусловно, родственны. Так, может быть, мы и в самом деле держим в руках кусочек пирога из той адской кухни, где природа «варит» полезные ископаемые?
Близящаяся революция в геологии — это не только пересмотр положения о незыблемости континентов. Еще недавно, казалось, не было никаких сомнений, что дуниты порождены огненным расплавом Земли — магмой (еще бы: такие глубинные породы — как им не быть детищем магмы!). Выяснилось, однако, что дуниты никогда жидкими и горячими не были.
«Было совершенно непонятно, — пишет директор Института геологии Уральского научного центра член-корреспондент АН СССР С. Н. Иванов, — как такие тяжелые и тугоплавкие породы могли подниматься в расплавленном виде из недр Земли и при этом не оказывать заметного термического воздействия на окружающие их толщи. Сейчас мы можем предполагать, что перед нами не застывшая магма, а фрагменты верхней мантии Земли, залегавшие некогда под океаном, а затем надвинутые в виде гигантских чешуи на более молодые осадки, сминаемые в горные сооружения».
Так вот зачем сухопутным геологам наука об океане! Зная тектоническую историю края, они могли бы руководствоваться компасом, который указал бы кратчайший путь к пока неведомым богатствам недр.
«Кухня металлов», а может быть, лаборатория алхимиков
Когда думали, что под слоями земли залегает океан магмы, то и рождение металлических руд рассматривали по аналогии с процессами металлургии. Но даже под вулканами нет никакого жидкого и горячего океана — так, небольшие озерца. Путь к истине оказался более длинным, сложным и запутанным, чем думалось.
Залежи ископаемых — итог очень длительных превращений. Казалось бы, вот «живые» трещины земли, выходы вулканов, по которым поднимаются флюиды — насыщенные газами растворы руд. Увы, до поверхности они не доходят, и о процессах, которые вершатся в глубине, геолог вынужден судить, как повар о пище, обоняя ее запах.
И все-таки, предположительно объяснив устройство «земного котла», легче понять, как в нем «варится пища». Так, С. Н. Иванов считает, что руда возникает из глубинного флюида, но это происходит по-разному под океанами и под материками. В первом случае участвует возникающая местами ювенильная, девственная магма, а часто и породы мантии. Процесс идет под гнетом мощного водяного пресса. Рудоносный флюид сбрасывает свою ношу там, где напор давления ослабевает. Чаще это случается не в главных разломах земной коры, а в боковых оперяющих трещинах, где давление несколько меньше. Может быть, в океанах при этих условиях часть флюида попадает непосредственно в воду и ложе океана за счет этого беднеет залежами? Не потому ли так много солей растворено в морской воде? И не значит ли это, что континенты богаче «твердыми рудами»?
Д. И. Менделеев говорил, что лучше пользоваться гипотезой, которая впоследствии может оказаться неверной, чем вообще не иметь никакой.
Исследуя недра, свердловский ученый профессор Н. Д. Буданов особенный интерес проявил к «живым» швам, рифтам, разломам, кратерам — всем тем ходам, которые ведут в глубину. Некоторые данные уральской и мировой геологии привели его к предположению: не могут ли пересечения глубинных трещин быть теми «выходами из преисподней», по которым на белый свет выбираются руды и минералы?
Еще недавно любой студент мог возразить профессору, что если даже эта гипотеза и верна, то для Урала она неактуальна и ничем не может помочь поисковикам. Пересечение поднятий, процитировал бы он самого В. А. Обручева, признают только исследователи старой школы, а «современная геология уже не допускает, чтобы участок земной коры... подвергшейся интенсивной складчатой дислокации одного направления, мог под влиянием давления другого направления изменить свою первоначальную складчатость». Проще говоря, это означало вот что. Уральские горы — древняя складка земной коры, которая тянется по меридиану. Поперечные, широтные складки на Урале не должны иметь место.
Первыми с этим не согласились геофизики. Уже лет тридцать назад они заметили, что сейсмические волны лучше распространяются как раз поперек Урала. Провели магнитную съемку глубин. Что такое, на картах явно вырисовывался кряж, идущий от города Кирова куда-то на восток! Последнее слово в этом исследовании выпало на долю самых молчаливых свидетелей — камней. Амфиболит, вытащенный из глубин, оказался весьма почтенного возраста — 1,5 миллиарда лет. Анализ показал, что он рожден не магмой, а океаном. Тем самым древним водоемом, который был на месте Урала.
Так был открыт погребенный Биармейский хребет, или, как его еще называют, Третий Урал (второй, зауральский, кряж погребен на востоке от современного хребта). А вместе с ним обрели гражданство в науке те самые поперечные трещины и «живые» швы, которые нужны для объяснения того, как на Урале формируются месторождения.
Но каков он, этот «хорошо изученный» Урал? Кроме видимого, значит, есть еще Урал «невидимый», и не меридиональный это хребет, а широтно-меридиональный, и скорее даже не хребет, а сочетание хребтов... «Полно, есть ли сам хребет?» — вспомнились мне слова моего московского друга.
Если есть дерево, то есть и корни. Считалось, что применительно к горам это так же верно, как и к деревьям: поднятиям над поверхностью должны отвечать прогибы под поверхностью, могучие «корни» хребтов. И вот последнее открытие, верней «закрытие»: Урал не имеет никаких таких особых «горных корней». Сейсмика показала, что толща земной коры под Уралом та же самая, что в Подмосковье! Вдавленность есть, но незначительная — 3—6 километров, при толще коры, равной 38—40 километрам, фактически и равнина и Уральский хребет лежат на одном и том же основании! Это переворачивает многие «геологические устои», это противоречит... надо быть геологом, чтобы понять, какой это удар по прежним теориям.
Итак, быть может, Урал — это смятие, возникшее при стыковке двух субконтинентов; итак, «Уралов» несколько — есть привычный нам меридиональный хребет, а есть широтные, погребенные хребты; итак, у этой горной страны нет погруженного в мантию прогиба, как это горным странам положено; итак, прослеживаются черты, видимо роднящие континентальный Урал с порождениями океана...
Когда быстрое течение упирается в препятствие, то струи его в поисках выхода разбегаются веером. Точно так же ведет себя и человеческая мысль. Сколь велик «разброс» гипотез в мировой геологии вообще и на Урале в частности, могут дать представление взгляды того же Буданова на источник формирования руд и минералов.
Те минералы, которые мы находим вблизи от поверхности, — те же самые и в толще всей планеты? Нет, конечно; есть все основания думать, что ближе к ядру Земли давление столь велико, что там вообще нет привычных нам химических элементов: оболочки электронов вдавлены там в ядре атомов. Нет там ни железа, ни меди, ни золота. И все же они там есть, потому что они оттуда берутся. Парадокс, не так ли?
Как же они все-таки берутся? Профессор Буданов считает, что этот процесс не обходится без ядерных превращений, что наша Земля — мощный ядерный реактор, где одни элементы переходят в другие.
Такова крайняя, далеко отстоящая от всех других, точка «веера» идей, который развернулся сейчас на Урале. Шутливая стенгазета своеобразно, но точно отражает тот дух искания, раздумий, сомнений, который утвердился в стенах нового научного центра.
То, что будет
Я сказал: «В стенах нового научного центра». Но это дань литературе. Стен этих еще нет. Есть стены прежних институтов Свердловска, а новые, специально для научного центра, еще предстоит возвести. Сколь насущна эта задача, говорит хотя бы то, что строительство Уральского научного центра объявлено ударной комсомольской стройкой. Слишком велики и безотлагательны те проблемы, которые стоят перед уральской наукой. Есть, как видим, люди, есть опыт, есть интереснейшие, хотя порой и головокружительные идеи, есть дух нетерпеливого поиска — нужны новые лаборатории, аппаратура, оснастка. Стратегический план, по которому будет жить новый научный центр, более обширен, чем может показаться из этих записок. Исследование земного магнетизма — в Свердловске находится ведущая в этой области научная школа, которую возглавляет академик С. В. Вонсовский. Ядерный каротаж — новый метод «просвечивания» земных недр (метод новый, но на Урале его развивает старейшая в стране геофизическая станция). Исследования карста — на Урале, в Кунгуре, есть единственный в мире стационар, который этим занимается; его исследования помогают, например, обеспечить устойчивость плотины на Каме. Эти, как и многие другие направления, были в заделе. Но сейчас создан и первый в стране Институт экологии — не одной геологией будет жить Уральский научный центр. В лаборатории Института геологии с помощью сверхвысоких давлений моделируют условия земных глубин, то есть воссоздаются условия той «кухни», где природа творит минералы и руды (бурение бурением, гипотезы гипотезами, а кое-что можно уже и проэкспериментировать!). Еще есть... Но хватит, пожалуй.
Перед отъездом из Свердловска я снова подошел к стенгазете геофизиков. Там был новый рисунок. Идет по уральскому меридиану седой академик, чем-то похожий на эффелевского бога; а по бокам стоят Нептун, Вулкан, Плутон, и каждый манит ученого к себе. И кажется, ученый делает шаг к Нептуну. Но в то же время дружески улыбается и его коллегам по Олимпу...
Сегодняшняя ситуация в геологии обрисована тут с завидной точностью. В науках о Земле назревает и, пожалуй, даже идет подлинная революция. В интереснейшее время возник Уральский научный центр...
Гималаи — аналог Урала?
Проблема происхождения Урала вызывает интерес не только у советских, но и у зарубежных геологов, о чем свидетельствует, например, недавняя гипотеза доктора наук Гамильтона (США). Проанализировав имеющиеся данные, Гамильтон пришел к убеждению, что Русский и Сибирский субконтиненты 550 миллионов лет назад находились, видимо, на значительном расстоянии друг от друга. Их столкновение произошло много позже, примерно 225 миллионов лет назад. При этом становление Урала было результатом процесса более сложного, чем просто «наползание» краев двух субконтинентов.
Гамильтон полагает, что Русский субконтинент обладал островной дугой, отделенной от его края океаническим бассейном. Однако впоследствии земная кора под этим бассейном стала уходить вглубь. Примерно такое же поглощение участков коры имело место и в районе Сибирского субконтинента. В конечном счете островные дуги и субконтиненты «срослись», дав начало Уральскому хребту. На этом деформация, однако, не закончилась, что еще более затрудняет расшифровку строения Урала.
Исследователь считает, что его гипотеза приложима к изучению всех сходных с Уралом горных структур. С этих позиций он, в частности, приступил сейчас к переоценке истории образования Гималаев.
А. Харьковский, наш спец. корр.
Горные системы - пожалуй, одно из самых монументальных и впечатляющих творений природы. При взгляде на покрытые снегом вершины, выстроившиеся друг за другом на протяжении сотен километров, невольно задаешься вопросом: что за необъятная сила создала их?
Горы всегда кажутся людям чем-то незыблемым, древним, как сама вечность. Но данные современной геологии прекрасно демонстрируют, насколько переменчив рельеф Горы могут располагаться там, где некогда плескалось море. И кто знает, какая точка Земли будет самой высокой через миллион лет, и что станет с величественным Эверестом…
Механизмы образования горных хребтов
Чтобы понять, как образуются горы, необходимо хорошо представлять, что такое литосфера. Этим термином обозначается внешняя оболочка Земли, которая имеет очень неоднородное строение. На ней можно обнаружить и вершины высотой в тысячи метров, и глубочайшие каньоны, и обширные равнины.
Земная кора образована гигантскими которые находятся в беспрерывном движении и время от времени сталкиваются краями. Это приводит к тому, что определенные их участки трескаются, приподнимаются и всяческим образом меняют структуру. В результате образуются горы. Конечно, изменение положения плит происходит очень медленно - всего на несколько сантиметров в год. Однако именно благодаря этим постепенным сдвигам за миллионы лет на Земле образовались десятки горных систем.
Суша имеет как малоподвижные участки (в основном на их месте образуются большие равнины, как, например, Прикаспийская), так и достаточно «беспокойные» области. В основном на их территории когда-то находились древние моря. В определенный момент наступал период интенсивного и давления подступающей магмы. В результате морское дно, со всем его многообразием осадочных пород, поднималось на поверхность. Так, к примеру, возникли
Как только море окончательно «отступает», на оказавшийся на поверхности массив пород начинают активно воздействовать осадки, ветра и перепады температур. Именно благодаря им каждая горная система имеет свой особый, неповторимый рельеф.
Как образуются тектонические горы
Ученые считают движение тектонических плит самым верным объяснением того, как образуются складчатые и глыбовые горы. Когда платформы смещаются, земная кора в определенных участках может сдавливаться, а иногда даже разламываться, приподнимаясь с одного края. В первом случае образуются (отдельные их области можно встретить в Гималаях); другой механизм описывает возникновение глыбовых (например, Алтай).
Некоторые системы отличаются массивными, крутыми, но не слишком разделенными склонами. Это характерный признак глыбовых гор.
Как образуются вулканические горы
Процесс формирования вулканических вершин довольно сильно отличается от того, как образуются складчатые горы. О происхождении их довольно ясно говорит название. Вулканические горы возникают в том месте, где на поверхность прорывается магма - расплавленная горная порода. Она может выходить через одну из трещин в земной коре и скапливаться вокруг нее.
В некоторых точках планеты можно наблюдать целые хребты такого типа - результат извержения нескольких близкорасположенных вулканов. Относительно того, как образуются горы, есть и такое предположение: расплавленные породы, не находя выхода, просто давят на поверхность земной коры изнутри, в результате чего на ней возникают огромные «выпуклости».
Отдельный случай - подводные вулканы, расположенные на дне океанов. Магма, вышедшая из них, способна затвердевать, образуя целые острова. Такие государства, как Япония и Индонезия, располагаются именно на участках суши вулканического происхождения.
Молодые и древние горы
О возрасте горной системы явно говорит ее рельеф. Чем острее и выше вершины, тем позднее она образовалась. Молодыми считаются горы, сформировавшиеся не более 60 миллионов лет назад. К этой группе относятся, к примеру, Альпы и Гималаи. Исследования показали, что они возникли около 10 миллионов лет тому назад. И хотя до появления человека оставалось еще огромное количество времени, в сравнении с возрастом планеты это совсем небольшой срок. Молодыми также считаются Кавказ, Памир и Карпаты.
Пример древних гор - Уральский хребет (возраст его составляет более 4 миллиардов лет). К этой группе также можно отнести северо- и южноамериканские Кордильеры и Анды. По некоторым данным, самые древние горы на планете находятся в Канаде.
Современное формирование гор
В XX веке геологи пришли к однозначному выводу: в недрах Земли заключены огромные силы, а формирование ее рельефа никогда не прекращается. Молодые горы все время «растут», увеличиваясь в высоте примерно на 8 см в год, древние - постоянно разрушаются под действием ветра и воды, медленно, но верно превращаясь в равнины.
Яркий пример того, что процесс изменения природного ландшафта никогда не останавливается - постоянно происходящие землетрясения и извержения вулканов. Другой фактор, влияющий на процесс того, как образуются горы - движение рек. При поднятии определенного участка суши их русла становятся глубже и сильнее врезаются в породы, порой прокладывая целые ущелья. Следы рек можно обнаружить на склонах вершин, наравне с остатками долин. Стоит отметить, что в разрушении горных цепей участвуют те же природные силы, что некогда формировали их рельеф: температуры, осадки и ветра, ледники и подземные источники.
Научные версии
Современные версии орогенеза (происхождения гор) представлены несколькими гипотезами. Ученые выдвигают следующие вероятные причины:
- погружение океанических впадин;
- дрейф (скольжение) материков;
- подкоровые течения;
- вспучивание;
- сокращение земной коры.
Одна из версий того, как образуются горы, связана с действием Поскольку Земля имеет форму шара, все частицы материи стремятся расположиться симметрично относительно центра. Кроме того, все горные породы различаются по массе, и более легкие из них со временем оказываются «вытеснены» на поверхность тяжелыми. В совокупности эти причины приводят к появлению неровностей на земной коре.
Современная наука пытается определить основной механизм тектонических изменений на основе того, какие горы образовались в результате того или иного процесса. С орогенезом пока еще связано много вопросов, до сих пор остающихся без ответа.
В восточной части Урала среди палеозойских осадочных толщ широко распространены разнообразные по составу магматические породы. С этим связано исключительное богатство восточного склона Урала и Зауралья разнообразными рудными ископаемыми, драгоценными и полудрагоценными камнями.
Публикации по географии >>>
Туристско–краеведческая характеристика республики Северная Осетия
Республика Северная Осетия является субъектом РФ, часть Южного федерального округа. Кроме того, она входит в состав Северо-Кавказского экономического района. Республика Северная Осетия расположена на предгорья …
Социально-экономическое совершенствование и управление городского района
Экономическая деятельность человека, в конечном счете, имеет целью создание материальной базы для улучшения условий жизни. Поскольку люди в своей экономической деятельности тесно связаны друг с другом, постольку …
 |
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
| 2005-2015 (UB) All Rights Reserved |
||||||||||||||||||||
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ УРАЛЬСКАЯ СКЛАДЧАТАЯ ОБЛАСТЬ
Уральская складчатая область является составной частью Центрально-Азиатского подвижного пояса, разделяющего Восточно-Европейскую, Сибирскую, Таримскую и Китайско-Корейскую древние платформенные области.
Складчатые сооружения Урала возникли на месте палеозойского Уральского океана, закрывшегося в конце позднего палеозоя в результате сближения Восточно-Европейской, Сибирской и Казахстанской континентальных глыб.
Комплексы, слагающие его современную структура залегают в виде серии тектонических чешуй, надвинутых на окраину Русской платформы.
Восточные границы скрыты под чехлом молодой Западно-Сибирской плиты. Уральская складчатая область представляет собой типичный пример линейных коллизионных структур субмеридианального простирания. Выделяют внешние (западные) зоны развившиеся на окраине Восточно-Европейского кратона или вблизи него, и внутренние (восточные), где широко представлены палеозойские комплексы океанического и островодужного генезиса.
Границей между внешней и внутренней зонами служит полоса серпентинитового меланжа маркирующая сутуру Главного Уральского разлома.
Внешние зоны Урала включают автохтонные комплексы Предуральского краевого прогиба, Западно- и Центрально-Уральской складчатых зон.
1. Предуральский краевой прогиб, заполненный пермской континентальной молассой представляет собой пограничную с Восточно-Европейской платформой структуру расположенную вдоль западного борта всего сооружения Урала, кроме Мугоджар и Пай-Хоя. Ширина этой зоны варьирует от 50 до 100 км.
Тектоника и геологическое строение Урал.
В продольном направлении в структуре прогиба выделяется несколько впадин: Бельская, Уфимско-Соликамская, Верхнепечорская, Воркутинская и др. глубиной до 10-12 км. Доверхнекаменноугольные отложения прогиба сходны с одновозрастными толщами Русской плиты. Заложение прогиба началось в позднем карбоне, ранней перми и связано с коллизионными процессами. Первоначально он представлял собой относительно глубоководный бассейн, с дефицитным глинисто-кремнисто-карбонатным осадконакомплением.
В западной части прогиба развиты биогермные известняки, а на востоке морские молассовые отложения. В кунгурское время в условиях отсутствия связи с океаном в застойных водах в южных частях Урала формировались эвапоритовые толщи, а в более северных — угленосные. Дальнейшие деформации и связанный с ними рост Урала привели в поздней перми, раннем триасе к интенсивному размыву складчатых сооружений и постепенному заполнению тылового осадочного бассейна типично моллассовой толщей.
2. Западно-Уральская зона, представлена в современном эрозионном срезе деформированными палеозойскими отложениями, формировавшимися в условиях пассивной континентальной окраины Восточно-Европейской платформы. Палеозойские образования резко несогласно лежат на породах древнего складчатого фундамента, и представлены, главным образом, мелководными осадками.
Нередки и тектонические покровы, перемещенные из более восточных зон, где в палеозое широко развиты океанические и островодужные комплексы. Наиболее типичными отложениями на западном склоне Урала являются шельфовые комплексы. Они, представлены породами, во многом аналогичными тем, которые развиты на Восточно-Европейской платформе.
Возраст подошвы осадочного чехла закономерно омолаживается с севера на юг. В Пай-Хое и Полярном Урале разрез начинается с кембрия — раннего ордовика. На южном Урале основание шельфового разреза относится верхам ордовика.
Состав подошвенной части разреза образован терригенными осадками, которые формировались за счет размыва пород фундамента Восточной Европы. В ряде случаев, в основании разреза отмечаются бимодальные комплексы вулканитов, который является четким показателем континентального рифтогенеза. Cилурийский интервал разреза сложен преимущественно граптолитовыми сланцами.
Начиная с верхнего силура в разрезе преобладают известняки. Для нижнего девона характерными являются мощные до 1500 м. рифовые известняки, образовывавшие барьерный риф, который располагался вдоль окраины Восточно-Европейского континента. На западе, на платформенном склоне, органогенные известняки слагают весь разрез вплоть до конца карбона — нижней перми. К востоку в сторону существовашего в то время Уральского океана карбонатные отложения сменяются флишем.
На коллизонном этапе, в конце палеозоя, в следствие, мощного давления континентальных масс с востока (в современных координатах) эти комплексы были дислоцированы и по принципу "домино" надвинуты друг на друга, что послужило причиной современной сдуплексированной структуры Западно-Уральской складчатой зоны.
3. Центрально-Уральская складчатая зона представляет собой область почти непрерывных выходов докембрийского кристаллического фундамента (доуралид). Древние массивы представляют собой фундамент микроконтинетов, отторгнутых в процессе рифтогенеза от Восточно-Европейского кратона, либо микроконтиненты вошедшие в современную структуру Урала в результате позднедокембрийских коллизионных процессов.
Для первых характерны рифейские комплексы, формировавшиеся на окраине раннедокембрийского Восточно-Европейского континента. Типичными представителями этой группы являются Башкирский и Кваркушский массивы.
Наиболее древние образования имеют здесь AR-PR1 возраст и представлены гнейсами, амфиболитами и мигматитами. Выше залегают рифей-вендские осадочные толщи. Разрез сложен цикличной последовательностью обломочных и карбонатных пород, образовавшихся в основном в мелководных условиях за счет сноса обломочного материала с континента.
На двух уровнях в этом разрезе появляются вулканиты трахибазальтового состава, связанные вероятно с эпизодом растяжения и формированием пассивной окраины. Рифей-вендский комплекс перекрыт существенно карбонатными отложениями силура, девона, карбона, аналогичными Западно-Уральской зоне.
Ко второй группе доуралид относятся складчатые комплексы позднего докембрия, представленные островодужными и осадочными образованиями, которые присоединились к Европе в байкальское время (в конце докембрия).
Блоки сложенные этими комплексами наиболее многочисленны на Северном и Полярном Урале в пределах Центрально-Уральского и Харбейского поднятиев.
В ядрах этих антиформных структур обнажается высокометаморфизованное породы (гнейсово-мигматитовая ассоциация). Периферические части представлены трансгрессивными вулканогенно-осадочными отложениями позднего рифея — венда и нижнего кембрия. Вулканиты представлены зонально-метаморфизованными породами дифференцированной базальт-андезит-дацитовой известко-щелочной кали-натровой серией, характерной для островодужных образований.
Метаморфизованные вулканиты резко несогласно перекрыты платформенными отложениями ордовика. Часто в ассоциации с вулканитами в разрезе присутствуют глаукофановые сланцы, указывающие на аккреционно-коллизионную обстановку.
Аналогичные следы столкновения и причленения блоков пород к Восточно-Европейскому континену можно видеть и на Южном Урале в пределах поднятия Уралтау.
Зона Главного Уральского разлома представляет собой тектонический шов, выраженный мощной зоной серпентинитового меланжа изменчивой ширины — от нескольких до 20 км.
Сам разлом является фронтальной зоной крупнейшего глубинного шарьяжа, по которому симатические комплексы восточных зон надвинуты на сиалическое основание западной части Урала. Останцами этого покрова являются разновеликие блоки и пластины различных комплексов пород развивавшихся на коре океанического типа, которые встречаются во внешней зоне Урала. Остатки этих же пород, в том числе различные члены офиолитовой ассоциации: гипербазиты, габбро, подушечные лавы, кремнистые осадки и т.п., расположены среди развальцованной серпентинитовой матрицы, внутри полосы маркирующей зону надвига.
Часто разлом выражена бластомиланитами, метаморфическими сланцами, в том числе глаукофановыми, эклогитами, т.е. породами формирующимися при больших давлениях. Развитие эклогит-глаукофанового метаморфизма может свидетельствовать о том, что большая часть этих комплексов возникла во фронтальных зонах островных дуг в условиях частой коллизии (например, островная дуга-микроконтинент или симаунт).
Таким образом, формирование зоны главного Уральского разлома неразрывно связано с аккреционно-коллизионными процессами
Внутренние зоны Урала наиболее полно обнажены в Южном Урале и включают Тагило-Магнитогорскую, Восточно-Уральскую и Зауральскую зоны
1. Тагило-Магнитогорская зона включает полосу прогибов, сопровождающую с востока зону Главного Уральского разлома. С юга на север обосабливаются Западно-Мугоджарский, Магнитогорский, Тагильский, Войкаро-Щучьинский синклинории.
По своему строению зона представляет синформную структуру, состоящую из серии тектонических покровов, наслоенных друг на друга. В строении покровов участвуют ордовикско-каменноугольные плутонические, вулканогенные и осадочные комплексы пород, которые рассматриваются как образования океанических впадин, островных дуг, краевых вулканических поясов, связанных с ними глубоководных флишевых трогов и мелководных терригенных и карбонатных толщ, перекрывающих новообразованную в палеозое континентальную кору.
Выступы докембрийского сиалического фундамента здесь отсутвуют. В целом Тагило-Магнитогорское зону можно представить как поле развития океанических (офиолитовых) и островодужных (известково-щелочных) комплексов, составляющих известный зеленокаменный пояс Урала. Формирование вулканических комплексов островодужного генезиса в пределах восточной части Урала происходило в несколько этапов. Островодужный вулканизм начался в среднем ордовике и продолжался в силуре.
Комплексы соответсвующего возраста отмечены в пределах Сакмарской пластины. Более молодые ранне-средне девонские вулканиты андези-базальтового типа слагают полосу вдоль восточного борта Магнитогорского сикнлинория (Ирендыкская дуга). Средне-позднедевонкие и раннекарбоновые субдукционные комплексы вскрываются в пределах Магнитогорской полосы.
2. Восточно-Уральская зона — зона развития докембрийских комплексов бывших микроконтинентов с аллохтонами, сложенными породами офиолитовой ассоциации и островодужными комплексами.
Комплексы доуралид внутренних зон складчатого пояса Урала слагают поднятия, такие как Зауральское и Восточно-Уральское, Мугоджарское (последние иногда объединят в Урало-Тобольский антиклинорий или выделяют в качестве гранитно-метаморфической оси Урала).
В их состав входят преимущественно докембрийские толщи, а также нижнепалеозойские образования, часто неопределенного возраста, которые в результате высокотемпературного метаморфизма иногда становятся неотличимыми от докембрия.
В отношении природы доуралид Восточно-Уральской зоны нет единого мнения.
Многие исследователи предполагают, что все они являются обломками древнего фундамента которые принадлежали либо другим континентам, либо были отторгнуты от Восточной Европы при образовании Палеоуральского океана и присоединились к Восточно-Европейскому континенту при закрытии океана в позднем палеозое и, таким образом, включенны в структуру Урала на аккреционно-коллизионном этапе его развития.
С уверенностью такую модель можно принять только для Зауральского массива, в пределах, которого есть остатки чехла — кембрийские отложения и рифтогенный комплекс ордовика — показатель раскола.
В большинстве же своем в структурном отношении доуралиды представляют собой гранитогнейсовые купола, с характерным двухъярусным строением. В ядрах куполов, образуя нижний ярус, преобладают AR-PR комплексы.
Они подверглись многократному метаморфизму и метасоматическому гранитообразованию, в результате которого сформирован полифазный метаморфический комплекс: от центра купола наблюдается смена гнейсов и мигматитов на кристаллические сланцы и ближе к краям на амфиболиты с реликтами гранулитовой фации метаморфизма. Верхний ярус куполов составляет, так называемая, сланцевая оболочка, которая структурно не согласована с ядром и образует периферию куполов.
Состав этой оболочки весьма разнообразен, среди них присутствуют офиолиты, осадки континентального подножия, шельфовые, рифтогенные и пр. комплексы, претерпевшие существенный метаморфизм.
Двухъярусное строение куполов можно интерпретировать как результат того, что породы верхнего яруса (океанические и островодужные комплексы палеозоя) аллохтонно перекрывают докембрий нижнего яруса. Образование самой структуры куполов наиболее естественно связать с диапировым всплыванием мобилизованного сиалического основания уже после того, как палеозойские комплексы были надвинуты на докембрийское основание.
При этом метаморфизму подвергались как древние, так палеозойские комплексы. А сам метаморфизм носил концентрически зональный характер, убывая к периферии куполов. Время образования куполов соответствует времени внедрения гранитных массивов и отвечает заключительному этапу формирования складчатой структуры Урала — на рубеже карбона — перми.
3. Зауральская зона — наиболее восточная и наиболее погруженная область распространения палеозоид.
Преимущественным развитием в этой зоне пользуются верхнедевонско-каменноугольных вулканогенно-осадочных отложения. Характерной чертой является присутствие вулкано-плутонических комплексов. В состав этой зоны входит полоса известково-щелочных вулканитов нижнего-среднего карбона, отвечающая активной континентальной окраине Казахстана (Валерьяновский пояс).
Пояс образован андезитами, андези-базальтами, дацитами и прорывающими их диоритами и гранодиоритами. С запада этот пояс сопровождается офиолитами и островодужными комплексами силура и девона, которые могут рассматриваться как остатки субдукционного меланжа, образованные перед его фронтом.
К востоку от пояса в его тылу развиты карбонатные и карбонатно-терригенные отложения верхнего девона и нижнего карбона, ниже которых залегают красноцветы и вулканические породы сопоставимые с отложениями Центрального Казахстана.
Согласно вышесказанному, общую структуру Урала можно представить образованной из двух структурных комплексов: нижнего автохтонного и верхнего аллохтонного. К нижнему структурному комплексу принадлежит фундамент Восточно-Европейской платформы, вместе с залегающим на нем чехлом осадков пассивной континентальной окраины во внешней части Уральского пояса, а также древние докембрийские массивы которые представляют собой фундамент микроконтинетов, отторгнутых в процессе рифтогенеза от Восточно-Европейского кратона, либо микроконтиненты вошедшие в современную структуру Урала в результате позднедокембрийских коллизионных процессов.
Верхний структурный комплекс образован чешуями океанических и островодужных серий надвинутыми в сторону Восточно-Европейской платформы.
Складчатое сооружение Урала возникло на месте прежнего океана за счет поглощения его коры. Уральский палеоокеан был унаследован от позднедокембрийского океанического бассейна и развивался на месте раскола окраины Восточно-Европейского континента.
На протяжении всей истории Урала можно выделить три основных тектонических этапа:
1. Наиболее длительный этап связан с заложением и ростом океанического ложе — с вена по девон)
2. Интенсивная субдукция океанической коры во многочисленных зонах субдукции, связанных с островными дугами — девон, ранний карбон
3. Коллизия, связанная со столкновением Восточно-Европейского, Сибирского и Казахстанского континентов в позднем карбоне — перьми.
Формирование складчатой структуры Урала закончилось в конце карбона или начале перми. Об этом говорит массовое внедрение гранитных батолитов и окончание формирования гранитогнейсовых куполов в западной части Урала. Возраст большинства гранитных массивов оценивается в 290-250 млн. лет. Перед фронтом Уральских гор был сформирован глубокий прогиб, куда поступали продукты эрозии.
Дальнейшая Mz-Kz история Урала заключалась в его постепенном разрушении, пенепленизации и формировании кор выветривания.
Министерство Образования и Науки Российской Федерации
Федеральное агенство по образованию
Государственное Образовательное Учреждение Высшего
Профессионального Образования
Волгоградский Государственный Педагогический Университет
Естественно-географический факультет.
Курсовая работа по физической географии России
Тема: Уральские горы
Выполнила: студентка ЕГФ
сп-ть география
3 –го курса группы Г-411
Воднева Р.Г.
Проверила: Клюшникова Н.
Волгоград 2006г.
Ведение
Цель моей курсовой работы: Исследовать птк – Урал, его географические особенности и положение на территории России.
Эта тема актуальна потому что:
— связана с геогафией, следовательно, необходима для учителя географии, т.
к. в школьном курсе 8 кл. изучаются природные комплексы России.
Таким образом, эта тема является очень важной для изучения на уроках географии. Поэтому я выбрала именно её, как необходимую тему для моей будущей профессии, так как собираюсь работать в школе.
"КАМЕННЫЙ ПОЯС ЗЕМЛИ РУССКОЙ"
"Каменный пояс Земли Русской" — так величали Уральские горы в старину.
Действительно, они как бы перепоясывают Россию, отделяя европейскую часть от азиатской.
Горные цепи, протянувшиеся более чем на 2000 километров, не заканчиваются на берегу Северного Ледовитого океана. Они лишь не на долго погружаются в воду, чтобы потом "вынырнуть" — сначала на острове Вайгач. А затем на архипелаге Новая Земля. Таким образом, Урал тянется к полюсу еще на 800 километров.
"Каменный пояс" Урала сравнительно неширок: он не превышает 200 километров, местами сужаясь до 50 километров и менее.
Это древние горы, возникшие несколько сотен миллионов лет назад, когда длинным неровным "швом" спаяли фрагменты земной коры. С тех пор хребты хотя и подновлялись восходящими движениями, но все же больше разрушались. Высшая точка Урала гора Народная — поднимается всего на 1895 метров. Вершины за 1000 метров — исключены даже в наиболее возвышенных частях.
Весьма разнообразные по высоте, рельефу и ландшафтам, Уральские горы принято делить на несколько частей.
Самая северная, вклинившаяся в воды Северного Ледовитого океана, — хребет Пай-Хой, невысокие (300-500 метров) гряды которого частично погружены в ледниковые и морские осадки окружающих равнин.
Полярный Урал заметно выше (до 1300 метров и более).
В его рельефе — следы древней ледниковой деятельности: узкие гребни с острыми вершинами (карлингами); между ними лежат широкие глубокие долины (троги), в том числе и сквозные.
По одной из них Полярный Урал пересекает железная дорога, идущая до города Лабытнанги (на Оби). В Приполярном Урале, весьма схожем по облику, горы достигают максимальных высот.
На Северном Урале выделяются отдельные массивы-"камни", заметно возвышающиеся над окружающим низкогорьем, — Денежкин Камень (1492 метра), Конжаковскии Камень (1569 метров).
Здесь четко выражены продольные гряды и разделяющие их понижения. Реки вынуждены долго следовать по ним, прежде чем наберутся сил вырваться из горной страны по узкому ущелью.
Вершины, в отличие от полярных, — закругленные или плоские, украшенные ступенями — нагорными террасами. И вершины, и склоны покрыты развалами крупных глыб; кое-где над ними возвышаются останцы в виде усеченных пирамид (по-местному тумпы).
Ландшафты здесь во многом сродни сибирским.
Вечная мерзлота сначала появляется в виде небольших пятен, но по направлению к полярному кругу распространяется все шире и шире. Вершины и склоны покрываются каменными развалами (курумами).
На севере можно встретить обитателей тундры — северных оленей в лесах водятся медведи, волки, лисицы, соболи, горностаи, рыси, а также копытные (лоси, олени и др.).
Ученым не всегда удается установить, когда в той или иной местности поселились люди.
Урал — один из подобных примеров. Следы деятельности людей проживавших здесь 25-40 тысяч лет назад сохранились только в глубоких пещерах. Найдено несколько стоянок древнего человека. Северная ("Базовая") находилась в 175 километров от полярного круга.
Средний Урал к горам можно отнести с большой долей условности: в этом месте "пояса" образовался заметный провал.
Осталось лишь несколько обособленных пологих сопок не выше 800 метров. Плато Предуралья, принадлежащие Русской равнине, свободно "переливаются" через главный водораздел и переходят в Зауральское плато — уже в пределах Западной Сибири.
У Южного Урала, имеющего горный облик, параллельные хребты достигают максимальной ширины.
Вершины редко преодолевают тысячеметровый рубеж (высшая точка — гора Ямантау — 1640 метров); очертания их мягкие, склоны пологие.
Горы Южного Урала, в значительной мере сложенные легкорастворимыми горными породами, имеют карстовую форму рельефа — слепые долины, воронки, пещеры и провалы, образующиеся при разрушении сводов.
Природа Южного Урала резко отличается от природы Северного Урала.
Летом в сухих степях кряжа Мугоджары земля прогревается до 30-40`C. Даже слабый ветер поднимает вихри пыли. Река Урал протекает у подножия гор по длинной впадине меридионального направления. Долина этой река почти безлесная, течение спокойное хотя встречаются и пороги.
В Южных степях встречаются суслики-байбаки, землеройки, змеи и ящерицы.
На распаханных землях распространились грызуны (хомяки, полевые мыши).
Ландшафты Урала разнообразны, ведь цепь пересекает насколько природных зон — от тундры до степей. Высотные пояса выражены слабо; лишь самые большие вершины своей оголенностью заметно отличаются от поросших лесом подножий.
Скорее можно уловить разницу между склонами.
Уральские горы (стр. 1 из 4)
Западные, еще "европейские", — относительно теплые и влажные. На них произрастают дубы, клены и другие деревья широколиственных пород, которые на восточные склоны уже не проникают: здесь господствуют сибирские, североазиатские ландшафты.
Природа как бы подтверждает решение человека проводить по Уралу границу между частями света.
В предгорьях и горах Урала недра полны несметных богатств: медь, железо, никель, золото, алмазы, платина, драгоценные камни и самоцветы, уголь и каменная соль…
Это одна из немногих на планете областей, где горный промысел зародился пять тысяч лет назад и будет существовать еще очень долго.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ УРАЛА
Уральские горы сформировались в области герцинской складчатости. От Русской платформы они отделены Предуральским краевым прогибом, выполненным осадочными толщами Палеогена: глинами, песками, гипсами, известняками.
Древнейшие породы Урала – архейские и протерозойские кристаллические сланци и кварциты – слагают его водороздельный хребет.
К западу от него располагаются смятые в складки осадочные и метаморфические породы палеозоя: песчаники, сланцы, известняки и мраморы.
В восточной части Урала среди палеозойских осадочных толщ широко распространены разнообразные по составу магматические породы.
С этим связано исключительное богатство восточного склона Урала и Зауралья разнообразными рудными ископаемыми, драгоценными и полудрагоценными камнями.
КЛИМАТ УРАЛЬСКИХ ГОР
Урал лежит в глубине. материка, удаленный на большое расстояние от Атлантического океана. Это определяет континентальность его климата. Климатическая неоднородность в пределах Урала связана прежде всего с его большой протяженностью с севера на юг, от берегов Баренцева и Карского морей до сухих степей Казахстана.
Вследствие этого северные и южные районы Урала оказываются в неодинаковых радиационных и циркуляционных условиях и попадают в разные климатические пояса - субарктический (до полярного крута) и умеренный (остальная территория).
Пояс гор узкий, высоты хребтов относительно небольшие, поэтому свой особый горный климат на Урале не формируется. Однако меридионально вытянутые горы довольно существенно влияют на циркуляционные процессы, играя роль барьера на пути господствующего западного переноса воздушных масс.
Поэтому хотя в горах и повторяются климаты соседних равнин, но в несколько измененном виде. В частности, при любом пересечении Урала в горах наблюдается климат более северных районов, чем на примыкающих равнинах предгорий, т.
е. климатические зоны в горах, смещены к югу по сравнению с соседними равнинами. Таким образом, в пределах Уральской горной страны изменение климатических условий подчинено закону широтной зональности и лишь несколько осложнено высотной поясностью.
Здесь наблюдается смена климата от тундрового до степного.
Являясь препятствием на пути движения воздушных масс с запада на восток, Урал служит примером физико-географической страны, где достаточно ярко проявляется воздействие орографии на климат. Это воздействие прежде всего проявляется в лучшем увлажнении западного склона, который первый встречает циклоны, и Предуралья. При всех пересечениях Урала количество осадков на западных склонах на 150 - 200 мм больше, чем на восточных.
Наибольшее количество осадков (свыше 1000 мм) выпадает на западных склонах Полярного, Приполярного и частично Северного Урала.
Это обусловлено как высотой гор, так и их положением на основных путях атлантических циклонов. Южнее количество осадков постепенно убывает до 600 - 700 мм, вновь возрастая до 850 мм в наиболее высоко поднятой части Южного Урала. В южной и юго-восточной частях Урала, а также на крайнем севере годовая сумма осадков составляет менее 500 - 450 мм.
Максимум осадков приходится на теплый период.
Зимой на Урале устанавливается снежный покров. Его мощность в Предуралье составляет 70 - 90 см. В горах мощность снега возрастает с высотой, достигая на западных склонах Приполярного и Северного Урала 1,5 - 2 м. Особенно обильны снега в верхней части лесного пояса.
В Зауралье снега значительно меньше. В южной части Зауралья его мощность не превышает 30 - 40 см.
Урал протянулся в меридиональном направлении на 2000 км с севера на юг - от арктических островов Новой Земли до выжженных солнцем пустынь Туранской равнины. По Предуралью проводится условная географическая граница между Европой и Азией. Уральские горы располагаются во внутриматериковой пограничной зоне земной коры между древней Русской платформой и молодой Западно-Сибирской плитой. Залегающие в основаниях Уральских гор складки земной коры сформировались во время герцинского горообразования.
Горообразование сопровождалось интенсивными процессами вулканизма и метаморфизма горных пород, поэтому в недрах Урала образовались многочисленные полезные ископаемые - руды железа, полиметаллов, алюминия, золото, платина. Затем в течение длительного времени - в мезозое и палеогене - происходили процессы разрушения и выравнивания герцинских гор. Постепенно горы снизились и превратились во всхолмленную возвышенность. В неоген-четвертичное время древние складчатые структуры, залегающие в ее основании, раскололись на глыбы, которые поднялись на разную высоту. Таким образом бывшие складчатые горы превратились в складчато-глыбовые.. Тем не менее современные хребты Урала преимущественно невысокие. На севере и на юге они поднимаются до 800-1000 м. Самая высокая вершина Урала - гора Народная (1894 м). В средней части высота хребтов не превышает 400-500 м. Через низкие перевалы этой части Урала проходят железные дороги, по которым движутся поезда между европейской и азиатской частями России.
Неравномерное поднятие глыб земной коры привело к различиям в высоте горных хребтов, их внешних форм. По особенностям рельефа Урал подразделяется на несколько частей . Полярный Урал протягивается четырьмя хребтами, постепенно повышающимися от сопок Пай-Хоя до 1500 м. Хребты Приполярного Урала имеют немало острых вершин. Северный Урал состоит из двух вытянутых параллельных хребтов, которые поднимаются до 800-1000 м. Западный из этих двух хребтов имеет плоские вершины. Восточный склон Урала круто обрывается в сторону Западно-Сибирской низменности. Средний Урал - самая низкая часть всего Урала: господствуют высоты около 500 м. Однако отдельные вершины и здесь поднимаются до 800 м. Южный Урал - самый широкий, с господством предгорных плато. Вершины гор часто плоские.
Размещение полезных ископаемых Урала определяется особенностями его геологического строения. На западе в Предуральском прогибе происходило накопление осадочных толщ известняков, гипсов и глин, к которым приурочены значительные месторождения нефти, калийных солей и угля. В центральной части Урала на поверхности оказались метаморфические породы внутренних складок гор - гнейсы, кварциты и сланцы, разбитые тектоническими разломами. Внедрившиеся по разломам магматические породы привели к формированию рудных полезных ископаемых. Среди них важнейшая роль принадлежит рудам железа, полиметаллов, алюминия. На базе месторождений железных руд в годы первых пятилеток построен крупный железорудный комбинат и город Магнитогорск. Восточный склон Урала сложен разнообразными геологическими породами - осадочными, метаморфическими и вулканическими, поэтому и полезные ископаемые очень разнообразны. Это руды железа, цветных металлов, алюминия, месторождения золота и серебра, драгоценных и полудрагоценных камней, асбеста.
Урал - климатораздел между умеренно континентальным климатом Восточно-Европейской равнины и континентальным климатом Западной Сибири . Несмотря на свою относительно небольшую высоту, Уральские горы оказывают воздействие на особенности климата нашей страны. В течение всего года на Урал проникают влажные воздушные массы, приносимые циклонами со стороны Атлантического океана.
При подъеме воздуха по западному склону увеличивается количество выпадающих осадков. Опускание воздуха по восточному склону сопровождается его иссушением. Поэтому на восточных склонах Уральских гор выпадает в 1,5-2 раза меньше осадков, чем на западных. Отличаются западный и восточный склоны и по температурам, и по характеру погод. Средние температуры января меняются от -22° на севере до -16°С на юге. На западном склоне зима относительно мягкая и снежная. На восточном склоне снега выпадает мало, а морозы могут достигать -45°С. Лето на севере прохладное и дождливое, на большей части Урала теплое, а на юге жаркое и сухое.
На Урале берут начало многие реки . Крупнейшие среди них текут на запад. Это Печора, Кама, Белая, Уфа. На восток стекает Ишим, на юг - Урал. На меридиональных отрезках реки спокойно текут по широким долинам в котловинах между хребтами. На широтных отрезках они стремительно несутся поперек хребтов вдоль тектонических разломов по узким скалистым ущельям со множеством порогов. Чередование узких ущелий и широких участков долин придает рекам удивительное разнообразие и красоту, благоприятствует строительству водохранилищ. На Урале очень велика потребность в воде, которая нужна в большом количестве для многочисленных промышленных предприятий и городов. Однако многие реки сильно загрязнены сточными водами промышленных предприятий и городов и нуждаются в очистке.
Велико и разнообразно хозяйственное значение рек Урала и Приуралья, хотя их роль в судоходстве и энергетике не столь велика. Запасы гидроэнергии уральских рек ниже средних показателей страны. Среднегодовая мощность средних рек Урала около 3,5 млн.кВт. Наиболее богат гидроэнергией бассейн Камы. Здесь построен ряд крупных гидроэлектростанций. Среди них Камская и Воткинская ГЭС. Крупнейшее водохранилище Камской ГЭС протянулось на 220 км. ГЭС значительной мощности сооружена на р. Уфе. Несмотря на обилие рек Урала, только немногие из них пригодны для судоходства. Это прежде всего Кама, Белая, Уфа. В Зауралье суда ходят по Тоболу, Тавде, а в высокие воды по Сосьве, Лозьве и Туре. Для мелкосидящих судов судоходен и Урал ниже г. Оренбурга.
Для улучшения водоснабжения издавна на реках Урала строили пруды и водохранилища. Это - Верхне-Исетский и городской пруды в Екатеринбурге, Нижне-Тагильский и др. Созданы и водохранилища: Волчихинское на Чусовой, Магнитогорское и Ириклинское на Урале.
Для промышленных, сельскохозяйственных целей, отдыха и туризма используются многочисленные озера, которых насчитывается более 6 тыс.
Урал пересекает несколько природных зон. По его вершинам и верхним участкам склонов они сдвинуты к югу. На Полярном Урале распространены горные тундры. Южнее на западных склонах в условиях большого увлажнения господствуют темнохвойные елово-пихтовые леса, по восточным склонам - сосновые и кедровые. На Южном Урале на западном склоне - хвойно-широколиственные леса, к югу они сменяются липовыми и дубравной лесостепью. На восточном склоне Южного Урала - лесостепь березово-осиновая. На крайнем юге Урала и в низких горах Мугоджарах располагаются сухие степи и полупустыни.
Кора нашей планеты состоит из так называемых платформ (сравнительно однородных, стабильных блоков) и складчатых зон, которые отличаются друг от друга по возрасту. Если взглянуть на тектоническую карту мира, можно увидеть, что области складчатости занимают не более 20 % поверхности Земли. Что такое герцинская складчатость? Каковы ее временные рамки? И какие горные системы были образованы в данную эру тектогенеза? Об этом расскажет наша статья.
Герцинская складчатость: где и когда?
Тектогенез - совокупность тектонических движений и процессов, формирующих структуры земной коры, происходит постоянно, с большей или меньшей силой. В истории Земли выделяется несколько этапов (самый древний), каледонский, герцинский, мезозойский и альпийский (самый молодой).
Герцинская складчатость - это один из наиболее интенсивных периодов горообразования в истории нашей планеты. Он происходил в позднем палеозое, начавшись на рубеже девона и карбона (примерно 350 миллионов лет назад) и закончившись в конце пермского периода (около 250 миллионов лет назад). Название складчатости связано с так называемым Герцинским лесом - массивом в Центральной Европе. Сами же области герцинской складчатости в геологии принято называть герцинидами.
С данной эрой тектогенеза связывают формирование крупных горных сооружений в Западной, Центральной и Южной Европе, Средней и Восточной Азии, Австралии, а также северо-восточной части Африки (каких именно - мы расскажем далее).
Герцинская складчатость включает в себя несколько последовательных временных фаз:
- Акадская (середина девона).
- Бретонская (конец девона).
- Судетская (начало и середина карбона).
- Астурийская (вторая половина карбона).
- Заальская (верхний карбон - начало перми).
Герцинская складчатость: и полезные ископаемые
С осадочными породами позднего палеозоя связаны многочисленные месторождения нефти (в Канаде, Иране, Северной Америке и т. д.) и угля (Донецкого, Печорского, Карагандинского и прочих бассейнов). Кстати, каменноугольный период в Земли недаром носит именно такое название. С герцинской эрой тектогенеза геологи также связывают образование богатейших залежей меди, свинца, цинка, золота, олова, платины и других ценных металлов на Урале и Тянь-Шане.
Рельефу Герцинской складчатости отвечают следующие горные страны и сооружения:
- Аппалачи.
- Тянь-Шань.
- Куньлунь.
- Алтай.
- Судеты.
- Донецкий кряж и другие.
Больше всего следов эта эпоха горообразования оставила в Южной Европе, в частности на Апеннинском, Иберийском, Балканском полуостровах. Она также затронула и преобразовала структуры предыдущей, Речь идет о структурах центрального Казахстана, северной части Забайкалья и Монголии. В целом распространение герцинид на карте Земли показано на карте ниже.
Урал - это горная цепь протяженностью 2000 километров и шириной не более 150 километров. По восточному ее подножью проходит условная граница между Европой и Азией. Географически горная система разделена на пять частей: это Южный, Средний, Северный, Приполярный и Горы сравнительно невысокие, максимальная точка - вершина Народная (1895 метров).
Процесс формирования Уральской горной системы начался в позднем девоне, а завершился лишь в триасе. В ее пределах на поверхность выходят горные породы палеозойского возраста - известняки, доломиты, песчаники. При этом пласты этих пород нередко сильно деформированы, смяты в складки и нарушены разрывами.
Уральские горы - настоящая сокровищница полезных ископаемых, прежде всего рудных. Здесь есть крупные месторождения медных руд, бокситов, олова, нефти, угля и газа. Недра Урала также славятся различными самоцветами: изумрудами, аметистами, яшмой и малахитом.
Аппалачские горы
Еще одна крупная структура герцинской эпохи - Аппалачи. Горная система расположена в восточной части Северной Америки, на территории США и Канады. Представляет собой холмистое пологое взгорье с широкими долинами и хорошо выраженными следами оледенения. Максимальная высота - 2037 метров (гора Митчелл).
Аппалачи образовались в пермском периоде в зоне столкновения двух континентов (при формировании Пангеи). Северная часть горной системы начала формироваться еще в каледонскую эпоху складчатости, а южная - в герцинскую. Главное минеральное богатство Аппалачских гор - каменный уголь. Общие запасы ископаемого здесь оцениваются в 1600 миллиардов тонн. Угольные пласты залегают на незначительной глубине (до 650 метров) и перекрыты сверху осадочными породами мезозойского и кайнозойского возраста.