Теория развития Земли: происхождение, эволюция и трагическое будущее (400,00 руб.)

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.9

Стр.10

УДК 550.3 ББК 26.3 Издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту № 09-05-07127 Сорохтин О. Г., Чилингар Дж. В., Сорохтин Н. О. Теория развития Земли: происхождение, эволюция и трагическое будущее. — М.– Ижевск: Институт компьютерных исследований, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2010. — 752 с. В монографии описывается современная физическая теория глобального развития Земли, рассмотрены ее происхождение, строение и состав, процесс выделения земного ядра, энергетика Земли, природа ее тектономагматической активности, рассмотрено также происхождение Луны и ее влияние на развитие нашей планеты. С единых позиций этой теории в монографии рассматриваются вопросы происхождения гидросферы и атмосферы, полезных ископаемых, зарождения и развития жизни на Земле. Кроме того, в монографии описывается разработанная авторами адиабатическая теория парникового эффекта, и на ее основе рассматривается эволюция климатов Земли, в том числе влияние азотпотребляющих бактерий и периодических изменений угла прецессии Земли на ее климаты. В частности, этими влияниями объясняется происхождение и периодичность ледниковых эпох Земли, а также значительные потепления климатов в периоды возникновения суперконтинентов типа Пангеи середины мезозоя. Книга предназначена для студентов и аспирантов естественнонаучного профиля, а также для геологов, географов и биологов, интересующихся развитием Земли, ее климатов и жизни на Земле, а также может являться учебником по глобальной эволюции Земли для высших учебных заведений геологического профиля. Ил.: 254. Табл.: 7. Библ.: 553 назв. ISBN 978-5-93972-768-6 © О. Г. Сорохтин, Дж. В. Чилингар, Н. О. Сорохтин, 2010 © Ижевский институт компьютерных исследований, 2010 http://shop.rcd.ru http://ics.org.ru

Стр.4

ОГЛАВЛЕНИЕ От редакционного совета ..................................................................................... 11 Введение .................................................................................................................. 14 ЧАСТЬ I ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЗЕМЛИ ГЛАВА 1. Краткая история и методология создания общей геологической теории ......................................................................... 22 1.1. Ранние научные гипотезы развития Земли ............................................ 22 1.2. Разработка современной теории формирования литосферной оболочки Земли ........................................................................................ 26 1.3. Вклад российских ученых в развитие теории тектоники литосферных плит и глобальной геодинамики ...................................... 29 1.4. Методология построения общей теории глобальной эволюции Земли .......................................................................................................... 34 ГЛАВА 2. Строение и состав современной Земли ............................................ 39 2.1. Общие сведения о Земле .......................................................................... 39 2.2. Атмосфера и гидросфера Земли .............................................................. 42 2.2.1. Атмосфера Земли ............................................................................ 42 2.2.2. Гидросфера Земли .......................................................................... 45 2.3. Земная кора ............................................................................................... 47 2.3.1. Океаническая кора .......................................................................... 49 2.3.2. Континентальная кора .................................................................... 56 2.4. Мантия Земли ........................................................................................... 60

Стр.5

6 Оглавление 2.5. Земное ядро ............................................................................................... 65 2.6. Состав земного ядра ................................................................................. 67 2.7. Плотность земных недр ........................................................................... 74 2.8. Распределение температуры в Земле ...................................................... 81 2.9. Вязкость вещества в земных недрах ....................................................... 93 ГЛАВА 3. Происхождение системы Земля – Луна и трагическое будущее Земли ............................................................. 98 3.1. Происхождение Солнечной системы ...................................................... 98 3.2. Образование двойной планеты Земля – Луна ...................................... 105 3.3. Приливное взаимодействие планет ....................................................... 108 3.4. Гипотетическая планета Протолуна . .................................................... 111 3.5. Катастрофа Протолуны и рождение Луны . .......................................... 115 3.6. Природа осевого вращения планет и происхождение метеоритов .... 122 3.7. Эволюция системы Земля – Луна ......................................................... 130 3.8. Состав и строение первичной Земли .................................................... 148 3.9. Энергетика и тепловой режим молодой Земли .................................... 155 3.10. Догеологическое развитие Земли в катархее ..................................... 158 3.11. Катастрофа Земли в далеком будущем ............................................... 162 ГЛАВА 4. Процесс выделения земного ядра .................................................... 164 4.1. Позднее начало выделения земного ядра .......................................... 164 4.2. Сценарий развития процесса выделения земного ядра .................... 168 4.3. Механизм зонной дифференциации земного вещества ................... 173 4.4. Бародиффузионный механизм дифференциации земного вещества ............................................................................................... 185 4.5. Процесс роста земного ядра ................................................................ 196 4.6. Эволюция химического состава мантии ............................................ 202 4.7. Эмпирические свидетельства о времени выделения земного ядра ......................................................................................... 212 ГЛАВА 5. Энергетика Земли ............................................................................... 221 5.1. Энергия аккреции и гравитационной дифференциации Земли ....... 222 5.2. Содержание радиоактивных элементов в Земле и энергия их распада ............................................................................................. 228 5.3. Энергия приливного торможения Земли ........................................... 241 5.4. Теплопотери Земли .............................................................................. 246 5.5. Энергетический баланс Земли и ее тектоническая активность ....... 251 5.6. Тектоническая активность Земли ....................................................... 255 5.7. Эволюция средней температуры конвектирующей мантии ............ 258 5.8. Возможные причины возникновения магнитного поля Земли ........ 260

Стр.6

Оглавление 7 ГЛАВА 6. Природа тектонической активности Земли .................................. 263 6.1. Возможные причины тектонической активности Земли .................. 263 6.2. Возможные механизмы движения литосферных плит ..................... 267 6.3. Природа крупномасштабной мантийной конвекции ........................ 274 6.4. Конвекция в мантии Земли ................................................................. 290 6.5. Результаты численного моделирования химико-плотностной конвекции в мантии ............................................................................. 299 6.6 Эволюция тектонческой активности Земли ....................................... 307 6.7. Общие закономерности тектонического развития Земли ................ 309 6.8. Мембранная тектоника (критика гипотезы горячих точек в мантии) .............................................................................................. 312 ЧАСТЬ II ЭВОЛЮЦИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ ГЛАВА 7. Эволюция процессов формирования земной коры от архея до наших дней ...................................................................... 326 7.1. Общие закономерности формирования океанических литосферных плит ............................................................................... 326 7.2. Механизмы формирования континентальной коры в архее ............ 332 7.3. Эволюция роста континентальной коры ........................................... 336 7.4. Основные черты состава континентальной коры в архее ................ 341 7.5. Тектонические режимы формирования континентальной литосферы в раннем докембрии ......................................................... 348 7.6. Процесс формирования континентальной литосферы в раннем докембрии ............................................................................................ 352 7.7. Геодинамические режимы раннего докембрия, их эволюция и пространственная позиция .............................................................. 370 ГЛАВА 8. Тектоника литосферных плит протерозоя и фанерозоя ............. 382 8.1. Основные положения теории .............................................................. 382 8.2. Образование литосферных плит и происхождение срединно-океанических хребтов ........................................................ 393 8.3. Строение и функционирование зон поддвига литосферных плит .... 405 8.4. Геодинамика зон поддвига плит ......................................................... 411 8.5. Механизм затягивания океанических осадков под континенты ..... 416 8.6. Образование гор и горных поясов ...................................................... 422

Стр.7

8 Оглавление 8.7. Происхождение земной коры ............................................................. 433 8.8. Проверка теории .................................................................................. 438 ГЛАВА 9. Дрейф континентов в геологической истории Земли ................. 441 9.1. Развитие континентальных щитов в архее ........................................ 442 9.2. Формирование суперконтинента Моногеи в конце архея ................ 444 9.3. Распад Моногеи и формирование суперконтинента Мегагеи в конце раннего протерозоя ................................................................ 447 9.4. Распад Мегагеи и формирование суперконтинента Мезогеи (Родинии) в среднем рифее ................................................................. 451 9.5. Распад Мезогеи в позднем рифее и формирование суперконтинента Пангеи в конце палеозоя – начале мезозоя ......... 456 9.6. История дрейфа континентов в мезозое и кайнозое, прогноз на будущее ........................................................................................... 462 ГЛАВА 10. Происхождение полезных ископаемых ........................................ 468 10.1. Механизмы обогащения земной коры рудными и литофильными элементами .............................................................. 470 10.2. Выделение земного ядра и эволюция металлогенических обстановок на Земле ............................................................................. 477 10.3. Металлогения архея ............................................................................. 479 10.4. Природа уникальной раннепротерозойской эпохи рудообразования .................................................................................. 481 10.5. Влияние океана и климатов Земли на формирование осадочных полезных ископаемых раннего протерозоя .................... 485 10.6. Процессы субдукции и происхождение алмазоносных и родственных им пород ..................................................................... 492 10.7. Влияние процессов ремобилизации (рециклинга) древних рудных залежей ................................................................................... 525 10.8. Происхождение экзогенных полезных ископаемых ......................... 531 10.7. Тектоника плит и нефтегазоносность Земли ..................................... 535 ЧАСТЬ III ЭВОЛЮЦИЯ ОКЕАНОВ, АТМОСФЕРЫ И ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ ГЛАВА 11. Дегазация мантии и формирование на Земле гидросферы ...... 556 11.1. Первичная дегазация мантии .............................................................. 556 11.2. Формирование на Земле гидросферы и океанов ............................... 560

Стр.8

Оглавление 9 11.3. Гидротермальные процессы на океаническом дне ........................... 566 11.4. Природа глобальных трансгрессий моря на континенты ................. 574 11.5. Определение тектонической активности Земли по колебаниям уровня Мирового океана ..................................................................... 575 ГЛАВА 12. Происхождение и развитие атмосферы Земли ........................... 579 12.1. Первичная атмосфера молодой Земли ............................................... 579 12.2. Дегазация углекислого газа и его парциальное давление в архейской атмосфере ......................................................................... 580 12.3. Влияние азотфиксирующих бактерий на парциальное давление азота ...................................................................................... 587 12.4. Эволюция парциального давления кислорода и оксигенизация атмосферы ............................................................... 591 12.5. Основные закономерности генерации абиогенного метана ............. 596 12.6. Эволюция состава и давления земной атмосферы ............................ 605 12.7. Поглощение земной атмосферой ультрафиолетового излучения Солнца .................................................................................................. 607 ГЛАВА 13. Адиабатическая теория парникового эффекта .......................... 613 13.1. Вводные замечания .............................................................................. 613 13.2. Основные характеристики современной земной атмосферы ........... 615 13.3. Основы адиабатической теории парникового эффекта .................... 617 13.4. Учет влажности воздуха в тропосфере Земли ................................... 630 13.5. Учет влияния парниковых газов ......................................................... 633 13.6. Интенсивность современной синоптической деятельности на Земле ................................................................................................ 635 13.7. О влиянии антропогенного фактора на климат Земли ..................... 639 13.8. Выводы американских ученых о роли парникового эффекта .......... 641 13.9. Влияние океана на содержание углекислого газа в атмосфере ....... 642 13.10. Особое мнение по сути Киотского протокола . ................................ 646 ГЛАВА 14. Эволюция глобального климата Земли ....................................... 649 14.1. Климатический парадокс .................................................................. 649 14.2. Общие закономерности развития климатов Земли ......................... 655 14.3. Происхождение ледниковых эпох .................................................... 657 14.4. Влияние дрейфа континентов на климаты Земли ........................... 668 14.5. Влияние солнечной активности на климат ...................................... 676 14.6. Климатические эпохи геологического прошлого и будущего ......................................................................................... 682

Стр.9

10 Оглавление ГЛАВА 15. Происхождение и развитие жизни на Земле ................................ 684 15.1. Уникальность Земли .......................................................................... 684 15.2. Происхождение жизни на Земле ...................................................... 686 15.3. Влияние геологических процессов и накопления кислорода на развитие жизни ............................................................................. 691 15.4. Влияние дрейфа континентов и морских трансгрессий на экологические обстановки фанерозоя ........................................ 697 15.5. Влияние оледенений на жизнь крупных млекопитающих ............. 710 15.6. Грядущее развитие жизни и гибель биосферы ................................ 712 Заключение ........................................................................................................... 714 Литература ............................................................................................................ 722

Стр.10