Общая направленность развития Земли (внешние и внутренние факторы развития)

Когда говорят о геологии, то подразумевают развивающуюся систему знаний о Земле, которая объединяет различные геологические дисциплины, дающие представление об отдельных специфических характеристиках нашей планеты, ее вещественном составе и структуре, изменяющихся во времени и пространстве.

Геология изучает процессы самоорганизации вещества различных оболочек Земли и планеты в целом, рассмотренные в историческом аспекте. В основе всякого геологического процесса лежит действие многочисленных факторов — физических, химических, биологических и др. Но образование геологического объекта является результатом не синтеза, а системного взаимодействия этих процессов, которое приводит к становлению структуры, морфологии и химического состава Земли. Реализация этих процессов может быть мгновенной, а может длиться многие миллионы и миллиарды лет. Во всех случаях формируется геологический объект, имеющий самостоятельное значение и свои специфические свойства, которые не могут быть выведены из физических, химических и биологических процессов.

Что обусловливает особенности развития геологических процессов на нашей планете?

1. Специфика объекта - современные знания о нашей планете позволяют говорить об уникальности этого объекта в Солнечной системе. Это наиболее развитая планета, которая к тому же имеет биосферу.

2. Внутренние противоречия, главными из которых являются:

а) Взаимодействие сил гравитации и тепловой энергии. При достаточно длительном взаимодействии этих сил их траектория в фазовом пространстве не сходится к точке (гравитация) и не уходит в бесконечность (тепловая энергия), а группируется в иерархию разветвляющихся пучков, располагаясь в этом объеме как бы решетчато, фрактально.

б) Взаимодействие эндогенных и экзогенных процессов.

3. Космический фактор. Земля представляет собой открытую систему, которая взаимодействует с окружающими ее космичес­кими телами. Это взаимодействие может быть прямым (астроблемы) и опосредованным (приливные воздействия, солнечная энер­гия, изменения орбиты Земли, расположение Земли в пределах Галактики и др.). Наиболее очевидно оно в отношении Луны.

Более спорным представляется вопрос о влиянии на внутриземные процессы дальнего космоса. По данным А.А. Баренбаума, Земля на своем пути по галактической орбите периоди­чески пересекает потоки, содержащие кометно-метеоритный материал, который и достигает Земли. Подтверждением чего служат следы импактного воздействия на земную кору, совпадающего по време­ни с великими вымираниями органического мира на рубеже гео­логических эр, периодов и даже некоторых эпох и веков.

Исторический анализ позволяет раскрыть некото­рые закономерности изменения лика и внутренней структуры Земли. Эти закономерности выражаются в необратимости, на­правленности и цикличности, неравномерности и вместе с тем синхронности, непрерывности и прерывистости проявления гео­логических процессов, которые привели к формированию совре­менного лика нашей планеты.

Наша Земля – саморазвивающаяся, самоорганизующаяся система. Основной двигатель этого развития – глубинное тепло, запасенное в эпоху зарождения Земли – аккреции. Дальнейшее ее развития проходило под знаком остывания и дегазации. Т.е. роль глубинных, эндогенных факторов в развитии Земли постепенно убывала. Уменьшалась роль и ротационного фактора в геодинамике благодаря тормозящему гравитационному влиянию Луны. Увеличивалась светимость Солнца и активность биосферы.

Все эти изменения протекали медленно и сказались на изменениях во внутреннем строении Земли. Главным было дифференциация планеты на оболочки – геосферы. В период аккреции произошло разделение гомогенной планеты на железное ядро и силикатную мантию. Далее начала формироваться первичная атмосфера за счет выделения летучих из планетезималей при их соударении и за счет дегазации мантии.

В начале архея появилась гидросфера и протоконтинентальная кора (ТТГ). К среднему архею относят появление биосферы (строматолитовые постройки цианобактерий). К позднему архею появилась криосфера (первое гуронское оледенение – в раннем протерозое).

Также в ходе развития Земли формировались разные суперконтиненты: эпиархейскиий суперконтинент (до 2,2 млрд. лет), Колумбия (1,9-1,8 млрд. лет – 1,2 млрд. лет), Родиния (1,0-0,57 млрд. лет), Пангея Вегенера (Гондвана + Лавразия; начала распадаться в ранней юре, а сейчас появились признаки нового суперконтинента типа Гондваны).

Таким образом, направленность развития выражается в усложнении структу­ры Земли, появлении ее внешних оболочек — коры, гидросферы, атмосферы, увосферы, эвапоритов (рифей); в тенденции измене­ния теплового потока, дегазации недр во времени; в увеличении во времени роли биосферы (на современном этапе — проникно­вение человека в космос и на большие глубины (12 км) земной коры); в формировании континентальной земной коры (60-80% ее было сформировано к концу раннего протерозоя); в динамике развития тектонических процессов (от тектоники малых литосферных плит в протерозое к тектонике крупных литосферных плит в фанерозое).

На фоне направленного развития наблюдается определенная цикличность разного ранга — циклы Вилсона (становление и распад континентов, 500-600 млн. лет), Бертрана (тектонические циклы типа каледонского, герцинского и др., 150-200 млн. лет), Штилле (орогенические фазы фанерозоя, 40-45 млн. лет), Миланковича (трех порядков: связанные с изменением процессии, наклона оси вращения, эксцентриситета орбиты Земли) и др. Цикличность может формироваться под действием внешних ис­точников, а также в результате внутренних процессов самоорга­низации вещества в открытых сильно неравновесных системах.