Более

2: Часть II - Тектонические плиты, геологическое время и землетрясения - Науки о Земле


2: Часть II - Тектонические плиты, геологическое время и землетрясения - Науки о Земле

Краткое содержание наук о Земле - Раздел II

Конвекционные ячейки, нагреваемые ядром и охлаждаемые у поверхности может быть движущей силой тектоники плит.

  • В океаническую кору входят Срединно-Атлантический хребет и Восточно-Тихоокеанское поднятие.
  • К континентальной коре относятся Восточно-Африканская рифтовая система и
  • Может вызывать извержение средней или основной магмы.

    Океаническая кора сталкивается с океанической корой, образуется желоб, а на вышележащей плите образуется линия вулканов. В конце концов, вулканы могут стать достаточно большими, чтобы их можно было увидеть в виде островов. Самая глубокая точка в Мировом океане - Марианская впадина на глубине около

Преобразовать границы позволить пластинам скользить друг мимо друга. Примером активного континентального сдвигового разлома является система разломов Сан-Андреас в Калифорнии, в то время как разлом мыса Мендосино находится под Тихим океаном около Петролии, Калифорния.

Все три типа границ плит геологически активны.


Путеводитель по телекурсу Земли: вводная геология

Геология, изучение Земли, охватывает период времени около 4,5 миллиардов лет и представляет собой увлекательную историю, по-прежнему полную тайн и неопределенностей, но со сценами интенсивной драмы и неопределенности. Визуальное богатство и интеллектуальное возбуждение геологии интригуют как студентов, обучающихся всю жизнь, так и студентов. Мало кто из нас может оставаться бесстрастным, глядя на огненные извержения вулканов или видя последствия разрушительных землетрясений. Понимание причин таких геологических опасностей и способов прогнозирования или смягчения их последствий важно независимо от того, где мы живем.

Вы ищете гида? с участиемФизический Геология: ЗемляРаскрытый9-е версия? К сожалению, мы не будем публиковать новое издание Telecourse Guide вместе с этой книгой. Если вас интересуют другие телекурсы или программы Intelecom, посетите сайт www.intelecom.org.

МОДУЛЬ I - ВВЕДЕНИЕ
Перед тем, как вы начнете Урок 1
1 - На Землю
2 - Беспокойная планета

МОДУЛЬ II - ТЕКТОНИКА ПЛАСТИН: ОБЪЕДИНЯЮЩАЯ МОДЕЛЬ
3 - Земля изнутри
4 - Морское дно
5 - Рождение теории
6 - Динамика плиты
7 - Горное строительство
8 - Строения Земли
9 - Землетрясения

МОДУЛЬ III - ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ И ЖИЗНЬ
10 - Геологическое время
11 - Эволюция во времени

МОДУЛЬ IV - РОК-ЦИКЛ
12 - Минералы: материалы Земли
13 - Вулканизм
Серия 14 - Навязчивые магматические скалы
15 - Выветривание и почвы
16 - Массовое истощение
17 - Осадочные породы: ключ к прошлым средам
18 - Метаморфические породы

МОДУЛЬ V - РЕЗЬБА ЛАНДШАФТА
19 - Текущая вода I: реки, эрозия и отложения
20 - Бегущая вода II: Эволюция рельефа
21 - Грунтовые воды
Серия 22 - Ветер, пыль и пустыни
23 - Ледники
24 - Волны, пляжи и побережья

МОДУЛЬ VI - ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ
25 - Жизнь с Землей, Часть I
26 - Жизнь с Землей, Часть II


ЧАСТЬ II: ИЗУМРУД

Изумруд - это разновидность зеленого камня берилла (Be 2+ 3Al 3+ 2Si 4+ 6O 2– 18) (рисунок 9). Цвет изумруда обусловлен следами Cr и / или V, замещающими Al в кристаллической структуре. Берилл имеет твердость 7,5–8 по шкале Мооса.

Экономическое значение. Изумруд, как правило, занимает третье место среди драгоценных камней после алмаза и рубина. Цены на изумруды уникальны на рынке цветных драгоценных камней, подчеркивая цвет почти до исключения чистоты, блеска или других характеристик (Walton, 2004).

Самая высокая цена за карат, когда-либо уплаченная за изумруд, составила 304 878 долларов за карат при общей цене 5 511 500 долларов США за кольцо Рокфеллера на Christie's в Нью-Йорке в июне 2017 года. Тем не менее, изумруд Элизабет Тейлор Bulgari по-прежнему является рекордсменом по самой высокой сумме. цена, когда-либо уплаченная за изумруд, составляла 6 130 500 долларов, или 281 329 долларов за карат при 23,46 карата. Исключительный колумбийский ограненный камень весом 10,11 карата принес в 2000 году 1 149 850 долларов США (Zachovay, 2002). В октябре 2017 года аукцион замбийских изумрудов Gemfields принес выручку в размере 21,5 миллиона долларов («В новостях…», 2018), средняя цена заявок составила 66,21 доллара за карат (Branstrator, 2017). На аукционе был выставлен необработанный изумруд Insofu («слоненок») 6 100 карат, добытый на руднике Кагем. Годом позже Кагем произвел еще один гигантский кристалл - необработанный изумруд Inkalamu («лев-слон») массой 5565 карат (Gemfields, 2018). Гигантские кристаллы также были обнаружены в Колумбии, такие как Эль Монстро (16 020 карат) и Эмилия (7025 карат), оба из региона Гачала. В 2017 году на руднике Карнаиба в Бразилии был обнаружен большой кусок биотитового сланца с несколькими крупными кристаллами изумруда. Экземпляр, названный Bahia, весит 341 кг, но вес и ценность изумрудов не подтверждены (Weil, 2017).

Производство. Как и в случае с большинством драгоценных камней, трудно получить точную статистику по производству изумрудов. В 2005 г. основными производителями были Колумбия, Бразилия, Замбия, Россия, Зимбабве, Мадагаскар, Пакистан и Афганистан (Yager et al., 2008). Сегодня список ведущих производителей изумрудов не изменился: его возглавляют Колумбия, Бразилия и Замбия.

Первоначальные колумбийские месторождения почти исчерпаны, несмотря на заявление Furagems о предполагаемых 3 млн. Тонн изумрудов с содержанием 2 карата на тонну для рудника Coscuez. Тем не менее, новые находки в районе Марипи, начиная с Ла Пита в 1998 году и затем с Лас Кунас, должны гарантировать, что Колумбия останется самым важным источником на долгие годы.

Бразилия стала крупным производителем изумрудов в 1970-х годах, и к концу века она ежегодно экспортировала 50 миллионов долларов (Lucas, 2012), что составляло примерно 10% мирового производства (Schwarz and Giuliani, 2002). Хотя бразильские изумруды традиционно не были известны своим качеством (Lucas, 2012), камни из пояса Итабира / Нова Эра (который включает высокопродуктивный рудник Бельмонт), как сообщается, продаются по цене до 30 000 долларов за карат. Сегодня основная добыча в Бразилии связана с месторождениями изумрудов, связанных с гранитными интрузиями в штатах Минас-Жерайс (74%), Баия (22%) и Гояс (4%) (Martins, 2018).

На горнодобывающий район Кафубу ​​в Замбии приходится большая часть производства этой страны. Лицензии на добычу полезных ископаемых в Кафубу ​​простираются примерно на 15 км. Развитие современной добычи полезных ископаемых в таких масштабах компанией Gemfields путем подземной и крупномасштабной добычи полезных ископаемых позволяет добывать большие количества высококачественных драгоценных камней товарного качества.

Другими важными производителями являются Россия из района Изумрудные Копи примерно в 60 км к северо-востоку от Екатеринбурга в Уральских горах (Grundmann, Giuliani, 2002) и Зимбабве из шахты Сандавана (ранее Зевс) примерно в 360 км к югу от Хараре.

Как и в случае с другими цветными камнями, месторождения изумрудов часто находятся в странах с нестабильными политическими режимами, не обеспечивающими надежных гарантий прав на добычу полезных ископаемых, и контрабанда, как правило, процветает. Несмотря на эти проблемы, изумруд остается одним из самых популярных цветных драгоценных камней.

Геохимия Be, Cr и V. Берилл относительно редок, поскольку в верхней части континентальной коры очень мало Be (2,1 частей на миллион по массе) (Rudnick and Gao, 2003). Бериллий обычно концентрируется в породах континентальной коры, таких как гранит, пегматит, черный сланец и их метаморфические эквиваленты. Хром и V более распространены (92 и 97 ppmw соответственно) в верхней части континентальной коры (Rudnick, Gao, 2003) и сосредоточены в дуните, перидотите и базальте океанической коры и верхней мантии и их метаморфических эквивалентах. Однако высокие концентрации могут также встречаться в осадочных породах, особенно в черных сланцах (Schwarz et al., 2002).

Для соответствия Be, Cr и / или V необходимы необычные геологические и геохимические условия. В классической модели Be-содержащие пегматиты взаимодействуют с Cr-содержащими M-UMR. Однако в колумбийских месторождениях (см. Ниже) нет свидетельств магматической активности, и было продемонстрировано, что процессов циркуляции флюидов внутри вмещающего черного сланца было достаточно для образования изумруда. Кроме того, исследователи признают, что региональный метаморфизм и тектонометаморфические процессы, такие как формирование зоны сдвига, могут играть значительную роль в некоторых месторождениях (например, Grundmann and Morteani, 1989, 1993, Cheilletz et al., 2001, Vapnik et al., 2005, 2006). Изумруды, хотя и чрезвычайно редки, очевидно, могут образовываться в более разнообразных геологических средах, чем считалось ранее (Walton, 2004).

Классификация. Залежи изумрудов находятся на всех пяти континентах (рис. 10) и имеют возраст от архея (2,97 млрд лет для месторождения Гравелотт в Южной Африке) до кайнозоя (9 млн лет для месторождения Халтаро в Пакистане) (рис. 11). Джулиани и др. (2019) представили новую схему классификации, в которой месторождения изумрудов делятся на два основных типа в зависимости от геологической среды и далее подразделяются на основе вмещающих пород (таблица 1):

Тип I: Тектонико-магматический, с подтипами, размещенными в:

  1. Я. Основной-ультраосновной скалы (Бразилия, Замбия, Россия и др.)
  2. IB. Осадочные породы (Китай, Канада, Норвегия, Казахстан, Австралия)
  3. IC. Гранитные породы (Нигерия)

Тип II: Тектонико-метаморфический, с подтипами, размещенными в:

  1. IIA. M-UMR (Бразилия, Австрия)
  2. МИБ. Осадочные породы: черный сланец (Колумбия, Канада)
  3. IIC. Метаморфические породы (Китай, Афганистан, США)
  4. IID. Метаморфизованные месторождения I типа или связанные со скрытыми гранитными интрузиями (Австрия, Египет, Австралия, Пакистан) и некоторые неклассифицированные месторождения

Идеализированное месторождение типа IA показано на рисунке 12. Типом месторождения типа IA являются богатые изумрудные рудники в центральной Замбии, из которых Кагем считается крупнейшим в мире карьером по добыче цветных драгоценных камней (Behling and Wilson, 2010). Изумрудные месторождения расположены в богатых хромом (3000-4000 ppmw) тальк-хлорит-актинолит-магнетитовых метабазитовых породах Мувинской супергруппы, которые были идентифицированы как метаморфизованные. коматиите (Seifert et al., 2004). В метабазит горизонты перекрыты крупным полем Be-содержащих пегматитов и гидротермальных жил.

Длиной 10 км, заложенный на поздних этапах панафриканского горообразования (

530 Ma John et al., 2004). Экономические концентрации изумрудов почти полностью ограничиваются зонами реакции флогопита (обычно шириной от 0,5 до 3 м) между кварц-турмалиновыми жилами и метабазитом (Zwaan et al., 2005). Химический анализ (Siefert et al., 2004) показывает, что образование флогопитового сланца из метабазита связано с введением K2O (от 8 до 10 мас.%), F (от 2,7 до 4,7 мас.%), Li2O (от 0,1 до 0,7 мас.%), Rb (от 1700 до 3000 частей на миллион по массе), Be (до 1600 частей на миллион по массе), Nb (от 10 до 56 частей на миллион по массе) и значительные количества B. изумрудная минерализация образовалась при температуре от 350 ° до 450 ° C и давлении от 150 до 450 килобар (Zachariáš et al., 2005). K-Ar датирование мусковита из пегматита и связанной кварц-турмалиновой жилы дало возраст похолодания от 452 до 447 млн ​​лет, что считается приблизительно датирующим изумрудную минерализацию (Seifert et al., 2004).

В местонахождении Ленед на Северо-Западных территориях Канады только около 5% берилла является прозрачным и голубовато-зеленым (и поэтому может считаться бледно-изумрудным), но это наиболее недавно изученное проявление типа IB. На Lened изумруды находятся примерно в 13 кварцевых жилах, прорезающих скарн в карбонатных породах и более старых пластах. Бериллий и другие несовместимые элементы (W, Sn, Li, B и F) в изумруд, жильные минералы и окружающий скарн были введены на конечных стадиях кристаллизации проксимального отдела.

Ленедский плутон 100 млн лет (Lake et al., 2017). Декарбонизация во время образования пироксен-гранатового скарна во вмещающих карбонатных породах, вероятно, вызвала локальное избыточное давление и трещиноватость, которые позволили проникнуть флюидам магматического происхождения и сформировать жилы кварц-кальцит-берил-шеелит-турмалин-пирит. Хромофорные элементы (V> Cr) были мобилизованы метасоматозом метаосадочный породы (черный сланец), лежащие в основе изумрудного проявления (Lake et al., 2017).

Единственное месторождение типа IC, идентифицированное на сегодняшний день, находится в центральной части Нигерии, где изумруд возникает в результате раннего метасоматического образования. альбитизация (см. Глоссарий) щелочного гранитного тела Мезозойский Комплекс Jos Ring (Вапник, Мороз, 2000) (рисунок 13). Изумруды встречаются с кварцем, полевым шпатом и топазом в небольших пегматитовых карманах размером до 8 см на контакте гранит-вмещающая порода и в небольших пегматитовых карманах. миаролитовый карманы в кровле гранита в зоне 18 O и δD для изумруда и одновозрастного флогопита) соответствуют как магматическим, так и метаморфическим флюидам. Однако отсутствие гранита и связанных с ним пегматитов и низкая концентрация Be в вулканогенно-осадочной толще (2 области с центром в долине Панджшер в 130 км к северо-востоку от Кабула (Bowersox et al., 1991 Fijal et al., 2004). Хендж и прилегающие долины на юго-восточной стороне Панджшерской долины, изумрудные проявления расположены в метаморфических сланцах, подвергшихся интенсивным гидротермальным изменениям. Измененные зоны неравномерно разбросаны по сети трещин и характеризуются развитием альбита, мусковита. , биотит, турмалин и пирит. Флюидные включения в изумрудах сильно засолены, что позволяет предположить, что проявления юго-восточной части Панджшерской долины, как и в Колумбии, связаны с гидротермальными флюидами, высокая соленость которых обусловлена ​​выщелачиванием эвапоритовых отложений (Giuliani et al. ., 1997a Sabot et al., 2000 Vapnik, Moroz, 2001 Franz and Morteani, 2002 Giuliani et al., 2005). Однако степень метаморфизма вмещающих пород i s выше, чем в колумбийских месторождениях. Sabot et al. (2000) предположили, что циркуляция гидротермальных флюидов возникла в результате тектонизма, предшествовавшего поднятию во время Гималайского орогенеза.

На участке Рист к северо-востоку от Хидденита изумруды встречаются в кварцевых жилах и открытых полостях, которые занимают субвертикальные трещины северо-восточного простирания в складчатых метаморфических породах (Wise and Anderson, 2006). Изумруд связан с кварцем, альбитом, бериллом, кальцитом, доломитом, мусковитом, рутилом, сподуменом и сидеритом. Отсутствие пегматитов и наблюдаемые минеральные ассоциации указывают на гидротермальное происхождение. Источник Be и Cr, а также лития, необходимого для кристаллизации изумруда и сподумена, остается неизвестным.

Месторождения типа IID представляют собой метаморфизованные месторождения типа IA (Хабахталь в Австрии, Джебель Сикаит, Забара и Умм-Кабу в Египте и, вероятно, Пуна в Австралии), смешанные месторождения типа IA и IIA в основных-ультраосновных породах, а также в отложениях, происхождение которых неизвестно (например, Мусакаши в Замбии) (Giuliani et al., 2019). Эти месторождения не представляют экономического интереса, и происхождение Be неизвестно. В месторождении Хабахталь метаморфическая формация Хабах состоит из толщи метапелитов и метавулканический породы с прослоями серпентинита. Изумруды встречаются в метасоматических биотитовых сланцах, называемых зонами «черной стены», образовавшихся между этими породами в результате регионального метаморфизма, включающего интенсивную деформацию. Геохимический анализ показывает, что вся зона «черной стены» обогащена Be, который, как предположили Грундманн и Мортеани (1989), возник в результате подводных вулканических выбросов. Расчеты баланса массы показали, что преобразование серпентинита и богатых берием вмещающих пород высвободило избыток бериллия с образованием изумруда в зоне черной стены (рис. 18). Источником Cr являются метасоматизированные ультраосновные породы. Грундманн и Мортеани (1989) утверждали, что изумруды имеют региональное метаморфическое происхождение. Цваан (2006) критически отнесся к этой интерпретации и предупредил, что в случаях, когда пегматитовые источники Be не очевидны, следует действовать с осторожностью, поскольку флюиды могут перемещаться далеко от пегматитов, особенно по сильно рассланцованным породам. Цваан (2006) также указал, что пегматиты действительно встречаются в формации Хабах и что изумруды Хабахталь содержат до 760 частей на миллион по массе Cs (Calligaro et al., 2000), что указывает на пегматитовый источник, а сульфидные отложения, связанные с подводным вулканическим выбросом, являются обычно не обогащен Ве.


4. Вашингтон

Вашингтонским партнером FEMA и координатором Вашингтонской программы по землетрясениям является Отдел управления чрезвычайными ситуациями (EMD), часть Вашингтонского военного ведомства. А Комитет по сейсмической безопасности, входящая в состав Совета по чрезвычайным ситуациям, рассматривает стратегии штата в отношении землетрясений с последним обновлением в феврале 2002 г., после землетрясения в Нисквелли. EMD сотрудничает с FEMA, предлагая государственному и частному сектору курсы по использованию программного обеспечения для моделирования потерь HAZUS. EMD также разработала Руководство по планированию всех опасностей для школ штата Вашингтон. После землетрясения в рамках Программы грантов по снижению рисков было предоставлено несколько грантов на сейсмическую модернизацию трех водных округов, двух школ и пожарной части. Кроме того, Министерство транспорта провело модернизацию автомобильных мостов, что значительно сократило потери жизнеобеспечения в результате землетрясения в Нисквалли. Как и в Калифорнии, апрель - это Месяц готовности к стихийным бедствиям, с темой 2003 года «Готовься, потому что тебе небезразлично», в рамках которой по всему штату проводятся учения по борьбе с землетрясениями «Пади, укрывайся и держись», в которых приняли участие более миллиона граждан. Вашингтон также участвует в учениях ShakeOut 15 октября каждого года.

В Отдел геологии и ресурсов земли (DGER), часть Департамента природных ресурсов, была создана для оценки минеральных ресурсов, как и аналогичные агентства в Орегоне и Калифорнии. Как и в этих штатах, DGER стал более активно участвовать в оценке опасностей, связанных с землетрясениями, оползнями и наводнениями. Стив Палмер из DGER руководил программой по нанесению на карту городских территорий, подверженных разжижению и боковому распространению. Как описано в другом месте, эти карты были протестированы землетрясением Нисквалли. Палмер и его коллеги Венди Герстел и Тим Уолш смогли достаточно хорошо предсказать те области, которые подверглись разжижению и боковому распространению как в Сиэтле, так и в Олимпии (рис. 8-16). Карты восприимчивости к разжижению готовятся для других городов западного Вашингтона. Кроме того, DGER имеет грант от Программы грантов по снижению рисков на создание карты штата, показывающей подверженность разжижению и характеристики почвы.

В 1990 году Вашингтон принял Закон об управлении ростом, требующий комплексного планирования в наиболее быстрорастущих округах и городах. Этот закон требовал от этих городов и округов обозначить и защитить критические районы, подверженные геологическим опасностям, включая оползни и землетрясения. В 1991 году закон был расширен и теперь требует обозначения критических районов во всех городах и округах Вашингтона. Сдерживающий эффект, который этот закон оказал на быстрое развитие вокруг мегаполисов, привел к попыткам внести в него поправки в законодательном органе и даже полностью отменить.

В отличие от Калифорнии, где штат проявлял инициативу в обновлении строительных норм и правил и постановлений о градации, Вашингтон оставил большую часть этого на усмотрение местных юрисдикций. Например, нет государственного требования о том, чтобы школьные округа реализовывали программы по повышению сейсмостойкости школьных зданий. Сельские округа и небольшие города на западе Вашингтона, включая школьные округа, отстают от столичных центров Пьюджет-Саунд, особенно Сиэтла, стандарты которого сопоставимы со стандартами мегаполисов Калифорнии. Поскольку район Сиэтл-Олимпия пережил разрушительные землетрясения в 1949, 1965 и 2001 годах, школьные здания уже были защищены от землетрясений в большей степени, чем в Орегоне на юге.

Почти половина общего ущерба, нанесенного школам в Вашингтоне во время землетрясения 1949 года, пришлась на Сиэтл. Двадцать одна школа пришлось заменить или отремонтировать. Дополнительный ущерб школам был нанесен землетрясением 1965 года. После землетрясения 1965 года школьный округ Сиэтла начал оценивать свои школы на предмет сейсмической опасности, и к 1998 году округ находился на заключительном этапе капитальных улучшений на сумму 40 миллионов долларов, направленных на устранение опасности землетрясений. В 1988 году суперинтендант общественного просвещения выпустил руководство, Снижение опасности землетрясений в школах, который был обновлен в 1998 году. Средства, полученные от проекта FEMA «Воздействие», были использованы для устранения верхних опасностей, особенно верхних сливных баков в туалетах, которые могут представлять опасность, если они упадут в классную комнату на нижнем этаже. Кроме того, средства были использованы для обучения обслуживающего персонала работе с опасностями неструктурного характера. Эти бригады поддерживаются волонтерами. Во время землетрясения в Нисквалли семь школ были модернизированы волонтерами во время субботних рабочих вечеринок, ни в одной из этих школ во время землетрясения не было зарегистрировано травм или повреждений.

FEMA определило город Сиэтл как сообщество, оказывающее воздействие на проект, с первоначальным грантом в размере 1 миллиона долларов на разработку собственной программы по снижению опасности землетрясений и оползней. Вначале в Сиэтле было 125 000 старых домов, построенных до требований о том, чтобы они были прикреплены к их фундаменту, и еще 125 000 домов в округе Кинг, за пределами города. Результатом проекта «Воздействие» стала программа обучения граждан переоборудованию их жилых домов, предприятий и школ, а также разработка планов действий в чрезвычайных ситуациях. Офис Управления по чрезвычайным ситуациям Сиэтла, входящий в состав полицейского управления, предоставляет ремонтные комплекты для дома, проводит ремонтные мастерские и ведет утвержденный список подрядчиков, которые имеют навыки для ремонта после землетрясения. Для бизнеса действует специальная программа. Роль волонтеров критически важна. Группы помощи и реагирования на стихийные бедствия Сиэтла (SDART) обучают районы тому, как организоваться против стихийных бедствий (см. Главу 15). Кроме того, геологическая служба США и ученые Вашингтонского университета нанесли на карту опасные зоны города, чтобы определить те районы, в разработке которых необходимо соблюдать особые меры предосторожности. Сиэтл экспортировал эту информацию в восемнадцать близлежащих городов и округов.

Город Бельвью не является сообществом Project Impact, но он, как и Сиэтл, принимает активные меры по обеспечению готовности к землетрясениям. Отделение готовности к чрезвычайным ситуациям города входит в состав пожарной части. Модернизация домов поощряется за счет ускорения процесса получения разрешений и помощи домовладельцам в получении ссуд под низкие проценты для модернизации. В городе действует план действий в чрезвычайных ситуациях, предусматривающий реагирование на суровые погодные условия и землетрясения. В рамках проекта под названием «Повышение готовности среди соседей» (SPAN) разрабатываются планы действий в чрезвычайных ситуациях в микрорайонах, выбираются капитаны групп и проводятся встречи четыре раза в год для рассмотрения планов готовности. Через несколько лет в городе проводятся семичасовые полномасштабные учения.

DGER и EMD имеют программу смягчения последствий цунами для тех прибрежных районов юго-запада Вашингтона, которые подвержены риску цунами. Подготовлены карты затопления от цунами, вызванного землетрясением в зоне субдукции. В сотрудничестве с программой NOAA TIME проводится моделирование цунами для цунами, вызванного землетрясением в Сиэтлском разломе, и DGER опубликовал карту с этими результатами. Потенциал цунами на набережной Сиэтла также был оценен. Карты залива Неа, реки Квилет, Порт-Орчард, Порт-Таунсенд и Порт-Анджелес находятся на веб-странице DGER. Карты Беллингема, Анакортеса и острова Уидби находятся в стадии подготовки. В 2003 году город Лонг-Бич и Quinault Nation были признаны сообществами, готовыми к цунами и штормам. The Quinault Nation была первой индейской нацией, получившей эту награду.


2: Часть II - Тектонические плиты, геологическое время и землетрясения - Науки о Земле

I. Цикл горных пород и распространение основных типов горных пород

Особенности поверхности и цикл горных пород на планете с единственной твердой оболочкой будут резко отличаться от земных.

А) Рок "цикл" состоит в основном из

  • Изолированный вулканизм в местах, где вулканы пробили земную кору
  • Эрозия топографически высоких объектов,
  • Отложение продуктов эрозии в топографических впадинах или океанских бассейнах
  • Осадки останутся в слоях, лежащих в слоях океанических бассейнов (то есть представьте себе слайд, показывающий плоские слои в Гранд-Каньоне.
  • Горообразование не могло бы произойти, кроме вулканических свай.
  • Пейзаж со временем станет безгорным и немного выше уровня моря.

Б) Распределение магматических, осадочных и метаморфических пород в таком мире будет следующим:

  • Свежие магматические породы будут изолированы от вулканических отложений
  • Осадочные породы могут быть найдены в основном под водой,
  • Метаморфические породы будут редкостью из-за невозможности поднять эти породы на поверхность из их горячей среды с высоким давлением глубоко под поверхностью.

Напротив, наша планета имеет следующие геологические разрезы:

СЛАЙД РАЗБИВАЕМЫХ, ПОДНЯТЫХ И ВЫСОКО НАКЛОННЫХ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Подобные обнажения должны убедить вас в том, что внешняя поверхность Земли является геологически динамичным местом. На Земле, где происходят значительные горизонтальные и вертикальные движения поверхности, цикл горных пород более сложен и включает в себя следующие элементы:

A) Выветривание может превратить любой тип породы в отложения и растворенные вещества, которые, в свою очередь, могут переноситься водой, льдом, ветром или силой тяжести к местам отложения, где отложения захоронены и литифицированы.

Б) Глубокое захоронение может подвергнуть литифицированные отложения воздействию достаточно высоких температур, или давление может вызвать их превращение в другой тип породы, который более стабилен при данном конкретном режиме температуры / давления.

C) Подъем может подвергнуть погребенные породы любого типа эрозии, или, альтернативно, любой из типов горных пород может проникнуть в мантию, чтобы начать свою жизнь заново в виде вулканической породы.

Распределение основных типов пород

IGNEOUS - Базальты и габбро, самые распространенные породы во внешней оболочке Земли, встречаются в основном в океанах. Граниты и другие родственные породы встречаются почти исключительно на континентах.

ОСАДОЧНЫЕ - Самые старые осадочные породы (то есть возрастом более 200 миллионов лет) находятся на континентах. Осадочные породы моложе 200 млн лет встречаются на обоих континентах и ​​в океанах, но большинство из них сегодня формируется в океанах.

МЕТАМОРФИЯ - Большинство мета-горных пород старше 200 миллионов лет находится в континентальных щитах и ​​под покровом осадочных пород на континентах. Метаморфические породы сегодня образуются в ядрах действующих горных хребтов и в других геологически активных районах.

  • Почему континенты состоят в основном из гранитных пород, а бассейны океана - из базальтовых пород?
  • Почему камни в океанских бассейнах почти всегда моложе 200 миллионов лет, тогда как породы на континентах имеют возраст до 4 миллиардов лет?
  • Что вызывает значительные горизонтальные и вертикальные смещения горных пород, что приводит к сложному горному циклу, описанному выше?

Понимание ответов на эти вопросы требует изучения тектоники плит, которая является парадигмой или теорией, лежащей в основе многих наук о Земле.

Тектоника плит - теория, согласно которой земная поверхность состоит из мозаики твердых плит, находящихся в относительном движении.

Движение плит по поверхности Земли влияет на многие важные планетарные процессы, включая вулканизм, климат, землетрясения и эволюцию. Таким образом, понимание этой простой теории помогает важным геологическим, биологическим и атмосферным процессам, каждый из которых имеет некоторое взаимодействие с геологией окружающей среды и, в частности, с опасными природными явлениями.

Простые наблюдения, которые предполагают, что земная поверхность динамична.

    Земля имеет замечательное двойное (бимодальное) распределение высот поверхности. Континенты имеют среднюю высоту около 2500 футов над уровнем моря, а дно океана имеет среднюю глубину более 5000 футов. Дно океана никогда не бывает старше 200 миллионов лет, в то время как континентальные породы могут иметь возраст до 200 миллионов лет.

Землетрясение - энергия, которая выделяется при хрупком разрушении земной коры или мантии.

Во время землетрясения два куска коры внезапно перемещаются относительно друг друга по разлому. Таким образом, повторные землетрясения могут вызвать значительное движение земной коры на одной стороне разлома относительно земной коры на другой стороне.

Землетрясения демонстрируют поразительную картину - в океанских бассейнах почти все землетрясения сосредоточены в узких криволинейных зонах, которые имеют тенденцию соединяться друг с другом и образовывать глобальную сеть. Между этими сейсмическими зонами на протяжении многих тысяч километров землетрясения мало или совсем не происходят. Землетрясения представляют собой движение земной коры, таким образом, внешняя хрупкая оболочка Земли, кора, имеет тенденцию разделяться на большие жестко действующие области, которые перемещаются относительно других жестких областей вдоль узких зон разломов между ними. Деформация земной коры имеет тенденцию концентрироваться вдоль границ между крупными плитами земной коры, которые не деформируются внутри. Землетрясения на континентах часто более распределены, чем в океанической коре, но, тем не менее, имеют тенденцию концентрироваться в зонах, а не случайным образом. Зоны разломов, разделяющие большие, свободные от землетрясений области земной коры, называются границами плит, а свободные от землетрясений области - плитами.

Геологически активная поверхность Земли отражает ее активно конвектирующую внутреннюю часть. Внутреннее пространство можно рассматривать как огромный тепловой двигатель, которому необходимо перемещать тепло от ядра к более холодной поверхности.

ПЕРЕГОЛОВКА 2 - поперечное сечение Земли

  • Радиус - 3960 миль или 6370 км от поверхности до центра.
  • Температура ядра - известна неточно, но не выше 7300 градусов по Цельсию и не ниже 5500 градусов по Цельсию.
  • Химически внутреннее пространство состоит из коры, мантии, внешнего ядра и внутреннего ядра.
    • Кора - хрупкий внешний слой - преимущественно силикаты - мощность 5-70 км, в среднем 35 км.
    • Мантия - содержит большую часть объема Земли, течет медленно в течение геологического времени - в основном силикаты, мощность 2900 км.
    • Внешнее ядро ​​- толщиной 2100 км - жидкое железо, возможно, с примесью серы.
    • Внутреннее ядро ​​- в основном твердое железо - толщиной около 1400 км. Более горячее, чем внешнее ядро, но твердое из-за более высокого давления.

    Этот вид Земли был широко известен к 1940-м годам благодаря исследованиям сейсмологами волн землетрясений, проходящих через землю. Необходимость переносить тепло от горячего ядра к холодной поверхности заставляет мантию конвектировать (т. Е. Вспенивать) в больших ячейках. Плиты можно представить как тонкий затвердевший слой поверх больших конвектирующих ячеек горячего жидкого материала мантии. Плавучие континенты остаются на вершинах этих конвективных ячеек. Таким образом, пластины движутся, потому что мантия под ними движется, поскольку она переносит тепло наружу от ядра.

    IV. Типы границ плит

    Границы пластин относятся к областям, где пластины скользят мимо, под или от друг друга. Большинство объектов, которые сталкиваются с чем-то другим, повреждаются в точке контакта или рядом с ней, но остаются неповрежденными и нетронутыми по мере удаления от точки столкновения. Плиты Земли в некоторых отношениях похожи. Деформация имеет тенденцию концентрироваться по границам пластин. Вдали от границ пластин активная деформация практически отсутствует. Предполагает, что внутренние поверхности плит в течение геологического времени ведут себя жестко. Таким образом, границы между пластинами легко определить, ища признаки активной деформации.

    Границы плиты состоят из трех концевых элементов:

    • Transcurrent or strike-slip - Two plates slide past each other parallel to their boundary. Examples - oceanic transform faults and the San Andreas fault
    • Divergent - Two plates move away from each other, creating a void that is typically filled by hot upper mantle. Examples - seafloor spreading centers and the East African rift system.
    • Convergent - Two plates colliding with each other. Convergence can be accommodated as follows:
      • 1) Subduction of one plate beneath the other into the mantle, creating a subduction zone.
      • 2) Overriding of one plate on top of the other or crumpling of one or both plates, resulting in a mountainous region such as the Himalayan mountain belt.
      • 3) Lateral escape - Crust caught in a zone of collision between two plates often escapes by moving sideways (laterally) out of the collision zone.

      V. Multi-disciplinary evidence for plate tectonics

      VI. Putting it all together

      Most striking evidence for plate tectonics comes from ocean basins, which were largely unexplored until during and after World War II. Intensive mapping of the seafloor showed that the ocean basins contained an extensive, inter-connected set of sub-surface ridges or mountains that extended around the globe. These ridges had a number of peculiar features.

      • (1) They were offset by long, nearly linear faults, giving rise to a pattern similar to that on an alligator's hide.
      • (2) The seafloor on either side of a high-standing ridge subsided symmetrically across the ridge, and had a regularly-observed pattern of subsidence for all spreading ridges.
      • (3) In the Atlantic basin, the Mid-Atlantic ridge nearly perfectly bisected the ocean basin - which seems highly unlikely if it were by chance alone.
      • (4) Ridges also tend to have symmetric pattern of linear magnetic anomalies locked into seafloor on either side. We now recognize these ridges as places where new seafloor is created in the void left between plates that diverge from each other. Thus, as two continents move away from each other, new seafloor forms in between, giving rise to an ocean basin.

      How fast do plates move? As slow as a few mm/yr to as fast as 160 mm/yr. Doesn't sound like much, but since plates continue moving over 10-100 Myr time scales, total displacements can reach more than several thousand kms (enough to create the entire Atlantic ocean basin).


      Chapter 9 - Active Tectonics and Geologic Setting of the Iranian Plateau ☆

      The first step in earthquake disaster risk minimization is built on the knowledge and understanding of the geological setting, active tectonics, and seismicity of a region. This short chapter builds the foundation for studying and analyzing the coseismic surface faulting on the Iranian Plateau and the seismic risk. It covers the main characteristics of the: (i) tectonic context of the nine main structural provinces of the Iranian Plateau (ii) tectonic evolution of the Iranian Plateau since the late Neoproterozoic (iii) Neogene regional change in kinematics (iv) active tectonics (v) present-day GPS-based deformation and (vi) seismicity of different structural provinces of the Iranian Plateau.


      What are the Two Main Geological Processes of the Development of the Surface Globe?

      It is an established fact that the development of the surface globe is mainly due to the complex interaction of atmospheric processes, rocks, ocean waters and living surface of the earth is a zone where the rocks uplifted by forces come into contact with the atmosphere and hyi they are subjected to a range of processes powered by Sun.

      The processes which have been playing dominant the surface of the earth are both constructive as well as nature. All the geological processes can be conveniendy two categories viz. endogenous and exogenous processes.

      1. Endogenous processes

      These are also known as hypogene processes. These are the processes of internal origin. In other words, a process which originates within the earth’s crust is termed endogenous. These processes take place inside the globe and are governed by forces inherent in the earth and affected little by external influences.

      These processes cause phenomena, like earth­quakes, emergence and development of continents, ocean troughs and mountain ridges, generation of volcanic activity, metamorphism of pre- existing rocks, deformation and movement of the earths crust both vertically and laterally etc.

      The geomorphic features produced by these processes provide the setting for exogenous processes to operate upon. All features which owe their origin to an endogenous process are invariably modified by exogenous processes.

      The endogenous processes are mostly caused by the thermal energy of the mantle and the crust. This thermal energy is derived from the decay and disintegration of the radioactive elements and from gravitational differentiation in the mantle. Some of the important en­dogenic processes and their role in the evolution of land forms are as described below:

      (я) Earthquakes

      It is a form of energy of wave motion trans­mitted through the surface layers of the earth, ranging from a faint tremor to a wild motion capable of shaking builidings apart and causing gaping fissures to open up in the ground. The earthquakes are mostly produced due to underground dislocation of rocks.

      (ii) Tectonic movements

      Tectonic movement of earth’s crust are of various forms and are characterized by great com­plexity. In the course of geological history of the earth’s crust, the rocks have been crumpled into folds, thrust over one another, broken up etc. giving rise to mountains, ridges, ocean trough and other landforms.

      The tectonic process of elevating or building up portions of the earth’s surface is called diastrophism, which prevents the exogenous proc­ess from ultimately reducing the earth’s land areas to sea- level. It is of two types viz. (a) Orogeny and (b) Epeirogeny.

      While ‘Orogeny’ refers to mountain-builiding activities with deformation of the earth’s crust, Epeirogeny refers to reg­ional uplift with marked deformation.

      The lateral displacement of the crustal blocks are manifested in the phenomenon like continental drift, ocean floor, spreading etc.

      (iii) Volcanism

      It is the phenomenon in which matter is trans­ferred from the earth’s interior and erupted onto its surface. It is one of the important manifestations of the dynamic nature of the earth. The process of effusion of magmatic material on to the surface of the earth, thus forming various volcanic structures and/ or flowing over the surface, is called volcanism.

      Sometimes the magma on its way upward does not reach the surface and cools at various depths giving rise to magmatic bodies of irregular form, which are called intrusives or plutons.

      The phenomenon is known as Intrusive magmatism Even though the intrusions are not directly responsible for topographic features their existence in the upper crust of the earth may affect to a great extent the topographic features of the area formed by exogenous processes.

      (iv) Matamorphism

      According to Turner & Verhoogen (Igne­ous and Metamorphic Petrology, New York, Mc Graw Hill Book Co. 1960) “the mineralogical and structural adjustments of solid rocks to physical and chemical conditions which have been imposed at depths below the surface zones of weath­ering and cementations and which differ from the con­ditions under which the rocks in question originated” is known as metamorphism.

      Metamorphism involves the transformation of pre-existing rocks into new types by the action of temperature, hydrostatic as well as directed pressure and chemically active fluids. The main feature of the metamorphic processes is that the changes are iso-chemical and take place in solid state.

      2. Exogenous processes

      These are the processes of external origin or, in other words, the processes derive their energy from sources external in relation to the earth viz. (i) energy from the sun which causes differential heating of the atmosphere giving rise to differences in pressures that make the wind to blow, sun’s energy drives the hydrological cycle which involves the transfer of moisture from water bodies to atmosphere to land again to ocean etc.

      (ii) the force of gravity, (iii) the activity of organisms etc. Thus the exogenous processes are closely linked with the role of various external agents such as weathering, blowing wind, running water, underground – water, waves and currents in water bodies, (seas and oceans), glaciers etc. on the surface of the earth.

      Since these processes are restricted to the surface of the earth, they are called epigene processes. These processes constitute a very complex sum of mutually dependent changes i.e. all the exogeneous processes are in­volved with each other.

      The exogenous processes act on the landforms to break up the rocks (weathering), to wear down the surface and carve out valley features (erosion) and the products of destruction are either dislocated under the influence of the force of gravity or are carried away by the blowing wind, flowing waters, moving glaciers etc. to lower areas like lakes, seas, oceans etc. where deposition takes place.

      The term Denudation is used for the total action of all processes by which the exposed rocks of the continents are worn away and the resulting sediments are transported to suitable areas for deposition. Thus denudation is an overall lowering of land surface.

      The exogenous processes tend to remove all the unevenness on the surface of the earth. As we know, the unevenness of the earth’s surface is developed due to crustal movement, unequal erosion and deposition.

      The process by which the earth’s surface irregularities are removed and a level surface is created, is known as gradation. All gradation-processes are directed by gravity. The processes of grada­tion arc divisible into two major categories viz. Degradation and Aggra­dation.

      Degradation is the process in which material from the high lands are removed by the geomorphic agents as a result of which the altitude of the highlands are reduced. Degradation of the earth’s surface is mainly carried out through :

      Weathering is the process of mechanical disintegration and chemi­cal decomposition of the rocks at the earth’s surface, under the influence of factors like temperature fuctuqtions, water, oxygen, carbon-dioxide

      (i) collecting together of the loose material produced by weath­ering.

      (ii) wearing down the surface and carve out valley features which is commonly known as abrasion or corrasion.

      (iii) mechanical wear and tear of the transported materials while they are in transit by the geomorphic agents, and

      Aggradation is the process of deposition of sediments. As we know, under favourable conditions, when the transporting agents lose their carrying power, the transported materials get deposited, sometimes in the sea, sometimes on the land.

      Thus the low lying tracts are gradually filled up through deposition of sediments by running water, ground water, wind, glaciers, wave, currents, tides in seas, oceans etc.

      (v) chemical solution through the dissolving power of the geo­morphic agents like river-water, sub-surface water etc, which is also known as Corrosion.

      Thus, in the nature the process of gradation is considered as a three-fold process because the earth’s surface is first decayed and eroded, secondly the products of the decay and erosion are transported and finally the transported materials are deposited in low lying areas.

      The geological processes, as already indicated, play significant roles in shaping the surface of the earth. The details of the role played by each individual geomorphic agent are discussed in separate chapters of this book.


      The Southern Granulite Terrane

      2.7.2 Cauvery Suture Zone

      The CSZ has been described as the Gondwana suture zone and as a trace remnant of the Mozambique Ocean. Field relations, lithological assemblages including ophiolites, petrographic investigations, and geochemical characteristics reveal that the rocks of the CSZ are related to suprasubduction zone setting related to the opening and closure of Mozambique Ocean and their higher degree of mantle melting. The CSZ comprises north-verging frontal thrusts and complementary south-verging back thrusts making the CSZ as crustal-scale “flower structure” suggesting transpressional tectonic regimes and collisional processes akin to modern collisional belts ( Fig. 2.46 ). Recently, remnants of oceanic crust within the CSZ were also reported suggesting two events of subduction–accretion events: one at the Neoarchean-Paleoproterozoic boundary, and the other at the Precambrian-Cambrian boundary.

      Figure 2.46 . A 3D cartoon showing the “flower structure” across the CSZ.

      Adapted from Chetty, T. R. K. Contrasting deformational systems and associated seismic patterns in Precambrian peninsular India, Current Science, 90, 7, 2006, 942-951.

      Based on geochemical and isotopic systematics, a possible petrogenetic model suggests asthenospheric upwelling in an extensional setting, melting of enriched lithosphere and intersection of magmas with lower crustal domains with subduction related components of various ages ( Santosh et al., 2014b ). All the above studies confirm a Neoarchean-early Paleoproterozoic subduction system at the southern margin of the Dharwar craton, the remnants of which were incorporated within a chaotic mélange of the Neoproterozoic suture of CSZ ( Chetty et al., 2016 ). Euhedral zircons with magmatic cores from the Banded Iron Formations from the CSZ yielded 206 Pb/ 238 U age of 760±16 Ma probably marking the turning point from passive margin to active margin in the Wilson cycle and the construction of an arc-trench system with a southward subduction polarity ( Sato et al., 2011b ). The timing of the HP-UHT metamorphism in the CSZ and the MGB is constrained to be during 550–500 Ma. ( Plavsa et al., 2015 ).


      Glaciers

      • by converting snow to ice to "firn" to glacial ice
      • when accumulation exceeds ablation (melting).
      • Slope angle and face
      • Широта
      • Insolation amount and angle
      • Regional airmasses
      • Высота
      • Other local or regional factors
      1. Alpine glaciers which occur in mountains.
      2. Continental glaciers, ice caps, ice shelves and ice sheets which occur on depressed landmasses.
      • Warm glaciers where water can and does flow, and
      • Cold glaciers where free-flowing water is rare or nonexistent.
      • Basal slip causes whole glacier to slip forward
      • Plastic flow results from snow moving within the glacier down the gravity gradient.
      • Irregular ground topography results in the glacier forming crevasses, loose blocks and ice falls.
      • Surges and avalanches can move large amounts of material quickly.
      • Климат
      • Angle of land below glacier
      • Thickness of glacier
      • Antartica movement of about 2 meters per day has been recorded
      • Historic glaciers of Illinois moved an average of 2 centimeters per month.
      • Where ice is bent, undercut or suddenly unconstrained, crevasses may form.
      • Where the land rises up, the ice may be constrained and possibly melted by insolative gain from the exposed land surface.
      • Where the land meets a lake or the sea, ice sheets may form over the water forming ice shelves which calve off icebergs and floes.
      • The snow line separates the accumulation zone from the ablation zone. It can be imaged on satellite photos and measured from year to year to measure the health of the glacier.
      • Tributary glaciers feed into main glaciers.
      • Loose rock is plucked and carried, possibly causing striations to underlying rock.
      • Alpine glaciers slowly carve
        1. aretes
        2. horns, ex. The Matterhorn ("the mother of all horns") in Switzerland.
        3. cirques and
        4. truncated spurs.
      • After melting, tarn and pater noster lakes may form in old cirques, hanging valleys and plunging waterfalls reveal the path of tributaries.
      • Glaciers carve U-shaped valleys like Yosemite in California.
      • If the valleys are flooded by the sea, we call them "fjords." The Hudson River Valley up to the Tappan Zee Bridge is a fjord.
      • Deep gouges caused by continental glaciers fill with water and produce deep lakes like NY Finger Lakes and the midcontinental Great Lakes.

      Glacial deposits ("drift") are divided into two categories:


      Смотреть видео: Următorul Cutremur Românesc și alea de dinainte (October 2021).