Строение и состав литосферы Земли

Строение и  состав литосферы Земли.

Понятие термина литосфера. Под именем литосферы обычно понимают самую верхнюю, преимущественно твердую оболочку Земли, состоящую из пород, близких по своему составу к гранитам. Толщина литосферы точно пока неизвестна. Одни авторы считают ее в 30–40 км, другие в 60–70 и третьи в 90–100 км.

Нередко вместо термина литосфера  употребляют выражение земная кора. Эти понятия не тождественны, но близки друг к другу. Выражение земная кора больше подходит к верхней твердой части литосферы.

Химический состав пород, слагающих литосферу. Литосфера доступна непосредственным исследованиям только в областях суши. Здесь можно изучать строение и состав земной коры, начиная от поверхности вплоть до значительных глубин, пользуясь теми естественными обнажениями, которые встречаются по берегам рек, морей и особенно по склонам сильно разрушенных гор. В общем можно сказать, что строение и химический состав горных пород, слагающих земную кору, более или менее достоверно нам известен приблизительно до глубины 15–16 км. Что же касается слоев, залегающих глубже, то о строении и составе их мы можем только догадываться. Основаниями для таких догадок служат гравиметрические исследования (т. е. изучение распределения сил тяжести), изучение сейсмических явлений (главным образом распространения волн землетрясений) и некоторые другие.

Исследования земной коры (до глубины 16 км) показали, что она состоит главным образом из пород магматического происхождения, на долю которых приходится свыше 90%. Наибольшим распространением среди них пользуются граниты, из которых главным образом и сложена верхняя часть земной коры.

На основании анализов различных образцов гранитов (свыше 500) их химический состав представлен в следующем виде:

Совершенно иной химический состав имеют те магматические породы, которые, являясь продуктами современных  извержений, поднялись с больших глубин.

Породы первой группы, которые отличаются большим содержанием  кремния (Si) и алюминия (А1), принято сокращенно обозначать символом Sial (от соединения Si+Al) или называть породами сиалическими. Породы второй группы, характеризующиеся большим содержанием магния (Mg), сокращенно обозначают символом Sima (от соединения Si+Mg) или называют симатическими (габбро, диориты, базальты и др.). Кроме химического состава, породы сиалические отличаются от пород симатических меньшим удельным весом (средняя плотность сиалических пород около 2,6, а симатических до 3).

Исходя из всех имеющихся  в нашем распоряжении данных, мы можем сказать, что земная кора в верхней своей части состоит преимущественно из пород сиалических, а в более глубоких частях – из пород симатических.

Основные  типы горных пород, слагающих поверхность  литосферы. Породы, слагающие поверхность литосферы, можно разделить на три группы. К первой группе относят породы, происшедшие от застывания расплавленных магматических масс, известные под общим названием магматических. Ко второй группе относят породы, образовавшиеся путем осаждения различных материалов из воды или воздуха. Эти породы носят название осадочных. К третьей группе относятся те породы, которые под влиянием высокой температуры и большого давления испытали сильное изменение. Такому изменению подвергаются породы не только осадочные, но частично и магматические. Породы, преобразованные действием высокой температуры и давления, называются метаморфическими.

Магматические горные породы, изверженные горные породы, горные породы, образовавшиеся из расплавленной магмы при её застывании и кристаллизации. По условиям застывания среди магматических горных пород различают два основных типа: эффузивные (вулканические, излившиеся), застывшие на дневной поверхности в результате излияния магмы в виде лавы при вулканических извержениях, и интрузивные (глубинные), застывшие в толще земной коры среди других горных пород. Эффузивные горные породы вследствие быстрого застывания обычно мелкозернисты и частично, а иногда полностью состоят из стекла. Часто в них встречаются более крупные кристаллы вкрапленники. Интрузивные горные породы, застывающие медленно в глубинах земной коры, обладают полнокристаллической, более крупнозернистой структурой.

Осадочные породы, как показывает само название, произошли путем осаждения различных материалов из воды или из воздуха. В зависимости от способа образования осадочные породы делятся на обломочные, химические и органогенные. Под именем обломочных пород подразумеваются горные породы, происшедшие из обломков различных твердых горных пород. Породы, получившиеся в результате оседания их из водных растворов, носят название химических. Примерами таких пород могут служить: каменная соль, гипс, известковый туф и др. Горные породы, образовавшиеся в результате жизнедеятельности организмов, называют органогенными. Сюда относятся различные известковые породы, ископаемые угли и некоторые другие.

Метаморфические горные породы, горные породы, ранее образованные как осадочные или как магматические, но претерпевшие изменение (метаморфизм) в недрах Земли под действием глубинных флюидов, температуры и давления или близ земной поверхности под действием тепла внедрившихся интрузивных масс. Наиболее типичными метаморфическими породами являются гнейсы и кристаллические сланцы, а также некоторые мраморы и графиты.

Ареал обитания организма. Факторы, определяющие протяженность ареала.

Географический ареал  это часть земной поверхности (территории или акватории), на которой постоянно встречаются популяции определенного вида организмов. Ареал представляет собой трехмерное географическое пространство, определяемое не только долготно-широтными характеристиками, но и высотой (особенно в горных системах) или глубиной (в водной среде) распространения организмов.

Установление границ и размеров ареалов не составляет особых трудностей, если организмы лишены возможности  активно перемещаться (растения) либо ведут оседлый образ жизни  на какой-нибудь ограниченной по площади территории (некоторые животные). В таком случае речь идет о простых ареалах.

Среди животных много видов, которые  в различные периоды жизненного цикла или в разные сезоны меняют область распространения. Подобные миграции обычно среди птиц и млекопитающих. Область размножения и область зимовок вместе с миграционным путем в совокупности является единым сложным ареалом. Образование сплошных ареалов можно объяснить, исходя из биогеографических воззрений Ч. Дарвина, в соответствии с которыми вид возник в одном месте. Его расселение в пространстве не ограничено до тех пор, пока не встречаются непреодолимые препятствия – географические барьеры (большие водные участки суши, горные системы, климатические различия и. т.д.), определяющие границы ареала.

Первичный ареал, т. е. тот, в котором  происходит становление вида, является сплошным. Впоследствии, при изменении  условий существования (возникновение  молодых горных систем и акваторий, изменение климата и т.д.), сплошной ареал превращается в разорванный (дизъюнктивный). В случае, когда не граничащие друг с другом участки заселены одной и той же формой вида, говорят о гомогенной (однородной) дизъюнкции. Разорванные участки, заселенные разными подвидами одного вида, разными видами одного рода или разными родами одного семейства, образуют гетерогенные (разнопородные) дизъюнкции. Гомогенные разрывы ареала в возрастном отношении обычно моложе гетерогенных.

Площадь ареала может быть сопоставима  с площадью почти всей суши или  ограничиваться небольшим участком. Правильные представления о размерах ареала позволяет получить нанесение его на карту. При этом ареал очерчивают сплошной линией, которая соединяет крайние точки местоположения таксономических категорий. Если на карте нельзя показать ареал и его отдельные дизъюнкции небольшой размерности, то применяют различные условные обозначения, чаще всего точки, которые используются и для отражения неравномерности распределения особей по территории ареала: скопление точек свидетельствует о наибольшей плотности.

В зависимости от размеров выделяют ареалы от узколокальных до космополитических. Узколокальные характерны для видов, имеющих крайне ограниченную площадь распространения, например для нелетающих видов насекомых. Так, жужелицы-бомбардиры обитают на Кавказе в пределах одного-двух хребтов или встречаются на одной горе. Наиболее узки ареалы у троглобионтов – обитателей пещер. Современный ареал гаттерии, или туатары, включает 13 мелких безводных скалистых островков в заливе Пленти у берегов Новой Зеландии.

Локальный ареал по площади несколько больше узколокального, субрегиональный больше локального и меньше регионального. Если вид распространен по всей территории региона, его считают трансрегиональным. Под регионом в данном случае понимают определенную крупную территориальную единицу, как правило, на одном материке. Более широкие ареалы, включающие регионы, расположены на нескольких, но не более чем на трех, материках, называют поли- или мультирегиональными. К полирегиональным относятся ареалы следующих представителей флоры Евразии: евроазиатские виды в пределах умеренной зоны Евразии; евросибирские виды, встречающиеся по всей Европе, в Западной и Восточной Сибири до Дальнего Востока; евросибирско-аралокаспийские виды, распространенные в Европе, Западной и Восточной Сибири, Средней Азии от Туранской низменности на севере до горных систем на юге; европейско-малоазиатские виды, растущие кроме Европы в Малой Азии. Для наименования полирегионального ареала используют названия регионов, в которых обитает вид, род и т. д.

Для таксономических категорий, обитающих не менее чем на трех материках, характерны космополитические ареалы. Они свойственны обычно водным и болотным растениям, нередко распространяемым перелетными птицами (тростник, ряска, рогоз и др.), сорным травам, многим морским животным и некоторым насекомым. Космополитические ареалы часто ограничиваются широтными пределами и присущи организмам, имеющим распространение в определенных физико-географических поясах или природных зонах. На суше это циркумконтинентальные, на океанических и морских акваториях – циркумокеанические ареалы. С умеренным поясом связаны циркумконтинентальные ареалы умеренных широт (в частности, циркумбореальные хвойных лесов умеренного пояса, циркумсубтропические и т. д.) и тропических (циркумтропические ареалы между северным и южным тропиками). Циркумконтинентальными прерывистыми ареалами в умеренных широтах обладают очень немногие виды.

Циркумполярные ареалы на суше охватывают зоны арктических пустынь, тундр  и лесотундр. Биполярные характерны для организмов, обитающих в циркумполярных областях Северного и Южного полушария. Некоторым организмам свойственны биполярные разрывы ареалов, когда эти организмы присутствуют в умеренно холодных широтах Северного и Южного полушария, но отсутствуют в приполярных областях. Особенно примечательны биполярные циркумконтинентальные разъединения растений, не встречающихся в тропических широтах. Так, род вороника (Empetrum) широко распространен в умеренных широтах Евразии и Северной Америки (вороника черная) и на юге Южной Америки, включая Огненную Землю, Фолклендские острова и острова Тристан-да-Кунья и Гоф в южной части Атлантического океана (вороника красная). Североамериканским и европейским букам (Fagus) соответствует близкий им род южных буков (Nothofagus), являющихся основными лесообразующими породами антарктической части Южной Америки, Западной Австралии, Тасмании, Новой Зеландии, Новой Гвинеи и Новой Каледонии. Биполярное распространение характерно также для некоторых видов сфагновых мхов, тимофеевки (Phleum), примулы (Primula), ясколки (Cerastium) и других растений.

Границы ареала могут быть постоянными (стативными) и подвижными (транзитивными). В свою очередь, подвижные границы  подразделяются на расширяющиеся (прогрессивные), сужающиеся (регрессивные) и пульсирующие.

Постоянные границы ареала имеют место в тех случаях, когда вид или род достиг естественных границ своего распространения и его дальнейшее расселение невозможно. Они могут быть климатическими, эдафическими и конкурентными. За пределами постоянных границ климатические и эдафические условия неблагоприятны для существования организмов какой-либо таксономической принадлежности. Наличие конкурентных границ связано с ограничением дальнейшего расселения организмов по причине постоянства межвидовых конкурентных отношений с соседствующими видами. Среди постоянных границ ареала выделяют также непроходимые (импедитные), через которые невозможно механическое проникновение видов (например, разные жизненные среды).

Расширение ареала имеет  место только в том случае, если вид не достиг естественных границ. Сужающиеся ареалы существуют лишь в пределах территорий, на которых организмы определенной таксономической категории не обеспечены ресурсами для жизнедеятельности. Пульсация ареала связана с изменением климатических и других природных условий на его границах. Таким образом, ареалы могут быть простыми и сложными, сплошными и разорванными, а также различной площади, с постоянными и переменными границами. Ареалы являются важнейшей географической характеристикой вида, рода и других таксономических категорий организмов. Они – один из основных исследуемых биогеографией объектов.

Нужно понимать, что границы  ареала видов непостоянны, а их изменения  связаны с изменением среды обитания животных, расселением на новых территориях, конкуренцией с другими организмами и многими другими факторами. Некоторые виды животных, в том числе и человек, имеют огромные ареалы и распространены практически всюду на Земле. Вместе с человеком проникли на все материки и его ближайшие спутники – например, собака, крыса, воробей, многие паразиты. В то же время ареалы многих видов животных чётко ограничены. Одними из главных факторов, ограничивающих распространение видов, служат климатические факторы.

Так, распространение  рифообразующих кораллов возможно при  температуре 20' С, и если мы встречаем в Заполярье ископаемые коралловые полипы, то это говорит нам о существовании здесь в прошлые геологические эпохи тёплых морей, наряду с животными, имеющими широкие ареалы некоторые виды встречаются на очень ограниченных территориях. Для рыб это может быть один-единственный ручей, для птиц – остров, а для насекомых – замкнутая горная котловина. Некоторые животные имеют так называемые разорванные ареалы, что характерно для горных видов и обитателей пещер. Единый ареал для них невозможен по экологическим причинам. Нередко раздробленность ареала связана с историческими условиями формирования земной поверхности. Для Евразийского континента многие разрывы ареалов животных объясняются длительным воздействием ледниковых эпох, что создавало неблагоприятные условия для жизни видов. Например, современный разрыв ареала голубой сороки, встречающейся на Пиренеях и в Юго-Восточной Азии, вероятно, связан с оледенением.