Вход
Личный фотоальбом
Личные голосования

Форум    Фото   События   Объявления   Транспорт   Медицина
Работа    Бизнес    Люди    География    История   Промыслы
Статьи по теме
География:  О Геологии

  
С.Л.Чернов. 20.03.2011.

Общие сведения о Земле
Ритмичность геологических процессов
Наводнения
Геологические процессы в русле Волги

Профессия геолога была очень популярна в начале 60-х годов прошлого века наряду с физиками, журналистами, строителям, космонавтами. День геолога начал отмечаться в 1966 году. Отмечается он и сейчас в профессиональной среде, но властями и СМИ он забыт, сейчас в почёте другие профессии, в основном денежные. Следует напомнить, что современное благосостояние страны, основанное на сырьевых ресурсах, создавалось трудами геологов прошлых лет.
В школьную программу основы геологии не включены, хотя в разное время попытки этого были. Человек живёт на Земле, но практически ничего о ней не знает.
Геология - наука о строении Земли, её происхождении и развитии. Человек живёт в природной среде, сформированной в ходе длительного геологического развития, практически ничего не зная о геологических процессах прошлого, настоящего и будущего. Поиски полезных ископаемых это всего лишь прикладная отрасль геологии.
Знания о Земле всегда с трудом пробивались сквозь невежество людских масс и правящей верхушки. Только в эпоху великих географических открытий, после многочисленных наблюдений моряков за кривизной поверхности океана, была признана шаровидная форма Земли. В ХVI веке был запрещён труд Николая Коперника, в котором он утверждал, что Земля вращается вокруг Солнца, в 1600 году был сожжён на костре Джордано Бруно, развивший идеи Коперника. А в наши дни С.П.Капица, доказавший в телепередаче "Очевидное - невероятное", что так называемое "глобальное потепление" противоречит научным данным и фактически является бредом, сначала был задвинут в ночной эфир, а затем вовсе сослан с телеканала "Россия" на "Россия-к".
Геологическое невежество это не только недостаток образования и общей культуры человека, оно даже опасно в ряде случаев в деятельности людей наделённых властью (примеры далее).

Общие сведения о Земле

Земля образовалась в составе Солнечной системы из пылевидных скоплений, путём их концентрации, сжатия, расплавления. Это астрономический этап её развития. Геологический этап начинается после остывания поверхности Земли и формирования земной коры, основные его вехи приведены в геохронологической таблице.

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА

Эра Период Время
в млн. лет назад
 
Кайнозой
  Четвертичный 1,7   Эволюция человека
  Неогеновый 27   Появление человека
  Палеогеновый 67   Широкая эволюция млекопитающих
Мезозой
  Меловой 137   Вымирание последних динозавров, аммонитов. Первые цветковые растения
  Юрский 195   Широкое распространение морских рептилий, динозавров, птерозавров, крокодилов. Появление птиц
  Триасовый 230   Появление черепах, ящериц, млекопитающих
Палеозой
  Пермский 285   Вымирание многих морских беспозвоночных. Господство на суше примитивных рептилий. Появление предков динозавров
  Каменноугольный 350   Появление рептилий. Широкое распространение примитивных амфибий.
  Девонский 405   Распространение по суше наземных растений и четвероногих животных. Появление первых четвероногих.
  Силурийский 440   Появление наземных растений, выход членистоногих на сушу.
  Ордовикский 500   Эволюция примитивных рыб, широкое распространение различных морских беспозвоночных.
  Кембрийский 570   Появление предков рыб. Появление скелетных беспозвоночных, массовое развитие в морях.
Протерозой
  Вендский 680   Широкое распространение бесскелетных форм. Предки червей, медуз, членистоногих и др.
   2700   Первые многоклеточные организмы. Первые находки бактерий и водорослей.
Архей
   4500   Первые биогенные отложения. Химическая эволюция.


Древнейшие горные породы на Земле имеют возраст около 3,9 млрд. лет. В архейскую эру существует земная кора, покрытая горячим океаном, в атмосферу обильно поступают вулканические газы, атмосфера и гидросфера насыщены углекислым газом, до 40 %. В океане появляются органические соединения, зарождается жизнь.
"Взрыв" жизни происходит в палеозойскую эру. Земля окутана влажной жаркой атмосферой в условиях парникового эффекта, ископаемые органические остатки соответствуют единой климатической зоне.
В результате биогенной деятельности живых организмов в палеозое происходит поглощение углекислого газа из атмосферы и интенсивное захоронение углерода в земных недрах в виде залежей каменных углей и известняков, что привело к уменьшению массы атмосферы, ослаблению парникового эффекта и появлению на Земле климатических зон, в том числе холодных северных (бореальных).
В пермском периоде сплошной облачный покров плотной атмосферы разомкнулся, и солнце осветило Землю. Испарение воды приводит к засолению водоёмов, формированию залежей каменной соли (месторождение Белбаж в Ковернинском районе) и соляных рассолов, известных в Балахнинском районе и добываемых для лечебных целей в Городецком санатории.
В мезозое формируются современные континенты и океаны, в морских бассейнах продолжается захоронение углерода при образовании мощных толщ карбонатных пород. Климат становится более засушливым и суровым, из-за похолодания вымирают динозавры (одна из наиболее вероятных причин). В полярных широтах существует умеренный климат, температура воды в Северном ледовитом океане около +14 о С.
В кайнозойскую эру в результате дальнейшего остывания Земли среднегодовая температура устойчиво падает, появляются полярные климатические зоны, а в четвертичном периоде начинается оледенение, продолжающееся и сейчас.



За последние 60 млн. лет среднегодовая температура устойчиво снижается (рис. 22). В четвертичном периоде (антропогене) наблюдается неоднократное "лихорадочное" чередование повышения и понижения среднегодовой температуры с общей тенденцией к её снижению. Мощное оледенение охватывает континенты северного полушария. В Европе центрами оледенения были Скандинавский полуостров и Альпы. Ледниковый покров охватил территорию современной Великобритании, Центральной Европы, Урала и Валдая. Край ледника доходил до Волгограда, а по Днепру ледник спускался до 48 о с. ш. Периоды наступления ледника сменялись эпохами потепления, во время которых ледник отступал.
В европейской части России выделено четыре эпохи максимального оледенения: окская, днепровская, московская и валдайская. Территория Нижегородской области была покрыта ледником только во время днепровского оледенения 250-125 тыс. лет назад. Последнее валдайское оледенение закончилось около 10 тыс. лет назад, мы живём в период межледниковья. В ледниковые эпохи значительно усилилось планетарное похолодание, уменьшилось увлажнение материков, увеличилась континентальность климата. Оформились границы климатических зон, сохранивших своё положение по сей день.
В Городецком районе по условиям ведения сельского хозяйства выделяется две зоны: северная и южная, граница между которыми проходит примерно по широте д.Ковригино. Это разделение обусловлено различным геологическим строением местности, особенностями ледниковых отложений. В районе д.Ковригино и севернее развиты моренные отложения: суглинки с валунами кварцитов и кварцитовидных песчаников, принесённых ледником, называемыми в народе "диким камнем". Южнее развиты водно-ледниковые отложения, представленные песками, принесёнными водными потоками тающего ледника.
Научные данные свидетельствуют, что от архея до наших дней в атмосфере и гидросфере происходит неуклонное увеличение концентрации кислорода и сокращение концентрации углекислого газа, также сокращается масса атмосферы Земли, и Земля остывает как первоначально разогретое физическое тело, находящееся в абсолютном холоде космоса.
Внутреннее тепло Земли уже не обогревает атмосферу, нас греет только Солнце и мировой океан, который покрывает 71 % поверхности планеты, поглощает и сохраняет тепло от Солнца.
Тепловая оболочка Земли ничтожно мала и не повсеместна. В тропиках температура воды на поверхности океана составляет 28-29 о С, с глубины 150-200 м она начинает резко уменьшаться и на глубине 1 км составляет 2-3 о С, а в придонном слое океана вода имеет температуру около ноля градусов, часто до - 0,5 о С (температура замерзания морской воды - 2 о С ).
На высоте 10 км температура воздуха равна - 50 о С, это уже космический холод, который опускается на Землю каждую зиму в восточной Сибири, а иногда покрывает всё пространство от Чукотки до Урала, как это было зимой 2008 года. Даже на экваторе в Эквадоре и в жаркой Африке на г.Килиманджаро на высоте 5 - 5,5 км лежат снега.
В умеренных зонах Северной Америки и Евразии развито подземное оледенение, это многолетняя (вечная) мерзлота. В России она наблюдается на 60 % её территории, протягиваясь от восточной части Кольского полуострова на юго-восток до Новосибирска, далее по Енисею на юг до границы России, восточнее она развита повсеместно за исключением Приморья, Сахалина и юга Камчатки. Глубина промерзания пород к северу от Якутска составляет 300 метров, иногда до 500 метров, температура мерзлых пород составляет - 10 о С.
Таким образом, биологическая жизнь на Земле сопровождается обогащением атмосферы кислородом, поглощением углекислого газа и захоронением углерода в недрах, что приводит к ослаблению парникового эффекта и похолоданию, то есть, в конечном счёте, к гибели самой жизни на остывающей планете. Появление и предназначение Разума (Ноосферы) на Земле, вероятно, заключается в продлении биологической жизни путём возвращения углекислого газа в атмосферу, которым сопровождается техногенная деятельность человечества.

Ритмичность геологических процессов

Выше схематично приведена эволюционная направленность геологического развития, которое осложнено земными и космическими катастрофическими процессами, такими как вулканизм, горообразование, движение континентов, падение крупных небесных тел. Кроме того, геологическое развитие происходило и происходит ритмично, циклично, колебательно, с повторяемостью событий.
Земля является часть Галактики и Солнечной системы, которые развиваются по своим законам. Небесные тела вращаются вокруг своей оси, вокруг Солнца, периодически сближаясь или удаляясь друг от друга. Периодичность изменения внешних воздействий на Землю (притяжение планет, удаленность от Солнца, интенсивность солнечной радиации) во многом обуславливает ритмичность её геологического развития.
Облик Земли постоянно меняется, но из-за кратковременности жизни человек этого не замечает, хотя старики не зря говорят, что раньше и климат был лучше и вода мокрее. Все знают о суточных и годовых колебаниях температуры, некоторые помнят о 30-40 летней периодичности холодных зим, когда вымерзают сады. Наш яблоневый сад в Городце в 19-20 веках вымерзал 6 раз, последний раз - в 1977 году. Холодные зимы обычно сопряжены с жарким сухим летом, это периодическое увеличение континентальности климата в следствии ослабления влияния океана на погоду материка.
Аномально жаркое и сухое лето с пожарами было в 1972 году (ранее в 1941 году), затем настали холодные зимы, появились статьи об увеличении толщины льда в Арктике с околонаучным прогнозом о скором закрытии Северно-морского пути. После суровой зимы 1977 года наступило потепление, прогнозы не сбылись. Жаркое лето с пожарами повторилось в 2010 году, пришло время суровых зим и вымерзания садов.
Периодичность наблюдается и в весенних разливах рек. Катастрофические наводнения бывают примерно через 100 лет, последнее было в Нижнем Новгороде в 1927 году, когда затапливалась территория ярмарки и Рождественская улица, скоро следует ожидать аналогичного наводнения. На Волге половодье в какой-то степени регулируется каскадом ГЭС, но на Оке нет, а Ока более полноводная река чем верхняя Волга.
Ледники в горах сходят также с вековой периодичностью. Ледник Колка на Кавказе сошёл в сентябре 2002 года, похоронив под собой 125 человек. Власти, а за ними пресса, заявляли, что сход ледника был неожиданным, в действительности он сошёл точно по расписанию, как прибывают поезда, ровно через 100 лет. Ранее он сходил в 1902 и 1752 годах. В Советском Союзе работала специальная служба гляциологов, которые постоянно наблюдали за каждым ледником и могли своевременно предупредить об опасности. Служба предупреждения в новой России была сокращена, более того в пойменной части ледниковой долины были построены жилые дома и базы отдыха.

Наводнения

Вода рек производит огромную геологическую работу по размыву и разрушению горных пород, сносу, перемещению и отложению продуктов разрушения. Процесс размыва и разрушения пород текучими водами называется эрозией, во время половодья этот процесс усиливается. В средней полосе России реки разливаются весной. Около Городца на протяжении последних 200-х лет (до строительства ГЭС) Волга вскрывалась ото льда 16 апреля, это дата начала половодья и сейчас, максимум половодья наблюдался в первых числах мая. Для понимания развития половодья надо знать строение речной долины.
Элементами речной долины являются её склоны, русло реки, низкая пойма, высокая пойма, надпойменные террасы. Русло - наиболее пониженная часть речной долины, по которой происходит сток воды в маловодный период. Пойма - часть долины, затапливаемая только в половодье, причём низкая пойма затапливается каждый год, высокая пойма затапливается раз в 100 лет. Террасы - горизонтальные или слегка наклонные площадки на склонах речной долины, представляющие собой остатки её прежнего дна, не затапливаются в половодье.
Во время половодья объём воды резко возрастает, она выходит из русла и разливается по низкой пойме. При самых сильных паводках вода может затопить и высокую пойму. При застройке элементов долины уменьшается поперечное сечение долины и уменьшается её пропускная способность.
В старые времена люди не селились на затапливаемых участках долины. В Городецком районе нет ни одной деревни, затапливаемой в половодье, кроме д.Узольской (у льнозавода). Но это уже пример неразумной деятельности человека.
При строительстве дороги на Смольки (Линду) и моста через Узолу пойма реки была перегорожена насыпью дороги, которая фактически является плотиной. Во время половодья вода выше моста лишена возможности стекать по пойме, и её уровень значительно поднимается, что можно просто видеть под мостом. Единственная водопропускная труба под дорогой на правом берегу не обеспечивает сброс, в отдельные годы вода даже переливается через дорогу в низине за мостом на левом берегу. Вот причина наводнений в д.Узольской, при строительстве дороги и моста сэкономили на мостовом переходе и обрекли потомков на героическую борьбу с наводнениями.
В наше время застройка поймы рек становится обычной, что приводит к более частым наводнениям, это видно даже из репортажей о наводнениях в городах Европы. В Городце есть планы застройки под элитное жильё поймы Волги между причалом и судоверфью, на месте единственного в городе пляжа. Областное правительство демонстрировало план строительства города на 400 тысяч жителей в Борской пойме, в долине Волги напротив Нижнего Новгорода не будет поймы, служащей приёмником паводковых вод, это будет катастрофа.
Таким образом, уменьшение пропускной способности речных долин в следствии их застройки увеличивает опасность наводнений, которые часто бывают рукотворными.

Геологические процессы в русле Волги

Вода рек разрушает, размывает и переносит породы берегов и дна. В результате боковой и донной эрозии формируется глубокие и широкие речные долины. Переносимый рекой материал находится в растворённом, взвешенном и влекомом состоянии. Отложения, формирующиеся постоянными водными потоками в речных долинах, называются аллювиальными. Они обычно представлены валунно-галечными, песчаными, суглинистыми и глинистыми отложениями, которые перемещаются течением вниз по руслу реки.
До строительства ГЭС на берегу Волги в Городце залегали аллювиальные песчаные и валунно-галечные отложения. В составе валунов преобладали розовые полосчатые песчаники, кварциты, граниты, разноцветные кремни и другие породы, которые в коренном залегании находятся в Карелии и на Кольском полуострове. Эти породы были принесены ледником, накапливались в моренных отложениях, затем размывались реками и переотлагались в русловых отложениях Волги.
После перекрытия Волги плотиной Горьковской ГЭС в 1955 году транзит валунно-галечных отложений в русле прекратился, точнее прекратился привнос отложений, а вынос сохранился, как естественный геологический процесс. Равновесие было нарушено, таким образом началась интенсивная донная эрозия. В 1965 году практически все валунно-галечные отложения были смыты, унесены течением. Базис эрозии понизился, усилилась боковая эрозия, в результате которой была размыта высокая пойма, ранее примыкающая узкой полосой к надпойменной террасе. В русле и в основании надпойменной террасы обнажились триасовые глины, мергели, песчаники в коренном залегании, а также выходы грунтовых вод, наблюдаемые сейчас от берегоукрепительных сооружений почти до Шихана.
Грунтовая плотина ГЭС через Волгу имеет юго-западное направление, поперёк реки. Бетонная плотина со зданием ГЭС строилась в котловане и ориентирована с севера на юг. В ноябре 1955 года начали работать турбины, водный поток из котлована был направлен к левому песчаному берегу и стал интенсивно его размывать, Ямный затон в верховьях соединился с руслом Волги, и образовался остров, называемый сейчас Зелёным. Это событие было описано в научной литературе как непредсказуемое проектом.
Донная эрозия проявляется в нижнем бьефе всех водохранилищ на участках реки в 50-60 км, в зоне влияния ежедневных колебаний уровня воды. По расчётам учёных она продолжается 80-100 лет после перекрытия реки, до восстановления нового равновесия. Идею строительства низконапорной плотины в районе Большого Козино при современном уровне знаний можно сравнить только со средневековым мракобесием.

Литература:

Бакалина Ф.М., Воротников В.П., Лукина Е.В., Фридман Б.И. Озёра Нижегородской области. Нижний Новгород, 2001.
Войткевич Г.В. Возникновение и развитие жизни на Земле. М., "Наука", 1988.
Гаврилов В.П. Путешествие в прошлое Земли. М., "Недра", 1986.
Кулинич Г.С., Фридман Б.И. Геологические обнажения как памятники природы. Горький, 1987.

   Арзамас
   Журнал МАНУСКРИПТ
   Село Большое Болдино
   Город-Музей