Эндогенные процессы

Эндогенные процессы — это совокупность геологических процессов, связанных с энергией, возникающей в недрах Земли. К ним относятся тектонические движения, магматизм, метаморфизм и сейсмическая активность. Эндогенные процессы являются основным фактором формирования рельефа земной поверхности, создания крупных геологических структур (гор, впадин, континентов) и перераспределения вещества в литосфере. Они противопоставляются экзогенным процессам, которые протекают на поверхности или вблизи неё под действием внешних сил (солнечной энергии, воды, ветра, живых организмов).

Источники энергии

Главным источником энергии эндогенных процессов является внутренняя тепловая энергия Земли. Она складывается из нескольких компонентов:

• Радиогенный нагрев: Распад долгоживущих радиоактивных изотопов (урана-238, тория-232, калия-40), сосредоточенных главным образом в мантии и земной коре. Этот процесс обеспечивает около 80% теплового потока Земли.
• Гравитационная дифференциация: Постоянное перемещение более плотного вещества (железа, никеля) к центру планеты и менее плотного (силикатов) к поверхности. При этом гравитационная потенциальная энергия переходит в тепловую. Этот процесс был особенно активен на ранних этапах истории Земли.
• Приливное трение: Взаимодействие Земли с Луной и Солнцем вызывает деформацию литосферы, которая сопровождается выделением тепла.
• Остаточное тепло: Тепло, сохранившееся со времени аккреции (формирования) планеты.

Основные виды эндогенных процессов

Тектонические движения

Тектонические движения — это механические перемещения и деформации земной коры, вызванные силами, действующими в мантии. Они делятся на два основных типа:

• Вертикальные (колебательные) движения: Медленные поднятия и опускания обширных участков земной коры. Они не приводят к существенному изменению структуры слоёв, но вызывают трансгрессии (наступления) и регрессии (отступления) моря. Примеры: современное поднятие Скандинавского полуострова (после таяния ледника) и опускание побережья Северного моря.
• Горизонтальные движения: Смещения литосферных плит относительно друг друга. Эти движения лежат в основе теории тектоники плит. Они приводят к столкновению плит (конвергенция), их расхождению (дивергенция) или скольжению вдоль разломов (трансформные границы). Результатом являются горообразование, образование рифтовых зон и глубоководных желобов.

Магматизм

Магматизм — это процесс зарождения, перемещения и застывания магмы (расплавленной силикатной массы) в недрах Земли и на её поверхности. Различают два основных вида:

• Интрузивный магматизм (плутонизм): Магма внедряется в вышележащие горные породы и застывает на глубине, не достигая поверхности. При этом образуются интрузивные тела (интрузии) — батолиты, штоки, лакколиты, дайки, силлы. Они сложены полнокристаллическими горными породами (гранит, габбро, диорит).
• Эффузивный магматизм (вулканизм): Магма (в этом случае называемая лавой) изливается на земную поверхность. Процесс сопровождается выделением газов, пепла и обломков горных пород. Образуются вулканические постройки (конусы, щитовые вулканы) и покровы. Эффузивные породы (базальт, андезит, риолит) имеют стекловатую или мелкокристаллическую структуру.

Метаморфизм

Метаморфизм — это процесс изменения горных пород в твёрдом состоянии под действием высоких температур, давления и химически активных флюидов. Исходные породы (осадочные, магматические или ранее метаморфические) перекристаллизовываются, меняют свой минеральный состав и текстуру, не плавясь. Выделяют несколько типов метаморфизма:

• Региональный метаморфизм: Проявляется на огромных площадях в зонах горообразования и на больших глубинах. Примеры: превращение глины в сланец, затем в гнейс; превращение известняка в мрамор.
• Контактный (термальный) метаморфизм: Возникает вблизи интрузивных тел под воздействием их высокой температуры. Вмещающие породы обжигаются и перекристаллизовываются. Пример: образование роговиков.
• Динамометаморфизм: Связан с механическим дроблением и перетиранием пород в зонах разломов. Приводит к образованию тектонических брекчий, милонитов.
• Ударный (импактный) метаморфизм: Вызывается падением крупных метеоритов. Характеризуется сверхвысокими давлениями и температурами, приводящими к образованию специфических минералов (например, козита, стишовита).

Сейсмическая активность

Сейсмическая активность — это проявление упругих колебаний (землетрясений) в земной коре и мантии. Большинство землетрясений связано с быстрым разрывом и смещением горных пород вдоль тектонических разломов. Очаг землетрясения (гипоцентр) находится на глубине от нескольких километров до 700 км. Проекция гипоцентра на поверхность называется эпицентром. Сейсмические волны делятся на продольные (P-волны) и поперечные (S-волны), а также поверхностные волны. Интенсивность землетрясений оценивается в баллах (шкала Меркалли, MSK-64) и магнитудах (шкала Рихтера).

Взаимосвязь эндогенных и экзогенных процессов

Эндогенные и экзогенные процессы действуют одновременно и противоположно. Эндогенные процессы создают первичные неровности рельефа (горы, впадины), а экзогенные (выветривание, работа воды, ветра, ледников) стремятся эти неровности сгладить, разрушить возвышенности и заполнить понижения. Эндогенные процессы поставляют на поверхность новый материал (магматические породы, продукты метаморфизма), который затем перерабатывается экзогенными процессами. В результате этого взаимодействия формируется современный облик земной поверхности.

Значение для человека

Эндогенные процессы имеют как положительное, так и отрицательное значение для человеческой деятельности:

• Положительное:
• Образование месторождений полезных ископаемых: магматических (руды хрома, платины, титана), пегматитовых (слюда, драгоценные камни), гидротермальных (золото, серебро, медь, свинец, цинк), метаморфических (железо, графит, мрамор).
• Формирование геотермальной энергии, используемой для отопления и выработки электроэнергии (например, на Камчатке, в Исландии).
• Создание плодородных почв вулканического происхождения.

• Отрицательное:
• Разрушительные землетрясения и цунами.
• Извержения вулканов, приводящие к гибели людей и уничтожению инфраструктуры.
• Медленные тектонические движения, вызывающие заболачивание или осушение территорий, разрушение зданий и сооружений.

Изучение в России

В России изучение эндогенных процессов имеет давнюю традицию. Значительный вклад в развитие геотектоники и теории тектоники плит внесли такие учёные, как В.А. Обручев, А.В. Пейве, Ю.М. Пущаровский, Л.П. Зоненшайн. Активно исследуются вулканические процессы на Камчатке и Курильских островах (Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН). Сейсмическое районирование территории России (сейсмоопасные зоны Кавказа, Байкала, Сахалина) проводится Федеральным исследовательским центром «Единая геофизическая служба РАН».

Источники

1. Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра, 1978.
2. Короновский Н.В., Якушова А.Ф. Основы геологии. — М.: Высшая школа, 1991.
3. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. — М.: Изд-во МГУ, 2005.
4. Общая геология: учебник / под ред. А.К. Соколова. — М.: КДУ, 2006.