БСЭ. Большая Советская Энциклопедия (ГЕ)

глубинных разломах , играющих важнейшую роль в заложении и дальнейшей эволюции Г.; Н. С. Шатский (1947) показал, что Г. группируются в геосинклинальные системы , отличающиеся своеобразием истории развития. М. В. Муратовым и В. Е. Хаиным предложены классификации структур геосинклинального ряда и уточнены стадии их развития. Значительный вклад в разработку вопросов, связанных с понятием Г., был сделан в последние десятилетия и зарубежными учёными (американский геолог Дж. М. Кей, Ж. Обуэн и другие). Т. о., из первоначальных представлений о Г., как единичных прогибах земной коры, постепенно выросло учение о Г. (теория Г.), которое является одним из важнейших обобщений теоретической геологии. Учение о Г. составляет ядро более широкого учения об эволюции структуры земной коры в целом.

  Лит.:Пейве А. В., Глубинные разломы в геосинклинальных областях, «Изв. АН СССР. Серия геологическая», 1945, №5; Шатский Н. С., Гипотеза Вегенера и геосинклинали, «Изв. АН СССР. Серия геологическая», 1946, № 4; Архангельский А. Д., Геологическое строение и геологическая история СССР, 4 изд., т. 1-2, М. - Л., 1947-1948; Муратов М. В., Тектоника и история развития Альпийской геосинклинальной области юга Европейской части СССР и сопредельных стран, в сборнике: Тектоника СССР, т. 2, М.- Л., 1949: Пейве А. В., Синицын В. М., Некоторые основные вопросы учения о геосинклиналях, «Изв. АН СССР. Серия геологическая», 1950, № 4; Кэй М., Геосинклинали Северной Америки, пер. с англ., М., 1955; Хаин В. Е. и Шейнманн Ю. М., Сто лет учения о геосинклиналях, «Советская геология», 1960, № 11; Белоусов В. В., Основные вопросы геотектоники, 2 изд., М., 1962; Богданов А. А., Муратов М. В., Хаин В. Е., Об основных структурных элементах земной коры, «Бюлл. Московского общества испытателей природы. Отдел геологический», 1963, т. 38, № 3; Муратов М. В., Структурные комплексы и этапы развития геосинклинальных складчатых областей, «Изв. АН СССР. Серия геологическая», 1963, №6: Штилле Г., Избр. труды, пер. с нем., М., 1964; Хаин В. Е., Общая геотектоника, М., 1964; Муратов М. В., Главнейшие эпохи складчатости и мегастадии развития земной коры. «Геотектоника», 1965, №1; его же, Складчатые геосинклинальные пояса Евразии, там же, № 6; Тектоника Евразии, М., 1966; Обуэн Ж., Геосинклинали. Проблемы происхождения и развития, [пер. с англ.], М., 1967.

  В. Е. Хаин, М. В. Муратов, Е. В. Шанцер.

Геосинклинальная область

Геосинклина'льная о'бласть, складчатая геосинклинальная область, крупный, относительно обособленный участок геосинклинального пояса , отличающийся от смежных областей возрастом складчатости и особенностями истории развития. Состоит из складчатых систем одного или близкого возраста (например, каледонских или герцинских). Складчатые системы протягиваются внутри Г. о. двумя и более параллельными рядами, продолжая или кулисообразно замещая друг друга по простиранию. Их разделяют глубинные разломы и относительно мало подвижные срединные массивы - остатки переработанного древнего основания, на котором закладывались геосинклинальные системы . Так, Карпатская и Динарская геосинклинальные системы разделены Паннонским срединным массивом. Примеры Г. о.: Тянь-Шанская, Центрально-Казахстанская, Алтае-Саянская (в Урало-Монгольском, или Урало-Монголо-Охотском, геосинклинальном поясе), Антильско-Карибская (в составе Восточно-Тихоокеанского пояса).

  Термин «Г. о.» введён А. Д. Архангельским и Н. С. Шатским в 1933 и первоначально употреблялся в значении, близком к современным понятиям «геосинклинальный пояс», «геосинклинальная система».

Геосинклинальная система

Геосинклина'льная систе'ма, высокоподвижный, линейно вытянутый и резко расчленённый на продольные прогибы и поднятия участок земной коры, в пределах которого в результате длительного развития кора океанического типа обычно преобразуется в континентальную (однако многие Г. с. закладывались на континентальной коре). Характеризуется повышенной скоростью, большим размахом и контрастностью вертикальных движений, интенсивной складчатостью, напряжёнными и разнообразными магматическими процессами, явлениями регионального метаморфизма и эндогенного оруденения. Геосинклинальные прогибы и поднятия Г. с. отделены друг от друга и от соседних структур земной коры глубинными разломами .

  Внешние части Г. с., возникающие обычно на глубоко и плавно погруженном краю соседних платформ , называются (по Х. Штилле) миогеосинклиналями, а внутренние части, или внутренние прогибы, образующиеся на резко раздробленном и переработанном основании, - эвгеосинклиналями.

  Земная кора Г. с. по своему строению носит переходный характер от океанической к континентальной, отличаясь большой неоднородностью. Под геосинклинальными прогибами она ближе к океаническим (имеет уменьшенную толщину при малой мощности «гранитного» слоя, местами полностью отсутствующего); в поднятиях кора ближе к континентальной (толщина её увеличена за счёт разрастания «гранитного» слоя).

  В истории каждой Г. с. можно выделить ряд стадий. В начальной стадии геосинклинального этапа Г. с. испытывает общее погружение, сопровождающееся вулканизмом, накоплением осадков, и занята глубоководным морем (особенно глубоким над геосинклинальными прогибами). Миогеосинклинали отличаются отсутствием или слабым проявлением вулканизма, заполняясь преимущественно песчано-глинистыми отложениями т. н. нижней терригенной (аспидной, граувакковой) формации или карбонатными породами. Для эвгеосинклиналей на рассматриваемой стадии типичен напряжённый начальный вулканизм с массовыми подводными излияниями основных лав. Поэтому эвгеосинклинали заполняются главным образом вулканогенными и вулканогенно-осадочными толщами. Из собственно осадочных пород для них в это время характерны кремнистые сланцы и яшмы. Вдоль ограничивающих эвгеосинклинали разломов внедряются интрузии основных и ультраосновных глубинных магматических пород. Состав последних, а также приуроченность к Г. с. глубокофокусных землетрясений указывают на то, что эти разломы уходят глубоко в мантию Земли . В следующую - предорогенную - стадию, или стадию зрелости, геосинклинали, составляющие Г. с., расчленяются (см. рис. в ст. Геосинклинальный пояс ) вторичными (новообразованными) поднятиями - геоантиклиналями (по А. Д. Архангельскому), или интрагеоантиклиналями (по М. М. Тетяеву и В. В. Белоусову), на узкие дочерние прогибы - интрагеосинклинали (по М. М. Тетяеву и В. В. Белоусову), заполняющиеся карбонатными породами, ритмичнослоистыми толщами флиша, а в эвгеосинклиналях - продуктами продолжающейся вулканической деятельности уже преимущественно андезитового состава. Развитие этого процесса сопровождается интрузиями и складчатыми деформациями. Далее наступает перелом в развитии Г. с., который выражается в переходе к её общему воздыманию (общая инверсия тектонического режима, по В. В. Белоусову). Г. с. вступает в орогенный этап, или этап горообразования. С ним совпадает максимум складко- и надвигообразования, возникновение гранитоидных массивов (батолитов), региональный метаморфизм горных пород и наиболее интенсивное эндогенное рудообразование. Г. с. преобразуются в складчатые (складчато-глыбовые, складчато-покровные) горные сооружения, структура которых представляет собой систему сложных складок - мегантиклинориев и мегасинклинориев. Между ними закладываются межгорные прогибы , а на границах складчатой системы с платформой - передовые прогибы (или краевые прогибы). Те и другие заполняются обломочными продуктами разрушения растущих гор. В начальную - раннеорогенную - стадию орогенного этапа заполнение межгорных и передовых прогибов происходит главным образом песчано-глинистым материалом, отлагающимся в морских или лагунных условиях (формация нижней молассы). В позднеорогенную стадию они сменяются грубыми песчаниками и конгломератами континент, происхождения (формация верхней молассы). Растущие горные сооружения раскалываются сбросами, взбросами и крутыми надвигами с образованием внутренних грабенообразных впадин и наземными излияниями сначала более кислых (липариты, дациты), затем всё более основных (от андезитов до базальтов) лав (субсеквентный и финальный, по Х. Штилле, или орогенный, вулканизм). С окончанием последнего, орогенного этапа Г. с. превращается из участка земной коры высокой подвижности в тектонически стабильную складчатую систему - основание будущей платформы. Этап, предшествующий заключительному орогенезу, получил название главного геосинклинального этапа.

  Г. с. различаются по времени возникновения, а главное, по времени завершения геосинклинального развития и превращения в складчатые системы.

  Наиболее распространённые возрастные генерации складчатых систем: докембрийские (см. Докембрийские эпохи складчатости ); раннепалеозойские (каледонские, или каледониды); позднепалеозойские (герцинские, или герциниды); среднемезозойские (киммерийские) и кайнозойские (альпийские). Часть последних не успела ещё полностью завершить геосинклинальный цикл развития.

  Смежные и более или менее одновременно развивающиеся Г. с. входят вместе со срединными массивами в состав геосинклинальных областей, а последние образуют обширные геосинклинальные пояса.

  К Г. с. и возникшим из них складчатым системам приурочено преимущественно распространение ряда важнейших видов полезных ископаемых. К внутренним их частям тяготеют месторождения асбеста, хромита, магнитных железняков, медных и полиметаллических (колчеданных) руд и др.; к внешним - месторождения руд меди, золота, олова, вольфрама, молибдена, свинца, цинка и т.д. С орогенным вулканизмом связаны месторождения золота, серебра, полиметаллических руд, серы, ртути, мышьяка, сурьмы и др. В передовых и межгорных прогибах располагаются крупнейшие месторождения нефти, газа, ископаемых углей, каменной и калийных солей и др. См. также Геосинклинальная область , Геосинклинальный пояс и Геосинклиналь .

  Лит. см. при ст. Геосинклиналь .

  В. Е. Хаин, М. В. Муратов.

Геосинклинальный пояс

Геосинклина'льный по'яс, складчатый геосинклинальный пояс, складчатый пояс, геосинклиналь (во втором значении), обширный линейно вытянутый тектонически высокоподвижный пояс земной коры. Располагается либо между древними континентальными платформами (см. рис. ), либо между платформами и ложем океана, включая внутренние и окраинные моря, островные дуги и глубоководные желоба. Длина достигает нескольких десятков тысяч км, ширина - порядка сотен и даже тысяч км. В течение новейшей истории Земли (неогея), т. е. в последние 1,6 млрд. лет, развивались пять главных Г. п.: Тихоокеанский, кольцом окружающий Тихий океан и отделяющий его ложе от платформ Северной и Южной Америки, Азии, Австралии и Антарктиды; Средиземноморский, сочленяющийся с первым в области Малайского архипелага и простирающийся через юг Евразии и С.-З. Африки до Гибралтара; Урало-Монгольский (Урало-Монголо-Охотский), огибающий Сибирскую платформу с З. и Ю. и отделяющий её от Восточно-Европейской и Китайско-Корейской; Атлантический, охватывающий побережья материков в северной части Атлантического океана, и Арктический - вокруг Северного Ледовитого океана. Иногда Тихоокеанский и Атлантический Г. п. подразделяют соответственно на Восточно- и Западно-Тихоокеанский, Восточно- и Западно-Атлантический.

  За время эволюции пояса в его пределах последовательно закладывались и развивались многочисленные геосинклинальные области и системы, которые в разное время охватывались складчатостью, региональным метаморфизмом и гранитизацией, превращаясь в разновозрастные складчатые горные системы, а затем в молодые платформы. Самые древние складчатые области Г. п. имеют позднепротерозойский возраст (байкалиды). Они располагаются чаще всего по периферии пояса, примыкая к одной или обеим ограничивающим пояс древним платформам. Более молодые складчатые области - палеозойские (каледониды, герциниды), мезозойские и кайнозойские занимают положение, соответственно более близкое к центральной части пояса или к противоположному от платформы обрамлению (в случае окраинноматерикового Г. п.).

  Большая часть Г. п. к современной эпохе приобрела характер складчатых горных сооружений или молодых платформ. Так, палеозойские структуры на обширных площадях погребены под мощным чехлом горизонтально залегающих осадочных пород, образуя фундамент молодых платформ (например, Западно-Сибирская плита). Наиболее молодые, кайнозойские части Г. п. ещё не закончили геосинклинального развития, сохраняя до настоящего времени высокую подвижность, сопровождаемую повышенной сейсмичностью и активным вулканизмом. Таковы области Средиземного моря, Малайского архипелага, области островных дуг, окаймляющих восточные побережье Азии в Тихоокеанском Г. п., и др.

  Помимо перечисленных главных Г. п., включающих складчатые геосинклинальные области и системы различного возраста, существуют два пояса, закончивших геосинклинальное развитие в конце протерозоя (в эпоху байкальской складчатости). Один из них прослеживается в Аравии и Восточной Африке, а второй - на В. Южой Америки и на З. Африки. Контуры этих поясов определяются различными исследователями по-разному.

  Лит. см. при ст. Геосинклиналь .

  В. Е. Хаин, М. В. Муратов, Е. В. Шанцер.

Геосинклинальный пояс: ИГС - интрагеосинклиналь; МГС - миогеосинклиналь; ГА - геоантиклиналь; ЭГС - эвгеосинклиналь.

Геосинклинальные пояса и древние платформы Неогея.

Геострофический ветер

Геострофи'ческий ве'тер(от гео… и греч. strophe - поворот, вращение), горизонтальное равномерное и прямолинейное движение воздуха при отсутствии силы трения и равновесии градиента давления и отклоняющей силы вращения Земли; простейшая теоретическая схема движения воздуха на вращающейся Земле. Действительный ветер в слоях атмосферы, лежащих выше 1 кмнад земной поверхностью, близок к Г. в. Направлен Г. в. по изобаре , причём область низкого давления остаётся слева от потока в Северного полушарии и справа - в Южном. Скорость Г. в. пропорциональна величине горизонтального градиента давления. При равных градиентах она обратно пропорциональна плотности воздуха и синусу географической широты, а следовательно, возрастает с высотой и в направлении к экватору.

Геосферы

Геосфе'ры(от гео… и сфера ), концентрические слои (оболочки), образованные веществом Земли. В направлении от периферии к центру Земли расположены атмосфера , гидросфера , земная кора , силикатная твёрдая мантия Земли (верхняя и нижняя) и ядро Земли с металлическими свойствами [делится на внешнее ядро (жидкое) и центральное - субъядро (по-видимому, твёрдое)].

  Область обитания организмов, включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть земной коры, называется биосферой . См. также Земля .

Геотектоника

Геотекто'ника(от гео… и тектоника ), раздел геологии, изучающий структуру, движения, деформации и развитие верхних твёрдых оболочек Земли - земной коры и верхней мантии (тектоносферы) в связи с развитием Земли в целом.

«Геотектоника»

«Геотекто'ника», научный журнал АН СССР. Издаётся в Москве с 1965. Публикует статьи по вопросам геотектоники и смежных областей знания (тектонофизика, динамическая геология, геофизика, геоморфология и др.), затрагивающим геотектолические проблемы. Периодичность издания - 6 номеров в год. Тираж (1971) свыше 1800 экз.

  Л. В. Семенов.

Геотектура

Геотекту'ра(от гео… и лат. tectura - покрытие), самые крупные черты рельефа Земли: материки и океанические впадины. Геотектурные элементы рельефа обусловлены силами общепланетарного масштаба, взаимодействующими со всеми другими процессами, принимающими участие в формировании структуры земной коры. Термин «Г.» предложен в 1946 И. П. Герасимовым .

Геотермика

Геоте'рмика, геотермия (от гео… и греч. therme - тепло), раздел физики Земли , изучающий тепловое состояние и тепловую историю земных недр. Солнечное тепло проникает только в самые верхние слои земной коры. Суточные колебания температуры почвы распространяются на глубину 1,2-1,5 м, годовые на 10-20 м. Далее теплота, связанная с солнечным излучением, не проникает, однако с увеличением глубины установлен закономерный рост температуры (см. Геотермический градиент ), что свидетельствует о существовании источников теплоты внутри Земли. Тепловой поток непрерывно поступает из недр к поверхности Земли и рассеивается в окружающем пространстве. Плотность теплового потока определяется произведением геотермического градиента на коэффициент теплопроводности . Значительная часть теплового потока составляет радиогенная теплота, т. е. теплота, выделяемая при распаде радиоактивных элементов, содержащихся в Земле.

  Непосредственное измерение температуры недр в пределах суши производится в шахтах и буровых скважинах электротермометрами; для измерений на морском дне употребляют термоградиентографы. Теплопроводность горных пород определяется на основании изучения образцов в лабораториях. Измерения показывают, что изменение температуры с глубиной в разных местах колеблется от 0,006 до 0,15 град/м.Плотность теплового потока более постоянна и тесно связана с тектоническим строением. Она очень редко выходит за пределы 0,025-0,1 вт/м ²(0,6-2,4 мккал/см ²( сек), отдельные значения доходят до 0,3 вт/м ²(8 мккал/см ²( сек). Для докембрийских кристаллических щитов характерны малые значения [до 0,04 вт/м ²(0,9 мккал/см ²( сек)] ,для платформ - средние [0,05-0,06 вт/м ²(1,1-1,5 мккал/см ²( сек)] ,для тектонически активных областей ( срединноокеанические хребты , рифты, области современного орогенеза) - повышенные значения [0,07-0,16 вт/м ²(1,7-2,6 мккал/см ²( сек)] .В среднем и для океанов, и для материков, и для Земли в целом получаются одинаковые значения [около 0,05 вт/м ²(1,2 мккал/см ²( сек)], однако эта цифра не очень надёжна, т.к. большая часть поверхности Земли ещё не обследована.

  Непосредственное измерение температуры в Земле возможно только до глубины нескольких км. Далее температуру оценивают косвенно, по температуре лав вулканов и по некоторым геофизическим данным. Глубже 400 кмопределяются лишь вероятные пределы температуры. При этом учитывается, что в Гутенберга слое температура близка к точке плавления, а глубже температура плавления повышается (благодаря росту давления) быстрее, чем фактическая температура, и у границы ядра Земли вещество недр остаётся твёрдым, хотя ядро (кроме субъядра) расплавлено. Вероятны следующие пределы температур на разных глубинах:

Глубина, км	Темп-ра, °С
50……..………….	700-800
100………………….	900-1300
500………………….	1500-2000
1000……………………	1700-2500
2900 (граница ядра)…	2000-4700
6371 (центр Земли)…	2200-5000

  Таким образом, геотермический градиент с глубиной сильно уменьшается. Мощность всего теплового потока, идущего из Земли, около 2,5·10 ¹³ вт,что примерно в 30 раз больше мощности всех электростанций мира, но в 4 тыс. раз меньше количества теплоты, получаемой Землёй от Солнца. Поэтому теплота, поступающая из недр Земли, не влияет на климат.

  Для выяснения тепловой истории Земли необходимы данные о первоначальном содержании радиоактивных элементов в различных оболочках Земли, о их перемещении из одной геосферы в другую, об энергии и темпах их распада, возрасте Земли, о количестве теплоты, полученном планетой в процессе её образования, данные о количестве теплоты, выделяемой и поглощаемой при различных механических, физических и химических процессах в недрах Земли. Должны быть учтены также: различные коэффициенты теплопроводности и удельной теплоёмкости вещества земных недр, температуры и давления на разных глубинах и на поверхности Земли.

  Расчётные данные позволяют нарисовать такую картину тепловой истории Земли. Сразу после образования планеты из роя метеорных тел температура её недр была, вероятно, 700-2000°С. Расчёты для Земли с силикатным ядром показывают, что она никогда не была расплавленной, кроме ядра и, быть может, слоя Гутенберга. Глубокие недра Земли медленно нагреваются (на несколько градусов за 10 ⁷лет), а верхние слои её (несколько сот километров) ещё медленнее остывают.

  Геотермические исследования имеют большое теоретическое значение для разных наук о Земле. В частности, велика их роль в построении и оценке тектонических гипотез. Так, например, данные Г. приходят в противоречие с гипотезой тепловой контракции (см. Контракционная гипотеза ) и некоторыми другими гипотезами, которые предполагают, что выходы теплоты из Земли гораздо больше наблюдаемых. Геотермические измерения используются и для практических целей. Они помогают в разведке нефти и других полезных ископаемых, в подготовке к использованию внутреннего тепла Земли для промышленных и бытовых целей.

  Лит.:Геотермические исследования. [Сб. ст.], М., 1964; Магницкий В. А., Внутреннее строение и физика Земли, [М.], 1965; Геотермические исследования и использование тепла Земли, [Труды 2-го совещания по геотермическим исследованиям в СССР], М., 1966; Любимова Е. А., Термика Земли и Луны, М., 1968; Вакин Е. А., Поляк Б. Г., Сугробов В. М., Основные проблемы геотермии вулканических областей, в сборнике: Вулканизм, гидротермы и глубины Земли, Петропавловск-Камчатский, 1969.

  Е. А. Любимова, И. М. Кутасов, Е. Н. Люстих.

Геотермическая ступень

Геотерми'ческая ступе'нь, увеличение глубины в земной коре (в метрах), соответствующее повышению температуры горных пород на 1°С. В среднем Г. с. равна 30-40 м; в кристаллических породах в несколько раз больше (до 120-200 м), чем в осадочных. Колеблется в значительных пределах в зависимости от глубины и места (от 5 до 150 м). Для Москвы средняя величина Г. с. равна 38,4 м. Измерение прироста температуры горных пород с увеличением глубин их залегания устанавливается геотермическим градиентом .

Геотермическая электростанция

Геотерми'ческая электроста'нция, тепловая электростанция, преобразующая внутреннее тепло Земли в электрическую энергию. Источники глубинного тепла - радиоактивные превращения, химические реакции и др. процессы, происходящие в земной коре (см. Геотермика ). температура пород с глубиной растет и на уровне 2000-3000 мот поверхности Земли превышает 100°С. Циркулирующие на больших глубинах воды нагреваются до значительных температур и могут быть выведены на поверхность по буровым скважинам. В вулканических районах глубинные воды, нагреваясь, поднимаются по трещинам в земной коре. В этих районах термальные воды имеют наиболее высокую температуру и расположены близко к поверхности, иногда они выделяются в виде перегретого пара. Глубинное бурение в будущем позволит освоить высокую температуру магматических очагов. Термальные воды с температурой до 100°С выходят на поверхность во многих районах СССР.

  В Советском Союзе первая Г. э. мощностью 5 Мвтпущена в 1966 на юге Камчатки, в долине реки Паужетки, в районе вулканов Кошелева и Камбального. Пароводяная смесь с теплосодержанием до 840 кдж/кг(200 ккал/кг) выводится буровыми скважинами на поверхность и направляется в сепарационные устройства, где при давлении 0,23 Мн/м ²(2,3 am) пар отделяется от воды. Отсепарированный пар поступает в турбины, а горячая вода при температуре 120°С используется для теплоснабжения населённых пунктов и для др. целей. На электростанции установлены две турбины мощностью по 2,5 Мвт.На Г. э. нет котельного цеха, топливоподачи, золоулавливателей и многих др. устройств, необходимых для обычной тепловой электростанции ; практически станция состоит из машинного зала и помещения для электротехнических устройств. Себестоимость электроэнергии на этой Г. э. в несколько раз ниже, чем на местных дизельных электростанциях.

  Получение электроэнергии на Г. э. осуществляется по одной из схем: прямой, непрямой и смешанной. При прямой схеме природный пар из скважин направляется по трубам прямо в турбины, соединённые с электрическими генераторами. Пар и сконденсировавшаяся вода далее идут для теплофикации и иногда в химическое производство. При непрямой схеме производится предварительная очистка пара от агрессивных (сильно коррелирующих) газов. При смешанной схеме природный неочищенный пар поступает в турбины, и затем из сконденсировавшейся воды удаляются не растворившиеся в ней газы.

  Энергия термальных вод с температурой около 100°С в невулканических районах страны может быть использована путём применения вакуумной турбины с несколькими расширителями или на основе цикла с низкокипящими рабочими веществами - фреонами и другими.