Байкал

Байкал

Реферат Виконала: учениця школи № 3 міста Шелехова 7 класу, А Саникович Таня Научно-практическая конференція школяра «Росія межі 2000 р. «.

Введение

В межах даної роботи зроблено спробу, розглянути озеро Байкал, а точніше Байкальский регіон, як район рифтовой зони. У історії вивчення, як Байкальской гірської системи, і самого озера Байкал було багато дослідників та закордонних вчених, які дотримувалися різних позицій у поглядах. Питання походження западини озера Байкалу (та й усієї регіону) був суттю багаторічного гарячого спору, розпочатого ще у столітті. Наприклад, П.О. Кропоткіна (1875) вважав, що освіта западини пов’язані з расколами земної кори. І.Дз. Черский, своєю чергою, вважав генезис Байкалу як прогин земної кори (в силурі). Нині одержало стала вельми поширеною теорія (гіпотеза) «рифта». З цієї гіпотезі, внаслідок стискування земної кори утворюється величезне сводовое підняття, а розтягнення, сменяющее згодом стиснення, викликає просідання верхню частину зводу по оси.

Гипотеза про сбросовом походження западин підтверджується наявністю у регіоні розламів, зон милонитозации, термальних джерел etc.

В цій роботі розглядається основна прийнята гіпотеза походження і генези власне озера Байкал — його впадины.

Байкальская западина належить до певного регіону, званому Байкальским. У межах даної роботи назва «Байкальский регіон» синонимично більш точному терміну (хоч і більше спеціалізованому) «Байкальська гірська система».

Байкальская гірська система. У географічному відношенні це дуже певний і самостійний регіон. Обмежений з півночі та з заходу — Среднесибирским плоскогір'ям, зі Сходу — Алданским нагір'ям і Становим хребтом, з південного сходу — горами Джидинской країни, Західного і Східного Забайкалля. Площа Байкальской гірської системи становить 575 тис. км2. Для наочності: площа Байкальской гірської системи більше території найбільшого західноєвропейського держави Франції, площа якої 551 тис. км2, й у 14 раз більше території Швейцарії (площа 41,3 тис. км2). Термін Байкальська гірська система введений у правове літературу Є.В. Павловським (1948), віддав багато зусиль і праці вивченню Східного Сибіру. У цьому часу цей термін використовується дуже широко (й у цій роботі теж). До складу Байкальской гірської системи входять такі географічні райони: Західне, Східне, Південне Прибайкалля, Северо-Байкальское нагір'я, Патомское нагір'я, Витимское плоскогір'я, Олекмо-Витимская гірська країна. У аспекті даної роботи розглядатимуться в основному райони, прилежащие безпосередньо до озерній ванній Байкалу. (див. Додаток I). У межах даної системи також виділяють такі основні геоморфологические райони (найбільші) — Байкальский гірський пояс, Витимское плоскогір'я, Чайско-Патомская гірська країна. Також у цій роботі буде представлено характерні геологічні терміни, як, наприклад «байкалиды" — спеціальний термін, обозначаюший магматичні геотела, освічені у процесі еволюції Байкальской гірської системи, чи Байкальська рифтовая зона (див. далі).

1. Физико-географическая характеристика региона.

Как було вже обумовлено вище, межі регіону визначаються Байкальской гірської системою. Територія регіону характеризується значної приподнятостью над рівнем моря й переважно гірським рельєфом. У плані розтину (крізь усе регіон) буде спостерігатися загальне зниження зі Сходу захід. Самій низькою оцінкою є рівень озера Байкал (456 м), найвищоївершина р. Мунку-Сардык (3491 м). Практично по всій території переважають сильно розчленовані средневысотные гори (сопки). Більшість хребтів регіону має порівняно м’які обриси і плоскі, вирівняні процесами тривалої денудации вершини. Рівнинні поверхні зустрічаються лише тектонічних западинах і долинах великих рек.

На геологічне будова (особливо у районі Байкальської рифта) великий вплив надали розривні порушення земної кори, мають переважно північно-східне напрям. Привертає увагу велика сучасна тектонічна активність Байкальской гірської системи з погляду общепланетарной активності. Взагалі, Байкальська гірська система належить до молодим сейсмічно активним областям. Тектонічна активність проявляється у вигляді повільних опусканий і підняттів берегів Байкалу (за даними В. В. Ламакина, місцями що така усунення досягають 30 мм на рік), і навіть інтенсивних землетрусів, що сягають 8−10 балів, наприклад, найбільше землетрус (Саганское) від 11−12 січня 1862 року, як під воду пішла частина придельтового ділянки р. Селенга площею близько 260 км² з кількома селами.

В районі Байкальской гірської системи доволі розвинена багаторічна мерзлота гірських порід, з якою пов’язані багато мерзлотные процеси та явища: термокарст, бугри пучения, солифлюкция, полою, трещинно-полигональные форми рельєфу etc.

Климат на кшталт різкоконтинентальний (малосніжні безвітряні морозні зими, спекотне короткий літо), тобто. є дуже серйозні річні і добові коливання температур повітря і нерівномірний розподіл атмосферних опадів відповідно до сезонів року. Взимку регіон перебуває у потужному північно-східному відрогу Сибірського антициклона, влітку тут переважає полярна повітряна маса. Тому впродовж року спостерігається дуже багато сонячних днів (більш 310).

Соответственно типу клімату розвинений і тваринний, рослинний світ регіону. Велика розмаїтість і особливий характер розподілу почвенно-растительного покриву, тваринного світу обумовлюється становищем регіону з кінця двох різних природних зон — Восточно-Сибирской горно-таёжной і Центрально-Азиатской степовій зон. Також є чимало найунікальніших ендемічних видів, присвячених переважно безпосередньо озера Байкал, флора і фауна якого втричі чверті складається з ендеміків, як-от байкальский тюлень, рачки-бокоплавы, бички, живородящая риба голомянка.

В гідрологічному аспекті територія регіону є одне із найбільших у Євразії вододільних вузлів — там відбувається частина світового вододілу між басейнами Північного Льодовитого і Тихого океанів. Причому 84% стоку із площі ставляться до Льодовитому океану, 0,3% - до безстоковим областям (наприклад, Улдза-Торейская рівнина), й інші 15,7%, відповідно, до Тихому океану. Тут зосереджені верхів'я багатьох великих річок Сибіру — Олени, Ангари, Нижньої і Підкам'яній Тунгуски, Амура etc. Значними транзитними ріками є лише Селенга (верхів'я в Монголії) і Аргунь (верхів'я у Китаї). Взагалі, Байкальский регіон є куди менш водоносным ніж, наприклад, сусідня Середня Сибір. Хоча тут можлива обмовка — при перерахунку одну особу регіон щодо забезпечений водними ресурсами щодо господарську діяльність через низьку щільності населення (3 особи на одне км2). Середнє річне сума опадів по Бурятії становить 400 мм по обмірюваним і 525 по виправленим даним. Найкоротший кількість опадів посідає ниці ділянки. Характер розподілу опадів по аналізованої території визначається умовами атмосферної циркуляції і будовою поверхні басейну, тобто. з підвищенням рівня рельєфу збільшуються водні і зменшуються теплові ресурси. Байкальский регіон виділяється як із найбагатших різними по хімізму і термике мінеральними водами районів. Кількість лише врахованих джерел постачання та свердловин більш 600. Це обумовлюється численними розломами земної кори під час кайнозоя.

В регіоні спостерігається дуже багато озер, більшість яких своєму присвячені негативним формам рельєфу — до западинам. Взагалі, розрізняють декілька тисяч видів западин. Основні два типу- це внутригорные (байкальский тип) і межгорные (забайкальський тип) (по Флоренсову, 1960). Вони відрізняються ассиметрией бортів, розташуванням, кількістю накопичених відкладень. У аспекті даної роботи нас цікавлять озера западин лише байкальської типу, найповажніші з яких — озеро Байкал і озеро Хубсугул в Монголії (Хувсуугул-Нуур), які належать до цьому типу. Контури западин байкальської типу на карті проглядаються як незграбні, з безліччю прямолінійних ділянок- коротких, прямих розламів. Улоговини байкальської типу заповнені аморфними чи слабко сцементированными відкладеннями переважно четвертинного віку, накопичення яких відбувалися умовах безперервного прогибания днищ западин (за однією з найбільш прийнятих теорій). З цієї теорії вважається, що озерна ванна Байкалу і двох самостійних западин, об'єднаних водним дзеркалом, тобто. мається на увазі складне її будова. Південна западина Байкалу виконано среднеюрскими нижнемеловыми відкладеннями, як від мезозойських депресій (більш древніх) успадковані юрські і крейдяні товщі. Є також невеличке кількість відкладень третинного (неогенового) віку. Четвертинні відкладення в усій Байкальской улоговині представлені озерними, флювиогляциальными, льодовиковими, аллювиальными, пролювиальными, эоловыми образованьями. Найбільш велика потужність відкладень зокрема у дельті ріки Селенги (близько 500 м), а разом із третичными відкладеннями більш 600 м.

2. Озеро Байкал.

Байкал — щонайглибше проточное озеро з унікальним биорежимом. Порівняйте: обсяг Байкалу перевищує обсяг Балтійського моря. Площа території водостоку для Байкалу становить понад 588 тис. км2. Деякі географічні дані про Байкалу (морфометрические показники): обсяг води становить 23 тис км3, площа поверхні (дзеркала) — 31 500 тис км2, середня глибина порядку 730 м, максимальна глибина дорівнює 1620 м, найбільша ширина — 95 км, найбільша довжина — 650 км.

Байкал має малу водообменность. Повна зміна водного обсягу налічує сотні років (точніше 332 року). Це засвідчує великий консервативності властивостей. Байкал займає місце прісноводних озер поміркованого термічного типу.

Выделяют глибинну і поверхневу області вод Байкалу. У глибинної області процеси циркуляції мало задіяні (див. нижче), тобто. можна стверджувати, що води глибинної області Байкалу не беруть участь у сезонних циркуляцих. Потужність глибинної області Байкалу становить близько 1400 м. У ньому спостерігається панування незмінно стійкою прямий і зворотної температурної стратифікації з дуже малим загальним падінням температури (від 3,6 градусів до 3,2 градусів), що ж говорить про великий консервативності. Але з останніх даних все-таки простежується певна залежність вод глибинної області- мають місце різні перенесення водних мас, які мають як постійний (сезоннийнаприклад, система циклонічних течій Південного Байкалу) і тимчасовий (наприклад, вітрові і стокові течії та величезною масою) характер. Також виявлено рух вод, на різних глибинах. Ці дуже уповільнені циркуляції охоплюють води глибинної області до 1250 м. Течії і під кригою. Природа всіх таких течії і явищ ще вивчена остаточно й не выяснена.

Верхняя область. Її потужність становить 200−250 м. У річному циклі теплообміну і осенне-весенних циркуляциях беруть участь по більшу частину води верхньої області. Ці самі шаром обмежена сезонна зміна прямий і зворотної температурної стратифікації, і навіть сезонні зміни хімічного складу і біологічних чинників. Але тут зосереджена основна біомаса Байкалу .

Динамика і структура водної маси Байкалу визначається як розмірами, а й формою улоговини, тектонічної у своїй основі (див. вище). Найхарактернішою рисою байкальской ванни можна вважати слабке розвиток мелководий, із чим пов’язаний велика середня глибина озера і різкі борты. Характерний також нерівний рельєф дна, що його, ще в повному обсязі вивчений. До глибини 100−200 м переважають скельний грунти, каміння, валуни, галька, піски (причому область пісків з глибиною розширюється). Потім до найбільших глибин дно вистелено мулом, в складі якого стулок диатомовых водорослей.

Байкал — потужний регулятор стоку — та гігантське природне водосховище. Проте зміни співвідношень елементів балансу викликають коливання рівня озера. Внутригодовые відхилення складають у середньому за багаторічний період близько 82 див, багаторічні (протягом останніх 60 років, коли стались вести спостереження) — амплітуда близько 194 див. У цьому плані останнім часом важливий облік антропогенного чинника, як, наприклад, будівництво Іркутської ГЕС. Її будівництво викликало підвищення рівня на 1,2 м, що, природно, призвело до у себе гнітючі последствия.

По-видимому, головну роль виникненні западин байкальської типу грають изгибовые деформації земної кори, що супроводжуються розломами, причому переміщення блоків по розламах набуває основне рельефообразующее значення. Наявність східчастих терас по бортах ванни Байкалу почасти підтверджує це (хоча необхідна обмовка- число і походження терас дискусійне).

Как було вже зазначалося, основний теорією нині вважається теорія «рифта».

4. Рифты (Байкальский рифт).

Рифты як глобальний геотектонічні елементи — це характерна структура розтяги земної кори (по Артем'єву, Артюшкову, 1968; Ушакову та інших., 1972). Під поняття рифтов підходять також вузькі форми рельєфу- борозни («грабены»), ще скомпенсированные опадами і відкладеннями; великі й широкі западини з досить взаимоудаленными бортами; куполовидные, чи протянувшиеся як хребтів, системи підняттів, ускладнені осьовим грабеном (наприклад, рифты в центральних частинах океанів й у Східної Африці). Вважається, що це є тільки різні тимчасові формування рифтовых структур, які виявлено нині в океанах і континентах. Вік визначається по відкладенням і осадкам.

Первое місце серед планетарних рифтовых систем займає яка утворювалася протягом кайнозоя і розвиваючись по час Світова система рифтов (МСР), виявлена в 1957 року, яка протягується на довжину понад 60 тис. км під водами Світового океану, і заходящая поруч своїх відгалужень на континент. МСР є широкі (близько тисячі кілометрів і більше) підняття, які височіли над дном на 3,5 — 4 кілометра і протягивающиеся на тисячі кілометрів. До осьовим частинам хребтів приурочені активні рифтовые зони, які з системи вузьких грабенов (рифтовых ущелин типу Байкалу), обрамлених рифтовыми гірськими грядами типу Байкальської, Баргузинського та інших хребтів, оточуючих Байкал.

К іншим рифтовым (планетарного масштабу) ставляться рифты, приурочені континентах (крім обумовлених вище) — наприклад, Рейнський грабен (довжина близько 600 км) чи аналізований у роботі регіон — Байкальська рифтовая зона (довжина більш 2,5 тис км). Сучасні рифтовые зони континентів мають багато з рифтами срединноокеанических хребтів, що належать МСР. Їх виникнення також пов’язано з процесами підйому глибинного речовини, сводового підняття, горизонтального розтяги земної кори у його напором, утонением кори і підйомом поверхні Мохоровича. Континентальні рифтовые системи (ЦАП) також утворюють розгалужені в плані довгі системи (подібно МСР), але набагато менше виражені в рельєфі, тому деякі з ланки здаються изолированными.

На перший погляд важко назвати аналогом Байкалу рифтовое ущелині, поховане під товщею води в 3 — 3,5 кілометра. Але походження Байкальской і океанічних рифтовых зон однаково зі своєї сути.

Родным «братом «Байкалу називають розташоване Монголії озеро Хубсугул, видовжене як серпа на 130 кілометрів. Максимальна його глибина сягає 238 метрів. Хубсугульская і Байкальська западини входить у Байкальскую рифтовую зону. У Хубсугул, як й у Байкал, впадає багато (близько 70) річок, а випливає теж єдина — Эгингол.

Кстати, Хубсугул через річки Эгингол і Селенгу пов’язані з Байкалом. Хубсугул удванадцятеро по площі, майже 5 раз за довжиною й у 7 раз за глибиною менше Байкала.

Еще один явний аналог перебуває у Східної Африці, а точніше у Східно-Африканської рифтовой зоні, не більше якій розташовано озера Ньяса, Танганьїка, Киву, Мобуту-Сесе-Секо (колишнє озеро Альберт), Иди-Амин-Дада (колишнє озеро Едуард) і інші, більш мелкие.

Первые два озера справедливо називають «сестрами «Байкалу. Параметри їх навдивовижу схожі. Лише трохи більше теплий клімат і тропічна флора відрізняють їхнього капіталу від Байкалу.

Озеро Танганьїка лежить у Заїрі, Танзанії, Замбії і Бурунді в розквіті 773 метри (на 320 метрів вище Байкалу). Довжина його 650 кілометрів. Площа майже 34 тисячі квадратних кілометра, проти 31,5 тисячі км у Байкалу. Лише з глибині Байкал на 150 метрів перевершує озеро Танганьїка (1620 і 1470 м).

Мало ніж поступається Байкалу озеро Ньяса, розташоване Малаві, Мозамбіку і Танзанії. Площа його 30,8 тисячі квадратних кілометра, а глибина — до 706 метрів.

Благодаря тому, що це озера перебувають у тропіках, температура води не опускається нижче 20−22 градусів. Фауна озер Танганьїка і Ньяса на 70 відсотків эндемична. Причому, як й у Байкалі, багатьох видів нагадують мешканців морських глибин.

Обычно ширина континентальних рифтов становить близько 45−50 км, при вертикальної амплітудою занурення фундаменту рифта (грабена) від 1 до 7 км. Зазвичай опускання дна рифтовых прогибов значною мірою компенсоване процесами накопичення опадів, проте значна частина їх представлена депресіями, зайнятими водами морів, ставків і долинами рек.

Большинство ЦАП мають кайнозойский вік освіти. Байкальский рифт утворився наприкінці палеогену.

В поперечному сечении рифтовая зона є систему східчасто занурюються до осьової частини скошених під різними кутами блоків (див. рис). Поверхні розділу звичайно є крутопадающими сбросами.

Земная кора континентальних рифтов характеризується помітним утонением до 20−30км, підйомом поверхні Мохоровича та розширенням потужності осадового шару, у розрізі земна кора має форму двояковыгнутой лінзи.

Методами глибинного сейсмічного зондування було встановлено наявність під Рейнським, Байкальским і Кенийским рифтами разуплотненных порід мантии.

Континентальные рифты також виділяє наявність підвищеного теплового потоку і негативних аномалій магнітного поля.

Характер зсувів в осередках землетрусів свідчить про горизонтальному розтягненні земної кори. Для Рейнского грабена це становить майже п’ять км, для Байкальської ж — значно выше.

Наиболее суттєвим розходженням між сучасними океанськими зонами рифтов (ОЗР) і континентальними зонами рифтов (КЗР) за наявності багатьох чорт подібності між ними і те, що стосовно більш товста і міцна континентальна кора, хоч і утоняется при розтяжці (і де-не-де розривається), даючи вихід базальтовому вулканизму, все-таки зберігає свою цілісність. На відміну від разверзающихся надр ВСР, із яких поверхню твердої кори надходять породи верхніх верств мантії, чи, по крайнього заходу, розплавлена суміш цих порід з породами руйнацій і ассимилирований старої кори, в КЗР немає новоутворень земної кори. Можливо, це, що КЗР є лише перша стадія освіти МСР і у епоху народження, наприклад, в Атлантичному океані справа також починався з освіти у тілі Лавразии ланок КЗР, подібних на більш ранній стадії Байкальской зоні, та був (на наступної тимчасової стадії) Восточно-Африканскому рифту. Отже, із певною застереженням Байкал можна називати зародком майбутнього океану. За теорією рифта на земній кулі існували і більше молоді аналоги Байкалу. Вважається, що з них розташований дома нинішнього Червоного моря, вздовж якого проходить Красноморская рифтовая зона. У геологічному масштабі часу нещодавно дома Червоного моря існував великий прісноводний глибоководний басейн, такий же площею, або навіть в кілька разів переважаючий Байкал. І тут спрацював хіба що протилежний вариант.

Две сусідні літосферні плити Африканська і Індійська, поєднані зоною Красноморского рифта, почали повільно, зі швидкістю один-два сантиметри на рік, віддалитися один від друга. Через це розширення й площа озерного басейну збільшувалася, так й усе нові ділянки суші йшли під воду. І нарешті дома нинішнього Баб-ель-Мандебської протоки останній ділянку суші, що відокремлює палеоозеро від Індійського океану, пішов під воду. Океан через Аденский затоку ринув в палеоозеро.

Было це усього близько дев’яти мільйонів років як розв’язано. Сталося змішання океанічних і озерних вод і досить швидке осолонение останніх. Це викликало масову загибель прісноводної озерній фауни і заміну її морської. Нині Червоне море має площа 450 тисяч квадратних кілометрів, а глибина його небагатьом перевищує три кілометра. На земній кулі це одне з солоних морів (20−40 відсотків). У межах Байкальской рифтовой зони, крім самого Байкалу, існує низка великих сухопутних западин, виконаних четвертичными озерно-речными відкладеннями. У тому числі Тункинская, Баргузинская, Нижнеі Верхне-Ангарские, Муйская, Чарская…

Одна з цих западин — Муйская, чи Муйско-Куандинская, — розташована біля Бурятії і Читинської області. Уздовж її бортів в розквіті 850−860 метрів над рівнем моря (на 300−350 метрів вище заплави річок Муя і Витим), ділянками простежується чітка лінія.

На висоті до схилах гір іноді притулені террасовидные уступи, складені добре окатанными озерними гравийно-галечными і піщаними відкладеннями. Рівень озера відчував періодичні коливання. Іноді вода піднімалася до висоти 1000−1100 метрів над рівнем моря, и, можливо, ще вищий. І тут озеро витягалося на 260−265 кілометрів при ширині до 50−55 кілометрів. Глибина озера досягала, а, можливо, і перевищувала 500−1000 метров.

Сегодня Муйская западина відділена невисокими перемичками від Чарской і Верхне-Токкской западин. Часом вода, очевидно, покривала ці перемички, і тоді виникав великий водний басейн, витягнутий завдовжки понад 500 кілометрів. Згодом ріка Витим проклала собі нове річище через Южноі Северо-Муйский хребти і палеоозеро було осушено. На його місце залишилися піщані, а біля схилів гір — гравийно-галечные і валунно-галечные відкладення, нині перемываемые водами річок Муя, Витим та його притоками.

Таким чином, значний відрізок БайкалоАмурської магістралі прокладено на дні колишніх великих озер — древніх аналогів Байкалу.

А існували ці озера нещодавно — кілька десятків років тому.

В вивченні рифтовых структур багато не з’ясовано і вивчено. Чи є рифтообразование процесом, властивим лише мезокайнозойским эрам? Чи виник той процес лише наступні 100−150 млн. років життя Землі, чи його слід віднести перетворення її лику й більш ранні епохи? На опікується цими питаннями ще дано ясні ответы.

Вообще, навіть такі геообъекты, як Днепровско-Донецкая западина, центральна частина Московської синеклизы вважаються древніми рифтовыми зонами (Гордасников, Троцький, 1966) etc.

Процессы рифтообразования слід розглядати, як жодну з характерних ознак розвитку земної кори, який мав місце протягом всієї історії її життя. Вони обумовлені горизонтальним розтяганням земної кори, що призводить до вертикальному опускання. Блоков земної кори і підняття на денну поверхню речовини мантии.

В розвитку рифтовых зон має місце певна стадийность. У першій стадії внаслідок подтекания разуплотенного речовини мантії в земної корі утворюється куполообразное чи линейно-протяженное підняття, потім з допомогою розтяги йде формування грабеновых прогибов у найбільш піднесених їх частинах. На наступних стадіях рифтовые зони можуть бути осевыми частинами більших опусканий, чи, за зміни розтяги стиском, перероджуються в складчасті підняті споруди геосинклинального типа.

Распространение рифтовых зон немає суворо лінійного характеру. Окремі їх останній частині (елементи) взаємно зміщуються в поперечному напрямі по трансформным разломам.

Изучение сучасних американських і древніх рифтовых зон в океані і континентах дозволить отримати чітке уявлення про будову і геологічної історії цих великих геологічних планетарних структур, і навіть про нафтогазоносності багатокілометрових осадових порід, що заповнюють багато рифтовые западини. Озеро Байкал як щодо молода рифтовая зона у її подальшому вивченні здатна надати ще більше великий матеріал ще глибокого розуміння сутності геологічних, магматичних процесів у сфері рифтовых зон.

Список литературы

1. АН СРСР. Інститут географії Сибіру та Далекого Сходу. Природні умови та природні ресурси СРСР. Прибайкалля і Забайкаллі. -М.: «Наука», 1965. -491с.

2. АН СРСР. Сибирское відділення. Науковий раду з тектоніці Сибіру. Тектоніка Сибіру. Том VII. Тектоніка Забайкалля і пояснюються деякі загальні питання геологічних структур. -М.: «Наука», 1976. -264с.

3. Салоп Л. И. Геологія Байкальской гірської системи. Том I. Стратиграфія. -М.: «Надра», 1964. -517с.

4. Салоп Л. И. Геологія Байкальской гірської системи. Том II. Магматизм, тектоніка, історія геологічного розвитку. -М.: «Надра», 1967. -700с.

5. Шагжиев К. Ш., Ральдин Б. Л. та інших. Бурятія: природні ресурси. -Улан-Уде: Вид-во Бурятської державного університету, 1997. -280с.