Геологическими называют процессы, формирующие горные породы и изменяющие строение и состав земной коры. В зависимости от энергетического источника их делят на внутренние и внешние.
Внутренние (эндогенные, глубинные) геологические процессы питаются внутренним теплом Земли и протекают, в основном, в глубине планеты. Внутреннее тепло Земли создается радиоактивным распадом, химическими реакциями, гравитационным перемещением вещества в глуби Земли. Эндогенные процессы формируют платформы, океанические впадины и горные сооружения, т. е. крупнейшие тектонические структуры и формы рельефа земной поверхности. Важнейшие эндогенные процессы – тектонические движения, магматизм и метаморфизм.
Тектонические движения – движения блоков земной коры и литосферы. Они усложняют строение земной коры и рельеф поверхности. Тектонические движения классифицируют по направлению движения, возрасту и скорости.
По направлению движений: горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные присущи литосферным плитам, вертикальные ярко проявляются в молодых складчатых поясах. Благодаря вертикальным движениям платформ накопились осадочные чехлы и связанные с ними полезные ископаемые.
По возрасту: древние (происходили в архее-мезозое) и неотектонические (происходили в кайнозое).
По скорости: медленные и быстрые. Медленные (вековые, колебательные) тектонические движения протекают со скоростью нескольких миллиметров в год, но продолжаются тысячи и миллионы лет. Они ведут к поднятию (или опусканию), а также сближению (или раздвижению) крупных блоков земной коры. Быстрые (горообразовательные, орогенические) движения ведут к смятию слоев горных пород в складки, образованию разломов, проявляются в вулканизме и землетрясениях.
Процессы горообразования обусловлены конвергенцией литосферных плит, которая охватывает гигантские территории. Зоны конвергенции, возникающие на стыках литосферных плит, имеют вид сравнительно узких, но очень протяженных полос, или поясов. Следовательно, складкообразование и связанные с ним магматизм и метаморфизм распределяются зонально. Зональность тектонических процессов проявляется в том, что наиболее активные тектонические движения совпадают с современными поясами складкообразования. Данная зональность обусловлена закономерностями строения земной коры и литосферы, а энергетическим источником этой зональности является внутреннее тепло Земли. В настоящее время процессы складкообразования протекают в двух зонах конвергенции: в Круго-Тихоокеанском и Средиземноморском поясах.
Если тектонические движения раскалывают земную кору, то обособленные разломами блоки могут смещаться по вертикали и горизонтали. В результате вертикальных подвижек возникают сбросы и взбросы, горсты и грабены. Горизонтальные подвижки ярко выражены в рифтах. Выделяют два типа рифтов: океанические и континентальные. Океанические образуют глобальную систему срединно-океанических рифтов, проходящую по оси срединно-океанических хребтов. Общая длина этой системы превышает 70 000 км. В срединно-океанических рифтах океаническое дно расширяется. Континентальные рифты (Восточно-Африканский, Байкальский) рассекают платформы и могут обусловить их распад.
Магматизм – процесс образования, движения и застывания магмы. Магмой называют огненно-жидкий расплав (преимущественно силикатного состава), возникающий в недрах Земли. Известны два типа магматизма: интрузивный и эффузивный.
Интрузивный (глубинный) магматизм заключается в застывании магмы внутри земной коры. При этом на глубине могут формироваться гигантские гранитные купола – батолиты.
Вулканизмом, или эффузивным (поверхностным) магматизмом, называют выброс лавы (изменившейся магмы), вулканических пепла и газов из недр Земли на поверхность. В строении вулканов выделяют вулканический конус, кратер, жерло, магматический очаг.
• Вулканический конус – гора, сложенная изверженными породами.
• Кратер – воронка, из которой изливается лава. Кратер располагается на вершине или склоне горы, у некоторых вулканов существует по нескольку действующих кратеров.
• Жерло – канал (трещина) в земной коре, по которому поднимается магма. Жерло соединяет кратер с магматическим очагом.
• Магматический очаг – скопление огненно-жидкого расплава в земной коре или верхней мантии.
Вулканических конусов и кратеров обычно не бывает у трещинных (щитовых) вулканов, изливающих жидкую лаву (Исландия).
Характер извержения зависит от состава лавы: если она жидкая, подвижная, то извержение спокойное (Гекла). Если лава густая, вязкая, то скопившиеся в ней газы выделяются с огромной энергией – тогда извержение бурное, со взрывами (Кракатау, Тамбора, Везувий). В зависимости от времени извержения, вулканы делят на действующие и потухшие. Действующим называют вулкан, извергавшийся на памяти человечества. Действующих наземных вулканов более 500. Потухшими считают вулканы, которые извергались в доисторическое время. Иногда выделяют третью группу – уснувших вулканов, которые бездействуют длительное время.
Вулканизм распространен там, где литосфера разбита разломами. Наибольшая густота современных глубинных разломов наблюдается в зонах конвергенции литосферных плит, а также в зонах спрединга. В зонах спрединга преобладают подводные вулканы, извержения которых могут не проявляться на поверхности. Самые катастрофические извержения приурочены к зонам конвергенции. Таким образом, вулканизм характерен для тектонически активных поясов литосферы и крайне редок на стабильных структурах – платформах.
Почти все действующие вулканы суши объединены в четыре вулканических пояса: Круго-Тихоокеанский (Огненное Кольцо), Альпийско-Гималайский (Средиземноморский), Срединно-Атлантический, Восточно-Африканский. Почти 3/4 действующих вулканов размещено в Круго-Тихоокеанском поясе. Второе месте по числу вулканов занимает Альпийско-Гималайский пояс, третье – Срединно-Атлантический. Вулканы Восточно-Африканского пояса уникальны – расположены в пределах платформы, точнее, – Восточно-Африканского континентального рифта, разделяющего древнюю Африканскую платформу.
Известны единичные действующие вулканы суши, расположенные вне поясов вулканизма: Камерун, Мауна-Лоа, Маврикий, Реюньон.
Землетрясения – быстрые движения земной коры, вызванные сейсмическими толчками (упругими колебаниями). По происхождению землетрясения делят на тектонические, вулканические, техногенные и экзогенные.
Тектонические землетрясения – самые массовые, возникают при разрыве слоев горных пород. Они свойственны разломным структурам земной коры. Чаще всего происходят у океанических рифтов – здесь они маломощные. В зонах субдукции наблюдаются несколько реже, но отличаются катастрофической силой.
Вулканические землетрясения сопровождают взрывные извержения. Наибольшей силы достигают при взрыве вулканического конуса или его провале вглубь земной коры. Результатом таких катаклизмов является кальдера – гигантский вулканический кратер. Величайшие кальдеры: Тора на о. Суматра, Санторин на о. Тира, Нгоро-Нгоро в Восточной Африке.
Техногенные землетрясения – результат деятельности человека (подземный атомный взрыв и др.).
Экзогенные землетрясения происходят при падении метеоритов, гигантских обвалах и проч.
Место возникновения сейсмических толчков в глубине Земли называют гипоцентром землетрясения. Проекция гипоцентра на земную поверхность – эпицентр землетрясения (место максимальных разрушений). Землетрясения разделяют на наземные и подводные (моретрясения). Землетрясения характерны молодым горам – складчатым и вулканическим. Выделяют четыре главных сейсмических пояса: Круго-Тихоокеанский, Альпийско-Гималайский, Восточно-Африканский, Срединно-океанических хребтов. Эти пояса расположены либо в зонах современного складкообразования (Тихоокеанский и Альпийско-Гималайский), либо в зонах спрединга (Восточно-Африканский и Срединно-океанических хребтов). Круго-Тихоокеанский, Альпийско-Гималайский и Восточно-Африканский сейсмические пояса в целом совпадают с поясами наземного вулканизма. Пояс Срединно-океанических хребтов глобален – опоясывает всю планету, проходя по срединно-океаническим рифтовым разломам. Иногда выделяют пятый пояс – Урало-Монгольский (или пояс гор Средней Азии, Южной Сибири и Дальнего Востока) – он проходит через древние пояса складчатости, в которых тектонические движения активизировались современным горообразованием (Тянь-Шань, Алтай, Саяны, хребты Предбайкалья и Забайкалья, Верхоянский хребет и хребет Черского). Тектонические землетрясения возможны и на древних платформах (катастрофа января 2001 г. на Индостанской платформе). Правда, случаются они несравнимо реже, чем в молодых горах, и, как правило, не обладают большой силой.
Силу землетрясений определяют двумя способами: по характеру разрушений и по показаниям приборов. По характеру разрушений – на территории СНГ принята 12-балльная шкала. Инструментально землетрясения регистрируют самопишущими приборами – сейсмографами, и силу толчка определяют по 9-балльной шкале Рихтера.