Геология Великобритании славится своим разнообразием. В результате своей богатой геологической истории Великобритания демонстрирует богатое разнообразие ландшафтов в составных странах Англии , Уэльса и Шотландии . На обнажениях представлены породы практически всех геологических возрастов , начиная с архейского периода .
Сейсмографические исследования показывают, что толщина земной коры под Великобританией составляет от 27 до 35 км (от 17 до 22 миль). Самые старые поверхностные породы находятся на северо-западе Шотландии, и их возраст более чем в два раза меньше возраста планеты . Считается, что эти породы лежат в основе большей части территории Великобритании (хотя скважины проникли только на первые несколько километров), но затем широко появляются на поверхности в Бретани и на Нормандских островах . Самые молодые породы находятся на юго-востоке Англии .
Геология коренных пород состоит из сложной смеси, как правило, более древних метаморфических пород, перекрытых различными последовательностями осадочных пород, в обе из которых в разное время внедрялись магматические породы. Сложность геологии Великобритании обусловлена, в конечном счете, тем, что она подвергалась множеству тектонических процессов плит в течение очень длительного периода времени. Изменение широты и уровня моря были важными факторами в природе осадочных толщ, в то время как последовательные континентальные столкновения повлияли на их геологическую структуру , причем крупные разломы и складчатость были наследием каждой складчатости (периода горообразования), часто связанной с вулканической активностью и метаморфизм существующих толщ горных пород.
Сейчас в Великобритании нет действующих вулканов, но в прошлом она имела активную вулканическую деятельность. Последние действующие вулканы прекратили извергаться около 60 миллионов лет назад, и острова больше не расположены на какой-либо тектонической границе или активной вулканической области, а в группе островов нет других геологических явлений, способных вызвать активный вулканизм. [1] Однако в геологическом масштабе времени в Великобритании произошла значительная степень активного и крупномасштабного вулканизма, и многие известные достопримечательности образованы из эродированных магматических пород, образовавшихся во время этих складчатых пород (периодов горообразования). [1] Британская геологическая служба сообщает , что Сноудония и Озерный край имеют чрезвычайно крупные извержения вулканов около 450 млн лет назад (миллионы лет назад), Эдинбургский замок расположен на остатках вулкана, возраст которого составляет 350 млн лет назад, а некоторые острова западной Шотландии - как остатки вулканов возрастом около 60 млн лет назад. [1]
На эту геологическую основу («твердая геология» в терминологии карт) наложена разнообразная структура рыхлого материала более позднего происхождения. Он включает материал, отложенный ледниками ( валунная глина и другие формы ледниковых наносов, такие как песок и гравий). «Дрейфовая» геология часто более важна, чем «твердая» геология при рассмотрении строительных работ, дренажа, размещения водных скважин, ресурсов песка и гравия и плодородия почвы. Хотя «дрейф» строго относится к ледниковым и флювиогляциальным отложениям, этот термин на геологических картах традиционно включает в себя другие материалы, включая аллювий, речные террасы и т. д. На последних картах вместо слова «твердый» используются термины «коренная порода» и «поверхностный». и «дрейф».
Это описание геологической истории Великобритании основано на описании П. Тогхилла. [2]
Льюисианский гнейс , старейшая горная порода в Великобритании , возникла по меньшей мере 2,7 миллиарда лет назад, в архейском эоне, а самой Земле около 4,6 миллиарда лет. Они встречаются на крайнем северо-западе Шотландии и на Гебридских островах , с несколькими небольшими обнажениями в других местах. Сформированные из горных пород, первоначально отложившихся на поверхности планеты, позже они были погребены глубоко в земной коре и метаморфизованы в кристаллический гнейс.
К югу от гнейсов находится сложная смесь горных пород, образующая Северо-Западное нагорье и Грампианское нагорье в Шотландии. По сути, это остатки складчатых осадочных пород , первоначально толщиной 25 км, отложившихся над гнейсом на том месте, которое тогда было дном океана Япет . Процесс начался около 1000 млн лет назад, при этом заметный слой торридонского песчаника толщиной 7 км отложился около 800 млн лет назад, а также обломки , отложенные ледниковым щитом 670 млн лет назад.
Палеомагнитные данные указывают на то, что 520 млн лет назад территория нынешней Великобритании была разделена между двумя континентами , разделенными океаном протяженностью 7000 км (4300 миль). Север Шотландии располагался примерно в 20° к югу от экватора на континенте Лаврентия возле тропика Козерога , тогда как остальная часть страны находилась примерно в 60° к югу на континенте Гондвана возле Полярного круга .
В Гондване, Англии и Уэльсе находились вблизи зоны субдукции . Обе страны были в значительной степени погружены в мелководное море, усеянное вулканическими островами. Остатки этих островов лежат под большей частью центральной Англии, во многих местах видны небольшие обнажения. Около 600 млн лет назад Кадомская складчатость (период горообразования) привела к тому, что ландшафты Англии и Уэльса превратились в гористый регион вместе с большей частью северо-западной Европы .
В раннем кембрии вулканы и горы Англии и Уэльса подверглись эрозии, поскольку земля оказалась затопленной из-за повышения уровня моря, и отложились новые слои отложений . Большая часть центральной Англии образовала стабильный блок земной коры, который с тех пор практически не деформировался. Песчаники были отложены на севере Шотландии. В это время появились первые животные с твердым панцирем, следовательно, окаменелости становятся гораздо более распространенными в горных породах, образовавшихся в этот и более поздние периоды.
Пятьсот миллионов лет назад, в ордовикский период, юг Великобритании, восточное побережье Северной Америки и юго-восток Ньюфаундленда откололись от Гондваны, образовав континент Авалония , который к 440 млн лет назад дрейфовал (по механизмам тектоники плит) ) примерно до 30° юж.
В этот период северный Уэльс был подвержен вулканической активности. Остатки этих вулканов все еще видны, одним из примеров является Робелл Фаур, датируемый 510 млн лет назад. Большое количество вулканической лавы и пепла, известных как вулканы Борроудейла, покрыло Озерный край , и это все еще можно увидеть в виде гор, таких как Хелвеллин и Скафелл-Пайк .
Около 500 млн лет назад в ордовике также наблюдалось образование сланцевых отложений Скиддо .
Отложение продолжалось в начале силурийского периода , с отложением аргиллитов и песчаников, особенно в Уэльсе.
Авалония теперь соединилась с континентом Балтика , и объединенный массив суши столкнулся с Лаврентией примерно на 20 ° южной широты между 425 и 400 млн лет назад, соединив вместе южную и северную половины Великобритании . В результате Каледонской складчатости образовался горный массив альпийского типа на большей части севера и запада Великобритании. Столкновение континентов, вероятно, произошло под косым углом, а не лобовым столкновением, и это, вероятно, привело к движению вдоль сдвиговых разломов , простирающихся с северо-востока на юго-запад через Шотландию, лучшим примером является разлом Грейт-Глен (некоторые из эти зоны разломов могли быть старыми линиями слабости, возникшими в результате более ранних движений земли).
Вулканический пепел и лава, отложившиеся в силурийском периоде, до сих пор встречаются на холмах Мендип и в Пембрукшире .
Столкновение между континентами продолжалось в течение девонского периода , с продолжающимся подъёмом и появлением большего количества вулканических отложений, таких как те, которые сейчас образуют Бен-Невис . Уровень моря значительно менялся: береговая линия наступала и отступала с севера на юг по всей Англии. Поднятая область постепенно размывалась вниз, что привело к отложению многочисленных слоев осадочных пород на низменностях и в морях. Породы морского происхождения в графстве Девон дали этому периоду название, хотя отложения этого возраста встречаются и во многих других местах, таких как Брекон-Биконс , Мидлендская долина Шотландии и Оркнейские острова . Большинство из них имеют земное происхождение и неофициально известны как Старый Красный Песчаник .
Каледонские горы были в значительной степени разрушены к концу периода, в течение которого в стране был бы засушливый пустынный климат , поскольку она была расположена недалеко от экватора , между 10 ° и 15 ° южной широты.
Около 360 млн лет назад, в начале каменноугольного периода, Великобритания лежала на экваторе, покрытая теплыми мелководными водами океана Рейк , в течение этого времени откладывался каменноугольный известняк, обнаруженный на холмах Мендип , на севере и юге. Уэльс, в Пик-Дистрикт Дербишира , северного Ланкашира , северных Пеннин и юго-восточной Шотландии . Пещеры появились совсем недавно в известняке некоторых из этих территорий под действием угольной кислоты и других органических кислот, содержащихся в дождевых и грунтовых водах .
За ними следовали темные морские сланцы , алевролиты и крупные песчаники жернова . Позже образовались дельты рек , а отложившиеся отложения были заселены болотами и тропическими лесами . Именно в этой среде были сформированы циклические угольные меры , источник большей части обширных запасов угля Великобритании, которые привели в действие промышленную революцию . Уголь можно найти во многих районах Великобритании, на севере до Мидлендской долины Шотландии , на юге до Кента , хотя добыча угля в основном сосредоточена в Шотландском Мидлендсе, Английском Мидлендсе , северной Англии и Уэльсе.
На протяжении всего этого периода юго-западная Англия особенно пострадала от столкновения континентальных плит . Период горообразования, известный как Варисканская складчатость , который произошел около 280 млн лет назад, вызвал серьезную деформацию на юго-западе Англии. К концу этого периода гранит образовался под вышележащими породами Девона и Корнуолла , ныне обнаженными в Дартмуре и Бодмин-Мур , что дало начало минерализованным месторождениям меди и олова . Общая область складчатости Варискана находилась к югу от линии восток-запад примерно от южного Пембрукшира до Кента . Основное тектоническое давление оказывалось с юга или юго-востока, развивались правосдвиговые нарушения. Массив Девон - Корнуолл , возможно, первоначально находился на некотором расстоянии восточнее, а затем был перемещен на запад. Малая варисканская складчатость имела место даже на севере, вплоть до Дербишира и Берика-на-Твиде .
К концу каменноугольного периода различные континенты Земли объединились, образовав суперконтинент Пангею . Великобритания располагалась внутри Пангеи, где она снова подвергалась жаркому засушливому пустынному климату с частыми внезапными наводнениями, оставляющими отложения, которые образовывали пласты красной осадочной породы, чем-то похожей на более поздний триасовый новый красный песчаник .
Пермский период на протяжении 30 миллионов лет характеризовался засушливыми пустынными условиями и эрозией земель, поднявшихся в Варисканском складчатом периоде на юго-западе Англии и в прилегающих районах современного Ла-Манша. Позже большая часть Великобритании была затоплена на мелководье, когда полярные ледяные щиты растаяли и сформировались океан Тетис и море Цехштейна , отложившие сланцы , известняк , гравий и мергель , прежде чем, наконец, отступить, оставив плоскую пустыню с соляными ваннами .
Когда Пангея дрейфовала во время триаса , Великобритания отошла от экватора, пока не оказалась между 20° и 30° северной широты. Красные пласты, включающие песчаники и красные аргиллиты, образуют основные отложения Нового красного песчаника . Остатки возвышенностей Варискан во Франции на юге подверглись эрозии, в результате чего слои Нового красного песчаника отложились по всей центральной Англии, а также в нарушенных бассейнах в Чешире и Ирландском море. Примерно в это же время в регионе Хэмпшир возник бассейн . Рифтинг произошел внутри и вокруг Великобритании до распада суперконтинента в юрский период.
Фрагменты горных пород, найденные недалеко от Бристоля, по-видимому, указывают на то, что в 214 млн лет назад Великобританию засыпало тонким слоем обломков от удара астероида в ударном кратере Маникуаган в Канаде , хотя это все еще обсуждается.
С началом юрского периода Пангея начала распадаться, уровень моря поднялся, и Великобритания дрейфовала по Евразийской плите между 30° и 40° северной широты. Поскольку большая часть Великобритании снова оказалась под водой, отложились осадочные породы , которые теперь можно найти на большей части территории Англии от Кливлендских холмов в Йоркшире до Юрского побережья в Дорсете . Они также лежат в основе более молодых слоев на востоке. В Южной Англии юрские породы подразделяются вверху на группы Лиас , Нижний оолит , Большой оолит , Анчольм (перемежающийся с коралловой ) и Портленд . Эти горные породы включают песчаники , зеленые пески , оолитовый известняк Котсуолдских холмов , коралловый известняк долины Уайт-Хорс и острова Портленд .
Осадконакопление отступит на большей части территории Англии, начиная с мелового периода, при этом отложение лагунных групп Пурбека и, прежде всего, пресноводных групп Уэлдена будет в основном ограничено бассейнами Уэссекса и Уилда , а морские образования, включая Спитонскую глину , будут встречаться в восточной Англии. В аптском периоде произошла морская трансгрессия , которая затопила большую часть территорий южной Англии в мелководные моря, с последовательным отложением Нижнего Зеленого песка и Голта и Верхнего Зеленого песка, произошедшего в апт-альбском периоде. В начале позднего мела, около 100 миллионов лет назад, отложение сменилось на отложение мела , причем отложение меловой группы продолжалось до конца мелового периода. Мел был отложен на большей части территории Великобритании, в настоящее время особенно обнаженной у Белых скал Дувра и Семи сестер , а также образует равнину Солсбери . Высокий уровень моря оставил открытыми лишь небольшие участки земли, что объясняет общее отсутствие песка, грязи или глинистых отложений наземного происхождения, обнаруженных примерно в это время.
В раннем палеогене , между 63 и 52 млн лет назад, образовались последние вулканические породы Великобритании. Крупнейшие извержения в это время образовали плато Антрим , базальтовые колонны Дороги гигантов , а также лавы и магматические вторжения на Внутренние Гебриды в Шотландии.
Ранняя фаза альпийской складчатости , около 50 млн лет назад, была ответственна за формирование синклинали Лондонского бассейна , антиклинали Уилд-Артуа на юге, Норт-Даунс, Саут-Даунс и Чилтерн-Хиллз.
В этот период образовалось Северное море и поднялась Великобритания . Часть этого поднятия происходила по старым линиям слабости, оставшимся задолго до этого от Каледонского и Варисканского складчатостей. Затем поднятые области подверглись эрозии, и дальнейшие отложения, такие как лондонская глина , отложились над южной Англией, в то время как Ла-Манш характеризовался илистыми равнинами и речными отложениями песков . Большая часть мидлендов и севера Англии, возможно, была покрыта юрскими и меловыми отложениями в начале палеогена, но они были утрачены в результате эрозии. К 35 млн лет назад ландшафт был заселен такими деревьями, как бук , дуб , красное дерево и пальма , а также травами .
В миоценовую и плиоценовую эпохи неогена произошло дальнейшее поднятие и эрозия, особенно в Уэльсе, Пеннинах и Шотландском нагорье. Единственным значительным миоценовым отложением в Великобритании является формация Брассингтон в Пик-Дистрикт. Данные формации Брассингтон позволяют предположить, что в среднем и позднем миоцене (12–7 миллионов лет назад) в Великобритании росли разнообразные леса умеренно-теплого пояса. [3] [4] [5] Самые старые неогеновые отложения были обнаружены в Уэльсе и включают окаменелую пыльцу, которая показывает, что на острове Англси когда-то рос субтропический смешанный лес . [6] Климат Великобритании похолодал и стал суше на протяжении всего неогена [7] [8]
Основные изменения в плейстоцене были вызваны несколькими недавними ледниковыми периодами . Самым суровым было Английское оледенение , когда лед толщиной до 1000 м (3300 футов) достигал юга до Лондона и Бристоля . Это произошло примерно между 478 000 и 424 000 лет назад и стало причиной изменения реки Темзы в ее нынешнем русле.
Существует обширное свидетельство в виде каменных орудий того, что южная Англия была колонизирована человеческим населением во время теплого хокснского этапа , последовавшего за английским оледенением. Вполне возможно, что Ла-Манш в этот период неоднократно открывался и закрывался, в результате чего Великобритания время от времени превращалась в остров. Самые старые человеческие окаменелости , найденные на сегодняшний день на Британских островах, в том числе череп человека Суонскомба, датируемого 400 000 лет назад, и более раннего клактонского человека , также датируются этим периодом.
Волстонское оледенение , происходившее между 352 000 и 130 000 лет назад и, как полагают, достигло пика около 150 000 лет назад, было названо в честь деревни Уолстон к юго-востоку от Ковентри , которая, как полагают, отмечает южную границу льда.
За волстонским ярусом последовал ипсвичский ярус , во время которого бегемоты, как известно, жили на севере до Лидса .
Во время самого последнего девенсского оледенения , которое, как полагают, началось около 115 000 лет назад, достигло своего пика около 20 000 лет назад и закончилось всего 10 000 лет назад, долины Уск и долины Уай были размыты ледниками , а сам ледниковый покров простирался на юг до Вулверхэмптона. и Кардифф . К этому времени относятся самые старые человеческие останки в Великобритании, Красная Леди Павиленда (возраст 29 000 лет). Считается, что страна в конечном итоге была заброшена, когда ледниковый покров достиг своего пика, и была повторно заселена по мере отступления. Считается, что 5000 лет назад в Великобритании было теплее, чем сейчас.
Среди особенностей, оставленных льдом, — фьорды западного побережья Шотландии, U-образные долины Озерного края и неровности (каменные глыбы), которые были перенесены из норвежского региона Осло и отложены на побережье Йоркшир .
Последние двенадцать тысяч лет известны как эпоха голоцена . Среди наиболее значительных геологических объектов, созданных в этот период, — торфяные месторождения Шотландии, а также прибрежных и горных районов Англии и Уэльса. Многие из низинных отложений, таких как Сомерсет-Левелс , Фенс и Ромни-Марш, недавно были искусственно осушены.
С тех пор, как люди начали вырубать леса в эпоху нового каменного века , большая часть земель сейчас обезлесена , что ускорило естественные процессы эрозии . Ежегодно добывается большое количество камня, гравия и глины, и к 2000 году 11% территории Англии было покрыто дорогами и зданиями .
В настоящее время Шотландия продолжает подниматься в результате поднятия веса девенсских льдов. Южная и восточная Англия опускается, как правило, на 1 мм ( 1/25 дюйма ) в год, при этом район Лондона опускается вдвое быстрее, отчасти из-за продолжающегося уплотнения недавних глинистых отложений.
Кроме того, повышение уровня моря, которое, как считается, вызвано глобальным потеплением, по-видимому, сделает низменные районы суши более уязвимыми к наводнениям, в то время как в некоторых районах береговая линия продолжает разрушаться геологически быстрыми темпами.
Великобритания по-прежнему подвергается нескольким очень слабым землетрясениям каждый месяц, а также редким землетрясениям от слабых до умеренных. В течение 20-го века ощущалось 25 землетрясений с моментной магнитудой от 4,5 до 6,1, [9] многие из которых возникли на самих островах.
Сложная геология Великобритании предоставила ей широкий спектр геологических ресурсов, включая обильные запасы угля , первоначальная добыча которого привела к промышленной революции . В течение 20-го века эксплуатация нефти и газа Северного моря обеспечивала дальнейшее энергоснабжение страны. [10] Геотермальная энергия и нефть на суше также эксплуатируются в меньшей степени.
Для строительства и общих строительных нужд обрабатывается широкий спектр камня (например, песок и гравий ), в то время как другие полезные ископаемые добываются или добываются для химической промышленности (например, соли ), производства металлов (например, меди и олова ) или других целей. (например, фарфоровая глина ).
