Скорости и посоки на движение на плочите. Теории за дрейфа на континентите и литосферните плочи

Какво знаем за литосферата?

Тектонските плочи са големи стабилни зони от земната кора, които са съставните части на литосферата. Ако се обърнем към тектониката, науката, която изучава литосферните платформи, откриваме, че големи площи земната кораот всички страни са ограничени от специфични зони: вулканична, тектонска и сеизмична активност. Именно на кръстовищата на съседни плочи се случват явления, които като правило имат катастрофални последици. Те включват както вулканични изригвания, така и силни земетресения от мащаба на сеизмичната активност. В процеса на изучаване на планетата платформената тектоника изигра много важна роля. Значението му може да се сравни с откриването на ДНК или хелиоцентричната концепция в астрономията.

Ако си припомним геометрията, тогава можем да си представим, че една точка може да бъде точката на контакт на границите на три или повече плочи. Проучването на тектоничната структура на земната кора показва, че най-опасни и бързо разпадащи се са кръстовищата на четири или повече платформи. Тази формация е най-нестабилна.

Литосферата е разделена на два типа плочи, различни по своите характеристики: континентални и океански. Струва си да се подчертае тихоокеанската платформа, съставена от океанска кора. Повечето от останалите се състоят от така наречения блок, когато континенталната плоча е запоена с океанската.

Разположението на платформите показва, че около 90% от повърхността на нашата планета се състои от 13 големи, стабилни зони от земната кора. Останалите 10% се падат на малки образувания.

Учените са съставили карта на най-големите тектонични плочи:

• австралийски;
• Арабски субконтинент;
• антарктически;
• африкански;
• Хиндустан;
• евразийски;
• плоча Наска;
• Готварска печка Кокос;
• Тихоокеански;
• Северна и Южна Америка платформи;
• плоча Scotia;
• Филипинска чиния.

От теорията знаем, че твърдата обвивка на земята (литосферата) се състои не само от плочите, които образуват релефа на повърхността на планетата, но и от дълбоката част - мантията. Континенталните платформи имат дебелина от 35 km (в равнинните райони) до 70 km (в зоната на планинските вериги). Учените са доказали, че плочата в Хималаите има най-голяма дебелина. Тук дебелината на платформата достига 90 km. Най-тънката литосфера се намира в океанската зона. Дебелината му не надвишава 10 км, а в някои райони тази цифра е 5 км. Въз основа на информацията на каква дълбочина се намира епицентърът на земетресението и каква е скоростта на разпространение на сеизмичните вълни, се правят изчисления на дебелината на участъците от земната кора.

Процесът на образуване на литосферни плочи

Литосферата се състои главно от кристални вещества, образувани в резултат на охлаждане на магмата при достигане на повърхността. Описанието на структурата на платформите говори за тяхната разнородност. Процесът на образуване на земната кора е протекъл дълго време и продължава и до днес. През микропукнатини в скалата разтопената течна магма излиза на повърхността, създавайки нови причудливи форми. Неговите свойства се променят в зависимост от промяната на температурата и се образуват нови вещества. Поради тази причина минералите, които са на различни дълбочини, се различават по своите характеристики.

Повърхността на земната кора зависи от влиянието на хидросферата и атмосферата. Има постоянно изветряне. Под въздействието на този процес формите се променят, а минералите се раздробяват, променяйки своите характеристики със същия химичен състав. В резултат на атмосферните влияния повърхността става по-рохкава, появяват се пукнатини и микродепресии. На тези места са се появили находища, които познаваме като пръст.

Карта на тектоничните плочи

На пръв поглед изглежда, че литосферата е стабилна. Горната му част е такава, но долната част, която се отличава с вискозитет и течливост, е подвижна. Литосферата е разделена на определен брой части, така наречените тектонични плочи. Учените не могат да кажат от колко части се състои земната кора, тъй като освен големи платформи има и по-малки образувания. Имената на най-големите плочи бяха дадени по-горе. Процесът на формиране на земната кора продължава. Ние не забелязваме това, тъй като тези действия се случват много бавно, но чрез сравняване на резултатите от наблюденията за различни периоди можем да видим колко сантиметра годишно се изместват границите на образуванията. Поради тази причина тектонската карта на света се актуализира постоянно.

Тектонична плоча Кокос

Кокосовата платформа е типичен представител на океанските части на земната кора. Намира се в Тихоокеанския регион. На запад границата му минава по билото на източнотихоокеанското възвишение, а на изток границата му може да бъде определена от конвенционална линия по крайбрежието на Северна Америка от Калифорния до Панамския провлак. Тази плоча се подчинява под съседната Карибска плоча. Тази зона се характеризира с висока сеизмична активност.

Мексико страда най-много от земетресенията в този регион. Сред всички страни на Америка именно на нейна територия се намират най-изчезналите и активни вулкани. Страната е претърпяла голям брой земетресения с магнитуд над 8 бала. Регионът е доста гъсто населен, следователно, освен разрушения, сеизмичната активност води и до голям брой жертви. За разлика от Cocos, разположен в друга част на планетата, Австралийската и Западносибирската платформа са стабилни.

Движение на тектонични плочи

Дълго време учените се опитват да разберат защо един регион на планетата има планински релеф, а друг е равнинен и защо се случват земетресения и вулканични изригвания. Различни хипотези бяха изградени главно върху наличните знания. Едва след 50-те години на ХХ век стана възможно да се изследва по-подробно земната кора. Изследвани са планините, образувани на местата на разломите на плочите, химичен съставтези плочи, а също така създаде карти на региони с тектонична активност.

В изучаването на тектониката специално място заема хипотезата за изместването на литосферните плочи. Още в началото на ХХ век немският геофизик А. Вегенер изложи смела теория защо се движат. Той внимателно проучи очертанията на западния бряг на Африка и Източен брягЮжна Америка. Отправната точка в неговите изследвания беше именно сходството на очертанията на тези континенти. Той предположи, че може би тези континенти са били едно цяло, а след това е настъпил разрив и е започнало изместването на части от земната кора.

Изследванията му засягат процесите на вулканизъм, разтягане на повърхността на океанското дъно и вискозно-течната структура на земното кълбо. Именно трудовете на А. Вегенер са в основата на изследванията, проведени през 60-те години на миналия век. Те станаха основата за появата на теорията за "тектониката на литосферните плочи".

Тази хипотеза описва модела на Земята по следния начин: върху пластичното вещество на астеносферата са поставени тектонични платформи с твърда структура и различни маси. Те бяха в много нестабилно състояние и постоянно се движеха. За по-лесно разбиране можем да направим аналогия с айсберги, които постоянно се носят в океанските води. По същия начин тектоничните структури, намиращи се върху пластично вещество, непрекъснато се движат. По време на разместванията плочите постоянно се сблъскват, идват една върху друга, възникват фуги и зони на разделяне на плочите. Този процес се дължи на разликата в масата. На местата на сблъсъка се образуваха зони с повишена тектонска активност, издигнаха се планини, настъпиха земетресения и вулканични изригвания.

Скоростта на изместване е не повече от 18 см на година. Образуват се разломи, в които магмата навлиза от дълбоките слоеве на литосферата. Поради тази причина скалите, които изграждат океанските платформи, имат различна възраст. Но учените изложиха още по-невероятна теория. Според някои представители на научния свят магмата излиза на повърхността и постепенно се охлажда, създавайки нова дънна структура, докато "излишъкът" от земната кора, под въздействието на дрейфа на плочите, потъва в земните недра и отново се превръща в течна магма. Както и да е, движенията на континентите се случват в наше време и поради тази причина се създават нови карти за по-нататъшно изследване на процеса на дрейфиране на тектонични структури.

Заедно с част от горната мантия се състои от няколко много големи блока, които се наричат ​​литосферни плочи. Дебелината им е различна – от 60 до 100 км. Повечето плочи включват както континентална, така и океанска кора. Има 13 основни плочи, от които 7 са най-големите: Американска, Африканска, Индо-, Амурска.

Плочите лежат върху пластмасовия слой на горната мантия (астеносфера) и бавно се движат една спрямо друга със скорост от 1-6 cm годишно. Този факт е установен в резултат на сравнение на изображения, направени от изкуствени земни спътници. Те предполагат, че конфигурацията в бъдеще може да бъде напълно различна от сегашната, тъй като е известно, че американската литосферна плоча се движи към Тихия океан, а евразийската се приближава към африканската, индо-австралийската, а също и към тихоокеанската. Американската и африканската литосферни плочи бавно се раздалечават.

Силите, които причиняват разделянето на литосферните плочи, възникват, когато веществото на мантията се движи. Мощни възходящи потоци от това вещество раздалечават плочите, разрушават земната кора, образувайки дълбоки разломи в нея. Поради подводни изливания на лава, по разломите се образуват слоеве. Замръзвайки, те сякаш лекуват рани - пукнатини. Разтягането обаче отново се увеличава и отново се появяват счупвания. И така, постепенно се увеличава литосферни плочисе разминават в различни посоки.

На сушата има разломни зони, но повечето от тях са в океанските хребети, където земната кора е по-тънка. Най-големият разлом на сушата се намира на изток. Тя се простира на 4000 км. Ширината на този разлом е 80-120 km. Покрайнините му са осеяни с изчезнали и действащи.

Сблъсък се наблюдава по границите на други плочи. Това се случва по различни начини. Ако плочите, едната от които е с океанска кора, а другата с континентална, се доближат една до друга, тогава литосферната плоча, покрита от морето, потъва под континенталната. В този случай възникват дъги () или планински вериги (). Ако две плочи с континентална кора се сблъскат, тогава ръбовете на тези плочи се смачкват в гънки от скали и се образуват планински райони. Така те възникват например на границата на Евразийската и Индо-Австралийската плоча. Наличието на планински райони в вътрешни частилитосферната плоча предполага, че някога е имало граница между две плочи, здраво споени една с друга и превърнати в една единствена, по-голяма литосферна плоча.Така можем да направим общо заключение: границите на литосферните плочи са подвижни зони, към които са вулканите ограничени, зони, планински райони, средноокеански хребети, дълбоководни падини и ровове. Той е на границата на образуваните литосферни плочи, чийто произход се свързва с магматизма.

Литосферни плочи- големи твърди блокове от литосферата на Земята, ограничени от сеизмично и тектонично активни разломни зони.

Плочите, като правило, са разделени от дълбоки разломи и се движат по вискозния слой на мантията една спрямо друга със скорост 2-3 cm годишно. Там, където се сблъскват континентални плочи, те се образуват планински пояси . Когато континенталната и океанската плочи си взаимодействат, плочата с океанската кора се придвижва под плочата с континенталната кора, което води до образуването на дълбоководни ровове и островни дъги.

Движението на литосферните плочи е свързано с движението на материята в мантията. В отделни части на мантията има мощни потоци от топлина и материя, издигащи се от нейните дълбини към повърхността на планетата.

Над 90% от повърхността на Земята е покрита 13 най-големите литосферни плочи.

Разрив– огромна пукнатина в земната кора, образувана по време на нейното хоризонтално разтягане (т.е. където потоците от топлина и материя се разминават). В разривите има изливане на магма, появяват се нови разломи, хорстове, грабени. Формират се средноокеански хребети.

Първо хипотеза за континентален дрейф (т.е. хоризонталното движение на земната кора), предложено в началото на двадесети век А. Вегенер. На негова основа, създаден теория на литосферните плочи м. Според тази теория литосферата не е монолит, а се състои от големи и малки плочи, "плаващи" върху астеносферата. Граничните области между литосферните плочи се наричат сеизмични пояси - това са най-"неспокойните" райони на планетата.

Земната кора се разделя на стабилни (платформи) и подвижни участъци (нагънати области - геосинклинали).

- мощни подводни планински структури в океанското дъно, най-често заемащи средно положение. В близост до средноокеанските хребети литосферните плочи се раздалечават и се появява млада базалтова океанска кора. Процесът е придружен от интензивен вулканизъм и висока сеизмичност.

Континенталните рифтови зони са например Източноафриканската рифтова система, Байкалската рифтова система. Рифтовете, подобно на средноокеанските хребети, се характеризират със сеизмична активност и вулканизъм.

Тектоника на плочите- хипотеза, която предполага, че литосферата е разделена на големи плочи, които се движат по мантията в хоризонтална посока. В близост до средноокеанските хребети литосферните плочи се раздалечават и се натрупват поради материята, издигаща се от недрата на Земята; в дълбоководните ровове една плоча се движи под друга и се абсорбира от мантията. На местата, където се сблъскват плочи, се образуват нагънати структури.

Континентален дрифт

Нека се обърнем към най-важните за жителите на Земята идеи на теорията за тектониката на литосферните плочи - големи, до много милиони km 2, блокове от земната литосфера, чиято основа е образувана от магмени, метаморфозирани и гранитни скали силно смачкани на гънки, покрити отгоре с 3-4 km "покритие" от седиментни скали. Релефът на платформата е изграден от обширни равнини и отделни планински вериги. Ядрото на всеки континент е една или повече древни платформи, граничещи с планински вериги. Движението на литосферните плочи лежи в основата.

Началото на 20 век бе белязана от появата на хипотеза, която беше предопределена да играе ключова роля в науките за земята. Ф. Тейлър (1910 г.), а след него А. Вегенер (1912 г.) изразяват идеята за хоризонталните движения на континентите на дълги разстояния (континентален дрейф), но „През 30-те години на 20 век в тектониката се установява течение , който счита за водещ тип движения вертикалните движения на земната кора, които се основават на процесите на диференциация на веществото на мантията на Земята.Нарича се фиксизъм, защото признава позицията на блоковете на кората спрямо подлежащата мантия. постоянно да се фиксира. Въпреки това през 1960г. след откриването в океаните на глобалната система от средноокеански хребети, опасващи цялото земно кълбо и на места достигащи до сушата, и редица други резултати, се наблюдава връщане към идеите от началото на 20 век. за дрейфа на континентите, но вече в нова форма- тектоника на плочите, която остава водеща теория в науките за земята. Той измества преобладаващата в средата на 20-ти век идея за водещата роля в преместванията и деформациите на земната кора на вертикалните движения и извежда на преден план хоризонталните движения на литосферните плочи, които включват не само кората, но и върховете на мантията.

Основните разпоредби на тектониката на плочите са както следва. Литосферата е подложена от по-малко вискозна астеносфера. Литосферата е разделена на ограничен брой големи (7) и малки плочи, чиито граници са начертани според концентрацията на земетръсните източници. Големите плочи включват: Тихоокеанска, Евразийска, Северноамериканска, Южноамериканска, Африканска, Индо-Австралийска, Антарктическа. Литосферните плочи, движещи се по астеносферата, са твърди и твърди. В същото време „континентите не си проправят път през дъното на океана под въздействието на някаква невидима сила (което се предполагаше в първоначалната версия на „континенталния дрейф“), а пасивно се носят върху материала на мантията, който се издига под гребена на билото и след това се разпространява от него в двете посоки." В този модел океанското дъно „се представя като гигантска конвейерна лента, излизаща на повърхността в рифтовите зони на средноокеанските хребети и след това се крие в дълбоководни ровове“: разширяването (разпространението) на океанското дъно поради разминаването на плочите по осите на средноокеанските хребети и раждането на нова океанска кора се компенсира с нейното поглъщане в зоните на навлизане (субдукция) на океанската кора в дълбоководни ровове, поради което обемът на Земята остава постоянна. Този процес е придружен от „многобройни земетресения с плитък фокус (с епицентри на дълбочина от няколко десетки километра) в рифтови зони и земетресения с дълбок фокус в района на дълбоководни окопи (фиг. 12.2, 12.3).

Ориз. 12.2. Схема на конвекционния поток в мантията, причинена от разликата в плътностите (според Ringwood и Green (от [Stacey, p. 80]). Тази схема показва очакваните фазови и химични трансформации, които придружават конвекционните движения на мантийната материя поради до промени в налягането и температурата на различни дълбочини.

Фиг.12.3. Схематичен разрез на Земята въз основа на хипотезата за разширяване (разпръскване) на океанското дъно – б; зона на дълбоководен изкоп - в:литосферната плоча се потапя в астеносферата (A), опира се в нейното дъно (B и C) и се счупва - част ("плоча") се отчупва (D) -. В зоната на "триене" на плочите - плиткофокусни земетресения (черни кръгове), в зоната на "стоп" и "разлом" на плочата - дълбокофокусни земетресения (бели кръгове) (по Ueda, 1980)

"Данните от сеизмичната томография показват, че наклонени зони с повишени сеизмични скорости, плочи от океанската литосфера, потъват дълбоко в мантията. Тези данни съвпадат с сеизмичните фокални повърхности, установени отдавна в хипоцентровете на земетресенията, достигащи до покрива на долния За първи път беше открито, че в някои случаи плочите се спускат на големи дълбочини, прониквайки в долната мантия. потъват по-дълбоко, докато други отиват на големи дълбочини, в някои области достигайки ядрото... Важен резултат от най-новата сеизмична томографски изследвания е откритието на отделянето на долната част на потъващата плоча. Това явление също не беше пълна изненада. известна дълбочина на източниците на земетресение и след това възникването им отново още по-дълбоко" [Khain 2002].

Причината за движението на литосферните плочи е топлинната конвекция в мантията на Земята. Над възходящите клонове на конвективните течения литосферата изпитва повдигане и разширяване, което води до разделяне на плочи в възникващи рифтови зони. С отдалечаване от средноокеанските разриви литосферата става по-плътна, по-тежка, повърхността й потъва, което обяснява увеличаването на дълбочината на океана, и в крайна сметка потъва в дълбоководни ровове. В континенталните разриви затихването на възходящите потоци на нагрятата мантия води до охлаждане и потъване на литосферата с образуването на басейни, пълни със седименти. В зоните на сближаване и сблъсък на плочи кората и литосферата изпитват компресия, дебелината на кората се увеличава и започват интензивни възходящи движения, водещи до изграждане на планини. Всички тези процеси, включително движението на литосферните плочи и плочи, са пряко свързани с механизмите на образуване на минерали.

Съвременните тектонични движения се изучават с геодезически методи, показвайки, че те се случват непрекъснато и навсякъде. Скоростта на вертикалните движения е от фракции до няколко десетки mm, хоризонталните движения са с порядък по-високи - от фракции до няколко десетки cm на година (Скандинавският полуостров се е издигнал с 250 m за 25 хиляди години, Св. Петербург се е издигнал с 1 м по време на своето съществуване). Тези. Земетресения, вулканични изригвания, бавни вертикални (планини с височина хиляди метри се образуват в продължение на милиони години) и хоризонтални движения (в продължение на стотици милиони години това води до изместване на хиляди километри) са причинени от бавни, но изключително мощни движения на мантията материя.

„Положенията на теорията за тектониката на плочите са експериментално тествани в хода на дълбоководни сондажи, започнали през 1968 г. от американския изследователски кораб Glomar Challenger, който потвърди образуването на океани в процеса на разпространение, в резултат на изследвания на рифтовите долини на средните хребети, дъното на Червено море и Аденския залив със спускаеми подводници, които също установяват реалността на разпространението и съществуването на трансформни разломи, пресичащи средните хребети, и накрая, в изследването съвременни движенияплочи по различни методи на космическата геодезия. От позицията на тектониката на плочите се обясняват много геоложки явления, но в същото време се оказа, че сложността на процесите на взаимно движение на плочите е по-голяма от тази, предвидена от първоначалната теория ... Периодичната промяна в интензивността на тектоничните движения и деформации, съществуването на стабилна глобална мрежа от дълбоки разломи и някои т.н. Въпросът за началото на действието на тектониката на плочите в историята на Земята остава отворен, тъй като има преки признаци на тектонски процеси на плочите ... са известни само от късния протерозой. Въпреки това, някои изследователи признават проявлението на тектониката на плочите от архея или ранния протерозой. От други планети слънчева системанякои признаци на тектоника на плочите се виждат на Венера."

Тектониката на плочите, първоначално посрещната със скептицизъм, особено у нас, пише академик В.Е. Khain, получи убедително потвърждение в хода на дълбоководни сондажи и наблюдения от подводни спускателни апарати в океаните, в директни измервания на движенията на литосферните плочи с помощта на методи на космическа геодезия, в данни за палеомагнетизъм и други материали и се превърна в първия наистина научна теория в историята на геологията. В същото време, през последния четвърт век, с натрупването на нов и по-разнообразен фактически материал, получен с помощта на нови инструменти и методи, става все по-очевидно, че тектониката на плочите не може да претендира за стойността на всеобхватна, наистина глобална модел на развитието на Земята "(Геология ..., стр.43) Следователно "доста скоро след формирането си тектониката на плочите започна да се превръща в основата на други науки за твърдата Земя" ... Много голямо взаимно влияние . .. се намира между геотектониката и геофизиката, от една страна, и петрологията (науката за скалите) и геохимията, от друга. геодинамика, изучавайки цялата съвкупност от дълбоки, ендогенни (вътрешни) процеси, които променят литосферата и определят еволюцията на нейната структура, изучавайки физическите процеси, които определят развитието на твърдата Земя като цяло, и силите, които ги причиняват. „Данните от сеизмичното „предаване“ на Земята, наречено „сеизмична томография“, показаха, че активните процеси, които в крайна сметка водят до промени в структурата на земната кора и топографията, възникват много по-дълбоко - в долната мантия и дори на нейната граница с ядрото, ядрото, както наскоро беше установено, участва в тези процеси ...

Появата на сеизмичната томография определя прехода на геодинамиката към следващото ниво, а в средата на 80-те години дава началото на дълбоката геодинамика, която се превръща в най-младото и най-обещаващо направление в науките за Земята. При решаването на нови проблеми, освен сеизмичната томография, на помощ се притекоха и някои други науки: експерименталната минералогия, която благодарение на новото оборудване вече има възможност да изследва поведението на минералната материя при налягания и температури, съответстващи на максимални дълбочинимантии; изотопна геохимия, която изучава по-специално баланса на изотопите на редки елементи и благородни газове в различни черупки на Земята и го сравнява с метеоритни данни; геомагнетизъм, който се опитва да разкрие механизма и причините за обръщане на магнитното поле на Земята; геодезия, която усъвършенства формата на геоида (и, не по-малко важно, хоризонталните и вертикални движения на земната кора), и някои други клонове на нашето познание за Земята ...

Вече първите резултати от изследванията на сеизмичната томография показват, че съвременната кинематика на литосферните плочи е доста адекватна ... само до дълбочини от 300-400 км, а по-долу картината на движението на мантийната материя става значително различна ...

Въпреки това, теорията за тектониката на литосферните плочи продължава да обяснява задоволително развитието на земната кора на континентите и океаните в течение на понепоследните 3 милиарда години, а сателитните измервания на движението на литосферните плочи потвърдиха наличието на движения за съвременната епоха.

Така в момента се очертава следната картина. В напречното сечение на земното кълбо има три най-активни слоя, всеки с дебелина няколкостотин километра: астеносферата и D"" слоят в основата на мантията. Очевидно те играят водеща роля в глобалната геодинамика, която се превръща в нелинейната геодинамика на Земята като отворена система, т.е. синергични ефекти като ефекта на Бенард могат да възникнат в мантията и течното ядро.

За да се обясни феноменът на вътрешноплощния магматизъм, който е неразбираем в рамките на теорията за тектониката на литосферните плочи, и по-специално образуването на линейни вулканични вериги, при които възрастта на сградите естествено нараства с отдалечаване от съвременните активни вулкани, беше поставено напред през 1963 г. от J. Wilson и обоснована през 1972 г. W. Morgan Хипотезата за възходящите мантийни струи (фиг. 12.1, 12.5), изпъкнали към повърхността в „горещи точки“ (разположението на „горещите точки“ на повърхността се контролира чрез отслабени, пропускливи зони в земната кора и литосферата, класически пример за съвременна „гореща точка“ е около Исландия.). „Тази плюмова тектоника става все по-популярна всяка година.

Става ... почти равностоен партньор на тектониката на плочите (тектониката на литосферните плочи). Доказано е, по-специално, че глобалният мащаб на отнемането на дълбока топлина през „горещите точки“ надвишава отделянето на топлина в зоните на разпространение на средноокеанските хребети... Има сериозни основания да се предполага, че корените на суперплюмовете достигат до самото дъно на мантията... Основният проблем е съотношението на конвекцията, което контролира кинематиката на литосферните плочи, с адвекция (хоризонтално движение), което води до издигане на струи. По принцип те вече не могат да бъдат независими процеси. Но тъй като каналите, през които се издигат мантийните струи, са по-тесни, няма сеизмични томографски признаци за издигането им от долната мантия.

Въпросът за стационарността на струите е много важен. Крайъгълният камък на хипотезата на Уилсън-Морган беше идеята за фиксирана позиция на корените на шлейфа в сублитосферната мантия и че се дължи образуването на вулканични вериги с редовно увеличаване на възрастта на сградите с разстояние от съвременните центрове на изригвания до „мигането“ на литосферните плочи, движещи се над тях от горещи струи на мантията ... Въпреки това, няма толкова много напълно безспорни примери за вулканични вериги от хавайски тип ... Следователно все още има много неяснота в проблема с пера.

Геодинамика

В геодинамиката се разглежда взаимодействието на сложни процеси, протичащи в кората и мантията. Един от вариантите на геодинамиката, който дава по-сложна картина на движението на мантията от описаната по-горе (фиг. 12.2), се разработва от E.V. Артюшков в книгата си "Геодинамика" (М., Наука, 1979 г.). Този пример показва как различни физически и химически моделив реално геодинамично описание.

Според концепцията, представена в тази книга, основният източник на енергия за всички тектонични процеси е процесът на гравитационна диференциация на материята, който се случва в долната мантия. След отделянето на тежкия компонент (желязо и т.н.) от скалата на долната мантия, която се спуска в ядрото, „остава смес от твърди вещества, по-лека от покриващата долна мантия ... Местоположението на слоя светлина материалът под по-тежката субстанция е нестабилен... Следователно светлината, материалът периодично се събира в големи блокове от порядъка на 100 км по размер и изплува в горните слоеве на планетата. Горната мантия се е образувала от този материал по време на живота на Земята.

Долната мантия най-вероятно представлява първичната, все още недиференцирана материя на Земята. По време на еволюцията на планетата ядрото и горната мантия нарастват за сметка на долната мантия.

Най-вероятно е издигането на блокове от лек материал в долната мантия да става по канали (виж фиг. 12.6), в които температурата на веществото е силно повишена и вискозитетът е рязко намален. Повишаването на температурата е свързано с освобождаването на голямо количество потенциална енергия, когато лек материал се издига в гравитационното поле на разстояние от ~2000 km. Преминавайки през такъв канал, лекият материал също се нагрява силно, с ~1000°. Поради това той навлиза в горната мантия аномално загрят и по-лек по отношение на околните области.

Поради намалената плътност лекият материал изплува в горните слоеве на горната мантия до дълбочини от 100–200 km или по-малко. Точката на топене на съставните му вещества рязко спада с намаляване на налягането. Следователно на плитки дълбочини се получава частично топене на лек материал и вторична диференциация в плътността след първична диференциация на границата между ядрото и мантията. По-плътните вещества, отделени при диференциацията, потъват в долните части на горната мантия, докато най-леките изплуват на върха. Съвкупността от движения на материята в мантията, свързани с преразпределението на вещества с различна плътност в нея в резултат на диференциация, може да се нарече химическа конвекция.

Издигането на лек материал през канали в долната мантия се случва периодично на интервали от приблизително 200 Ma. В епохата на неговия възход, за време от няколко десетки милиона години или по-малко, големи маси от силно нагрят лек материал навлизат в горните слоеве на Земята от границата ядро-мантия, съответстващи по обем на слоя на горния мантия с дебелина няколко десетки километра или повече. Въпреки това, включването на лек материал в горната мантия не се случва навсякъде. Каналите в долната мантия са разположени на големи разстояния един от друг, от порядъка на няколко хиляди километра. Те могат също да образуват линейни системи, където каналите са разположени по-близо един до друг, но самите системи също ще бъдат много далеч една от друга. Лекият материал, преминал през каналите в горната мантия, се издига предимно вертикално и запълва областите, разположени над каналите (виж фиг. 12.6), без да се разпространява на големи разстояния в хоризонтална посока. В горните части на мантията наскоро нахлулите големи обеми лек материал образуват силно изразени високотемпературни нехомогенности с повишена електропроводимост, намалени скорости на еластичните вълни и повишеното им затихване. Хоризонтална скала на нееднородностите в напречна посока ~ 1000 км...

В горните слоеве на горната мантия се наблюдава рязко намаляване на вискозитета на нейното вещество. Поради това на дълбочини средно от 100 до 200 km се образува слой с нисък вискозитет - астеносфера. Неговият вискозитет в райони на относително студена мантия е η ~ 10 19 - 10 20 поаза.

Там, където големи маси от лек нагрят материал, които наскоро са се издигнали от границата между ядрото и мантията, са разположени в астеносферата, вискозитетът на този слой пада още повече и дебелината се увеличава. Над астеносферата има много по-вискозен слой - литосфера, което като цяло включва земната кора и горните, най-студените и вискозни слоеве на горната мантия. Дебелината на литосферата в стабилни райони е ~100 km и достига няколкостотин km. Значително увеличение на вискозитета, поне с три порядъка, се наблюдава и в мантията под астеносферата.

Химическата конвекция е свързана с големи премествания на големи маси материя в горната мантия. Въпреки това мантийните потоци сами по себе си не водят до значителни вертикални или хоризонтални измествания на литосферата. Това се дължи на рязкото намаляване на вискозитета в астеносферата, която играе ролята на смазващ слой между литосферата и основната част на мантията, разположена под астеносферата. Поради наличието на астеносфера вискозното взаимодействие на литосферата с потоците в подлежащата мантия, дори при високата им интензивност, се оказва слабо. Следователно тектонските движения на земната кора и литосферата не са пряко свързани с тези течения” [Артюшков, с. 288-291] и механизмите на вертикално и хоризонтално движение на литосферата изискват специално разглеждане.

Вертикални движения на литосферните плочи

В области, където големи маси от силно нагрят лек материал се въвеждат в астеносферата, той частично се топи и диференцира. Най-леките компоненти на лекия материал, освободен по време на диференциацията, изплувайки нагоре, бързо преминават през астеносферата и достигат основата на литосферата, където скоростта на тяхното издигане рязко спада. Това вещество в редица области образува натрупвания на така наречената аномална мантия в горните слоеве на Земята. По състав той приблизително съответства на нормалната мантия под кората в стабилни зони, но се различава с много по-висока температура, до 1300-1500 °, и по-ниски скорости на надлъжни еластични вълни. Поради повишената температура, плътността на аномалната мантия е по-ниска от плътността на нормалната мантия. Навлизането му под литосферата води до изостатично издигане на последната (според закона на Архимед).

Поради високата температура, вискозитетът на аномалната мантия е много нисък. Следователно, когато достигне литосферата, той бързо се разпространява по подметката си, измествайки по-слабо нагрятото и по-плътно вещество на астеносферата, което преди това се е намирало тук. По време на движението си аномалната мантия запълва тези области, където основата на литосферата е повдигната - капани, и обтича дълбоко потопени области на основата на литосферата - антитрапове. В резултат на това кората над траповете изпитва изостатично повдигане, докато над антитраповете в първото приближение остава стабилна.

Охлаждането на кората и горната мантия до дълбочина ~100 km става много бавно и отнема няколкостотин милиона години. Следователно нееднородностите в дебелината на литосферата, дължащи се на хоризонтални температурни промени, имат голяма инерция.

Ако капанът се намира близо до възходящия поток на аномалната мантия от дълбините, тогава той го улавя в големи количества и силно се нагрява. В резултат на това над капана се образува голяма планинска структура... Според тази схема високи издигания възникват в областта на епиплатформената орогенеза (планинска сграда) в сгънати пояси на мястото на бивши ниски планински структури, както и както на островните дъги.

Слоят от аномална мантия, уловен под бившия щит, се свива с 1-2 km по време на охлаждането. В същото време кората, разположена над нея, изпитва слягане и седиментите се натрупват в полученото корито. Под тежестта им литосферата се потапя допълнително. Крайната дълбочина на образувания по този начин седиментен басейн може да достигне 5-8 km.

Едновременно с уплътняването на мантията в капана в долната част на базалтовия слой на кората може да настъпи фазовата трансформация на базалта в по-плътен гранатов гранулит и еклогит. Освен това е в състояние да осигури компресия на литосферата до 1–2 km и потъване до 5–8 km, когато коритото е запълнено със седименти.

Описаните процеси на компресия в литосферата се развиват бавно, за период от ³ 10 2 милиона години. Те водят до образуването на седиментни басейни върху платформите. Тяхната дълбочина се определя от интензивността на уплътняване на мантията в трапа и коровото вещество в базалтовия слой и може да достигне 15–16 km.

Топлинният поток от аномалната мантия затопля покриващата мантия в литосферата и намалява нейния вискозитет. Следователно аномалната мантия постепенно измества по-плътната нормална мантия, разположена в литосферата, и навлиза на нейно място в кората, след като е охладена значително. При контакт на аномалната мантия, която има температура Τ~800-900°C, с базалтовия слой на кората, в този слой се развива фазов преход към еклогит за време от ~1-10 милиона години. Плътността на еклогита е по-висока от тази на мантията. Следователно, той се откъсва от кората и се потапя в астеносферата, разположена отдолу. Силно изтънената кора се сляга изостатично (виж фиг. 12.6), като в този случай се появява дълбока депресия, първо запълнена с вода, а впоследствие с дебел слой от седименти. Съгласно описаната схема депресиите на вътрешните морета се образуват с консолидирана кора със силно намалена дебелина. Примери за това са Черноморският басейн и дълбоководните басейни на западното Средиземноморие.

Над областите на издигане на материал от мантията обикновено се развиват както възходящи, така и низходящи движения. Високопланинските структури се образуват, когато високотемпературна аномална мантия (T³1000°C) запълни капани под щитове и ниски планини. Вътрешните морета възникват на мястото на съседни седиментни басейни, когато охладена аномална мантия с Τ~800-900°C прониква в кората. Комбинацията от високи планини, образувана на най-късния етап и дълбоки депресиипонастоящем характерни за алпийския геосинклинален пояс на Евразия.

Издигането на аномалната мантия от дълбочината се случва в различни региони на Земята. Ако капаните са близо до такива зони, те отново улавят аномалната мантия и територията, разположена над тях, отново изпитва издигания. Анти-капаните в повечето случаи се обливат от аномална мантия и кората под тях продължава да потъва.

Хоризонтални движения на литосферните плочи

Образуването на повдигания, когато аномалната мантия навлиза в кората на океаните и континентите, увеличава потенциалната енергия, съхранявана в горните слоеве на Земята. Кората и аномалната мантия са склонни да се раздалечават, за да освободят тази излишна енергия. В резултат на това в литосферата възникват големи допълнителни напрежения, от няколкостотин бара до няколко килобара. С тези напрежения са свързани различни видове тектонични движения на земната кора.

Разширяването на океанското дъно и дрейфа на континентите възникват в резултат на едновременното разширяване на средноокеанските хребети и потъването на океанските литосферни плочи в мантията. Големи маси от силно нагрята аномална мантия са разположени под средните хребети (виж фиг. 12.6). В аксиалната част на хребетите те са разположени непосредствено под земната кора с дебелина не повече от 5-7 km. Дебелината на литосферата тук е рязко намалена и не надвишава дебелината на кората. Аномалната мантия се разпространява от зоната на високо налягане - от под гребена на билото до страните. В същото време той лесно разрушава тънката океанска кора, след което в литосферата в океанските области около хребета се появява сила на натиск Σ XP ~ 10 9 bar·cm. Под въздействието на тази сила плочите на океанската литосфера могат да се отдалечат от оста на билото. Празнината, образувана в кората по оста на билото, е запълнена с базалтова магма, разтопена от аномалната мантия. Замръзвайки, той образува нова океанска кора. Ето как океанското дъно се разширява.

Вискозитетът на аномалната мантия под средните хребети е значително намален поради високата й температура. Може да се разпространи доста бързо и следователно растежът на океанското дъно става с висока скорост, средно от няколко сантиметра до десет сантиметра годишно. Океанската астеносфера също има относително нисък вискозитет. При скорост на движение на литосферните плочи от ~10 cm/година, вискозното триене между литосферата и астеносферата под океаните практически не предотвратява растежа на океанското дъно и има малък ефект върху напреженията в литосферния слой...

Литосферните плочи се движат в посока от хребетите към зоните на потъване. Ако тези области са разположени в един и същи океан, тогава движението на литосферата през астеносферата, която има нисък вискозитет, се извършва с висока скорост. В момента това е случаят за Тихи океан.

Когато растежът на дъното се извършва в един океан и потъването, което го компенсира, в друг, тогава континентът, разположен между тях, се движи към зоната на потъване. Вискозитетът на астеносферата под континентите е много по-висок, отколкото под океаните. Следователно вискозното триене между литосферата и континенталната астеносфера оказва забележимо съпротивление на движението, намалявайки скоростта на разширяване на дъното, ако не се компенсира от потъването на литосферата в мантията в същия океан. В резултат на това, например, растежът на дъното в Атлантическия океан е няколко пъти по-бавен, отколкото в Тихия.

На границата между континенталната и океанската плоча, в областта, където последната се потапя в мантията, действа сила на натиск от ~ 10 9 bar·cm. Бързото относително движение на плочите по тази граница при напрежение на натиск води до често повтарящи се силни земетресения.В този случай „общата причина за движението на кората и мантията е желанието на Земята да достигне състояние с минимална потенциална енергия .”

10 декември 2015 г

Може да се кликне

Според съвременните теории за литосферните плочицялата литосфера е разделена на тесни и активни зони - дълбоки разломи отделни блоковедвижещи се в пластичния слой на горната мантия една спрямо друга със скорост 2-3 cm годишно. Тези блокове се наричат литосферни плочи.

Алфред Вегенер за първи път предложи хоризонтално движение на блокове от земната кора през 20-те години на миналия век като част от хипотезата за „континенталния дрейф“, но тази хипотеза не получи подкрепа по това време.

Едва през 60-те години на миналия век изследванията на океанското дъно предоставят неоспорими доказателства за хоризонталното движение на плочите и процесите на разширяване на океаните поради образуването (разпространението) на океанската кора. Възраждането на идеите за преобладаващата роля на хоризонталните движения се случи в рамките на "мобилистичното" направление, чието развитие доведе до развитието на съвременната теория за тектониката на плочите. Основните положения на тектониката на плочите са формулирани през 1967-68 г. от група американски геофизици - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes в развитието на по-ранни (1961-62) идеи за Американски учени Г. Хес и Р. Дигтс за разширяването (разпръскването) на океанското дъно.

Твърди се, че учените не са напълно сигурни какво причинява тези промени и как са определени границите на тектоничните плочи. Има безброй различни теории, но нито една от тях не обяснява напълно всички аспекти на тектоничната активност.

Да разберем поне как си го представят сега.

Вегенер пише: „През 1910 г. за първи път ми хрумна идеята за преместване на континентите ... когато бях поразен от сходството на очертанията на бреговете от двете страни на Атлантическия океан.“ Той предположи, че в ранния палеозой на Земята е имало два големи континента - Лавразия и Гондвана.

Лавразия беше северният континент, който включваше териториите на съвременна Европа, Азия без Индия и Северна Америка. Южният континент - Гондвана обединява съвременните територии на Южна Америка, Африка, Антарктика, Австралия и Хиндустан.

Между Гондвана и Лавразия беше първото море - Тетис, подобно на огромен залив. Останалото пространство на Земята беше заето от океана Панталаса.

Преди около 200 милиона години Гондвана и Лавразия са обединени в един континент - Пангея (Пан - универсален, Ге - земя)

Преди около 180 милиона години континенталната част на Пангея отново започва да се разделя на съставни части, които се смесват на повърхността на нашата планета. Разделението стана по следния начин: първо се появиха Лавразия и Гондвана, след това Лавразия се раздели, а след това и Гондвана. Поради разделянето и разминаването на части от Пангея се образуват океани. Младите океани могат да се считат за Атлантически и Индийски; стар - Тихо. Северният ледовит океан се изолира с увеличаването на земната маса в Северното полукълбо.

А. Вегенер намери много доказателства за съществуването на един единствен континент на Земята. Съществуването в Африка и Южна Америка на останките от древни животни - листозаври му се струваше особено убедително. Това бяха влечуги, подобни на малки хипопотами, които живееха само в сладководни резервоари. Това означава, че не са могли да преплуват огромни разстояния в солена морска вода. Той откри подобни доказателства в растителния свят.

Интерес към хипотезата за движението на континентите през 30-те години на ХХ век. леко намалява, но през 60-те години отново се възражда, когато в резултат на проучвания на релефа и геологията на океанското дъно са получени данни, показващи процесите на разширяване (разпространяване) на океанската кора и „гмуркането“ на някои части от кората под други (субдукция).

Структурата на континенталния рифт

Горната каменна част на планетата е разделена на две черупки, които се различават значително по реологични свойства: твърда и крехка литосфера и подлежаща пластична и подвижна астеносфера.
Основата на литосферата е изотерма, приблизително равна на 1300°C, което съответства на температурата на топене (солидус) на мантийния материал при литостатично налягане, съществуващо на дълбочини от няколко стотици километра. Скалите, лежащи в Земята над тази изотерма, са доста студени и се държат като твърд материал, докато подлежащите скали със същия състав са доста нагрети и се деформират относително лесно.

Литосферата е разделена на плочи, постоянно движещи се по повърхността на пластичната астеносфера. Литосферата е разделена на 8 големи плочи, десетки средни плочи и много малки. Между големите и средните плочи има пояси, съставени от мозайка от малки корови плочи.

Границите на плочите са области на сеизмична, тектонска и магматична активност; вътрешните области на плочите са слабо сеизмични и се характеризират със слаба проява на ендогенни процеси.
Повече от 90% от повърхността на Земята попада върху 8 големи литосферни плочи:

Някои литосферни плочи са съставени изключително от океанска кора (например Тихоокеанската плоча), други включват фрагменти както от океанска, така и от континентална кора.

Диаграма на образуване на разрив

Има три вида относителни движения на плочата: дивергенция (дивергенция), конвергенция (конвергенция) и срязващи движения.

Различните граници са граници, по които плочите се раздалечават. Геодинамичната обстановка, при която протича процесът на хоризонтално разтягане на земната кора, придружен от появата на разширени линейно удължени пукнатини или котловини с форма на дерета, се нарича рифтинг. Тези граници са ограничени до континентални разриви и средноокеански хребети в океански басейни. Терминът "рифт" (от англ. rift - празнина, пукнатина, празнина) се прилага за големи линейни структури с дълбок произход, образувани при разтягане на земната кора. По структура те са грабеновидни структури. Рифтовете могат да бъдат положени както върху континенталната, така и върху океанската кора, образувайки единна глобална система, ориентирана спрямо оста на геоида. В този случай еволюцията на континенталните разриви може да доведе до прекъсване на непрекъснатостта на континенталната кора и превръщането на този разрив в океански разрив (ако разширяването на разрива спре преди етапа на разкъсване на континенталната кора, то е изпълнен със седименти, превръщайки се в авлакоген).

Процесът на разширяване на плочите в зоните на океанските разриви (средноокеански хребети) е придружен от образуването на нова океанска кора поради магматични базалтови стопилки, идващи от астеносферата. Такъв процес на образуване на нова океанска кора, дължаща се на притока на мантийно вещество, се нарича спрединг (от англ. spread – разпространявам, разгъвам).

Структурата на средноокеанския хребет. 1 - астеносфера, 2 - ултраосновни скали, 3 - основни скали (габроиди), 4 - комплекс от паралелни диги, 5 - базалти на океанското дъно, 6 - сегменти от океанската кора, образувана през различно време(I-V с остаряването), 7 - близка до повърхността магмена камера (с ултраосновна магма в долната част и основна в горната част), 8 - седименти на океанското дъно (1-3, докато се натрупват)

В хода на разпространението всеки импулс на разтягане се придружава от приток на нова порция мантийни стопилки, които при втвърдяване изграждат ръбовете на плочите, отклоняващи се от оста на MOR. Именно в тези зони се образува млада океанска кора.

Сблъсък на континентални и океански литосферни плочи

Субдукцията е процес на потъване на океанска плоча под континентална или друга океанска. Зоните на субдукция са ограничени до аксиалните части на дълбоководни ровове, свързани с островни дъги (които са елементи на активни граници). Границите на субдукция представляват около 80% от дължината на всички конвергентни граници.

При сблъсъка на континентална и океанска плоча естествено явление е потъването на океанската (по-тежка) плоча под ръба на континенталната; когато два океански се сблъскат, по-старият (т.е. по-хладният и по-плътен) от тях потъва.

Зоните на субдукция имат характерен строеж: характерните им елементи са дълбоководна корита - вулканична островна дъга - заден дъгов басейн. В зоната на огъване и навлизане на потъващата плоча се образува дълбоководен изкоп. Тъй като тази плоча потъва, тя започва да губи вода (която се намира в изобилие в седименти и минерали), последната, както е известно, значително намалява температурата на топене на скалите, което води до образуването на центрове на топене, които захранват вулканите на островната дъга . В задната част на вулканичната дъга обикновено се получава известно разширение, което обуславя образуването на басейн на задната дъга. В зоната на басейна на задната дъга разширението може да бъде толкова значително, че да доведе до разкъсване на кората на плочата и отваряне на басейна с океанска кора (т.нар. процес на разпространение на задната дъга).

Обемът на океанската кора, абсорбирана в зоните на субдукция, е равен на обема на кората, образувана в зоните на разпространение. Тази разпоредба подчертава мнението за постоянството на обема на Земята. Но подобно мнение не е единственото и категорично доказано. Възможно е обемът на плановете да се променя пулсиращо или да има намаляване на намаляването му поради охлаждане.

Потъването на субдуциращата плоча в мантията се проследява от огнища на земетресение, които възникват при контакта на плочите и вътре в субдуциращата плоча (която е по-студена и следователно по-крехка от околните скали на мантията). Тази сеизмична фокусна зона се нарича зона Benioff-Zavaritsky. В зоните на субдукция започва процесът на образуване на нова континентална кора. Много по-рядко срещан процес на взаимодействие между континенталната и океанската плоча е процесът на обдукция - изтласкване на част от океанската литосфера върху ръба на континенталната плоча. Трябва да се подчертае, че в хода на този процес океанската плоча се разслоява, като напредва само горната й част - кората и няколко километра от горната мантия.

Сблъсък на континентални литосферни плочи

Когато се сблъскат континентални плочи, чиято кора е по-лека от веществото на мантията и в резултат на това не може да потъне в нея, възниква процес на сблъсък. В хода на сблъсък краищата на сблъскващи се континентални плочи се смачкват, смачкват и се образуват системи от големи тласъци, което води до растеж на планински структури със сложна структура на гънки. Класически пример за такъв процес е сблъсъкът на Индустанската плоча с Евразийската, придружен от израстването на грандиозните планински системи на Хималаите и Тибет. Процесът на сблъсък заменя процеса на субдукция, завършвайки затварянето на океанския басейн. В същото време, в началото на процеса на сблъсък, когато краищата на континентите вече са се приближили, сблъсъкът се комбинира с процеса на субдукция (останките от океанската кора продължават да потъват под ръба на континента). Колизионните процеси се характеризират с мащабен регионален метаморфизъм и интрузивен гранитоиден магматизъм. Тези процеси водят до създаването на нова континентална кора (с типичния за нея слой гранит-гнайс).

Основната причина за движението на плочите е мантийната конвекция, причинена от топлината на мантията и гравитационните течения.

Източникът на енергия за тези потоци е температурната разлика централни райониЗемята и температурата на нейните приземни части. В същото време основната част от ендогенната топлина се отделя на границата на ядрото и мантията по време на процеса на дълбока диференциация, което определя разпадането на първичното хондритно вещество, по време на което метална частсе втурва към центъра, изграждайки ядрото на планетата, а силикатната част се концентрира в мантията, където допълнително претърпява диференциация.

Скалите, нагрети в централните зони на Земята, се разширяват, плътността им намалява и те изплуват, отстъпвайки място на спускащи се по-студени и следователно по-тежки маси, които вече са предали част от топлината в близките до повърхността зони. Този процес на пренос на топлина протича непрекъснато, което води до образуването на подредени затворени конвективни клетки. В същото време в горната част на клетката потокът на материята протича в почти хоризонтална равнина и именно тази част от потока определя хоризонталното движение на материята на астеносферата и плочите, разположени върху нея. Като цяло, възходящите клонове на конвективните клетки са разположени под зоните на дивергентни граници (MOR и континентални разриви), докато низходящите клонове са разположени под зоните на конвергентни граници. По този начин основната причина за движението на литосферните плочи е "влаченето" от конвективни течения. Освен това върху плочите действат редица други фактори. По-специално, повърхността на астеносферата се оказва малко повдигната над зоните на възходящи клони и по-ниска в зоните на потъване, което определя гравитационното "приплъзване" на литосферната плоча, разположена върху наклонена пластична повърхност. Освен това има процеси на издърпване на тежката студена океанска литосфера в зоните на субдукция в горещата и в резултат на това по-малко плътна астеносфера, както и хидравлично вклиняване от базалти в зоните на MOR.

Основните движещи сили на тектониката на плочите се прилагат към дъното на вътрешноплощните части на литосферата: сили на съпротивление на мантията FDO под океаните и FDC под континентите, чиято величина зависи главно от скоростта на астеносферното течение и последното се определя от вискозитета и дебелината на астеносферния слой. Тъй като дебелината на астеносферата под континентите е много по-малка и вискозитетът е много по-висок, отколкото под океаните, величината на FDC силата е почти с порядък по-малка от тази на FDO. Под континентите, особено техните древни части (континентални щитове), астеносферата почти се вклинява, така че континентите изглеждат „седнали на земята“. Тъй като повечето от литосферните плочи съвременна земявключва както океанска, така и континентална част, трябва да се очаква, че наличието на континент в състава на плочата в общия случай трябва да „забави“ движението на цялата плоча. Така всъщност става (най-бързо се движат почти чисто океанските плочи Тихоокеанската, Кокосовата и Наската; най-бавно са Евразийската, Северноамериканската, Южноамериканската, Антарктическата и Африканската, значителна част от чиято площ е заета от континенти). И накрая, при конвергентните граници на плочите, където тежките и студени ръбове на литосферните плочи (плочи) потъват в мантията, тяхната отрицателна плаваемост създава FNB сила (отрицателна плаваемост). Действието на последното води до факта, че субдуктиращата част на плочата потъва в астеносферата и дърпа цялата плоча заедно с нея, като по този начин увеличава скоростта на нейното движение. Очевидно силата на FNB действа епизодично и само в определени геодинамични условия, например в случаите на срутване на плочи през описания по-горе участък от 670 km.

По този начин механизмите, които привеждат литосферните плочи в движение, могат условно да бъдат причислени към следните две групи: 1) свързани със силите на мантийното „влачене“ (мантийен плъзгащ механизъм), приложени към всяка точка от дъното на плочите, в фигурата - силите на FDO и FDC; 2), свързани със силите, приложени към ръбовете на плочите (механизъм на ръба), на фигурата - силите FRP и FNB. Ролята на този или онзи задвижващ механизъм, както и тези или онези сили, се оценяват индивидуално за всяка литосферна плоча.

Съвкупността от тези процеси отразява общия геодинамичен процес, обхващащ области от повърхността до дълбоките зони на Земята. Понастоящем се развива двуклетъчна затвореноклетъчна мантийна конвекция в мантията на Земята (според модела на конвекция през мантията) или отделна конвекция в горната и долната мантия с натрупване на плочи под зоните на субдукция (според двустранната мантия). модел на ниво). Вероятните полюси на издигането на мантийната материя се намират в североизточна Африка (приблизително под зоната на свързване на Африканската, Сомалийската и Арабската плочи) и в района на Великденския остров (под средния хребет на Тихия океан - източнотихоокеанско издигане). Екваторът на потъването на мантията минава по продължение на приблизително непрекъсната верига от сближаващи се граници на плочите по периферията на Тихия океан и източната част на Индийския океан.Сегашният режим на конвекция в мантията, започнал преди около 200 милиона години съвременните океани, в бъдеще ще премине към едноклетъчен режим (според модела на презмантийната конвекция) или (според алтернативен модел) конвекцията ще стане презмантийна поради срутването на плочи през участъка от 670 km. Това може да доведе до сблъсък на континентите и образуването на нов суперконтинент, петият в историята на Земята.

Движенията на плочите се подчиняват на законите на сферичната геометрия и могат да бъдат описани въз основа на теоремата на Ойлер. Теоремата за въртене на Ойлер гласи, че всяко въртене на триизмерното пространство има ос. Така въртенето може да се опише с три параметъра: координатите на оста на въртене (например нейната ширина и дължина) и ъгъла на въртене. Въз основа на това положение може да се реконструира положението на континентите в минали геоложки епохи. Анализът на движенията на континентите доведе до извода, че на всеки 400-600 милиона години те се обединяват в единен суперконтинент, който се разпада допълнително. В резултат на разделянето на такъв суперконтинент Пангея, което се случи преди 200-150 милиона години, се образуваха съвременни континенти.

Тектониката на плочите е първата обща геоложка концепция, която може да бъде тествана. Такава проверка е направена. През 70-те години. беше организирана програма за дълбоководни сондажи. Като част от тази програма няколкостотин кладенци бяха пробити от сондажния кораб Glomar Challenger, който показа добро съответствие на възрастта, оценена от магнитни аномалии, с възрастта, определена от базалти или от седиментни хоризонти. Схемата на разпределение на разновъзрастните участъци на океанската кора е показана на фиг.:

Възрастта на океанската кора според магнитните аномалии (Kenneth, 1987): 1 - области с липса на данни и суха земя; 2–8 - възраст: 2 - Холоцен, Плейстоцен, Плиоцен (0–5 Ma); 3 - Миоцен (5–23 Ma); 4 - Олигоцен (23–38 Ma); 5 - Еоцен (38–53 Ma); 6 - Палеоцен (53–65 Ma) 7 - Креда (65–135 Ma) 8 - Юра (135–190 Ma)

В края на 80-те години. завърши друг експеримент за тестване на движението на литосферните плочи. Тя се основава на базови измервания спрямо далечни квазари. Бяха избрани точки на две плочи, в които с помощта на съвременни радиотелескопи бяха определени разстоянието до квазарите и ъгълът им на деклинация и съответно бяха изчислени разстоянията между точките на две плочи, т.е. беше определена базовата линия. Точността на определянето беше няколко сантиметра. Няколко години по-късно измерванията бяха повторени. Беше получено много добро сближаване на резултатите, изчислени от магнитни аномалии, с данни, определени от базовите линии.

Схема, илюстрираща резултатите от измерванията на взаимното изместване на литосферните плочи, получени по метода на интерферометрията с изключително дълга базова линия - ISDB (Carter, Robertson, 1987). Движението на плочите променя дължината на основната линия между радиотелескопите, разположени на различни плочи. Картата на Северното полукълбо показва базовите линии, от които ISDB измерва достатъчно данни, за да направи надеждна оценка на скоростта на промяна на тяхната дължина (в сантиметри на година). Цифрите в скоби показват преместването на плочите, изчислено от теоретичен модел. В почти всички случаи изчислените и измерените стойности са много близки.

По този начин тектониката на литосферните плочи е тествана през годините чрез редица независими методи. Тя е призната в цял свят научна общносткато парадигма на геологията днес.

Познавайки положението на полюсите и скоростта на текущото движение на литосферните плочи, скоростта на разширяване и поглъщане на дъното на океана, е възможно да се очертае пътя на движение на континентите в бъдеще и да си представите тяхното положение за определено време период от време.

Такава прогноза направиха американските геолози Р. Диц и Дж. Холдън. След 50 милиона години, според техните предположения, Атлантическият и Индийския океан ще се разширят за сметка на Тихия, Африка ще се измести на север и поради това Средиземно море постепенно ще бъде ликвидирано. Гибралтарския проливще изчезне, а „преобърнатата“ Испания ще затвори Бискайския залив. Африка ще бъде разцепена от големите африкански разломи и източната й част ще се измести на североизток. Червено море ще се разшири толкова много, че ще отдели Синайския полуостров от Африка, Арабия ще се премести на североизток и ще затвори Персийския залив. Индия все повече ще се придвижва към Азия, което означава, че Хималайските планини ще растат. Калифорния ще се отдели от Северна Америка по разлома Сан Андреас и на това място ще започне да се образува нов океански басейн. Значителни промени ще настъпят в южното полукълбо. Австралия ще пресече екватора и ще влезе в контакт с Евразия. Тази прогноза изисква значително уточняване. Много неща тук все още са спорни и неясни.