Според научни изследвания учените успяха да установят, че литосферата се състои от. Тектонични плочи и тяхното движение

Разминаване

Че Пангея$135 милиона преди години се разпада на Лавразия и Гондвана, също твърди А. Вегенер. Хипотезата му се наричаше мобилизъм. Хипотезастана теорияпрез втората половина на миналия век. Движението на плочите на литосферата е записано от космоса.

Земната кора се формира от $15$ литосферни плочи, от които $6$ плочите са най-големите.

Те включват:

• Евразийска плоча;
• Северноамериканска плоча;
• южноамериканска чиния;
• австралийска чиния;
• Антарктическа плоча;
• Тихоокеанска плоча.

Според различни оценки скоростта на движение на плочата варира от $1$ mm-1$8$ cm годишно.

Относителните премествания на плочите могат да бъдат три вида:

• Дивергенция;
• Конвергенция;
• Срязващи движения.

Разминаванеили несъответствието е изразено разцепване и разпространение.

Разделянето на плочите става по различни граници. Представени са тези граници в релефа на планетата пукнатиникъдето преобладават деформациите на опън. Кората е с намалена дебелина, а топлинният поток е максимален, което води до интензивна вулканична дейност. В зависимост от това къде се намира дивергентната граница, зависи по-нататъчно развитие- ако границата на континента, тогава континентален разрив. В бъдеще той може да се превърне в океански басейн. Разломите на океанската кора са ограничени до централните части на средноокеанските хребети, където нова океанска кора. Образуването му се дължи на факта, че магматичната базалтова стопилка идва от астеносферата.

Определение 1

Образуването на нова океанска кора поради притока на мантийно вещество се нарича разпространяване

Средноокеанските хребети се делят на бързоразпръскващи се - скоростта на разпространение на плочите е $8$-$16$ см годишно и бавноразпръскващи се. Последните имат изразена централна депресия. то разрив$4$-$5$ хиляди метра дълбочина. Полученият разрив става началото на разделянето на континента. Постепенно се образува линейна депресия, която има дълбочина стотици метри и е ограничена от поредица от нормални разломи.

По-нататъшното развитие на събитията може да върви според два варианта.:

• Прекратяване на разширяването на рифта, запълването му със седиментни скали и превръщането му в авлакоген;
• Продължава разделянето на континентите и започва образуването на океанската кора.

Определение 2

Aulacogenе линейна подвижна зона вътре в платформата

Конвергенция

Определение 3

Конвергенцияе сближаването на плочите, което се изразява субдукция и сблъсък.

Има няколко варианта за взаимодействие на плочите, когато се сблъскат:

• Сблъсък на две океански плочи;
• Сблъсък на океанска плоча с континентална;
• Сблъсък на две континентални плочи.

Забележка 1

Характерът на сблъсъка на плочите може да бъде различен, в зависимост от това са възможни различни процеси. Процес субдукциявъзниква, когато по-тежка океанска плоча се избута под континентална плоча или друга океанска плоча. Ако две океански плочи се сблъскат, тогава повече древензащото вече е студено и плътно. Субдукциясвързани с образуването нова континентална кора.

Понякога, когато континенталната и океанската плочи си взаимодействат, възниква процес запушване, но е много по-рядък и днес не се инсталира никъде. Но въпреки това сюжети с епизоди запушванеизвестни и те са възникнали в близкото геоложко време. В процеса на запушване част от океанската литосфера се изтласква към ръба на континенталната плоча. Кората на континенталните плочи е по-лека от веществото на мантията, следователно, когато се сблъскат, тя не може да потъне в нея, което води до процеса сблъсъци. По време на този процес краищата на континенталните плочи рушат се и се рушат. В резултат на това се образуват големи напори и нарастването на планински структури. Например, когато плочите на Индустан и Евразия се сблъскаха, планинските системи се разраснаха Хималаите и Тибети океана Тетисв резултат на това беше затворен– сблъсъкът завършва затварянето на океанския басейн. Съвременните конвергентни граници имат обща дължина около $57 $ хиляди км. От тях 45 $ хиляди км са субдукция, а останалите принадлежат на границите на сблъсък.

Срязващи движения по трансформни разломи

Успоредното движение на плочите и различната им скорост води до преобразувайте грешки, които представляват срязващи смущения. Те са много редки на континентите и широко разпространени в океаните. В океана тези разломи са насочени перпендикулярно на средноокеанските хребети и ги разделят на сегменти. В такива райони земетресенията и изграждането на планини са почти постоянни. Около разлома се образуват навлаци, гънки, грабени. На континентите такива граници на спускане са доста редки и доста активен пример за такава граница е разломът Сан Андреас. Той разделя Тихоокеанската плоча от Северноамериканската плоча. Сан Андреаспростира се на $800$ мили и е един от най-много сеизмично активенрегиони на планетата. Изместването на плочите тук една спрямо друга се случва с $0,6$ cm на година, а земетресенията, които се случват веднъж на $22$ година, имат магнитуд над $6$ единици. Градът е във високорискова зона Сан Францискои по-голямата част от едноименния залив, защото са в непосредствена близост до разлома. Движението на плочите се обяснява с мантийната конвекция, която е основната им причина. Конвекцията се образува поради топлинни гравитационни течения в мантията, а източникът на енергия за тях е температурната разлика между централните райони на Земята и части близо до повърхността. Нагретите в централните зони скали започват да се разширяват, плътността им намалява и, отстъпвайки място на по-студените, те излизат. В резултат на непрекъснатостта на този процес възникват затворени подредени конвективни клетки. В горната си част потокът на материята е почти хоризонтален, което определя движението на плочите.

Забележка 2

Най-общо казано, възходящите клонове на конвективните клетки са разположени под зоните на дивергентни граници, а низходящите клонове са разположени под зоните на конвергентни граници и основната причина за движението на литосферните плочи е " рисунка» конвективни течения.

Можете да посочите редица други фактори, действащи върху плочите:

• Гравитационно "приплъзване" на литосферната плоча;
• Влачене в зоните на субдукция на студена океанска плоча в гореща;
• Хидравлично вклиняване от базалти в зоните на средноокеанските хребети.

Литосферните плочи се състоят от океанска и континентална част. Учените смятат, че присъствието на континента в състава на плочата трябва да " да спирам» движение на цялата плоча. Така е, чисто океанските плочи се движат по-бързо - Наска, Тихия океан. По-бавно движещи се плочи, в които голяма площ е заета от континенти - Евразия, Северна Америка, Южна Америка, Антарктика, Африка.

Условно има две групи механизми, които привеждат плочите в движение:

• Сили на "влачене" на мантията;
• Сили, приложени към краищата на плочите.

Въпреки че за всяка плоча задвижващите механизми се оценяват индивидуално. Движенията на литосферните плочи могат да бъдат описани въз основа на теоремата Ойлер. Неговата теорема гласи, че всяко въртене на триизмерното пространство има оси въртенето може да се опише с такива параметри като координати на оста на въртене и ъгъл на въртене. С помощта на теоремата може да се реконструира положението на континентите в минали геоложки епохи. Учените са стигнали до извода, анализирайки данните за движението на континентите, че на всеки $400$-$600$ милиона години те отново се обединяват в един суперконтинент, който впоследствие претърпява разпадане.

Какво знаем за литосферата?

Тектонските плочи са големи стабилни зони от земната кора, които са съставни частилитосфера. 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 се дели на определен бройчасти, 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 Източното тихоокеанско издигане, а на изток границата му може да се определи с условна линия по крайбрежието. Северна Америкаот 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. На местата на разломите на плочите са се образували планини, изследван е химическият състав на тези плочи и са създадени 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 разгледа схемата Западен брягАфрика и Източен бряг Южна 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 научен 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.

Повърхностната обвивка на Земята се състои от части - литосферни или тектонични плочи. Те са интегрални големи блокове, които са в непрекъснато движение. Това води до появата на различни явления на повърхността на земното кълбо, в резултат на което релефът неизбежно се променя.

Тектоника на плочите

Тектонските плочи са съставните части на литосферата, отговорни за геоложката активност на нашата планета. Преди милиони години те са били едно цяло, съставляващо най-големия суперконтинент, наречен Пангея. Въпреки това, в резултат на висока активност в недрата на Земята, този континент се раздели на континенти, които се отдалечиха един от друг на максимално разстояние.

Според учените след няколкостотин години този процес ще се развие в обратната посока и тектоничните плочи отново ще започнат да се комбинират една с друга.

Ориз. 1. Тектонични плочи на Земята.

Земята е единствената планета в слънчева система, чиято повърхностна обвивка е натрошена на отделни части. Дебелината на тектониката достига няколко десетки километра.

Според тектониката, наука, която изучава литосферните плочи, огромни площи от земната кора са заобиколени от всички страни от зони на повишена активност. На кръстовищата на съседни плочи и възникват природен феномен, които най-често предизвикват мащабни катастрофални последици: вулканични изригвания, силни земетресения.

Движение на тектоничните плочи на Земята

Основната причина, поради която цялата литосфера на земното кълбо е в непрекъснато движение, е термичната конвекция. В централната част на планетата царят критично високи температури. При нагряване горните слоеве на материята в недрата на Земята се издигат, докато горните слоеве, вече охладени, потъват към центъра. Непрекъснатият кръговрат на материята привежда в движение части от земната кора.

ТОП 1 статиякоито четат заедно с това

Скоростта на движение на литосферните плочи е приблизително 2-2,5 cm годишно. Тъй като тяхното движение се извършва на повърхността на планетата, в земната кора на границата на тяхното взаимодействие възникват силни деформации. По правило това води до образуването на планински вериги и разломи. Например на територията на Русия по този начин са се образували планинските системи на Кавказ, Урал, Алтай и др.

Ориз. 2. Голям Кавказ.

Има няколко вида движение на литосферните плочи:

• разнопосочни - две платформи се разминават, образувайки подводна планинска верига или дупка в земята.
• Конвергентен - две плочи се приближават една към друга, като по-тънката потъва под по-масивната. В същото време се формират планински вериги.
• плъзгане - две плочи се движат в противоположни посоки.

Африка буквално се разделя на две части. Записани са големи пукнатини в земята, простиращи се в голяма част от Кения. Според учените след около 10 милиона години африканският континент като цяло ще престане да съществува.

Литосферните плочи на Земята са огромни блокове. Основата им се формира от силно нагънати гранитни метаморфозирани магмени скали. Имената на литосферните плочи ще бъдат дадени в статията по-долу. Отгоре те са покрити с три-четири километрово "покритие". Образува се от седиментни скали. Платформата има релеф, състоящ се от отделни планински вериги и обширни равнини. След това ще бъде разгледана теорията за движението на литосферните плочи.

Появата на хипотезата

Теорията за движението на литосферните плочи се появява в началото на ХХ век. Впоследствие тя е била предопределена да играе важна роля в изследването на планетата. Ученият Тейлър, а след него и Вегенер, излагат хипотезата, че с течение на времето има дрейф на литосферните плочи в хоризонтална посока. През 30-те години на 20-ти век обаче се наложи друго мнение. Според него движението на литосферните плочи се е извършвало вертикално. Това явление се основава на процеса на диференциация на материята на мантията на планетата. Стана известен като фиксизъм. Това име се дължи на факта, че е признато постоянно фиксираното положение на участъци от кората спрямо мантията. Но през 1960 г., след откриването на глобална система от средноокеански хребети, които опасват цялата планета и излизат на сушата в някои райони, имаше връщане към хипотезата от началото на 20-ти век. Теорията обаче има нова форма. Блоковата тектоника се превърна във водеща хипотеза в науките, изучаващи структурата на планетата.

Основни положения

Установено е, че има големи литосферни плочи. Броят им е ограничен. Има и по-малки литосферни плочи на Земята. Границите между тях се прокарват според концентрацията в огнища на земетресения.

Имената на литосферните плочи съответстват на разположените над тях континентални и океански региони. Има само седем блока с огромна площ. Най-големите литосферни плочи са Южна и Северна Америка, Евро-Азиатска, Африканска, Антарктическа, Тихоокеанска и Индо-Австралийска.

Блоковете, плаващи в астеносферата, се характеризират със здравина и твърдост. Горните области са основните литосферни плочи. В съответствие със първоначални изгледиСмятало се е, че континентите си проправят път през океанското дъно. В същото време движението на литосферните плочи се извършва под въздействието на невидима сила. В резултат на изследването беше разкрито, че блоковете се носят пасивно над материала на мантията. Струва си да се отбележи, че първоначално посоката им е вертикална. Материалът на мантията се издига под гребена на билото. След това има разпространение и в двете посоки. Съответно има разминаване на литосферните плочи. Този модел представя дъното на океана като гигант, който излиза на повърхността в рифтовите зони на средноокеанските хребети. След това се скрива в дълбоководни окопи.

Разминаването на литосферните плочи провокира разширяването на океанските легла. Въпреки това обемът на планетата остава постоянен. Факт е, че раждането на нова кора се компенсира от нейното поглъщане в зоните на субдукция (подвластни) в дълбоководните ровове.

Защо литосферните плочи се движат?

Причината е топлинната конвекция на материала на мантията на планетата. Литосферата е опъната и повдигната, което се случва върху възходящи клонове от конвективни течения. Това провокира движението на литосферните плочи настрани. Тъй като платформата се отдалечава от разривите в средата на океана, платформата се уплътнява. Тя става по-тежка, повърхността й потъва надолу. Това обяснява увеличаването на дълбочината на океана. В резултат на това платформата се потапя в дълбоководни ровове. При отслабване от нагрятата мантия се охлажда и потъва с образуването на басейни, които са пълни със седименти.

Зоните на сблъсък на плочи са области, където кората и платформата изпитват компресия. В тази връзка силата на първия се увеличава. В резултат на това започва движението нагоре на литосферните плочи. Води до образуването на планини.

Проучване

Проучването днес се извършва с помощта на геодезически методи. Те ни позволяват да заключим, че процесите са непрекъснати и повсеместни. Разкриват се и зони на сблъсък на литосферни плочи. Скоростта на повдигане може да достигне до десетки милиметри.

Хоризонтално големите литосферни плочи плават малко по-бързо. В този случай скоростта може да достигне до десет сантиметра през годината. Така например Санкт Петербург вече се е издигнал с метър през целия период на своето съществуване. Скандинавския полуостров - с 250 м за 25 000 години. Материалът на мантията се движи относително бавно. Но в резултат на това възникват земетресения и други явления. Това ни позволява да направим заключение за високата мощност на движение на материала.

Използвайки тектонското положение на плочите, изследователите обясняват много геоложки феномени. В същото време по време на проучването се оказа, че сложността на процесите, протичащи с платформата, е много по-голяма, отколкото изглеждаше в самото начало на появата на хипотезата.

Тектониката на плочите не може да обясни промените в интензивността на деформациите и движението, наличието на глобална стабилна мрежа от дълбоки разломи и някои други явления. Също така остава отворен въпросза историческото начало на действието. От късния протерозой са известни директни признаци, показващи тектонски процеси в плочите. Редица изследователи обаче признават тяхното проявление от архея или ранния протерозой.

Разширяване на изследователските възможности

Появата на сеизмичната томография доведе до прехода на тази наука на качествено ново ниво. В средата на осемдесетте години на миналия век дълбоката геодинамика се превърна в най-обещаващото и младо направление от всички съществуващи геонауки. Решаването на нови проблеми обаче беше извършено с помощта не само на сеизмична томография. На помощ се притекоха и други науки. Те включват по-специално експерименталната минералогия.

Благодарение на наличието на ново оборудване стана възможно да се изследва поведението на веществата при температури и налягания, съответстващи на максимума в дълбините на мантията. В изследванията са използвани и методите на изотопната геохимия. Тази наука изучава по-специално изотопния баланс на редки елементи, както и благородни газове в различни земни черупки. В този случай показателите се сравняват с данните от метеорита. Използват се методи на геомагнетизма, с помощта на които учените се опитват да разкрият причините и механизма на обръщане в магнитно поле.

Модерна живопис

Хипотезата за тектониката на платформата продължава да обяснява задоволително процеса на развитие на земната кора през най-малко последните три милиарда години. В същото време има сателитни измервания, според които се потвърждава фактът, че основните литосферни плочи на Земята не стоят неподвижни. В резултат на това се появява определена картина.

В напречното сечение на планетата има три най-активни слоя. Дебелината на всяка от тях е няколкостотин километра. Предполага се, че изпълнението водеща роляв глобалната геодинамика е поверено на тях. През 1972 г. Морган обосновава хипотезата, издигната през 1963 г. от Уилсън за възходящи мантийни струи. Тази теория обяснява феномена на вътреплочестния магнетизъм. Получената тектоника на шлейфа става все по-популярна с течение на времето.

Геодинамика

С негова помощ се разглежда взаимодействието на доста сложни процеси, протичащи в мантията и кората. В съответствие с концепцията, изложена от Артюшков в неговия труд "Геодинамика", основният източник на енергия е гравитационната диференциация на материята. Този процес се отбелязва в долната мантия.

След като тежките компоненти (желязо и др.) се отделят от скалата, остава по-лека маса. твърди вещества. Тя се спуска в ядрото. Местоположението на по-лекия слой под тежкия е нестабилно. В тази връзка натрупващият се материал се събира периодично в доста големи блокове, които изплуват в горните слоеве. Размерът на такива образувания е около сто километра. Този материал беше основата за формирането на горната част

Долният слой вероятно е недиференцирано първично вещество. По време на еволюцията на планетата, поради долната мантия, горната мантия расте и ядрото се увеличава. По-вероятно е блокове от лек материал да са издигнати в долната мантия по каналите. В тях температурата на масата е доста висока. В същото време вискозитетът е значително намален. Повишаването на температурата се улеснява от освобождаването на голямо количество потенциална енергия в процеса на повдигане на материята в областта на гравитацията на разстояние около 2000 км. В хода на движение по такъв канал се получава силно нагряване на леки маси. В тази връзка веществото влиза в мантията, имайки достатъчно висока температура и значително по-малко тегло в сравнение с околните елементи.

Поради намалената плътност, лекият материал изплува в горните слоеве на дълбочина от 100-200 километра или по-малко. С намаляване на налягането точката на топене на компонентите на веществото намалява. След първичната диференциация на ниво "ядро-мантия" настъпва вторичната. На малка дълбочина леката материя е частично подложена на топене. При диференциацията се отделят по-плътни вещества. Те потъват в долните слоеве на горната мантия. Освободените по-леки компоненти нарастват съответно.

Комплексът от движения на веществата в мантията, свързани с преразпределението на маси с различна плътност в резултат на диференциация, се нарича химическа конвекция. Издигането на светлинни маси се случва на интервали от около 200 милиона години. В същото време не навсякъде се наблюдава проникване в горната мантия. В долния слой каналите са разположени на достатъчно голямо разстояниеедин от друг (до няколко хиляди километра).

Боулдър повдигане

Както бе споменато по-горе, в тези зони, където големи маси от лек нагрят материал се въвеждат в астеносферата, се случва неговото частично топене и диференциация. В последния случай се отбелязва отделянето на компонентите и последващото им изкачване. Те бързо преминават през астеносферата. Когато достигнат литосферата, скоростта им намалява. В някои области материята образува натрупвания на аномална мантия. Те лежат, като правило, в горните слоеве на планетата.

аномална мантия

Съставът му приблизително съответства на нормалното мантийно вещество. Разликата между аномалното натрупване е по-висока температура (до 1300-1500 градуса) и намалена скорост на еластичните надлъжни вълни.

Притокът на материя под литосферата провокира изостатично повдигане. Поради повишената температура, аномалният клъстер има по-ниска плътност от нормалната мантия. В допълнение, има малък вискозитет на състава.

В процеса на навлизане в литосферата аномалната мантия доста бързо се разпределя по протежение на подметката. В същото време той измества по-плътната и по-малко нагрята материя на астеносферата. В хода на движение аномалното натрупване запълва тези области, където подметката на платформата е в повдигнато състояние (трапове), и тече около дълбоко потопени зони. В резултат на това в първия случай се отбелязва изостатично повдигане. Над потопените зони кората остава стабилна.

Капани

Процесът на охлаждане на горния слой на мантията и кората до дълбочина около сто километра е бавен. Като цяло са необходими няколкостотин милиона години. В това отношение нееднородностите в дебелината на литосферата, дължащи се на хоризонталните температурни разлики, имат доста голяма инерция. В случай, че капанът се намира недалеч от възходящия поток на аномалното натрупване от дълбочината, голямо количество от веществото се улавя силно нагрято. В резултат на това се образува доста голям планински елемент. В съответствие с тази схема в областта на епиплатформената орогенеза възникват високи издигания

Описание на процесите

В капана аномалният слой претърпява компресия с 1-2 километра по време на охлаждане. Кората, разположена отгоре, се потапя. Валежите започват да се натрупват в образуваната падина. Тежестта им допринася за още по-голямо слягане на литосферата. В резултат на това дълбочината на басейна може да бъде от 5 до 8 км. В същото време, по време на уплътняването на мантията в долната част на базалтовия слой, в кората може да се наблюдава фазова трансформация на скалата в еклогит и гранатов гранулит. Поради топлинния поток, напускащ аномалното вещество, горната мантия се нагрява и нейният вискозитет намалява. В тази връзка се наблюдава постепенно изместване на нормалния клъстер.

Хоризонтални отмествания

По време на образуването на повдигания в процеса на достигане на аномалната мантия до кората на континентите и океаните се наблюдава увеличаване на потенциалната енергия, съхранявана в горните слоеве на планетата. За да изхвърлят излишните вещества, те са склонни да се разпръснат настрани. В резултат на това се образуват допълнителни напрежения. Свързан с тях различни видоведвижения на плоча и кора.

Разширяването на океанското дъно и плаването на континентите са резултат от едновременното разширяване на хребетите и потъването на платформата в мантията. Под първия са големи маси от силно нагрята аномална материя. В аксиалната част на тези хребети последният е непосредствено под земната кора. Литосферата тук има много по-малка дебелина. В същото време аномалната мантия се разпространява в зоната на високо налягане - в двете посоки от под билото. В същото време той доста лесно разрушава океанската кора. Пукнатината е пълна с базалтова магма. Той от своя страна се разтопява от аномалната мантия. В процеса на втвърдяване на магмата се образува нова.Така дъното нараства.

Характеристики на процеса

Под средните хребети аномалната мантия има намален вискозитет поради повишени температури. Веществото може да се разпространява доста бързо. В резултат на това растежът на дъното става с повишена скорост. Океанската астеносфера също има относително нисък вискозитет.

Основните литосферни плочи на Земята плуват от хребетите до местата на потапяне. Ако тези зони са в един и същи океан, тогава процесът протича с относително висока скорост. Тази ситуация е характерна днес за Тихи океан. Ако настъпи нарастване на дъното и потапяне в различни области, тогава континентът, разположен между тях, се носи в посоката, в която се случва задълбочаването. Под континентите вискозитетът на астеносферата е по-висок, отколкото под океаните. Поради полученото триене има значително съпротивление при движение. В резултат на това скоростта, с която дъното се разширява, се намалява, ако няма компенсация за потъването на мантията в същата област. Така разширяването в Тихия океан е по-бързо, отколкото в Атлантическия.

Тектоника на плочите (тектоника на плочите) е съвременна геодинамична концепция, основана на положението на мащабни хоризонтални измествания на относително интегрални фрагменти от литосферата (литосферни плочи). По този начин тектониката на плочите разглежда движенията и взаимодействията на литосферните 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

Основи на тектониката на плочите

Основите на тектониката на плочите могат да бъдат проследени до няколко основни

1. 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.

2. 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:

австралийска чиния,
Антарктическа плоча,
африканска чиния,
Евразийска плоча,
Хиндустанска плоча,
Тихоокеанска плоча,
Северноамериканска плоча,
Южноамериканска чиния.

Средни плочи: Арабска (субконтинент), Карибска, Филипинска, Наска и Кокос и Хуан де Фука и др.

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

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

Съответно се разграничават три типа граници на основните плочи.

Различни границиса границите, по които плочите се раздалечават.

Процесите на хоризонтално разтягане на литосферата се наричат разцепване. 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. Този процес на образуване на нова океанска кора поради притока на мантийна материя се нарича разпространяване(от английски spread - разпространение, разгръщане).

Структурата на средноокеанския хребет

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.

конвергентни границиса границите, по които се сблъскват плочи. Може да има три основни варианта на взаимодействие при сблъсък: "океан - океан", "океан - континент" и "континентално - континентална" литосфера. В зависимост от естеството на сблъскващите се плочи могат да протичат няколко различни процеса.

Субдукция- процес на подчиняване 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 подналягане 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 точката 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).

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 Бениоф-Заварицки.

В зоните на субдукция започва процесът на образуване на нова континентална кора.

Много по-рядък процес на взаимодействие между континентални и океански плочи е процесът запушване– навлизане 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.

При сблъсъка на континентални плочи, чиято кора е по-лека от веществото на мантията и следователно не може да потъне в нея, процесът сблъсъци. 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.

Модел на процеса на сблъсък

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).

Трансформирайте границитеса границите, по които възникват срязващи премествания на плочи.

Границите на литосферните плочи на Земята

1 – разминаващи се граници ( а -средноокеански хребети, б -континентални разриви); 2 – трансформиране на граници; 3 – конвергентни граници ( а -островна дъга, б -активни континентални граници в -конфликт); 4 – посока и скорост (cm/год) на движение на плочата.

4. 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 плана да се променя пулсиращо или да има намаляване на намаляването му поради охлаждане.

5. Основната причина за движението на плочите е мантийната конвекция. , причинени от мантийните термогравитационни течения.

Източникът на енергия за тези течения е температурната разлика между централните райони на Земята и температурата на нейните близки до повърхността 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 плават, 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 "плъзгане" 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.

Фигура - Сили, действащи върху литосферните плочи.

Основните движещи сили на тектониката на плочите се прилагат към дъното на вътрешноплощните части на литосферата: силите на мантийното „плъзгане“ (англ. drag) FDO под океаните и FDC под континентите, чиято величина зависи преди всичко от скоростта на астеносферното течение, като последното се определя от вискозитета и дебелината на астеносферния слой. Тъй като под континентите дебелината на астеносферата е много по-малка, а вискозитетът е много по-голям, отколкото под океаните, величината на силата FDCпочти с порядък по-малък от FDO. Под континентите, особено техните древни части (континентални щитове), астеносферата почти се вклинява, така че континентите изглеждат „седнали на сушата“. Тъй като повечето от литосферните плочи на съвременната Земя включват както океански, така и континентални части, трябва да се очаква, че присъствието на континента в състава на плочата през общ случайтрябва да „забави“ движението на цялата плоча. Така става всъщност (най-бързо се движат почти чисто океанските плочи Тихоокеанска, Кокосова и Наска; най-бавно са Евразийската, Северноамериканската, Южноамериканската, Антарктическата и Африканската, значителна част от площта на които 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 сила FNB(индекс в обозначението на силата - от англ негативно мнение). 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 FNBдейства епизодично и само в определени геодинамични условия, например в случаите на срутване на плочи, описани по-горе, през участък от 670 км.

Така механизмите, които привеждат литосферните плочи в движение, могат условно да се отнесат към следните две групи: 1) свързани със силите на мантийното „влачене” ( механизъм за влачене на мантията), приложени към всяка точка от подметките на плочите, на фиг. 2.5.5 - сили FDOи FDC; 2), свързани със силите, приложени към краищата на плочите ( механизъм за сила на ръба), на фигурата - сили FRPи 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.

Мантийна конвекция и геодинамични процеси

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 следва приблизително непрекъсната верига от конвергентни граници на плочи по периферията на Тихия и източната част на Индийския океан.

Настоящият режим на мантийна конвекция, започнал преди около 200 милиона години с колапса на Пангея и дал началото на съвременните океани, ще бъде заменен в бъдеще от едноклетъчен режим (според модела на мантийната конвекция) или (според алтернативен модел) конвекцията ще стане през мантията поради срутването на плочи през участък от 670 km. Това може да доведе до сблъсък на континентите и образуването на нов суперконтинент, петият в историята на Земята.

6. Движенията на плочите се подчиняват на законите на сферичната геометрия и могат да бъдат описани на базата 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.

Някои доказателства за реалността на механизма на тектониката на литосферните плочи

По-стара възраст на океанската кора с разстояние от осите на разпространение(виж снимката). В същата посока се наблюдава увеличаване на дебелината и стратиграфската пълнота на седиментния слой.

Фигура - Карта на възрастта на скалите на океанското дъно на Северния Атлантик (според W. Pitman и M. Talvani, 1972). Области, подчертани в различни цветове дъното на океанаразлични възрастови интервали; Числата показват възрастта в милиони години.

геофизични данни.

Фигура - Томографски профил през Еленския ров, остров Крит и Егейско море. Сивите кръгове са хипоцентрове на земетресения. Плочата на потапящата се студена мантия е показана в синьо, горещата мантия е показана в червено (според W. Spackman, 1989)

Останките от огромната плоча Фаралон, изчезнала в зоната на субдукция под Северна и Южна Америка, фиксирани под формата на „студени“ мантийни плочи (разрез през Северна Америка, по S-вълни). След Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, бр. 4, 1-7

​Линейните магнитни аномалии в океаните са открити през 50-те години на миналия век по време на геофизични изследвания на Тихия океан. Това откритие позволи на Хес и Диц да формулират теорията за разпространението на океанското дъно през 1968 г., която прерасна в теорията за тектониката на плочите. Те се превърнаха в едно от най-силните доказателства за правилността на теорията.

Фигура - Образуване на лентови магнитни аномалии по време на разпространение.

Причината за възникването на ивичните магнитни аномалии е процесът на раждане на океанската кора в зоните на разпространение на средноокеанските хребети, изтичащите базалти, когато се охлаждат под точката на Кюри в магнитното поле на Земята, придобиват остатъчна намагнитност. Посоката на намагнитване съвпада с посоката магнитно полеЗемята, обаче, поради периодични обръщания на магнитното поле на Земята, изригналите базалти образуват ивици с различни посоки на намагнитване: пряко (съвпада със съвременната посока на магнитното поле) и обратно.

Фигура - Схема на формирането на ивичната структура на магнитно активния слой и магнитните аномалии на океана (модел на Vine-Matthews).