Движението на тектоничните плочи на земята. тектонични плочи

Основните положения на теорията на тектониката литосферни плочи :

Тектоника на плочите(тектоника на плочите) - съвременна геоложка теория за движението на литосферата. Според тази теория глобалните тектонични процеси се основават на хоризонтално движение на относително интегрални блокове на литосферата - литосферни плочи. По този начин тектониката на плочите разглежда движенията и взаимодействията на литосферните плочи.За първи път предположението за хоризонтално движение на блоковете на кората е направено от Алфред Вегенер през 20-те години на миналия век като част от хипотезата за „континенталния дрейф“, но тази хипотеза не е получила 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) океанска кора. Възраждане на идеята за господство хоризонтални движениясе случи в рамките на "мобилистичното" направление, чието развитие доведе до развитието съвременна теориятектоника 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.

Основните принципи на тектониката на плочите могат да бъдат проследени до няколко фундаментални:

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.
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.

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.

* 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. За големи линейни структуридълбок произход, образуван 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 едно глобална системаориентиран 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).

Структурата на континенталния рифт

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.

* Конвергентните граници са граници, 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.
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 сблъсък на континентални и океански плочи природен феномене навлизането на океанското (по-тежко) под границата на континенталното; 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).

Проследява се субдукцията на субдуктиращата плоча в мантията източници на земетресениявъзникващи при контакта на плочата и 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. При сблъсък континентални плочи, чиято кора е по-лека от веществото на мантията и следователно не може да потъне в нея, протича процесът 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 примертакъв 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).

* Трансформационните граници са граници, по които възникват срязващи премествания на плочи.

4 ). Обемът, абсорбиран в зоните на субдукция океанска кораравен на обема на кората, която се появява 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, причинена от топлината на мантията и гравитационните 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 освобождава на границата на ядрото и мантията по време на процеса на дълбока диференциация, което определя разпадането на първичното хондритно вещество, по време на което металната част се втурва към центъра, увеличавайки ядрото на планетата, а силикатната част е концентрирана 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.

Основното движещи силитектоника на плочите – сили на „влачене“ на мантията FDO под океаните и FDC под континентите, чиято величина зависи преди всичко от скоростта на астеносферното течение, а 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-ниска от тази на 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 наличието на континент в състава на плочата в общия случай трябва 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 FNB силата (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 „влачене“ на мантията (механизъм за влачене на мантията), 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 приблизително по протежение на непрекъсната верига от конвергентни граници на плочи по периферията на Тихия океан и източната част на Индийския океан. конвекция) или (според алтернативен модел) конвекция ще стане през мантията поради колапса на плочи през 670 км участък. 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 въз основа на теоремата на Ойлер. Теоремата на Ойлер за въртене гласи, че всяко въртене триизмерно пространствоима 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.

Литосферните плочи имат висока твърдост и са в състояние да запазят своята структура и форма непроменени за дълго време при липса на външни влияния.

движение на плочата

Литосферните плочи са вътре в постоянно движение. Това движение, което се случва в горните слоеве, се дължи на наличието на конвективни течения в мантията. Отделно взетите литосферни плочи се приближават, разминават се и се плъзгат една спрямо друга. Когато плочите се приближават една към друга, възникват зони на компресия и последващо натискане (обдукция) на една от плочите върху съседната или субдукция (субдукция) на съседни образувания. При разминаване се появяват зони на напрежение с характерни пукнатини, които се появяват по границите. При плъзгане се образуват разломи, в равнината на които се наблюдават близки плочи.

Резултати от движението

В зоните на сближаване на огромни континентални плочи, когато се сблъскат, възникват планински вериги. По същия начин, едно време имаше планинска системаХималаите, образувани на границата на Индо-Австралийската и Евразийската плочи. Резултатът от сблъсъка на океанските литосферни плочи с континенталните образувания са островни дъги и дълбоководни депресии.

В аксиалните зони на средноокеанските хребети възникват рифтове (от англ. Rift - разлом, пукнатина, пукнатина) с характерна структура. Подобни образувания на линейната тектонска структура на земната кора, с дължина стотици и хиляди километри, с ширина десетки или стотици километри, възникват в резултат на хоризонтално разтягане на земната кора. Много големите разриви обикновено се наричат ​​рифтови системи, пояси или зони.

Поради факта, че всяка литосферна плоча е единична плоча, в нейните разломи се наблюдава повишена сеизмична активност и вулканизъм. Тези източници са разположени в доста тесни зони, в равнината на които възникват триене и взаимно изместване на съседни плочи. Тези зони се наричат ​​сеизмични пояси. Дълбоководните ровове, средноокеанските хребети и рифовете са подвижни зони на земната кора, те са разположени на границите на отделни литосферни плочи. Това още веднъж потвърждава, че ходът на процеса на формиране на земната кора на тези места и в момента продължава доста интензивно.

Не може да се отрече значението на теорията за литосферните плочи. Тъй като тя е в състояние да обясни наличието на планини в някои райони на Земята, в други -. Теорията на литосферните плочи позволява да се обясни и предвиди появата на катастрофални явления, които могат да възникнат в района на техните граници.

Миналата седмица обществеността беше развълнувана от новината, че полуостров Крим се придвижва към Русия не само благодарение на политическата воля на населението, но и според законите на природата. Какво представляват литосферните плочи и на коя от тях териториално е разположена Русия? Какво ги кара да се движат и къде? Кои територии все още искат да се "присъединят" към Русия и кои заплашват да "избягат" в САЩ?

"И ние отиваме някъде"

Да, всички отиваме някъде. Докато четете тези редове, вие бавно се движите: ако сте в Евразия, то на изток със скорост около 2-3 сантиметра годишно, ако сте в Северна Америка, то със същата скорост на запад, а ако някъде на дъното Тихи океан(как попаднахте там?), след това ви отвежда на северозапад с 10 сантиметра годишно.

Ако се облегнете на стола си и изчакате около 250 милиона години, ще се озовете на нов суперконтинент, който ще обедини цялата земна суша - на континента Пангея Ултима, наречен така в памет на древния суперконтинент Пангея, който е съществувал едва 250 г. преди милиони години.

Затова новината, че "Крим се движи", трудно може да се нарече новина. Първо, защото Крим, заедно с Русия, Украйна, Сибир и Европейския съюз, е част от Евразийската литосферна плоча и всички те се движат заедно в една посока през последните сто милиона години. Крим обаче също е част от т.нар средиземноморски подвижен пояс, той се намира на скитската плоча и повечето отевропейската част на Русия (включително град Санкт Петербург) - на източноевропейската платформа.

И тук често възниква объркване. Факт е, че в допълнение към огромни участъци от литосферата, като Евразийската или Северноамериканската плоча, има напълно различни по-малки "плочки". Ако е много условно, тогава земната корасъставен от континентални литосферни плочи. Самите те се състоят от древни и много стабилни платформи.и планински строителни зони (древни и съвременни). И вече самите платформи са разделени на плочи - по-малки участъци от кората, състоящи се от два "слоя" - основата и покритието, и щитове - "еднослойни" разкрития.

Покритието на тези нелитосферни плочи се състои от седиментни скали (например варовик, съставен от много черупки на морски животни, живели в праисторическия океан над повърхността на Крим) или магматични скали (изхвърлени от вулкани и втвърдени маси от лава). A fфундаментните плочи и екрани най-често се състоят от много стари скали, предимно с метаморфен произход. Така наречената магматична и седиментни скали, потопени в дълбините на земната кора, където под въздействието на високи температури и огромно налягане с тях настъпват различни промени.

С други думи, по-голямата част от Русия (с изключение на Чукотка и Забайкалия) е разположена върху Евразийската литосферна плоча. Нейната територия обаче е "разделена" между Западносибирската плоча, Алданския щит, Сибирската и Източноевропейската платформи и Скитската плоча.

Вероятно директорът на Института по приложна астрономия (IPA RAS), докторът на физико-математическите науки Александър Ипатов, каза за движението на последните две плочи. И по-късно в интервю за Индикатор той поясни: "Ние се занимаваме с наблюдения, които ни позволяват да определим посоката на движение на плочите на земната кора. Плочата, върху която се намира станцията Симеиз, се движи със скорост 29 милиметра годишно на североизток, тоест там, където Русия и плочата, където се намира Петър, се движат, може да се каже, към Иран, на юг-югозапад."Това обаче не е чак такова откритие, защото това движение съществува от няколко десетилетия, а самото то започва още през кайнозойската ера.

Теорията на Вегенер беше приета със скептицизъм - главно защото той не можеше да предложи задоволителен механизъм за обяснение на движението на континентите. Той вярваше, че континентите се движат, пробивайки земната кора, като ледоразбивачи през лед, поради центробежната сила от въртенето на Земята и приливните сили. Неговите противници казаха, че континентите-"ледоразбивачи" в процеса на движение ще променят външния си вид до неузнаваемост, а центробежните и приливните сили са твърде слаби, за да им служат като "мотор". Един критик изчисли, че ако приливната сила е достатъчно силна, за да движи континентите толкова бързо (Вегенер изчислява скоростта им на 250 сантиметра годишно), тя ще спре въртенето на Земята за по-малко от година.

До края на 30-те години теорията за дрейфа на континентите беше отхвърлена като ненаучна, но към средата на 20 век трябваше да се върне към нея: бяха открити средноокеански хребети и се оказа, че в зоната на тези хребети нова кора, поради което континентите се "разпръскват". Геофизиците са изследвали магнетизацията на скалите по протежение на средноокеанските хребети и са открили "ленти" с многопосочна магнетизация.

Оказа се, че новата океанска кора "записва" състоянието магнитно полеЗемята по време на формирането и учените са получили отлична "линийка" за измерване на скоростта на този конвейер. И така, през 60-те години теорията за дрейфа на континентите се завръща за втори път, завинаги. И този път учените успяха да разберат какво движи континентите.

Ледени късове в кипящия океан

„Представете си океан, в който плуват ледени късове, тоест в него има вода, има лед и, да речем, дървени салове също са замръзнали в някои ледени късове. Ледът е литосферни плочи, саловете са континенти и те плуват в веществото на мантията", обяснява член-кореспондентът на Руската академия на науките Валерий Трубицин, главен научен сътрудник в Института по физика на Земята на името на О.Ю. Шмид.

Още през 60-те години на миналия век той излага теорията за структурата на гигантските планети, а в края на 20 век започва да създава математически обоснована теория за континенталната тектоника.

Междинният слой между литосферата и горещото желязно ядро ​​в центъра на Земята - мантията - се състои от силикатни скали. Температурата в него варира от 500 градуса по Целзий в горната част до 4000 градуса по Целзий на границата на ядрото. Следователно от дълбочина 100 километра, където температурата вече е над 1300 градуса, веществото на мантията се държи като много гъста смола и тече със скорост от 5-10 сантиметра годишно, казва Трубицин.

В резултат на това в мантията, като в тенджера с вряща вода, се появяват конвективни клетки - области, където горещата материя се издига от единия ръб и се охлажда от другия.

„Има около осем от тези големи клетки в мантията и много повече малки“, казва ученият. Средноокеанските хребети (например в центъра на Атлантическия океан) са мястото, където материалът на мантията се издига на повърхността и където се ражда нова кора. Освен това има зони на субдукция, места, където една плоча започва да "пълзи" под съседната и потъва надолу в мантията. Зони на субдукция са например западното крайбрежие на Южна Америка. Тук стават най-мощните земетресения.

"По този начин плочите участват в конвективната циркулация на веществото на мантията, което временно става твърдо, докато е на повърхността. Потапяйки се в мантията, веществото на плочата се нагрява и омеква отново", обяснява геофизикът.

Освен това отделни струи материя се издигат към повърхността от мантията - струи и тези струи имат всички шансове да унищожат човечеството. В края на краищата причината за появата на супервулкани са мантийните струи (вижте).Такива точки по никакъв начин не са свързани с литосферни плочи и могат да останат на място дори когато плочите се движат. Когато струята излезе, възниква гигантски вулкан. Има много такива вулкани, има ги на Хаваите, в Исландия, подобен пример е калдерата Йелоустоун. Супервулканите могат да генерират изригвания хиляди пъти по-мощни от повечето обикновени вулкани като Везувий или Етна.

„Преди 250 милиона години такъв вулкан на територията на съвременен Сибир уби почти целия живот, оцеляха само предците на динозаврите“, казва Трубицин.

Договорено - разпръснати

Литосферните плочи се състоят от относително тежка и тънка базалтова океанска кора и по-леки, но много по-дебели континенти. Плоча с континент и океанска кора, „замръзнала“ около нея, може да се движи напред, докато тежката океанска кора потъва под съседа си. Но когато континентите се сблъскат, те вече не могат да потънат един под друг.

Например, преди около 60 милиона години индийската плоча се откъсна от това, което по-късно стана Африка и отиде на север, а преди около 45 милиона години се срещна с евразийската плоча, Хималаите се разраснаха в точката на сблъсък - най-много високи планиниНа земята.

Движението на плочите рано или късно ще обедини всички континенти в едно, както листата се събират в един остров във водовъртеж. В историята на Земята континентите са се обединявали и разпадали приблизително четири до шест пъти. Последният суперконтинент Пангея е съществувал преди 250 милиона години, преди това е бил суперконтинентът Родиния, преди 900 милиона години, преди него - още два. „И вече, изглежда, скоро ще започне обединението на новия континент“, уточнява ученият.

Той обяснява, че континентите действат като топлинен изолатор, мантията под тях започва да се нагрява, възникват възходящи потоци и затова след известно време суперконтинентите отново се разпадат.

Америка ще "отнеме" Чукотка

В учебниците са нарисувани големи литосферни плочи, всеки може да ги назове: Антарктическа плоча, Евразийска, Северноамериканска, Южноамериканска, Индийска, Австралийска, Тихоокеанска. Но на границите между плочите цари истински хаос от множество микроплочи.

Например, границата между Северноамериканската плоча и Евразийската плоча изобщо не минава по Беринговия проток, а много на запад, по хребета Черски. Така Чукотка се оказва част от Северноамериканската плоча. В същото време Камчатка се намира отчасти в зоната на Охотската микроплоча и отчасти в зоната на микроплочата на Берингово море. А Приморие се намира на хипотетичната Амурска плоча, чийто западен край лежи на Байкал.

Сега източният край на Евразийската плоча и западният край на Северноамериканската плоча се "въртят" като зъбни колела: Америка се върти обратно на часовниковата стрелка, а Евразия - по посока на часовниковата стрелка. В резултат на това Чукотка може най-накрая да се отдели "по шева" и в този случай на Земята може да се появи гигантски кръгъл шев, който ще премине през Атлантическия, Индийския, Тихия и Северния ледовит океан (където все още е затворен) . А самата Чукотка ще продължи да се движи "в орбита" Северна Америка.

Скоростомер за литосферата

Теорията на Вегенер не беше възродена през последен завойзащото учените имат възможност да висока прецизностизмерва преместването на континентите. Сега за това се използват сателитни навигационни системи, но има и други методи. Всички те са необходими за изграждането на единна международна координатна система - Международната наземна референтна система (ITRF).

Един от тези методи е радиоинтерферометрията с много дълга базова линия (VLBI). Същността му се състои в едновременни наблюдения с помощта на няколко радиотелескопа в различни точкиЗемята. Разликата във времето за получаване на сигнала дава възможност да се определят отместванията с висока точност. Два други начина за измерване на скоростта са лазерни наблюдения с помощта на сателити и доплерови измервания. Всички тези наблюдения, включително с помощта на GPS, се извършват на стотици станции, всички тези данни се обединяват и в резултат на това се получава картина на дрейфа на континентите.

Например Кримски Симеиз, където се намира станция за лазерно сондиране, както и сателитна станция за определяне на координати, се „движи“ на североизток (по азимут около 65 градуса) със скорост около 26,8 милиметра годишно. Звенигород, близо до Москва, се движи с около милиметър на година по-бързо (27,8 милиметра на година) и запазва курса си на изток - около 77 градуса. И, да речем, хавайският вулкан Мауна Лоа се движи на северозапад два пъти по-бързо - 72,3 милиметра годишно.

Литосферните плочи също могат да бъдат деформирани и техните части могат да "живеят свой собствен живот", особено на границите. Въпреки че мащабът на тяхната независимост е много по-скромен. Например, Крим все още се движи независимо на североизток със скорост от 0,9 милиметра годишно (и в същото време расте с 1,8 милиметра), а Звенигород се движи някъде на югоизток със същата скорост (и надолу - с 0 . 2 милиметра на година).

Трубицин казва, че тази независимост отчасти се обяснява с „личната история“ на различните части на континентите: основните части на континентите, платформите, може да са фрагменти от древни литосферни плочи, които са се „слели“ със своите съседи. Например, Уралската верига е един от шевовете. Платформите са сравнително твърди, но частите около тях могат да се деформират и да се движат по желание.

• 1)_Първата хипотеза възниква през втората половина на 18 век и се нарича хипотеза за повдигане. Той е предложен от М. В. Ломоносов, немски учени А. фон Хумболт и Л. фон Бух, шотландец Дж. Хътън. Същността на хипотезата е следната - планинските издигания са причинени от издигането на разтопена магма от дълбините на Земята, която по пътя си има изтласкващ ефект върху околните слоеве, което води до образуването на гънки, пропасти с различни размери . Ломоносов пръв разграничава два вида тектонични движения – бавни и бързи, предизвикващи земетресения.
• 2) В средата на 19 век тази хипотеза е заменена от хипотезата за свиване на френския учен Ели дьо Бомон. Тя се основава на космогоничната хипотеза на Кант и Лаплас за произхода на Земята като първоначално горещо тяло с последващо постепенно охлаждане. Този процес доведе до намаляване на обема на Земята и в резултат на това земната кора беше компресирана и се появиха нагънати планински структури, подобни на гигантски "бръчки".
• 3) В средата на 19 век англичанинът Д. Ейри и свещеникът от Калкута Д. Прат откриват закономерност в позициите на гравитационните аномалии - високо в планините аномалиите се оказват отрицателни, т.е. беше открит дефицит, а в океаните аномалиите бяха положителни. За обяснение на това явление е предложена хипотеза, според която земната кора плава върху по-тежка и вискозна подложка и се намира в изостатично равновесие, което се нарушава от действието на външни радиални сили.
• 4) Космогоничната хипотеза на Кант-Лаплас беше заменена от хипотезата на О. Ю. Шмид за първоначалното твърдо, студено и хомогенно състояниеЗемята. Имаше нужда от различен подход при обяснението на образуването на земната кора. Такава хипотеза е предложена от В. В. Белоусов. Нарича се радиомиграция. Същността на тази хипотеза:
• 1. Основният енергиен фактор е радиоактивността. Нагряването на Земята с последващо уплътняване на материята се дължи на топлината на радиоактивния разпад. радиоактивни елементи на ранни стадииРазвитието на Земята е било разпределено равномерно и затова нагряването е било силно и повсеместно.
• 2. Нагряването на първичната субстанция и нейното уплътняване е довело до отделянето на магмата или диференциацията й на базалт и гранит. Последният концентрира радиоактивни елементи. Като по-лека, гранитна магма „изплува“ в нея Горна частЗемята и базалтът падна надолу. В същото време имаше и температурна разлика.

Съвременните геотектонични хипотези са разработени с помощта на идеите на мобилизма. Тази идея се основава на идеята за преобладаването в тектонски движенияземната кора на хоризонтални движения.

• 5) За първи път, за да обясни механизма и последователността на геотектоничните процеси, немският учен А. Вегенер предложи хипотезата за хоризонтален континентален дрейф.
• 1. Сходството на очертанията на бреговете Атлантически океан, особенно в южно полукълбо(в Южна Америка и Африка).
• 2. Сходство геоложки строежконтиненти (съвпадение на някои регионални тектонски удари, сходство в състава и възрастта на скалите и др.).

хипотеза за тектониката на литосферните плочи или нова глобална тектоника. Основните точки на тази хипотеза са:

• 1. Земната кора с горната част на мантията образува литосферата, под която се намира пластичната астеносфера. Литосферата е разделена на големи блокове (плочи). Границите на плочите са рифтови зони, дълбоководни ровове, които са в съседство с разломи, които проникват дълбоко в мантията - това са зоните на Бениоф-Заварицки, както и зоните на съвременния сеизмична активност.
• 2. Литосферните плочи се движат хоризонтално. Това движение се определя от два основни процеса - раздалечаване или разпръскване на плочите, потапяне на една плоча под друга - субдукция или избутване на една плоча върху друга - обдукция.
• 3. Базалтите от мантията периодично навлизат в зоната на изтегляне. Доказателство за разделянето е предоставено от лентови магнитни аномалии в базалтите.
• 4. В районите на островните дъги се разграничават зони на натрупване на източници на дълбокофокусни земетресения, които отразяват зони на потъване на плоча с базалтова океанска кора под континенталната кора, т.е. тези зони отразяват зони на субдукция. В тези зони, поради раздробяване и топене, част от материала потъва, докато другата част прониква в континента под формата на вулкани и интрузии, като по този начин увеличава дебелината на континенталната кора.

Тектониката на плочите е съвременна геоложка теория за движението на литосферата. Според тази теория глобалните тектонични процеси се основават на хоризонтално движение на относително интегрални блокове на 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. един). 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. 3). Има три вида относителни движения на плочата: дивергенция (дивергенция), конвергенция (конвергенция) и срязващи движения. четири). 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. 5). Основната причина за движението на плочите е мантийната конвекция, причинена от топлината на мантията и гравитационните 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 освобождава на границата на ядрото и мантията по време на процеса на дълбока диференциация, което определя разпадането на първичното хондритно вещество, по време на което металната част се втурва към центъра, увеличавайки ядрото на планетата, а силикатната част е концентрирана в мантията, където допълнително претърпява диференциация. 6). 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.

Географски последици от движението на литовите плочи (увеличава се сеизмичната активност, образуват се разломи, появяват се хребети и т.н.). В теорията на тектониката на плочите ключова позиция заема концепцията за геодинамичната обстановка - характерна геоложка структура с определено съотношение на плочите. В една и съща геодинамична обстановка протичат един и същи тип тектонски, магматични, сеизмични и геохимични процеси.

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

Характеристика на литосферните плочи е тяхната твърдост и способност, при липса на външни влияния дълго времеспаси непроменена формаи сграда.

Литосферните плочи са подвижни. Тяхното движение по повърхността на астеносферата се извършва под въздействието на конвективни течения в мантията. Отделни литосферни плочи могат да се разминават, приближават или плъзгат една спрямо друга. В първия случай между плочите възникват зони на опън с пукнатини по границите на плочите, във втория случай - зони на компресия, придружени от натискане на една плоча върху друга (тласък - обдукция; подтиск - субдукция), в третия случай - зони на срязване - разломи, по които се получава плъзгане на съседни плочи.

При сближаването на континенталните плочи те се сблъскват, образувайки планински пояси. Така е възникнала Хималайската планинска система например на границата на Евразийската и Индо-Австралийската плочи (фиг. 1).

Ориз. 1. Сблъсък на континентални литосферни плочи

Когато континенталната и океанската плочи си взаимодействат, плочата с океанската кора се придвижва под плочата с континенталната кора (фиг. 2).

Ориз. 2. Сблъсък на континентални и океански литосферни плочи

В резултат на сблъсъка на континентални и океански литосферни плочи се образуват дълбоководни ровове и островни дъги.

Разминаването на литосферните плочи и образуването на океански тип земна кора в резултат на това е показано на фиг. 3.

Аксиалните зони на средноокеанските хребети се характеризират с пукнатини(от английски. цепнатина-фисура, пукнатина, счупване) - голям линеен тектонска структурана земната кора с дължина стотици, хиляди, ширина десетки, а понякога и стотици километри, образувани главно при хоризонтално разтягане на кората (фиг. 4). Много големи разриви се наричат рифтови колани,зони или системи.

Тъй като литосферната плоча е единична плоча, всеки от нейните разломи е източник на сеизмична активност и вулканизъм. Тези източници са концентрирани в сравнително тесни зони, по протежение на които възникват взаимни премествания и триене на съседни плочи. Тези зони се наричат сеизмични пояси.Рифовете, средноокеанските хребети и дълбоководните ровове са подвижни зони на Земята и се намират на границите на литосферните плочи. Това показва, че процесът на формиране на земната кора в тези зони в момента е много интензивен.

Ориз. 3. Дивергенция на литосферните плочи в зоната между наноокеанския хребет

Ориз. 4. Схема на образуване на разрив

Повечето от разломите на литосферните плочи са на дъното на океаните, където земната кора е по-тънка, но се срещат и на сушата. Най-големият разлом на сушата се намира в източна Африка. Тя се простира на 4000 км. Ширината на този разлом е 80-120 km.

Понастоящем могат да се разграничат седем най-големи плочи (фиг. 5). От тях най-голяма по площ е Тихия океан, който се състои изцяло от океанска литосфера. По правило плочата Наска също се нарича голяма, която е няколко пъти по-малка по размер от всяка от седемте най-големи. В същото време учените предполагат, че всъщност плочата Наска е много по-голяма, отколкото я виждаме на картата (виж фиг. 5), тъй като значителна част от нея е преминала под съседните плочи. Тази плоча също се състои само от океанска литосфера.

Ориз. 5. Литосферни плочи на Земята

Пример за плоча, която включва както континентална, така и океанска литосфера, е например Индо-австралийската литосферна плоча. Арабската плоча се състои почти изцяло от континентална литосфера.

Теорията за литосферните плочи е важна. На първо място, може да обясни защо на някои места на Земята са разположени планини, а на други равнини. С помощта на теорията за литосферните плочи е възможно да се обяснят и предскажат катастрофални явления, възникващи по границите на плочите.

Ориз. 6. Очертанията на континентите наистина изглеждат съвместими

Теория на континенталния дрейф

Теорията за литосферните плочи произхожда от теорията за дрейфа на континентите. Още през 19 век много географи отбелязват, че когато се гледа карта, може да се забележи, че бреговете на Африка и Южна Америка изглеждат съвместими при приближаване (фиг. 6).

Появата на хипотезата за движението на континентите се свързва с името на немския учен Алфред Вегенер(1880-1930) (фиг. 7), който най-пълно развива тази идея.

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 северен континент, която включваше териториите съвременна Европа, Азия без Индия и Северна Америка. южен континент- Гондвана обединява съвременните територии на Южна Америка, Африка, Антарктика, Австралия и Индустан.

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) (фиг. 8).

Ориз. 8. Съществуването на единствена континентална Пангея (бяло - земя, точки - плитко море)

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.

Ориз. 9. Местоположение и посоки на континенталния дрейф през периода Креда преди 180 милиона години

А. Вегенер намери много доказателства за съществуването на един единствен континент на Земята. Съществуването в Африка и в Южна Америкаостанки от древни животни - листозаври. Това бяха влечуги, подобни на малки хипопотами, които живееха само в сладководни резервоари. Така че, за да плувате огромни разстояния на солено морска водате не можаха. 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).