Тектонски плочи на планетата. Тектонски плочи и тяхното движение

Повърхностната обвивка на Земята се състои от части - литосферни или тектонски 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

Тектоничните плочи са съставните части на литосферата, отговорни за геоложката дейност на нашата планета. Преди милиони години те са били едно цяло, съставлявайки 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 тръгне в обратна посока и тектонските плочи отново ще започнат да се комбинират една с друга.

Ориз. 1. Тектонски плочи на Земята.

Земята е единствената планета в Слънчевата система, чиято повърхностна обвивка е разбита на отделни части. Дебелината на тектоника достига няколко десетки километра.

Според тектониката, наука, която изучава литосферните плочи, огромни площи от земната кора са заобиколени от всички страни от зони с повишена активност. На кръстовището на съседни плочи възникват природни явления, които най-често причиняват мащабни катастрофални последици: вулканични изригвания, силни земетресения.

Движение на тектонските 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. Непрекъснатата циркулация на материята привежда в движение части от земната кора.

ТОП 1 статиякойто чете заедно с това

Скоростта на движение на литосферните плочи е приблизително 2-2,5 см годишно. Тъй като движението им става на повърхността на планетата, в земната кора на границата на тяхното взаимодействие се появяват силни деформации. Като правило това води до образуване на планински вериги и разломи. Например, на територията на Русия по този начин се формират планинските системи на Кавказ, Урал, Алтай и други.

Ориз. 2. Голям Кавказ.

Има няколко вида движение на литосферната плоча:

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

Африка буквално се разделя на две части. Записани са големи пукнатини в земята, които се простират 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 е образувана от силно нагънати гранитни метаморфозирани магмени скали. Имената на литосферните плочи ще бъдат дадени в статията по-долу. Отгоре 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 беше предопределена да играе основна роля в изследването на планетата. Ученият Тейлър, а след него и Вегенер, излагат хипотезата, че с течение на времето има дрейф на литосферни плочи в хоризонтална посока. През тридесетте години на 20 век обаче се налага различно мнение. Според него движението на литосферните плочи се извършвало вертикално. Това явление се основава на процеса на диференциация на материята на мантията на планетата. Стана известен като фиксизъм. Такова 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 обграждат цялата планета и излизат на сушата в някои райони, има връщане към хипотезата от началото на 20-ти век. Теорията обаче придоби нова форма. Блоковата тектоника се превърна във водеща хипотеза в науките, които изучават структурата на планетата.

Ключови точки

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

Имената на литосферните плочи съответстват на континенталните и океанските райони, разположени над тях. 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 с първоначалните идеи се е смятало, 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 се разкри, че блоковете плават пасивно над материала на мантията. Струва си да се отбележи, че тяхната посока в началото е вертикална. Материалът на мантията се издига под гребена на билото. След това има разпръскване и в двете посоки. Съответно има разминаване на литосферните плочи. Този модел представя океанското дъно като гигант. Излиза на повърхността в рифтовете на средноокеанските хребети. След това се крие 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 зони на субдукция (подтиск) в дълбоководни окопи.

Защо литосферните плочи се движат?

Причината е термичната конвекция на материала на мантията на планетата. Литосферата е опъната и издигната, което се случва над възходящи клони от конвективни течения. Това провокира движението на литосферните плочи встрани. Тъй като платформата се отдалечава от средноокеанските разломи, платформата се уплътнява. Той става по-тежък, повърхността му потъва надолу. Това обяснява увеличаването на дълбочината на океана. В резултат на това платформата се потапя в дълбоководни окопи. При отслабване от нагрятата мантия се охлажда и потъва с образуването на басейни, които се запълват с утайки.

Зоните на сблъсък на плочите са области, в които кората и платформата изпитват компресия. В тази връзка силата на първия се увеличава. В резултат на това започва възходящото движение на литосферните плочи. Това води до образуването на планини.

Изследвания

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 бъде до десетки милиметра.

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

Използвайки тектоничното положение на плочите, изследователите обясняват много геоложки явления. В същото време по време на изследването 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. Остава открит и въпросът за историческото начало на действието. Преки знаци, показващи тектонски процеси на плочите, са известни още от късния протерозой. Въпреки това, редица изследователи разпознават тяхното проявление от архейския или ранния протерозой.

Разширяване на изследователските възможности

Появата на сеизмичната томография доведе до прехода на тази наука към качествено ново ниво. В средата на осемдесетте години на миналия век дълбоката геодинамика се превърна в най-обещаващата и млада посока 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 експериментална минералогия.

Благодарение на наличието на ново оборудване стана възможно да се изследва поведението на веществата при температури и налягания, съответстващи на максимума в дълбочините на мантията. При 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 индикаторите се сравняват с метеоритни данни. Използват се методи на геомагнетизма, с помощта на които учените се опитват да разкрият причините и механизма на обръщанията в магнитно поле.

Модерна живопис

Хипотезата за тектоника на платформата продължава да обяснява задоволително процеса на развитие на земната кора през поне 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 всеки от тях е няколкостотин километра. Предполага се, че на тях е отредена основната роля в глобалната геодинамика. През 1972 г. Морган обоснова хипотезата, издигната през 1963 г. от Уилсън за възходящите мантийни струи. Тази теория обяснява феномена на вътрешнопластовия магнетизъм. Получената тектоника на струята 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 гравитационното диференциране на материята. Този процес се отбелязва в долната мантия.

След като тежките компоненти (желязо и др.) се отделят от скалата, остава по-лека маса от твърди вещества. Тя се спуска в ядрото. Разположението на по-лекия слой под тежкия е нестабилно. В тази връзка натрупващият се материал се събира периодично в доста големи блокове, които плуват в горните слоеве. Размерът на такива образувания е около сто километра. Този материал е в основата на 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 блоковете от лек материал да се издигат в долната мантия по протежение на каналите. При 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 km. В хода на движението по такъв канал се получава силно нагряване на леки маси. В тази връзка веществото навлиза в мантията, като има достатъчно висока температура и значително по-малко тегло в сравнение с околните елементи.

Поради намалената плътност, лекият материал плува 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 се повишават 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 светлинните маси се случва на интервали от около 200 милиона години. В същото време проникване в горната мантия не се наблюдава навсякъде. В долния слой каналите са разположени на достатъчно голямо разстояние един от друг (до няколко хиляди километра).

Вдигане на боулдър

Както бе споменато по-горе, в тези зони, където в астеносферата се въвеждат големи маси от лек нагрят материал, се случва неговото частично топене и диференциране. В последния случай се отбелязва разделянето на компонентите и последващото им изкачване. Те бързо преминават през астеносферата. Когато стигнат до литосферата, скоростта им намалява. В някои области материята образува натрупвания от 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 куп има по-ниска плътност от нормалната мантия. Освен това има малък вискозитет на състава.

В процеса на навлизане в литосферата аномалната мантия доста бързо се разпределя по подметката. В същото време той измества по-плътната и по-малко загрята материя на астеносферата. В хода на движението аномалното натрупване запълва онези области, където подметката на платформата е в повдигнато състояние (капани), и обтича дълбоко потопени зони. В резултат на това в първия случай се забелязва изостатично повдигане. Над потопените зони кората остава стабилна.

Капани

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

Описание на процесите

В капана аномалният слой претърпява компресия с 1-2 километра по време на охлаждане. Кората, разположена отгоре, се потапя. В образуваното корито започват да се натрупват валежи. Тяхната тежест 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 при уплътняването на мантията в долната част на базалтовия слой в земната кора може да се наблюдава фазова трансформация на скалата в еклогит и гранат гранулит. Поради топлинния поток, напускащ аномалното вещество, горната мантия се нагрява и вискозитетът й намалява. В тази връзка се наблюдава постепенно изместване на нормалния клъстер.

Хоризонтални измествания

С образуването на издигания в процеса на достигане на аномалната мантия до земната кора 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 встрани. В резултат на това се образуват допълнителни напрежения. Те са свързани с различни видове движение на плочи 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 кората. Литосферата тук има много по-малка дебелина. В същото време аномалната мантия се разпространява в зоната на високо налягане - в двете посоки изпод билото. В същото време той доста лесно разбива кората на океана. Пукнатината е изпълнена с базалтова магма. Той от своя страна се разтопява от аномалната мантия. В процеса на втвърдяване на магмата се образува нова.Така нараства дъното.

Характеристики на процеса

Под средните хребети аномалната мантия има намален вискозитет поради повишени температури. Веществото е в състояние 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 към местата на потапяне. Ако тези зони са в един и същи океан, тогава процесът протича с относително висока скорост. Тази ситуация е типична днес за Тихия океан. Ако разширяването на дъното и потъването се случват в различни области, тогава континентът, разположен между тях, се отклонява в посоката, където 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 се разширява дъното, се намалява, ако няма компенсация за слягането 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, базирана на положението на мащабни хоризонтални премествания 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 на земната кора през 20-те години на миналия век като част от хипотезата за „континентален дрейф“, но тази хипотеза не получи подкрепа по това време. Едва през 60-те години на миналия век изследванията на океанското дъно дават безспорни 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 на 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 (разпространението) 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 зони на плочите са слабо сеизмични и се характеризират със слаба проява на ендогенни процеси.

Повече от 90% от земната повърхност пада върху 8 големи литосферни плочи:

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

Средни плочи: арабски (субконтинент), карибски, филипински, 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 движения на срязване.

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 разрив. Тези граници са ограничени до континенталните рифти и средноокеанските хребети в океанските басейни.

Терминът "разрив" (от англ. rift - процеп, пукнатина, процеп) се прилага за големи линейни структури с дълбок произход, образувани при разтягането на земната кора. По структура те са грабеноподобни структури.

Разломите 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 рифтове може да доведе до прекъсване на непрекъснатостта на континенталната кора и превръщането на този рифт в океански рифт (ако разширяването на рифта спре преди етапа на счупване на континенталната кора, то се запълва с утайки, превръщайки се в авлакоген).

Процесът на разширяване на плочите в зоните на океанските рифтове (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 мантийно вещество се нарича разпространение(от английски spread - разпространявам, разгръщам).

Структурата на средноокеанския хребет

В хода на разпръскването всеки импулс на разтягане е придружен от вливане на нова порция мантийни стопилки, които, докато се втвърдяват, натрупват ръбовете на плочите, отклоняващи се от оста MOR.

Именно в тези зони се образува млада океанска кора.

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

Подвеждане- процесът на подвеждане 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 континентална и океанска плоча естествено явление е подвеждането на океанската (по-тежка) плоча под ръба на континенталната; когато се сблъскат две океански, по-старата (тоест по-хладната и по-плътната) от тях потъва.

Зоните на субдукция имат характерна структура: техни типични елементи са дълбоководно корито – вулканична островна дъга – задъгов басейн. В зоната на огъване и подбутване на поглъщащата плоча се образува дълбоководен ров. Тъй като тази плоча потъва, тя започва да губи вода (която се намира в изобилие в седименти и минерали), като последната, както е известно, значително намалява температурата на топене на скалите, което води до образуването на центрове на топене, които захранват вулканите на островната дъга . В задната част на вулканична дъга обикновено се случва известно разширение, което определя образуването на задни дъга басейн. В зоната на заддъговия басейн разширението може да бъде толкова значително, че да доведе до разкъсване на плочавата кора и отваряне на басейна с океанска кора (т.нар. обратно-дъгов процес на разпространение).

Поглъщането на поглъщащата плоча в мантията се проследява от огнища на земетресения, които се появяват при контакта на плочите и вътре в поглъщащата плоча (която е по-студена и следователно по-крехка от околните скали на мантията). Тази сеизмична фокална 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 континенталните и океанските плочи е процесът отвличане– изтласкване на част от океанската литосфера върху ръба на континенталната плоча. Трябва да се подчертае, че по време на този процес океанската плоча се разслоява, като напредва само нейната горна 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 е в състояние да потъне в нея, процесът сблъсъци. По време на сблъсъка ръбовете на сблъскващите се континентални плочи се смачкват, смачкват и се образуват системи от големи тласъци, което води до нарастване на планински структури със сложна гънко-напорна структура. Класически пример за такъв процес е сблъсъкът на Индостанската плоча с Евразийската, придружен от нарастването на грандиозните планински системи на Хималаите и Тибет.

Модел на процеса на сблъсък

Процесът на сблъсък замества процеса на субдукция, завършвайки затварянето на океанския басейн. В същото време в началото на процеса на сблъсък, когато ръбовете на континентите вече са се приближили, сблъсъкът се комбинира с процеса на субдукция (останките от океанската кора продължават да потъват под ръба на континента).

Процесите на сблъсък се характеризират с мащабен регионален метаморфизъм и интрузивен гранитоиден магматизъм. Тези процеси водят до създаването на нова континентална кора (с типичния гранитно-гнесов слой).

Трансформирайте границитеса границите, по които възникват срязващи измествания на плочите.

Границите на литосферните плочи на Земята

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

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

5. Основната причина за движението на плочите е конвекция на мантия. , причинено от мантийни термогравитационни течения.

Източникът на енергия за тези течения е температурната разлика между централните райони на Земята и температурата на нейните близо 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 металната част се втурва към центъра, увеличавайки ядрото на планетата, а силикатната част е концентрирана в мантията, където допълнително претърпява диференциация.

Нагрятите скали 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 отдали част от топлината в приповърхностните зони. Този процес на пренос на топлина продължава 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 разположените върху нея плочи. Като цяло възходящите клони на конвективните клетки са разположени под зоните на дивергентни граници (MOR и континентални рифти), докато низходящите клони са разположени под зоните на конвергентните граници.

По този начин основната причина за движението на литосферните плочи е „влачене“ от конвективни течения.

Освен това върху плочите действат редица други фактори. По-специално, повърхността на астеносферата се оказва донякъде издигната над зоните на възходящи клони и по-спусната в зоните на слягане, което определя гравитационното „приплъзване“ на литосферната плоча, разположена върху наклонена пластмасова повърхност. Освен това има процеси на изтегляне на тежката студена океанска литосфера в зоните на субдукция в горещата и в резултат на това по-малко плътна астеносфера, както и хидравлично заклинване от базалти в зоните на MOR.

Фигура - Сили, действащи върху литосферните плочи.

Основните движещи сили на тектониката на плочите се прилагат към дъното на вътрешноплочовите части на литосферата: силата на съпротивление на мантията FDO под океаните и FDC под континентите, чийто размер зависи главно от скоростта на астеносферното течение и последният 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 изклинва, така че континентите изглеждат „седнали на земя“. Тъй като повечето от литосферните плочи на съвременната Земя включват както океански, така и континентални части, трябва да се очаква, че присъствието на континент в състава на плочата в общия случай трябва да „забави“ движението на цялата плоча. Така всъщност се случва (най-бързо се движат почти чисто океанските плочи Тихия океан, Кокос и Наска; най-бавно са евразийската, северноамериканската, южноамериканската, антарктическата и африканската, значителна част от чиято площ е заета от континенти). И накрая, при конвергентните граници на плочите, където тежките и студени ръбове на литосферните плочи (плочи) потъват в мантията, тяхната отрицателна плаваемост създава сила FNB(индекс в обозначението на силата - от англ негативно мнение). Действието на последното води до факта, че поглъщащата част на плочата потъва в астеносферата и издърпва цялата плоча заедно с нея, като по този начин увеличава скоростта на нейното движение. Очевидно силата FNBдейства епизодично и само при определени геодинамични условия, например в случаите на срутване на плочи, описани по-горе през участък от 670 км.

По този начин механизмите, които привеждат литосферните плочи в движение, могат условно да бъдат причислени към следните две групи: 1) свързани със силите на „плъзгане“ на мантията ( мантиен плъзгащ механизъм) прилага се върху всякакви точки на подметките на плочите, на фиг. 2.5.5 - сили FDOи FDC; 2) свързани със силите, приложени към ръбовете на плочите ( ръбов силов механизъм), 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 в мантията на Земята се развива двуклетъчна затвореноклетъчна мантийна конвекция (според модела на конвекция през мантия) или отделна конвекция в горната и долната мантия с натрупване на плочи под зони на субдукция (според двете -модел на ниво). Вероятните полюси на издигане на материята на мантия са разположени 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 - Източнотихоокеанското възход).

Екваторът на потъване на мантията следва приблизително непрекъсната верига от конвергентни граници на плочите по периферията на Тихия и източната част на Индийския океан.

Сегашният режим на мантийна конвекция, който започна преди около 200 милиона години с колапса на Пангея и даде началото на съвременните океани, в бъдеще ще бъде заменен от едноклетъчен режим (според модела на конвекция през мантията) или (според алтернативен модел) конвекцията ще стане през мантия поради срутване на плочи през участък от 670 км. 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 завъртане на триизмерно пространство има ос. По този начин въртенето може да бъде описано 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 допълнително се разпада. В резултат на разделянето на такъв суперконтинент Пангея, настъпило преди 200-150 милиона години, се образуват 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 (по W. Pitman и M. Talvani, 1972). Части от океанското дъно с различни възрастови интервали са подчертани в различни цветове; Цифрите показват възрастта в милиони години.

геофизични данни.

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

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

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

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

Причината за възникването на лентовите 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 на магнитното поле на Земята, но поради периодични обръщания на земното магнитно поле, изригналите базалти образуват ленти с различни посоки на намагнитване: директна (съвпада със съвременната посока на магнитното поле) и обратен.

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

Тектониката е клон от геологията, който изучава структурата на земната кора и движението на литосферните плочи. Но той е толкова многостранен, че играе значителна роля в много други геонауки. Тектониката се използва в архитектурата, геохимията, сеизмологията, при изучаването на вулкани и в много други области.

научна тектоника

Тектониката е сравнително млада наука, тя изучава движението на литосферните плочи. За първи път идеята за движение на плочите е изразена в теорията на континенталния дрейф от Алфред Вегенер през 20-те години на XX век. Но той получава своето развитие едва през 60-те години на XX век, след провеждане на проучвания на релефа на континентите и океанското дъно. Полученият материал ни позволи да хвърлим нов поглед върху съществуващите досега теории. Теорията на литосферните плочи се появява в резултат на развитието на идеите на теорията на континенталния дрейф, теорията на геосинклиналите и хипотезата за свиване.

Тектониката е наука, която изучава силата и природата на силите, които образуват планински вериги, смачкват скалите на гънки и разтягат земната кора. Той е в основата на всички геоложки процеси, протичащи на планетата.

договорна хипотеза

Хипотезата за свиване е изложена от геолога Ели дьо Бомон през 1829 г. на среща на Френската академия на науките. Той обяснява процесите на планинострояване и нагъване на земната кора под влияние на намаляване на обема на Земята поради охлаждане. Хипотезата се основава на идеите на Кант и Лаплас за първичното огнено-течно състояние на Земята и по-нататъшното й охлаждане. Следователно процесите на планинско изграждане и нагъване се обясняват като процеси на компресия на земната кора. В бъдеще, охлаждайки се, Земята намалява обема си и се смачква на гънки.

Тектониката на свиването, чието определение потвърди новата доктрина за геосинклинали, обясни неравномерната структура на земната кора, се превърна в солидна теоретична основа за по-нататъшното развитие на науката.

Теория на геосинклиналите

Съществува в края на 19-ти и началото на 20-ти век. Той обяснява тектонските процеси с циклични колебателни движения на земната кора.

Вниманието на геолозите беше привлечено от факта, че скалите могат да се появят както хоризонтално, така и разместени. Хоризонтално разположените скали бяха класифицирани като платформи, а дислоцираните скали бяха класифицирани като нагънати области.

Според теорията на геосинклиналите, в началния етап, поради активни тектонски процеси, настъпва отклонение и понижаване на земната кора. Този процес е придружен от отстраняване на утайки и образуване на дебел слой седиментни отлагания. Впоследствие настъпва процесът на изграждане на планина и появата на сгъване. Геосинклиналният режим се заменя с платформен режим, който се характеризира с незначителни тектонски движения с образуване на малка дебелина от седиментни скали. Последният етап е етапът на формирането на континента.

Геосинклиналната тектоника доминира в продължение на почти 100 години. Тогавашната геология изпитва липса на фактически материал и впоследствие натрупаните данни доведоха до създаването на нова теория.

Теория на литосферните плочи

Тектониката е едно от направленията в геологията, което е в основата на съвременната теория за движението на литосферните плочи.

Според теорията част от земната кора са литосферни плочи, които са в непрекъснато движение. Движението им е едно спрямо друго. В зоните на разтягане на земната кора (средноокеански хребети и континентални рифти) се образува нова океанска кора (зона на разпръскване). В зоните на потапяне на блокове от земната кора настъпва поглъщането на старата кора, както и потъването на океанската под континенталната (зона на субдукция). Теорията също така обяснява процесите на планинско строителство и вулканична дейност.

Глобалната тектоника на плочите включва такова ключово понятие като геодинамичната обстановка. Характеризира се с набор от геоложки процеси, в рамките на една и съща територия, в определено време. Същите геоложки процеси са характерни за една и съща геодинамична обстановка.

Структурата на земното кълбо

Тектониката е клон на геологията, който изучава структурата на планетата Земя. Земята в грубо приближение има формата на сплесен елипсоид и се състои от няколко обвивки (слоя).

Разграничават се следните слоеве:

1. Земната кора.
2. Мантия.
3. Ядро.

Земната кора е външният твърд слой на Земята, тя е отделена от мантията с граница, наречена повърхност на Мохорович.

Мантията от своя страна е разделена на горна и долна. Границата, разделяща слоевете на мантията, е слоят Голицин. Земната кора и горната част на мантията, чак до астеносферата, са земната литосфера.

Ядрото е центърът на земното кълбо, отделено от мантията с границата на Гутенберг. Разделя се на течно външно и твърдо вътрешно ядро, между тях има преходна зона.

Структурата на земната кора

Науката тектоника е пряко свързана със структурата на земната кора. Геологията изучава не само процесите, протичащи в недрата на Земята, но и нейната структура.

Земната кора е горната част на литосферата, тя е външното твърдо тяло, съставена е от скали с различен физичен и химичен състав. Според физикохимичните параметри има разделение на три слоя:

1. Базалт.
2. Гранит-гнейс.
3. Утаечен.

Има разделение и в структурата на земната кора. Има четири основни типа земна кора:

1. континентален.
2. океански.
3. субконтинентален.
4. субокеански.

Континенталната кора е представена и от трите слоя, дебелината й варира от 35 до 75 km. Горният, седиментен слой е широко развит, но като правило има малка дебелина. Следващият слой, гранит-гнейс, е с максимална дебелина. Третият слой, базалт, е изграден от метаморфни скали.

Представен е от два слоя - седиментарен и базалтов, дебелината му е 5-20 км.

Субконтиненталната кора, подобно на континенталната, се състои от три слоя. Разликата е, че дебелината на слоя гранит-гнейс в субконтиненталната кора е много по-малка. Този тип кора се намира на границата на континента с океана, в зоната на активен вулканизъм.

Субокеанската кора е близка до океанската. Разликата е, че дебелината на седиментния слой може да достигне 25 км. Този тип кора е ограничена до дълбоките предни части на земната кора (вътрешни морета).

литосферна плоча

Литосферните плочи са големи блокове от земната кора, които са част от литосферата. Плочите са в състояние да се движат една спрямо друга по горната част на мантията - астеносферата. Плочите са разделени една от друга с дълбоководни окопи, средноокеански хребети и планински системи. Характерна особеност на литосферните плочи е, че те са в състояние да поддържат твърдост, форма и структура за дълго време.

Тектониката на Земята предполага, че литосферните плочи са в постоянно движение. С течение на времето те променят контура си - могат да се разделят или да растат заедно. Към днешна дата са идентифицирани 14 големи литосферни плочи.

Тектоника на плочите

Процесът, който формира облика на Земята, е пряко свързан с тектониката на литосферните плочи. Тектониката на света предполага, че има движение не на континенти, а на литосферни плочи. Сблъсквайки се един с друг, те образуват планински вериги или дълбоки океански депресии. Земетресенията и вулканичните изригвания са резултат от движението на литосферните плочи. Активната геоложка дейност е ограничена главно до ръбовете на тези формации.

Движението на литосферните плочи е регистрирано с помощта на спътници, но естеството и механизмът на този процес все още е загадка.

В океаните процесите на разрушаване и натрупване на утайки са бавни, така че тектонските движения са добре отразени в релефа. Долният релеф е със сложна разчленена структура. Образувани в резултат на вертикални движения на земната кора и се разграничават структури, получени поради хоризонтални движения.

Структурите на морското дъно включват форми на релефа като абисални равнини, океански басейни и средноокеански хребети. В зоната на басейните, като правило, се наблюдава спокойна тектонична ситуация, в зоната на средноокеанските хребети се забелязва тектонична активност на земната кора.

Океанската тектоника също включва структури като дълбоководни окопи, океански планини и гийоти.

Причинява преместване на плочите

Движещата геоложка сила е тектониката на света. Основната причина за движението на плочите е мантийната конвекция, която се създава от топлинните гравитационни течения в мантията. Това се дължи на температурната разлика между повърхността и центъра на Земята. Вътре скалите се нагряват, разширяват се и намаляват по плътност. Леките фракции започват да плуват, а на тяхно място потъват студени и тежки маси. Процесът на пренос на топлина е непрекъснат.

Редица други фактори също влияят върху движението на плочите. Например, астеносферата в зоните на възходящите потоци е издигната, а в зоните на потапяне е понижена. Така се образува наклонена равнина и протича процесът на "гравитационно" плъзгане на литосферната плоча. Влияние оказват и зоните на субдукция, където студената и тежка океанска кора се изтегля под горещата континентална.

Дебелината на астеносферата под континентите е много по-малка, а вискозитетът е по-голям, отколкото под океаните. Под древните части на континентите астеносферата практически отсъства, така че на тези места те не се движат и остават на място. И тъй като литосферната плоча включва както континентална, така и океанска част, наличието на древна континентална част ще възпрепятства движението на плочата. Движението на чисто океанските плочи е по-бързо от смесените и още повече континентални.

Има много механизми, които привеждат плочите в движение, те могат условно да бъдат разделени на две групи:

Съвкупността от процеси на движещи сили отразява като цяло геодинамичния процес, който обхваща всички слоеве на Земята.

Архитектура и тектоника

Тектониката не е само чисто геоложка наука, свързана с процесите, протичащи в недрата на Земята. Използва се и в ежедневието. По-специално, тектониката се използва в архитектурата и строителството на всякакви структури, било то сгради, мостове или подземни конструкции. Тук влизат в действие законите на механиката. В този случай под тектоника се разбира степента на здравина и стабилност на конструкцията в дадена конкретна област.

Теорията на литосферните плочи не обяснява връзката между движенията на плочите и дълбоките процеси. Нуждаем се от теория, която да обясни не само структурата и движението на литосферните плочи, но и процесите, протичащи вътре в Земята. Развитието на такава теория е свързано с обединяването на такива специалисти като геолози, геофизици, географи, физици, математици, химици и много други.

Тектоника на плочите

Определение 1

Тектоничната плоча е движеща се част от литосферата, която се движи по астеносферата като относително твърд блок.

Забележка 1

Тектониката на плочите е науката, която изучава структурата и динамиката на земната повърхност. Установено е, че горната динамична зона на Земята е фрагментирана на плочи, движещи се по астеносферата. Тектониката на плочите описва посоката, в която се движат литосферните плочи, както и особеностите на тяхното взаимодействие.

Цялата литосфера е разделена на по-големи и по-малки плочи. По ръбовете на плочите се проявява тектонска, вулканична и сеизмична активност, което води до образуването на големи планински басейни. Тектоничните движения могат да променят релефа на планетата. На мястото на тяхното свързване се образуват планини и хълмове, на местата на разминаване се образуват вдлъбнатини и пукнатини в земята.

В момента движението на тектоничните плочи продължава.

Движение на тектонските плочи

Литосферните плочи се движат една спрямо друга със средна скорост от 2,5 cm годишно. При движение плочите си взаимодействат помежду си, особено по границите, причинявайки значителни деформации в земната кора.

В резултат на взаимодействието на тектоничните плочи се образуват масивни планински вериги и свързаните с тях разломни системи (например Хималаите, Пиренеите, Алпите, Урал, Атлас, Апалачите, Апенините, Андите, Сан Андреас система за повреди и др.).

Триенето между плочите причинява повечето земетресения на планетата, вулканична активност и образуването на океански ями.

Съставът на тектонските плочи включва два вида литосфера: континентална кора и океанска кора.

Тектоничната плоча може да бъде от три вида:

• континентална плоча,
• океанска плоча,
• смесена дъска.

Теории за движението на тектонските плочи

При изучаването на движението на тектоничните плочи особена заслуга принадлежи на А. Вегенер, който предполага, че Африка и източната част на Южна Америка са били преди това един континент. Въпреки това, след прекъсването, случило се преди много милиони години, части от земната кора започнаха да се изместват.

Според хипотезата на Вегенер върху пластичната астеносфера са разположени тектонски платформи с различни маси и твърди структури. Те бяха в нестабилно състояние и се движеха през цялото време, в резултат на което се сблъскаха, влязоха един в друг и се образуваха зони на разделяне на плочи и фуги. На местата на сблъсъка се образуваха райони с повишена тектонска активност, образуваха се планини, изригваха вулкани и настъпваха земетресения. Изместването става със скорост до 18 см годишно. Магмата е проникнала в разломите от дълбоките слоеве на литосферата.

Някои изследователи смятат, че магмата, която излезе на повърхността, постепенно се охлади и образува нова дънна структура. Неизползваната земна кора под въздействието на плочите потъва в недрата и отново се превръща в магма.

Изследванията на Вегенер засегнаха процесите на вулканизъм, изучаването на разтягането на повърхността на океанското дъно, както и вътрешната структура на земята с вискозна течност. Трудовете на А. Вегенер станаха основата за развитието на теорията за тектониката на литосферните плочи.

Изследванията на Шмелинг доказаха съществуването на конвективно движение вътре в мантията и водещо до движението на литосферните плочи. Ученият смята, че основната причина за движението на тектонските плочи е термичната конвекция в мантията на планетата, при която долните слоеве на земната кора се нагряват и издигат, а горните слоеве се охлаждат и постепенно се спускат.

Основната позиция в теорията на тектониката на плочите се заема от концепцията за геодинамична обстановка, характерна структура с определено съотношение на тектонски плочи. В една и съща геодинамична обстановка се наблюдават един и същи тип магматични, тектонски, геохимични и сеизмични процеси.

Теорията на тектониката на плочите не обяснява напълно връзката между движенията на плочите и процесите, протичащи в дълбините на планетата. Необходима е теория, която би могла да опише вътрешната структура на самата земя, процесите, протичащи в нейните дълбини.

Условия на съвременната тектоника на плочите:

• горната част на земната кора включва литосферата, която има крехка структура, и астеносферата, която има пластична структура;
• основната причина за движението на плочата е конвекцията в астеносферата;
• съвременната литосфера се състои от осем големи тектонски плочи, около десет средни плочи и много малки;
• малки тектонски плочи са разположени между големите;
• магматичната, тектонската и сеизмичната активност са концентрирани по границите на плочите;
• движението на тектоничните плочи се подчинява на теоремата за въртене на Ойлер.

Видове движения на тектонските плочи

Има различни видове движения на тектонските плочи:

• разнопосочно движение - две плочи се разминават и между тях се образува подводна планинска верига или пропаст в земята;
• конвергентно движение - две плочи се събират и по-тънка плоча се движи под по-голяма плоча, което води до образуването на планински вериги;
• плъзгащо движение - плочите се движат в противоположни посоки.

В зависимост от вида на движение се разграничават дивергентни, конвергентни и плъзгащи се тектонски плочи.

Сближаването води до субдукция (една плоча е върху друга) или до сблъсък (две плочи се смачкват и се образуват планински вериги).

Дивергенцията води до спрединг (разминаване на плочите и образуване на океански хребети) и рифтинг (образуване на разрив в континенталната кора).

Трансформационният тип движение на тектоничните плочи предполага тяхното движение по разлома.

Фигура 1. Видове движения на тектонските плочи. Author24 - онлайн обмен на студентски доклади