Plaatide kokkupõrge. Mille kohta tektoonika on teadus? globaalne tektoonika

Vastavalt kaasaegsele teooriad litosfääri plaadid kogu litosfäär on jaotatud eraldiseisvateks plokkideks kitsaste ja aktiivsete tsoonide - sügavate murrangute - poolt, mis liiguvad ülemise vahevöö plastilises kihis üksteise suhtes kiirusega 2-3 cm aastas. Neid plokke nimetatakse litosfääri plaadid.

Litosfääriplaatide eripäraks on nende jäikus ja võime selle puudumisel välismõjud kaua aega salvestada muutumatul kujul ja ehitamine.

Litosfääri plaadid on liikuvad. Nende liikumine piki astenosfääri pinda toimub vahevöö konvektiivvoolude mõjul. Eraldi litosfääriplaadid võivad üksteise suhtes lahkneda, läheneda või libiseda. Esimesel juhul tekivad plaatide vahele pingetsoonid, millel on plaatide piirjoontel praod, teisel juhul survetsoonid, millega kaasneb ühe plaadi tõukejõud teisele (tõukejõud - obduktsioon; allatõuge - subduktsioon), kolmandal juhul - nihkealad - vead, mida mööda naaberplaatide libisemine toimub.

Lähenemiskohtades kontinentaalsed plaadid toimub nende kokkupõrge, moodustuvad mägede vööd. Nii tekkis see näiteks Euraasia ja Indo-Austraalia plaatide piiril mägisüsteem Himaalaja (joon. 1).

Riis. 1. Mandri litosfääri plaatide kokkupõrge

Mandri- ja ookeanilaama vastasmõjul liigub ookeanilise maakoorega plaat mandrilise maakoorega plaadi alla (joonis 2).

Riis. 2. Mandri ja ookeani litosfääri plaatide kokkupõrge

Mandri- ja ookeaniliste litosfääriplaatide kokkupõrke tagajärjel tekivad süvamerekraavid ja saarekaared.

Litosfääri plaatide lahknemine ja selle tulemusena ookeanilist tüüpi maakoore moodustumine on näidatud joonisel fig. 3.

Ookeani keskaheliku aksiaalvööndeid iseloomustavad lõhed(inglise keelest. lõhe- lõhe, pragu, murd) - suur lineaarne tektooniline struktuur sadade, tuhandete, kümnete ja mõnikord sadade kilomeetrite laiune maapõue, mis tekkis peamiselt maakoore horisontaalsel venitamisel (joon. 4). Väga suuri lõhesid nimetatakse lõhenenud rihmad, tsoonid või süsteemid.

Kuna litosfääriplaat on üks plaat, on selle kõik vead seismilise aktiivsuse ja vulkanismi allikaks. Need allikad on koondunud suhteliselt kitsastesse tsoonidesse, mida mööda toimuvad külgnevate plaatide vastastikused nihked ja hõõrdumised. Neid tsoone nimetatakse seismilised vööd. Rifid, ookeani keskahelikud ja süvamere kaevikud on Maa liikuvad alad ja asuvad litosfääriplaatide piiridel. See näitab, et maakoore moodustumise protsess neis vööndites on praegu väga intensiivne.

Riis. 3. Litosfääri plaatide lahknemine tsoonis nano-ookeanilise seljandiku vahel

Riis. 4. Riftide tekkimise skeem

Enamik litosfääri plaatide rikkeid on ookeanide põhjas, kus Maakoorõhem, kuid neid leidub ka maismaal. Suurim maismaamurd asub Ida-Aafrikas. See ulatus 4000 km pikkuseks. Selle rikke laius on 80-120 km.

Praegu saab eristada seitset suurimat plaati (joon. 5). Neist pindalalt suurim on Vaikse ookeani piirkond, mis koosneb täielikult ookeanilisest litosfäärist. Reeglina nimetatakse Nazca plaati ka suureks, mis on mõõtudelt mitu korda väiksem kui iga seitsmest suurimast. Samal ajal viitavad teadlased, et tegelikult on Nazca plaat palju suurem, kui me seda kaardil näeme (vt joonis 5), kuna märkimisväärne osa sellest läks naaberplaatide alla. Ka see plaat koosneb ainult ookeanilisest litosfäärist.

Riis. 5. Maa litosfääri plaadid

Laama näide, mis hõlmab nii mandri- kui ka ookeanilitosfääri, on näiteks Indo-Austraalia litosfääri plaat. Araabia laam koosneb peaaegu täielikult mandri litosfäärist.

Litosfääri plaatide teooria on oluline. Esiteks võib see selgitada, miks mõnel pool Maal asuvad mäed ja mõnes kohas tasandikud. Litosfääri plaatide teooria abil on võimalik seletada ja ennustada plaatide piiridel toimuvaid katastroofilisi nähtusi.

Riis. 6. Mandrite piirjooned tunduvad tõesti ühilduvad

Mandrite triivi teooria

Litosfääri plaatide teooria pärineb mandrite triivi teooriast. Veel 19. sajandil paljud geograafid märkisid, et kaarti vaadates on näha, et Aafrika rannikud ja Lõuna-Ameerika lähenedes tunduvad need ühilduvad (joonis 6).

Mandrite liikumise hüpoteesi tekkimine on seotud saksa teadlase nimega Alfred Wegener(1880-1930) (joon. 7), kes selle idee kõige täiuslikumalt arendas.

Wegener kirjutas: „Aastal 1910 tekkis mul idee mandrite teisaldamisest esimest korda... kui mind rabas mõlemal pool asuvate rannikukontuuride sarnasus. Atlandi ookean". Ta oletas, et varapaleosoikumis oli Maal kaks suurt mandrit – Laurasia ja Gondwana.

Laurasia – oli küll mandri põhjaosa, mis hõlmas territooriume kaasaegne Euroopa, Aasia ilma India ja Põhja-Ameerikata. mandri lõunaosa— Gondwana ühines kaasaegsed territooriumid Lõuna-Ameerika, Aafrika, Antarktika, Austraalia ja Hindustan.

Gondwana ja Laurasia vahel oli esimene meri – Tethys, nagu tohutu laht. Ülejäänud osa Maa ruumist hõivas Panthalassa ookean.

Umbes 200 miljonit aastat tagasi liideti Gondwana ja Laurasia üheks mandriks – Pangeaks (Pan – universaalne, Ge – maa) (joonis 8).

Riis. 8. Pangaea mandriosa olemasolu (valge - maa, täpid - madal meri)

Umbes 180 miljonit aastat tagasi hakati Pangea mandriosa taas jagunema koostisosadeks, mis meie planeedi pinnal segunesid. Jagamine toimus järgmiselt: esmalt ilmusid uuesti Laurasia ja Gondwana, seejärel jagunes Laurasia ja seejärel läks lahku ka Gondwana. Pangaea osade lõhenemise ja lahknemise tõttu tekkisid ookeanid. Noori ookeane võib pidada Atlandi ookeaniks ja India ookeaniks; vana - vaikne. põhjamaine arktiline Ookean isoleeriti koos maamassi suurenemisega põhjapoolkeral.

Riis. 9. Mandrite triivi asukoht ja suunad kriidiajastul 180 miljonit aastat tagasi

A. Wegener leidis palju tõendeid Maa ühe kontinendi olemasolu kohta. Eriti veenev tundus talle iidsete loomade - lehtsauruste - jäänuste olemasolu Aafrikas ja Lõuna-Ameerikas. Need olid väikeste jõehobudega sarnased roomajad, kes elasid ainult mageveehoidlates. Niisiis, ujuda tohutuid vahemaid soolasel teel merevesi nad ei saanud. Ta leidis sarnaseid tõendeid taimemaailmast.

Huvi mandrite liikumise hüpoteesi vastu XX sajandi 30ndatel. vähenes veidi, kuid taaselustus 60ndatel, kui ookeanipõhja reljeefi ja geoloogia uuringute tulemusena saadi andmeid, mis viitavad ookeanilise maakoore paisumise (levitamise) protsessidele ja mõnede piirkondade “sukeldumisele”. koore osad teiste all (subduktsioon).

Litosfääri on kahte tüüpi. Ookeanilises litosfääris on ookeaniline maakoor umbes 6 km paksune. Seda katab enamasti meri. Mandrilitosfääri katab mandriline maakoor, mille paksus on 35–70 km. Enamasti ulatub see koor väljapoole, moodustades maa.

Plaadid

Kivid ja mineraalid

liikuvad plaadid

Maakoore plaadid liiguvad pidevalt erinevates suundades, kuigi väga aeglaselt. Nende keskmine liikumiskiirus on 5 cm aastas. Teie küüned kasvavad umbes sama kiirusega. Kuna kõik plaadid on üksteisega tihedalt külgnevad, mõjutab nende liikumine ümbritsevaid plaate, põhjustades nende järkjärgulist liikumist. Plaadid võivad liikuda erineval viisil, mida on näha nende piiridel, kuid plaatide liikumist põhjustavad põhjused on teadlastele siiani teadmata. Ilmselt ei pruugi sellel protsessil olla algust ega lõppu. Sellegipoolest väidavad mõned teooriad, et ühte tüüpi plaatide liikumine võib olla nii-öelda "esmane" ja sellest tulenevalt on kõik teised plaadid juba liikuma pandud.

Üks plaadi liikumise tüüp on ühe plaadi "sukeldumine" teise alla. Mõned teadlased usuvad, et just seda tüüpi liigutused põhjustavad kõik muud plaadi liikumised. Mõnel piiril kahe plaadi vahelt pinnale tungiv sula kivim kõveneb piki nende servi, lükates need plaadid lahku. See protsess võib põhjustada ka kõigi teiste plaatide liikumist. Samuti arvatakse, et lisaks esmasele tõukele stimuleerivad plaatide liikumist mantlis ringlevad hiiglaslikud soojusvood (vt artiklit "").

triivivad mandrid

Teadlased usuvad, et alates esmase maakoore tekkest on plaatide liikumine muutnud mandrite ja ookeanide asukohta, kuju ja suurust. Seda protsessi on kutsutud tektoonika plaadid. On antud erinevaid tõendeid see teooria. Näiteks mandrite, nagu Lõuna-Ameerika ja Aafrika, piirjooned näevad välja, nagu oleksid nad kunagi moodustanud ühtse terviku. Kahtlemata sarnasusi leiti ka mõlema kontinendi iidseid mäeahelikke moodustavate kivimite struktuuris ja vanuses.

1. Teadlaste sõnul olid praegu Lõuna-Ameerikat ja Aafrikat moodustavad maamassid omavahel seotud enam kui 200 miljonit aastat tagasi.

2. Ilmselt laienes Atlandi ookeani põhi järk-järgult, kui plaatide piiridele tekkis uus kivim.

3. Nüüd kaugenevad Lõuna-Ameerika ja Aafrika plaatide liikumise tõttu üksteisest umbes 3,5 cm aastas.

Iseloomulik geoloogiline struktuur kindla plaatide vahekorraga. Samas geodünaamilises keskkonnas toimuvad sama tüüpi tektoonilised, magmaatilised, seismilised ja geokeemilised protsessid.

Teooria ajalugu

20. sajandi alguse teoreetilise geoloogia aluseks oli kokkutõmbumise hüpotees. Maa jahtub nagu küpsetatud õun ja sellele tekivad mäeahelike kujul kortsud. Neid ideid arendas geosünkliinide teooria, mis loodi volditud moodustiste uurimise põhjal. Selle teooria sõnastas James Dana, kes lisas kontraktsioonihüpoteesile isostaasi põhimõtte. Selle kontseptsiooni kohaselt koosneb Maa graniidist (mandritest) ja basaltidest (ookeanidest). Kui Maa on ookeanides-lookides kokku surutud, tekivad tangentsiaalsed jõud, mis avaldavad survet mandritele. Viimased tõusevad mäeahelikud ja siis kokku kukkuda. Hävitamise tulemusena saadud materjal ladestub süvenditesse.

Lisaks hakkas Wegener otsima geofüüsikalisi ja geodeetilisi tõendeid. Kuid sel ajal ei olnud nende teaduste tase fikseerimiseks piisav kaasaegne liikumine mandritel. 1930. aastal suri Wegener ekspeditsioonil Gröönimaale, kuid juba enne surma teadis ta, et teadusringkonnad ei aktsepteeri tema teooriat.

Esialgu mandrite triivi teooria võeti vastu teadusringkond positiivselt, kuid 1922. aastal kritiseeris teda mitu tuntud asjatundjat korraga. Peamine argument teooria vastu oli küsimus jõust, mis plaate liigutab. Wegener uskus, et mandrid liiguvad piki ookeanipõhja basalte, kuid see nõudis tohutut pingutust ja selle jõu allikat ei osanud keegi nimetada. Laamade liikumise allikana pakuti välja Coriolise jõud, loodete nähtused ja mõned teised, kuid kõige lihtsamad arvutused näitasid, et neist kõigist tohutute mandriplokkide liigutamiseks absoluutselt ei piisa.

Wegeneri teooria kriitikud seadsid esiplaanile küsimuse mandreid liigutava jõu kohta ja jätsid tähelepanuta kõik paljud faktid, mis teooriat tingimusteta kinnitasid. Tegelikult leidsid nad ainsa küsimuse, milles uus kontseptsioon oli jõuetu ja konstruktiivne kriitika lükkas peamised tõendid tagasi. Pärast Alfred Wegeneri surma loobuti mandrite triivi teooriast, võttes arvesse ääreteaduse staatust, ja valdav enamus uuringuid tehti jätkuvalt geosünkliinide teooria raames. Tõsi, ta pidi otsima selgitusi ka mandritel loomade asustamise ajaloole. Selleks leiutati maasillad, mis ühendasid kontinente, kuid sukeldusid meresügavustesse. See oli järjekordne Atlantise legendi sünd. Väärib märkimist, et mõned teadlased ei tunnustanud maailma võimude otsust ja jätkasid mandrite liikumise kohta tõendite otsimist. Nii du Toit Aleksander du Toit) selgitas Himaalaja mägede teket Hindustani ja Euraasia laama kokkupõrkega.

Fiksistide loid võitlus, nagu nimetati märkimisväärsete horisontaalsete liikumiste puudumise pooldajaid, ja mobilistide, kes väitsid, et mandrid liiguvad, uus jõud lahvatas 1960. aastatel, kui ookeanide põhja uurimise tulemusel leiti võtmed Maaks nimetatud “masina” mõistmiseks.

1960. aastate alguseks koostati maailmaookeani põhja topograafiakaart, millest selgus, et ookeanide keskosas paiknevad ookeani keskahelikud, mis kerkivad 1,5-2 km kõrgusele setetega kaetud kuristiktasandike kohal. Need andmed võimaldasid R. Dietzil (Inglise)vene keel ja G. Hess (Inglise)vene keel aastal -1963 esitas leviva hüpoteesi. Selle hüpoteesi kohaselt toimub konvektsioon vahevöös kiirusega umbes 1 cm/aastas. Konvektsioonirakkude tõusvad harud kannavad ookeani keskaheliku alla mantlimaterjali, mis uuendab ookeanipõhja mäeharja teljesuunalises osas iga 300-400 aasta järel. Mandrid ei hõlju ookeanilisel maakoorel, vaid liiguvad mööda vahevöö, olles passiivselt "jootnud" litosfääri plaatidesse. Levitamise kontseptsiooni kohaselt on ookeanibasseinid ebastabiilsed struktuurid, samas kui mandrid on stabiilsed.

Ookeanipõhja vanus (punane värvus vastab noorele maakoorele)

See sama liikumapanev jõud(kõrguse vahe) määrab maakoore elastse horisontaalse kokkusurumise astme voolu viskoosse hõõrdejõu toimel vastu maakoort. Selle kokkusurumise ulatus on vahevöö voolu tõusvas piirkonnas väike ja suureneb, kui see läheneb voolu langevale kohale (survepinge ülekandumise tõttu läbi liikumatu tahke maakoore suunas tõusukohast tõusukohta vooluga laskumine). Üle laskuva voolu on survejõud maakoores nii suur, et aeg-ajalt ületatakse maakoore tugevust (väikseima tugevuse ja suurima pinge piirkonnas), tekib mitteelastne (plastne, rabe) deformatsioon. maakoorest tekib - maavärin. Samal ajal pressitakse maakoore deformatsiooni kohast välja terved mäeahelikud, näiteks Himaalaja (mitmes etapis).

Plastilise (habeda) deformatsiooni korral väheneb selles pinge väga kiiresti (maavärina ajal maakoore nihkumise kiirusega) - survejõud maavärina allikas ja selle ümbruses. Kuid kohe pärast mitteelastse deformatsiooni lõppu jätkub maavärina poolt katkestatud pinge (elastne deformatsioon) väga aeglane suurenemine viskoosse vahevöö voolu väga aeglase liikumise tõttu, alustades järgmise maavärina ettevalmistamise tsüklit.

Seega on plaatide liikumine väga viskoosse magma poolt Maa keskosadest lähtuva soojusülekande tagajärg. Sel juhul muundatakse osa soojusenergiast mehaaniline töö hõõrdejõudude ületamiseks ning osa maapõuest läbinud kiirgub ümbritsevasse ruumi. Seega on meie planeet teatud mõttes soojusmasin.

Maa sisemuse kõrge temperatuuri põhjuste kohta on mitmeid hüpoteese. 20. sajandi alguses oli populaarne hüpotees selle energia radioaktiivsest olemusest. Seda näisid kinnitavat hinnangud ülemise maakoore koostise kohta, mis näitasid väga märkimisväärseid uraani, kaaliumi ja teiste radioaktiivsete elementide kontsentratsioone, kuid hiljem selgus, et maakoore kivimite radioaktiivsete elementide sisaldus on täiesti ebapiisav. et tagada sügavkuumuse jälgitav vool. Ja radioaktiivsete elementide sisaldus maapõuealuses aines (koostises, mis on lähedases ookeanipõhja basaltidele), võib öelda, on tühine. See aga ei välista planeedi keskpiirkondades soojust tekitavate raskete radioaktiivsete elementide piisavalt suurt sisaldust.

Teine mudel seletab kuumutamist Maa keemilise diferentseerumisega. Algselt oli planeet silikaat- ja metalliainete segu. Kuid samaaegselt planeedi tekkega, selle diferentseerumisega üksikud kestad. Tihedam metallosa tormas planeedi keskmesse ja silikaadid koondusid ülemistesse kestadesse. Kus potentsiaalne energia süsteemid vähenesid ja muutusid soojusenergiaks.

Teised teadlased usuvad, et planeedi kuumenemine toimus meteoriitide kokkupõrgete tagajärjel tekkiva planeedi pinnale. taevakeha. See seletus on kaheldav - akretsiooni käigus eraldus soojust praktiliselt pinnale, kust see kergesti kosmosesse pääses, mitte aga Maa keskosadesse.

Sekundaarsed jõud

Plaatide liikumistes mängib määravat rolli termokonvektsioonist tekkiv viskoosne hõõrdejõud, kuid lisaks sellele mõjuvad plaatidele ka teised väiksemad, aga ka tähtsad jõud. Need on Archimedese jõud, mis tagavad kergema koore hõljumise raskema vahevöö pinnal. Loodete jõud, mis on tingitud Kuu ja Päikese gravitatsioonilisest mõjust (erinevus nende gravitatsioonilises mõjus Maa punktidele, mis asuvad neist erineval kaugusel). Nüüd on Kuu külgetõmbejõust tingitud loodete "küür" Maal keskmiselt umbes 36 cm. Varem oli Kuu lähemal ja see oli laiaulatuslik, vahevöö deformatsioon viib selle kuumenemiseni. Näiteks Iol (Jupiteri kuu) vaadeldud vulkanism on põhjustatud just nendest jõududest - loode Iol on umbes 120 m Ja ka muutusest tulenevad jõud atmosfääri rõhk erinevatesse valdkondadesse maa pind- atmosfäärirõhu jõud muutuvad üsna sageli 3%, mis võrdub pideva veekihiga paksusega 0,3 m (või graniidiga, mille paksus on vähemalt 10 cm). Veelgi enam, see muutus võib toimuda sadade kilomeetrite laiuses vööndis, samas kui loodete jõudude muutus toimub sujuvamalt - tuhandete kilomeetrite kaugusel.

Erinevad või plaatide eralduspiirid

Need on piirid sisse liikuvate plaatide vahel vastasküljed. Maa reljeefis väljenduvad need piirid lõhedega, neis valitsevad tõmbedeformatsioonid, maakoore paksus väheneb, soojusvool on maksimaalne, tekib aktiivne vulkanism. Kui mandril tekib selline piir, siis tekib mandrilõhe, mis võib hiljem muutuda ookeaniliseks basseiniks, mille keskmes on ookeanilõhe. Ookeanilistes lõhedes tekib levimise tagajärjel uus ookeaniline maakoor.

ookeanilõhed

Ookeani keskharja ehituse skeem

Ookeanilisel maakoorel on lõhed piiratud ookeani keskosade keskosadega. Nad moodustavad uue ookeanilise maakoore. Nende kogupikkus on üle 60 tuhande kilomeetri. Paljud neist piirduvad nendega, mis kannavad olulise osa sügavast kuumusest ja lahustunud elementidest ookeani. Kõrge temperatuuriga allikaid nimetatakse mustadeks suitsetajateks, nendega seostatakse märkimisväärseid värviliste metallide varusid.

mandrilõhed

Mandri jagunemine osadeks algab lõhe tekkimisega. Maakoor õheneb ja liigub lahku, algab magmatism. Moodustub umbes sadade meetrite sügavusega pikendatud lineaarne süvend, mida piirab rida tavalisi rikkeid. Pärast seda on võimalik kaks stsenaariumi: kas lõhe laienemine peatub ja see täitub settekivimitega, muutudes aulakogeeniks või mandrid jätkavad üksteisest eemaldumist ja nende vahel, juba tüüpilistes ookeanilistes lõhedes, hakkab moodustuma ookeaniline maakoor. .

koonduvad piirid

Konvergentsed piirid on piirid, kus plaadid põrkuvad. Võimalikud on kolm võimalust (koonduv plaadipiir):

Mandri plaat ookeaniga. Ookeaniline maakoor on tihedam kui mandriline maakoor ja subdukteerub mandri all subduktsioonivööndis.
Ookeaniline plaat ookeaniga. Sel juhul roomab üks plaatidest teise alla ja tekib ka subduktsioonitsoon, mille kohale tekib saarekaar.
Mandriplaat koos mandriga. Toimub kokkupõrge, ilmub võimas volditud ala. Klassikaline näide on Himaalaja.

Harvadel juhtudel toimub ookeanilise maakoore tõukejõud mandrile - obduktsioon. Selle protsessi kaudu on tekkinud Küprose, Uus-Kaledoonia, Omaani jt ofioliitid.

Subduktsioonivööndites neeldub ookeaniline maakoor ja seeläbi kompenseeritakse selle ilmumine ookeani keskahelikele. Neis toimuvad erakordselt keerulised maakoore ja vahevöö vastastikmõju protsessid. Seega võib ookeaniline maakoor tõmmata vahevöö sisse mandrilise maakoore plokke, mis nende väikese tiheduse tõttu maakoore tagasi kaevatakse. Nii tekivad ülikõrgrõhkkonna metamorfsed kompleksid, mis on tänapäeva geoloogilise uurimistöö üks populaarsemaid objekte.

Enamus kaasaegsed tsoonid subduktsioonid asuvad Vaikse ookeani äärealadel, moodustades Vaikse ookeani tulerõnga. Laamide konvergentsi tsoonis toimuvaid protsesse peetakse geoloogias üheks kõige keerulisemaks. See segab plokke. erinevat päritolu, moodustades uue mandrilise maakoore.

Aktiivsed mandri marginaalid

Aktiivne mandri marginaal

Aktiivne mandri piir tekib seal, kus ookeaniline maakoor vajub mandri alla. Lõuna-Ameerika läänerannikut peetakse selle geodünaamilise seadistuse standardiks, seda nimetatakse sageli Andide mandri marginaali tüüp. Mandri aktiivset piiri iseloomustavad arvukad vulkaanid ja võimas magmatism üldiselt. Suladel on kolm komponenti: ookeaniline maakoor, selle kohal olev vahevöö ja mandrilise maakoore alumised osad.

Aktiivse mandriserva all toimub ookeani- ja mandrilaamade vahel aktiivne mehaaniline interaktsioon. Olenevalt ookeanilise maakoore kiirusest, vanusest ja paksusest on võimalikud mitmed tasakaalustsenaariumid. Kui plaat liigub aeglaselt ja on suhteliselt väikese paksusega, siis kraabib kontinent sellelt settekatte maha. Settekivimid purustatakse intensiivseteks voltideks, moonduvad ja muutuvad mandri maakoore osaks. Saadud struktuuri nimetatakse akretsioonikiil. Kui subduktsiooniplaadi kiirus on suur ja settekate õhuke, siis ookeaniline maakoor kustutab mandri põhja ja tõmbab selle vahevöösse.

saarekaared

saare kaar

Saarekaared on vulkaaniliste saarte ahelad subduktsioonivööndi kohal, mis tekivad seal, kus ookeanilaam subdukteerub teise ookeaniplaadi alla. Tüüpilisteks tänapäevasteks saarekaaredeks võib nimetada Aleuudi, Kuriili, Mariaani saari ja paljusid teisi saarestikke. Jaapani saari nimetatakse sageli ka saarekaareks, kuid nende vundament on väga iidne ja tegelikult on need moodustunud mitmest erineva aja saarekaare kompleksist, nii et Jaapani saared on mikrokontinent.

Saarte kaared tekivad kahe ookeanilaama põrkumisel. Sel juhul on üks plaatidest allosas ja imendub vahevöö sisse. Ülemisel plaadil tekivad saarekaare vulkaanid. Saarekaare kumer pool on suunatud neelduva plaadi poole. Sellel küljel on süvaveekraav ja eeskaare süvend.

Saarekaare taga on tagasikaare bassein ( tüüpilised näited: Okhotski meri, Lõuna-Hiina meri jne), kus võib esineda ka levikut.

Mandrite kokkupõrge

Mandriplaatide kokkupõrge toob kaasa maakoore kokkuvarisemise ja mäeahelike moodustumise. Kokkupõrke näide on Alpide-Himaalaja mäestikuvöönd, mis tekkis Tethyse ookeani sulgemisel ning kokkupõrkel Hindustani ja Aafrika Euraasia laamaga. Selle tulemusena suureneb oluliselt maakoore paksus, Himaalaja all on see 70 km. See on ebastabiilne struktuur, seda hävitab intensiivselt pinna- ja tektooniline erosioon. Järsult suurenenud paksusega maakoores sulatatakse graniite moondunud sette- ja tardkivimid. Nii tekkisid suurimad batoliidid, näiteks Angara-Vitimsky ja Zerenda.

Piiride teisendamine

Seal, kus plaadid liiguvad paralleelselt, kuid erineva kiirusega, tekivad transformatsioonivead – suurejoonelised nihkevead, mis on ookeanides laialt levinud ja mandritel haruldased.

Transform Rifts

Ookeanides kulgevad rikked risti keskahelikuga (MOR) ja jagavad need segmentideks, mille laius on keskmiselt 400 km. Harja segmentide vahel on transformatsioonivea aktiivne osa. Selles piirkonnas toimuvad pidevalt maavärinad ja mägede ehitamine, tõrke ümber moodustuvad arvukad sulgstruktuurid - tõukejõud, kurrud ja grabenid. Selle tulemusena paljanduvad rikkevööndis sageli vahevöökivimid.

MOR-segmentide mõlemal küljel on teisendustõrgete passiivsed osad. Aktiivseid liikumisi neis ei toimu, kuid need väljenduvad ookeanipõhja topograafias selgelt lineaarsete tõusudena koos tsentraalse lohuga.

Teisendusvead moodustavad korrapärase ruudustiku ja ilmselgelt ei teki need juhuslikult, vaid objektiivsete tegurite mõjul. füüsilised põhjused. Numbrilise modelleerimise andmete, termofüüsikaliste katsete ja geofüüsikaliste vaatluste kombinatsioon võimaldas välja selgitada, et vahevöö konvektsioonil on kolmemõõtmeline struktuur. Lisaks MOR-ist lähtuvale põhivoolule tekivad konvektiivkambris voolu ülemise osa jahtumise tõttu pikivoolud. See jahtunud aine tormab alla mööda vahevöö voolu põhisuunda. Teisendusvead asuvad selle sekundaarse kahaneva voolu tsoonides. See mudel on andmetega hästi kooskõlas soojusvoog: selle vähenemist täheldatakse teisendusvigade kohal.

Nihutab üle kontinentide

Nihkeplaadi piirid mandritel on suhteliselt haruldased. Võib-olla praegu ainuke aktiivne eeskuju Seda tüüpi piir on San Andrease rike, mis eraldab Põhja-Ameerika plaati Vaiksest ookeanist. 800-miiline San Andrease murrang on üks seismiliselt aktiivsemaid piirkondi planeedil: plaadid nihkuvad üksteise suhtes 0,6 cm aastas, maavärinad magnituudiga üle 6 ühiku toimuvad keskmiselt kord 22 aasta jooksul. San Francisco linn ja suurem osa San Francisco lahe piirkonnast on sisse ehitatud lähedal sellest vaheajast.

Plaadisisesed protsessid

Laamtektoonika esimesed formuleeringud väitsid, et vulkanism ja seismilised nähtused on koondunud piki plaatide piire, kuid peagi selgus, et plaatide sees toimusid spetsiifilised tektoonilised ja magmaatilised protsessid, mida ka selle teooria raames tõlgendati. Plaatiliste protsesside hulgas eriline koht hõivatud mõne piirkonna pikaajalise basaltmagmatismi nähtustega, nn kuumade punktidega.

Kuumad kohad

Ookeanide põhjas asuvad arvukad vulkaanilised saared. Mõned neist paiknevad järjest muutuva vanusega ahelates. Klassikaline näide sellisest veealusest seljandikust sai Hawaii allveelaevahari. See kõrgub ookeanipinnast kõrgemale Hawaii saartena, millest loodesse ulatub pidevalt suureneva vanusega meremägede ahel, millest osa tuleb pinnale, näiteks Midway atoll. Hawaiist umbes 3000 km kaugusel pöördub kett veidi põhja poole ja seda kutsutakse juba Imperial Range'iks. See katkeb Aleuudi saarekaare ees asuvas süvaveeloas.

Selle hämmastava struktuuri selgitamiseks pakuti välja, et Hawaii saarte all on kuum koht – koht, kus pinnale tõuseb kuum mantlivool, mis sulatab selle kohal liikuva ookeanilise maakoore. Praegu on Maal palju selliseid punkte. Vahevöö voolu, mis neid põhjustab, on nimetatud plommiks. Mõnel juhul eeldatakse, et suleaine päritolu on erakordselt sügav kuni südamiku ja vahevöö piirini.

Ka kuuma punkti hüpotees tekitab vastuväiteid. Niisiis peavad Sorokhtin ja Ushakov seda oma monograafias mantli üldise konvektsiooni mudeliga kokkusobimatuks ning juhivad tähelepanu ka sellele, et Hawaii vulkaanides purskuvad magmad on suhteliselt külmad ega viita rikke all oleva astenosfääri temperatuuri tõusule. . “Selles osas on viljakas D. Tarkoti ja E. Oksburgi (1978) hüpotees, mille kohaselt on litosfääri plaadid, liikudes mööda kuuma vahevöö pinda, sunnitud kohanema Maa pöörlemisellipsoidi muutuva kõverusega. Ja kuigi litosfääriplaatide kõverusraadiused muutuvad ebaoluliselt (ainult protsendi murdosa võrra), põhjustab nende deformatsioon suurte plaatide kehas sadade vardade suurust liigset tõmbe- või nihkepinget.

Lõksud ja ookeaniplatood

Lisaks pikaajalistele levialadele tekivad plaatide sees kohati suurejoonelised sulade väljavalamised, mis moodustavad mandritel lõkse, ookeanides aga ookeaniplatoosid. Seda tüüpi magmatismi eripära on see, et see tekib geoloogiliselt lühikese aja jooksul - suurusjärgus mitu miljonit aastat, kuid hõivab suuri alasid (kümneid tuhandeid km²); samal ajal valatakse välja kolossaalne kogus basalte, mis on võrreldavad nende arvuga, kristalliseerudes ookeani keskahelikes.

Siberi püünised on tuntud Ida-Siberi platvormil, Deccani platoo püünised Hindustani mandril ja paljud teised. Arvatakse, et lõksude põhjuseks on ka kuumad mantlivoolud, kuid erinevalt kuumadest kohtadest on need lühiajalised ja nende erinevus pole päris selge.

Kuumad kohad ja lõksud andsid aluse nn plume geotektoonika, mis väidab, et geodünaamilistes protsessides ei mängi olulist rolli mitte ainult korrapärane konvektsioon, vaid ka ploomid. Ploomitektoonika ei ole laamtektoonikaga vastuolus, vaid täiendab seda.

Laamtektoonika kui teaduste süsteem

Tektoonikat ei saa enam vaadelda puhtalt geoloogilise mõistena. See mängib võtmerolli kõigis geoteadustes; mitmes metodoloogilised lähenemised erinevatega põhimõisteid ja põhimõtted.

Vaatepunktist kinemaatiline lähenemine, plaatide liikumisi saab kirjeldada sfääril figuuride liikumise geomeetriliste seadustega. Maad vaadeldakse kui mosaiiki erineva suurusega plaatidest, mis liiguvad üksteise ja planeedi enda suhtes. Paleomagnetilised andmed võimaldavad rekonstrueerida magnetpooluse asendit iga plaadi suhtes erinevatel aegadel. Erinevate plaatide andmete üldistamine viis kogu plaatide suhtelise nihke järjestuse rekonstrueerimiseni. Nende andmete kombineerimine statsionaarsetest levialadest saadud teabega võimaldas määrata plaatide absoluutsed liikumised ja liikumise ajaloo. magnetpoolused Maa.

Termofüüsikaline lähenemine peab Maad soojusmasinaks, milles soojusenergia muutub osaliselt mehaaniliseks. Selle lähenemise raames modelleeritakse aine liikumist Maa sisekihtides viskoosse vedeliku vooluna, mida kirjeldavad Navier-Stokesi võrrandid. Mantli konvektsiooniga kaasnevad faasisiirded ja keemilised reaktsioonid, mis mängivad mantlivoolude struktuuris määravat rolli. Geofüüsikaliste sondeerimisandmete, termofüüsikaliste katsete tulemuste ning analüütiliste ja numbriliste arvutuste põhjal püüavad teadlased täpsustada vahevöö konvektsiooni struktuuri, leida voolukiirusi jm. olulised omadused sügavad protsessid. Need andmed on eriti olulised kõige struktuuri mõistmiseks sügavad osad Maa - alumine vahevöö ja tuum, mis on otseseks uurimiseks kättesaamatud, kuid millel on kahtlemata tohutu mõju planeedi pinnal toimuvate protsesside kohta.

Geokeemiline lähenemine. Geokeemia jaoks on laamtektoonika oluline mehhanismina pidevaks aine- ja energiavahetuseks Maa erinevate kestade vahel. Iga geodünaamilist seadet iseloomustavad kindlad kivimikooslused. Neid iseloomulikke tunnuseid saab omakorda kasutada geodünaamilise seadistuse määramiseks, milles kivim tekkis.

Ajalooline lähenemine. Planeet Maa ajaloo mõistes on laamtektoonika mandrite ühendamise ja lõhenemise ajalugu, vulkaaniliste ahelate teke ja hääbumine, ookeanide ja merede ilmumine ja sulgumine. Nüüd on suurte maakooreplokkide puhul liikumiste ajalugu paika pandud väga detailselt ja arvestatava aja jooksul, kuid väikeste plaatide puhul on metoodilised raskused palju suuremad. Kõige keerulisemad geodünaamilised protsessid toimuvad plaatide kokkupõrke tsoonides, kus moodustuvad mäeahelikud, mis koosnevad paljudest väikestest heterogeensetest plokkidest – terraanidest. Kaljumägede uurimisel sündis geoloogilise uurimistöö eriline suund - terraani analüüs, mis neelas meetodite komplekti terraanide tuvastamiseks ja nende ajaloo rekonstrueerimiseks.

Laamtektoonika

Definitsioon 1

Tektooniline plaat on litosfääri liikuv osa, mis liigub astenosfääril suhteliselt jäiga plokina.

Märkus 1

Laamtektoonika on teadus, mis uurib maapinna struktuuri ja dünaamikat. On kindlaks tehtud, et Maa ülemine dünaamiline tsoon on killustatud piki astenosfääri liikuvateks plaatideks. Laamtektoonika kirjeldab litosfääri plaatide liikumissuunda, samuti nende vastasmõju tunnuseid.

Kogu litosfäär jaguneb suuremateks ja väiksemateks plaatideks. Tektoonilised, vulkaanilised ja seismiline aktiivsus avaldub piki plaatide servi, mis viib suurte mäebasseinide tekkeni. Tektoonilised liikumised võimeline muutma planeedi topograafiat. Nende ühenduskohas moodustuvad mäed ja künkad, lahknemiskohtades tekivad maapinnas lohud ja praod.

Praegu jätkub tektooniliste plaatide liikumine.

Tektooniliste plaatide liikumine

Litosfääri plaadid liiguvad üksteise suhtes keskmiselt 2,5 cm aastas. Liikudes interakteeruvad plaadid üksteisega, eriti piki piire, põhjustades olulisi deformatsioone maakoores.

Interaktsiooni tulemusena tektoonilised plaadid Omavahel tekkisid massiivsed mäeahelikud ja nendega seotud murrangusüsteemid (näiteks Himaalaja, Püreneed, Alpid, Uuralid, Atlas, Apalatšid, Apenniinid, Andid, San Andrease rikkesüsteem jne).

Plaatide vaheline hõõrdumine põhjustab enamus maavärinad planeedil vulkaaniline aktiivsus ja ookeaniliste süvendite teket.

Tektooniliste plaatide koostis sisaldab kahte tüüpi litosfääri: mandriline maakoor ja ookeaniline maakoor.

Tektooniline plaat võib olla kolme tüüpi:

mandri plaat,
Ookeani plaat,
segaplaat.

Tektooniliste plaatide liikumise teooriad

Tektooniliste plaatide liikumise uurimisel on eriline teene A. Wegeneril, kes pakkus, et Aafrika ja East End Lõuna-Ameerika oli varem üks kontinent. Kuid pärast palju miljoneid aastaid tagasi toimunud purunemist hakkasid maakoore osad nihkuma.

Wegeneri hüpoteesi kohaselt paiknesid plastilisel astenosfääril erineva massi ja jäiga struktuuriga tektoonilised platvormid. Nad olid ebastabiilses olekus ja liikusid kogu aeg, mille tulemusena põrkasid kokku, sisenesid üksteisesse ning tekkisid plaatide eraldumise ja ühenduskohtade tsoonid. Kokkupõrkepaikades tekkisid suurenenud tektoonilise aktiivsusega alad, mäed, purskasid vulkaanid ja toimusid maavärinad. Nihkumine toimus kiirusega kuni 18 cm aastas. Magma tungis riketesse litosfääri sügavatest kihtidest.

Mõned teadlased usuvad, et pinnale tulnud magma jahtus ja tekkis järk-järgult uus struktuur põhja. Kasutamata maakoor vajus plaaditriivi mõjul sisikonda ja muutus taas magmaks.

Wegeneri uurimistöö puudutas vulkanismi protsesse, ookeanipõhja pinna venituse uurimist, aga ka maakera viskoos-vedeliku sisestruktuuri. A. Wegeneri töödest sai alus litosfääri laamtektoonika teooria väljatöötamisele.

Schmellingi uuringud tõestasid konvektiivse liikumise olemasolu vahevöö sees ja viivad litosfääriplaatide liikumiseni. Teadlane arvas, et tektooniliste plaatide liikumise peamiseks põhjuseks on planeedi vahevöö termiline konvektsioon, mille käigus maakoore alumised kihid soojenevad ja tõusevad ning ülemised kihid jahtuvad ja laskuvad järk-järgult alla.

Laamtektoonika teoorias on põhipositsioonil geodünaamilise seadistuse kontseptsioon, iseloomulik struktuur, millel on teatud tektooniliste plaatide vahekord. Samas geodünaamilises keskkonnas täheldatakse sama tüüpi magmaatilisi, tektoonseid, geokeemilisi ja seismilisi protsesse.

Laamtektoonika teooria ei selgita täielikult seost plaatide liikumise ja planeedi sügavustes toimuvate protsesside vahel. Kirjeldamiseks on vaja teooriat sisemine struktuur maa ise, selle soolestikus toimuvad protsessid.

Kaasaegse laamtektoonika sätted:

maakoore ülemine osa hõlmab hapra struktuuriga litosfääri ja plastilise struktuuriga astenosfääri;
plaatide liikumise peamine põhjus on konvektsioon astenosfääris;
tänapäevane litosfäär koosneb kaheksast suurest tektoonilisest plaadist, umbes kümnest keskmisest plaadist ja paljudest väikestest;
väikesed tektoonilised plaadid asuvad suurte vahel;
magmaatiline, tektooniline ja seismiline aktiivsus on koondunud laamade piiridele;
tektooniliste plaatide liikumine järgib Euleri pöörlemisteoreemi.

Tektooniliste plaatide liikumise tüübid

Eraldada erinevad tüübid tektooniliste plaatide liikumine:

lahknev liikumine - kaks plaati lahknevad ja nende vahele moodustub veealune mäeahelik või kuristik maapinnas;
koonduv liikumine - kaks plaati koonduvad ja õhem plaat liigub suurema plaadi alla, mille tulemusena tekivad mäeahelikud;
libisev liikumine - plaadid liiguvad vastassuundades.

Sõltuvalt liikumise tüübist eristatakse lahknevaid, koonduvaid ja libisevaid tektoonseid plaate.

Konvergents viib subduktsioonini (üks plaat on teise peal) või kokkupõrkeni (kaks plaati purustatakse ja tekivad mäeahelikud).

Lahknevus toob kaasa leviku (laamade lahknemine ja ookeaniahelike moodustumine) ja lõhenemise (mandrilise maakoore murdumise teke).

Tektooniliste plaatide liikumise teisene tüüp eeldab nende liikumist mööda riket.

Joonis 1. Tektooniliste plaatide liikumise tüübid. Autor24 - üliõpilastööde veebivahetus

Siis tahaks kindlasti teada mis on litosfääri plaadid.

Niisiis on litosfääri plaadid tohutud plokid, milleks on jagatud maa tahke pinnakiht. Arvestades asjaolu, et nende all olevad kivimid on sulanud, liiguvad plaadid aeglaselt, kiirusega 1–10 sentimeetrit aastas.

Praeguseks on 13 suurimat litosfääri plaati, mis katavad 90% Maa pinnast.

Suurimad litosfääri plaadid:

austraalia plaat- 47 000 000 km²
Antarktika plaat- 60 900 000 km²
Araabia subkontinent- 5 000 000 km²
Aafrika plaat- 61 300 000 km²
Euraasia plaat- 67 800 000 km²
Hindustani plaat- 11 900 000 km²
Kookospalmiplaat – 2 900 000 km²
Nazca plaat – 15 600 000 km²
Vaikse ookeani plaat- 103 300 000 km²
Põhja-Ameerika plaat- 75 900 000 km²
Somaalia plaat- 16 700 000 km²
Lõuna-Ameerika plaat- 43 600 000 km²
Filipiinide plaat- 5 500 000 km²

Siin tuleb öelda, et seal on mandriline ja ookeaniline maakoor. Mõned plaadid koosnevad täielikult üht tüüpi maakoorest (näiteks Vaikse ookeani plaat) ja mõned on segatüüpi, kus plaat algab ookeanist ja läheb sujuvalt üle mandrile. Nende kihtide paksus on 70-100 kilomeetrit.

Litosfääriplaadid hõljuvad osaliselt sulanud maakihi – vahevöö – pinnal. Kui plaadid lahku lähevad, täidab vedel kivim, mida nimetatakse magmaks, nendevahelised praod. Kui magma tahkub, moodustab see uusi kristalseid kivimeid. Magmast räägime üksikasjalikumalt vulkaane käsitlevas artiklis.

Litosfääri plaatide kaart

Suurimad litosfääriplaadid (13 tk.)

20. sajandi alguses oli ameeriklaste F.B. Taylor ja sakslane Alfred Wegener jõudsid üheaegselt järeldusele, et mandrite asukoht on vaikselt muutumas. Muide, see on täpselt see, mis suurel määral on. Kuid teadlased ei suutnud selgitada, kuidas see juhtub enne 20. sajandi 60. aastatel, kui doktriin geoloogilised protsessid merepõhjas.

Litosfääri plaatide asukoha kaart

Just fossiilid mängisid siin peamist rolli. Erinevatel kontinentidel leiti kivistunud jäänuseid loomadest, kes selgelt ei suutnud üle ookeani ujuda. See viis oletuseni, et kunagi olid kõik mandrid ühendatud ja loomad liikusid nende vahel rahulikult.

Tellima . Meil on palju huvitavaid fakte ja põnevaid lugusid inimeste elust.