Bevegelsen til jordens tektoniske plater. tektoniske plater

De viktigste bestemmelsene i teorien om tektonikk litosfæriske plater :

Platetektonikk(platetektonikk) - en moderne geologisk teori om bevegelsen til litosfæren. I følge denne teorien er globale tektoniske prosesser basert på horisontal bevegelse av relativt integrerte blokker av litosfæren - litosfæriske plater. Platetektonikk vurderer således bevegelsene og interaksjonene til litosfæriske plater.For første gang ble antagelsen om horisontal bevegelse av jordskorpeblokker gjort av Alfred Wegener på 1920-tallet som en del av "kontinentaldrift"-hypotesen, men denne hypotesen ble ikke mottatt. støtte på den tiden. Først på 1960-tallet ga studier av havbunnen udiskutable bevis på den horisontale bevegelsen av plater og prosessene med utvidelse av havene på grunn av dannelsen (spredning) oseanisk skorpe. Gjenoppliving av ideen om dominans horisontale bevegelser skjedde innenfor rammen av den «mobilistiske» retningen, hvis utvikling førte til utviklingen moderne teori platetektonikk. Hovedbestemmelsene for platetektonikk ble formulert i 1967-68 av en gruppe amerikanske geofysikere - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes i utviklingen av tidligere (1961-62) ideer om Amerikanske forskere G. Hess og R. Digts om utvidelsen (spredningen) av havbunnen.

De grunnleggende prinsippene for platetektonikk kan spores tilbake til noen få grunnleggende:

1). Den øvre steindelen av planeten er delt inn i to skjell, som er vesentlig forskjellige i reologiske egenskaper: en stiv og sprø litosfære og en underliggende plastisk og mobil astenosfære.
Basen av litosfæren er en isoterm omtrent lik 1300 °C, som tilsvarer smeltetemperaturen (solidus) til mantelmateriale ved litostatisk trykk som eksisterer på dyp på noen få hundre kilometer. Bergartene som ligger i jorden over denne isotermen er ganske kalde og oppfører seg som et stivt materiale, mens de underliggende bergartene av samme sammensetning er ganske oppvarmede og deformeres relativt lett.

2 ). Litosfæren er delt inn i plater som hele tiden beveger seg langs overflaten av plastastenosfæren. Litosfæren er delt inn i 8 store plater, dusinvis av mellomstore plater og mange små. Mellom de store og mellomstore hellene er det belter satt sammen av en mosaikk av små jordskorpeheller.
Plategrenser er områder med seismisk, tektonisk og magmatisk aktivitet; de indre områdene av platene er svakt seismiske og er preget av en svak manifestasjon av endogene prosesser.
Mer enn 90 % av jordens overflate faller på 8 store litosfæriske plater:
australsk tallerken,
Antarktis plate,
afrikansk tallerken,
eurasisk tallerken,
Hindustan tallerken,
Stillehavsplate,
Nordamerikansk tallerken,
Søramerikansk tallerken.
Mellomplater: Arabisk (subkontinent), karibisk, filippinsk, Nazca og Cocos og Juan de Fuca, etc.
Noen litosfæriske plater består utelukkende av oseanisk skorpe (for eksempel Stillehavsplaten), andre inkluderer fragmenter av både oseanisk og kontinental skorpe.

3 ). Det er tre typer relative platebevegelser: divergens (divergens), konvergens (konvergens) og skjærbevegelser.

Følgelig skilles tre typer hovedplategrenser.

* Divergerende grenser er grenser langs hvilke plater beveger seg fra hverandre. Den geodynamiske omgivelsen der prosessen med horisontal strekking av jordskorpen skjer, ledsaget av utseendet på utvidede lineært langstrakte sprekker eller kløftformede fordypninger, kalles rifting. Disse grensene er begrenset til kontinentale rifter og midthavsrygger i havbassenger. Begrepet "rift" (fra engelsk rift - gap, crack, gap) brukes på stor lineære strukturer dyp opprinnelse, dannet under strekking av jordskorpen. Strukturmessig er de graben-lignende strukturer. Rifter kan legges både på den kontinentale og på havskorpen, og danner en enkelt globalt system orientert i forhold til geoideaksen. I dette tilfellet kan utviklingen av kontinentale rifter føre til et brudd i kontinuiteten til den kontinentale skorpen og transformasjonen av denne riften til en oseanisk rift (hvis utvidelsen av riften stopper før bruddstadiet av den kontinentale skorpen, vil det er fylt med sedimenter og blir til et aulacogen).

Strukturen til den kontinentale riften

Prosessen med plateekspansjon i sonene til havrifter (midthavsrygger) er ledsaget av dannelsen av en ny havskorpe på grunn av magmatisk basaltisk smelte som kommer fra astenosfæren. En slik prosess med dannelse av en ny oseanisk skorpe på grunn av tilstrømningen av mantelmateriale kalles spredning (fra engelsk spredning - å spre, utfolde seg).

Strukturen til midthavsryggen

1 - astenosfære, 2 - ultrabasiske bergarter, 3 - grunnleggende bergarter (gabbroider), 4 - kompleks av parallelle diker, 5 - basalter av havbunnen, 6 - segmenter av havskorpen som ble dannet i annen tid(I-V etter hvert som det blir eldre), 7 - overflatenært magmakammer (med ultramafisk magma i nedre del og grunnleggende i øvre del), 8 - sedimenter av havbunnen (1-3 når de akkumuleres)

I løpet av spredningen blir hver strekkpuls ledsaget av innstrømmingen av en ny del av mantelsmelter, som, mens de størkner, bygger opp kantene på platene som divergerer fra MOR-aksen. Det er i disse sonene at dannelsen av ung havskorpe skjer.

* Konvergerende grenser er grenser langs hvilke plater kolliderer. Det kan være tre hovedvarianter av interaksjon i en kollisjon: "oceanic - oceanic", "oceanic - continental" og "continental - continental" litosfære. Avhengig av arten av de kolliderende platene kan flere ulike prosesser finne sted.
Subduksjon er prosessen med subduksjon av en oseanisk plate under en kontinental eller annen oseanisk plate. Subduksjonssonene er begrenset til de aksiale delene av dyphavsgrøfter konjugert med øybuer (som er elementer av aktive marginer). Subduksjonsgrenser utgjør omtrent 80 % av lengden til alle konvergerende grenser.
Når kontinentalplater og havplater kolliderer naturfenomen er understøtingen av det oseaniske (tyngre) under kanten av det kontinentale; når to oseaniske kolliderer, synker den eldre (det vil si den kjøligere og tettere) av dem.
Subduksjonssonene har en karakteristisk struktur: deres typiske elementer er et dypvannstrau - en vulkansk øybue - et bakbuebasseng. En dypvannsgrøft dannes i sonen for bøying og undertrykking av subduksjonsplaten. Når denne platen synker, begynner den å miste vann (som finnes i overflod i sedimenter og mineraler), sistnevnte reduserer som kjent smeltepunktet til bergarter betydelig, noe som fører til dannelsen av smeltesentre som mater øybuevulkaner . På baksiden av vulkanbuen oppstår vanligvis en viss utvidelse, som bestemmer dannelsen av et bakbuebasseng. I sonen til bakbuebassenget kan utvidelsen være så betydelig at den fører til brudd på plateskorpen og åpning av bassenget med oseanisk skorpe (den såkalte bakbuespredningsprosessen).

Subduksjonen av subduksjonsplaten i mantelen spores jordskjelvkilder som oppstår ved platekontakten og inne i subduksjonsplaten (som er kaldere og derfor sprøere enn de omkringliggende mantelbergartene). Denne seismiske fokalsonen kalles Benioff-Zavaritsky-sonen. I subduksjonssoner begynner prosessen med dannelse av en ny kontinental skorpe. En mye sjeldnere prosess med interaksjon mellom kontinentalplaten og oseanisk plate er prosessen med obduksjon - skyving av en del av den oseaniske litosfæren på kanten av kontinentalplaten. Det bør understrekes at i løpet av denne prosessen blir havplaten lagdelt, og bare dens øvre del går videre - skorpen og flere kilometer av den øvre mantelen. Ved kollisjon kontinentalplater, hvis skorpe er lettere enn stoffet i mantelen, og derfor ikke er i stand til å synke inn i den, finner kollisjonsprosessen sted. I løpet av kollisjonen blir kantene på kolliderende kontinentalplater knust, knust, og det dannes systemer med store fremstøt, noe som fører til vekst av fjellstrukturer med en kompleks foldekraftstruktur. Et klassisk eksempel en slik prosess er kollisjonen av Hindustan-platen med den eurasiske, ledsaget av veksten av de grandiose fjellsystemene i Himalaya og Tibet. Kollisjonsprosessen erstatter subduksjonsprosessen, og fullfører stengingen av havbassenget. Samtidig, i begynnelsen av kollisjonsprosessen, når kantene på kontinentene allerede har nærmet seg, blir kollisjonen kombinert med subduksjonsprosessen (restene av havskorpen fortsetter å synke under kanten av kontinentet). Kollisjonsprosesser er preget av storskala regional metamorfose og påtrengende granitoid magmatisme. Disse prosessene fører til dannelsen av en ny kontinental skorpe (med sitt typiske granitt-gneis-lag).

* Transformeringsgrenser er grenser langs hvilke skjærforskyvninger av plater oppstår.

4 ). Volumet absorbert i subduksjonssoner oseanisk skorpe lik volumet av skorpen som vises i spredningssonene. Denne bestemmelsen understreker meningen om konstansen til jordens volum. Men en slik oppfatning er ikke den eneste og definitivt beviste. Det er mulig at volumet til planen endres pulserende, eller det er en nedgang i dens nedgang på grunn av avkjøling.

5 ). Hovedårsaken til platebevegelse er mantelkonveksjon, forårsaket av mantelvarme og gravitasjonsstrømmer.
Energikilden for disse strømmene er temperaturforskjellen mellom de sentrale delene av jorden og temperaturen på dens overflatenære deler. Samtidig frigjøres hoveddelen av den endogene varmen ved grensen til kjernen og mantelen under prosessen med dyp differensiering, som bestemmer forfallet av det primære kondritiske stoffet, hvor metalldelen skynder seg til sentrum og øker. planetens kjerne, og silikatdelen er konsentrert i mantelen, hvor den gjennomgår ytterligere differensiering.
Bergartene som er oppvarmet i de sentrale sonene på jorden utvider seg, deres tetthet avtar, og de flyter, og gir vei for synkende kaldere og derfor tyngre masser, som allerede har gitt fra seg deler av varmen i soner nær overflaten. Denne varmeoverføringsprosessen fortsetter kontinuerlig, noe som resulterer i dannelsen av ordnede lukkede konveksjonsceller. Samtidig, i den øvre delen av cellen, skjer strømmen av materie i et nesten horisontalt plan, og det er denne delen av strømmen som bestemmer den horisontale bevegelsen av stoffet i astenosfæren og platene som er plassert på den. Generelt er de stigende grenene til konvektive celler plassert under sonene med divergerende grenser (MOR og kontinentale rifter), mens de synkende grenene er plassert under sonene med konvergerende grenser. Dermed er hovedårsaken til bevegelsen av litosfæriske plater "drag" av konvektive strømmer. I tillegg virker en rekke andre faktorer på platene. Spesielt viser overflaten av asthenosfæren seg å være noe forhøyet over sonene med stigende grener og mer senket i innsynningssonene, noe som bestemmer gravitasjons-"gliden" til den litosfæriske platen som ligger på en skrå plastoverflate. I tillegg er det prosesser for å trekke den tunge kalde oseaniske litosfæren i subduksjonssonene inn i den varme, og som et resultat, mindre tett astenosfære, samt hydraulisk fastkiling av basalter i MOR-sonene.

Hoved drivkrefter platetektonikk – mantelens "drag" tvinger FDO under havene og FDC under kontinentene, hvis størrelse avhenger først og fremst av hastigheten til den astenosfæriske strømmen, og sistnevnte bestemmes av viskositeten og tykkelsen til det asthenosfæriske laget. Siden tykkelsen på asthenosfæren under kontinentene er mye mindre og viskositeten er mye høyere enn under havet, er størrelsen på FDC-kraften nesten en størrelsesorden dårligere enn FDO. Under kontinentene, spesielt deres eldgamle deler (kontinentale skjold), kiler astenosfæren seg nesten ut, så kontinentene ser ut til å "sitter på grunn". Siden de fleste av de litosfæriske platene på den moderne jorden inkluderer både oseaniske og kontinentale deler, bør det forventes at tilstedeværelsen av et kontinent i sammensetningen av platen i det generelle tilfellet bør "bremse" bevegelsen til hele platen. Dette er hvordan det faktisk skjer (den raskeste bevegelige er de nesten rent oseaniske platene Pacific, Cocos og Nasca; de tregeste er de eurasiske, nordamerikanske, søramerikanske, antarktiske og afrikanske, en betydelig del av området som er okkupert av kontinenter). Til slutt, ved konvergerende plategrenser, der de tunge og kalde kantene av litosfæriske plater (plater) synker ned i mantelen, skaper deres negative oppdrift FNB-kraften (negativ oppdrift). Handlingen til sistnevnte fører til det faktum at den subduktive delen av platen synker i astenosfæren og trekker hele platen sammen med den, og øker dermed hastigheten på bevegelsen. Åpenbart virker FNB-styrken episodisk og bare i visse geodynamiske innstillinger, for eksempel i tilfeller av kollaps av plater gjennom seksjonen på 670 km beskrevet ovenfor.
Dermed kan mekanismene som setter de litosfæriske platene i bevegelse, konvensjonelt tilordnes følgende to grupper: 1) assosiert med kreftene til mantelens "draging" (mantel-dragmekanisme) påført til alle punkter på bunnen av platene, i figuren - kreftene til FDO og FDC; 2) forbundet med kreftene som påføres kantene av platene (kantkraftmekanisme), i figuren - kreftene FRP og FNB. Rollen til denne eller den drivmekanismen, så vel som disse eller de kreftene, blir evaluert individuelt for hver litosfærisk plate.

Helheten av disse prosessene gjenspeiler den generelle geodynamiske prosessen, som dekker områder fra overflaten til dype soner av jorden. For tiden utvikles tocellet lukket-cellet mantelkonveksjon i jordmantelen (i henhold til) eller separat konveksjon i øvre og nedre mantel med akkumulering av plater under subduksjonssoner (ifølge to- lagmodell). De sannsynlige polene for fremveksten av mantelstoffet er lokalisert i nordøst-Afrika (omtrent under koblingssonen til de afrikanske, somaliske og arabiske platene) og i området på Påskeøya (under den midtre ryggen av Stillehavet - den East Pacific Rise). Mantelsenkningsekvator løper omtrent langs en kontinuerlig kjede av konvergerende plategrenser langs periferien av Stillehavet og det østlige Indiske hav. konveksjon) eller (ifølge en alternativ modell) vil konveksjon bli gjennom mantelen på grunn av kollaps av plater gjennom 670 km strekning. Dette kan føre til kollisjon av kontinentene og dannelsen av et nytt superkontinent, det femte i jordens historie.

6 ). Platebevegelser følger lovene for sfærisk geometri og kan beskrives på grunnlag av Eulers teorem. Eulers rotasjonsteorem sier at enhver rotasjon tredimensjonalt rom har en aksel. Dermed kan rotasjon beskrives av tre parametere: koordinatene til rotasjonsaksen (for eksempel dens breddegrad og lengdegrad) og rotasjonsvinkelen. Basert på denne posisjonen kan posisjonen til kontinentene i tidligere geologiske epoker rekonstrueres. En analyse av bevegelsene til kontinentene førte til konklusjonen at hvert 400-600 millioner år forenes de til et enkelt superkontinent, som blir ytterligere oppløst. Som et resultat av splittelsen av et slikt superkontinent Pangea, som skjedde for 200-150 millioner år siden, ble moderne kontinenter dannet.

Litosfæriske plater har høy stivhet og er i stand til å opprettholde sin struktur og form uendret i lang tid i fravær av ytre påvirkninger.

platebevegelse

De litosfæriske platene er inne i konstant bevegelse. Denne bevegelsen, som skjer i de øvre lagene, skyldes tilstedeværelsen av konvektive strømmer i mantelen. Separat tatt litosfæriske plater nærmer seg, divergerer og glir i forhold til hverandre. Når platene nærmer seg hverandre, oppstår kompresjonssoner og påfølgende skyving (obduksjon) av en av platene på naboplaten, eller subduksjon (subduksjon) av tilstøtende formasjoner. Ved divergering oppstår strekksoner med karakteristiske sprekker som oppstår langs grensene. Ved gliding dannes feil, i hvis plan nærliggende plater observeres.

Bevegelsesresultater

I områdene med konvergens av enorme kontinentalplater, når de kolliderer, oppstår fjellkjeder. På samme måte var det en gang fjellsystem Himalaya, dannet på grensen til de indo-australske og eurasiske platene. Resultatet av kollisjonen av oseaniske litosfæriske plater med kontinentale formasjoner er øybuer og dypvannsdepresjoner.

I de aksiale sonene til midthavsryggene oppstår rift (fra engelsk. Rift - en feil, en sprekk, en sprekk) av en karakteristisk struktur. Lignende formasjoner av den lineære tektoniske strukturen til jordskorpen, som har en lengde på hundrevis og tusenvis av kilometer, med en bredde på titalls eller hundrevis av kilometer, oppstår som et resultat av horisontal strekking av jordskorpen. Svært store rifter kalles vanligvis riftsystemer, belter eller soner.

I lys av det faktum at hver litosfærisk plate er en enkelt plate, observeres økt seismisk aktivitet og vulkanisme i dens forkastninger. Disse kildene er lokalisert innenfor ganske smale soner, i hvis plan friksjon og gjensidige forskyvninger av naboplater oppstår. Disse sonene kalles seismiske belter. Dyphavsgraver, midthavsrygger og skjær er mobile områder av jordskorpen, de ligger ved grensene til individuelle litosfæriske plater. Dette bekrefter nok en gang at prosessen med dannelsen av jordskorpen på disse stedene og for tiden fortsetter ganske intensivt.

Betydningen av teorien om litosfæriske plater kan ikke benektes. Siden det er hun som er i stand til å forklare tilstedeværelsen av fjell i noen områder av jorden, i andre -. Teorien om litosfæriske plater gjør det mulig å forklare og forutse forekomsten av katastrofale fenomener som kan oppstå i området rundt deres grenser.

I forrige uke ble publikum rørt av nyheten om at Krim-halvøya beveger seg mot Russland, ikke bare takket være befolkningens politiske vilje, men også i henhold til naturlovene. Hva er litosfæriske plater og på hvilke av dem er Russland territorielt lokalisert? Hva får dem til å flytte og hvor? Hvilke territorier ønsker fortsatt å "bli med" Russland, og hvilke truer med å "rømme" til USA?

"Og vi skal et sted"

Ja, vi skal alle et sted. Mens du leser disse linjene, beveger du deg sakte: hvis du er i Eurasia, deretter mot øst med en hastighet på omtrent 2-3 centimeter per år, hvis du er i Nord-Amerika, så med samme hastighet mot vest, og hvis et sted nederst Stillehavet(hvordan kom du dit?), så tar den deg mot nordvest med 10 centimeter i året.

Hvis du lener deg tilbake i stolen og venter i omtrent 250 millioner år, vil du finne deg selv på et nytt superkontinent som vil forene hele jordens land - på fastlandet Pangea Ultima, kalt så til minne om det gamle superkontinentet Pangea, som eksisterte bare 250 millioner år siden.

Derfor kan neppe nyheten om at «Krim flytter» kalles nyheter. For det første fordi Krim, sammen med Russland, Ukraina, Sibir og EU, er en del av den eurasiske litosfæriske platen, og alle har beveget seg sammen i én retning de siste hundre millioner årene. Krim er imidlertid også en del av den såkalte Middelhavet mobilbelte, det ligger på den skytiske platen, og mest av den europeiske delen av Russland (inkludert byen St. Petersburg) - på den østeuropeiske plattformen.

Og det er her forvirring ofte oppstår. Faktum er at i tillegg til enorme deler av litosfæren, som de eurasiske eller nordamerikanske platene, er det helt andre mindre "fliser". Hvis veldig betinget, da jordskorpen sammensatt av kontinentale litosfæriske plater. Selv består de av eldgamle og svært stabile plattformer.og fjellbyggesoner (gamle og moderne). Og allerede er selve plattformene delt inn i plater - mindre deler av skorpen, bestående av to "lag" - fundamentet og dekselet, og skjold - "enlags" utspring.

Dekket til disse ikke-litosfæriske platene består av sedimentære bergarter (for eksempel kalkstein, sammensatt av mange skjell av marine dyr som levde i det forhistoriske havet over overflaten av Krim) eller magmatiske bergarter (kastet fra vulkaner og størknede lavamasser). A fgrunnmursplater og skjold består oftest av svært gamle steiner, hovedsakelig av metamorf opprinnelse. Såkalt magmatisk og sedimentære bergarter, stupte ned i dypet av jordskorpen, hvor det under påvirkning av høye temperaturer og enormt trykk skjer forskjellige endringer med dem.

Med andre ord, det meste av Russland (med unntak av Chukotka og Transbaikalia) ligger på den eurasiske litosfæriske platen. Imidlertid er territoriet "delt" mellom den vestsibirske platen, Aldan-skjoldet, den sibirske og østeuropeiske plattformen og den skytiske platen.

Sannsynligvis sa direktøren for Institute of Applied Astronomy (IPA RAS), doktor i fysiske og matematiske vitenskaper Alexander Ipatov, om bevegelsen til de to siste platene. Og senere, i et intervju med Indicator, avklarte han: "Vi er engasjert i observasjoner som lar oss bestemme bevegelsesretningen til platene i jordskorpen. Platen som Simeiz-stasjonen ligger på beveger seg med en hastighet på 29 millimeter per år mot nordøst, det vil si til der Russland og platen der Peter befinner seg, beveger seg, kan man si, mot Iran, mot sør-sørvest."Dette er imidlertid ikke en slik oppdagelse, fordi denne bevegelsen har eksistert i flere tiår, og den begynte selv tilbake i kenozoikum.

Wegeners teori ble mottatt med skepsis – hovedsakelig fordi han ikke kunne tilby en tilfredsstillende mekanisme for å forklare bevegelsen til kontinentene. Han mente at kontinentene beveger seg, bryter gjennom jordskorpen, som isbrytere gjennom is, på grunn av sentrifugalkraften fra jordens rotasjon og tidevannskrefter. Motstanderne hans sa at kontinentene - "isbryterne" i ferd med å bevege seg ville endre utseende til det ugjenkjennelige, og sentrifugal- og tidevannskrefter er for svake til å tjene som en "motor" for dem. En kritiker regnet ut at hvis tidevannskraften var sterk nok til å bevege kontinentene så fort (Wegener estimerte hastigheten deres til 250 centimeter per år), ville det stoppe jordens rotasjon på mindre enn ett år.

På slutten av 1930-tallet ble teorien om kontinentaldrift avvist som uvitenskapelig, men på midten av 1900-tallet måtte den returneres til: midthavsrygger ble oppdaget og det viste seg at i sonen til disse ryggene. ny bark, på grunn av hvilken kontinentene "spres". Geofysikere har studert magnetiseringen av bergarter langs midthavsryggene og funnet "bånd" med flerveis magnetisering.

Det viste seg at den nye havskorpen «registrerer» staten magnetfelt Jorden på tidspunktet for dannelsen, og forskere har mottatt en utmerket "linjal" for å måle hastigheten til denne transportøren. Så på 1960-tallet kom teorien om kontinentaldrift tilbake for andre gang, for godt. Og denne gangen var forskere i stand til å forstå hva som beveger kontinentene.

Isflak i det kokende havet

"Se for deg et hav hvor isflak flyter, det vil si det er vann i det, det er is, og la oss si at treflåter også fryses til noen isflak. Is er litosfæriske plater, flåter er kontinenter, og de flyter inn. substansen i mantelen," forklarer korresponderende medlem av det russiske vitenskapsakademiet Valery Trubitsyn, sjefforsker ved Institute of Physics of the Earth oppkalt etter O.Yu. Schmidt.

Tilbake på 1960-tallet la han frem teorien om strukturen til gigantiske planeter, og på slutten av 1900-tallet begynte han å lage en matematisk basert teori om kontinental tektonikk.

Mellomlaget mellom litosfæren og den varme jernkjernen i midten av jorden – mantelen – består av silikatbergarter. Temperaturen i den varierer fra 500 grader Celsius i den øvre delen til 4000 grader Celsius ved grensen til kjernen. Derfor, fra en dybde på 100 kilometer, hvor temperaturen allerede er mer enn 1300 grader, oppfører mantelstoffet seg som en veldig tykk harpiks og flyter med en hastighet på 5-10 centimeter per år, sier Trubitsyn.

Som et resultat, i mantelen, som i en gryte med kokende vann, vises konveksjonsceller - områder der varmt stoff stiger fra den ene kanten og avkjøles fra den andre.

"Det er omtrent åtte av disse store cellene i mantelen og mange flere små," sier forskeren. Midthavsrygger (for eksempel i sentrum av Atlanterhavet) er stedet der materialet i mantelen stiger til overflaten og hvor ny skorpe blir født. I tillegg er det subduksjonssoner, steder hvor en plate begynner å "krype" under naboen og synker ned i mantelen. Subduksjonssoner er for eksempel den vestlige kysten av Sør-Amerika. Det er her de kraftigste jordskjelvene oppstår.

"På denne måten tar platene del i den konvektive sirkulasjonen av mantelsubstansen, som midlertidig blir fast mens den er på overflaten. Når den stuper ned i mantelen, varmes platesubstansen opp og mykner igjen," forklarer geofysikeren.

I tillegg stiger separate jetstråler av materie til overflaten fra mantelen - plumer, og disse jetflyene har alle muligheter til å ødelegge menneskeheten. Det er tross alt mantelplummer som er årsaken til at supervulkaner dukker opp (se) Slike punkter er på ingen måte forbundet med litosfæriske plater og kan forbli på plass selv når platene beveger seg. Når skyen kommer ut, oppstår en gigantisk vulkan. Det er mange slike vulkaner, de er på Hawaii, på Island, et lignende eksempel er Yellowstone-calderaen. Supervulkaner kan generere utbrudd tusenvis av ganger kraftigere enn de fleste vanlige vulkaner som Vesuv eller Etna.

"For 250 millioner år siden drepte en slik vulkan på territoriet til det moderne Sibir nesten alt liv, bare forfedrene til dinosaurene overlevde," sier Trubitsyn.

Enig - spredt

Litosfæriske plater består av relativt tung og tynn basaltisk havskorpe og lettere, men mye tykkere kontinenter. En plate med et kontinent og oseanisk skorpe "frosset" rundt kan bevege seg fremover, mens den tunge oseaniske skorpen synker under naboen. Men når kontinenter kolliderer, kan de ikke lenger synke under hverandre.

For rundt 60 millioner år siden brøt for eksempel den indiske platen bort fra det som senere ble Afrika og dro nordover, og for rundt 45 millioner år siden møtte den den eurasiske platen, Himalaya vokste ved kollisjonspunktet - mest høye fjell på bakken.

Bevegelsen av platene vil før eller siden bringe alle kontinentene i ett, ettersom blader konvergerer til en øy i et boblebad. I jordens historie har kontinentene forent seg og brutt opp omtrent fire til seks ganger. Det siste superkontinentet Pangea eksisterte for 250 millioner år siden, før det var superkontinentet Rodinia, for 900 millioner år siden, før det – to til. "Og allerede, ser det ut til, vil foreningen av det nye kontinentet snart begynne," presiserer forskeren.

Han forklarer at kontinentene fungerer som en termisk isolator, mantelen under dem begynner å varmes opp, oppstrømninger oppstår, og derfor bryter superkontinentene fra hverandre igjen etter en stund.

Amerika vil "ta bort" Chukotka

Store litosfæriske plater er tegnet i lærebøker, hvem som helst kan navngi dem: antarktisk plate, eurasisk, nordamerikansk, søramerikansk, indisk, australsk, stillehav. Men ved grensene mellom platene er det et skikkelig kaos av mange mikroplater.

For eksempel går ikke grensen mellom den nordamerikanske platen og den eurasiske platen langs Beringstredet i det hele tatt, men mye vestover, langs Chersky-ryggen. Chukotka viser seg dermed å være en del av den nordamerikanske platen. Samtidig ligger Kamchatka delvis i sonen til Okhotsk-mikroplaten, og delvis i sonen til Beringshavets mikroplate. Og Primorye ligger på den hypotetiske Amur-platen, hvis vestkant hviler på Baikal.

Nå "snurrer" den østlige kanten av den eurasiske platen og den vestlige kanten av den nordamerikanske platen som tannhjul: Amerika dreier mot klokken, og Eurasia dreier med klokken. Som et resultat kan Chukotka endelig komme av "langs sømmen", og i dette tilfellet kan en gigantisk sirkulær søm dukke opp på jorden, som vil passere gjennom Atlanterhavet, Det indiske, Stillehavet og ishavet (hvor det fortsatt er stengt) . Og Chukotka selv vil fortsette å bevege seg "i bane" Nord Amerika.

Speedometer for litosfæren

Wegeners teori ble ikke gjenopplivet siste sving fordi forskerne har muligheten til det høy presisjon måle forskyvningen av kontinentene. Nå brukes satellittnavigasjonssystemer til dette, men det finnes andre metoder. Alle er nødvendige for å bygge et enkelt internasjonalt koordinatsystem - International Terrestrial Reference Frame (ITRF).

En av disse metodene er svært lang baseline radiointerferometri (VLBI). Dens essens ligger i samtidige observasjoner ved hjelp av flere radioteleskoper i forskjellige punkter Jord. Forskjellen i signalinnsamlingstid gjør det mulig å bestemme forskyvninger med høy nøyaktighet. To andre måter å måle hastighet på er laseravstandsobservasjoner ved hjelp av satellitter og Doppler-målinger. Alle disse observasjonene, inkludert ved hjelp av GPS, utføres på hundrevis av stasjoner, alle disse dataene samles, og som et resultat får vi et bilde av kontinentaldriften.

For eksempel "beveger" Krim Simeiz, hvor en lasersondestasjon er plassert, samt en satellittstasjon for å bestemme koordinater, mot nordøst (i asimut ca. 65 grader) med en hastighet på ca. 26,8 millimeter per år. Zvenigorod, nær Moskva, beveger seg omtrent en millimeter i året raskere (27,8 millimeter i året) og holder kursen mot øst - omtrent 77 grader. Og for eksempel, Hawaii-vulkanen Mauna Loa beveger seg nordvestover dobbelt så raskt – 72,3 millimeter per år.

Litosfæriske plater kan også deformeres, og delene deres kan "leve sitt eget liv", spesielt ved grensene. Selv om omfanget av deres uavhengighet er mye mer beskjedent. For eksempel beveger Krim seg fortsatt uavhengig mot nordøst med en hastighet på 0,9 millimeter per år (og vokser samtidig med 1,8 millimeter), og Zvenigorod beveger seg et sted mot sørøst med samme hastighet (og ned - med 0 ). 2 millimeter per år).

Trubitsyn sier at denne uavhengigheten delvis er forklart av den "personlige historien" til forskjellige deler av kontinentene: hoveddelene av kontinentene, plattformene, kan være fragmenter av eldgamle litosfæriske plater som "smeltet sammen" med naboene. For eksempel er Ural-området en av sømmene. Plattformer er relativt stive, men deler rundt dem kan deformeres og bevege seg etter eget ønske.

• 1)_Den første hypotesen oppsto i andre halvdel av 1700-tallet og ble kalt løftehypotesen. Det ble foreslått av M. V. Lomonosov, tyske forskere A. von Humboldt og L. von Buch, Scot J. Hutton. Essensen av hypotesen er som følger - fjellhevinger er forårsaket av økningen av smeltet magma fra dypet av jorden, som på sin vei hadde en skyvende effekt på de omkringliggende lagene, noe som førte til dannelsen av folder, avgrunner av forskjellige størrelser . Lomonosov var den første som skilte to typer tektoniske bevegelser - sakte og raske, forårsaker jordskjelv.
• 2) På midten av 1800-tallet ble denne hypotesen erstattet av sammentrekningshypotesen til den franske vitenskapsmannen Elie de Beaumont. Den var basert på den kosmogoniske hypotesen til Kant og Laplace om opprinnelsen til jorden som en opprinnelig varm kropp med påfølgende gradvis avkjøling. Denne prosessen førte til en reduksjon i jordens volum, og som et resultat ble jordskorpen komprimert, og det oppsto brettede fjellstrukturer som ligner på gigantiske "rynker".
• 3) På midten av 1800-tallet oppdaget engelskmannen D. Airy og presten fra Calcutta D. Pratt et mønster i posisjonene til gravitasjonsanomalier - høyt oppe i fjellet viste avvikene seg å være negative, dvs. en masse underskudd ble oppdaget, og i havene var anomaliene positive. For å forklare dette fenomenet ble det foreslått en hypotese, ifølge hvilken jordskorpen flyter på et tyngre og mer viskøst underlag og er i isostatisk likevekt, som forstyrres av virkningen av ytre radielle krefter.
• 4) Den kosmogoniske hypotesen til Kant-Laplace ble erstattet av hypotesen til O. Yu. Schmidt om det opprinnelige faste stoffet, kaldt og homogen tilstand Jord. Det var behov for en annen tilnærming for å forklare dannelsen av jordskorpen. En slik hypotese ble foreslått av V. V. Belousov. Det kalles radiomigrering. Essensen av denne hypotesen:
• 1. Hovedenergifaktoren er radioaktivitet. Oppvarmingen av jorden med påfølgende komprimering av materie skjedde på grunn av varmen fra radioaktivt forfall. radioaktive elementer på tidlige stadier Jordens utvikling ble fordelt jevnt, og derfor var oppvarmingen sterk og allestedsnærværende.
• 2. Oppvarming av primærstoffet og dets komprimering førte til separasjon av magma eller differensiering til basalt og granitt. Sistnevnte konsentrerte radioaktive grunnstoffer. Som en lettere, granittisk magma "fløt" inn øvre del Jorden, og basalten stupte ned. Samtidig var det også en temperaturforskjell.

Moderne geotektoniske hypoteser er utviklet ved å bruke ideene om mobilisme. Denne ideen er basert på ideen om overvekt i tektoniske bevegelser jordskorpen av horisontale bevegelser.

• 5) For første gang, for å forklare mekanismen og sekvensen til geotektoniske prosesser, foreslo den tyske forskeren A. Wegener hypotesen om horisontal kontinentaldrift.
• 1. Likheten av konturene av kysten Atlanterhavet, spesielt i sørlige halvkule(i Sør-Amerika og Afrika).
• 2. Likhet geologisk struktur kontinenter (sammenfall av noen regionale tektoniske streik, likhet i sammensetning og alder av bergarter, etc.).

hypotese om litosfærisk platetektonikk eller en ny global tektonikk. Hovedpoengene i denne hypotesen er:

• 1. Jordskorpen med den øvre delen av mantelen danner litosfæren, som er underlagt den plastiske astenosfæren. Litosfæren er delt inn i store blokker (plater). Grensene til platene er riftsoner, dyphavsgrøfter, som ligger ved siden av forkastninger som trenger dypt inn i mantelen - dette er Benioff-Zavaritsky-sonene, så vel som sonene til moderne seismisk aktivitet.
• 2. Litosfæriske plater beveger seg horisontalt. Denne bevegelsen bestemmes av to hovedprosesser - skyve platene fra hverandre eller spre seg, senke en plate under en annen - subduksjon eller skyve en plate over på en annen - obduksjon.
• 3. Basalter fra mantelen kommer med jevne mellomrom inn i trekksonen. Bevis på separasjonen er gitt av stripemagnetiske anomalier i basalter.
• 4. I områdene med øybuer skilles det ut soner for akkumulering av kilder til dypfokuserte jordskjelv, som reflekterer innsynkningssoner av en plate med basaltisk oseanisk skorpe under den kontinentale skorpen, dvs. disse sonene reflekterer subduksjonssoner. I disse sonene, på grunn av knusing og smelting, avtar en del av materialet, mens den andre delen trenger inn i kontinentet i form av vulkaner og inntrengninger, og øker dermed tykkelsen på kontinentalskorpen.

Platetektonikk er en moderne geologisk teori om bevegelsen til litosfæren. I følge denne teorien er globale tektoniske prosesser basert på horisontal bevegelse av relativt integrerte blokker av litosfæren - litosfæriske plater. Dermed vurderer platetektonikk bevegelsene og interaksjonene til litosfæriske plater. Alfred Wegener foreslo først horisontal bevegelse av jordskorpeblokker på 1920-tallet som en del av hypotesen om "kontinentaldrift", men denne hypotesen fikk ikke støtte på den tiden. Først på 1960-tallet ga studier av havbunnen udiskutable bevis på den horisontale bevegelsen av plater og prosessene med utvidelse av havene på grunn av dannelsen (spredningen) av havskorpen. Gjenopplivingen av ideer om den dominerende rollen til horisontale bevegelser skjedde innenfor rammen av den "mobilistiske" retningen, hvis utvikling førte til utviklingen av den moderne teorien om platetektonikk. Hovedbestemmelsene for platetektonikk ble formulert i 1967-68 av en gruppe amerikanske geofysikere - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes i utviklingen av tidligere (1961-62) ideer om Amerikanske forskere G. Hess og R. Digts om utvidelsen (spredningen) av havbunnen. en). Den øvre steindelen av planeten er delt inn i to skjell, som er vesentlig forskjellige i reologiske egenskaper: en stiv og sprø litosfære og en underliggende plastisk og mobil astenosfære. 2). Litosfæren er delt inn i plater som hele tiden beveger seg langs overflaten av plastastenosfæren. Litosfæren er delt inn i 8 store plater, dusinvis av mellomstore plater og mange små. Mellom de store og mellomstore hellene er det belter satt sammen av en mosaikk av små jordskorpeheller. 3). Det er tre typer relative platebevegelser: divergens (divergens), konvergens (konvergens) og skjærbevegelser. fire). Volumet av oseanisk skorpe absorbert i subduksjonssoner er lik volumet av skorpe som dannes i spredningssoner. Denne bestemmelsen understreker meningen om konstansen til jordens volum. 5). Hovedårsaken til platebevegelse er mantelkonveksjon, forårsaket av mantelvarme og gravitasjonsstrømmer.

Energikilden for disse strømmene er temperaturforskjellen mellom de sentrale delene av jorden og temperaturen på dens overflatenære deler. Samtidig frigjøres hoveddelen av den endogene varmen ved grensen til kjernen og mantelen under prosessen med dyp differensiering, som bestemmer forfallet av det primære kondritiske stoffet, hvor metalldelen skynder seg til sentrum og øker. planetens kjerne, og silikatdelen er konsentrert i mantelen, hvor den gjennomgår ytterligere differensiering. 6). Platebevegelser følger lovene for sfærisk geometri og kan beskrives på grunnlag av Eulers teorem. Eulers rotasjonsteorem sier at enhver rotasjon av tredimensjonalt rom har en akse. Dermed kan rotasjon beskrives av tre parametere: koordinatene til rotasjonsaksen (for eksempel dens breddegrad og lengdegrad) og rotasjonsvinkelen.

Geografiske konsekvenser av bevegelsen av Lith-plater (Seismisk aktivitet øker, forkastninger dannes, rygger oppstår og så videre). I teorien om platetektonikk er nøkkelposisjonen okkupert av konseptet om den geodynamiske setting - en karakteristisk geologisk struktur med et visst forhold mellom plater. I samme geodynamiske setting forekommer samme type tektoniske, magmatiske, seismiske og geokjemiske prosesser.

I følge moderne teorier om litosfæriske plater hele litosfæren er delt inn i separate blokker av smale og aktive soner - dype forkastninger - som beveger seg i plastlaget til den øvre mantelen i forhold til hverandre med en hastighet på 2-3 cm per år. Disse blokkene kalles litosfæriske plater.

Et trekk ved litosfæriske plater er deres stivhet og evne, i fravær av ytre påvirkninger lang tid lagre uendret form og bygning.

Litosfæriske plater er mobile. Bevegelsen deres langs overflaten av astenosfæren skjer under påvirkning av konvektive strømmer i mantelen. Separate litosfæriske plater kan divergere, nærme seg eller gli i forhold til hverandre. I det første tilfellet oppstår strekksoner mellom platene med sprekker langs plategrensene, i det andre tilfellet kompresjonssoner ledsaget av skyving av en plate på en annen (skyvekraft - obduksjon; undertrykk - subduksjon), i det tredje tilfellet - skjærsoner - forkastninger som det oppstår glidning av naboplater langs.

Ved konvergensen av kontinentalplater kolliderer de og danner fjellbelter. Slik oppsto fjellsystemet Himalaya, for eksempel på grensen til den eurasiske og indo-australske platen (fig. 1).

Ris. 1. Kollisjon av kontinentale litosfæriske plater

Når de kontinentale og oseaniske platene samhandler, beveger platen med havskorpen seg under platen med kontinentalskorpen (fig. 2).

Ris. 2. Kollisjon av kontinentale og oseaniske litosfæriske plater

Som et resultat av kollisjonen mellom kontinentale og oseaniske litosfæriske plater, dannes dyphavsgraver og øybuer.

Divergensen av litosfæriske plater og dannelsen av en oseanisk type jordskorpe som et resultat av dette er vist i fig. 3.

De aksiale sonene til midthavsrygger er preget av rifter(fra engelsk. rift- sprekk, sprekk, brudd) - stor lineær tektonisk struktur av jordskorpen med en lengde på hundrevis, tusenvis, en bredde på titalls, og noen ganger hundrevis av kilometer, dannet hovedsakelig under horisontal strekking av skorpen (fig. 4). Veldig store rifter kalles rift belter, soner eller systemer.

Siden den litosfæriske platen er en enkelt plate, er hver av dens forkastninger en kilde til seismisk aktivitet og vulkanisme. Disse kildene er konsentrert innenfor relativt trange soner, langs hvilke gjensidige forskyvninger og friksjoner av tilstøtende plater oppstår. Disse sonene kalles seismiske belter. Rev, midthavsrygger og dyphavsgraver er mobile områder på jorden og ligger ved grensene til litosfæriske plater. Dette indikerer at prosessen med dannelse av jordskorpen i disse sonene for tiden er veldig intensiv.

Ris. 3. Divergens av litosfæriske plater i sonen mellom den nano-oseaniske ryggen

Ris. 4. Ordning for riftdannelse

De fleste forkastningene til de litosfæriske platene er på bunnen av havene, hvor jordskorpen er tynnere, men de finnes også på land. Den største forkastningen på land ligger i det østlige Afrika. Den strakte seg over 4000 km. Bredden på denne forkastningen er 80-120 km.

Foreløpig kan syv største plater skilles ut (fig. 5). Av disse er det største i området Stillehavet, som utelukkende består av oseanisk litosfære. Som regel omtales også Nazca-platen som stor, som er flere ganger mindre i størrelse enn hver av de syv største. Samtidig antyder forskere at faktisk Nazca-platen er mye større enn vi ser den på kartet (se fig. 5), siden en betydelig del av den gikk under naboplatene. Denne platen består også kun av oseanisk litosfære.

Ris. 5. Jordens litosfæriske plater

Et eksempel på en plate som inkluderer både kontinental og oseanisk litosfære er for eksempel den indo-australske litosfæriske platen. Den arabiske platen består nesten utelukkende av den kontinentale litosfæren.

Teorien om litosfæriske plater er viktig. For det første kan det forklare hvorfor fjell ligger noen steder på jorden, og sletter andre. Ved hjelp av teorien om litosfæriske plater er det mulig å forklare og forutsi katastrofale fenomener som oppstår ved plategrensene.

Ris. 6. Kontinentenes konturer virker virkelig kompatible

Kontinentaldriftsteori

Teorien om litosfæriske plater stammer fra teorien om kontinentaldrift. Tilbake på 1800-tallet mange geografer bemerket at når man ser på et kart, kan man legge merke til at kysten av Afrika og Sør-Amerika virker kompatible når man nærmer seg (fig. 6).

Fremveksten av hypotesen om bevegelsen til kontinentene er assosiert med navnet på den tyske forskeren Alfred Wegener(1880-1930) (fig. 7), som mest utviklet denne ideen.

Wegener skrev: "I 1910 kom ideen om å flytte kontinentene opp for meg først ... da jeg ble truffet av likheten mellom konturene av kysten på begge sider av Atlanterhavet." Han foreslo at det i tidlig paleozoikum var to store kontinenter på jorden - Laurasia og Gondwana.

Laurasia - det var det det nordlige fastlandet, som inkluderte territoriene moderne Europa, Asia uten India og Nord-Amerika. sørlige fastlandet– Gondwana forente de moderne territoriene i Sør-Amerika, Afrika, Antarktis, Australia og Hindustan.

Mellom Gondwana og Laurasia var det første havet - Tethys, som en enorm bukt. Resten av jordens rom var okkupert av Panthalassa-havet.

For rundt 200 millioner år siden ble Gondwana og Laurasia forent til ett enkelt kontinent - Pangea (Pan - universal, Ge - jorden) (fig. 8).

Ris. 8. Eksistensen av et enkelt fastland Pangea (hvit - land, prikker - grunt hav)

For omtrent 180 millioner år siden begynte fastlandet Pangea igjen å bli delt inn i bestanddeler, som blandet seg på overflaten av planeten vår. Delingen foregikk som følger: først dukket Laurasia og Gondwana opp igjen, deretter delte Laurasia seg, og så delte også Gondwana seg. På grunn av splittelsen og divergensen mellom deler av Pangea ble det dannet hav. De unge havene kan betraktes som Atlanterhavet og indiske; gammel - Stille. Polhavet ble isolert med økningen i landmasse på den nordlige halvkule.

Ris. 9. Plassering og retninger for kontinentaldrift i krittperioden for 180 millioner år siden

A. Wegener fant mye bevis for eksistensen av et enkelt kontinent på jorden. Eksistensen i Afrika og i Sør Amerika rester av eldgamle dyr - leafosaurer. Dette var reptiler, lik små flodhester, som bare levde i ferskvannsreservoarer. Så, å svømme store avstander på det salte sjøvann de kunne ikke. Han fant lignende bevis i planteverdenen.

Interesse for hypotesen om bevegelsen til kontinentene på 30-tallet av XX-tallet. avtok litt, men på 60-tallet gjenopplivet det igjen, da det, som et resultat av studier av relieff og geologi til havbunnen, ble innhentet data som indikerte prosessene med utvidelse (spredning) av havskorpen og "dykking" av noen deler av skorpen under andre (subduksjon).