Platekollisjon. Hva er tektonikk vitenskapen om? Global tektonikk

I følge moderne teorier 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 ytre påvirkninger lang tid spare uendret form og struktur.

Litosfæriske plater er mobile. Bevegelsen deres langs overflaten av astenosfæren skjer under påvirkning av konvektive strømmer i mantelen. Individuelle litosfæriske plater kan bevege seg fra hverandre, bevege seg nærmere hverandre eller gli i forhold til hverandre. I det første tilfellet vises spenningssoner med sprekker langs platenes grenser mellom platene, i det andre - kompresjonssoner, ledsaget av skyving av en plate på en annen (skyving - obduksjon; skyving - subduksjon), i den tredje - skjærsoner - forkastninger som det oppstår glidning av naboplater langs.

Ved konvergenspunktene kontinentalplater Når de kolliderer, dannes fjellbelter. Slik oppsto den for eksempel ved grensen til de eurasiske og indo-australske platen fjellsystem Himalaya (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 den resulterende dannelsen av havskorpen er vist i fig. 3.

De aksiale sonene til midthavsrygger er preget av rifter(fra engelsk rift - sprekk, sprekk, feil) - stor lineær tektonisk struktur 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 bevegelser og friksjon 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 foregår veldig intensivt.

Ris. 3. Divergens av litosfæriske plater i sonen mellom havryggen

Ris. 4. Riftdannelsesskjema

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

Foreløpig kan syv av de største platene skilles fra hverandre (fig. 5). Av disse er det største i området Stillehavet, som utelukkende består av oseanisk litosfære. Som regel er Nazca-platen, som er flere ganger mindre i størrelse enn hver av de syv største, også klassifisert som stor. Samtidig antyder forskere at faktisk Nazca-platen er mye større enn vi ser 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 kontinental litosfære.

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

Ris. 6. Formene på kontinentene virker virkelig kompatible.

Kontinentaldriftsteori

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

Fremveksten av hypotesen om kontinental bevegelse 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 kontinenter opp for meg først... da jeg ble slått av likheten mellom konturene av kysten på begge sider Atlanterhavet" Han foreslo at det i tidlig paleozoikum var to store kontinenter på jorden - Laurasia og Gondwana.

Laurasia - det var det det nordlige kontinentet, som inkluderte territorier moderne Europa, Asia uten India og Nord-Amerika. Sørlige fastland— Gondwana forent moderne territorier 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 kontinent Pangea (hvitt - land, prikker - grunt hav)

For rundt 180 millioner år siden begynte Pangea-kontinentet igjen å skille seg i sine komponentdeler, som blandet seg på overflaten av planeten vår. Delingen skjedde som følger: først dukket Laurasia og Gondwana opp igjen, deretter delte Laurasia seg, og deretter delte Gondwana seg. På grunn av splittelsen og divergensen mellom deler av Pangea ble det dannet hav. Atlanterhavet og det indiske hav kan betraktes som unge hav; gammel - Stille. Nordlig Polhavet skilt med økningen i landmasse på den nordlige halvkule.

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

A. Wegener fant mange bekreftelser på eksistensen av et enkelt kontinent på jorden. Han fant eksistensen av rester av eldgamle dyr – listosaurer – i Afrika og Sør-Amerika spesielt overbevisende. Dette var krypdyr, lik små flodhester, som bare levde i ferskvannsvann. Dette betyr å svømme enorme avstander på det salte sjøvann de kunne ikke. Han fant lignende bevis i planteverdenen.

Interesse for hypotesen om kontinental bevegelse på 30-tallet av det 20. århundre. avtok noe, men ble gjenopplivet igjen på 60-tallet, 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).

Det finnes to typer litosfærer. Den oseaniske litosfæren har oseanisk skorpe ca 6 km tykk. Det er stort sett dekket av havet. Den kontinentale litosfæren er dekket av kontinental skorpe med en tykkelse på 35 til 70 km. Det meste av denne skorpen stikker ut over og danner land.

Plater

Bergarter og mineraler

Flytte plater

Platene i jordskorpen beveger seg hele tiden i forskjellige retninger, men veldig sakte. Den gjennomsnittlige bevegelseshastigheten deres er 5 cm per år. Neglene dine vokser med omtrent samme hastighet. Siden alle platene passer tett sammen, påvirker bevegelsen til en av dem de omkringliggende platene, noe som får dem til å bevege seg gradvis. Plater kan bevege seg på forskjellige måter, noe som kan sees ved deres grenser, men årsakene som forårsaker platebevegelse er ennå ikke kjent for forskere. Tilsynelatende kan denne prosessen verken ha begynnelse eller slutt. Likevel hevder noen teorier at en type platebevegelse kan være så å si "primær", og fra det begynner alle andre plater å bevege seg.

En type platebevegelse er "dykking" av en plate under en annen. Noen forskere mener at det er denne typen bevegelser som forårsaker alle andre platebevegelser. Ved noen grenser stivner smeltet stein som skyver opp til overflaten mellom to plater i kantene, og skyver platene fra hverandre. Denne prosessen kan også føre til at alle de andre platene beveger seg. Det antas også at, i tillegg til det primære sjokket, stimuleres platenes bevegelse av gigantiske varmestrømmer som sirkulerer i mantelen (se artikkel "").

Drivende kontinenter

Forskere mener at siden dannelsen av den primære jordskorpen har bevegelsen av platene endret posisjon, form og størrelse på kontinenter og hav. Denne prosessen ble kalt tektonikk plater. er gitt forskjellige bevis denne teorien. For eksempel ser konturene av kontinenter som Sør-Amerika og Afrika ut som om de en gang dannet en helhet. Utvilsomme likheter ble også oppdaget i strukturen og alderen til bergartene som utgjør de gamle fjellkjedene på begge kontinenter.

1. Ifølge forskere var landmassene som nå utgjør Sør-Amerika og Afrika knyttet til hverandre for mer enn 200 millioner år siden.

2. Tilsynelatende utvidet Atlanterhavets bunn seg gradvis etter hvert som ny stein ble dannet ved plategrensene.

3. For tiden beveger Sør-Amerika og Afrika seg bort fra hverandre med en hastighet på ca. 3,5 cm per år på grunn av platebevegelse.

En karakteristisk geologisk struktur med et visst forhold mellom plater. I samme geodynamiske setting oppstår samme type tektoniske, magmatiske, seismiske og geokjemiske prosesser.

Teoriens historie

Grunnlaget for teoretisk geologi på begynnelsen av 1900-tallet var sammentrekningshypotesen. Jorden avkjøles som et bakt eple, og rynker vises på den i form av fjellkjeder. Disse ideene ble utviklet av teorien om geosynkliner, skapt på grunnlag av studiet av foldede formasjoner. Denne teorien ble formulert av James Dana, som la prinsippet om isostasi til sammentrekningshypotesen. I følge dette konseptet består jorden av granitter (kontinenter) og basalter (hav). Når jorden trekker seg sammen, oppstår tangentielle krefter i havbassengene, som presser på kontinentene. Sistnevnte stiger inn fjellkjeder, og blir deretter ødelagt. Materialet som oppstår ved ødeleggelse avsettes i forsenkningene.

I tillegg begynte Wegener å lete etter geofysiske og geodetiske bevis. Men på den tiden var nivået på disse vitenskapene tydeligvis ikke tilstrekkelig til å fikse moderne bevegelse kontinenter. I 1930 døde Wegener under en ekspedisjon på Grønland, men før hans død visste han allerede at det vitenskapelige miljøet ikke godtok teorien hans.

I utgangspunktet teori om kontinentaldrift ble akseptert vitenskapelig fellesskap gunstig, men i 1922 ble den utsatt for hard kritikk fra flere kjente eksperter. Hovedargumentet mot teorien var spørsmålet om kraften som beveger platene. Wegener mente at kontinentene beveget seg langs basaltene på havbunnen, men dette krevde enorm kraft, og ingen kunne navngi kilden til denne kraften. Coriolis-kraften, tidevannsfenomener og noen andre ble foreslått som en kilde til platebevegelse, men de enkleste beregningene viste at alle var absolutt utilstrekkelige til å flytte enorme kontinentale blokker.

Kritikere av Wegeners teori fokuserte på spørsmålet om kraften som beveger kontinentene, og ignorerte alle de mange fakta som absolutt bekreftet teorien. Faktisk fant de et enkelt spørsmål der nytt konsept var maktesløs, og uten konstruktiv kritikk avviste hovedbeviset. Etter Alfred Wegeners død ble teorien om kontinentaldrift forkastet, og ble en utkantvitenskap, og det store flertallet av forskningen fortsatte å bli utført innenfor rammen av geosynklinteori. Riktignok måtte hun også lete etter forklaringer på historien til bosettingen av dyr på kontinentene. For dette formålet ble det oppfunnet landbroer som koblet sammen kontinentene, men stupte ned i havets dyp. Dette var nok en fødsel av legenden om Atlantis. Det er verdt å merke seg at noen forskere ikke anerkjente dommen fra verdens myndigheter og fortsatte å søke etter bevis for kontinental bevegelse. Tak du Toit ( Alexander du Toit) forklarte dannelsen av Himalaya-fjellene ved kollisjonen mellom Hindustan og den eurasiske platen.

Den trege kampen til fiksistene, som tilhengere av fraværet av betydelige horisontale bevegelser ble kalt, og mobilistene, som hevdet at kontinentene fortsatt beveget seg, med ny styrke brøt ut på 1960-tallet, da studiet av havbunnene avslørte ledetråder til "maskinen" kalt Jorden.

På begynnelsen av 1960-tallet ble det utarbeidet et relieffkart over havbunnen, som viste at midthavsrygger ligger i sentrum av havene, som rager 1,5-2 km over de avgrunnsrike slettene dekket med sediment. Disse dataene tillot R. Dietz (engelsk)russisk og G. Hessou (engelsk)russisk i -1963 fremmet spredningshypotesen. I følge denne hypotesen skjer konveksjon i mantelen med en hastighet på ca. 1 cm/år. De stigende grenene til konveksjonscellene bærer mantelmateriale under midthavsryggene, som fornyer havbunnen i den aksiale delen av ryggen hvert 300-400 år. Kontinenter flyter ikke på havskorpen, men beveger seg langs mantelen og blir passivt "loddet" til litosfæriske plater. I henhold til begrepet spredning er havbassenger ustadige og ustabile strukturer, mens kontinenter er stabile.

Alder på havbunnen (rød farge tilsvarer ung skorpe)

Dette samme drivkraft(høydeforskjell) bestemmer graden av elastisk horisontal kompresjon av skorpen ved kraften av viskøs friksjon av strømmen mot jordskorpen. Størrelsen på denne kompresjonen er liten i området for stigningen av mantelstrømmen og øker når den nærmer seg nedstigningsstedet for strømmen (på grunn av overføringen av trykkspenning gjennom den stasjonære harde skorpen i retning fra stigningsstedet til nedstigningsstedet for strømmen). Over den synkende strømmen er kompresjonskraften i skorpen så stor at skorpen fra tid til annen overskrides (i området med lavest styrke og høyeste spenning), og det oppstår uelastisk (plastisk, sprø) deformasjon av skorpen - et jordskjelv. Samtidig presses hele fjellkjeder, for eksempel Himalaya, ut fra stedet hvor skorpen er deformert (i flere stadier).

Under plastisk (sprø) deformasjon reduseres spenningen i den - trykkkraften ved kilden til jordskjelvet og omgivelsene - veldig raskt (med hastigheten på jordskjelvforskyvningen). Men umiddelbart etter slutten av den uelastiske deformasjonen fortsetter den veldig langsomme økningen i stress (elastisk deformasjon), avbrutt av jordskjelvet, på grunn av den veldig langsomme bevegelsen av den viskøse mantelstrømmen, og begynner syklusen med forberedelse til neste jordskjelv.

Dermed er bevegelsen av plater en konsekvens av overføringen av varme fra de sentrale sonene på jorden av svært viskøs magma. I dette tilfellet blir en del av den termiske energien omdannet til mekanisk arbeid for å overvinne friksjonskrefter, og en del, som har passert gjennom jordskorpen, stråles ut i det omkringliggende rommet. Så planeten vår er på en måte en varmemotor.

Det er flere hypoteser angående årsaken til den høye temperaturen i jordens indre. På begynnelsen av 1900-tallet var hypotesen om denne energiens radioaktive natur populær. Det så ut til å bli bekreftet av estimater av sammensetningen av den øvre skorpen, som viste svært betydelige konsentrasjoner av uran, kalium og andre radioaktive elementer, men det viste seg senere at innholdet av radioaktive elementer i bergartene i jordskorpen var helt utilstrekkelig for å gi den observerte dype varmestrømmen. Og innholdet av radioaktive elementer i det underjordiske materialet (nær sammensetning av basaltene på havbunnen) kan sies å være ubetydelig. Dette utelukker imidlertid ikke et ganske høyt innhold av tunge radioaktive elementer som genererer varme i de sentrale sonene på planeten.

En annen modell forklarer oppvarmingen ved kjemisk differensiering av jorden. Planeten var opprinnelig en blanding av silikat og metalliske stoffer. Men samtidig med dannelsen av planeten, dens differensiering til separate skjell. Den tettere metalldelen skyndte seg til midten av planeten, og silikater konsentrerte seg i de øvre skjellene. Samtidig potensiell energi systemet redusert og omgjort til termisk energi.

Andre forskere mener at oppvarmingen av planeten skjedde som et resultat av akkresjon under meteorittnedslag på overflaten av den begynnende himmellegeme. Denne forklaringen er tvilsom - under akkresjon ble varme frigjort nesten på overflaten, hvorfra den lett rømte ut i verdensrommet, og ikke inn i de sentrale områdene av jorden.

Sekundære krefter

Kraften av viskøs friksjon som oppstår som et resultat av termisk konveksjon spiller en avgjørende rolle i platenes bevegelser, men i tillegg til den virker andre, mindre i størrelse, også på platene. viktige krefter. Dette er Arkimedes sine styrker, som sikrer flyten av en lettere skorpe på overflaten av en tyngre mantel. Tidevannskrefter forårsaket av gravitasjonspåvirkningen fra Månen og Solen (forskjellen i deres gravitasjonspåvirkning på punkter på jorden i forskjellige avstander fra dem). Nå tidevannet "pukkel" på jorden, forårsaket av tiltrekning av månen, er i gjennomsnitt ca 36 cm. For eksempel er vulkanismen observert på Io (en måne av Jupiter) forårsaket nettopp av disse kreftene - tidevannet på Io er omtrent 120 m samt kreftene som oppstår fra endringer atmosfærisk trykk til ulike områder jordens overflate- atmosfæriske trykkkrefter endres ofte med 3 %, noe som tilsvarer et sammenhengende vannlag 0,3 m tykt (eller granitt minst 10 cm tykt). Dessuten kan denne endringen skje i en sone som er hundrevis av kilometer bred, mens endringen i tidevannskrefter skjer jevnere – over avstander på tusenvis av kilometer.

Divergerende grenser eller plategrenser

Dette er grensene mellom platene som beveger seg inn motsatte sider. I jordens topografi uttrykkes disse grensene som rifter, der strekkdeformasjoner dominerer, tykkelsen på skorpen reduseres, varmestrømmen er maksimal og aktiv vulkanisme oppstår. Hvis det dannes en slik grense på et kontinent, dannes det en kontinental rift, som senere kan bli til et havbasseng med en havrift i sentrum. I oseaniske rifter dannes ny havskorpe som følge av spredning.

Havspalter

Skjema av strukturen til midthavsryggen

På havskorpen er rifter begrenset til de sentrale delene av midthavsryggene. Ny havskorpe dannes i dem. Deres totale lengde er mer enn 60 tusen kilometer. De er assosiert med mange, som bærer en betydelig del av den dype varmen og oppløste elementer ut i havet. Høytemperaturkilder kalles svarte røykere, og betydelige reserver av ikke-jernholdige metaller er knyttet til dem.

Kontinentale rifter

Oppdelingen av kontinentet i deler begynner med dannelsen av en rift. Skorpen tynnes og beveger seg fra hverandre, og magmatisme begynner. Det dannes en utvidet lineær forsenkning med en dybde på rundt hundrevis av meter, som er begrenset av en rekke forkastninger. Etter dette er to scenarier mulig: enten stopper utvidelsen av riften og den fylles med sedimentære bergarter, blir til et aulacogen, eller kontinentene fortsetter å bevege seg fra hverandre og mellom dem, allerede i typiske havrifter, begynner havskorpen å dannes .

Konvergerende grenser

Konvergerende grenser er grenser der plater kolliderer. Tre alternativer er mulige (konvergent plategrense):

Kontinentalplate med oseanisk plate. Oceanisk skorpe er tettere enn kontinental skorpe og synker under kontinentet i en subduksjonssone.
Oceanisk plate med oceanisk plate. I dette tilfellet kryper en av platene under den andre og det dannes også en subduksjonssone, over hvilken det dannes en øybue.
Kontinental plate med kontinental plate. En kollisjon oppstår og et kraftig foldet område vises. Et klassisk eksempel er Himalaya.

I sjeldne tilfeller blir havskorpen skjøvet inn på kontinental skorpe - obduksjon. Takket være denne prosessen oppsto ofiolitter fra Kypros, Ny-Caledonia, Oman og andre.

Subduksjonssoner absorberer havskorpen, og kompenserer derved for dens utseende ved midthavsrygger. Ekstremt komplekse prosesser for interaksjon mellom skorpen og mantelen finner sted i dem. Dermed kan havskorpen trekke blokker av kontinentalskorpe inn i mantelen, som på grunn av sin lave tetthet graves opp tilbake i skorpen. Dette er hvordan metamorfe komplekser av ultrahøye trykk oppstår, et av de mest populære objektene for moderne geologisk forskning.

Flertall moderne soner subduksjoner er lokalisert langs periferien av Stillehavet, og danner Stillehavet Ring of Fire. Prosessene som skjer i platekonvergenssonen anses med rette å være blant de mest komplekse i geologi. Den blander blokker av ulik opprinnelse, danner ny kontinental skorpe.

Aktive kontinentale marginer

Aktiv kontinentalmargin

En aktiv kontinentalmargin oppstår der havskorpen subdukterer under et kontinent. Standarden for denne geodynamiske situasjonen regnes for å være den vestlige kysten av Sør-Amerika kalles den ofte Andinsk type kontinentalmargin. Den aktive kontinentalmarginen er preget av mange vulkaner og generelt kraftig magmatisme. Smelter har tre komponenter: havskorpen, mantelen over den og den nedre kontinentale skorpen.

Under den aktive kontinentalmarginen er det aktiv mekanisk interaksjon mellom hav- og kontinentalplaten. Avhengig av fart, alder og tykkelse på havskorpen, er flere likevektsscenarier mulig. Hvis platen beveger seg sakte og har en relativt lav tykkelse, skraper kontinentet av det sedimentære dekket fra den. Sedimentære bergarter kollapser i intense folder, forvandles og blir en del av den kontinentale skorpen. Den resulterende strukturen kalles akkresjonær kile. Hvis hastigheten på subdukteringsplaten er høy og sedimentdekselet er tynt, sletter havskorpen bunnen av kontinentet og trekker den inn i mantelen.

Øybuer

Øybue

Øybuer er kjeder av vulkanske øyer over en subduksjonssone, som forekommer der en oseanisk plate subdukterer under en annen oseanisk plate. Typiske moderne øybuer inkluderer Aleutian, Kuril, Mariana Islands og mange andre øygrupper. De japanske øyene kalles også ofte en øybue, men grunnlaget deres er veldig gammelt og faktisk ble de dannet av flere øybuekomplekser til forskjellige tider, så de japanske øyene er et mikrokontinent.

Øybuer dannes når to oseaniske plater kolliderer. I dette tilfellet havner en av platene i bunnen og absorberes i mantelen. Øybuevulkaner dannes på den øvre platen. Den buede siden av øybuen er rettet mot den absorberte platen. På denne siden er det en dyphavsgrøft og et forearc-trau.

Bak øybuen er det et bakbuebasseng ( typiske eksempler: Okhotskhavet, Sør-Kinahavet, etc.), der spredning også kan forekomme.

Kontinental kollisjon

Kollisjon av kontinenter

Kollisjonen av kontinentalplater fører til kollaps av jordskorpen og dannelse av fjellkjeder. Et eksempel på en kollisjon er Alpine-Himalaya-fjellbeltet, dannet som et resultat av stengingen av Tethyshavet og kollisjonen med den eurasiske platen i Hindustan og Afrika. Som et resultat øker tykkelsen på skorpen betydelig under Himalaya når den 70 km. Dette er en ustabil struktur, den er intensivt ødelagt av overflate- og tektonisk erosjon. I skorpen med kraftig økt tykkelse smeltes granitter fra metamorfosert sediment og magmatiske bergarter. Slik ble de største batholittene dannet, for eksempel Angara-Vitimsky og Zerendinsky.

Forvandle grenser

Der plater beveger seg i parallelle kurs, men med ulik hastighet, oppstår transformasjonsforkastninger – enorme skjærforkastninger, utbredt i havene og sjeldne på kontinenter.

Forvandle feil

I havene går transformasjonsforkastninger vinkelrett på mid-ocean ridges (MORs) og bryter dem inn i segmenter som er gjennomsnittlig 400 km brede. Mellom mønesegmentene er det en aktiv del av transformasjonsforkastningen. Jordskjelv og fjellbygging forekommer hele tiden i dette området, mange fjærstrukturer dannes rundt forkastningen - fremstøt, folder og griper. Som et resultat er mantelbergarter ofte blottlagt i forkastningssonen.

På begge sider av MOR-segmentene er det inaktive deler av transformasjonsfeil. Det er ingen aktive bevegelser i dem, men de kommer tydelig til uttrykk i havbunnens topografi ved lineære løft med en sentral depresjon.

Transformasjonsfeil danner et vanlig nettverk og oppstår selvsagt ikke ved en tilfeldighet, men på grunn av objektivitet fysiske årsaker. En kombinasjon av numeriske modelleringsdata, termofysiske eksperimenter og geofysiske observasjoner gjorde det mulig å finne ut at mantelkonveksjon har en tredimensjonal struktur. I tillegg til hovedstrømmen fra MOR, oppstår det langsgående strømmer i konveksjonscellen på grunn av avkjølingen av den øvre delen av strømmen. Dette avkjølte stoffet suser ned langs hovedretningen for mantelstrømmen. Transformasjonsfeil er lokalisert i sonene til denne sekundære synkende strømmen. Denne modellen stemmer godt overens med data vedr varmestrøm: reduksjonen er observert over transformasjonsfeil.

Kontinentale skift

Strike-slip plategrenser på kontinenter er relativt sjeldne. Kanskje den eneste nå aktivt eksempel Denne typen grense er San Andreas-forkastningen, som skiller den nordamerikanske platen fra Stillehavsplaten. Den 800 mil lange San Andreas-forkastningen er et av de mest seismisk aktive områdene på planeten: plater beveger seg i forhold til hverandre med 0,6 cm per år, jordskjelv med en styrke på mer enn 6 enheter forekommer i gjennomsnitt en gang hvert 22. år. Byen San Francisco og store deler av San Francisco Bay-området er innebygd nærhet fra denne feilen.

Innen-plate prosesser

De første formuleringene av platetektonikk hevdet at vulkanisme og seismiske fenomener er konsentrert langs plategrenser, men det ble snart klart at spesifikke tektoniske og magmatiske prosesser også forekommer innenfor plater, som også ble tolket innenfor rammen av denne teorien. Blant intraplate-prosesser spesiell plass okkupert av fenomenene med langsiktig basaltisk magmatisme i noen områder, de såkalte hot spots.

Hot spots

Det er mange vulkanske øyer på bunnen av havene. Noen av dem er lokalisert i kjeder med suksessivt skiftende alder. Klassisk eksempel Hawaiian Underwater Ridge ble en slik undervannsrygg. Den stiger over havets overflate i form av Hawaii-øyene, hvorfra en kjede av havfjell med stadig økende alder strekker seg mot nordvest, hvorav noen, for eksempel Midway Atoll, kommer til overflaten. I en avstand på rundt 3000 km fra Hawaii svinger kjeden litt nordover og kalles Imperial Ridge. Den blir avbrutt i en dyphavsgrøft foran den aleutiske øybuen.

For å forklare denne fantastiske strukturen, ble det foreslått at under Hawaii-øyene er det et hot spot - et sted hvor en varm mantelstrøm stiger til overflaten, som smelter havskorpen som beveger seg over den. Det er mange slike punkter nå installert på jorden. Mantelstrømmen som forårsaker dem har blitt kalt en sky. I noen tilfeller antas det en usedvanlig dyp opprinnelse av plummaterialet, helt ned til kjerne-mantel-grensen.

Hot spot-hypotesen reiser også innvendinger. Derfor anser Sorokhtin og Ushakov det i sin monografi som uforenlig med modellen for generell konveksjon i mantelen, og indikerer også at magmaene som frigjøres i Hawaii-vulkaner er relativt kalde, og indikerer ikke en økt temperatur i astenosfæren under feilen. "I denne forbindelse er hypotesen til D. Tarcott og E. Oxburgh (1978) fruktbar, ifølge hvilken litosfæriske plater, som beveger seg langs overflaten av den varme mantelen, blir tvunget til å tilpasse seg den variable krumningen til jordens rotasjonsellipsoide. . Og selv om krumningsradiene til de litosfæriske platene endres ubetydelig (med bare en brøkdel av en prosent), forårsaker deres deformasjon utseendet av overflødige strekk- eller skjærspenninger i størrelsesorden hundrevis av stenger i kroppen til store plater.

Feller og havplatåer

I tillegg til langsiktige hot spots, forekommer det noen ganger enorme utløp av smelter inne i plater, som danner feller på kontinenter og oseaniske platåer i hav. Det særegne ved denne typen magmatisme er at den forekommer på kort geologisk tid - i størrelsesorden flere millioner år, men dekker enorme områder (titusenvis av km²); samtidig helles et kolossalt volum av basalter ut, sammenlignet med mengden de krystalliserer i midthavsryggene.

De sibirske fellene på den østsibirske plattformen, Deccan-platå-fellene på det hindustantiske kontinentet og mange andre er kjent. Varme mantelstrømmer anses også å være årsaken til dannelsen av feller, men i motsetning til varme flekker virker de i kort tid, og forskjellen mellom dem er ikke helt klar.

Hot spots og feller ga opphav til opprettelsen av den såkalte plym geotektonikk, som sier at ikke bare vanlig konveksjon, men også plumer spiller en betydelig rolle i geodynamiske prosesser. Plumtektonikk motsier ikke platetektonikk, men utfyller den.

Platetektonikk som et system av vitenskaper

Nå kan tektonikk ikke lenger betraktes som et rent geologisk konsept. Det spiller en nøkkelrolle i all geovitenskap, og det er flere metodiske tilnærminger med forskjellige grunnleggende konsepter og prinsipper.

Fra synspunktet kinematisk tilnærming, bevegelsene til platene kan beskrives av de geometriske bevegelseslovene til figurer på en kule. Jorden blir sett på som en mosaikk av plater av forskjellige størrelser som beveger seg i forhold til hverandre og planeten selv. Paleomagnetiske data lar oss rekonstruere posisjonen til den magnetiske polen i forhold til hver plate på forskjellige tidspunkter. Generalisering av data for forskjellige plater førte til rekonstruksjon av hele sekvensen av relative bevegelser av platene. Ved å kombinere disse dataene med informasjon hentet fra faste varmepunkter gjorde det mulig å bestemme absolutte platebevegelser og bevegelseshistorikk magnetiske poler Jord.

Termofysisk tilnærming anser jorden som en varmemotor der termisk energi blir delvis til mekanisk. Innenfor denne tilnærmingen er bevegelsen av materie i de indre lagene av jorden modellert som en strøm av en viskøs væske, beskrevet av Navier-Stokes-ligningene. Mantelkonveksjon er ledsaget av faseoverganger og kjemiske reaksjoner, som spiller en avgjørende rolle i strukturen til mantelstrømmer. Basert på geofysiske sonderingsdata, resultatene av termofysiske eksperimenter og analytiske og numeriske beregninger, prøver forskere å detaljere strukturen til mantelkonveksjon, finne strømningshastigheter og annet viktige egenskaper dype prosesser. Disse dataene er spesielt viktige for å forstå strukturen til de fleste dype deler Jorden - den nedre mantelen og kjernen, som er utilgjengelige for direkte studier, men uten tvil har en innvirkning stor innflytelse på prosessene som skjer på planetens overflate.

Geokjemisk tilnærming. For geokjemi er platetektonikk viktig som en mekanisme for kontinuerlig utveksling av materie og energi mellom jordens forskjellige lag. Hver geodynamisk setting er preget av spesifikke bergartsassosiasjoner. I sin tur kan disse karakteristiske trekkene brukes til å bestemme det geodynamiske miljøet der bergarten ble dannet.

Historisk tilnærming. Når det gjelder historien til planeten Jorden, er platetektonikk historien om kontinenter som går sammen og bryter fra hverandre, fødselen og tilbakegangen til vulkanske kjeder, og utseendet og lukkingen av hav og hav. Nå for store blokker av jordskorpen er historien om bevegelser etablert i stor detalj og over en betydelig periode, men for små plater er de metodiske vanskelighetene mye større. De mest komplekse geodynamiske prosessene skjer i platekollisjonssoner, der fjellkjeder dannes, sammensatt av mange små heterogene blokker - terraner. Når man studerte Rocky Mountains, oppsto en spesiell retning for geologisk forskning - terraneanalyse, som inkorporerte et sett med metoder for å identifisere terraner og rekonstruere deres historie.

Platetektonikk

Definisjon 1

En tektonisk plate er en bevegelig del av litosfæren som beveger seg på astenosfæren som en relativt stiv blokk.

Merknad 1

Platetektonikk er vitenskapen som studerer strukturen og dynamikken til jordoverflaten. Det har blitt fastslått at den øvre dynamiske sonen på jorden er fragmentert i plater som beveger seg langs astenosfæren. Platetektonikk beskriver retningen som litosfæriske plater beveger seg i og hvordan de samhandler.

Hele litosfæren er delt inn i større og mindre plater. Tektonisk, vulkansk og seismisk aktivitet manifesterer seg ved kantene av platene, noe som fører til dannelsen av store fjellbassenger. Tektoniske bevegelser i stand til å endre planetens topografi. Ved tilkoblingspunktet dannes fjell og åser, ved divergenspunktene dannes fordypninger og sprekker i bakken.

For tiden fortsetter bevegelsen av tektoniske plater.

Bevegelse av tektoniske plater

Litosfæriske plater beveger seg i forhold til hverandre med en gjennomsnittshastighet på 2,5 cm per år. Når plater beveger seg, samhandler de med hverandre, spesielt langs grensene deres, og forårsaker betydelige deformasjoner i jordskorpen.

Som et resultat av interaksjon tektoniske plater massive fjellkjeder og tilhørende forkastningssystemer dannet seg imellom (for eksempel Himalaya, Pyreneene, Alpene, Ural, Atlas, Appalacherne, Appenninene, Andesfjellene, San Andreas forkastningssystem, etc.).

Friksjon mellom platene forårsaker de fleste av jordskjelv på planeten, vulkansk aktivitet og dannelsen av havgroper.

Tektoniske plater inneholder to typer litosfære: kontinental skorpe og havskorpe.

En tektonisk plate kan være av tre typer:

kontinentalplate,
oseanisk plate,
blandet plate.

Teorier om tektonisk platebevegelse

I studiet av bevegelsen til tektoniske plater tilhører spesiell fortjeneste A. Wegener, som foreslo at Afrika og østlige del Sør-Amerika var tidligere et enkelt kontinent. Etter en feil som skjedde for mange millioner år siden, begynte imidlertid deler av jordskorpen å forskyve seg.

I følge Wegeners hypotese var tektoniske plattformer med ulik masse og en stiv struktur plassert på en plastisk astenosfære. De var i en ustabil tilstand og beveget seg hele tiden, som et resultat av at de kolliderte, overlappet hverandre, og det ble dannet soner med bevegelige plater og skjøter. På steder med kollisjoner ble det dannet områder med økt tektonisk aktivitet, fjell ble dannet, vulkaner brøt ut og jordskjelv oppstod. Forskyvningen skjedde med en hastighet på opptil 18 cm per år. Magma trengte inn i forkastningene fra de dype lagene av litosfæren.

Noen forskere mener at magmaet som kom til overflaten gradvis ble avkjølt og dannet ny struktur bunn. Den ubrukte jordskorpen, under påvirkning av platedrift, sank ned i dypet og ble igjen til magma.

Wegeners forskning påvirket prosessene med vulkanisme, studiet av strekking av overflaten av havbunnen, så vel som den viskøse-flytende indre strukturen til jorden. Arbeidene til A. Wegener ble grunnlaget for utviklingen av teorien om litosfærisk platetektonikk.

Schmellings forskning beviste eksistensen av konvektiv bevegelse i mantelen som førte til bevegelse av litosfæriske plater. Forskeren mente at hovedårsaken til bevegelsen av tektoniske plater er termisk konveksjon i planetens mantel, der de nedre lagene av jordskorpen varmes opp og stiger, og de øvre lagene avkjøles og gradvis synker.

Hovedposisjonen i teorien om platetektonikk er okkupert av begrepet geodynamisk setting, en karakteristisk struktur med et visst forhold mellom tektoniske plater. I samme geodynamiske setting observeres samme type magmatiske, tektoniske, geokjemiske og seismiske prosesser.

Teorien om platetektonikk forklarer ikke fullstendig forholdet mellom platebevegelser og prosesser som skjer dypt inne i planeten. Det trengs en teori som kan beskrive indre struktur jorden selv, prosessene som skjer i dens dyp.

Posisjoner for moderne platetektonikk:

den øvre delen av jordskorpen inkluderer litosfæren, som har en skjør struktur, og astenosfæren, som har en plastisk struktur;
hovedårsaken til platebevegelse er konveksjon i astenosfæren;
den moderne litosfæren består av åtte store tektoniske plater, omtrent ti mellomstore plater og mange små;
små tektoniske plater er plassert mellom store;
magmatisk, tektonisk og seismisk aktivitet er konsentrert ved plategrensene;
Bevegelsen av tektoniske plater adlyder Eulers rotasjonsteorem.

Typer av tektoniske platebevegelser

Marker ulike typer bevegelser av tektoniske plater:

divergerende bevegelse - to plater divergerer, og en undersjøisk fjellkjede eller kløft i bakken dannes mellom dem;
konvergent bevegelse - to plater konvergerer og en tynnere plate beveger seg under en større plate, noe som resulterer i dannelsen av fjellkjeder;
glidende bevegelse - plater beveger seg i motsatte retninger.

Avhengig av type bevegelse, skilles divergerende, konvergerende og glidende tektoniske plater.

Konvergens fører til subduksjon (en plate sitter oppå en annen) eller kollisjon (to plater knuses for å danne fjellkjeder).

Divergens fører til spredning (separasjon av plater og dannelse av havrygger) og rifting (dannelse av et brudd i kontinentalskorpen).

Transformasjonstypen for bevegelse av tektoniske plater involverer deres bevegelse langs en forkastning.

Figur 1. Typer av tektoniske platebevegelser. Avtor24 - nettutveksling av studentverk

Da vil du sikkert gjerne vite det hva er litosfæriske plater.

Så, litosfæriske plater er enorme blokker som det faste overflatelaget på jorden er delt inn i. Gitt det faktum at steinen under dem er smeltet, beveger platene seg sakte, med en hastighet på 1 til 10 centimeter per år.

I dag er det 13 største litosfæriske plater, som dekker 90 % av jordens overflate.

Største litosfæriske plater:

australsk tallerken- 47 000 000 km²
Antarktisk plate- 60 900 000 km²
Arabisk subkontinent- 5 000 000 km²
Afrikansk tallerken- 61 300 000 km²
eurasisk plate- 67 800 000 km²
Hindustan tallerken- 11 900 000 km²
Kokosnøttplate - 2 900 000 km²
Nazca-platen - 15 600 000 km²
Stillehavsplate- 103 300 000 km²
Nordamerikansk tallerken- 75 900 000 km²
Somalisk tallerken- 16 700 000 km²
Søramerikansk tallerken- 43 600 000 km²
Filippinsk tallerken- 5 500 000 km²

Her må det sies at det er en kontinental og oseanisk skorpe. Noen plater består utelukkende av én type skorpe (som stillehavsplaten), og noen er av blandede typer, der platen begynner i havet og går jevnt over til kontinentet. Tykkelsen på disse lagene er 70-100 kilometer.

Litosfæriske plater flyter på overflaten av et delvis smeltet lag av jorden - mantelen. Når platene beveger seg fra hverandre, fyller flytende bergart kalt magma sprekkene mellom dem. Når magma størkner, danner det nye krystallinske bergarter. Vi vil snakke mer om magma i artikkelen om vulkaner.

Kart over litosfæriske plater

De største litosfæriske platene (13 stk.)

På begynnelsen av 1900-tallet ble amerikanske F.B. Taylor og tyskeren Alfred Wegener kom samtidig frem til at kontinentenes plassering langsomt endret seg. Dette er forresten i stor grad hva det er. Men forskere var ikke i stand til å forklare hvordan dette skjer før på 60-tallet av det tjuende århundre, da læren om geologiske prosesser på havbunnen.

Kart over plasseringen av litosfæriske plater

Det var fossiler som spilte hovedrollen her. Fossilerte rester av dyr som tydeligvis ikke kunne svømme over havet ble funnet på forskjellige kontinenter. Dette førte til antagelsen om at alle kontinentene en gang var koblet sammen og dyr beveget seg rolig mellom dem.

Abonner på. Vi har mye interessante fakta og fascinerende historier fra folks liv.