Тектоническа теория. Литосферни плочи

Какво знаем за литосферата?

Тектоничните плочи са големи, стабилни участъци от земната кора, които са част от литосферата. Ако се обърнем към тектониката, наука, която изучава литосферните платформи, тогава научаваме, че големи площи от земната кора са ограничени от всички страни от специфични зони: вулканични, тектонски и сеизмични дейности. Именно на ставите на съседни плочи възникват явления, които по правило имат катастрофални последици. Те включват както вулканични изригвания, така и земетресения, които са силни по мащаба на сеизмичната активност. В процеса на изучаване на планетата тектониката на плочите играе много важна роля. Неговото значение може да се сравни с откриването на ДНК или хелиоцентричната концепция в астрономията.

Ако си припомним геометрията, тогава можем да си представим, че една точка може да бъде точката на допир на границите на три или повече плочи. Изследването на тектоничната структура на земната кора показва, че най-опасни и бързо разлагащи се са ставите на четири или повече платформи. Тази формация е най-нестабилната.

Литосферата е разделена на два вида плочи, различни по своите характеристики: континентални и океански. Струва си да се подчертае тихоокеанската платформа, изградена от океанска кора. Повечето други са съставени от това, което се нарича блок, където континентална плоча е запоена в океанска плоча.

Разположението на платформите показва, че около 90% от повърхността на нашата планета се състои от 13 големи, стабилни участъци от земната кора. Останалите 10% се падат на малки образувания.

Учените са картографирали най-големите тектонски плочи:

австралийски;
Арабският субконтинент;
Антарктика;
африкански;
Индостан;
евразийски;
чиния Наска;
Кокосова чиния;
Тихоокеански;
Северна и Южна Америка платформи;
плоча Scotia;
Филипинска чиния.

От теорията знаем, че твърдата обвивка на земята (литосферата) се състои не само от плочи, които образуват релефа на повърхността на планетата, но и от най-дълбоката част – мантията. Континенталните платформи са с дебелина от 35 км (в равнинните райони) до 70 км (в планинските райони). Учените са доказали, че плочата е най-дебелата в хималайската зона. Тук дебелината на платформата достига 90 км. Най-тънката литосфера е в океаните. Дебелината му не надвишава 10 км, а в някои региони тази цифра е 5 км. Въз основа на информацията за дълбочината, на която е епицентърът на земетресението и каква е скоростта на разпространение на сеизмичните вълни, се правят изчисления на дебелината на участъците от земната кора.

Процесът на образуване на литосферни плочи

Литосферата се състои главно от кристални вещества, образувани в резултат на охлаждането на магмата при достигане на повърхността. Описанието на структурата на платформите показва тяхната хетерогенност. Процесът на образуване на земната кора е продължил дълго време и продължава и до днес. Чрез микропукнатини в скалата, разтопена течна магма се изпуска на повърхността, създавайки нови причудливи форми. Неговите свойства се променят в зависимост от промяната на температурата и се образуват нови вещества. Поради тази причина минералите, които са на различна дълбочина, се различават по своите характеристики.

Повърхността на земната кора зависи от влиянието на хидросферата и атмосферата. Постоянно се случва изветряне. Под въздействието на този процес формите се променят и минералите се раздробяват, променяйки характеристиките си с постоянен химичен състав. В резултат на атмосферните влияния повърхността става по-рохкава, появяват се пукнатини и микродепресии. На тези места се появиха наноси, които познаваме като почва.

Карта на тектонските плочи

На пръв поглед изглежда, че литосферата е стабилна. Горната му част е такава, но долната, която се различава по вискозитет и течливост, е подвижна. Литосферата е разделена на определен брой части, така наречените тектонски плочи. Учените не могат да кажат от колко части се състои земната кора, тъй като освен големи платформи, има и по-малки образувания. Имената на най-големите плочи са дадени по-горе. Образуването на земната кора продължава. Не забелязваме това, тъй като тези действия се случват много бавно, но като сравняваме резултатите от наблюдения за различни периоди, можем да видим с колко сантиметра годишно се изместват границите на образуванията. Поради тази причина тектоничната карта на света непрекъснато се актуализира.

Кокосова тектонска плоча

Кокосовата платформа е типичен представител на океанските части на земната кора. Намира се в тихоокеанския регион. На запад границата му минава по билото на източнотихоокеанското възвишение, а на изток границата му може да се определи чрез условна линия по крайбрежието на Северна Америка от Калифорния до Панамския провлак. Тази плоча се плъзга под съседната Карибска плоча. Тази зона се характеризира с висока сеизмична активност.

Мексико е най-силно засегнато от земетресения в този регион. Сред всички страни на Америка именно на нейна територия се намират най-изчезналите и активни вулкани. Страната е претърпяла голям брой земетресения с магнитуд над 8 бала. Районът е доста гъсто населен, следователно, освен разрушения, сеизмичната активност води до голям брой жертви. За разлика от Cocos, разположени в друга част на планетата, австралийската и западносибирската платформа са стабилни.

Движение на тектонските плочи

Дълго време учените се опитват да разберат защо в един регион на планетата има планински терен, а в друг е равнинен и защо се случват земетресения и вулканични изригвания. Различни хипотези се основаваха главно на наличните знания. Едва след 50-те години на ХХ век е възможно да се изследва по-подробно земната кора. Планините са се образували на местата на счупване на плочи, изследван е химичният състав на тези плочи и са създадени карти на региони с тектонска активност.

В изучаването на тектониката специално място заема хипотезата за изместване на литосферните плочи. Още в началото на ХХ век германският геофизик А. Вегенер изложи смела теория за това защо се движат. Той внимателно разгледа очертанията на западния бряг на Африка и източния бряг на Южна Америка. Отправната точка в неговите изследвания е именно сходството на очертанията на тези континенти. Той предположи, че може би тези континенти преди са били едно цяло, а след това е настъпило прекъсване и части от земната кора са започнали да се изместват.

Неговите изследвания засягат процесите на вулканизъм, разтягането на повърхността на океанското дъно, вискозно-течната структура на земното кълбо. Именно трудовете на А. Вегенер са в основата на изследванията, проведени през 60-те години на миналия век. Те станаха основата за възникването на теорията за "тектониката на плочите".

Тази хипотеза описва модела на Земята по следния начин: тектонски платформи с твърда структура и различни маси са разположени върху пластичната материя на астеносферата. Те бяха в много нестабилно състояние и постоянно се движеха. За по-просто разбиране можете да направите аналогия с айсбергите, които постоянно се носят във водите на океана. По същия начин тектоничните структури, намиращи се върху пластична материя, непрекъснато се движат. По време на преместванията плочите непрекъснато се сблъскват, преминават една върху друга, възникват фуги и зони на плъзгане на плочите. Този процес се дължи на разликата в масата. На местата на сблъсъци се образуват зони с повишена тектонска активност, появяват се планини, възникват земетресения и вулканични изригвания.

Скоростта на изместване е не повече от 18 см годишно. Образуваха се разломи, в които магмата навлиза от дълбоките слоеве на литосферата. Поради тази причина скалите, които изграждат океанските платформи, са на различна възраст. Но учените представиха още по-невероятна теория. Според някои представители на научния свят магмата излиза на повърхността и постепенно се охлажда, създавайки нова структура на дъното, докато "излишъкът" от земната кора под въздействието на дрейф на плочите потъва във вътрешността на земята и отново се превръща в течна магма. Както и да е, но движенията на континентите се случват в наше време и поради тази причина се създават нови карти за по-нататъшно изследване на дрейфа на тектоничните структури.

Основата на теоретичната геология в началото на 20 век е хипотезата за свиване. Земята се охлажда като печена ябълка и по нея се появяват бръчки под формата на планински вериги. Тези идеи са разработени от теорията на геосинклиналите, създадена въз основа на изследването на сгънати структури. Тази теория е формулирана от Джеймс Дана, който добавя принципа на изостазията към хипотезата за свиване. Според тази концепция Земята е съставена от гранити (континенти) и базалти (океани). Когато Земята се свива в океаните-депресии, възникват тангенциални сили, които притискат континентите. Последните се издигат в планински вериги и след това се срутват. Материалът, който се получава при унищожаването, се отлага във вдлъбнатините.

Освен това Вегенер започва да търси геофизични и геодезически доказателства. По това време обаче нивото на тези науки очевидно не е било достатъчно, за да запише съвременното движение на континентите. През 1930 г. Вегенер умира по време на експедиция в Гренландия, но преди смъртта си той вече знае, че научната общност не приема неговата теория.

Първоначално теория на континенталния дрейфе приет благосклонно от научната общност, но през 1922 г. е силно критикуван от няколко известни специалисти наведнъж. Основният аргумент срещу теорията беше въпросът за силата, която движи плочите. Вегенер вярваше, че континентите се движат по базалтите на океанското дъно, но това изискваше огромни усилия и никой не можеше да назове източника на тази сила. Като източник на движение на плочите бяха предложени силата на Кориолис, приливните явления и някои други, но най-простите изчисления показаха, че всички те са абсолютно недостатъчни за движението на огромни континентални блокове.

Критиците на теорията на Вегенер поставят на преден план въпроса за силата, движеща континентите, и игнорират всички много факти, които безусловно подкрепят теорията. Всъщност те намериха единствения проблем, в който новата концепция беше безсилна, и отхвърлиха основните доказателства без конструктивна критика. След смъртта на Алфред Вегенер теорията за дрейфа на континентите беше отхвърлена, получавайки статут на маргинална наука, а по-голямата част от изследванията продължиха да се извършват в рамките на теорията на геосинклиналите. Вярно е, че тя също трябваше да търси обяснение на историята на разпръскването на животните по континентите. За това са изобретени сухопътни мостове, които свързват континентите, но се гмурват в морските дълбини. Това беше поредното раждане на легендата за Атлантида. Струва си да се отбележи, че някои учени не приеха присъдата на световните власти и продължиха да търсят доказателства за движението на континентите. така ду Туа ( Александър дю Тоит) обясни образуването на Хималайските планини със сблъсъка на Индостан и Евразийската плоча.

Вялата борба между фиксистите, както се наричаха привържениците на отсъствието на значителни хоризонтални измествания, и мобилистите, които твърдяха, че континентите все още се движат, се разгоря с нова сила през 60-те години, когато в резултат на изследване на дъното на океаните, ключовете към разбирането на „машината“, наречена Земя.

В началото на 60-те години на миналия век е съставена топографска карта на дъното на Световния океан, която показва, че в центъра на океаните има средноокеански хребети, които се издигат на 1,5-2 km над абисалните равнини, покрити със седименти. Тези данни позволиха на Р. Диез и Хари Хес да изложат хипотезата за разпространение през -1963 г. Според тази хипотеза конвекцията се случва в мантията със скорост от около 1 см / година. Възходящите клони на конвекционните клетки носят материал на мантия под средноокеанските хребети, който обновява океанското дъно в аксиалната част на билото на всеки 300-400 години. Континентите не плават върху океанската кора, а се движат по мантията, пасивно „запоени“ в литосферните плочи. Според концепцията за разпространение океанските басейни на структурата са нестабилни, нестабилни, докато континентите са стабилни.

Същата движеща сила (разлика във височината) определя степента на еластично хоризонтално компресиране на кората чрез силата на вискозното триене на потока срещу земната кора. Големината на това сгъстяване е малка в областта на изкачването на мантийния поток и се увеличава с приближаването до мястото на спускане на потока (поради пренасяне на напрежението на компресия през неподвижната твърда кора в посока от мястото на издигане до мястото на спускане на потока). Над низходящия поток силата на натиск в кората е толкова голяма, че от време на време здравината на кората е превишена (в областта на най-малка якост и максимално напрежение), нееластична (пластична, крехка) деформация на кората настъпва - земетресение. В същото време цели планински вериги се изтласкват от мястото на деформация на земната кора, например Хималаите (на няколко етапа).

При пластична (крехка) деформация много бързо (със скоростта на изместване на земната кора по време на земетресение) намалява и напрежението в нея е силата на натиск в източника на земетресението и околностите му. Но веднага след края на нееластична деформация, много бавно нарастване на напрежението (еластична деформация), прекъснато от земетресението, продължава поради много бавното движение на потока на вискозната мантия, започвайки цикъла на подготовка за следващото земетресение.

По този начин движението на плочите е следствие от преноса на топлина от централните зони на Земята чрез много вискозна магма. В този случай част от топлинната енергия се превръща в механична работа за преодоляване на силите на триене, а част, преминавайки през земната кора, се излъчва в околното пространство. Така че нашата планета е в известен смисъл топлинен двигател.

Има няколко хипотези относно причината за високата температура на вътрешността на Земята. В началото на 20-ти век беше популярна хипотезата за радиоактивната природа на тази енергия. Изглежда, че това се потвърждава от оценки на състава на горната кора, която показва много значителни концентрации на уран, калий и други радиоактивни елементи, но по-късно се оказва, че съдържанието на радиоактивни елементи в скалите на земната кора е напълно недостатъчно за осигуряване на наблюдавания поток от дълбока топлина. А съдържанието на радиоактивни елементи в подземното вещество (в състав, близък до базалтите на океанското дъно), може да се каже, е незначително. Това обаче не изключва достатъчно високо съдържание на тежки радиоактивни елементи, които генерират топлина в централните зони на планетата.

Друг модел обяснява нагряването с химическата диференциация на Земята. Първоначално планетата е била смес от силикати и метални вещества. Но едновременно с формирането на планетата започва нейното обособяване в отделни черупки. По-плътната метална част се втурна към центъра на планетата, а силикати бяха концентрирани в горните черупки. В този случай потенциалната енергия на системата намалява и се превръща в топлинна енергия.

Други изследователи смятат, че затоплянето на планетата е настъпило в резултат на натрупване, когато метеорити ударят повърхността на зараждащо се небесно тяло. Това обяснение е съмнително - по време на натрупване топлината се отделя практически на повърхността, откъдето лесно отива в космоса, а не в централните райони на Земята.

Вторични сили

Силата на вискозното триене, произтичаща от термичната конвекция, играе решаваща роля в движенията на плочите, но освен нея върху плочите действат и други, по-малки, но също важни сили. Това са силите на Архимед, които осигуряват изплуването на по-леката кора върху повърхността на по-тежката мантия. Приливни сили, дължащи се на гравитационните ефекти на Луната и Слънцето (разликата в гравитационните им ефекти върху точките на Земята на различни разстояния от тях). Сега на Земята има приливна "гърбица", причинена от привличането на Луната средно около 36 см. Преди това Луната беше по-близо и това беше в голям мащаб, деформацията на мантията води до нейното нагряване. Например, вулканизмът, наблюдаван на Йо (луната на Юпитер) е причинен именно от тези сили - приливът на Йо е около 120 m. А също и силите, възникващи от промените в атмосферното налягане върху различни части на земната повърхност - силите на атмосферното налягане често се променя с 3%, което е еквивалентно на непрекъснат слой вода с дебелина 0,3 m (или гранит с дебелина най-малко 10 cm). Освен това тази промяна може да се случи в зона с ширина стотици километри, докато промяната на приливните сили става по-плавно - на разстояния от хиляди километри.

Различни граници или граници на разширение на плочата

Това са границите между плочите, движещи се в противоположни посоки. В релефа на Земята тези граници се изразяват с разломи, в тях преобладават деформации на опън, дебелината на земната кора е намалена, топлинният поток е максимален и възниква активен вулканизъм. Ако на континента се образува такава граница, тогава се образува континентален разрив, който в бъдеще може да се превърне в океански басейн с океански разлом в центъра. В океанските рифтове се образува нова океанска кора в резултат на разпространение.

Океански разломи

Схема на структурата на средноокеанския хребет

Континентални разриви

Разцепването на континента на части започва с образуването на разрив. Кората става по-тънка и се раздалечава и започва магматизъм. Образува се разширена линейна депресия с дълбочина около стотици метри, която е ограничена от поредица от разломи. След това са възможни два сценария: или разширяването на рифта спира и той се запълва със седиментни скали, превръщайки се в авлакоген, или континентите продължават да се раздалечават и между тях, вече в типично океански рифти, океанската кора започва да се разпада. форма.

Конвергентни граници

Конвергентните граници са границите, където плочите се сблъскват. Има три възможни варианта:

Континентална плоча с океанска. Океанската кора е по-плътна от континенталната и потъва под континента в зона на субдукция.
Океанска плоча с океанска. В този случай една от плочите пълзи под другата и също се образува зона на субдукция, над която се образува островна дъга.
Континентална плоча с континентална. Възниква сблъсък, появява се мощна сгъната област. Хималаите са класически пример.

В редки случаи океанската кора се изтласква върху континенталната кора - обдукция. Благодарение на този процес възникват офиолитите на Кипър, Нова Каледония, Оман и др.

В зоните на субдукция океанската кора се абсорбира и по този начин се компенсира появата й в средноокеанските хребети. В тях протичат изключително сложни процеси, взаимодействия между кората и мантията. Така океанската кора може да издърпа блокове от континенталната кора в мантията, които поради ниската си плътност се ексхумират обратно в кората. Така възникват метаморфни комплекси от свръхвисоки налягания, един от най-популярните обекти на съвременните геоложки изследвания.

Повечето съвременни зони на субдукция са разположени по периферията на Тихия океан, образувайки Тихоокеанския огнен пръстен. Процесите, протичащи в зоната на конвергенция на плочите, с право се считат за едни от най-сложните в геологията. В него се смесват блокове с различен произход, образувайки нова континентална кора.

Активни континентални граници

Активна континентална граница

Активна континентална граница възниква там, където океанската кора потъва под континента. Стандартът на тази геодинамична настройка е западният бряг на Южна Америка, често се нарича андскитип континентална граница. Активният континентален край се характеризира с множество вулкани и като цяло мощен магматизъм. Топините имат три компонента: океанската кора, мантията над нея и дъното на континенталната кора.

Под активния континентален край се осъществява активно механично взаимодействие на океанската и континенталната плочи. Възможни са няколко сценария на равновесие в зависимост от скоростта, възрастта и дебелината на океанската кора. Ако плочата се движи бавно и има относително ниска дебелина, тогава континентът изстъргва седиментната покривка от нея. Седиментните скали се раздробяват в интензивни гънки, метаморфозират и стават част от континенталната кора. Получената структура се нарича нарастващ клин... Ако скоростта на потъващата плоча е висока и седиментната покривка е тънка, тогава океанската кора изтрива дъното на континента и го изтегля в мантията.

Островни дъги

Островна дъга

Островните дъги са вериги от вулканични острови над зона на субдукция, която възниква, когато океанска плоча потъва под друга океанска плоча. Алеутските, Курилските, Марианските острови и много други архипелази могат да бъдат наречени като типични съвременни островни дъги. Японските острови също често се наричат островна дъга, но основата им е много древна и всъщност те са образувани от няколко комплекса от островни дъги в различно време, така че японските острови са микроконтинент.

Островните дъги се образуват при сблъсък на две океански плочи. В този случай една от плочите се оказва отдолу и се абсорбира в мантията. На горната плоча се образуват вулкани с островна дъга. Извитата страна на островната дъга е насочена към абсорбираната плоча. От тази страна има дълбоководен окоп и предно дъно.

Зад островната дъга има задъжен басейн (типични примери: Охотско море, Южнокитайско море и др.), в който също може да се появи разпространение.

Сблъсък на континенти

Сблъсъкът на континенталните плочи води до колапс на кората и образуването на планински вериги. Пример за сблъсък е алпийско-хималайският планински пояс, образуван в резултат на затварянето на океана Тетис и сблъсък с евразийската плоча на Индостан и Африка. В резултат на това дебелината на земната кора се увеличава значително, под Хималаите е 70 км. Това е нестабилна структура, интензивно е разрушена от повърхностна и тектонска ерозия. В земната кора с рязко увеличена дебелина протича топене на гранити от метаморфозирани седиментни и магмени скали. Така се образуват най-големите батолити, например Ангара-Витимски и Зерендински.

Трансформирайте границите

Там, където плочите се движат паралелно, но с различна скорост, възникват трансформни разломи – грандиозни срязващи разломи, широко разпространени в океаните и редки на континентите.

Преобразуване на грешки

В океаните трансформиращите разломи се движат перпендикулярно на средноокеанските хребети (MOR) и ги разделят на сегменти със средна ширина 400 km. Активната част на трансформационния разлом е разположена между сегментите на билото. В този район непрекъснато се случват земетресения и планинско строителство, около разлома се образуват многобройни пернати структури - напори, гънки и грабени. В резултат на това мантийните скали често се откриват в зоната на разлома.

От двете страни на MOR сегментите има неактивни части на трансформационни грешки. В тях няма активни движения, но те са ясно изразени в релефа на океанското дъно чрез линейни издигания с централна депресия.

Трансформационните дефекти образуват редовна мрежа и очевидно не възникват случайно, а поради обективни физически причини. Комбинацията от данни от числено симулиране, топлофизични експерименти и геофизични наблюдения позволи да се установи, че мантийната конвекция има триизмерна структура. В допълнение към основния поток от MOR, в конвективната клетка възникват надлъжни токове поради охлаждането на горната част на потока. Този охладен материал се втурва надолу по основната посока на потока на мантията. Именно в зоните на този малък потъващ поток се намират трансформиращите разломи. Този модел е в добро съответствие с данните за топлинния поток: намаляването му се наблюдава при трансформационните дефекти.

Преминава през континентите

Границите на срязващите плочи на континентите са относително редки. Може би единственият действащ в момента пример за граница от този тип е разломът Сан Андреас, който разделя Северноамериканската плоча от Тихоокеанската плоча. Разломът Сан Андреас от 800 мили е един от най-сеизмично активните региони на планетата: плочите се изместват една спрямо друга с 0,6 см годишно, земетресения с магнитуд над 6 единици се случват средно веднъж на всеки 22 години. Град Сан Франциско и по-голямата част от района на залива на Сан Франциско са построени в непосредствена близост до този разлом.

Вътреплочни процеси

Първите формулировки на тектониката на плочите твърдят, че вулканизмът и сеизмичните явления са концентрирани по границите на плочите, но скоро става ясно, че вътре в плочите също протичат специфични тектонски и магматични процеси, които също се интерпретират в рамките на тази теория. Сред вътрешноплочните процеси особено място заемат явленията на дълготраен базалтов магматизъм в някои региони, т. нар. горещи точки.

Горещи точки

На дъното на океаните има множество вулканични острови. Някои от тях са разположени във вериги с постоянно променяща се възраст. Хавайският подводен хребет е класически пример за такъв подводен хребет. Той се издига над повърхността на океана под формата на Хавайските острови, от които на северозапад тече верига от подводни планини с непрекъснато нарастваща възраст, някои от които, например, атолът Мидуей, излизат на повърхността. На разстояние от около 3000 км от Хаваите веригата завива леко на север и вече се нарича Imperial Ridge. Прекъснат е в дълбок ров пред Алеутската островна дъга.

За да се обясни тази невероятна структура, се предполагаше, че под Хавайските острови има гореща точка - място, където горещ мантиен поток се издига на повърхността, което разтапя океанската кора, движеща се над нея. Сега на Земята има много такива точки. Мантийният поток, който ги причинява, се нарича шлейф. В някои случаи се предполага изключително дълбокият произход на плюмната материя, чак до границата на ядрото и мантията.

Капани и океански плата

В допълнение към дългосрочните горещи точки, понякога има масивни изливания на стопилки вътре в плочите, които образуват капани на континентите и океански плата в океаните. Особеността на този вид магматизъм е, че той възниква за кратко време в геоложки смисъл - от порядъка на няколко милиона години, но обхваща огромни площи (десетки хиляди km²); в същото време се излива колосален обем базалти, сравним с техния брой, кристализиращи в средноокеанските хребети.

Има сибирски капани на Източносибирската платформа, капани на платото Декан на Индийския континент и много други. Смята се, че горещите мантийни потоци също са отговорни за образуването на капани, но за разлика от горещите точки, те действат за кратко време и разликата между тях не е съвсем ясна.

Горещи точки и капани дадоха началото на създаването на т.нар плюмна геотектоника, който твърди, че не само редовната конвекция, но и шлейфите играят значителна роля в геодинамичните процеси. Плеймовата тектоника не противоречи на тектониката на плочите, а я допълва.

Тектоника на плочите като система от науки

Сега тектониката вече не може да се разглежда като чисто геоложка концепция. Той играе ключова роля във всички геонауки; откроява няколко методологични подхода с различни основни концепции и принципи.

От гледна точка кинематичен подход, движенията на плочите могат да бъдат описани с геометричните закони на движението на фигурите върху сферата. Земята се разглежда като мозайка от плочи с различни размери, движещи се една спрямо друга и самата планета. Палеомагнитните данни ни позволяват да реконструираме позицията на магнитния полюс спрямо всяка плоча в различни моменти от времето. Обобщаването на данните за различни плочи доведе до реконструкция на цялата последователност от относителни премествания на плочите. Комбинирането на тези данни с информация от фиксирани горещи точки даде възможност да се определят абсолютните движения на плочите и историята на движението на магнитните полюси на Земята.

Топлофизичен подходразглежда Земята като топлинен двигател, в който топлинната енергия се превръща частично в механична енергия. В рамките на този подход движението на материята във вътрешните слоеве на Земята се моделира като поток на вискозен флуид, описан от уравненията на Навие - Стокс. Мантийната конвекция е придружена от фазови преходи и химични реакции, които играят решаваща роля в структурата на мантийните течения. Въз основа на данните от геофизичното сондиране, резултатите от термофизични експерименти и аналитични и числени изчисления, учените се опитват да детайлизират структурата на мантийната конвекция, да намерят скоростите на потока и други важни характеристики на дълбоко разположените процеси. Тези данни са особено важни за разбирането на структурата на най-дълбоките части на Земята – долната мантия и ядрото, които са недостъпни за директно изследване, но несъмнено оказват огромно влияние върху процесите, протичащи на повърхността на планетата.

Геохимичен подход... За геохимията тектониката на плочите е важна като механизъм за непрекъснат обмен на материя и енергия между различните черупки на Земята. Всяка геодинамична обстановка се характеризира със специфични скални асоциации. От своя страна тези характерни особености могат да се използват за определяне на геодинамичната обстановка, в която се е образувала скалата.

Исторически подход... По отношение на историята на планетата Земя, тектониката на плочите е историята на свързването и разделянето на континентите, раждането и изчезването на вулканични вериги, появата и затварянето на океани и морета. Сега за големи блокове от земната кора историята на преместванията е установена с големи подробности и за значителен период от време, но за малките плочи методологическите трудности са много по-големи. Най-сложните геодинамични процеси протичат в зоните на сблъсък на плочите, където се образуват планински вериги, съставени от множество малки разнородни блокове - террейни. При изучаването на Скалистите планини се ражда специално направление на геоложките изследвания - анализ на терени, който включва набор от методи за идентифициране на терени и реконструкция на тяхната история.

Тектоника на плочите на други планети

Понастоящем няма доказателства за съвременна тектоника на плочите на други планети в Слънчевата система. Изследванията на магнитното поле от космическата станция Mars Global Surveyor показват възможността за тектоника на плочите на Марс в миналото.

В миналото [ кога?] топлинният поток от вътрешността на планетата беше по-голям, така че кората беше по-тънка, налягането под много по-тънката кора също беше много по-ниско. И при значително по-ниско налягане и малко по-висока температура, вискозитетът на мантийните конвективни потоци директно под земната кора беше много по-нисък от сегашния. Следователно, в кората, плаваща по повърхността на мантийния поток, която е по-малко вискозна от днес, са възникнали само относително малки еластични деформации. А механичните напрежения, генерирани в земната кора от конвективни течения, които са по-малко вискозни от днешните, са недостатъчни, за да надхвърлят пределната якост на скалите на кората. Следователно, може би не е имало такава тектонска дейност, както по-късно.

Минали движения на плочата

За повече по тази тема вижте: История на движението на плочата.

Реконструкцията на минали движения на плочите е един от основните предмети на геоложките изследвания. С различна степен на детайлност положението на континентите и блоковете, от които са се образували, е реконструирано до архейския период.

От анализа на движенията на континентите е направено емпирично наблюдение, че континентите на всеки 400-600 милиона години се събират в огромен континент, съдържащ почти цялата континентална кора - суперконтинент. Съвременните континенти са се образували преди 200-150 милиона години в резултат на разделянето на суперконтинента Пангея. Сега континентите са на етап почти максимално разделяне. Атлантическият океан се разширява, а Тихият океан се приближава. Индустан се движи на север и смачква Евразийската плоча, но, очевидно, ресурсът на това движение е почти изчерпан и скоро в геоложкото време в Индийския океан ще се появи нова зона на субдукция, в която ще бъде океанската кора на Индийския океан погълнат под индийския континент.

Влияние на движението на плочите върху климата

Разположението на големи континентални масиви в полярните райони допринася за общото намаляване на температурата на планетата, тъй като на континентите могат да се образуват ледени покривки. Колкото по-широко е заледяването, толкова по-голямо е албедото на планетата и толкова по-ниска е средната годишна температура.

Освен това относителното положение на континентите определя океанската и атмосферната циркулация.

Обаче една проста и логична схема: континенти в циркумполярните райони - заледяване, континенти в екваториалните райони - повишаване на температурата, се оказва неправилна в сравнение с геоложките данни за миналото на Земята. Кватернерното заледяване наистина се е случило, когато Антарктида е била в района на Южния полюс, а Евразия и Северна Америка се приближават до Северния полюс в северното полукълбо. От друга страна, най-силното протерозойско заледяване, по време на което Земята беше почти изцяло покрита с лед, се случи, когато повечето от континенталните масиви бяха в екваториалния регион.

Освен това значителни промени в положението на континентите настъпват за време от порядъка на десетки милиони години, докато общата продължителност на ледниковите епохи е от порядъка на няколко милиона години, а по време на една ледникова епоха цикличните промени на ледниците и настъпват междуледникови периоди. Всички тези климатични промени се случват бързо по отношение на скоростта, с която се движат континентите, и следователно движението на плочите не може да бъде причина.

От изложеното по-горе следва, че движенията на плочите не играят решаваща роля в климатичните промени, но могат да бъдат важен допълнителен фактор, който ги „избутва“.

Значение на тектониката на плочите

Тектониката на плочите е изиграла роля в науките за Земята, сравнима с хелиоцентричната концепция в астрономията или откриването на ДНК в генетиката. Преди приемането на теорията за тектоника на плочите, науките за Земята са били описателни. Те постигнаха високо ниво на съвършенство в описването на природни обекти, но рядко можеха да обяснят причините за процесите. В различни клонове на геологията могат да доминират противоположни концепции. Тектониката на плочите свързва различните науки за Земята, давайки им предсказваща сила.

Вижте също

Бележки (редактиране)

литература

Вегенер А.Произходът на континентите и океаните / пер. с него. P.G. Камински, изд. П. Н. Кропоткин. - Л .: Наука, 1984 .-- 285 с.
Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г.Дълбока геодинамика. - Новосибирск, 1994 .-- 299 с.
Zonenshain, Kuzmin M.I.Тектоника на плочите на СССР. В 2 тома.
Кузмин М.И., Королков А.Т., Дрил С.И., Коваленко С.Н.Историческа геология с основи на тектониката на плочите и металогенезата. - Иркутск: Иркут. ун-т, 2000 .-- 288 с.
Кокс А., Харт Р.Тектоника на плочите. - М .: Мир, 1989 .-- 427 с.
Н. В. Короновский, В. Е. Хаин, Ясаманов Н. А. Историческа геология: Учебник. М .: Издателство Академия, 2006.
Лобковски L.I., Никишин A.M., Khain V.E.Съвременни проблеми на геотектониката и геодинамиката. - М .: Научен свят, 2004. - 612 с. - ISBN 5-89176-279-X.
Хаин, Виктор Ефимович. Основните проблеми на съвременната геология. Москва: Научен свят, 2003.

Връзки

На руски

Хаин, Виктор Ефимович Съвременна геология: проблеми и перспективи
В. П. Трубицин, В. В. Риков. Мантийна конвекция и глобална тектоника на Земята Обединен институт по физика на Земята РАН, Москва
Причини за тектонски разломи, континентален дрейф и физически топлинен баланс на планетата (USAP)
Хаин, Виктор Ефимович Тектоника на плочите, техните структури, движения и деформации

На английски

Тектоника на плочите

Определение 1

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

Забележка 1

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

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

В момента движението на тектоничните плочи продължава.

Движение на тектонските плочи

Литосферните плочи се движат една спрямо друга със средна скорост от 2,5 см годишно. Когато плочите се движат, те взаимодействат една с друга, особено по границите, причинявайки значителни деформации в земната кора.

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

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

Тектонските плочи включват два вида литосфера: континентална кора и океанска кора.

Тектоничната плоча може да бъде от три вида:

континентална плоча,
океанска плоча,
смесена чиния.

Теории за движението на тектонските плочи

При изучаването на движението на тектоничните плочи особена заслуга принадлежи на А. Вегенер, който предполага, че Африка и източната част на Южна Америка са били преди това един континент. Въпреки това, след разлома, възникнал преди много милиони години, започва изместване на части от земната кора.

Според хипотезата на Вегенер тектонски платформи с различни маси и твърда структура са били разположени върху пластична астеносфера. Те бяха в нестабилно състояние и се движеха през цялото време, в резултат на което се сблъскаха, припокриваха се и се образуваха зони на разширение и фуги. На местата на сблъсъци са се образували райони с повишена тектонска активност, образували се планини, изригвали вулкани и земетресения. Преместването става със скорост до 18 см годишно. Магмата е проникнала в разломите от дълбоките слоеве на литосферата.

Някои изследователи смятат, че магмата, излизаща на повърхността, постепенно се охлажда и образува нова структура на дъното. Неизползваната земна кора под въздействието на плочите потъва в недрата и отново се превръща в магма.

Изследванията на Вегенер засягат процесите на вулканизъм, изучаването на разтягането на повърхността на океанското дъно, както и вътрешната структура на земята с вискозна течност. Работите на А. Вегенер станаха основата за развитието на теорията на тектониката на плочите.

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

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

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

Позиции на съвременната тектоника на плочите:

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

Видове движения на тектонските плочи

Има различни видове движения на тектонските плочи:

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

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

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

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

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

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

Литосферни плочи- големи твърди блокове от земната литосфера, ограничени от сеизмично и тектонски активни разломни зони.

Плочите, като правило, са разделени от дълбоки разломи и се движат по вискозния слой на мантията една спрямо друга със скорост 2-3 cm годишно. В точките на конвергенция на континенталните плочи те се сблъскват, планински пояси ... Когато континенталната и океанската плочи взаимодействат, плочата с океанската кора се изтласква под плочата с континенталната кора, което води до образуването на дълбоководни ровове и островни дъги.

Движението на литосферните плочи е свързано с движението на материята в мантията. В някои части на мантията има мощни потоци топлина и материя, издигащи се от нейните дълбини до повърхността на планетата.

Повече от 90% от земната повърхност е покрита 13 най-големите литосферни плочи.

Разривът– огромен разлом в земната кора, образуван при хоризонтално разтягане (тоест там, където потоците топлина и материя се разминават). В разломите възниква изливане на магма, появяват се нови разломи, хорстове и грабени. Оформят се средноокеански хребети.

Първият хипотеза за континентален дрейф (т.е. хоризонтално движение на земната кора), предложено в началото на ХХ век А. Вегенер... Въз основа на него, теория на литосферната или м. Според тази теория литосферата не е монолит, а се състои от големи и малки плочи, "плаващи" върху астеносферата. Граничните зони между литосферните плочи се наричат сеизмични пояси - това са най-"неспокойните" райони на планетата.

Земната кора е разделена на стабилни (платформи) и подвижни зони (сгънати зони - геосинклинали).

- мощни подводни планински структури в океанското дъно, най-често заемащи средно положение. В близост до средноокеанските хребети литосферните плочи се раздалечават и се появява млада базалтова океанска кора. Процесът е придружен от интензивен вулканизъм и висока сеизмичност.

Континенталните рифтови зони са например източноафриканската рифтова система, Байкалската рифтова система. Рифтите, подобно на средноокеанските хребети, се характеризират със сеизмична активност и вулканизъм.

Тектоника на плочите- хипотеза, предполагаща, че литосферата е разбита на големи плочи, които се движат хоризонтално по мантията. Близо до средноокеанските хребети литосферните плочи се раздалечават и нарастват поради издигащата се материя от недрата на Земята; в дълбоководни окопи едната плоча се движи под другата и се поглъща от мантията. На места, където плочите се сблъскват, се образуват сгънати структури.

Прочетете повече в статията История на теорията на тектоника на плочите

Основата на теоретичната геология в началото на 20 век е хипотезата за свиване. Земята се охлажда като печена ябълка и по нея се появяват бръчки под формата на планински вериги. Тези идеи са разработени от теорията на геосинклиналите, създадена въз основа на изследването на сгънати структури. Тази теория е формулирана от Дж. Дан, който добавя принципа на изостазията към хипотезата за свиване. Според тази концепция Земята е съставена от гранити (континенти) и базалти (океани). Когато Земята се свива в океаните-депресии, възникват тангенциални сили, които притискат континентите. Последните се издигат в планински вериги и след това се срутват. Материалът, който се получава при унищожаването, се отлага във вдлъбнатините.

Вялата борба между фиксистите, както се наричаха привържениците на липсата на значителни хоризонтални движения, и мобилистите, които твърдяха, че те се движат, се разгоря с нова сила през 60-те години, когато в резултат на изучаване на дъното на океаните бяха открити улики за разбиране на "машината", наречена Земята...

До началото на 60-те години е съставена топографска карта на дъното на Световния океан, която показва, че в центъра на океаните има средноокеански хребети, които се издигат на 1,5-2 km над абисалните равнини, покрити със седименти. Тези данни позволяват на Р. Диез и Г. Хес да изложат хипотезата за разпространение през 1962–1963 г. Според тази хипотеза конвекцията се случва в мантията със скорост от около 1 см / година. Възходящите клони на конвекционните клетки носят материал на мантия под средноокеанските хребети, който обновява океанското дъно в аксиалната част на билото на всеки 300–400 години. Континентите не плават върху океанската кора, а се движат по мантията, пасивно „запоени“ в литосферните плочи. Според концепцията за разпространение океанските басейни на структурата са нестабилни, нестабилни, докато континентите са стабилни.

През 1963 г. хипотезата за разпространение получава силна подкрепа от откриването на лентови магнитни аномалии на океанското дъно. Те се тълкуват като запис на обръщания на магнитното поле на Земята, записани при намагнитването на базалтите на океанското дъно. След това тектониката на плочите започна триумфално шествие в науките за Земята. Все повече учени осъзнават, че вместо да губят време в защита на концепцията за фиксизъм, би било по-добре да погледнем на планетата от гледна точка на нова теория и накрая да започнем да даваме реални обяснения за най-сложните земни процеси .

Сега тектониката на плочите е потвърдена чрез директни измервания на скоростта на плочите чрез интерферометрия на радиация от далечни квазари и измервания с помощта на GPS. Резултатите от многогодишни изследвания напълно потвърдиха основните положения на теорията на тектониката на плочите.

Текущо състояние на тектониката на плочите

През последните десетилетия тектониката на плочите промени значително своите основи. Сега те могат да бъдат формулирани по следния начин:

Горната част на твърдата Земя е разделена на крехка литосфера и пластична астеносфера. Конвекцията в астеносферата е основната причина за движението на плочите.

Литосферата е разделена на 8 големи плочи, десетки средни плочи и много малки. Малките плочи са разположени в пояси между големи плочи. Сеизмичната, тектоничната и магматичната активност е концентрирана по границите на плочите.

Литосферните плочи в първо приближение са описани като твърди тела и тяхното движение се подчинява на теоремата на Ойлер за въртене.

Има три основни типа относителни движения на плочата.

дивергенция (дивергенция), изразяваща се чрез рифтинг и разпространение;
конвергенция (конвергенция), изразена чрез субдукция и сблъсък;
срязващи премествания по протежение на трансформни разломи.

Разпространението в океаните се компенсира от субдукция и сблъсък по периферията им, а радиусът и обемът на Земята са постоянни (това твърдение се обсъжда постоянно, но е толкова надеждно и не е опровергано)

Движението на литосферните плочи се причинява от тяхното увличане от конвективни течения в астеносферата.

Има два принципно различни типа земна кора - континентална кора и океанска кора. Някои литосферни плочи са съставени изключително от океанска кора (например най-голямата тихоокеанска плоча), други се състоят от блок от континентална кора, спойка в океанската кора.

Повече от 90% от земната повърхност е покрита от 8 най-големи литосферни плочи:

Средните плочи включват Арабския субконтинент и плочите Кокос и Хуан де Фука, останки от огромната плоча Фаралон, която формира значителна част от дъното на Тихия океан, но сега е изчезнала в зоната на субдукция под Америка.

Силово движещи се плочи

Сега вече няма никакво съмнение, че движението на плочите се осъществява поради мантийните топло-гравитационни течения - конвекция. Източникът на енергия за тези течения е преносът на топлина от централните части на Земята, които имат много висока температура (според оценките температурата на ядрото е около 5000 ° C). Нагрятите скали се разширяват (виж термичното разширение), плътността им намалява и те плуват, отстъпвайки място на по-студените скали. Тези течения могат да се затварят и да образуват стабилни конвективни клетки. В този случай в горната част на клетката потокът на материята се случва в хоризонталната равнина и именно тази част от нея носи плочите.

Така движението на плочите е следствие от охлаждането на Земята, при което част от топлинната енергия се превръща в механична работа, а нашата планета в известен смисъл е топлинен двигател.

Има няколко хипотези относно причината за високата температура на вътрешността на Земята. В началото на 20-ти век беше популярна хипотезата за радиоактивната природа на тази енергия. Изглежда, че това се потвърждава от оценки на състава на горната кора, която показва много значителни концентрации на уран, калий и други радиоактивни елементи, но по-късно се оказва, че съдържанието на радиоактивни елементи рязко намалява с дълбочината. Друг модел обяснява нагряването с химическата диференциация на Земята. Първоначално планетата е била смес от силикати и метални вещества. Но едновременно с формирането на планетата започва нейното обособяване в отделни черупки. По-плътната метална част се втурна към центъра на планетата, а силикати бяха концентрирани в горните черупки. В този случай потенциалната енергия на системата намалява и се превръща в топлинна енергия. Други изследователи смятат, че затоплянето на планетата е настъпило в резултат на натрупване, когато метеорити ударят повърхността на зараждащо се небесно тяло.

Вторични сили

Топлинната конвекция играе решаваща роля в движенията на плочите, но освен нея върху плочите действат по-малки, но не по-малко важни сили.

Когато океанската кора е потопена в мантията, базалтите, от които е съставена, се превръщат в еклогити, скали, по-плътни от обикновените мантийни скали - перидотити. Следователно тази част от океанската плоча се потапя в мантията и издърпва частта, която все още не е еклогитизирана.

Различни граници или граници на разширение на плочата

Океански разломи

В океанската кора рифтите са ограничени до централните части на средноокеанските хребети. В тях става образуването на нова океанска кора. Общата им дължина е повече от 60 хиляди километра. Много от тях са ограничени до тях, които пренасят в океана значителна част от дълбоката топлина и разтворени елементи. Високотемпературните извори се наричат черни пушачи и са свързани със значителни запаси от цветни метали.

Континентални разриви

Конвергентни граници

Прочетете повече в статията Зона на субдукция

Конвергентните граници са границите, където плочите се сблъскват. Има три възможни варианта:

Континентална плоча с океанска. Океанската кора е по-плътна от континенталната и потъва под континента в зона на субдукция.
Океанска плоча с океанска. В този случай една от плочите пълзи под другата и също се образува зона на субдукция, над която се образува островна дъга.
Континентална плоча с континентална. Възниква сблъсък, появява се мощна сгъната област. Хималаите са класически пример.

В зоните на субдукция океанската кора се абсорбира и по този начин се компенсира появата й в MORs. В тях протичат изключително сложни процеси, взаимодействия между кората и мантията. Така океанската кора може да издърпа блокове от континенталната кора в мантията, които поради ниската си плътност се ексхумират обратно в кората. Така възникват метаморфни комплекси от свръхвисоки налягания, един от най-популярните обекти на съвременните геоложки изследвания.

Повечето съвременни зони на субдукция са разположени по периферията на Тихия океан, образувайки Тихоокеанския огнен пръстен. Процесите, протичащи в зоната на конвекция на плочите, с право се считат за едни от най-сложните в геологията. В него се смесват блокове с различен произход, образувайки нова континентална кора.

Активни континентални граници

Прочетете повече в статията Active Continental Margin

Под активния континентален край се осъществява активно механично взаимодействие на океанската и континенталната плочи. Възможни са няколко сценария на равновесие в зависимост от скоростта, възрастта и дебелината на океанската кора. Ако плочата се движи бавно и има относително ниска дебелина, тогава континентът изстъргва седиментната покривка от нея. Седиментните скали се раздробяват в интензивни гънки, метаморфозират и стават част от континенталната кора. Структурата, образуваща се в този случай, се нарича нарастващ клин... Ако скоростта на потъващата плоча е висока и седиментната покривка е тънка, тогава океанската кора изтрива дъното на континента и го изтегля в мантията.

Островни дъги

Островна дъга

Прочетете повече в статията Островна дъга

Островните дъги са вериги от вулканични острови над зона на субдукция, която възниква, когато океанска плоча потъва под океанска плоча. Алеутските, Курилските, Марианските острови и много други архипелази могат да бъдат наречени като типични съвременни островни дъги. Японските острови също често се наричат островна дъга, но основата им е много древна и всъщност те са образувани от няколко комплекса от островни дъги в различно време, така че японските острови са микроконтинент.

Сблъсък на континенти

Прочетете повече в статията Сблъсък на континенти

Трансформирайте границите

Преобразуване на грешки

Прочетете повече в статията Transform Fault

Преминава през континентите

Прочетете повече в статията Shift

Вътреплочни процеси

Горещи точки

На дъното на океаните има множество вулканични острови. Някои от тях са разположени във вериги с постоянно променяща се възраст. Хавайският подводен хребет е класически пример за такъв подводен хребет. Той се издига над повърхността на океана под формата на Хавайските острови, от които на северозапад тече верига от подводни планини с непрекъснато нарастваща възраст, някои от които, например, атолът Мидуей, излизат на повърхността. На разстояние от около 3000 км от Хаваите веригата завива леко на север и вече се нарича Имперски хребет. Прекъснат е в дълбок ров пред Алеутската островна дъга.

За да се обясни тази невероятна структура, се предполагаше, че под Хавайските острови има гореща точка - място, където горещ мантиен поток се издига на повърхността, което разтапя океанската кора, движеща се над нея. Сега на Земята има много такива точки. Мантийният поток, който ги причинява, се нарича шлейф. В някои случаи се предполага изключително дълбок произход на плюмната материя, до границата на ядрото и мантията.

Капани и океански плата

В допълнение към дългосрочните горещи точки, понякога има масивни изливания на стопилки вътре в плочите, които образуват капани на континентите и океански плата в океаните. Особеността на този вид магматизъм е, че се появява за кратко време в геоложкия смисъл от порядъка на няколко милиона години, но обхваща огромни площи (десетки хиляди km2) и се излива колосален обем базалти, сравними до тяхното количество, кристализиращо в средноокеанските хребети.

Горещи точки и капани дадоха началото на създаването на т.нар плюмна геотектоника, който твърди, че не само редовната конвекция, но и шлейфите играят значителна роля в геодинамичните процеси. Плеймовата тектоника не противоречи на тектониката на плочите, а я допълва.

Тектоника на плочите като система от науки

Карта на тектонските плочи

От гледна точка кинематичен подход, движенията на плочите могат да бъдат описани с геометричните закони на движението на фигурите върху сферата. Земята се разглежда като мозайка от плочи с различни размери, движещи се една спрямо друга и самата планета. Палеомагнитните данни ни позволяват да реконструираме позицията на магнитния полюс спрямо всяка плоча в различни моменти от времето. Обобщаването на данните за различни плочи доведе до реконструкция на цялата последователност от относителни премествания на плочите. Комбинирането на тези данни с информация от фиксирани горещи точки даде възможност да се определят абсолютните движения на плочите и историята на движението на магнитните полюси на Земята.

Топлофизичен подходразглежда Земята като топлинен двигател, в който топлинната енергия се превръща частично в механична енергия. В рамките на този подход движението на материята във вътрешните слоеве на Земята се моделира като поток на вискозен флуид, описан от уравненията на Навие-Стокс. Мантийната конвекция е придружена от фазови преходи и химични реакции, които играят решаваща роля в структурата на мантийните течения. Въз основа на данните от геофизичното сондиране, резултатите от термофизични експерименти и аналитични и числени изчисления, учените се опитват да детайлизират структурата на мантийната конвекция, да намерят скоростите на потока и други важни характеристики на дълбоко разположените процеси. Тези данни са особено важни за разбирането на структурата на най-дълбоките части на Земята – долната мантия и ядрото, които са недостъпни за директно изследване, но несъмнено оказват огромно влияние върху процесите, протичащи на повърхността на планетата.

Геохимичен подход... За геохимията тектониката на плочите е важна като механизъм за непрекъснат обмен на материя и енергия между различните черупки на Земята. Всяка геодинамична обстановка се характеризира със специфични скални асоциации. От своя страна тези характерни особености могат да се използват за определяне на геодинамичната обстановка, в която се е образувала скалата.

Исторически подход... От гледна точка на историята на планетата Земя, тектониката на плочите е историята на свързването и разделянето на континентите, раждането и изчезването на вулканични вериги, появата и затварянето на океани и морета. Сега за големи блокове от кората историята на смесването е установена с големи подробности и за значителен период от време, но за малките плочи методологическите трудности са много по-големи. Най-сложните геодинамични процеси протичат в зоните на сблъсък на плочите, където се формират планински вериги, съставени от множество малки разнородни блокове - террейни, извършени през 1999 г. от космическата станция "Протерозой". Преди това мантията може да е имала различна структура на пренос на маса, в която важна роля са играли не стационарните конвективни потоци, а турбулентната конвекция и струйките.

Минали движения на плочата

Прочетете повече в статията История на движението на плочите

Той се движи на север и смачква Евразийската плоча, но, очевидно, ресурсът на това движение е почти изчерпан и скоро в геоложкото време в Индийския океан ще се появи нова зона на субдукция, в която ще се появи океанската кора на Индийския океан да бъдат погълнати под индийския континент.

Влияние на движението на плочите върху климата

Освен това относителното положение на континентите определя океанската и атмосферната циркулация.

Значение на тектониката на плочите

V.E. Khain. в по-малки региони и по-малки времеви мащаби.