Движението на литосферните плочи в Атлантическия океан. Теории за дрейф на континенти и литосферни плочи

1) _Първата хипотеза възниква през втората половина на 18 век и се нарича хипотеза за издигане. Той е предложен от М. В. Ломоносов, немски учени А. фон Хумболт и Л. фон Бух, шотландец Дж. Хътън. Същността на хипотезата е следната – издиганията на планините са причинени от издигането на разтопена магма от дълбините на Земята, която по пътя си оказва изтласкващ ефект върху околните слоеве, което води до образуването на гънки, пропасти. с различни размери. Ломоносов пръв разграничава два вида тектонски движения – бавни и бързи, причиняващи земетресения.
2) В средата на 19 век тази хипотеза е заменена от хипотезата за свиване на френския учен Ели дьо Бомон. Тя се основава на космогоничната хипотеза на Кант и Лаплас за произхода на Земята като първоначално нажежено тяло с последващо постепенно охлаждане. Този процес доведе до намаляване на обема на Земята и в резултат на това земната кора беше компресирана и нагънати планински структури се появиха като гигантски „бръчки“.
3) В средата на 19 век англичанинът Д. Ейри и свещеникът от Калкута Д. Прат откриват закономерност в положенията на гравитационните аномалии – високо в планините аномалиите се оказват отрицателни, т.е. беше масов дефицит, а в океаните аномалиите бяха положителни. За да се обясни това явление е предложена хипотеза, според която земната кора плава върху по-тежък и вискозен субстрат и е в изостатично равновесие, което се нарушава от действието на външни радиални сили.
4) Космогоничната хипотеза на Кант-Лаплас беше заменена от хипотезата на О. Ю. Шмид за първоначалното твърдо, студено и хомогенно състояние на Земята. Възникна необходимост от различен подход при обяснението на образуването на земната кора. Тази хипотеза е предложена от V.V.Belousov. Нарича се радиомиграция. Същността на тази хипотеза:
1. Основният енергиен фактор е радиоактивността. Нагряването на Земята с последващо уплътняване на материята се дължи на топлината на радиоактивния разпад. Радиоактивните елементи в ранните етапи на развитието на Земята са били разпределени равномерно и поради това нагряването е било силно и широко разпространено.
2. Нагряването на първичната материя и нейното уплътняване доведоха до отделяне на магмата или диференцирането й на базалтова и гранитна. В последния са концентрирани радиоактивни елементи. Като по-лека, гранитната магма „изплува“ към горната част на Земята, докато базалтовата магма потъна надолу. В същото време се наблюдава и температурна диференциация.

Съвременните геотектонски хипотези се развиват с помощта на идеите на мобилизма. Тази идея се основава на идеята за преобладаването на хоризонталните движения в тектонските движения на земната кора.

5) За първи път, за да обясни механизма и последователността на геотектоничните процеси, немският учен А. Вегенер предложи хипотезата за хоризонталния дрейф на континентите.
1. Сходството на очертанията на бреговете на Атлантическия океан, особено в южното полукълбо (близо до Южна Америка и Африка).
2. Сходството на геоложкия строеж на континентите (съвпадението на някои регионални тектонски удари, сходството в състава и възрастта на скалите и др.).

хипотеза за тектоника на литосферните плочи или нова глобална тектоника. Основните положения на тази хипотеза:

1. Земната кора с горната част на мантията образува литосферата, която се покрива от пластичната астеносфера. Литосферата е разделена на големи блокове (плочи). Границите на плочите са рифтови зони, дълбоководни ровове, към които прилягат разломи, които дълбоко проникват в мантията - това са зоните на Бениоф-Заварицки, както и зони на съвременна сеизмична активност.
2. Литосферните плочи се движат хоризонтално. Това движение се определя от два основни процеса - плъзгане на плочи или разпръскване, потапяне на една плоча под друга - субдукция или натискане на една плоча върху друга - обдукция.
3. Базалтите периодично идват от мантията в зоната на отделяне. Магнитните аномалии на ивици в базалтите са доказателство за разпространението.
4. В районите на островните дъги се разграничават зони на натрупване на източници на дълбокофокусни земетресения, които отразяват зоните на потъване на плоча с базалтова океанска кора под континенталната кора, т.е. тези зони отразяват зони на субдукция. В тези зони поради смачкване и топене част от материала потъва, а другата прониква в континента под формата на вулкани и интрузии, като по този начин се увеличава дебелината на континенталната кора.

Тектониката на плочите е съвременна геоложка теория за движението на литосферата. Според тази теория глобалните тектонски процеси се основават на хоризонтално движение спрямо интегрални блокове на литосферата - литосферни плочи. По този начин тектониката на плочите разглежда движенията и взаимодействията на литосферните плочи. За първи път хипотезата за хоризонталното движение на блоковете на земната кора е направена от Алфред Вегенер през 20-те години на миналия век в рамките на хипотезата за "континентален дрейф", но тази хипотеза не е получила подкрепа по това време. Едва през 60-те години на миналия век изследванията на океанското дъно дават убедителни доказателства за движенията на хоризонталните плочи и процесите на разширяване на океаните поради образуването (разпространението) на океанската кора. Възраждането на идеите за преобладаващата роля на хоризонталните движения се извършва в рамките на "мобилистичното" направление, чието развитие доведе до развитието на съвременната теория на тектониката на плочите. Основните положения на тектониката на плочите са формулирани през 1967-68 г. от група американски геофизици - WJ Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes в развитието на по-ранните (1961-62) идеи на американски учени Г. Хес и Р. Дигз за разширяването (разпространението) на океанското дъно. едно). Горната скалиста част на планетата е разделена на две черупки, значително различни по реологични свойства: твърдата и крехка литосфера и подлежащата пластична и подвижна астеносфера. 2). Литосферата е разделена на плочи, постоянно движещи се по повърхността на пластичната астеносфера. Литосферата е разделена на 8 големи плочи, десетки средни плочи и много малки. Между големите и средните плочи има пояси, съставени от мозайки от малки корови плочи. 3). Има три вида относителни движения на плочите: дивергенция (дивергенция), конвергенция (конвергенция) и движения на срязване. 4). Обемът на океанската кора, погълнат в зоните на субдукция, е равен на обема на кората, възникваща в зоните на разпространение. Тази позиция подчертава мнението за постоянството на обема на Земята. 5). Основната причина за движението на плочите е конвекция на мантия, причинена от мантийните топлинно-гравитационни течения.

Източникът на енергия за тези течения е температурната разлика между централните райони на Земята и температурата на нейните близо до повърхността части. В този случай основната част от ендогенната топлина се отделя на границата на ядрото и мантията по време на процеса на дълбока диференциация, което определя разпадането на първичния хондритен материал, по време на който металната част се втурва към центъра, увеличавайки ядрото на планетата, а силикатната част е концентрирана в мантията, където допълнително се диференцира. 6). Преместванията на плочите се подчиняват на законите на сферичната геометрия и могат да бъдат описани въз основа на теоремата на Ойлер. Теоремата за въртене на Ойлер гласи, че всяко завъртане в триизмерно пространство има ос. По този начин въртенето може да се опише с три параметъра: координатите на оста на въртене (например нейната ширина и дължина) и ъгъла на въртене.

Географски последици от движението на литовите плочи (сеизмичната активност се увеличава, образуват се разломи, появяват се хребети и т.н.). В теорията на тектониката на плочите ключова позиция заема концепцията за геодинамична обстановка – характерна геоложка структура с определено съотношение на плочите. В една и съща геодинамична обстановка протичат едни и същи тектонски, магматични, сеизмични и геохимични процеси.

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

Научна тектоника

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

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

Договорната хипотеза

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

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

Геосинклинална теория

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

Вниманието на геолозите беше привлечено от факта, че скалите могат да се появят както хоризонтално, така и разместени. Хоризонтално отложените скали се наричат платформи, докато дислоцираните скали се наричат нагънати зони.

Според теорията на геосинклиналите, в началния етап, поради активни тектонски процеси, има отклонение и потъване на земната кора. Този процес е придружен от дрейф на седименти и образуване на дебел слой от седиментни отлагания. В бъдеще настъпва процесът на изграждане на планина и появата на сгъване. Геосинклиналният режим се оценява от платформения режим, който се характеризира с незначителни тектонски движения с образуване на малка дебелина от седиментни скали. Последният етап е етапът на формирането на континента.

Геосинклиналната тектоника преобладава в продължение на почти 100 години. В геологията от онова време липсва фактически материал, впоследствие натрупаните данни доведоха до създаването на нова теория.

Теория на литосферната плоча

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

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

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

Структурата на земното кълбо

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

Разграничават се следните слоеве:

Земната кора.
Мантия.
Ядро.

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

Мантията от своя страна се подразделя на горна и долна. Границата, разделяща слоевете на мантията, е слоят Голицин. Земната кора и горната част на мантията, чак до астеносферата, са литосферата на Земята.

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

Структурата на земната кора

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

Земната кора е горната част на литосферата, тя е външно твърдо тяло, съставена е от скали с различен физичен и химичен състав. Според физични и химични параметри има подразделение на три слоя:

Базалт.
Гранит-гнейс.
Утаечен.

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

континентален.
океански.
субконтинентален.
субокеански.

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

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

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

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

Литосферна плоча

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

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

Тектоника на плочите

Процесът, който формира облика на Земята, е пряко свързан с тектониката на литосферните плочи. Световната тектоника предполага, че движението не е на континенти, а на литосферни плочи. Когато се сблъскват един с друг, те образуват планински вериги или дълбоки океански ровове. Земетресенията и вулканичните изригвания са резултат от движението на литосферните плочи. Активната геоложка дейност е ограничена главно до ръбовете на тези образувания.

Движението на литосферните плочи се фиксира от спътници, но естеството и механизмът на този процес остава загадка.

В океаните процесите на разрушаване и натрупване на седименти са бавни, поради което тектонските движения са добре отразени в релефа. Долният релеф е със сложно разчленена структура. Разграничават се структурите, образувани в резултат на вертикални движения на земната кора и структури, получени в резултат на хоризонтални движения.

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

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

Причини Преместване на плочи

Движещата геоложка сила е тектониката на света. Основната причина за движението на плочите е мантийната конвекция, създадена от топлинно-гравитационните течения в мантията. Това се дължи на температурната разлика между повърхността и центъра на Земята. Вътре в скалите те се нагряват, разширяват се и намаляват по плътност. Леките фракции започват да се появяват, а на тяхно място се спускат студени и тежки маси. Процесът на пренос на топлина се извършва непрекъснато.

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

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

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

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

Архитектура и тектоника

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

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

Тектоника на плочите (тектоника на плочите) е съвременна геодинамична концепция, базирана на осигуряване на мащабни хоризонтални премествания спрямо интегрални фрагменти от литосферата (литосферни плочи). По този начин тектониката на плочите разглежда движенията и взаимодействията на литосферните плочи.

За първи път хипотезата за хоризонталното движение на блоковете на земната кора е направена от Алфред Вегенер през 20-те години на миналия век в рамките на хипотезата за "континентален дрейф", но тази хипотеза не е получила подкрепа по това време. Едва през 60-те години на миналия век изследванията на океанското дъно дават убедителни доказателства за движенията на хоризонталните плочи и процесите на разширяване на океаните поради образуването (разпространението) на океанската кора. Възраждането на идеите за преобладаващата роля на хоризонталните движения се извършва в рамките на "мобилистичното" направление, чието развитие доведе до развитието на съвременната теория на тектониката на плочите. Основните положения на тектониката на плочите са формулирани през 1967-68 г. от група американски геофизици - WJ Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes в развитието на по-ранните (1961-62) идеи на американски учени Г. Хес и Р. Дигз за разширяването (разпространението) на океанското дъно

Основи на тектониката на плочите

Основите на тектониката на плочите могат да бъдат обобщени в няколко основни

1. Горната скалиста част на планетата е разделена на две черупки, значително различни по реологични свойства: твърдата и крехка литосфера и подлежащата пластична и подвижна астеносфера.

2. Литосферата е разделена на плочи, постоянно движещи се по повърхността на пластичната астеносфера. Литосферата е разделена на 8 големи плочи, десетки средни плочи и много малки. Между големите и средните плочи има пояси, съставени от мозайки от малки корови плочи.

Границите на плочите са области на сеизмична, тектонска и магматична активност; вътрешните области на плочите са слабо сеизмични и се характеризират със слаба проява на ендогенни процеси.

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

австралийска чиния,
Антарктическа плоча,
африканска чиния,
евразийска плоча,
хиндустанска плоча,
тихоокеанска плоча,
Северноамериканска чиния,
Южноамериканска плоча.

Средни плочи: арабски (субконтинент), карибски, филипински, Наска и Кокос и Хуан де Фука и др.

Някои литосферни плочи са съставени изключително от океанска кора (например Тихоокеанската плоча), други включват фрагменти както от океанска, така и от континентална кора.

3. Има три вида относителни премествания на плочите: дивергенция (дивергенция), конвергенция (конвергенция) и срязващи премествания.

Съответно се разграничават три типа граници на основните плочи.

Различни граници- граници, по които плочите се раздалечават.

Процесите на хоризонтално разтягане на литосферата се наричат разрив... Тези граници са ограничени до континенталните рифти и средноокеанските хребети в океанските басейни.

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

Разломите могат да бъдат положени както върху континенталната, така и върху океанската кора, образувайки единна глобална система, ориентирана спрямо оста на геоида. В този случай еволюцията на континенталните рифтове може да доведе до разкъсване на непрекъснатостта на континенталната кора и превръщането на този рифт в океански рифт (ако разширяването на рифта спре преди етапа на разкъсване на континенталната кора, то се запълва с утайки, превръщайки се в авлакоген).

Процесът на плъзгане на плочи в зони на океански рифти (средноокеански хребети) е придружен от образуването на нова океанска кора поради магматична базалтова стопилка, идваща от астеносферата. Този процес на образуване на нова океанска кора поради притока на мантийно вещество се нарича разпространение(от англ. spread - да разпространявам, разгръщам).

Структурата на средноокеанския хребет

В хода на разпръскването всеки импулс на удължаване е придружен от приток на нова порция мантийни стопилки, които, докато се втвърдяват, изграждат ръбовете на плочи, отклоняващи се от оста MOR.

Именно в тези зони се образува млада океанска кора.

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

Подвеждане- процесът на изместване на океанската плоча под континенталната или друга океанска. Зоните на субдукция са ограничени до аксиалните части на дълбоководни ровове, съединени с островни дъги (които са елементи на активни ръбове). Границите на субдукция представляват около 80% от дължината на всички конвергентни граници.

Когато континенталната и океанската плочи се сблъскат, природен феномен е подчинението на океанската (по-тежка) плоча под ръба на континенталната; когато две океански се сблъскат, по-старата (тоест по-хладната и по-плътната) от тях потъва.

Зоните на субдукция имат характерна структура: техни типични елементи са дълбоководен ров - вулканична островна дъга - задъгов басейн. В зоната на огъване и подтягане на поглъщащата плоча се образува дълбоководен ров. Докато потъва, тази плоча започва да губи вода (която е в изобилие в състава на утайки и минерали), като последната, както е известно, значително намалява температурата на топене на скалите, което води до образуването на центрове на топене, които захранват вулканите от островните дъги. В задната част на вулканична дъга обикновено се случва известно разтягане, което определя образуването на задни дъга басейн. В зоната на задния басейн напрежението може да бъде толкова значително, че да доведе до разкъсване на плочавата кора и отваряне на басейна с океанската кора (т.нар. обратно-дъгов процес на разпространение).

Потъването на поглъщащата плоча в мантията се проследява от огнища на земетресения, възникващи при контакта на плочите и вътре в поглъщащата плоча (по-студени и следователно по-крехки от околните скали на мантията). Тази сеизмична фокусна зона е наречена Зона Бениоф-Заварицки.

В зоните на субдукция започва процесът на образуване на нова континентална кора.

Много по-рядък процес на взаимодействие на континенталната и океанската плочи е процесът отвличане- изтласкване на част от океанската литосфера върху ръба на континенталната плоча. Трябва да се подчертае, че в хода на този процес настъпва отделяне на океанската плоча и напредва само нейната горна част - кората и няколко километра от горната мантия.

При сблъсъка на континентални плочи, чиято кора е по-лека от материала на мантията и в резултат на това не е в състояние да се потопи в нея, процесът протича сблъсъци... В хода на сблъсъка ръбовете на сблъскващите се континентални плочи се смачкват, смачкват и се образуват системи от големи тласъци, което води до нарастване на планински структури със сложна гънко-напорна структура. Класически пример за такъв процес е сблъсъкът на Индустанската плоча с Евразийската, придружен от нарастването на огромните планински системи на Хималаите и Тибет.

Модел на процеса на сблъсък

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

Мащабният регионален метаморфизъм и интрузивен гранитоиден магматизъм са типични за колизионните процеси. Тези процеси водят до създаването на нова континентална кора (с типичния гранитно-гнесов слой).

Трансформирайте границите- граници, по които възникват измествания на срязване на плочата.

Границите на литосферните плочи на Земята

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

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

5. Основната причина за движението на плочите е конвекция на мантия. причинени от мантийните топло-гравитационни течения.

Загрятите скали в централните зони на Земята се разширяват, плътността им намалява и те се издигат, отстъпвайки място на потъващи по-студени и следователно по-тежки маси, които вече са отдали част от топлината в приповърхностните зони. Този процес на пренос на топлина продължава непрекъснато, което води до образуването на подредени затворени конвективни клетки. В този случай в горната част на клетката потокът на материята протича почти в хоризонталната равнина и именно тази част от потока определя хоризонталното движение на материята на астеносферата и разположените върху нея плочи. Като цяло възходящите клони на конвективните клетки са разположени под зоните на разминаващи се граници (MOR и континентални рифти), низходящите клони - под зоните на конвергентните граници.

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

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

Фигура - Сили, действащи върху литосферните плочи.

Основните движещи сили на тектониката на плочите се прилагат към дъното на вътрешноплочовите части на литосферата - силите на мантийното съпротивление FDO под океаните и FDC под континентите, чийто размер зависи преди всичко от скоростта на астеносферното течение, а последният се определя от вискозитета и дебелината на астеносферния слой. Тъй като под континентите дебелината на астеносферата е много по-малка, а вискозитетът е много по-висок, отколкото под океаните, големината на силата FDCпочти с порядък по-нисък от FDO... Под континентите, особено техните древни части (континентални щитове), астеносферата почти се изклинва, така че континентите изглеждат „заседнали“. Тъй като повечето от литосферните плочи на днешната Земя включват както океански, така и континентални части, трябва да се очаква, че присъствието на континент в плочата като цяло трябва да „забави“ движението на цялата плоча. Ето как се случва всъщност (най-бързо се движат почти чисто океанските плочи на Тихия океан, Кокос и Наска; най-бавно са евразийската, северноамериканската, южноамериканската, антарктическата и африканската, значителна част от които е заета от континенти) . И накрая, при конвергентните граници на плочите, където тежките и студени ръбове на литосферните плочи (плочи) потъват в мантията, тяхната отрицателна плаваемост създава сила FNB(индексът в обозначението на силата - от англ отрицателна плаваемост). Действието на последното води до факта, че поглъщащата част на плочата потъва в астеносферата и издърпва цялата плоча заедно с нея, като по този начин увеличава скоростта на нейното движение. Очевидно силата FNBдейства спорадично и само при определени геодинамични условия, например в случаите на срутване на гореописаната плоча през участъка от 670 км.

По този начин механизмите, които привеждат в движение литосферните плочи, могат условно да бъдат причислени към следните две групи: 1) свързани със силите на "плъзгане" на мантията ( мантиен плъзгащ механизъм), приложен към всякакви точки от основата на плочите, на фиг. 2.5.5 - сили FDOи FDC; 2) свързани със силите, приложени към ръбовете на плочите ( ръбово-силов механизъм), на фигурата - сили FRPи FNB... Ролята на този или онзи задвижващ механизъм, както и на тези или други сили, се оценяват индивидуално за всяка литосферна плоча.

Комбинацията от тези процеси отразява общия геодинамичен процес, обхващащ области от повърхността до дълбоките зони на Земята.

Мантийна конвекция и геодинамични процеси

В момента се развива двуклетъчна мантийна конвекция със затворени клетки (според модела на мантийната конвекция) или отделна конвекция в горната и долната мантия с натрупване на плочи под зони на субдукция (според двустепенен модел) в земната мантия. Вероятните полюси на издигане на мантийната материя се намират в Североизточна Африка (приблизително под зоната на свързване на Африканската, Сомалийската и Арабската плочи) и в района на Великденския остров (под средния хребет на Тихия океан - Източнотихоокеанско издигане).

Екваторът на потъване на мантийния материал минава по приблизително непрекъсната верига от конвергентни граници на плочите по периферията на Тихия и източния Индийски океан.

Сегашният режим на мантийна конвекция, който започна преди около 200 милиона години с разпадането на Пангея и даде началото на съвременните океани, в бъдеще ще бъде заменен от едноклетъчен режим (според модела на конвекция през мантията) или (според алтернативен модел) конвекцията ще стане през мантията поради срутване на плочи през участъка от 670 км. Това може да доведе до сблъсък на континенти и образуването на нов суперконтинент, петият в историята на Земята.

6. Преместванията на плочите се подчиняват на законите на сферичната геометрия и могат да бъдат описани на базата на теоремата на Ойлер. Теоремата за въртене на Ойлер гласи, че всяко завъртане в триизмерно пространство има ос. По този начин въртенето може да се опише с три параметъра: координатите на оста на въртене (например нейната ширина и дължина) и ъгъла на въртене. Въз основа на това положение може да се реконструира положението на континентите в минали геоложки ери. Анализът на движенията на континентите доведе до извода, че на всеки 400-600 милиона години те се обединяват в един суперконтинент, който претърпява по-нататъшно разпадане. В резултат на разделянето на такъв суперконтинент Пангея, настъпило преди 200-150 милиона години, се образуват съвременните континенти.

Някои доказателства за реалността на механизма на тектониката на плочите

Стареене на океанската кора възраст с отдалечаване от осите на разпространение(виж фигурата). В същата посока се отбелязва увеличаване на дебелината и стратиграфската пълнота на седиментния слой.

Фигура - Карта на възрастта на скалите на океанското дъно на Северния Атлантик (по W. Pitman и M. Talvani, 1972). Области на океанското дъно с различни възрастови интервали са подчертани в различни цветове; числата показват възрастта в милиони години.

Геофизични данни.

Фигура - Томографски профил през Елинския ров, Крит и Егейско море. Сивите кръгове са хипоцентрове на земетресенията. Синият цвят показва плоча от потъваща студена мантия, червеният - гореща мантия (по V. Spekman, 1989)

Останки от огромната плоча Фаралон, изчезнала в зоната на субдукция под Северна и Южна Америка, записани като плочи от "студената" мантия (разрез в Северна Америка, по S-вълни). От Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, бр. 4, 1-7

Линейни магнитни аномалии в океаните са открити през 50-те години на миналия век по време на геофизичното изследване на Тихия океан. Това откритие позволи на Хес и Диез през 1968 г. да формулират теорията за разпространението на океанското дъно, която прерасна в теорията за тектониката на плочите. Те се превърнаха в едно от най-силните доказателства за вярността на теорията.

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

Причината за възникването на лентовите магнитни аномалии е процесът на раждане на океанската кора в зоните на разпространение на средноокеанските хребети, изригналите базалти, когато изстинат под точката на Кюри в магнитното поле на Земята, придобиват остатъчна намагнитност. Посоката на намагнитване съвпада с посоката на магнитното поле на Земята, но поради периодични инверсии на земното магнитно поле, изригналите базалти образуват ивици с различни посоки на намагнитване: директна (съвпада със съвременната посока на магнитното поле) и обратен.

Фигура - Диаграма на формирането на ивичната структура на магнитоактивния слой и магнитни аномалии на океана (модел Vine - Matthews).

Това е съвременна геоложка теория за движението на литосферата, според която земната кора се състои от относително интегрални блокове - литосферни плочи, които са в постоянно движение една спрямо друга. В същото време в зоните на разширение (средноокеански хребети и континентални рифове) в резултат на разпространението на морското дъно се образува нова океанска кора, а старата се абсорбира в зоните на субдукция. Теорията за тектоника на плочите обяснява появата на земетресения, вулканична активност и процеси на планинострояване, свързани най-вече с границите на плочите.

За първи път идеята за движението на блоковете на земната кора е изразена в теорията на континенталния дрейф, предложена от Алфред Вегенер през 20-те години на миналия век. Тази теория първоначално беше отхвърлена. Възраждането на идеята за движения в твърдата обвивка на Земята („мобилизъм“) се случва през 60-те години на миналия век, когато в резултат на проучвания на релефа и геологията на океанското дъно са получени данни, показващи процесите на разширяване (разпръскване) на океанската кора и изтласкване на едни части от кората под други (субдукция). Комбинирането на тези идеи със старата теория за дрейфа на континентите доведе до съвременната теория на тектониката на плочите, която скоро се превърна в общоприета концепция в науките за Земята.

В теорията на тектониката на плочите ключова позиция заема концепцията за геодинамична обстановка – характерна геоложка структура с определено съотношение на плочите. В една и съща геодинамична обстановка протичат едни и същи тектонски, магматични, сеизмични и геохимични процеси.

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.

Съвременната литосфера 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.

1) дивергенция (дивергенция), изразена чрез рифтиране и разпространение;

2) конвергенция (конвергенция), изразена чрез субдукция и сблъсък;

3) срязващи премествания по протежение на трансформните геоложки разломи.

Разпространението в океаните се компенсира чрез субдукция и сблъсък по периферията им, а радиусът и обемът на Земята са постоянни до термичното свиване на планетата (при всички случаи средната температура на вътрешността на Земята бавно намалява в продължение на милиарди години).

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

Има два принципно различни типа земна кора - континентална кора (по-стара) и океанска кора (на възраст под 200 милиона години). 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 в съвременната епоха е покрита от 8 най-големи литосферни плочи:

1. Австралийска чиния.

2. Антарктическа плоча.

3. Африканска чиния.

4. Евразийска плоча.

5. Индустанска плоча.

6. Тихоокеанска плоча.

7. Северноамериканска чиния.

8. Южноамериканска плоча.

Средните плочи включват Арабската плоча, както и Кокосовата плоча и плочата 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.

Литосферните плочи имат висока твърдост и са в състояние да запазят структурата и формата си непроменени за дълго време при липса на външни влияния.

Движение на плочата

Литосферните плочи са в постоянно движение. Това движение, което се извършва в горните слоеве, се дължи на наличието на конвективни течения, присъстващи в мантията. Отделно взети литосферни плочи се приближават, разминават се и се плъзгат една спрямо друга. Когато плочите се приближават една към друга, възникват зони на компресия и последващото натискане (притискане) на една от плочите към съседната, или натискане (субдукция) на съседните образувания. Когато възникне дивергенция, по границите се появяват зони на напрежение с характерни пукнатини. При плъзгане се образуват разломи, в равнината на които се наблюдават съседни плочи.

Резултати от движението

В областите на сближаване на огромни континентални плочи, когато се сблъскат, възникват планински вериги. По същия начин по едно време възникна хималайската планинска система, образувана на границата на Индо-Австралийската и Евразийската плочи. Островните дъги и дълбоководните депресии са резултат от сблъсъка на океански литосферни плочи с континентални образувания.

В аксиалните зони на средноокеанските хребети се появяват разломи (от англ. Rift - разлом, пукнатина, пукнатина) с характерна структура. Такива образувания на линейната тектонска структура на земната кора, дълги стотици и хиляди километри, с ширина десетки или стотици километри, възникват в резултат на хоризонтално разтягане на земната кора. Разломите с много големи размери обикновено се наричат рифтови системи, пояси или зони.

Тъй като всяка литосферна плоча е една плоча, в нейните разломи се наблюдава повишена сеизмична активност и вулканизъм. Тези източници са разположени в доста тесни зони, в равнината на които възникват триене и взаимни премествания на съседни плочи. Тези зони се наричат сеизмични пояси. Дълбоководните ровове, средноокеанските хребети и рифове са подвижни области на земната кора, разположени на границите на отделните литосферни плочи. Това още веднъж потвърждава, че ходът на образуването на земната кора на тези места все още протича доста интензивно.

Значението на теорията за литосферните плочи не може да се отрече. Тъй като именно тя е в състояние да обясни наличието на планини в някои области на Земята, в други -. Теорията на литосферните плочи позволява да се обясни и предвиди възникването на катастрофални явления, които могат да възникнат в зоната на техните граници.