Mouvement des plaques lithosphériques dans l'océan Atlantique. Théories de la dérive des continents et des plaques lithosphériques

1)_La première hypothèse est apparue dans la seconde moitié du XVIIIe siècle et s'appelait l'hypothèse du soulèvement. Il a été proposé par M. V. Lomonosov, les scientifiques allemands A. von Humboldt et L. von Buch, Scot J. Hutton. L'essence de l'hypothèse est la suivante - les soulèvements de montagne sont causés par la montée de magma en fusion des profondeurs de la Terre, qui sur son chemin a eu un effet de poussée sur les couches environnantes, entraînant la formation de plis, d'abîmes de différentes tailles . Lomonosov a été le premier à distinguer deux types de mouvements tectoniques - lents et rapides, provoquant des tremblements de terre.
2) Au milieu du XIXe siècle, cette hypothèse a été remplacée par l'hypothèse de contraction du scientifique français Elie de Beaumont. Il était basé sur l'hypothèse cosmogonique de Kant et Laplace sur l'origine de la Terre en tant que corps initialement chaud suivi d'un refroidissement progressif. Ce processus a entraîné une diminution du volume de la Terre et, par conséquent, la croûte terrestre a été comprimée et des structures de montagne plissées sont apparues semblables à des "rides" géantes.
3) Au milieu du 19ème siècle, l'Anglais D. Airy et le prêtre de Calcutta D. Pratt ont découvert un modèle dans les positions des anomalies de gravité - haut dans les montagnes, les anomalies se sont avérées négatives, c'est-à-dire une masse déficit a été détecté, et dans les océans les anomalies étaient positives. Pour expliquer ce phénomène, une hypothèse a été proposée, selon laquelle la croûte terrestre flotte sur un substrat plus lourd et plus visqueux et est en équilibre isostatique, qui est perturbé par l'action de forces radiales externes.
4) L'hypothèse cosmogonique de Kant-Laplace a été remplacée par l'hypothèse de O. Yu. Schmidt sur l'état initial solide, froid et homogène de la Terre. Il fallait une approche différente pour expliquer la formation de la croûte terrestre. Une telle hypothèse a été proposée par V. V. Belousov. C'est ce qu'on appelle la migration radio. L'essence de cette hypothèse:
1. Le principal facteur énergétique est la radioactivité. Le réchauffement de la Terre suivi d'un compactage de la matière s'est produit en raison de la chaleur de la désintégration radioactive. Les éléments radioactifs aux stades initiaux du développement de la Terre étaient répartis uniformément, et donc le chauffage était fort et omniprésent.
2. Le chauffage de la substance primaire et son compactage ont conduit à la séparation du magma ou à sa différenciation en basalte et granite. Ces derniers concentraient les éléments radioactifs. Alors qu'un magma granitique plus léger "flottait" vers la partie supérieure de la Terre, tandis que le magma basaltique s'enfonçait. En même temps, il y avait aussi une différence de température.

Les hypothèses géotectoniques modernes sont développées en utilisant les idées du mobilisme. Cette idée est basée sur le concept de la prédominance des mouvements horizontaux dans les mouvements tectoniques de la croûte terrestre.

5) Pour la première fois, pour expliquer le mécanisme et la séquence des processus géotectoniques, le scientifique allemand A. Wegener a proposé l'hypothèse de la dérive horizontale des continents.
1. La similitude des contours des côtes de l'océan Atlantique, en particulier dans l'hémisphère sud (près de l'Amérique du Sud et de l'Afrique).
2. Similitude de la structure géologique des continents (coïncidence de certaines grèves tectoniques régionales, similitude dans la composition et l'âge des roches, etc.).

hypothèse de tectonique des plaques lithosphériques ou nouvelle tectonique globale. Les points principaux de cette hypothèse sont :

1. La croûte terrestre avec la partie supérieure du manteau forme la lithosphère, qui repose sur l'asthénosphère plastique. La lithosphère est divisée en gros blocs (plaques). Les limites des plaques sont des zones de rift, des tranchées en eau profonde, qui sont adjacentes à des failles qui pénètrent profondément dans le manteau - ce sont les zones Benioff-Zavaritsky, ainsi que des zones d'activité sismique moderne.
2. Les plaques lithosphériques se déplacent horizontalement. Ce mouvement est déterminé par deux processus principaux - écarter ou écarter les plaques, submerger une plaque sous une autre - subduction ou pousser une plaque sur une autre - obduction.
3. Les basaltes du manteau pénètrent périodiquement dans la zone d'arrachement. La preuve de la séparation est fournie par des anomalies magnétiques en bande dans les basaltes.
4. Dans les régions des arcs insulaires, on distingue des zones d'accumulation de sources de séismes profonds, qui reflètent des zones d'affaissement d'une plaque à croûte océanique basaltique sous la croûte continentale, c'est-à-dire que ces zones reflètent des zones de subduction. Dans ces zones, du fait de l'écrasement et de la fonte, une partie de la matière s'affaisse, tandis que l'autre partie pénètre dans le continent sous forme de volcans et d'intrusions, augmentant ainsi l'épaisseur de la croûte continentale.

La tectonique des plaques est une théorie géologique moderne sur le mouvement de la lithosphère. Selon cette théorie, les processus tectoniques globaux sont basés sur le mouvement horizontal de blocs relativement intégraux de la lithosphère - plaques lithosphériques. Ainsi, la tectonique des plaques considère les mouvements et les interactions des plaques lithosphériques. Alfred Wegener a d'abord suggéré le mouvement horizontal des blocs crustaux dans les années 1920 dans le cadre de l'hypothèse de la «dérive des continents», mais cette hypothèse n'a pas reçu de soutien à l'époque. Ce n'est que dans les années 1960 que les études du fond de l'océan ont fourni des preuves incontestables du mouvement horizontal des plaques et des processus d'expansion des océans dus à la formation (diffusion) de la croûte océanique. La renaissance des idées sur le rôle prédominant des mouvements horizontaux s'est produite dans le cadre de la direction "mobiliste", dont le développement a conduit au développement de la théorie moderne de la tectonique des plaques. Les principales dispositions de la tectonique des plaques ont été formulées en 1967-68 par un groupe de géophysiciens américains - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes dans le développement d'idées antérieures (1961-62) de Les scientifiques américains G. Hess et R. Digts sur l'expansion (propagation) du fond de l'océan. une). La partie pierreuse supérieure de la planète est divisée en deux coquilles, qui diffèrent considérablement par leurs propriétés rhéologiques : une lithosphère rigide et cassante et une asthénosphère sous-jacente plastique et mobile. 2). La lithosphère est divisée en plaques, se déplaçant constamment le long de la surface de l'asthénosphère plastique. La lithosphère est divisée en 8 grandes plaques, des dizaines de plaques moyennes et de nombreuses petites. Entre les grandes et moyennes dalles se trouvent des ceintures composées d'une mosaïque de petites dalles crustales. 3). Il existe trois types de mouvements relatifs des plaques : la divergence (divergence), la convergence (convergence) et les mouvements de cisaillement. 4). Le volume de croûte océanique absorbé dans les zones de subduction est égal au volume de croûte formée dans les zones d'étalement. Cette disposition met l'accent sur l'opinion sur la constance du volume de la Terre. 5). La principale cause du mouvement des plaques est la convection du manteau, causée par la chaleur du manteau et les courants de gravité.

La source d'énergie de ces courants est la différence de température entre les régions centrales de la Terre et la température de ses parties proches de la surface. Dans le même temps, la majeure partie de la chaleur endogène est libérée à la limite du noyau et du manteau au cours du processus de différenciation profonde, qui détermine la décomposition de la substance chondrite primaire, au cours de laquelle la partie métallique se précipite vers le centre, augmentant le noyau de la planète, et la partie silicatée est concentrée dans le manteau, où elle subit ensuite une différenciation. 6). Les mouvements des plaques obéissent aux lois de la géométrie sphérique et peuvent être décrits sur la base du théorème d'Euler. Le théorème de rotation d'Euler stipule que toute rotation d'un espace tridimensionnel a un axe. Ainsi, la rotation peut être décrite par trois paramètres : les coordonnées de l'axe de rotation (par exemple, sa latitude et sa longitude) et l'angle de rotation.

Conséquences géographiques du mouvement des plaques de Lith (augmentation de l'activité sismique, formation de failles, apparition de dorsales, etc.). Dans la théorie de la tectonique des plaques, la position clé est occupée par le concept de cadre géodynamique - une structure géologique caractéristique avec un certain rapport de plaques. Dans le même cadre géodynamique, le même type de processus tectoniques, magmatiques, sismiques et géochimiques se produit.

La tectonique est une branche de la géologie qui étudie la structure de la croûte terrestre et le mouvement des plaques lithosphériques. Mais il est si multiforme qu'il joue un rôle important dans de nombreuses autres géosciences. La tectonique est utilisée en architecture, en géochimie, en sismologie, dans l'étude des volcans et dans de nombreux autres domaines.

tectonique scientifique

La tectonique est une science relativement jeune, elle étudie le mouvement des plaques lithosphériques. Pour la première fois, l'idée du mouvement des plaques a été exprimée dans la théorie de la dérive des continents d'Alfred Wegener dans les années 20 du XXe siècle. Mais il n'a reçu son développement que dans les années 60 du XXe siècle, après avoir mené des études sur le relief des continents et du fond des océans. Le matériel obtenu nous a permis de jeter un nouveau regard sur les théories existantes. La théorie des plaques lithosphériques est apparue à la suite du développement des idées de la théorie de la dérive des continents, de la théorie des géosynclinaux et de l'hypothèse de la contraction.

La tectonique est une science qui étudie la force et la nature des forces qui forment les chaînes de montagnes, écrasent les roches en plis et étirent la croûte terrestre. Il sous-tend tous les processus géologiques qui se produisent sur la planète.

hypothèse de contrat

L'hypothèse de la contraction a été avancée par le géologue Elie de Beaumont en 1829 lors d'une réunion de l'Académie française des sciences. Il explique les processus de formation des montagnes et de pliage de la croûte terrestre sous l'influence d'une diminution du volume de la Terre due au refroidissement. L'hypothèse était basée sur les idées de Kant et de Laplace sur l'état liquide ardent primaire de la Terre et son refroidissement ultérieur. Par conséquent, les processus de construction et de pliage des montagnes ont été expliqués comme des processus de compression de la croûte terrestre. À l'avenir, en se refroidissant, la Terre a réduit son volume et s'est froissée en plis.

La tectonique de contraction, dont la définition a confirmé la nouvelle doctrine des géosynclinaux, expliqué la structure inégale de la croûte terrestre, est devenue une base théorique solide pour le développement ultérieur de la science.

Théorie du géosynclinal

Il existait au tournant de la fin du 19e et du début du 20e siècle. Il explique les processus tectoniques par des mouvements oscillatoires cycliques de la croûte terrestre.

L'attention des géologues a été attirée sur le fait que les roches peuvent se présenter à la fois horizontalement et disloquées. Les roches horizontales ont été classées comme plates-formes et les roches disloquées ont été classées comme zones plissées.

Selon la théorie des géosynclinaux, au stade initial, en raison de processus tectoniques actifs, une déviation et un abaissement de la croûte terrestre se produisent. Ce processus s'accompagne de l'élimination des sédiments et de la formation d'une épaisse couche de dépôts sédimentaires. Par la suite, le processus de construction de la montagne et l'apparition du plissement se produisent. Le régime géosynclinal est remplacé par le régime de plate-forme qui se caractérise par des mouvements tectoniques mineurs avec la formation d'une faible épaisseur de roches sédimentaires. L'étape finale est l'étape de la formation du continent.

La tectonique géosynclinale a dominé pendant près de 100 ans. La géologie de cette époque a connu un manque de matériel factuel, et par la suite les données accumulées ont conduit à la création d'une nouvelle théorie.

Théorie des plaques lithosphériques

La tectonique est l'une des directions de la géologie, qui a constitué la base de la théorie moderne du mouvement des plaques lithosphériques.

Selon la théorie, une partie de la croûte terrestre - les plaques lithosphériques, qui sont en mouvement continu. Leurs mouvements sont relatifs les uns aux autres. Dans les zones d'étirement de la croûte terrestre (dorsales médio-océaniques et rifts continentaux), une nouvelle croûte océanique (zone de pulvérisation) se forme. Dans les zones de submersion des blocs de la croûte terrestre, il se produit l'absorption de l'ancienne croûte, ainsi que l'affaissement de l'océanique sous le continental (zone de subduction). La théorie explique également les processus de formation des montagnes et de l'activité volcanique.

La tectonique globale des plaques comprend un concept clé tel que le cadre géodynamique. Elle se caractérise par un ensemble de processus géologiques, au sein d'un même territoire, à une certaine époque. Les mêmes processus géologiques sont caractéristiques du même cadre géodynamique.

La structure du globe

La tectonique est une branche de la géologie qui étudie la structure de la planète Terre. La Terre dans une approximation grossière a la forme d'un ellipsoïde aplati et se compose de plusieurs coquilles (couches).

Les couches suivantes sont distinguées :

La croûte terrestre.
Manteau.
Noyau.

La croûte terrestre est la couche solide externe de la Terre, elle est séparée du manteau par une frontière appelée surface de Mohorovich.

Le manteau, à son tour, est divisé en supérieur et inférieur. La limite séparant les couches du manteau est la couche de Golitsin. La croûte terrestre et la partie supérieure du manteau, jusqu'à l'asthénosphère, constituent la lithosphère terrestre.

Le noyau est le centre du globe, séparé du manteau par la frontière de Gutenberg. Il est divisé en un noyau externe liquide et un noyau interne solide, il y a une zone de transition entre eux.

La structure de la croûte terrestre

La science de la tectonique est directement liée à la structure de la croûte terrestre. La géologie étudie non seulement les processus se produisant dans les entrailles de la Terre, mais aussi sa structure.

La croûte terrestre est la partie supérieure de la lithosphère, c'est le solide extérieur, elle est composée de roches de composition physique et chimique variée. Selon les paramètres physico-chimiques, il y a une division en trois couches :

Basaltique.
Granite-gneiss.
Sédimentaire.

Il existe également une division dans la structure de la croûte terrestre. Il existe quatre principaux types de croûte terrestre :

Continental.
Océanique.
Sous-continental.
Subocéanique.

La croûte continentale est représentée par les trois couches, son épaisseur varie de 35 à 75 km. La couche sédimentaire supérieure est largement développée, mais, en règle générale, a une faible épaisseur. La couche suivante, granite-gneiss, a une épaisseur maximale. La troisième couche, le basalte, est composée de roches métamorphiques.

Il est représenté par deux couches - sédimentaire et basalte, son épaisseur est de 5 à 20 km.

La croûte sous-continentale, comme la croûte continentale, se compose de trois couches. La différence est que l'épaisseur de la couche de granite-gneiss dans la croûte sous-continentale est bien moindre. Ce type de croûte se trouve à la frontière du continent avec l'océan, dans la zone de volcanisme actif.

La croûte subocéanique est proche de l'océanique. La différence est que l'épaisseur de la couche sédimentaire peut atteindre 25 km. Ce type de croûte est confiné à l'avant-fosse profonde de la croûte terrestre (mers intérieures).

plaque lithosphérique

Les plaques lithosphériques sont de gros blocs de la croûte terrestre qui font partie de la lithosphère. Les plaques sont capables de se déplacer les unes par rapport aux autres le long de la partie supérieure du manteau - l'asthénosphère. Les plaques sont séparées les unes des autres par des fosses sous-marines, des dorsales médio-océaniques et des systèmes montagneux. Une caractéristique des plaques lithosphériques est qu'elles sont capables de conserver leur rigidité, leur forme et leur structure pendant longtemps.

La tectonique de la Terre suggère que les plaques lithosphériques sont en mouvement constant. Au fil du temps, ils changent de contour - ils peuvent se séparer ou grandir ensemble. A ce jour, 14 grandes plaques lithosphériques ont été identifiées.

Tectonique des plaques

Le processus qui forme l'apparition de la Terre est directement lié à la tectonique des plaques lithosphériques. La tectonique du monde implique qu'il y a un mouvement non pas de continents, mais de plaques lithosphériques. En se heurtant les unes aux autres, elles forment des chaînes de montagnes ou de profondes dépressions océaniques. Les tremblements de terre et les éruptions volcaniques sont le résultat du mouvement des plaques lithosphériques. L'activité géologique active se limite principalement aux bordures de ces formations.

Le mouvement des plaques lithosphériques a été enregistré à l'aide de satellites, mais la nature et le mécanisme de ce processus restent un mystère.

Dans les océans, les processus de destruction et d'accumulation de sédiments sont lents, de sorte que les mouvements tectoniques se reflètent bien dans le relief. Le relief inférieur a une structure disséquée complexe. Formé à la suite de mouvements verticaux de la croûte terrestre, et les structures obtenues en raison de mouvements horizontaux sont distinguées.

Les structures du fond marin comprennent des reliefs tels que des plaines abyssales, des bassins océaniques et des dorsales médio-océaniques. Dans la zone des bassins, en règle générale, une situation tectonique calme est observée, dans la zone des dorsales médio-océaniques, une activité tectonique de la croûte terrestre est notée.

La tectonique océanique comprend également des structures telles que les fosses sous-marines, les montagnes océaniques et les giyots.

Provoque le déplacement des plaques

La force géologique motrice est la tectonique du monde. La principale raison du mouvement des plaques est la convection du manteau, qui est créée par les courants gravitationnels thermiques dans le manteau. Cela est dû à la différence de température entre la surface et le centre de la Terre. A l'intérieur les roches sont chauffées, elles se dilatent et diminuent de densité. Des fractions légères commencent à flotter et des masses froides et lourdes coulent à leur place. Le processus de transfert de chaleur est continu.

Un certain nombre d'autres facteurs influencent également le mouvement des plaques. Par exemple, l'asthénosphère dans les zones de flux ascendants est élevée et dans les zones d'immersion, elle est abaissée. Ainsi, un plan incliné se forme et le processus de glissement "gravitationnel" de la plaque lithosphérique a lieu. Les zones de subduction ont également un impact, où la croûte océanique froide et lourde est entraînée sous la croûte continentale chaude.

L'épaisseur de l'asthénosphère sous les continents est bien moindre et la viscosité est plus grande que sous les océans. Sous les parties anciennes des continents, l'asthénosphère est pratiquement absente, donc dans ces endroits, elles ne bougent pas et restent en place. Et puisque la plaque lithosphérique comprend à la fois des parties continentales et océaniques, la présence d'une partie continentale ancienne entravera le mouvement de la plaque. Le mouvement des plaques purement océaniques est plus rapide que mixte, et encore plus continental.

Il existe de nombreux mécanismes qui mettent les plaques en mouvement, ils peuvent être conditionnellement divisés en deux groupes:

L'ensemble des processus de forces motrices reflète en général le processus géodynamique, qui couvre toutes les couches de la Terre.

Architecture et tectonique

La tectonique n'est pas seulement une science purement géologique associée aux processus se produisant dans les entrailles de la Terre. Il est également utilisé dans la vie de tous les jours. En particulier, la tectonique est utilisée dans l'architecture et la construction de toutes les structures, qu'il s'agisse de bâtiments, de ponts ou de structures souterraines. C'est là que les lois de la mécanique entrent en jeu. Dans ce cas, la tectonique est comprise comme le degré de résistance et de stabilité d'une structure dans une zone particulière donnée.

La théorie des plaques lithosphériques n'explique pas le lien entre les mouvements des plaques et les processus profonds. Nous avons besoin d'une théorie qui expliquerait non seulement la structure et le mouvement des plaques lithosphériques, mais aussi les processus se produisant à l'intérieur de la Terre. Le développement d'une telle théorie est associé à l'unification de spécialistes tels que géologues, géophysiciens, géographes, physiciens, mathématiciens, chimistes et bien d'autres.

Tectonique des plaques (tectonique des plaques) est un concept géodynamique moderne basé sur la position des déplacements horizontaux à grande échelle de fragments relativement intégraux de la lithosphère (plaques lithosphériques). Ainsi, la tectonique des plaques considère les mouvements et les interactions des plaques lithosphériques.

Alfred Wegener a d'abord suggéré le mouvement horizontal des blocs crustaux dans les années 1920 dans le cadre de l'hypothèse de la «dérive des continents», mais cette hypothèse n'a pas reçu de soutien à l'époque. Ce n'est que dans les années 1960 que les études du fond de l'océan ont fourni des preuves incontestables du mouvement horizontal des plaques et des processus d'expansion des océans dus à la formation (diffusion) de la croûte océanique. La renaissance des idées sur le rôle prédominant des mouvements horizontaux s'est produite dans le cadre de la direction "mobiliste", dont le développement a conduit au développement de la théorie moderne de la tectonique des plaques. Les principales dispositions de la tectonique des plaques ont été formulées en 1967-68 par un groupe de géophysiciens américains - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes dans le développement d'idées antérieures (1961-62) de Les scientifiques américains G. Hess et R. Digts sur l'expansion (propagation) du fond de l'océan

Fondamentaux de la tectonique des plaques

Les principes fondamentaux de la tectonique des plaques remontent à quelques principes fondamentaux

1. La partie pierreuse supérieure de la planète est divisée en deux coquilles, qui diffèrent considérablement par leurs propriétés rhéologiques : une lithosphère rigide et cassante et une asthénosphère plastique et mobile sous-jacente.

2. La lithosphère est divisée en plaques, se déplaçant constamment le long de la surface de l'asthénosphère plastique. La lithosphère est divisée en 8 grandes plaques, des dizaines de plaques moyennes et de nombreuses petites. Entre les grandes et moyennes dalles se trouvent des ceintures composées d'une mosaïque de petites dalles crustales.

Les limites des plaques sont des zones d'activité sismique, tectonique et magmatique ; les zones internes des plaques sont faiblement sismiques et se caractérisent par une faible manifestation de processus endogènes.

Plus de 90% de la surface de la Terre tombe sur 8 grandes plaques lithosphériques :

plaque australienne,
Plaque Antarctique,
assiette africaine,
Plaque eurasienne,
Assiette Hindoustan,
Plaque Pacifique,
Plaque nord-américaine,
Assiette sud-américaine.

Plaques médianes : Arabe (sous-continent), Caraïbes, Philippines, Nazca et Cocos et Juan de Fuca, etc.

Certaines plaques lithosphériques sont composées exclusivement de croûte océanique (par exemple, la plaque du Pacifique), d'autres comprennent des fragments de croûte océanique et continentale.

3. Il existe trois types de mouvements relatifs des plaques : la divergence (divergence), la convergence (convergence) et les mouvements de cisaillement.

En conséquence, trois types de limites de plaques principales sont distingués.

Frontières divergentes sont les frontières le long desquelles les plaques s'écartent.

Les processus d'étirement horizontal de la lithosphère sont appelés déchirement. Ces limites sont confinées aux rifts continentaux et aux dorsales médio-océaniques dans les bassins océaniques.

Le terme "rift" (de l'anglais rift - gap, crack, gap) s'applique à de grandes structures linéaires d'origine profonde, formées lors de l'étirement de la croûte terrestre. En termes de structure, ce sont des structures de type graben.

Les failles peuvent être posées à la fois sur la croûte continentale et océanique, formant un système global unique orienté par rapport à l'axe du géoïde. Dans ce cas, l'évolution des rifts continentaux peut conduire à une rupture de la continuité de la croûte continentale et à la transformation de ce rift en rift océanique (si l'expansion du rift s'arrête avant le stade de rupture de la croûte continentale, il est rempli de sédiments, se transformant en un aulacogène).

Le processus d'expansion des plaques dans les zones de rifts océaniques (dorsales médio-océaniques) s'accompagne de la formation d'une nouvelle croûte océanique due aux fontes basaltiques magmatiques provenant de l'asthénosphère. Ce processus de formation d'une nouvelle croûte océanique dû à l'afflux de matière mantellique est appelé diffusion(de l'anglais propagation - propagation, déploiement).

La structure de la dorsale médio-océanique

Au cours de l'étalement, chaque impulsion d'étirement s'accompagne de l'afflux d'une nouvelle portion de fonte du manteau qui, en se solidifiant, constitue les bords des plaques s'écartant de l'axe MOR.

C'est dans ces zones que se forme la jeune croûte océanique.

frontières convergentes sont les frontières le long desquelles les plaques entrent en collision. Il peut y avoir trois variantes principales d'interaction lors d'une collision : lithosphère "océanique - océanique", "océanique - continentale" et "continentale - continentale". Selon la nature des plaques en collision, plusieurs processus différents peuvent avoir lieu.

Subduction- le processus de subduction d'une plaque océanique sous une plaque continentale ou autre océanique. Les zones de subduction sont confinées aux parties axiales des tranchées profondes conjuguées aux arcs insulaires (qui sont des éléments de marges actives). Les frontières de subduction représentent environ 80% de la longueur de toutes les frontières convergentes.

Lorsque les plaques continentale et océanique entrent en collision, un phénomène naturel est le chevauchement de la plaque océanique (plus lourde) sous le bord de la plaque continentale ; lorsque deux océaniques entrent en collision, le plus ancien (c'est-à-dire le plus frais et le plus dense) coule.

Les zones de subduction ont une structure caractéristique : leurs éléments typiques sont une cuvette d'eau profonde - un arc insulaire volcanique - un bassin d'arrière-arc. Une tranchée en eau profonde est formée dans la zone de flexion et de sous-poussée de la plaque de subduction. Au fur et à mesure que cette plaque s'enfonce, elle commence à perdre de l'eau (que l'on trouve en abondance dans les sédiments et les minéraux), cette dernière, comme on le sait, réduit considérablement la température de fusion des roches, ce qui conduit à la formation de centres de fusion qui alimentent les volcans d'arc insulaires . À l'arrière de l'arc volcanique, une certaine extension se produit généralement, ce qui détermine la formation d'un bassin d'arrière-arc. Dans la zone du bassin d'arrière-arc, l'extension peut être si importante qu'elle conduit à la rupture de la croûte de plaques et à l'ouverture du bassin à croûte océanique (processus d'étalement dit d'arrière-arc).

La subduction de la plaque de subduction dans le manteau est tracée par des foyers sismiques qui se produisent au contact des plaques et à l'intérieur de la plaque de subduction (qui est plus froide et donc plus fragile que les roches environnantes du manteau). Cette zone focale sismique est appelée Zone Benioff-Zavaritsky.

Dans les zones de subduction, le processus de formation d'une nouvelle croûte continentale commence.

Un processus beaucoup plus rare d'interaction entre les plaques continentales et océaniques est le processus obstruction– poussée d'une partie de la lithosphère océanique sur le bord de la plaque continentale. Il convient de souligner qu'au cours de ce processus, la plaque océanique est stratifiée et seule sa partie supérieure avance - la croûte et plusieurs kilomètres du manteau supérieur.

Lors de la collision de plaques continentales, dont la croûte est plus légère que la substance du manteau et ne peut donc pas s'y enfoncer, le processus collisions. Lors de la collision, les bords des plaques continentales en collision sont écrasés, écrasés et des systèmes de grandes poussées se forment, ce qui conduit à la croissance de structures montagneuses avec une structure complexe de plis et de poussées. Un exemple classique d'un tel processus est la collision de la plaque de l'Hindoustan avec celle de l'Eurasie, accompagnée de la croissance des systèmes montagneux grandioses de l'Himalaya et du Tibet.

Modèle de processus de collision

Le processus de collision remplace le processus de subduction, complétant la fermeture du bassin océanique. Dans le même temps, au début du processus de collision, lorsque les bords des continents se sont déjà approchés, la collision se combine avec le processus de subduction (les restes de la croûte océanique continuent de s'enfoncer sous le bord du continent).

Les processus de collision sont caractérisés par un métamorphisme régional à grande échelle et un magmatisme granitoïde intrusif. Ces processus conduisent à la création d'une nouvelle croûte continentale (avec sa couche typique de granite-gneiss).

Transformer les bordures sont les frontières le long desquelles se produisent les déplacements de cisaillement des plaques.

Les limites des plaques lithosphériques de la Terre

1 – frontières divergentes ( un - dorsales médio-océaniques, b- rifts continentaux); 2 – transformer les frontières ; 3 – frontières convergentes ( un - arc insulaire, b- marges continentales actives dans - conflit); 4 – direction et vitesse (cm/an) du mouvement de la plaque.

4. Le volume de croûte océanique absorbé dans les zones de subduction est égal au volume de la croûte formée dans les zones d'étalement. Cette disposition met l'accent sur l'opinion sur la constance du volume de la Terre. Mais une telle opinion n'est pas la seule et définitivement prouvée. Il est possible que le volume des plans change de manière pulsée, ou qu'il y ait une diminution de sa diminution due au refroidissement.

5. La principale cause du mouvement des plaques est la convection du manteau. , causée par les courants thermogravitationnels du manteau.

Les roches chauffées dans les zones centrales de la Terre se dilatent, leur densité diminue et elles flottent, laissant place à des masses descendantes plus froides et donc plus lourdes, qui ont déjà cédé une partie de la chaleur dans les zones proches de la surface. Ce processus de transfert de chaleur se poursuit en continu, entraînant la formation de cellules convectives fermées ordonnées. Dans le même temps, dans la partie supérieure de la cellule, le flux de matière se produit dans un plan presque horizontal, et c'est cette partie du flux qui détermine le mouvement horizontal de la matière de l'asthénosphère et des plaques qui s'y trouvent. En général, les branches ascendantes des cellules convectives sont situées sous les zones de frontières divergentes (MOR et rifts continentaux), tandis que les branches descendantes sont situées sous les zones de frontières convergentes.

Ainsi, la principale raison du mouvement des plaques lithosphériques est la "traînée" par les courants de convection.

De plus, un certain nombre d'autres facteurs agissent sur les plaques. En particulier, la surface de l'asthénosphère s'avère quelque peu surélevée au-dessus des zones de branches ascendantes et plus abaissée dans les zones d'affaissement, ce qui détermine le "glissement" gravitationnel de la plaque lithosphérique située sur une surface plastique inclinée. De plus, il existe des processus de traction de la lithosphère océanique lourde et froide dans les zones de subduction vers l'asthénosphère chaude, et par conséquent moins dense, ainsi qu'un coincement hydraulique par les basaltes dans les zones MOR.

Figure - Forces agissant sur les plaques lithosphériques.

Les principales forces motrices de la tectonique des plaques s'appliquent au fond des parties intraplaques de la lithosphère : les forces de traînée du manteau FDO sous les océans et FDC sous les continents, dont l'amplitude dépend principalement de la vitesse du courant asthénosphérique, et la ce dernier est déterminé par la viscosité et l'épaisseur de la couche asthénosphérique. Étant donné que sous les continents, l'épaisseur de l'asthénosphère est bien moindre et que la viscosité est bien plus grande que sous les océans, l'amplitude de la force CDF presque un ordre de grandeur inférieur à FDO. Sous les continents, en particulier leurs parties anciennes (boucliers continentaux), l'asthénosphère se coince presque, de sorte que les continents semblent "s'échouer". Comme la plupart des plaques lithosphériques de la Terre moderne comprennent à la fois des parties océaniques et continentales, il faut s'attendre à ce que la présence d'un continent dans la composition de la plaque dans le cas général « ralentisse » le mouvement de toute la plaque. C'est ainsi que cela se passe réellement (les plus rapides sont les plaques presque purement océaniques Pacifique, Cocos et Nazca ; les plus lentes sont l'Eurasie, l'Amérique du Nord, l'Amérique du Sud, l'Antarctique et l'Afrique, dont une partie importante de la superficie est occupée par des continents). Enfin, aux limites des plaques convergentes, où les bords lourds et froids des plaques lithosphériques (dalles) s'enfoncent dans le manteau, leur flottabilité négative crée une force FNB(indice dans la désignation de la force - de l'anglais retours négatifs). L'action de ce dernier conduit au fait que la partie subductante de la plaque s'enfonce dans l'asthénosphère et entraîne toute la plaque avec elle, augmentant ainsi la vitesse de son mouvement. Evidemment la force FNB opère épisodiquement et uniquement dans certains contextes géodynamiques, par exemple, dans les cas d'effondrement de dalles décrits ci-dessus sur une section de 670 km.

Ainsi, les mécanismes qui mettent en mouvement les plaques lithosphériques peuvent être conditionnellement affectés aux deux groupes suivants : 1) associés aux forces de « traînée » du manteau ( mécanisme de traînée de manteau) appliqué en tout point des semelles des plaques, sur la Fig. 2.5.5 - efforts FDO et CDF; 2) liés aux efforts appliqués sur les bords des plaques ( mécanisme de force de bord), dans la figure - forces PRF et FNB. Le rôle de tel ou tel mécanisme moteur, ainsi que de telles ou telles forces, est évalué individuellement pour chaque plaque lithosphérique.

La totalité de ces processus reflète le processus géodynamique général, couvrant des zones allant de la surface aux zones profondes de la Terre.

Convection du manteau et processus géodynamiques

À l'heure actuelle, la convection du manteau à cellules fermées à deux cellules se développe dans le manteau terrestre (selon le modèle de convection à travers le manteau) ou une convection séparée dans le manteau supérieur et inférieur avec l'accumulation de dalles sous les zones de subduction (selon le modèle à deux cellules). modèle de niveau). Les pôles probables de l'ascension de la matière du manteau sont situés dans le nord-est de l'Afrique (approximativement sous la zone de jonction des plaques africaine, somalienne et arabe) et dans la région de l'île de Pâques (sous la dorsale médiane de l'océan Pacifique - la Montée du Pacifique Est).

L'équateur d'affaissement du manteau suit une chaîne approximativement continue de limites de plaques convergentes le long de la périphérie des océans Pacifique et Indien oriental.

Le régime actuel de convection du manteau, qui a commencé il y a environ 200 millions d'années avec l'effondrement de la Pangée et a donné naissance aux océans modernes, sera remplacé à l'avenir par un régime unicellulaire (selon le modèle de la convection à travers le manteau) ou (selon un modèle alternatif) la convection deviendra à travers le manteau en raison de l'effondrement des dalles sur une section de 670 km. Cela peut conduire à la collision des continents et à la formation d'un nouveau supercontinent, le cinquième de l'histoire de la Terre.

6. Les mouvements des plaques obéissent aux lois de la géométrie sphérique et peuvent être décrits sur la base du théorème d'Euler. Le théorème de rotation d'Euler stipule que toute rotation d'un espace tridimensionnel a un axe. Ainsi, la rotation peut être décrite par trois paramètres : les coordonnées de l'axe de rotation (par exemple, sa latitude et sa longitude) et l'angle de rotation. Sur la base de cette position, la position des continents dans les époques géologiques passées peut être reconstruite. Une analyse des mouvements des continents a conduit à la conclusion que tous les 400 à 600 millions d'années, ils s'unissent en un seul supercontinent, qui se désintègre davantage. À la suite de la scission d'un tel supercontinent Pangée, qui s'est produite il y a 200 à 150 millions d'années, des continents modernes se sont formés.

Quelques preuves de la réalité du mécanisme de la tectonique des plaques lithosphériques

Âge plus avancé de la croûte océanique avec la distance des axes d'expansion(voir l'image). Dans le même sens, on observe une augmentation de l'épaisseur et de la complétude stratigraphique de la couche sédimentaire.

Figure - Carte de l'âge des roches du fond océanique de l'Atlantique Nord (d'après W. Pitman et M. Talvani, 1972). Des parties du fond océanique d'intervalles d'âge différents sont mises en évidence dans différentes couleurs; Les chiffres indiquent l'âge en millions d'années.

données géophysiques.

Figure - Profil tomographique à travers la fosse hellénique, l'île de Crète et la mer Égée. Les cercles gris sont les hypocentres des tremblements de terre. La plaque du manteau froid submergé est représentée en bleu, le manteau chaud est représenté en rouge (d'après W. Spackman, 1989)

Vestiges de l'immense plaque de Faralon, disparue dans la zone de subduction sous l'Amérique du Nord et du Sud, fixée sous forme de dalles du manteau « froid » (coupe à travers l'Amérique du Nord, le long des ondes S). Après Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, non. 4, 1-7

Des anomalies magnétiques linéaires dans les océans ont été découvertes dans les années 1950 lors d'études géophysiques de l'océan Pacifique. Cette découverte a permis à Hess et Dietz de formuler la théorie de la propagation du fond océanique en 1968, qui est devenue la théorie de la tectonique des plaques. Ils sont devenus l'une des preuves les plus solides de l'exactitude de la théorie.

Figure - Formation d'anomalies magnétiques en bande lors de l'épandage.

La raison de l'origine des anomalies magnétiques en bande est le processus de naissance de la croûte océanique dans les zones d'étalement des dorsales médio-océaniques, les basaltes sortants, lorsqu'ils se refroidissent sous le point de Curie dans le champ magnétique terrestre, acquièrent une magnétisation résiduelle. La direction de l'aimantation coïncide avec la direction du champ magnétique terrestre, cependant, en raison des inversions périodiques du champ magnétique terrestre, les basaltes en éruption forment des bandes avec différentes directions d'aimantation : directe (coïncide avec la direction moderne du champ magnétique) et inverse.

Figure - Schéma de formation de la structure en bandes de la couche magnétiquement active et anomalies magnétiques de l'océan (modèle Vine-Matthews).

Il s'agit d'une théorie géologique moderne sur le mouvement de la lithosphère, selon laquelle la croûte terrestre est constituée de blocs relativement intégraux - des plaques lithosphériques, qui sont en mouvement constant les unes par rapport aux autres. Dans le même temps, dans les zones d'expansion (dorsales médio-océaniques et rifts continentaux), à la suite de l'étalement (étalement du fond marin anglais - étalement du fond marin), une nouvelle croûte océanique se forme et l'ancienne est absorbée dans les zones de subduction . La théorie de la tectonique des plaques explique l'occurrence des tremblements de terre, de l'activité volcanique et des processus de formation des montagnes, pour la plupart confinés aux limites des plaques.

L'idée du mouvement des blocs crustaux a été exprimée pour la première fois dans la théorie de la dérive des continents proposée par Alfred Wegener dans les années 1920. Cette théorie a été initialement rejetée. La renaissance de l'idée de mouvements dans la coquille solide de la Terre («mobilisme») s'est produite dans les années 1960, lorsque, à la suite d'études sur le relief et la géologie du fond de l'océan, des données ont été obtenues indiquant les processus de expansion (étalement) de la croûte océanique et subduction de certaines parties de la croûte sous d'autres (subduction). La combinaison de ces idées avec l'ancienne théorie de la dérive des continents a donné naissance à la théorie moderne de la tectonique des plaques, qui est rapidement devenue un concept accepté dans les sciences de la terre.

Dans la théorie de la tectonique des plaques, la position clé est occupée par le concept de cadre géodynamique - une structure géologique caractéristique avec un certain rapport de plaques. Dans le même cadre géodynamique, le même type de processus tectoniques, magmatiques, sismiques et géochimiques se produit.

État actuel de la tectonique des plaques

Au cours des dernières décennies, la tectonique des plaques a considérablement modifié ses fondamentaux. Maintenant, ils peuvent être formulés comme suit :

La partie supérieure de la Terre solide est divisée en une lithosphère fragile et une asthénosphère plastique. La convection dans l'asthénosphère est la cause principale du mouvement des plaques.

La lithosphère moderne est divisée en 8 grandes plaques, des dizaines de plaques moyennes et de nombreuses petites. Les petites dalles sont situées dans des ceintures entre les grandes dalles. L'activité sismique, tectonique et magmatique est concentrée aux limites des plaques.

Les plaques lithosphériques en première approximation sont décrites comme des corps solides et leur mouvement obéit au théorème de rotation d'Euler.

Il existe trois principaux types de mouvements relatifs des plaques

1) divergence (divergence), exprimée par le rifting et l'étalement ;

2) convergence (convergence) exprimée par subduction et collision;

3) les mouvements de cisaillement le long des failles géologiques transformantes.

La propagation dans les océans est compensée par la subduction et la collision le long de leur périphérie, et le rayon et le volume de la Terre sont constants jusqu'à la compression thermique de la planète (en tout cas, la température moyenne de l'intérieur de la Terre lentement, sur des milliards d'années , diminue).

Le mouvement des plaques lithosphériques est provoqué par leur entraînement par des courants convectifs dans l'asthénosphère.

Il existe deux types fondamentalement différents de croûte terrestre - la croûte continentale (plus ancienne) et la croûte océanique (pas plus de 200 millions d'années). Certaines plaques lithosphériques sont composées exclusivement de croûte océanique (un exemple est la plus grande plaque du Pacifique), d'autres sont constituées d'un bloc de croûte continentale soudé à la croûte océanique.

Plus de 90% de la surface de la Terre à l'ère moderne est couverte par les 8 plus grandes plaques lithosphériques :

1. Plaque australienne.

2. Plaque antarctique.

3. Assiette africaine.

4. Plaque eurasienne.

5. Assiette Hindoustan.

6. Plaque Pacifique.

7. Plaque nord-américaine.

8. Assiette sud-américaine.

Les plaques de taille moyenne comprennent la plaque arabe, ainsi que la plaque Cocos et la plaque Juan de Fuca, vestiges de l'énorme plaque Faralon, qui formait une partie importante du fond de l'océan Pacifique, mais a maintenant disparu dans la zone de subduction sous le Amériques.

Les plaques lithosphériques ont une grande rigidité et sont capables de conserver leur structure et leur forme inchangées pendant longtemps en l'absence d'influences extérieures.

mouvement des plaques

Les plaques lithosphériques sont en mouvement constant. Ce mouvement, qui se produit dans les couches supérieures, est dû à la présence de courants convectifs présents dans le manteau. Des plaques lithosphériques prises séparément se rapprochent, divergent et glissent les unes par rapport aux autres. Lorsque les plaques se rapprochent, des zones de compression apparaissent et s'ensuivent la poussée (obduction) de l'une des plaques sur la voisine, ou la subduction (subduction) des formations adjacentes. Lors de la divergence, des zones de tension apparaissent avec des fissures caractéristiques qui apparaissent le long des frontières. Lors du glissement, des failles se forment, dans le plan desquelles des plaques voisines sont observées.

Résultats du mouvement

Dans les zones de convergence d'immenses plaques continentales, lorsqu'elles entrent en collision, des chaînes de montagnes surgissent. De la même manière, le système montagneux de l'Himalaya est apparu à un moment donné, formé à la frontière des plaques indo-australienne et eurasienne. Le résultat de la collision des plaques lithosphériques océaniques avec les formations continentales sont des arcs insulaires et des dépressions en eau profonde.

Dans les zones axiales des dorsales médio-océaniques, des fissures (de l'anglais. Rift - une faille, une fissure, une crevasse) d'une structure caractéristique apparaissent. Des formations similaires de la structure tectonique linéaire de la croûte terrestre, d'une longueur de centaines et de milliers de kilomètres, d'une largeur de dizaines ou de centaines de kilomètres, résultent de l'étirement horizontal de la croûte terrestre. Les très grandes failles sont généralement appelées systèmes de failles, ceintures ou zones.

Compte tenu du fait que chaque plaque lithosphérique est une plaque unique, une activité sismique et un volcanisme accrus sont observés dans ses failles. Ces sources sont situées dans des zones assez étroites, dans le plan desquelles se produisent des frottements et des déplacements mutuels de plaques voisines. Ces zones sont appelées ceintures sismiques. Les fosses sous-marines, les dorsales médio-océaniques et les récifs sont des zones mobiles de la croûte terrestre, elles sont situées aux limites des plaques lithosphériques individuelles. Cela confirme une fois de plus que le déroulement du processus de formation de la croûte terrestre à ces endroits et se poursuit actuellement de manière assez intensive.

L'importance de la théorie des plaques lithosphériques ne peut être niée. Puisque c'est elle qui est capable d'expliquer la présence des montagnes dans certaines régions de la Terre, dans d'autres -. La théorie des plaques lithosphériques permet d'expliquer et de prévoir l'occurrence de phénomènes catastrophiques pouvant survenir dans la région de leurs limites.