Didžiausios litosferos plokštės ir jų judėjimas. Rusija puls Japoniją

Divergencija

Apie ką Pangea JAV dolerių prieš 135 mln Laurasia ir Gondvana, taip pat teigiama A. Wegeneris. Jo hipotezė buvo vadinama mobilizmas. Hipotezė tapo teorija antroje praėjusio amžiaus pusėje. Litosferos plokščių judėjimas užfiksuotas iš kosmoso.

Žemės plutą sudaro 15 USD vertės litosferos plokštės, iš kurių 6 USD vertės yra didžiausios.

Tai apima:

• Eurazijos plokštė;
• Šiaurės Amerikos plokštė;
• Pietų Amerikos lėkštė;
• Australijos plokštelė;
• Antarkties plokštė;
• Ramiojo vandenyno plokštė.

Plokščių judėjimo greitis, įvairiais skaičiavimais, svyruoja nuo $1 $ mm iki $ 8 $ cm per metus.

Santykiniai plokščių judesiai gali būti trijų tipų:

• Divergencija;
• Konvergencija;
• Šlyties judesiai.

Divergencija arba išreiškiamas neatitikimas plyšimas ir plitimas.

Plokštės judėjimas vyksta išilgai skirtingų ribų. Šios planetos reljefo ribos yra pavaizduotos plyšiai, kur vyrauja tempimo deformacijos. Pluta yra sumažėjusio storio, o šilumos srautas yra maksimalus, todėl intensyvus vulkaninė veikla. Priklausomai nuo to, kur yra skirtinga riba, tai priklauso tolesnė plėtra– jei siena žemyne, tada jis susidaro žemyninis plyšys. Ateityje jis gali virsti vandenyno baseinu. Plyšiai ant vandenyno plutos apsiriboja centrinėmis vandenyno vidurio kalnagūbrių dalimis, kur nauja vandenyno pluta. Jo susidarymas atsiranda dėl to, kad magminis bazalto lydalas ateina iš astenosferos.

1 apibrėžimas

Naujos vandenyno plutos susidarymas dėl mantijos medžiagos antplūdžio vadinamas plinta

Vidurio vandenyno kalnagūbriai skirstomi į greitai plintančias – plokščių judėjimo greitis siekia 8–16 USD per metus – ir lėtai plintančias. Pastarieji turi aiškiai apibrėžtą centrinę depresiją. Tai plyšys 4–5 USD tūkstančių metrų gylyje. Atsiradęs plyšys tampa žemyno skilimo pradžia. Palaipsniui formuojasi šimtų metrų gylio linijinė įduba, kurią riboja daugybė gedimų.

Tolesnė plėtra gali vykti dviem būdais:

• Sustabdant plyšio plėtimąsi, užpildant jį nuosėdinėmis uolienomis ir paverčiant į aulakogenas;
• Žemynai toliau tolsta vienas nuo kito ir prasideda okeaninės plutos formavimasis.

2 apibrėžimas

Aulakogenas– tai linijinė judanti zona platformos viduje

Konvergencija

3 apibrėžimas

Konvergencija yra plokščių konvergencija, kuri išreiškiama subdukcija ir susidūrimas.

Yra keletas plokščių sąveikos variantų, kai jos susiduria:

• Dviejų vandenyno plokščių susidūrimas;
• Okeaninės plokštės susidūrimas su žemynine;
• Dviejų žemyninių plokščių susidūrimas.

1 pastaba

Plokščių susidūrimų pobūdis gali būti skirtingas, priklausomai nuo to, įvairūs procesai. Procesas subdukcija atsiranda, kai sunkesnė vandenyno plokštė juda po žemynine ar kita vandenyno plokšte. Jei susiduria dvi vandenyno plokštės, daugiau senovės, nes jau atvėsęs ir tankus. Subdukcija susijęs su formavimu nauja žemyninė pluta.

Kartais, kai kontinentinės ir vandenyninės plokštės sąveikauja, įvyksta procesas obdukcija, tačiau tai nutinka daug rečiau ir šiais laikais niekur neįdiegta. Tačiau, nepaisant to, sritys su epizodais obdukcijažinomi ir jie įvyko neseniai geologinis laikas. Obdukcijos proceso metu dalis vandenyno litosferos nustumiama ant žemyninės plokštės krašto. Žemyninių plokščių pluta yra lengvesnė už mantijos medžiagą, todėl joms susidūrus ji negali į ją pasinerti, todėl vyksta procesas. susidūrimai. Šio proceso metu žemyninių plokščių kraštai sutraiškyti ir sutraiškyti. Dėl to susidaro didelės stūmos ir auga kalnų struktūros. Pavyzdžiui, susidūrus Hindustano ir Eurazijos plokštėms, kalnų sistemos išaugo Himalajai ir Tibetas, ir vandenynas Tethys dėl to atsirado uždaryta– susidūrimas užbaigia vandenyno baseino uždarymą. Šiuolaikinės konvergencinės ribos turi bendras ilgis apie 57 USD tūkstančius km. Iš jų 45 USD tūkstančiai km yra subdukcija, o likusi dalis priklauso susidūrimo riboms.

Slydimo judesiai išilgai transformuoja gedimus

Lygiagretus plokščių judėjimas ir jų skirtingas greitis veda prie transformuoti gedimus, kurie atstovauja slydimo gedimai. Jie labai reti žemynuose ir plačiai paplitę vandenynuose. Vandenyne šie lūžiai eina statmenai vandenyno vidurio kalnagūbriams ir suskaido juos į segmentus. Tokiose vietose žemės drebėjimai ir kalnų statyba yra beveik nuolatiniai. Aplink gedimą susidaro posūkiai, raukšlės ir grabenai. Žemynuose tokios slydimo ribos yra gana retos ir gana aktyvus pavyzdys tokia riba yra klaida San Andreasas. Jis atskiria Ramiojo vandenyno plokštę nuo Šiaurės Amerikos plokštės. San Andreasas siekia 800 USD mylių ir yra vienas geriausių seismiškai aktyvus planetos sritys. Čia esančių plokščių poslinkis viena kitos atžvilgiu vyksta 0,6 USD cm per metus, o žemės drebėjimai, kurie įvyksta kartą per 22 USD per metus, yra didesni nei 6 USD vienetai. Miestas yra didelės rizikos zonoje San Franciskas ir didžioji dalis to paties pavadinimo įlankos, nes jie yra arti gedimo vietos. Plokštelių judėjimas paaiškinamas mantijos konvekcija, kuri yra pagrindinė jų priežastis. Konvekcija susidaro dėl mantijos termogravitacinių srovių, o energijos šaltinis joms yra temperatūrų skirtumas tarp centrinių Žemės regionų ir arti paviršiaus esančių dalių. Įkaitintos uolos centrinės zonos, pradeda plėstis, jų tankis mažėja ir, užleisdamos vietą šaltesniems, išplaukia aukštyn. Dėl šio proceso tęstinumo susidaro uždaros tvarkingos konvekcinės ląstelės. Viršutinėje jo dalyje medžiagos srautas yra beveik horizontalus, o tai lemia plokščių judėjimą.

2 pastaba

Paprastai tariant, kylančios konvekcinių ląstelių šakos yra po skirtingų ribų zonomis, o besileidžiančios - po konvergencinių ribų zonomis, o pagrindinė litosferos plokščių judėjimo priežastis yra „ piešimas» konvekcinės srovės.

Galime įvardyti keletą kitų veiksnių, veikiančių plokštes:

• Gravitacinis litosferos plokštės „slydimas“;
• Šaltos vandenyno plokštės tempimas į karštą subdukcijos zonose;
• Hidraulinis pleištas bazaltais vidurio vandenyno keteros zonose.

Litosferos plokštes sudaro vandenyninės ir žemyninės dalys. Mokslininkai mano, kad žemyno buvimas plokštelėje turėtų " stabdys» visos plokštės judėjimas. Taip yra, grynai okeaninės plokštės juda greičiau - Naska, Ramusis vandenynas. Plokštelės, kuriose yra plokštelės, juda lėčiau. didelis plotas okupuoti žemynus - Eurazijos, Šiaurės Amerikos, Pietų Amerikos, Antarktidos, Afrikos.

Paprastai yra dvi mezanizmų grupės, kurios pajudina plokštes:

• Mantijos „vilkimo“ jėgos;
• Jėgos, veikiančios plokščių kraštus.

Nors kiekvienai plokštelei pavaros mechanizmai vertinami individualiai. Litosferos plokščių judėjimus galima apibūdinti remiantis teorema Euleris. Jo teorema teigia, kad bet koks trimatės erdvės sukimasis turi ašį o sukimąsi galima apibūdinti tokiais parametrais kaip sukimosi ašies koordinatės ir sukimosi kampas. Naudodami teoremą galite atkurti žemynų padėtį praeityje geologinės epochos. Mokslininkai, analizuodami duomenis apie žemynų judėjimą, priėjo prie išvados, kad kas 400–600 USD milijonų metų jie vėl susijungia į vieną superkontinentą, kuris vėliau suyra.

Žemynų dreifas

Pažvelkime į svarbiausias idėjas Žemės gyventojams litosferos plokščių tektonikos teorijoje - didelių blokų, iki daugelio milijonų km 2 žemės litosfera, kurio pamatą sudaro stipriai susiklosčiusios magminės, metamorfinės ir granitinės uolienos, iš viršaus dengtos 3-4 kilometrų nuosėdinių uolienų „danga“. Platformos topografiją sudaro didžiulės lygumos ir izoliuotos kalnų grandinės. Kiekvieno žemyno šerdis yra viena ar kelios senovinės platformos, apsuptos kraštais kalnų grandinės. Litosferos plokščių judėjimas yra pagrindas.

XX amžiaus pradžia pasižymėjo hipotezės, kuriai vėliau buvo lemta atlikti pagrindinį vaidmenį Žemės moksluose, atsiradimu. F. Tayloras (1910), o po jo A. Wegeneris (1912) išsakė idėją apie horizontalų žemynų judėjimą dideli atstumai(žemynų dreifas), tačiau „XX amžiaus 30-ajame dešimtmetyje tektonikoje įsigalėjo tendencija, kuri pagrindiniu žemės plutos judėjimo tipu laikė vertikalius judesius, kurie buvo pagrįsti substancijos diferenciacijos procesais. Žemės mantija buvo vadinama fiksizmu, nes ji atpažino blokų padėtį kaip nuolatinę plutą, palyginti su apatine mantija. Tačiau 1960 m. Po to, kai vandenynuose buvo aptikta pasaulinė vandenyno vidurio kalnagūbrių sistema, juosianti visą Žemės rutulį ir kai kuriose vietose siekiančių sausumą, ir daugybė kitų rezultatų, sugrįžta prie XX amžiaus pradžios idėjų. apie žemynų dreifą, bet jau yra nauja forma– plokščių tektonika, kuri išlieka pagrindine žemės mokslų teorija. Jis išstūmė XX amžiaus viduryje vyravusią mintį apie vertikalių judesių pagrindinį vaidmenį žemės plutos poslinkiuose ir deformacijose ir iškėlė į pirmą planą horizontalius litosferos plokščių judesius, apimančius ne tik plutą, bet ir viršutinę mantiją. .

Pagrindiniai plokščių tektonikos principai yra tokie. Po litosfera yra mažiau klampi astenosfera. Litosfera skirstoma į ribotą skaičių didelių (7) ir mažų plokščių, kurių ribos nubrėžtos pagal žemės drebėjimo židinių koncentraciją. Didelės plokštės apima: Ramiojo vandenyno, Eurazijos, Šiaurės Amerikos, Pietų Amerikos, Afrikos, Indo-Australijos, Antarkties. Išilgai astenosferos judančios litosferos plokštės yra standžios ir kietos. Tuo pačiu metu „žemynai neprasiskverbia per vandenyno dugną veikiami nematomos jėgos (kaip buvo manoma pradinėje „žemynų dreifo“ versijoje), o pasyviai plūduriuoja ant mantijos medžiagos, kuri kyla po vandeniu. keteros keterą, o paskui plinta nuo jos į abi puses. Šiame modelyje vandenyno dugną „vaizduoja milžiniška konvejerio juosta, kuri iškyla į paviršių vandenyno vidurio keterų plyšių zonose, o paskui išnyksta giliavandenėse tranšėjose“: vandenyno dugno plėtimasis (išplitimas) dėl plokščių išsiskyrimas išilgai vandenyno vidurio kalnagūbrių ašių ir naujos vandenyno plutos atsiradimas kompensuojamas jos įsisavinimas vandenyno plutos traukos (subdukcijos) zonose giliavandenėse tranšėjose, dėl kurių išlieka Žemės tūris. pastovus. Šį procesą lydi „daug sekliojo židinio žemės drebėjimų (su epicentrais kelių dešimčių kilometrų gylyje) plyšių zonose ir giluminio židinio žemės drebėjimų giliavandenių apkasų srityje (12.2, 12.3 pav.).

Ryžiai. 12.2. Konvekcinio srauto mantijoje diagrama, kurią sukelia tankio skirtumai (pagal Ringwood ir Green (iš [Stacey, p. 80]). Šioje diagramoje parodyta numatoma fazė ir cheminiai virsmai, lydinčius konvekcinius mantijos medžiagos judėjimus dėl slėgio ir temperatūros pokyčių skirtinguose gyliuose.

12.3 pav. Scheminis Žemės skerspjūvis, pagrįstas sklaidos hipoteze vandenyno dugnas- b; giliavandenių tranšėjų zona - V: litosferos plokštė pasineria į astenosferą (A), atsiremia į jos dugną (B ir C) ir lūžta – nulūžta dalis („plokštė“) (D) –. Plokščių „trinties“ zonoje vyksta negilaus židinio žemės drebėjimai (juodi apskritimai), „atramos“ ir „kaltės“ zonoje – gilaus židinio žemės drebėjimai (balti apskritimai) (pagal Uedą, 1980 m. )

„Seisminės tomografijos duomenys rodo, kad padidinto seisminio greičio nuožulnios zonos – vandenyno litosferos plokštės – panardinamos giliai į mantiją. Šie duomenys sutampa su seismofokaliniais paviršiais, ilgai nusistovėjusiais žemės drebėjimų hipocentruose ir pasiekiančiais apatinės mantijos stogą. Pirmą kartą buvo nustatyta, kad plokštės nusileidžia ir į didelį gylį, prasiskverbia į apatinę mantiją. ne kirsti, o nukrypti išilgai paviršiaus, užimdami beveik horizontalią padėtį, kiti kerta apatinės mantijos stogą, o kiti neneria į didesnį gylį sritys... Svarbus naujausių seisminių tomografinių tyrimų rezultatas yra subdukcijos plokštės atsiskyrimas Šis reiškinys taip pat nebuvo visiškai netikėtas vėl atsiradimas yra dar gilesnis“ [Khain 2002].

Litosferos plokščių judėjimo priežastis – šiluminė konvekcija Žemės mantijoje. Virš kylančių konvekcinių srovių šakų litosfera patiria pakilimą ir tempimą, todėl atsirandančiose plyšių zonose atsiskiria plokštės. Nutolus nuo vandenyno vidurio plyšių, litosfera tampa tankesnė, sunkesnė, jos paviršius skęsta, o tai paaiškina vandenyno gylio padidėjimą, o galiausiai skęsta giliavandenėse tranšėjose. Žemyniniuose plyšiuose, susilpnėjus įkaitusios mantijos kylantiems srautams, litosfera atšaldoma ir nuslūgsta, susidaro dubenys, užpildyti nuosėdomis. Plokščių susiliejimo ir susidūrimo zonose pluta ir litosfera susispaudžia, plutos storis didėja, prasideda intensyvūs judėjimai aukštyn, vedantys į kalnų statybą. Visi šie procesai, įskaitant litosferos plokščių ir plokščių judėjimą, yra tiesiogiai susiję su mineralų susidarymo mechanizmais.

Šiuolaikiniai tektoniniai judesiai tiriami geodeziniais metodais, parodant, kad jie vyksta nuolat ir visur. Vertikalių judesių greitis svyruoja nuo trupmenų iki kelių dešimčių mm, horizontalūs judesiai yra eilės tvarka didesni – nuo ​​trupmenų iki kelių dešimčių cm per metus (Skandinavijos pusiasalis per 25 tūkst. metų pakilo 250 m, Sankt Peterburgas per savo egzistavimą pakilo 1 m). Tie. Žemės drebėjimų, ugnikalnių išsiveržimų, lėto vertikalaus (tūkstančius metrų aukščio kalnai formuojasi per milijonus metų) ir horizontalių judėjimų (per šimtus milijonų metų tai lemia tūkstančių kilometrų pasislinkimus) priežastis yra lėti, bet itin galingi mantijos judėjimai. reikalas.

„Plokštės tektonikos teorijos nuostatos buvo eksperimentiškai išbandytos 1968 metais prasidėjus amerikiečių tyrimų laivo „Glomar Challenger“ giliavandeniam gręžimui, kuris patvirtino vandenynų formavimąsi plitimo procese, kaip tyrimų rezultatas. plyšių slėniai Viduriniai kalnagūbriai, Raudonosios jūros dugnas ir Adeno įlanka nuo povandeninių laivų, kurie taip pat patvirtino plitimo ir transformacijos lūžių, kertančių medianinius kalnagūbrius, egzistavimą, ir galiausiai tyrime. šiuolaikiniai judėjimai plokštės naudojant įvairius kosminės geodezijos metodus. Plokščių tektonikos požiūriu paaiškinama daug geologinių reiškinių, tačiau kartu paaiškėjo, kad plokščių tarpusavio judėjimo procesai buvo sudėtingesni, nei tikėjosi pirminė teorija... Periodinis intensyvumo pokytis nebuvo paaiškintas. plokščių tektonikoje tektoniniai judesiai ir deformacijos, stabilaus pasaulinio giliųjų lūžių tinklo egzistavimas ir kai kurie kiti. Plokščių tektonikos pradžios klausimas Žemės istorijoje lieka atviras, nes tiesioginiai plokščių tektoninių procesų požymiai žinomi tik iš vėlyvasis proterozojaus. Tačiau kai kurie tyrinėtojai pripažįsta plokščių tektonikos pasireiškimą nuo archeaninio ar ankstyvojo proterozojaus. Be kitų Saulės sistemos planetų, kai kurie plokščių tektonikos požymiai matomi Veneroje.

Plokštės tektonika, iš pradžių sutikta skeptiškai, ypač mūsų šalyje, rašo akademikas V.E. Khain, - gavo įtikinamą patvirtinimą giliavandenių gręžinių ir stebėjimų iš povandeninių tūptuvių vandenynuose, tiesioginių litosferos plokščių judėjimo matavimų naudojant kosmoso geodezijos metodus, paleomagnetizmo duomenis ir kitas medžiagas ir tapo pirmuoju tikrai mokslinė teorija geologijos istorijoje. Tuo pačiu metu, per pastarąjį ketvirtį amžiaus, kaupiant vis įvairesnę faktinę medžiagą, gautą naudojant naujus įrankius ir metodus, tapo vis akivaizdu, kad plokščių tektonika negali pretenduoti į visapusį, tikrai globalų pasaulio raidos modelį. Žemė" (Geologija ..., p. 43). Todėl „gana greitai po susiformavimo plokščių tektonika pradėjo virsti kitų mokslų apie kietąją Žemę pagrindu" ... Labai didelė abipusė įtaka ... buvo atrasta tarp geotektonikos ir geofizikos, kita vertus, petrologijos (uolienų mokslo) ir geochemijos. Šių mokslų sintezė iki aštuntojo dešimtmečio pradžios pagimdė naują sudėtingą mokslą. geodinamika, tiriant visą kompleksą giluminių, endogeninių (vidinių) procesų, keičiančių litosferą ir lemiančių jos sandaros raidą, tiriant fizinius procesus, lemiančius visos kietos Žemės vystymąsi, ir juos sukeliančias jėgas. „Tai parodė seisminio Žemės „transliavimo“, vadinamo „seismine tomografija“, duomenys aktyvūs procesai, kurios galiausiai lemia žemės plutos struktūros ir topografijos pokyčius, kyla daug giliau – apatinėje mantijoje ir net ties jos riba su šerdimi. Ir pati šerdis, kaip neseniai buvo atrasta, dalyvauja šiuose procesuose...

Seisminės tomografijos atsiradimas nulėmė geodinamikos perėjimą į kitą lygmenį, o 80-ųjų viduryje pagimdė giluminę geodinamiką, kuri tapo jauniausia ir perspektyviausia Žemės mokslų kryptimi. Sprendžiant naujas problemas, be seisminės tomografijos, į pagalbą atėjo ir kai kurie kiti mokslai: eksperimentinė mineralogija, kuri dėl naujos įrangos dabar turi galimybę tirti skurdo elgseną. mineralinės medžiagos esant slėgiui ir temperatūrai, atitinkančiam didžiausią mantijos gylį; izotopų geochemija, ypač tiriant izotopų pusiausvyrą reti elementai ir tauriąsias dujas skirtinguose Žemės apvalkaluose ir lyginant tai su meteoritų duomenimis; geomagnetizmą, bandant atskleisti apsisukimų mechanizmą ir priežastis magnetinis laukasŽemė; geodezija, kuri paaiškina geoido figūrą (taip pat, ne mažiau svarbu, horizontalius ir vertikalius žemės plutos judesius), ir kai kurias kitas mūsų žinių apie Žemę šakas...

Jau pirmieji seisminių tomografinių tyrimų rezultatai parodė, kad šiuolaikinė litosferos plokščių kinematika yra gana adekvati... tik iki 300-400 km gylio, o žemiau mantijos materijos judėjimo vaizdas gerokai skiriasi...

Tačiau plokščių tektonikos teorija ir toliau patenkinamai paaiškina žemynų ir vandenynų plutos raidą mažiausiai per pastaruosius 3 milijardus metų. palydoviniai matavimai litosferos plokščių judėjimai patvirtino judesių buvimą šiuolaikinei erai.

Taigi šiuo metu susidaro toks vaizdas. Žemės rutulio skerspjūvyje yra trys aktyviausi sluoksniai, kurių kiekvienas yra kelių šimtų kilometrų storio: astenosfera ir D" sluoksnis mantijos apačioje. Matyt, jie vaidina pagrindinį vaidmenį globalioje geodinamikoje, kuri virsta netiesine Žemės geodinamika kaip atvira sistema, t.y. mantijoje ir skystoje šerdyje gali atsirasti sinergetinis poveikis, pvz., Benardo efektas.

Paaiškinti litosferos plokščių tektonikos teorijos rėmuose nesuvokiamą intraplokštinio magmatizmo reiškinį, ypač linijinių vulkaninių grandinių susidarymą, kai pastatų amžius natūraliai didėja tolstant nuo šiuolaikinių. veikiantys ugnikalniai, 1963 m. iškėlė J. Wilsonas, o 1972 m. pagrindė W. Morganas Hipotezė apie kylančių mantijos čiurkšlių (12.1 pav., 12.5) išsikišimą į paviršių „karštuosiuose taškuose“ („karštų taškų“ išdėstymas ant. paviršių valdo susilpnėjusios, laidžios zonos plutoje ir litosferoje, klasikinis šiuolaikinio „pavyzdys“ karštas taškas“ – O. Islandija.). „Ši plunksnų tektonika kasmet tampa vis populiaresnė.

Jis tampa... beveik lygiaverčiu plokščių tektonikos (litosferinės plokščių tektonikos) partneriu. Visų pirma įrodyta, kad pasaulinis gilaus šilumos pašalinimo per „karštuosius taškus“ mastas viršija šilumos išsiskyrimą vandenyno vidurio kalnagūbrių plitimo zonose... Yra rimtų priežasčių manyti, kad superplunksnų šaknys siekia pačias mantijos dugnas... Pagrindinė problema yra ryšys tarp konvekcijos, kuri kontroliuoja litosferos plokščių kinematiką, su advekcija (horizontaliu judėjimu), sukeliančia plunksnų kilimą. Iš esmės tai negali būti savarankiški procesai. Tačiau kadangi kanalai, kuriais kyla mantijos plunksnos, yra siauresni, kol kas nėra jokių seisminių tomografinių įrodymų, kad jis iškiltų iš apatinės mantijos.

Labai svarbus yra plunksnų stacionarumo klausimas. kertinis akmuo Wilsono-Morgano hipotezė buvo idėja apie fiksuotą plunksnų šaknų padėtį subtosferos mantijoje ir kad ugnikalnių grandinių susidarymas, natūraliai didėjant pastatų amžiui, nutolus nuo šiuolaikinių išsiveržimų centrų, atsiranda dėl „pramušimo“. ” litosferos plokščių, judančių virš jų karštomis mantijos srovėmis... Tačiau absoliučiai neginčijamų Havajų tipo ugnikalnių grandinių pavyzdžių nėra tiek daug... Taigi plunksnų problema vis dar yra daug neaišku.

Geodinamika

Geodinamika atsižvelgia į sąveiką sudėtingus procesus, veikia pluta ir mantija. Vieną iš geodinamikos variantų, kuris suteikia sudėtingesnį mantijos judėjimo vaizdą, nei aprašyta aukščiau (12.2 pav.), kuria RAS narys korespondentas E.V. Artjuškovas knygoje „Geodinamika“ (M., Nauka, 1979). Šis pavyzdys parodo, kaip realiame geodinaminiame aprašyme susipynę įvairūs fiziniai ir cheminiai modeliai.

Remiantis šioje knygoje išdėstyta koncepcija, pagrindinis visų tektoninių procesų energijos šaltinis yra gravitacinės medžiagos diferenciacijos procesas, vykstantis apatinėje mantijoje. Atskyrus sunkųjį komponentą (geležies ir kt.) nuo apatinės mantijos uolienos, kuri grimzta į šerdį, „lieka kietųjų medžiagų mišinys, lengvesnis už viršutinę apatinę mantiją... Sluoksnio vieta lengvos medžiagos po sunkesne medžiaga yra nestabilus... Todėl kaupiasi po apatine mantija lengvos medžiagos periodiškai susirenka į didelius maždaug 100 km dydžio blokus ir išplaukia į viršutinius planetos sluoksnius. Iš šios medžiagos Žemės gyvavimo metu susidarė viršutinė mantija.

Apatinė mantija greičiausiai yra pirminė, dar nediferencijuota Žemės medžiaga. Planetos evoliucijos metu šerdis ir viršutinė mantija auga apatinės mantijos sąskaita.

Labiausiai tikėtina, kad lengvos medžiagos blokų kilimas apatinėje mantijoje vyksta išilgai kanalų (žr. 12.6 pav.), kuriuose medžiagos temperatūra labai padidėja, o klampumas smarkiai sumažėja. Temperatūros padidėjimas siejamas su didelio kiekio potencialios energijos išsiskyrimu, kai lengva medžiaga pakyla gravitacijos lauke ~2000 km atstumu. Praėjusi per tokį kanalą, šviesi medžiaga taip pat labai įkaista, ~1000°. Todėl jis patenka į viršutinę mantiją neįprastai įkaitęs ir lengvesnis, palyginti su aplinkinėmis vietomis.

Dėl sumažėjusio tankio lengva medžiaga plūduriuoja į viršutinius viršutinės mantijos sluoksnius iki 100–200 km ar mažesnio gylio. Jį sudarančių medžiagų lydymosi temperatūra žymiai sumažėja mažėjant slėgiui. Todėl sekliame gylyje po pirminės diferenciacijos ties šerdies ir mantijos riba įvyksta dalinis lengvos medžiagos lydymasis ir antrinė diferenciacija pagal tankį. Diferenciacijos metu išsiskiriančios tankesnės medžiagos nugrimzta į apatines viršutinės mantijos dalis, o lengvesnės plūduriuoja į viršų. Medžiagų judėjimų mantijoje rinkinys, susijęs su skirtingo tankio medžiagų persiskirstymu joje dėl diferenciacijos, gali būti vadinamas chemine konvekcija.

Lengvos medžiagos kilimas kanalais apatinėje mantijoje periodiškai vyksta maždaug kas 200 milijonų metų. Jo iškilimo epochoje per keliasdešimt milijonų ar trumpesnį laikotarpį į viršutinius sluoksnius patenka didelės masės labai įkaitintos lengvos medžiagos, savo tūriu atitinkančios kelių dešimčių kilometrų ar storesnį viršutinės mantijos sluoksnį. Žemės nuo šerdies ir mantijos ribos. Tačiau lengvos medžiagos įsiskverbimas į viršutinę mantiją pasitaiko ne visur. Apatinėje mantijoje esantys kanalai yra dideliais atstumais vienas nuo kito, maždaug kelių tūkstančių kilometrų. Jie taip pat gali sudaryti linijines sistemas, kai kanalai yra arčiau vienas kito, tačiau pačios sistemos taip pat bus labai nutolusios viena nuo kitos. Viršutinėje mantijoje esanti šviesa medžiaga, praėjusi pro kanalus, daugiausia vertikaliai plaukia aukštyn ir užpildo virš kanalų esančias vietas (žr. 12.6 pav.), neskleisdama dideliais atstumais horizontalia kryptimi. IN viršutinės dalysĮ mantiją pastaruoju metu įsiskverbę dideli kiekiai lengvos medžiagos sudaro stipriai išreikštus aukštoje temperatūroje nehomogeniškumus su padidėjusiu elektros laidumu, sumažėjusiais elastinių bangų greičiais ir padidėjusiu jų slopinimu. Horizontali nelygumų skalė skersine kryptimi ~ 1000 km…

IN viršutiniai sluoksniai Viršutinėje mantijoje smarkiai sumažėja jo medžiagos klampumas. Dėl to vidutiniškai nuo 100 iki 200 km gylyje susidaro sumažinto klampumo sluoksnis - astenosfera. Jo klampumas santykinai šaltos mantijos srityse yra η ~ 10 19 - 10 20 puzų.

Ten, kur astenosferoje yra didelės masės lengvai įkaitintos medžiagos, kuri neseniai pakilo nuo šerdies ir mantijos ribos, šio sluoksnio klampumas dar labiau krenta, o jo storis didėja. Virš astenosferos yra daug klampesnis sluoksnis - litosfera, kuri bendru atveju apima plutą ir viršutinius, šalčiausius ir klampiausius viršutinės mantijos sluoksnius. Litosferos storis stabiliose vietose ~100 km ir siekia kelis šimtus km. Reikšmingas klampumo padidėjimas, mažiausiai trimis dydžiais, taip pat atsiranda mantijoje po astenosfera.

Cheminė konvekcija yra susijusi su dideliais didelių medžiagų masių judėjimais viršutinėje mantijos dalyje. Tačiau mantijos srautai patys savaime nesukelia reikšmingų vertikalių ar horizontalūs poslinkiai litosfera. Taip yra dėl smarkiai sumažėjusio klampumo astenosferoje, kuri atlieka tepimo sluoksnio tarp litosferos ir pagrindinės mantijos dalies, esančios po astenosfera, vaidmenį. Dėl astenosferos egzistavimo klampi litosferos sąveika su srovėmis apatinėje mantijoje, net ir esant dideliam jų intensyvumui, yra silpna. Todėl tektoniniai žemės plutos ir litosferos judėjimai nėra tiesiogiai susiję su šiomis srovėmis“ [Artyushkov, p. 288-291] ir vertikalių bei horizontalus judėjimas litosfera reikalauja ypatingo dėmesio.

Vertikalūs litosferos plokščių judėjimai

Teritorijose, kur į astenosferą patenka didelės masės labai įkaitintos lengvos medžiagos, vyksta jos dalinis tirpimas ir diferenciacija. Lengviausi lengvosios medžiagos komponentai, išsiskiriantys diferenciacijos metu, plūduriuojantys aukštyn, greitai pereina per astenosferą ir pasiekia litosferos pagrindą, kur jų kilimo greitis smarkiai sumažėja. Ši medžiaga daugelyje sričių sudaro vadinamosios anomalios mantijos sankaupas viršutiniuose Žemės sluoksniuose. Pagal sudėtį jis maždaug atitinka įprastą mantiją po pluta stabiliose vietose, tačiau išsiskiria daug aukštesne temperatūra, iki 1300–1500 °, ir mažesniu išilginių elastinių bangų greičiu. Dėl padidėjusios temperatūros anomalios mantijos tankis yra mažesnis nei įprastos mantijos tankis. Jo patekimas po litosfera sukelia izostatinį pastarosios pakilimą (pagal Archimedo dėsnį).

Dėl aukštos temperatūros anomalios mantijos klampumas yra labai mažas. Todėl, patekęs į litosferą, jis greitai pasklinda išilgai jos pagrindo, išstumdamas anksčiau čia buvusią ne taip stipriai įkaitusią ir tankesnę astenosferos medžiagą. Judėjimo metu anomali mantija užpildo tas vietas, kuriose yra iškilęs litosferos pagrindas – gaudyklės, o teka aplink giliai panirusias litosferos pagrindo sritis – antispąstus. Dėl to pluta virš spąstų patiria izostatinį pakilimą, o virš spąstų, iš pradžių apytiksliai, ji išlieka stabili.

Plutos ir viršutinės mantijos atšalimas iki ~100 km gylio vyksta labai lėtai ir trunka kelis šimtus milijonų metų. Todėl litosferos storio nevienalytiškumas, kurį sukelia horizontalūs temperatūros svyravimai, turi didelę inerciją.

Jei spąstai yra arti kylančio anomalios mantijos srauto iš gelmių, tada ji užfiksuoja didelius kiekius ir labai įkaitusi. Dėl to virš gaudyklės susidaro didelė kalnų struktūra... Pagal šią schemą epiplatforminės orogenezės (kalnų užstatymo) srityje susidaro aukšti pakilimai sulenktose juostose vietoje buvusių. aukšti kalnai ny konstrukcijose, taip pat salų lankuose.

Po buvusiu skydu įstrigęs anomalios mantijos sluoksnis vėsdamas susitraukia 1-2 km. Tuo pačiu metu virš jos esanti pluta nuslūgsta, o susidariusiame lovelyje kaupiasi nuosėdos. Pagal jų svorį litosfera toliau skęsta. Galutinis tokiu būdu susidariusio nuosėdinio baseino gylis gali siekti 5-8 km.

Kartu su mantijos tankinimu gaudyklėje apatinėje plutos bazalto sluoksnio dalyje gali įvykti fazinė bazalto transformacija į tankesnį granatinį granulitą ir eklogitą. Jis taip pat gali užtikrinti litosferos suspaudimą iki 1-2 km ir nuslūgimą iki 5-8 km, kai lovelis užpildomas nuosėdomis.

Aprašyti suspaudimo procesai litosferoje vystosi lėtai, per ³ 10 2 mln. metų. Dėl jų platformose susidaro nuosėdų baseinai. Jų gylį lemia gaudyklėje esančios mantijos ir bazalto sluoksnyje esančios plutos medžiagos tankinimo intensyvumas ir gali siekti 15-16 km.

Šilumos srautas, sklindantis iš anomalios mantijos, sušildo viršutinę mantiją litosferoje ir sumažina jos klampumą. Todėl anomali mantija pamažu išstumia tankesnę litosferoje esančią normalią mantiją ir, gerokai atvėsusi, vietoje jos persikelia į plutą. Kai anomali mantija, kurios temperatūra Τ~800-900°C, liečiasi su plutos bazalto sluoksniu, fazių perėjimas eklogite. Eklogito tankis yra didesnis nei mantijos tankis. Todėl jis atitrūksta nuo plutos ir nugrimzta į žemiau esančią astenosferą. Stipriai suplonėjusi pluta izostatiškai subukuojama (žr. 12.6 pav.), ir tokiu atveju atsiranda gili įduba, iš pradžių pripildyta vandens, o vėliau – storu nuosėdų sluoksniu. Pagal aprašytą schemą susidaro vidaus jūrų įdubos su stipriai sumažėjusio storio konsoliduota pluta. Pavyzdžiui, Juodosios jūros griovys ir giliavandenės Viduržemio jūros vakarinės dalies tranšėjos.

Tose srityse, kuriose medžiaga kyla iš mantijos, paprastai atsiranda judesių aukštyn ir žemyn. Aukštas kalnų struktūros susidaro, kai aukštos temperatūros anomali mantija (T³1000°C) užpildo spąstus po skydais ir žemuose kalnuose. Vidinės jūros atsiranda gretimų nuosėdinių baseinų vietoje, kai į plutą prasiskverbia atvėsusi anomali mantija, kurios temperatūra Τ ~ 800-900°C. Šiuo metu Eurazijos Alpių geosinklininei juostai būdingas paskutiniame etape susiformavęs aukštų kalnų ir gilių įdubų derinys.

Anomalinės mantijos kilimas iš gelmių įvyksta įvairiose srityseŽemė. Jei spąstai yra šalia tokių vietų, jie vėl užfiksuoja anomalią mantiją, o virš jų esanti sritis vėl pakyla. Daugeliu atvejų anti-spąstus teka aplinkui anomali mantija, o po jais esanti pluta toliau skęsta.

Horizontalūs litosferos plokščių judėjimai

Padidėja pakilimų susidarymas, kai anomali mantija pasiekia plutą vandenynuose ir žemynuose potenciali energija, saugomi viršutiniuose Žemės sluoksniuose. Pluta ir anomali mantija linkę plisti į išorę, kad išlaisvintų šią perteklinę energiją. Dėl to litosferoje atsiranda didelių papildomų įtempių – nuo ​​kelių šimtų barų iki kelių kilobarų. Susijęs su šiais įtempiais įvairių tipų tektoniniai žemės plutos judėjimai.

Vandenyno dugno plėtimasis ir žemynų dreifas atsiranda dėl to, kad tuo pačiu metu plečiasi vandenyno vidurio keteros ir vandenyno litosferos plokštės skęsta į mantiją. Po viduriniais gūbriais yra didelės masės labai įkaitintos anomalios mantijos (žr. 12.6 pav.). Ašinėje keterų dalyje jie yra tiesiai po pluta, kurių storis ne didesnis kaip 5–7 km. Litosferos storis čia smarkiai sumažėja ir neviršija plutos storio. Iš teritorijos plinta anomali mantija aukštas kraujospūdis- iš po kraigo keteros į šonus. Tuo pačiu jis lengvai suplėšia ploną vandenyno plutą, po kurios vandenyno keterą supančioje litosferoje atsiranda gniuždymo jėga Σ XP ~ 10 9 bar cm. Veikiant šiai jėgai, vandenyno litosferos plokštės gali nutolti nuo keteros ašies. Tarpas, susidarantis plutoje ant keteros ašies, užpildytas iš anomalios mantijos tirpstančia bazaltine magma. Kietėjant susidaro nauja vandenyno pluta. Taip plečiasi vandenyno dugnas.

Anomalinės mantijos klampumas po viduriniais keterais yra labai sumažintas dėl aukštos temperatūros. Jis gali plisti gana greitai, todėl vandenyno dugnas auga kartu su didelis greitis, vidutiniškai nuo kelių centimetrų iki dešimties centimetrų per metus. Vandenyno astenosfera taip pat turi palyginti mažą klampumą. Litosferos plokščių judėjimo greičiu ~10 cm/metus, klampi trintis tarp litosferos ir astenosferos po vandenynais praktiškai netrukdo vandenyno dugno augimui ir mažai veikia litosferos sluoksnio įtempius...

Litosferos plokštės juda kryptimi nuo keterų į nusėdimo zonas. Jei šios sritys yra tame pačiame vandenyne, tada litosferos judėjimas išilgai astenosferos, kurios klampumas yra mažas, vyksta dideliu greičiu. Šiuo metu tokia situacija būdinga Ramiajam vandenynui.

Kai viename vandenyne vyksta dugno išsiplėtimas, o kitame įvyksta kompensacinis nuosmukis, tada tarp jų esantis žemynas dreifuoja link slūgimo zonos. Astenosferos klampumas po žemynais yra daug didesnis nei po vandenynais. Todėl klampi trintis tarp litosferos ir žemyninės astenosferos daro pastebimą pasipriešinimą judėjimui, sumažindama jūros dugno plėtimosi greitį, nebent ją kompensuoja litosferos nusėdimas į mantiją tame pačiame vandenyne. Dėl to, pavyzdžiui, Atlanto vandenyne dugno plėtimasis vyksta kelis kartus lėčiau nei Ramiajame vandenyne.

Ties riba tarp žemyninės ir vandenyninės plokštės, tame regione, kur pastaroji yra panardinta į mantiją, veikia ~ 10 9 bar cm gniuždymo jėga. Greitas santykinis plokščių judėjimas išilgai šios ribos gniuždymo įtempių sąlygomis dažnai kartojasi stiprūs žemės drebėjimai". Kartu "bendra plutos ir mantijos judėjimo priežastis yra Žemės noras pasiekti būseną su minimalia potencialia energija".

Pagal šiuolaikinį plokščių teorija visa litosfera siaurose ir aktyviose zonose - gilių ydų- padalintas į atskirus blokus, juda viršutinės mantijos plastikiniame sluoksnyje vienas kito atžvilgiu 2-3 cm greičiu per metus. Šie blokai vadinami litosferos plokštės.

Litosferos plokščių bruožas yra jų standumas ir gebėjimas nesant išorinių poveikių ilgą laiką išlaikyti nepakitusią formą ir struktūrą.

Litosferos plokštės yra mobilios. Jų judėjimas išilgai astenosferos paviršiaus vyksta mantijos konvekcinių srovių įtakoje. Atskiros litosferos plokštės gali judėti viena nuo kitos, priartėti viena prie kitos arba slysti viena kitos atžvilgiu. Pirmuoju atveju tarp plokščių atsiranda įtempimo zonos su įtrūkimais išilgai plokščių ribų, antruoju - suspaudimo zonos, kartu su vienos plokštės stūmimu ant kitos (stūmimas - užstrigimas; stūmimas - subdukcija), trečiuoju - šlyties zonos – gedimai, išilgai kurių slysta gretimos plokštės.

Ten, kur susilieja žemyninės plokštės, jos susiduria ir susidaro kalnų juostos. Taip, pavyzdžiui, ant Eurazijos ir IndoAustralijos plokščių ribos iškilo Himalajų kalnų sistema (1 pav.).

Ryžiai. 1. Kontinentinių litosferos plokščių susidūrimas

Sąveikaujant žemyninei ir okeaninei plokštėms, plokštelė su okeanine pluta pasislenka po plokšte su žemynine pluta (2 pav.).

Ryžiai. 2. Kontinentinės ir vandenyno litosferos plokščių susidūrimas

Dėl žemyninių ir vandenynų litosferos plokščių susidūrimo susidaro giliavandenės tranšėjos ir salų lankai.

Litosferos plokščių skirtumai ir dėl to susidarantis vandenyno plutos susidarymas parodytas Fig. 3.

Vidurio vandenyno kalnagūbrių ašinėms zonoms būdinga plyšiai(iš anglų kalbos plyšys - plyšys, plyšys, lūžis) – didelė šimtų, tūkstančių ilgio, dešimčių, o kartais ir šimtų kilometrų pločio žemės plutos linijinė tektoninė struktūra, susidariusi daugiausia horizontaliai tempiant plutą (4 pav.). Labai dideli plyšiai vadinami suplyšę diržai, zonos ar sistemos.

Kadangi litosferos plokštė yra viena plokštė, kiekvienas jos gedimas yra seisminio aktyvumo ir vulkanizmo šaltinis. Šie šaltiniai yra sutelkti santykinai siaurose zonose, kuriose vyksta gretimų plokščių tarpusavio judėjimas ir trintis. Šios zonos vadinamos seisminės juostos. Rifai, vidurio vandenyno keteros ir giliavandenės tranšėjos yra judrūs Žemės regionai ir yra ties litosferos plokščių ribomis. Tai rodo, kad žemės plutos formavimosi procesas šiose zonose šiuo metu vyksta labai intensyviai.

Ryžiai. 3. Litosferos plokščių divergencija zonoje tarp vandenyno kalnagūbrio

Ryžiai. 4. Plyšio formavimo schema

Dauguma litosferos plokščių gedimų atsiranda vandenynų dugne, kur žemės pluta plonesnė, tačiau pasitaiko ir sausumoje. Didžiausias sausumos lūžis yra Rytų Afrikoje. Jis tęsiasi 4000 km. Šio gedimo plotis 80-120 km.

Šiuo metu galima išskirti septynias didžiausias plokšteles (5 pav.). Iš jų didžiausias plotas yra Ramusis vandenynas, kurį sudaro tik vandenyno litosfera. Kaip taisyklė, Nazca plokštė, kurios dydis yra kelis kartus mažesnis už kiekvieną iš septynių didžiausių, taip pat priskiriama didelėms. Tuo pačiu metu mokslininkai teigia, kad iš tikrųjų Naskos plokštė yra daug daugiau didesnio dydžio, nei matome žemėlapyje (žr. 5 pav.), nes nemaža jo dalis pateko po gretimomis plokštėmis. Šią plokštelę taip pat sudaro tik vandenyno litosfera.

Ryžiai. 5. Žemės litosferos plokštės

Plokštės, apimančios ir žemyninę, ir vandenyninę litosferą, pavyzdys yra, pavyzdžiui, IndoAustralijos litosferos plokštė. Arabijos plokštę beveik vien sudaro žemyninė litosfera.

Litosferos plokščių teorija turi svarbu. Visų pirma, tai gali paaiškinti, kodėl kai kuriose Žemės vietose yra kalnai, o kitose - lygumos. Naudojant litosferos plokščių teoriją, galima paaiškinti ir numatyti katastrofinius reiškinius, vykstančius plokščių ribose.

Ryžiai. 6. Žemynų formos tikrai atrodo suderinamos.

Žemynų dreifo teorija

Litosferos plokščių teorija kilusi iš žemynų dreifo teorijos. Dar XIX a. daugelis geografų pastebėjo, kad žiūrint į žemėlapį galima pastebėti, kad Afrikos pakrantės ir Pietų Amerika artėjant jie atrodo suderinami (6 pav.).

Žemynų judėjimo hipotezės atsiradimas siejamas su vokiečių mokslininko vardu Alfredas Wegeneris(1880-1930) (7 pav.), kuris šią idėją labiausiai išplėtojo.

Wegeneris rašė: „1910 m. pirmą kartą man kilo mintis perkelti žemynus... kai mane nustebino abiejų pusių pakrančių kontūrų panašumas. Atlanto vandenynas“ Jis teigė, kad ankstyvajame paleozojaus laikais Žemėje buvo du dideli žemynai – Laurazija ir Gondvana.

Laurazija – buvo šiaurinis žemynas, kuri apėmė teritorijas šiuolaikinė Europa, Azija be Indijos ir Šiaurės Amerika. Pietų žemynas – suvienyta Gondvana modernios teritorijos Pietų Amerika, Afrika, Antarktida, Australija ir Hindustanas.

Tarp Gondvanos ir Laurazijos buvo pirmoji jūra – Tetis, tarsi didžiulė įlanka. Likusią Žemės erdvę užėmė Panthalassa vandenynas.

Maždaug prieš 200 milijonų metų Gondvana ir Laurazija buvo sujungtos į vieną žemyną – Pangea (Pan – universalus, Ge – žemė) (8 pav.).

Ryžiai. 8. Vieno Pangėjos žemyno egzistavimas (balta – žemė, taškai – sekli jūra)

Maždaug prieš 180 milijonų metų Pangea žemynas vėl pradėjo skirstytis į sudedamąsias dalis, kurios susimaišė mūsų planetos paviršiuje. Pasidalijimas įvyko taip: iš pradžių vėl atsirado Laurasia ir Gondvana, paskui Laurasija išsiskyrė, o paskui išsiskyrė Gondvana. Dėl Pangėjos dalių skilimo ir išsiskyrimo susidarė vandenynai. Atlanto ir Indijos vandenynai gali būti laikomi jaunais vandenynais; senas - Tylus. Arkties vandenynas tapo izoliuotas, kai šiauriniame pusrutulyje padidėjo sausumos masė.

Ryžiai. 9. Žemynų dreifo vieta ir kryptys Kreidos periodas Prieš 180 milijonų metų

A. Wegeneris rado daug patvirtinimų, kad egzistuoja vienintelis Žemės žemynas. Jis ypač įtikino senovės gyvūnų – listozaurų – liekanų egzistavimą Afrikoje ir Pietų Amerikoje. Tai buvo ropliai, panašūs į mažus begemotus, kurie gyveno tik gėlo vandens telkiniuose. Taigi, plaukti didžiuliai atstumai sūrus jūros vanduo jie negalėjo. Jis rado panašių įrodymų augalų pasaulyje.

Susidomėjimas žemyninio judėjimo hipoteze XX amžiaus 30-aisiais. kiek sumažėjo, bet vėl atgijo 60-aisiais, kai, tiriant vandenyno dugno reljefą ir geologiją, buvo gauta duomenų, rodančių vandenyno plutos plėtimosi (plitimo) procesus ir kai kurių „nardymą“. plutos dalys po kitomis (subdukcija).

Ką mes žinome apie litosferą?

Tektoninės plokštės yra didelės, stabilios žemės plutos dalys, kurios yra litosferos sudedamosios dalys. Jei atsigręžtume į tektoniką – mokslą, tiriantį litosferos platformas, sužinotume, kad didelius žemės plutos plotus iš visų pusių riboja specifinės zonos: vulkaninis, tektoninis ir seisminis aktyvumas. Būtent gretimų plokščių sandūrose atsiranda reiškinių, kurie, kaip taisyklė, turi katastrofiškų pasekmių. Tai apima ir ugnikalnių išsiveržimus, ir žemės drebėjimus, kurie yra stiprūs seisminio aktyvumo mastu. Planetos tyrimo procese plokščių tektonika vaidino labai svarbų vaidmenį. Jo reikšmę galima palyginti su DNR ar heliocentrinės koncepcijos atradimu astronomijoje.

Jei prisiminsime geometriją, galime įsivaizduoti, kad vienas taškas gali būti sąlyčio taškas tarp trijų ar daugiau plokščių ribų. Žemės plutos tektoninės sandaros tyrimai rodo, kad pavojingiausios ir sparčiausiai griūvančios yra keturių ar daugiau platformų sandūros. Ši formacija yra nestabiliausia.

Litosfera skirstoma į dviejų tipų plokštes, kurios skiriasi savo savybėmis: žemyninę ir vandenyninę. Verta pabrėžti Ramiojo vandenyno platformą, sudarytą iš vandenyno plutos. Dauguma kitų susideda iš vadinamojo bloko, kuriame žemyninė plokštė yra suvirinta į vandenyninę.

Platformų išdėstymas rodo, kad apie 90% mūsų planetos paviršiaus sudaro 13 didelių, stabilių žemės plutos atkarpų. Likę 10% patenka į mažus darinius.

Mokslininkai sudarė didžiausių žemėlapį tektoninės plokštės:

• australų;
• Arabijos subkontinentas;
• Antarktida;
• Afrikos;
• Hindustanas;
• Eurazijos;
• Naskos lėkštė;
• Kokoso lėkštė;
• Ramusis vandenynas;
• Šiaurės ir Pietų Amerikos platformos;
• Scotia plokštė;
• Filipinų plokštė.

Iš teorijos žinome, kad kietąjį žemės apvalkalą (litosferą) sudaro ne tik plokštės, kurios sudaro planetos paviršiaus reljefą, bet ir gilioji dalis - mantijos. Žemyninių platformų storis yra nuo 35 km (lygiose vietose) iki 70 km (kalnų grandinėse). Mokslininkai tai įrodė didžiausias storis turi plokštelę Himalajų zonoje. Čia platformos storis siekia 90 km. Labiausiai plona litosfera yra vandenyno zonoje. Jo storis neviršija 10 km, o kai kuriose vietose šis skaičius siekia 5 km. Remiantis informacija apie gylį, kuriame yra žemės drebėjimo epicentras, ir seisminių bangų sklidimo greitį, apskaičiuojamas žemės plutos atkarpų storis.

Litosferos plokščių susidarymo procesas

Litosfera daugiausia susideda iš kristalinės medžiagos, susidaręs dėl magmos aušinimo, kai ji pasiekia paviršių. Platformos struktūros aprašymas rodo jų nevienalytiškumą. Vyko žemės plutos formavimosi procesas ilgas laikotarpis, ir tęsiasi iki šiol. Per mikroįtrūkimus uolienoje į paviršių iškilo išsilydžiusi skysta magma, sukurdama naujas keistas formas. Jo savybės keitėsi priklausomai nuo temperatūros kaitos, formavosi naujos medžiagos. Dėl šios priežasties mineralai, kurie randami ant skirtingų gylių, skiriasi savo savybėmis.

Žemės plutos paviršius priklauso nuo hidrosferos ir atmosferos įtakos. Oras atsiranda nuolat. Dėl šio proceso keičiasi formos, o mineralai susmulkinami, keičiant jų savybes, išlaikant tą pačią cheminę sudėtį. Dėl oro sąlygų paviršius tapo puresnis, atsirado įtrūkimų, mikroįspaudimų. Šiose vietose atsirado nuosėdų, kurias mes žinome kaip dirvožemį.

Tektoninių plokščių žemėlapis

Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad litosfera yra stabili. Viršutinė jo dalis tokia, bet apatinė, kuri išsiskiria klampumu ir sklandumu, yra kilnojama. Litosfera yra padalinta į tam tikras skaičius vadinamųjų tektoninių plokščių dalys. Mokslininkai negali pasakyti, kiek dalių sudaro žemės pluta, nes be didelių platformų yra ir mažesnių darinių. Daugiausia vardai didelės plokštės buvo pateikti aukščiau. Žemės plutos formavimosi procesas vyksta nuolat. Mes to nepastebime, nes šie veiksmai vyksta labai lėtai, tačiau palyginus stebėjimų rezultatus skirtingi laikotarpiai, galite matyti, kiek centimetrų per metus pasislenka darinių ribos. Dėl šios priežasties tektoninis pasaulio žemėlapis nuolat atnaujinamas.

Kokoso tektoninė plokštė

Cocos platforma yra tipiškas okeaninių žemės plutos dalių atstovas. Jis yra Ramiojo vandenyno regione. Vakaruose jos siena eina palei Rytų Ramiojo vandenyno kalnagūbrį, o rytuose jos sieną galima apibrėžti įprastine linija palei Šiaurės Amerikos pakrantę nuo Kalifornijos iki Panamos sąsmaukos. Ši plokštė stumiama po kaimynine Karibų plokšte. Šiai zonai būdingas didelis seisminis aktyvumas.

Sunkiausias nuo žemės drebėjimų šis regionas Meksika kenčia. Tarp visų Amerikos šalių jos teritorijoje yra labiausiai išnykę ir veikiantys ugnikalniai. Šalis atidėjo didelis skaičiusžemės drebėjimų, kurių stiprumas didesnis nei 8. Regionas yra gana tankiai apgyvendintas, todėl, be sunaikinimo, atsiranda ir seisminis aktyvumas didelis skaičius aukos. Kitaip nei Cocos, esančios kitoje planetos dalyje, Australijos ir Vakarų Sibiro platformos yra stabilios.

Tektoninių plokščių judėjimas

Ilgą laiką mokslininkai bandė išsiaiškinti, kodėl viename planetos regione yra kalnuotas reljefas, o kitame – lygus, kodėl įvyksta žemės drebėjimai ir ugnikalnių išsiveržimai. Įvairios hipotezės buvo pagrįsti turimomis žiniomis. Tik po XX amžiaus 50-ųjų buvo galima išsamiau ištirti žemės plutą. Mes tyrinėjome kalnus, susiformavusius tose vietose, kur lūžta plokštės, cheminė sudėtisšias plokštes, taip pat sukūrė tektoninio aktyvumo regionų žemėlapius.

Tiriant tektoniką ypatinga vieta buvo užimta hipotezė apie litosferos plokščių judėjimą. Dar XX amžiaus pradžioje vokiečių geofizikas A. Wegeneris pateikė drąsią teoriją, kodėl jie juda. Jis atidžiai išnagrinėjo kontūro diagramą vakarinė pakrantė Afrika ir rytinė pakrantė Pietų Amerika. Jo tyrimų atskaitos taškas buvo būtent šių žemynų kontūrų panašumas. Jis pasiūlė, kad galbūt šie žemynai anksčiau buvo viena visuma, o tada įvyko lūžis ir žemės plutos dalys pradėjo slinkti.

Jo tyrimai palietė vulkanizmo procesus, vandenyno dugno paviršiaus tempimą ir klampią-skysčių Žemės rutulio struktūrą. Būtent A. Wegenerio darbai buvo praėjusio amžiaus 6-ajame dešimtmetyje atliktų tyrimų pagrindas. Jie tapo pagrindu „litosferos plokščių tektonikos“ teorijai.

Ši hipotezė Žemės modelį apibūdino taip: tektoninės platformos su standžia struktūra ir skirtingi svoriai, buvo uždėtos ant plastikinės astenosferos medžiagos. Jie buvo labai nestabilios būklės ir nuolat judėjo. Daugiau paprastas supratimas Galima nubrėžti analogiją su nuolat dreifuojančiais ledkalniais vandenyno vandenys. Taip ir tektoninės struktūros, būdamas ant plastikinės medžiagos, nuolat juda. Poslinkių metu plokštės nuolat susidūrė, persidengė viena su kita, atsirado plokščių sandūros ir atsiskyrimo zonos. Šis procesas atsirado dėl masės skirtumų. Susidūrimų vietose susiformavo padidėjusio tektoninio aktyvumo zonos, iškilo kalnai, žemės drebėjimai, ugnikalnių išsiveržimai.

Poslinkio greitis buvo ne didesnis kaip 18 cm per metus. Susidarė lūžiai, į kuriuos magma pateko iš gilių litosferos sluoksnių. Dėl šios priežasties uolienos, sudarančios vandenynų platformas, turi įvairaus amžiaus. Tačiau mokslininkai pateikė dar neįtikėtinesnę teoriją. Kai kurių atstovų teigimu mokslo pasaulis, magma iškilo į paviršių ir palaipsniui atvėso, sukurdama nauja struktūra dugne, o žemės plutos „perteklius“, veikiant plokščių dreifui, nugrimzdo į žemės viduriai ir vėl virto skysta magma. Kad ir kaip būtų, žemynų judėjimai ir toliau vyksta mūsų laikais, todėl kuriami nauji žemėlapiai, skirti toliau tirti tektoninių struktūrų dreifo procesą.

Žemės paviršiaus apvalkalas susideda iš dalių – litosferinių arba tektoninių plokščių. Jie yra neatsiejami dideli blokai, nuolat judantys. Tai veda prie atsiradimo įvairūs reiškiniaiŽemės rutulio paviršiuje, dėl ko neišvengiamai keičiasi reljefas.

Plokštės tektonika

Tektoninės plokštės yra litosferos komponentai, atsakingi už mūsų planetos geologinį aktyvumą. Prieš milijonus metų jie buvo viena visuma, sudaranti didžiausią superkontinentą, vadinamą Pangea. Tačiau dėl to didelis aktyvumasŽemės gelmėse šis žemynas suskilo į žemynus, kurie nutoldavo vienas nuo kito iki didžiausio atstumo.

Mokslininkų teigimu, per kelis šimtus metų š procesas vyks priešinga kryptimi, ir tektoninės plokštės vėl pradės lygiuotis viena su kita.

Ryžiai. 1. Žemės tektoninės plokštės.

Žemė yra vienintelė planeta V saulės sistema, kurio paviršinis apvalkalas padalintas į atskiras dalis. Tektonikos storis siekia keliasdešimt kilometrų.

Pagal tektoniką – mokslą, tiriantį litosferos plokštes, didžiulius žemės plutos plotus iš visų pusių supa zonos padidėjęs aktyvumas. Kaimyninių plokščių sandūrose, gamtos reiškiniai, kurios dažniausiai sukelia didelio masto katastrofiškas pasekmes: ugnikalnių išsiveržimus, stiprius žemės drebėjimus.

Žemės tektoninių plokščių judėjimas

Pagrindinė priežastis, kodėl visa Žemės rutulio litosfera nuolat juda, yra šiluminė konvekcija. Centrinėje planetos dalyje karaliauja kritiškai aukšta temperatūra. Kaitinant, viršutiniai medžiagos sluoksniai, esantys Žemės gelmėse, pakyla, o viršutiniai, jau atvėsę, leidžiasi link centro. Nuolatinė medžiagų cirkuliacija pajudina žemės plutos dalis.

TOP 1 straipsniskurie skaito kartu su tuo

Litosferos plokščių judėjimo greitis yra maždaug 2-2,5 cm per metus. Kadangi jų judėjimas vyksta planetos paviršiuje, jų sąveikos ribose atsiranda stiprių deformacijų. žemės pluta. Paprastai dėl to susidaro kalnų grandinės ir lūžiai. Pavyzdžiui, Rusijos teritorijoje jie taip susiformavo kalnų sistemos Kaukazas, Uralas, Altajaus ir kt.

Ryžiai. 2. Didysis Kaukazas.

Yra keli litosferos plokščių judėjimo tipai:

• Skirtingas - dvi platformos išsiskiria, sudarydamos povandeninę kalnų grandinę arba skylę žemėje.
• Konvergentinis - dvi plokštės suartėja, o plonesnė nugrimzta po masyvesne. Tuo pačiu metu susidaro kalnų grandinės.
• stumdomas - dvi plokštės juda priešingomis kryptimis.

Afrika tiesiogine prasme skyla į dvi dalis. Žemėje užfiksuoti dideli įtrūkimai, besitęsiantys skersai dauguma Kenijos teritorija. Mokslininkai prognozuoja, kad maždaug per 10 mln Afrikos žemynas kaip visuma nustos egzistuoti.