Теория на тектоничните плочи. Как се движат литосферните плочи

Прочетете повече в статията История на теорията за тектониката на плочите

Основата на теоретичната геология в началото на 20 век е хипотезата за свиване. Земята изстива като печена ябълка и по нея се появяват бръчки под формата на планински вериги. Тези идеи са разработени от теорията на геосинклиналите, създадена въз основа на изследването на сгънати структури. Тази теория е формулирана от J. Dan, който добавя принципа на изостазия към хипотезата за свиване. Според тази концепция Земята се състои от гранити (континенти) и базалти (океани). Когато Земята се свие, в океанските басейни възникват тангенциални сили, които притискат континентите. Последните се издигат в планински вериги и след това се срутват. Материалът, който е резултат от разрушаването, се отлага във вдлъбнатините.

Мудната борба между фиксистите, както се наричаха привържениците на липсата на значителни хоризонтални движения, и мобилистите, които твърдяха, че все още се движат, пламна с нова сила през 60-те години, когато в резултат на изучаването на дъното на океаните бяха открити улики за разбиране на „машината“, наречена Земя.

В началото на 60-те години е съставена релефна карта на океанското дъно, която показва, че в центъра на океаните са разположени средноокеански хребети, които се издигат на 1,5–2 km над бездните равнини, покрити с утайки. Тези данни позволиха на R. Dietz и G. Hess да изложат хипотезата за разпространение през 1962-1963 г. Според тази хипотеза конвекцията възниква в мантията със скорост около 1 cm/година. Възходящите клонове на конвекционните клетки пренасят мантийния материал под средноокеанските хребети, който подновява океанското дъно в аксиалната част на хребета на всеки 300–400 години. Континентите не се носят върху океанската кора, а се движат по мантията, като са пасивно „запоени“ в литосферни плочи. Според концепцията за разпространение океанските басейни имат променлива и нестабилна структура, докато континентите са стабилни.

През 1963 г. хипотезата за разпространение получи силна подкрепа във връзка с откриването на ивични магнитни аномалии на океанското дъно. Те са интерпретирани като запис на обръщане на магнитното поле на Земята, записано в намагнитването на базалтите на океанското дъно. След това тектониката на плочите започва своето триумфално шествие в науките за земята. Все повече и повече учени осъзнават, че вместо да губят време в защита на концепцията за фиксизъм, е по-добре да погледнат планетата от гледна точка на нова теория и най-накрая да започнат да дават реални обяснения за най-сложните земни процеси.

Тектониката на плочите вече е потвърдена чрез директни измервания на скоростта на плочата с помощта на интерферометрия на радиация от далечни квазари и измервания с помощта на GPS. Резултатите от дългогодишни изследвания напълно потвърдиха основните принципи на теорията за тектониката на плочите.

Съвременно състояние на тектониката на плочите

През последните десетилетия тектониката на плочите значително промени основните си принципи. В наши дни те могат да бъдат формулирани по следния начин:

• Горна част твърда земяразделена на крехка литосфера и пластична астеносфера. Конвекцията в астеносферата е основната причина за движението на плочите.

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

• В първо приближение литосферните плочи се описват като твърди тела и тяхното движение се подчинява на ротационната теорема на Ойлер.

• Има три основни типа относителни движения на плочата

1. дивергенция (дивергенция), изразяваща се с разцепване и разпространение;
2. конвергенция (конвергенция), изразена чрез субдукция и сблъсък;
3. свличане по трансформни разломи.

• Разпространението в океаните се компенсира от субдукция и сблъсък по периферията им, а радиусът и обемът на Земята са постоянни (това твърдение непрекъснато се обсъжда, но никога не е опровергавано)

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

Основно са две различни видовеЗемна кора - континентална кора и океанска кора. Някои литосферни плочи са съставени изключително от океанска кора (пример за това е най-голямата тихоокеанска плоча), други се състоят от блок континентална кора, споена с океанската кора.

Повече от 90% от повърхността на Земята е покрита от 8 най-големи литосферни плочи:

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

Силата, която движи плочите

Сега вече няма съмнение, че движението на плочите се дължи на мантийните термогравитационни течения - конвекция. Източникът на енергия за тези течения е преносът на топлина от централните части на Земята, които имат много висока температура (приблизителната температура на ядрото е около 5000 ° C). Нагретите скали се разширяват (виж термично разширение), плътността им намалява и те изплуват нагоре, отстъпвайки място на по-хладните скали. Тези течения могат да се затворят и да образуват стабилни конвективни клетки. В този случай в горната част на клетката потокът на материята се извършва в хоризонтална равнина и именно тази част от него транспортира плочите.

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

Има няколко хипотези относно причината за високата температура на земните недра. В началото на 20-ти век беше популярна хипотезата за радиоактивния характер на тази енергия. Изглеждаше потвърдено от оценките на състава на горната кора, които показаха много значителни концентрации на уран, калий и други радиоактивни елементи, но по-късно се оказа, че съдържанието на радиоактивни елементи рязко намалява с дълбочина. Друг модел обяснява нагряването с химическата диференциация на Земята. Първоначално планетата е била смес от силикатни и метални вещества. Но едновременно с образуването на планетата започва нейното обособяване на отделни черупки. По-плътната метална част се втурна към центъра на планетата, а силикатите се концентрираха в горните черупки. В същото време потенциалната енергия на системата намалява и се превръща в топлинна енергия. Други изследователи смятат, че нагряването на планетата е настъпило в резултат на натрупване по време на ударите на метеорити върху повърхността на зараждащата се планета. небесно тяло.

Вторични сили

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

При гмуркане океанска корав мантията, базалтите, от които се състои, се превръщат в еклогити, скали, по-плътни от обикновените скали на мантията - перидотити. Следователно тази част от океанската плоча потъва в мантията и повлича със себе си частта, която все още не е екологизирана.

Различни граници или граници на плочи

Това са граници между плочи, движещи се в противоположни посоки. В топографията на Земята тези граници се изразяват като рифтове, където преобладават деформациите на опън, дебелината на земната кора е намалена, топлинният поток е максимален и протича активен вулканизъм. Ако такава граница се образува на континент, тогава се образува континентален рифт, който по-късно може да се превърне в океански басейн с океански рифт в центъра. В океанските разриви се образува нова океанска кора в резултат на разпространението.

Океански разриви

На океанската кора рифтите са ограничени до централните части на средноокеанските хребети. В тях се образува нова океанска кора. Общата им дължина е повече от 60 хиляди километра. Те са свързани с много, които пренасят значителна част от дълбоката топлина и разтворените елементи в океана. Високотемпературните източници се наричат ​​черни пушачи и с тях се свързват значителни запаси от цветни метали.

Континентални разриви

Разпадането на континента на части започва с образуването на разрив. Кората изтънява и се раздалечава и започва магматизмът. Образува се разширена линейна депресия с дълбочина около стотици метри, която е ограничена от поредица от разломи. След това са възможни два сценария: или разширяването на рифта спира и той се запълва със седиментни скали, превръщайки се в авлакоген, или континентите продължават да се раздалечават и между тях, вече в типичните океански рифтове, започва да се образува океанска кора .

Конвергентни граници

Прочетете повече в статията Зона на субдукция

Конвергентните граници са граници, където плочите се сблъскват. Възможни са три варианта:

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

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

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

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

Активни континентални граници

Прочетете повече в статията Активна континентална граница

Активен континентален ръб възниква там, където океанската кора се подчинява под континент. Разгледан е стандартът на тази геодинамична ситуация Западен брягЮжна Америка, често се нарича андийскитип континентална граница. Активният континентален ръб се характеризира с множество вулкани и като цяло мощен магматизъм. Топилките имат три компонента: океанската кора, мантията над нея и долната част на континенталната кора.

Под активния континентален ръб има активно механично взаимодействие между океанските и континенталните плочи. В зависимост от скоростта, възрастта и дебелината на океанската кора са възможни няколко сценария за равновесие. Ако плочата се движи бавно и има относително малка дебелина, тогава континентът изстъргва седиментната обвивка от нея. Седиментните скали се смачкват в интензивни гънки, метаморфозират и стават част от континенталната кора. Структурата, която се образува, се нарича акреционен клин. Ако скоростта на потъващата плоча е висока и седиментната обвивка е тънка, тогава океанската кора изтрива дъното на континента и го привлича в мантията.

Островни дъги

Островна дъга

Прочетете повече в статията Островна дъга

Островните дъги са вериги от вулканични острови над зона на субдукция, възникващи там, където океанска плоча се субдуцира под океанска плоча. Типичните съвременни островни дъги включват Алеутските, Курилските, Марианските острови и много други архипелази. Японските острови също често се наричат ​​островна дъга, но основата им е много древна и всъщност са образувани от няколко комплекса островни дъги по различно време, така че Японските острови са микроконтинент.

Островните дъги се образуват, когато се сблъскат две океански плочи. В този случай една от плочите се озовава на дъното и се абсорбира в мантията. На горната плоча се образуват вулкани от островната дъга. Извитата страна на островната дъга е насочена към абсорбираната плоча. От тази страна има дълбоководна траншея и предна дъга.

Зад островната дъга има басейн на задната дъга (типични примери: Охотско море, Южнокитайско море и др.), В който също може да се случи разпространение.

Континентален сблъсък

Сблъсък на континенти

Прочетете повече в статията Континентален сблъсък

Сблъсъкът на континенталните плочи води до разпадане на земната кора и образуването на планински вериги. Пример за сблъсък е алпийско-хималайският планински пояс, образуван в резултат на затварянето на океана Тетис и сблъсъка с Евразийската плоча на Индустан и Африка. В резултат на това дебелината на кората се увеличава значително под Хималаите и достига 70 km. Това е нестабилна структура, интензивно разрушена от повърхностна и тектонска ерозия. В кората с рязко увеличена дебелина гранитите се топят от метаморфозирани седиментни и магмени скали. Така са се образували най-големите батолити, например Ангара-Витимски и Зерендински.

Трансформирайте границите

Когато плочите се движат в паралелни курсове, но с различна скорост, възникват трансформационни разломи - огромни срязващи разломи, широко разпространени в океаните и редки на континентите.

Трансформирайте грешки

Повече подробности в статията Transform fault

В океаните трансформационните разломи са перпендикулярни на средноокеанските хребети (MOR) и ги разделят на сегменти със средна ширина 400 km. Между сегментите на билото има активна част от трансформния разлом. В тази област непрекъснато се случват земетресения и планинско образуване, около разлома се образуват многобройни оперени структури - навлаци, гънки и грабени. В резултат на това скалите на мантията често се разкриват в зоната на разлома.

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

Трансформационните грешки образуват правилна мрежа и очевидно не възникват случайно, а поради обективни физически причини. Комбинацията от данни за числено моделиране, термофизични експерименти и геофизични наблюдения направи възможно да се установи, че мантийната конвекция има триизмерна структура. В допълнение към основния поток от MOR, в конвективната клетка възникват надлъжни течения поради охлаждането на горната част на потока. Това охладено вещество се втурва надолу по основната посока на потока на мантията. Трансформационните разломи се намират в зоните на този вторичен низходящ поток. Този модел се съгласува добре с данните за топлинния поток: намаление на топлинния поток се наблюдава над трансформационните грешки.

Континентални смени

Повече подробности в статията Shift

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

Процеси в рамките на плочата

Първите формулировки на тектониката на плочите твърдяха, че вулканизмът и сеизмичните явления са концентрирани по границите на плочите, но скоро стана ясно, че специфични тектонични и магматични процеси също се случват в плочите, които също бяха интерпретирани в рамките на тази теория. Сред процесите в рамките на плочата специално място заемат явленията на дългосрочен базалтов магматизъм в някои области, така наречените горещи точки.

Горещи точки

На дъното на океаните има множество вулканични острови. Някои от тях са разположени във вериги с последователно променящи се възрасти. Класически примерХавайският подводен хребет стана такъв подводен хребет. Издига се над повърхността на океана под формата на Хавайските острови, от които на северозапад се простира верига от подводни планини с непрекъснато нарастваща възраст, някои от които, например атолът Мидуей, излизат на повърхността. На разстояние от около 3000 км от Хаваите веригата завива леко на север и вече се нарича Imperial Ridge. Той е прекъснат в дълбоководен изкоп пред Алеутската островна дъга.

За да се обясни тази удивителна структура, се предполага, че под Хавайските острови има гореща точка - място, където горещ мантиен поток се издига към повърхността, който разтопява океанската кора, движеща се над него. Сега на Земята има много такива точки. Мантийният поток, който ги причинява, се нарича шлейф. В някои случаи се предполага изключително дълбок произход на материята на плюма, до границата между ядрото и мантията.

Трапове и океански плата

В допълнение към дългосрочните горещи точки, огромни изливания на стопилка понякога се случват вътре в плочите, които образуват капани на континентите и океанските плата в океаните. Особеността на този вид магматизъм е, че той възниква за кратко геоложко време от порядъка на няколко милиона години, но обхваща огромни площи (десетки хиляди km²) и се излива колосален обем базалти, сравним с тяхното количество кристализиращи в средноокеанските хребети.

Известни са сибирските капани на Източносибирската платформа, капаните на Деканското плато на континента Индустан и много други. Потоците от гореща мантия също се считат за причина за образуването на капани, но за разлика от горещите точки, те действат за кратко време и разликата между тях не е напълно ясна.

Горещи точки и капани дадоха повод за създаването на т.нар плюмова геотектоника, който гласи, че не само редовната конвекция, но и струите играят важна роля в геодинамичните процеси. Плюмовата тектоника не противоречи на тектониката на плочите, а я допълва.

Тектониката на плочите като система от науки

Карта на тектоничните плочи

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

От гледна точка кинематичен подход, движенията на плочите могат да бъдат описани с геометричните закони на движение на фигури върху сфера. Земята се разглежда като мозайка от плочи различни размери, движещи се един спрямо друг и самата планета. Палеомагнитните данни ни позволяват да реконструираме позицията на магнитния полюс спрямо всяка плоча в различни точки от времето. Обобщаването на данните за различни плочи доведе до реконструкция на цялата последователност от относителни движения на плочите. Комбинирането на тези данни с информация, получена от фиксирани горещи точки, направи възможно определянето на абсолютните движения на плочите и историята на движението на магнитните полюси на Земята.

Топлофизичен подходразглежда Земята като топлинна машина, в която Термална енергиячастично се превръща в механичен. В рамките на този подход движението на материята във вътрешните слоеве на Земята се моделира като поток от вискозна течност, описан от уравненията на Навие-Стокс. Мантийната конвекция се придружава от фазови преходи и химични реакции, които играят решаваща роля в структурата на мантийните потоци. Въз основа на данни от геофизични сондажи, резултати от термофизични експерименти и аналитични и числени изчисления, учените се опитват да детайлизират структурата на мантийната конвекция, да намерят скорости на потока и други важни характеристикидълбоки процеси. Тези данни са особено важни за разбирането на структурата на най-дълбоките части на Земята - долната мантия и ядрото, които са недостъпни за директно изследване, но несъмнено оказват огромно влияние върху процесите, протичащи на повърхността на планетата.

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

Исторически подход. От гледна точка на историята на планетата Земя, тектониката на плочите е историята на съединяването и разпадането на континенти, раждането и разпадането на вулканични вериги и появата и затварянето на океани и морета. Сега за големите блокове от земната кора историята на движенията е установена много подробно и за значителен период от време, но за малките плочи методологичните трудности са много по-големи. Най-сложните геодинамични процеси протичат в зоните на сблъсък на плочи, където се формират планински вериги, съставени от множество малки разнородни блокове - терани, извършени през 1999 г. от протерозойската космическа станция. Преди това мантията може да е имала различна структура на пренос на маса, в която турбулентната конвекция и струите са играли основна роля, а не постоянните конвективни потоци.

Минали движения на плочата

Прочетете повече в статията История на движението на плочите

Реконструкцията на минали движения на плочи е един от основните обекти на геоложките изследвания. С различна степен на детайлност е реконструирана позицията на континентите и блоковете, от които са се образували до архея.

Той се движи на север и раздробява Евразийската плоча, но очевидно ресурсът на това движение е почти изчерпан и в близко геоложко време в Индийския океан ще възникне нова зона на субдукция, в която ще бъде океанската кора на Индийския океан. погълнати от индийския континент.

Влиянието на движението на плочите върху климата

Разположението на големи континентални маси в субполярните региони допринася за общото понижаване на температурата на планетата, тъй като на континентите могат да се образуват ледени покривки. Колкото по-разпространено е заледяването, толкова по-голямо е албедото на планетата и толкова по-ниска е средната годишна температура.

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

Една проста и логична схема обаче: континенти в полярните райони - заледяване, континенти в екваториалните райони - повишаване на температурата, се оказва неправилна в сравнение с геоложките данни за миналото на Земята. Кватернерното заледяване всъщност е настъпило, когато в района Южен полюссе оказа Антарктида, а в северното полукълбо Евразия и Северна Америка се приближиха до Северния полюс. От друга страна, най-силното протерозойско заледяване, по време на което Земята беше почти изцяло покрита с лед, се случи, когато повечето от континенталните маси бяха в екваториалната област.

В допълнение, значителни промени в положението на континентите настъпват за период от около десетки милиона години, докато общата продължителност на ледниковите периоди е около няколко милиона години, а по време на един ледников период настъпват циклични промени на заледяванията и междуледниковите периоди. Всички тези климатични промени се случват бързо в сравнение със скоростта на движение на континента и следователно движението на плочите не може да бъде причина.

От горното следва, че движенията на плочите не играят решаваща роля в изменението на климата, но могат да бъдат важни допълнителен фактор, „натискайки“ ги.

Значението на тектониката на плочите

Тектониката на плочите е изиграла роля в науките за земята, сравнима с хелиоцентричната концепция в астрономията или откриването на ДНК в генетиката. Преди приемането на теорията за тектониката на плочите, науките за земята бяха описателни по природа. Те са достигнали високо нивосъвършенство в описанието природни обекти, но рядко можеше да обясни причините за процесите. Противоположните концепции могат да доминират в различни клонове на геологията. Тектониката на плочите свързва различните науки за земята и им дава предсказваща сила.

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

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

Наука за тектоника

Тектониката е сравнително млада наука, тя изучава движението на литосферните плочи. Идеята за движението на плочите е изразена за първи път в теорията за континенталния дрейф от Алфред Вегенер през 20-те години на 20 век. Но тя получава своето развитие едва през 60-те години на 20 век, след изследване на релефа на континентите и океанското дъно. Полученият материал ни позволи да хвърлим нов поглед върху съществуващите преди това теории. Теорията за литосферните плочи възниква в резултат на развитието на идеи от теорията за континенталния дрейф, теорията за геосинклиналите и хипотезата за свиване.

Тектониката е наука, която изучава силата и природата на силите, които образуват планински вериги, смачкват скалите в гънки и разтягат земната кора. Тя стои в основата на всичко геоложки процесислучващи се на планетата.

Хипотеза за свиване

Хипотезата за свиването е представена от геолог Ели дьо Бомон през 1829 г. на среща на Френската академия на науките. Обяснява процесите на планинообразуване и нагъване на земната кора под влияние на намаляване на обема на Земята поради охлаждане. Хипотезата се основава на идеите на Кант и Лаплас за първичното огнено-течно състояние на Земята и нейното по-нататъшно охлаждане. Следователно процесите на изграждане и нагъване на планини се обясняват като процеси на компресия на земната кора. Впоследствие, с охлаждането си, Земята намалява обема си и се сгъва на гънки.

Контракционната тектоника, чиято дефиниция потвърди новата доктрина за геосинклиналите, обясни неравномерната структура на земната кора и се превърна в солидна теоретична основа за по-нататъшното развитие на науката.

Геосинклинална теория

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

Вниманието на геолозите беше привлечено от факта, че скалите могат да се появят както хоризонтално, така и разместени. Хоризонтално разположените скали бяха класифицирани като платформи, а разместените скали бяха класифицирани като нагънати области.

Според теорията за геосинклиналите, на начална фазаВследствие на активни тектонични процеси се получава прогъване и слягане на земната кора. Този процес е придружен от отстраняване на седименти и образуване на дебел слой седиментни отлагания. Впоследствие настъпва процесът на изграждане на планини и появата на сгъване. Геосинклиналният режим се заменя с платформен режим, който се характеризира с незначителни тектонски движения с образуване на малка дебелина от седиментни скали. Последният етап е етапът на формиране на континента.

В продължение на почти 100 години доминира геосинклиналната тектоника. Геологията от онова време изпитва недостиг на фактически материали, впоследствие натрупаните данни водят до създаването на нова теория.

Теория на плочите

Тектониката е една от областите в геологията, които формират основата съвременна теорияза движението на литосферните плочи.

Според теорията част от земната кора са литосферни плочи, които са в непрекъснато движение. Тяхното движение се извършва един спрямо друг. В зоните на разширение на земната кора (средноокеански хребети и континентални разриви) се образува нова океанска кора (зона на разпространение). В зоните на потъване на блокове от земната кора, старата кора се абсорбира, както и океанската кора се подчинява под континенталната кора (зона на субдукция). Теорията обяснява и процесите на изграждане на планини и вулканична дейност.

Глобалната тектоника на плочите включва такава ключова концепция като геодинамичната обстановка. Характеризира се с набор от геоложки процеси в рамките на една територия в определено време. Същите геоложки процеси са характерни за една и съща геодинамична обстановка.

Устройство на земното кълбо

Тектониката е дял от геологията, който изучава структурата на планетата Земя. Земята, грубо казано, има формата на сплескан елипсоид и се състои от няколко обвивки (слоя).

Разграничават се следните слоеве:

1. Земната кора.
2. Мантия.
3. Ядро.

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

Мантията от своя страна е разделена на горна и долна. Границата, разделяща слоевете на мантията, е слоят Голицин. Земната кора и горна частМантията до астеносферата е литосферата на Земята.

Ядрото е центърът на земното кълбо, отделен от мантията от границата на Гутенберг. Тя е разделена на течно външно и твърдо вътрешно ядро, с преходна зона между тях.

Строеж на земната кора

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

Земната кора е горната част на литосферата; тя е външната твърда част и се състои от скали с различен физичен и химичен състав. Според физичните и химичните параметри има разделение на три слоя:

1. Базалтов.
2. Гранит-гнайс.
3. Седиментни.

В структурата на земната кора също има разделение. Има четири основни типа земна кора:

1. Континентален.
2. Океански.
3. Субконтинентален.
4. Подокеански.

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

Представен е от два слоя - седиментен и базалтов, дебелината му е 5-20 km.

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

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

Литосферна плоча

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

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

Тектоника на плочите

Процесът, който оформя външния вид на Земята, е пряко свързан с тектониката на литосферните плочи. Тектониката на света предполага, че не се движат континентите, а литосферните плочи. Сблъсквайки се един с друг, те образуват планински вериги или дълбоки океански ровове. Земетресенията и вулканичните изригвания са следствие от движението на литосферните плочи. Активната геоложка дейност е ограничена главно до краищата на тези образувания.

Движението на литосферните плочи е записано с помощта на сателити, но природата и механизмът на този процес все още остават загадка.

В океаните процесите на разрушаване и натрупване на седименти са бавни, т.н тектонски движенияса добре отразени в релефа. Топографията на дъното има сложна разчленена структура. Има структури, образувани в резултат на вертикални движения на земната кора, и структури, получени в резултат на хоризонтални движения.

Структурите на океанското дъно включват земни форми като абисални равнини, океански басейни и средноокеански хребети. В зоната на котловините, като правило, се наблюдава спокойна тектонска ситуация, в зоната на средноокеанските хребети се наблюдава тектонска активност на земната кора.

Океанската тектоника също включва структури като дълбоководни ровове, океански планини и гилотини.

Причини, които движат плочите

Движещата геоложка сила е тектониката на света. Основната причина, поради която плочите се движат, е мантийната конвекция, създадена от термогравитационните течения в мантията. Това се дължи на температурната разлика между повърхността и центъра на Земята. Скалите вътре се нагряват, разширяват се и намаляват плътността си. Леките фракции започват да плуват, а на тяхно място потъват студени и тежки маси. Процесът на пренос на топлина протича непрекъснато.

Има редица други фактори, които влияят върху движението на плочите. Например астеносферата в зоните на възходящи потоци е повдигната, а в зоните на потъване е понижена. По този начин се образува наклонена равнина и протича процесът на "гравитационно" плъзгане на литосферната плоча. Зоните на субдукция също оказват влияние, където студената и тежка океанска кора се изтегля под горещата континентална кора.

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

Има много механизми, които задвижват плочите, грубо могат да бъдат разделени на две групи:

Съвкупността от процеси на движещи сили най-общо отразява геодинамичния процес, който обхваща всички слоеве на Земята.

Архитектура и тектоника

Тектониката е не само чисто геоложка наука, свързана с процесите, протичащи в недрата на Земята. Използва се и в ежедневието на хората. По-специално, тектониката се използва в архитектурата и изграждането на всякакви структури, било то сгради, мостове или подземни съоръжения. В основата тук са законите на механиката. В този случай тектониката се отнася до степента на здравина и стабилност на структура в дадена конкретна област.

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

Има два вида литосфера. Океанската литосфера има океанска кора с дебелина около 6 km. Покрит е предимно от морето. Континенталната литосфера е покрита от континентална кора с дебелина от 35 до 70 km. В по-голямата си част тази кора стърчи отгоре, образувайки земя.

Плочи

Скали и минерали

Подвижни плочи

Плочите на земната кора непрекъснато се движат в различни посоки, макар и много бавно. Средната скорост на движението им е 5 см годишно. Вашите нокти растат приблизително със същата скорост. Тъй като всички плочи прилягат плътно една към друга, движението на която и да е от тях засяга околните плочи, карайки ги постепенно да се движат. Плочите могат да се движат по различни начини, което може да се види на техните граници, но причините, които причиняват движението на плочите, все още не са известни на учените. Очевидно този процес може да няма нито начало, нито край. Въпреки това някои теории твърдят, че един вид движение на плочата може да бъде, така да се каже, „първичен“ и от него всички останали плочи започват да се движат.

Един вид движение на плочата е „гмуркането“ на една плоча под друга. Някои учени смятат, че именно този тип движение причинява всички други движения на плочите. На някои граници разтопената скала, която се изтласква към повърхността между две плочи, се втвърдява по краищата им, избутвайки плочите една от друга. Този процес може също така да накара всички останали плочи да се движат. Смята се също, че в допълнение към първичния удар, движението на плочата се стимулира от гигантски топлинни потоци, циркулиращи в мантията (виж статията „“).

Плаващи континенти

Учените смятат, че след образуването на първичната земна кора движението на плочите е променило положението, формата и размера на континентите и океаните. Този процес беше наречен тектоника плочи. Дадени са различни доказателства на тази теория. Например очертанията на континенти като Южна Америка и Африка изглеждат така, сякаш някога са образували едно цяло. Несъмнени прилики бяха открити и в структурата и възрастта на скалите, които изграждат древните планински вериги на двата континента.

1. Според учените земните маси, които сега формират Южна Америка и Африка, са били свързани помежду си преди повече от 200 милиона години.

2. Очевидно дъното на Атлантическия океан постепенно се е разширило, когато на границите на плочите се е образувала нова скала.

3. В момента Южна Америка и Африка се отдалечават една от друга със скорост от около 3,5 см на година поради движението на плочите.

Здравей скъпи читателю. Никога преди не съм мислил, че ще трябва да напиша тези редове. Доста дълго време не смеех да запиша всичко, което ми беше писано да открия, ако изобщо може да се нарече така. Все още понякога се чудя дали не съм полудял.

Една вечер дъщеря ми дойде при мен с молба да ми покаже на карта къде и какъв океан се намира на нашата планета и тъй като нямам разпечатана физическа карта на света вкъщи, отворих електронна карта на компютърътGoogle,Превключих я на сателитен режим и започнах бавно да й обяснявам всичко. Когато стигнах до Атлантическия океан от Тихия океан и го приближих, за да покажа по-добре дъщеря си, сякаш ме удари токов удар и изведнъж видях това, което всеки човек на нашата планета вижда, но със съвсем други очи. Като всеки друг, до този момент не разбирах, че виждам същото на картата, но тогава сякаш очите ми се отвориха. Но всичко това са емоции и не можете да сготвите зелева супа от емоции. Така че нека се опитаме заедно да видим какво ми разкри картатаGoogle,и това, което беше открито, не беше нищо по-малко от следа от сблъсъка на нашата Майка Земя с неизвестно небесно тяло, което доведе до това, което обикновено се нарича Голямото по-късно.

Погледнете внимателно долния ляв ъгъл на снимката и помислете: това напомня ли ви нещо, не знам за вас, но на мен напомня ясна следа от удара на някакво закръглено небесно тяло върху повърхността на нашата планета? . Освен това ударът е бил пред континенталната част на Южна Америка и Антарктида, които от удара сега са леко вдлъбнати по посока на удара и са разделени на това място от проток, наречен на протока Дрейк, пиратът, който уж е открил този пролив в миналото.

Всъщност този пролив е дупка, останала в момента на удара и завършваща в закръглено „контактно място“ на небесното тяло с повърхността на нашата планета. Нека да разгледаме по-отблизо този „контактен пластир“.

Поглеждайки по-отблизо, виждаме закръглено петно, което има вдлъбната повърхност и завършва отдясно, тоест отстрани по посока на удара, с характерен хълм с почти вертикален ръб, който отново има характерни възвишения, излизащи на повърхността на световния океан под формата на острови. За да разберете по-добре природата на образуването на това „контактно петно“, можете да направите същия експеримент, който направих аз. Експериментът изисква мокра пясъчна повърхност. Пясъчната повърхност на брега на река или море е идеална. По време на експеримента трябва да направите плавно движение с ръката си, по време на което преместете ръката си върху пясъка, след това докоснете пясъка с пръст и, без да спирате движението на ръката си, упражнете натиск върху него, като по този начин го изгребвате определено количество пясък с пръста си и след известно време откъснете пръста си от повърхността на пясъка. Направи ли го? Сега погледнете резултата от този прост експеримент и ще видите картина, напълно подобна на тази, показана на снимката по-долу.

Има още един забавен нюанс. Според изследователите северният полюс на нашата планета се е изместил с около две хиляди километра в миналото. Ако измерим дължината на така наречената дупка на океанското дъно в прохода Дрейк и завършваща с „контактното петно“, тогава тя също приблизително съответства на две хиляди километра. На снимката направих измервания с помощта на програматаGoogle Maps.Освен това изследователите не могат да отговорят на въпроса какво е причинило изместването на полюсите. Не се наемам да кажа със 100% вероятност, но все пак си струва да се замислим върху въпроса: не е ли тази катастрофа причинила изместването на полюсите на планетата Земя със същите тези две хиляди километра?

Сега нека се запитаме: какво се случи, след като небесното тяло се удари тангенциално в планетата и отново излезе в космоса? Може да попитате: защо по допирателна и защо непременно си отиде, а не проби през повърхността и се потопи в недрата на планетата? Всичко тук също е много просто обяснено. Не забравяйте за посоката на въртене на нашата планета. Именно съвпадението на обстоятелствата, които небесното тяло представи по време на въртенето на нашата планета, го спаси от унищожение и позволи на небесното тяло, така да се каже, да се изплъзне и да си отиде, а не да се погребе в недрата на планетата. Не по-малко щастие беше, че ударът падна върху океана пред континента, а не върху самия континент, тъй като водите на океана донякъде смекчиха удара и изиграха ролята на вид смазка, когато небесните тела влязоха в контакт , но този факт имаше и обратна страна на монетата - водите на океана изиграха и разрушителната му роля, след като тялото беше откъснато и отиде в космоса.

Сега да видим какво се случи след това. Мисля, че няма нужда да доказвам на никого, че следствието от удара, довел до образуването на пролива Дрейк, е образуването на огромна многокилометрова вълна, която се втурна напред с голяма скорост, помитайки всичко по пътя си. Да следваме пътя на тази вълна.

Вълната прекоси Атлантическия океан и първото препятствие по пътя й беше южният край на Африка, въпреки че претърпя сравнително малко щети, тъй като вълната го докосна с ръба си и се обърна леко на юг, където удари Австралия. Но Австралия имаше много по-малко късмет. Пое удара на вълната и на практика беше отнесен, което се вижда много ясно на картата.

След това вълната прекоси Тихия океан и премина между двете Америки, като отново докосна Северна Америка с ръба си. Последствията от това виждаме както на картата, така и във филмите на Скляров, който много живописно описва последствията от Големия потоп в Северна Америка. Ако някой не го е гледал или вече е забравил, може да гледа отново тези филми, тъй като отдавна са публикувани за свободен достъп в интернет. Това са много образователни филми, въпреки че не всичко в тях трябва да се приема на сериозно.

Тогава вълната прекоси Атлантическия океан за втори път и с цялата си маса с пълна скорост се удари в северния край на Африка, помитайки и отмивайки всичко по пътя си. Това също се вижда ясно на картата. От моя гледна точка, ние дължим такова странно разположение на пустините на повърхността на нашата планета не на странностите на климата или безразсъдната човешка дейност, а на разрушителното и безмилостно въздействие на вълната по време на Великия потоп, който не само заля отдалечи всичко по пътя си, но и буквално тази дума отми всичко, включително не само сгради и растителност, но и плодородния слой почва на повърхността на континентите на нашата планета.

След Африка вълната заля Азия и отново прекоси Тихия океан и преминавайки през прореза между нашия континент и Северна Америкаотиде до Северния полюс през Гренландия. Достигайки северния полюс на нашата планета, вълната се самозагаси, тъй като изчерпа силата си, последователно забавяйки се на континентите, на които летеше, и поради факта, че на северния полюс в крайна сметка настигна себе си.

След това водата на вече изчезналата вълна започна да се връща от Северния полюс на юг. Част от водата премина през нашия континент. Точно това може да обясни все още наводнения северен край на нашия континент и изоставения Финландски залив и градовете на Западна Европа, включително нашите Петроград и Москва, погребани под многометров слой земя, донесен от Северния полюс.

Карта на тектоничните плочи и разломите в земната кора

Ако е имало удар от небесно тяло, тогава е напълно разумно да се търсят последствията от него в дебелината на земната кора. В крайна сметка удар с такава сила просто не можеше да остави никакви следи. Нека да разгледаме картата на тектоничните плочи и разломите в земната кора.

Какво виждаме там на тази карта? Картата ясно показва тектоничен разлом на мястото не само на следата, оставена от небесното тяло, но и около така нареченото „контактно петно“ на мястото на отделяне на небесното тяло от повърхността на Земята. И тези грешки още веднъж потвърждават правилността на моите изводи за въздействието на определено небесно тяло. И ударът беше толкова силен, че не само разруши провлака между Южна Америка и Антарктида, но и доведе до образуването на тектоничен разлом в земната кора на това място.

Странности на траекторията на вълна по повърхността на планетата

Мисля, че си струва да поговорим за още един аспект от движението на вълната, а именно нейната нелинейност и неочаквани отклонения в едната или другата посока. От детството всички ни учат да вярваме, че живеем на планета, която има формата на топка, която е леко сплескана на полюсите.

Аз самият бях на същото мнение доста дълго време. И представете си изненадата ми, когато през 2012 г. попаднах на резултатите от изследване на Европейската космическа агенция ESA, използващо данни, получени от апарата GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer - сателит за изследване на гравитационното поле и стационарно състояние океански течения).

По-долу представям няколко снимки на действителната форма на нашата планета. Освен това си струва да се вземе предвид фактът, че това е формата на самата планета, без да се вземат предвид водите на нейната повърхност, които образуват световния океан. Може да зададете напълно основателен въпрос: какво общо имат тези снимки с темата, която се обсъжда тук? От моя гледна точка това е най-директното. В края на краищата вълната не само се движи по повърхността на небесно тяло, което има неправилна форма, но нейното движение се влияе от удари от фронта на вълната.

Колкото и циклопски да е размерът на вълната, тези фактори не могат да бъдат отхвърлени, защото това, което смятаме за права линия на повърхността на земното кълбо с форма на правилна топка, се оказва далеч от праволинейна траектория и обратното - какво в реалността е праволинейна траектория върху повърхности неправилна формана земното кълбо ще се превърне в сложна крива.

И все още не сме разгледали факта, че когато се движи по повърхността на планетата, вълната многократно среща различни препятствия под формата на континенти по пътя си. И ако се върнем към очакваната траектория на вълната по повърхността на нашата планета, ще забележим, че тя за първи път докосна едновременно Африка и Австралия с периферната си част, а не с целия си фронт. Това не можеше да не се отрази не само на самата траектория на движение, но и на нарастването на фронта на вълната, който при всяка среща с препятствие се откъсваше частично и вълната трябваше да започне да расте отново. И ако вземем предвид момента на преминаването му между двете Америки, тогава е невъзможно да не забележим факта, че в същото време фронтът на вълната не само беше пресечен отново, но и част от вълната, поради повторно отражение , обърнаха на юг и отмиха бреговете на Южна Америка.

Приблизително време на бедствието

Сега нека се опитаме да разберем кога се е случило това бедствие. За да направите това, би било възможно да изпратите експедиция до мястото на бедствието, да го разгледате подробно, да вземете всякакви проби от почва и скали и да се опитате да ги изследвате в лаборатории, след това да следвате маршрута на Големия потоп и да направите пак същата работа. Но всичко това ще струва много пари, ще отнеме много време, дълги годинии изобщо не е необходимо целият ми живот да е достатъчен, за да извърша тези работи.

Но наистина ли е необходимо всичко това и възможно ли е да се мине без такива скъпи и ресурсоемки мерки, поне засега, на първо време? Вярвам, че на този етап, за да установим приблизителното време на бедствието, вие и аз ще можем да се задоволим с информация, получена по-рано и сега в отворени източници, както вече направихме при разглеждането планетарна катастрофакоето доведе до Великия потоп.

За да направим това, трябва да се обърнем към физическите карти на света от различни векове и да установим кога на тях се е появил проходът Дрейк. В края на краищата ние по-рано установихме, че именно проходът Дрейк се е образувал в резултат и на мястото на тази планетарна катастрофа.

По-долу са физическите карти, които успях да намеря в публичното пространство и чиято автентичност не предизвиква много съмнения.

Ето карта на света, датираща от 1570 г. сл. Хр

Както виждаме, на тази карта няма проход Дрейк и Южна Америка все още е свързана с Антарктика. Това означава, че през шестнадесети век все още не е имало катастрофа.

Нека вземем карта от началото на седемнадесети век и да видим дали проходът Дрейк и особените очертания на Южна Америка и Антарктика са се появили на картата през седемнадесети век. В крайна сметка моряците не можеха да не забележат такава промяна в ландшафта на планетата.

Ето една карта, датираща от началото на XVII век. За съжаление не разполагам с по-точна датировка, както беше при първата карта. В ресурса, където намерих тази карта, датата беше точно тази: „началото на седемнадесети век“. Но в случая това не е от принципно естество.

Факт е, че на тази карта Южна Америка и Антарктика и мостът между тях са на мястото си и следователно или бедствието все още не се е случило, или картографът не е знаел какво се е случило, въпреки че е трудно да се повярва в това, знаейки мащаба на бедствието и всички последствия, до които доведе.

Ето още една карта. Този път датировката на картата е по-точна. Тя също е от ХVІІ век - това е 1630 г. от Рождество Христово.

И какво виждаме на тази карта? Въпреки че очертанията на континентите са начертани върху него не толкова добре, колкото в предишния, ясно се вижда, че протокът в съвременния му вид не е на картата.

Е, очевидно в този случай картината, описана при разглеждане на предишната карта, се повтаря. Продължаваме да се движим по времевата линия към нашите дни и отново вземаме карта, по-нова от предишната.

Този път не намерих физическа карта на света. Освен това намерих карта на Северна и Южна Америка, тя изобщо не показва Антарктида. Но това не е толкова важно. В края на краищата ние помним очертанията на южния край на Южна Америка от предишни карти и можем да забележим всякакви промени в тях дори без Антарктида. Но този път датировката на картата е в пълен ред – тя е датирана в самия край на XVII век, а именно 1686 г. от Рождество Христово.

Нека да разгледаме Южна Америка и да сравним нейните очертания с това, което видяхме на предишната карта.

На тази карта най-накрая виждаме не вече уморените допотопни очертания на Южна Америка и провлака, свързващ Южна Америка с Антарктида на мястото на съвременния и познат проход Дрейк, а най-познатата съвременна Южна Америка с извита към „контактното петно“ южния край.

Какви изводи могат да се направят от всичко казано по-горе? Има два доста прости и очевидни извода:

1. 
   

   Ако приемем, че картографите действително са правили карти по времето, в което са датирани, тогава бедствието се е случило в петдесетгодишния период между 1630 и 1686 г.

   
   

1. 
   

   Ако приемем, че картографите са използвали древни карти, за да съставят своите карти и само са ги копирали и предавали като свои собствени, тогава можем само да кажем, че катастрофата е настъпила преди 1570 г. сл. н. е. и през седемнадесети век, по време на повторното заселване на Земята , бяха установени неточностите на съществуващите карти и към тях бяха направени уточнения за привеждането им в съответствие с реалния ландшафт на планетата.

   
   

Кое от тези заключения е правилно и кое е невярно, за мое голямо съжаление, не мога да преценя, тъй като наличната информация явно все още не е достатъчна за това.

Потвърждение за бедствие

Къде можете да намерите потвърждение на факта на бедствието, с изключение на физическите карти, за които говорихме по-горе. Страхувам се да изглеждам неоригинален, но отговорът ще бъде доста прост: първо, под краката ви и второ, в произведения на изкуството, а именно в картините на художници. Съмнявам се, че някой от очевидците би успял да заснеме самата вълна, но последствията от тази трагедия бяха напълно заснети. Имаше доста голям брой художници, които рисуваха картини, които отразяваха картината на ужасно опустошение, царящо през седемнадесети и осемнадесети век на мястото на Египет, съвременна Западна Европа и Майка Рус. Но благоразумно ни казаха, че тези художници не рисуват от натура, а изобразяват така наречения въображаем свят върху своите платна. Ще цитирам работата само на няколко доста видни представителиот този жанр:

Ето как изглеждаха вече познатите антики на Египет, преди да бъдат буквално изровени изпод дебел слой пясък.

Какво се случи в Европа по това време? Джовани Батиста Пиранези, Юбер Робер и Шарл-Луи Клерисо ще ни помогнат да разберем.

Но това не са всички факти, които могат да бъдат цитирани в подкрепа на бедствието и които тепърва ще систематизирам и опиша. Има и градове в Майка Рус, покрити с пръст на няколко метра, има Финския залив, който също е покрит с пръст и става истински плавателен едва в края на деветнадесети век, когато е прокопан първият в света морски канал дъното му. Има солени пясъци на река Москва, морски миди и дяволски пръсти, които съм изровил като момче в горските пясъци в Брянска област. А самият Брянск, който според официалната историческа легенда е получил името си от дивите места, където уж се намира, наистина не мирише на диви места в Брянска област, но това е тема за отделен разговор и дай Боже в бъдеще Ще публикувам моите мисли по тази тема. Има находища на кости и трупове на мамути, с чието месо са хранели кучета в Сибир в края на ХХ век. Ще разгледам всичко това по-подробно в следващата част на тази статия.

Междувременно се обръщам към всички читатели, които отделиха време и усилия и прочетоха статията до края. Не оставайте с отворени сърца - изказвайте всякакви критични коментари, посочвайте неточности и грешки в разсъжденията ми. Задавайте всякакви въпроси - определено ще отговоря!

Тектоника на плочите (тектоника на плочите) е съвременна геодинамична концепция, основана на концепцията за широкомащабни хоризонтални движения на относително интегрални фрагменти от литосферата (литосферни плочи). По този начин тектониката на плочите се занимава с движенията и взаимодействията на литосферните плочи.

Първото предположение за хоризонталното движение на блоковете на земната кора е направено от Алфред Вегенер през 20-те години на миналия век в рамките на хипотезата за „континенталния дрейф“, но тази хипотеза не е получила подкрепа по това време. Едва през 60-те години на миналия век изследванията на океанското дъно предоставят убедителни доказателства за хоризонтални движения на плочите и процеси на разширяване на океана, дължащи се на образуването (разпространението) на океанската кора. Възраждането на идеите за преобладаващата роля на хоризонталните движения се случи в рамките на „мобилистичната“ тенденция, чието развитие доведе до развитието на съвременната теория за тектониката на плочите. Основните принципи на тектониката на плочите са формулирани през 1967-68 г. от група американски геофизици - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes в развитието на по-ранни (1961-62) идеи за Американски учени Г. Хес и Р. Дигца за разширяването (разпространението) на океанското дъно

Основи на тектониката на плочите

Основните принципи на тектониката на плочите могат да бъдат обобщени в няколко фундаментални

1. Горната скалиста част на планетата е разделена на две обвивки, значително различни по реологични свойства: твърда и крехка литосфера и подлежаща пластична и подвижна астеносфера.

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

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

Повече от 90% от повърхността на Земята попада върху 8 големи литосферни плочи:

австралийска чиния,
Антарктическа плоча,
африканска чиния,
Евразийска плоча,
Хиндустанска плоча,
Тихоокеанска плоча,
Северноамериканска плоча,
Южноамериканска плоча.

Средни плочи: Арабска (субконтинент), Карибска, Филипинска, Наска и Коко и Хуан де Фука и др.

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

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

Съответно се разграничават три типа граници на основните плочи.

Различни граници– граници, по които плочите се раздалечават.

Процесите на хоризонтално разтягане на литосферата се наричат разцепване. Тези граници са ограничени до континентални разриви и средноокеански хребети в океански басейни.

За големи линейни структурис дълбок произход, образуван при разтягане на земната кора. По структура те са грабеновидни структури.

Разриви могат да се образуват както върху континенталната, така и върху океанската кора, образувайки единна глобална система, ориентирана спрямо оста на геоида. В този случай еволюцията на континенталните разриви може да доведе до прекъсване на непрекъснатостта на континенталната кора и превръщането на този разрив в океански разрив (ако разширяването на разрива спре преди етапа на разкъсване на континенталната кора, то е изпълнен със седименти, превръщайки се в авлакоген).

Процесът на разделяне на плочите в зони на океански разриви (средноокеански хребети) е придружен от образуването на нова океанска кора поради магматична базалтова стопилка, идваща от астеносферата. Този процес на образуване на нова океанска кора поради притока на материал от мантията се нарича разпространяване(от английското разпространение - разстилане, разгъване).

Структура на средноокеанския хребет

По време на разпространението всеки импулс на разширение се придружава от пристигането на нова порция стопилка на мантията, която, когато се втвърди, изгражда ръбовете на плочите, отклоняващи се от оста на MOR.

Именно в тези зони се образува млада океанска кора.

Конвергентни граници– граници, по които се случват сблъсъци на плочи. Може да има три основни варианта за взаимодействие по време на сблъсък: „океанско-океанска“, „океанско-континентална“ и „континентално-континентална“ литосфера. В зависимост от естеството на сблъскващите се плочи могат да възникнат няколко различни процеса.

Субдукция- процесът на субдукция на океанска плоча под континентална или друга океанска. Зоните на субдукция са ограничени до аксиалните части на дълбоководните ровове, свързани с островните дъги (които са елементи на активни граници). Границите на субдукция представляват около 80% от дължината на всички конвергентни граници.

При сблъсък на континенталната и океанската плочи естествено явление е изместването на океанската (по-тежката) плоча под ръба на континенталната; Когато два океана се сблъскат, по-древният (т.е. по-хладен и по-плътен) от тях потъва.

Зоните на субдукция имат характерна структура: техните типични елементи са дълбоководна траншея - вулканична островна дъга - заден дъгов басейн. В зоната на огъване и подналягане на потъващата плоча се образува дълбоководна траншея. Тъй като тази плоча потъва, тя започва да губи вода (която се намира в изобилие в седименти и минерали), последната, както е известно, значително намалява температурата на топене на скалите, което води до образуването на центрове на топене, които захранват вулкани на островни дъги. В задната част на вулканична дъга обикновено се получава известно разтягане, което определя образуването на басейн на задната дъга. В зоната на басейна на задната дъга разтягането може да бъде толкова значително, че да доведе до разкъсване на кората на плочата и отваряне на басейн с океанска кора (т.нар. процес на разпространение на задната дъга).

Потапянето на субдуциращата плоча в мантията се проследява от огнищата на земетресения, които възникват при контакта на плочите и вътре в субдуциращата плоча (по-студени и следователно по-крехки от околните скали на мантията). Тази сеизмична фокусна зона се нарича Зона Бениоф-Заварицки.

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

Много по-рядък процес на взаимодействие между континентални и океански плочи е процесът запушване– навлизане на част от океанската литосфера върху ръба на континенталната плоча. Трябва да се подчертае, че по време на този процес океанската плоча се отделя и напредва само горната й част - кората и няколко километра от горната мантия.

Когато се сблъскат континентални плочи, чиято кора е по-лека от материала на мантията и в резултат на това не може да се потопи в нея, възниква процес сблъсъци. По време на сблъсъка краищата на сблъскващи се континентални плочи се смачкват, смачкват и се образуват системи от големи тласъци, което води до растеж на планински структури със сложна структура на гънки. Класически пример за такъв процес е сблъсъкът на плочата Хиндустан с евразийската плоча, придружен от растежа на грандиозните планински системи на Хималаите и Тибет.

Модел на процеса на сблъсък

Процесът на сблъсък заменя процеса на субдукция, завършвайки затварянето на океанския басейн. Освен това, в началото на процеса на сблъсък, когато краищата на континентите вече са се приближили, сблъсъкът се комбинира с процеса на субдукция (останките от океанската кора продължават да потъват под ръба на континента).

Мащабният регионален метаморфизъм и интрузивният гранитоиден магматизъм са типични за колизионните процеси. Тези процеси водят до създаването на нова континентална кора (с типичния за нея слой гранит-гнайс).

Трансформирайте границите– граници, по които възникват срязващи премествания на плочи.

Граници на литосферните плочи на Земята

1 – разминаващи се граници ( А -средноокеански хребети, б –континентални разриви); 2 – трансформиране на граници; 3 – конвергентни граници ( А -островна дъга, б –активни континентални граници, V -конфликт); 4 – посока и скорост (cm/година) на движение на плочата.

4. Обемът на океанската кора, абсорбирана в зоните на субдукция, е равен на обема на кората, появяваща се в зоните на разпространение. Тази позиция подчертава идеята, че обемът на Земята е постоянен. Но това мнение не е единственото и категорично доказано. Възможно е обемът на самолета да се променя пулсиращо или да намалява поради охлаждане.

5. Основната причина за движението на плочите е мантийната конвекция , причинени от мантийните термогравитационни течения.

Източникът на енергия за тези течения е разликата в температурата между централните райони на Земята и температурата на нейните близки до повърхността части. В този случай основната част от ендогенната топлина се отделя на границата на ядрото и мантията по време на процеса на дълбока диференциация, което определя разпадането на първичното хондритно вещество, при което металната част се втурва към центъра, изграждайки нагоре в ядрото на планетата, а силикатната част е концентрирана в мантията, където допълнително претърпява диференциация.

Скалите, нагрети в централните зони на Земята, се разширяват, плътността им намалява и те изплуват нагоре, отстъпвайки място на потъващи по-студени и следователно по-тежки маси, които вече са предали част от топлината в близките до повърхността зони. Този процес на пренос на топлина протича непрекъснато, което води до образуването на подредени затворени конвективни клетки. В този случай в горната част на клетката потокът на материята протича почти в хоризонтална равнина и именно тази част от потока определя хоризонталното движение на материята на астеносферата и плочите, разположени върху нея. Като цяло, възходящите клонове на конвективните клетки са разположени под зоните на дивергентни граници (MOR и континентални разриви), докато низходящите клонове са разположени под зоните на конвергентни граници.

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

Освен това върху плочите действат редица други фактори. По-специално, повърхността на астеносферата се оказва малко повдигната над зоните на възходящи клони и по-депресирана в зоните на потъване, което определя гравитационното „плъзгане“ на литосферната плоча, разположена върху наклонена пластична повърхност. Освен това има процеси на изтегляне на тежка студена океанска литосфера в зоните на субдукция в горещата, и като следствие по-малко плътна астеносфера, както и хидравлично вклиняване от базалти в зоните на MOR.

Фигура - Сили, действащи върху литосферните плочи.

Прикрепени към основата на вътрешноплощните части на литосферата са основните движещи силитектоника на плочите - сили на съпротивление на мантията FDO под океаните и FDC под континентите, чиято величина зависи преди всичко от скоростта на астеносферния поток, а последният се определя от вискозитета и дебелината на астеносферния слой. Тъй като под континентите дебелината на астеносферата е много по-малка, а вискозитетът е много по-голям, отколкото под океаните, величината на силата FDCпочти с порядък по-малък от FDO. Под континентите, особено техните древни части (континентални щитове), астеносферата почти се изщипва, така че континентите изглеждат „заседнали“. Тъй като повечето литосферни плочи съвременна Земявключват както океански, така и континентални части, трябва да се очаква, че присъствието на континент в плочата трябва като цяло да „забави“ движението на цялата плоча. Ето как всъщност се случва (най-бързо движещите се почти чисто океански плочи са Тихоокеанската, Кокосовата и Наска; най-бавните са Евразийската, Северноамериканската, Южноамериканската, Антарктическата и Африканската, значителна част от чиято площ е заета от континенти) . И накрая, при конвергентните граници на плочите, където тежките и студени ръбове на литосферните плочи (плочи) потъват в мантията, тяхната отрицателна плаваемост създава сила FNB(индекс в обозначението на силата - от англ отрицателна плаваемост). Действието на последното води до факта, че субдуциращата част на плочата потъва в астеносферата и дърпа цялата плоча заедно с нея, като по този начин увеличава скоростта на нейното движение. Очевидно сила FNBдейства епизодично и само в определени геодинамични ситуации, например в случаи на срутване на плочи, описани по-горе през участъка от 670 km.

Така механизмите, които привеждат литосферните плочи в движение, могат условно да се класифицират в следните две групи: 1) свързани със силите на мантийното „съпротивление” ( механизъм за влачене на мантията), приложен към всяка точка от основата на плочите, на фиг. 2.5.5 – сили FDOИ FDC; 2), свързани със сили, приложени към ръбовете на плочите ( ръбов механизъм), на фигурата - сили FRPИ FNB. Ролята на един или друг задвижващ механизъм, както и определени сили, се оценяват индивидуално за всяка литосферна плоча.

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

Мантийна конвекция и геодинамични процеси

Понастоящем в мантията на Земята се развива двуклетъчна мантийна конвекция с затворени клетки(според модела на презмантийната конвекция) или отделна конвекция в горната и долната мантия с натрупване на плочи под зоните на субдукция (според двустепенния модел). Вероятните полюси на издигането на мантийния материал се намират в Североизточна Африка (приблизително под зоната на свързване на Африканската, Сомалийската и Арабската плоча) и в района на Великденския остров (под средния хребет на Тихия океан - източнотихоокеанското издигане) .

Екваторът на потъването на мантията следва приблизително непрекъсната верига от конвергентни граници на плочи по периферията на Тихия океан и източната част на Индийския океан.

Съвременният режим на мантийна конвекция, започнал преди приблизително 200 милиона години с колапса на Пангея и дал началото на съвременните океани, в бъдеще ще се промени на едноклетъчен режим (според модела на мантийната конвекция) или ( според алтернативен модел) конвекцията ще стане през мантията поради срутването на плочи през 670 km разделение. Това може да доведе до сблъсък на континенти и образуването на нов суперконтинент, петият в историята на Земята.

6. Движенията на плочите се подчиняват на законите на сферичната геометрия и могат да бъдат описани въз основа на теоремата на Ойлер. Теоремата за въртене на Ойлер гласи, че всяко въртене на триизмерното пространство има ос. Така въртенето може да се опише с три параметъра: координатите на оста на въртене (например нейната ширина и дължина) и ъгъла на въртене. Въз основа на това положение може да се реконструира положението на континентите в минали геоложки епохи. Анализът на движението на континентите доведе до заключението, че на всеки 400-600 милиона години те се обединяват в един суперконтинент, който впоследствие претърпява разпадане. В резултат на разделянето на такъв суперконтинент Пангея, което се случи преди 200-150 милиона години, се образуваха съвременни континенти.

Някои доказателства за реалността на механизма на тектониката на литосферните плочи

По-стара възраст на океанската кора с разстояние от осите на разпространение(виж снимката). В същата посока се отбелязва увеличаване на дебелината и стратиграфската пълнота на седиментния слой.

Фигура - Карта на възрастта на скалите на океанското дъно на Северния Атлантик (според W. Pitman и M. Talvani, 1972). Различни цветовеидентифицирани са участъци от океанското дъно с различни възрастови интервали; Числата показват възрастта в милиони години.

Геофизични данни.

Фигура - Томографски профил през Еленския ров, Крит и Егейско море. Сивите кръгове са хипоцентрове на земетресения. Плочата на субдуктиращата студена мантия е показана в синьо, горещата мантия е показана в червено (според V. Spackman, 1989)

Останките от огромната плоча Фаралон, изчезнала в зоната на субдукция под Северна и Южна Америка, са записани под формата на плочи на „студената“ мантия (участък през Северна Америка, по S-вълни). Според Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, бр. 4, 1-7

​Линейни магнитни аномалии в океаните са открити през 50-те години по време на геофизични изследвания на Тихия океан. Това откритие позволи на Хес и Диц да формулират теорията за разпространението на океанското дъно през 1968 г., която прерасна в теорията за тектониката на плочите. Те се превърнаха в едно от най-убедителните доказателства за правилността на теорията.

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

Причината за възникването на лентови магнитни аномалии е процесът на раждане на океанска кора в зоните на разпространение на средноокеанските хребети, когато охлаждането им под точката на Кюри в магнитното поле на Земята придобива остатъчна намагнитност. Посоката на намагнитване съвпада с посоката на магнитното поле на Земята, но поради периодични обръщания на магнитното поле на Земята, изригналите базалти образуват ивици с различни посоки на намагнитване: директно (съвпадащо със съвременната посока на магнитното поле) и обратно .

Фигура - Схема на формиране на лентовата структура на магнитно активния слой и магнитни аномалии на океана (модел на Vine – Matthews).