Основные положения глобальной тектоники кратко
Обновлено: 14.05.2024
1. Литосфера нашей планеты разбита на 6—8 крупных и относительно жестких литосферных плит, включающих континенты и часть океанического дна (рис. 7.2). Наряду с крупными плитами, такими, как Евроазиатская, Американская, Африканская, Тихоокеанская и др., выделяются малые плиты размерами 1000—3000 км (Охотоморская, Кокос, Скоша, Наска, Сомалийская и др.) и микроплиты размерами 300—1000 км внутри широких активных зон в западном обрамлении Тихого океана и в Альпийско-Гималайском поясе (Лут, Мизийская, Мендерес, Сардиния и др.).
2. Плиты перемещаются по поверхности астеносферы в горизонтальном направлении и вращаются под воздействием тепловых конвективных потоков.
3. Границы плит маркируются современными зонами высокой сейсмичности и активного магматизма. Существуют три типа границ: дивергентные (конструктивные), конвергентные (деструктивные) и трансформные.
4. Дивергентные (от лат. divergere — обнаруживать расхождение) границы проходят по осям спрединга (раздвижения) СОХ, продуцирующих базальтовую океаническую кору. Здесь происходит постоянное наращивание новой океанической коры, в связи с чем дивергентные границы называют конструктивными (рис. 7.3). Скорость спрединга в СОХ меняется от 1—2 до 18 см/год, в соответствии с чем хребты делятся на низкоспрединговые (до 4 см/год) и высокоспрединговые (более 4 см/год). Для всех хребтов характерны условия растяжения, направленные в основном перпендикулярно к оси хребтов. По обе стороны хребтов устанавливаются полосовые магнитные аномалии, образующиеся в условиях переменного магнитного поля, испытывающего инверсии. Дивергентные границы отмечаются и на континентальной литосфере в процессе ее раскола и раздвижения краев. Этот процесс связан с формированием континентальных рифтов (Байкальский рифт, система Восточно-Африканских рифтов) и часто предшествует расколу континентов и формированию океанов.
5. Конвергентные (от лат. convergere — приближаться, сходиться) границы приурочены к системам глубоководных желобов, сопровождаемых вулканическими дугами (рис. 7.4). На этих границах наблюдается встречное движение литосферных плит и происходит или их субдукция (поглощение), когда океаническая плита как более тяжелая уходит под континентальную, или коллизия (столкновение) двух континентальных плит. В связи с тем что в этих зонах происходит разрушение плит в результате субдукции или коллизии, эти границы получили еще название деструктивных. К современным конвергентным границам приурочены глубинные сейсмофокальные зоны с максимальной концентрацией землетрясений.
6. Трансформные (от англ. transform — преобразовывать) границы — это границы, вдоль которых литосферные плиты скользят относительно друг друга по трансформным разломам без сколько-нибудь существенного взаимодействия, т. е. не испытывая ни наращивания, ни разрушения. Трансформные разломы в структурном отношении близки к сдвигам. Наиболее распространены они в океанах, но есть и на континентах. В океанах они представляют систему разломов, рассекающих СОХ и смещающих отдельные отрезки осевых частей спрединга относительно друг друга (см. рис. 7.3). Морфологически разломы выражены глубокими ущельями с крутыми склонами и прослеживаются на многие тысячи километров. На континентах трансформные разломы представлены сдвигами, тянущимися на тысячи километров. Примерами могут служить разлом Сан-Андреас в Калифорнии (граница между Северо-Американской и Тихоокеанской плитами); Альпийский сдвиг в Новой Зеландии (граница между Тихоокеанской и Индо-Австралийской плитами); Болнайский сдвиг в Монголии (граница между Монгольской и Евроазиатскими плитами).
В табл. 7.1 приведено сравнение основных положений классической и современной тектоники плит. Наиболее важным результатом концепции тектоники плит является восстановление эволюции земной коры путем палеогеодинамических реконструкций положения континентов и океанов.
В последние годы к основной парадигме современной теоретической геологии (тектонике литосферных плит) добавляется вторая парадигма — тектоника плюмов (или горячих полей), которая в значительной мере регулирует глобальную геодинамику Земли. Плюмы, восходящие потоки мантийного вещества, могут зарождаться на разных уровнях в мантии и, поднимаясь в область меньших давлений, превращаются в жидкую базальтовую магму. При движении литосферной плиты над неподвижной мантийной струей (плюмом) образуется вулкан и магма изливается на поверхность. При перемещении плиты возникает новый вулкан. Так мантийная струя, как бы прожигая плиту, оставляет следы в виде цепи вулканов. Примерами проявления таких горячих точек, связанных с мантийными плюмами, является цепь современных вулканов Гавайских островов в Тихом океане. Возраст Гавайского плюма оценивается в 70—90 млн лет. Аналогичные цепочки вулканических островов — Исландия, Св. Елена, Тристан да Кунья — следы движения Северо-Американской плиты над Исландским плюмом, существующим более 100 млн лет.
Как отмечают Н.Л. Добрецов и др., еще важнейшими проявлениями мантийных плюмов являются кимберлитовые поля и платобазальты. Максимумы кимберлитов отмечаются в палеозое и мезозое, от 90 до 460 млн лет. Возраст кимберлитов Африки, Бразилии, Австралии, Сибири, Индии, Гренландии — 1,1 млрд лет, атрубки Премьер в Южной Африке — 1,8 млрд лет.
ПРОБЛЕМЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЗЕМЛИ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОЙ ТЕКТОНИКИ
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
2. Происхождение Земли
2.1 Модель расширяющейся Вселенной
2.2 Модель Большого Взрыва
2.3 Космическая пыль
3. Развитие Земли
4. Основные положения глобальной тектоники
5. Список использованной литературы
1. Введение
С появлением науки в её современном понимании на смену мифологическим и религиозным приходят научные представления о происхождении мира. Наука отличается от мифологии тем, что стремится не к объяснению мира в целом, а к формулированию законов развития природы, допускающих эмпирическую проверку. Разум и опора на чувственную реальность имеют в науке большее значение, чем вера. Наука – это, в определенной степени, синтез философии и религии, представляющее собой теоретическое освоение действительности.
2. Происхождение Земли
Мы живем во Вселенной, а наша планета Земля является ее мельчайшим звеном. Поэтому, история возникновения Земли тесно связана с историей возникновения Вселенной. Кстати, а как она возникла? Какие силы повлияли на процесс становления Вселенной и, соответственно, нашей планеты? В наше время существует множество различных теорий и гипотез относительно этой проблемы. Величайшие умы человечества дают свои взгляды по этому поводу.
2.1. Модель расширяющейся Вселенной
Наиболее общепринятой в космологии является модель однородной изотропной нестационарной горячей расширяющейся Вселенной, построенная на основе общей теории относительности и релятивистской теории тяготения, созданной Альбертом Эйнштейном в 1916 году. В основе этой модели лежат два предположения: 1) свойства Вселенной одинаковы во всех ее точках (однородность) и направлениях (изотропность); 2) наилучшим известным описанием гравитационного поля являются уравнения Эйнштейна. Из этого следует так называемая кривизна пространства и связь кривизны с плотностью массы (энергии). Космология, основанная на этих постулатах, - релятивистская.
Важным пунктом данной модели является ее нестационарность. Это определяется двумя постулатами теории относительности:
1) принципом относительности, гласящим, что во всех инерциальных системах все законы сохраняются вне зависимости от того, с какими скоростями, равномерно и прямолинейно движутся эти системы друг относительно друга;
2) экспериментально подтвержденным постоянством скорости света.
Так вот, для всех далеких источников света красное смещение было зафиксировано, причем, чем дальше находился источник, тем в большей степени. Красное смещение оказалось пропорционально расстоянию до источника, что и подтверждало гипотезу об удалении их, то есть о расширении Мегагалактики – видимой части Вселенной.
Красное смещение надежно подтверждает теоретический вывод о нестационарности области нашей Вселенной с линейными размерами порядка нескольких миллиардов парсек на протяжении, по меньшей мере, нескольких миллиардов лет. В то же время кривизна пространства не может быть измерена, оставаясь теоретической гипотезой.
2.2. Модель Большого Взрыва
Наблюдаемая нами Вселенная, по данным современной науки, возникла в результате Большого взрыва около 13,7 млрд лет назад. Представление о Большом Взрыве является составной частью модели расширяющейся Вселенной.
Что же было после Большого взрыва? Образовался сгусток плазмы – состояния, в котором находятся элементарные частицы – нечто среднее между твердым и жидким состоянием, который и начал расширяться все больше и больше под действием взрывной волны. Через 0,01 сек после начала Большого Взрыва во Вселенной появилась смесь лёгких ядер. Так появились не только материя и многие химические элементы, но и пространство и время.
2.3. Космическая пыль
Возраст нашей планеты Земля составляет 4,6 млрд лет. Общепринята гипотеза, по которой Земля и все планеты сконденсировались из космической пыли, расположенной в окрестностях Солнца. Предполагается, что частицы пыли состояли из железа с примесью никеля, либо из силикатов, в состав которых входит кремний. Газы тоже присутствовали, и они конденсировались, образуя органические соединения, в состав которых входит углерод. Затем образовались углеводороды (соединения углерода с водородом) и соединения азота.
Из гипотез происхождения солнечной системы наиболее известна электромагнитная гипотеза шведского астрофизика Х. Альвена, усовершенствованная Ф. Хойлом. Альвен исходил из предположения, что некогда Солнце обладало очень сильным электромагнитным полем. Туманность, окружавшая светило, состояла из нейтральных атомов. Под действием излучений и столкновений атомы ионизировались. Ионы попадали в ловушки из магнитных силовых линий и увлекались вслед за вращающимся светилом. Постепенно Солнце теряло свой вращательный момент, передавая его газовому облаку.
Слабость предложенной гипотезы заключалась в том, что атомы наиболее легких элементов должны были ионизироваться ближе к Солнцу, атомы тяжелых элементов – дальше. Значит, ближайшие к Солнцу планеты должны были бы состоять из наилегчайших элементов – водорода и гелия, а более отдаленные – из железа и никеля. Наблюдения говорят об обратном.
Чтобы преодолеть эту трудность, английский астроном Ф. Хойл предложил новый вариант гипотезы. Солнце зародилось в недрах туманности. Оно быстро вращалось, и туманность становилась все более плоской, превращаясь в диск. Постепенно диск начинал тоже разгоняться, а Солнце тормозилось. Момент количества движения переходил к диску. Затем в нем образовались планеты. Если предположить, что первоначальная туманность уже обладала магнитным полем, то вполне могло произойти перераспределение углового момента.
Известна также гипотеза образования планет Солнечной системы из холодного газопылевого облака, окружающего Солнце, предложенная советским учёным Отто Юльевичем Шмидтом.
3. Развитие Земли
Древнейшая Земля весьма мало напоминала планету, на которой мы сейчас живем. Её атмосфера состояла из водяных паров, углекислого газа и, по одним, - из азота, по другим – из метана и аммиака. Кислорода в воздухе безжизненной планеты не было, в атмосфере древней Земли гремели грозы, её пронизывало жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца, на планете извергались вулканы. Исследования показывают, что полюса на Земле менялись, и когда-то Антарктида была вечнозеленой. Вечная мерзлота образовалась 100 тыс. лет назад после великого оледенения.
В XIX веке в геологии сформировались две концепции развития Земли:
Успехи физики XX века способствовали существенному продвижению в познании истории Земли. В 1908 году ирландский ученый Д. Джоли сделал сенсационный доклад о геологическом значении радиоактивности: количество тепла, испущенного радиоактивными элементами, вполне достаточно, чтобы объяснить существование расплавленной магмы и извержение вулканов, а также смещение континентов и горообразование. С его точки зрения, элемент материи – атом – имеет строго определенную длительность существования и неизбежно распадается. В следующем 1909 г. русский учёный В.И. Вернадский основывает геохимию – науку об истории атомов Земли и её химико-физической эволюции.
В соответствии с современными взглядами температура ядра Земли может быть низкой, а процессы в земной коре имеют радиоактивную природу. Сначала Земля была холодной. Атомы радиоактивных элементов, распадаясь, выделяли тепло, и недра разогревались. Это повлекло за собой выделение газов и водяных паров, которые, выходя на поверхность, положили начало воздушной оболочке и океанам.
Решающим аргументом в пользу принятия данной концепции А. Вегенера стало эмпирическое обнаружение в конце 50-х годов расширения дна океанов, что послужило отправной точкой создания тектоники литосферных плит. В настоящее время считается, что континенты расходятся под влиянием глубинных конвективных течений, направленных вверх и в стороны и тянущих за собой плиты, на которых плавают континенты. Эту теорию подтверждают и биологические данные о распространении животных на нашей планете. Теория дрейфа континентов, основанная на тектонике литосферных плит, ныне общепринята в геологии.
4. Основные положения глобальной тектоники
Много лет назад отец-геолог подвел своего маленького сына к карте мира и спросил, что будет, если береговую линию Америки придвинуть к побережью Европы и Африки? Мальчик не поленился и, вырезав соответствующие части из физико-географического атласа, с удивлением обнаружил, что западное побережье
Атлантики совпало с восточным в пределах, так сказать, ошибки
Эта история не прошла для мальчика бесследно, он стал геологом и поклонником Альфреда Вегенера, отставного офицера германской армии, а также метеоролога, полярника, и геолога, который в 1915 году создал концепцию дрейфа
Свою лепту в возрождение концепции дрейфа внесли и высокие технологии: именно компьютерное моделирование в середине 1960-х годов показало хорошее совпадение границ континентальных масс не только для Циркум-Атлантики, но и для ряда остальных материков – Восточной Африки и Индостана, Австралии и Антарктиды.
В результате в конце 60-х появилась концепция тектоники плит, или новой глобальной тектоники.
Предложенная сначала чисто умозрительно для решения частной задачи –распределения землетрясений различной глубинности на поверхности Земли, – она сомкнулась с представлениями о дрейфе континентов и мгновенно получила всеобщее признание. К 1980 году – столетию со дня рождения Альфреда Вегенера – стало принято говорить о формировании новой парадигмы в геологии. И даже о научной революции, сопоставляемой с революцией в физике начала XX века…
Согласно этой концепции, земная кора разбита на несколько огромных литосферных плит, которые постоянно двигаются и продуцируют землетрясения. Первоначально было выделено несколько литосферных плит: Евразийская, Африканская, Северо – и Южноамериканская, Австралийская, Антарктическая, Тихоокеанская. Все они, кроме Тихоокеанской, чисто океанической, включают в себя части как с континентальной, так и океанической корой. И дрейф континентов в рамках этой концепции – не более чем их пассивное перемещение вместе с литосферными плитами.
В основе глобальной тектоники лежит представление о литосферных плитах, фрагментах земной поверхности, рассматриваемых, как абсолютно жесткие тела, перемещающиеся словно по воздушной подушке по слою разуплотненной мантии -
Учёным совершенно не ясно, куда движутся и движутся ли материки вообще, а если движутся, то за счёт действия каких сил и источников энергии. Широко распространённое предположение о том, что причиной движения земной коры служит тепловая конвекция, по сути, неубедительно, ибо оказалось, что такого рода предположения идут вразрез с основными положениями многих физических законов, экспериментальных данных и многочисленных наблюдений, включая данные космических исследований о тектонике и строении других планет. Реальных схем тепловой конвекции, не противоречащих законам физики, и единого логически обоснованного механизма движения вещества, одинаково приемлемых для условий недр звёзд, планет и их спутников, до сих пор не найдено.
В срединно-океанических хребтах образуется новая разогретая океаническая кора, которая, остывая, снова погружается в недра мантии и рассеивает тепловую энергию, идущую на перемещение плит земной коры.
Гигантские геологические процессы, такие как вздымание горных хребтов, мощные землетрясения, образование глубоководных впадин, извержение вулканов, – все они, в конце концов, порождаются движением плит земной коры, при котором происходит постепенное охлаждение мантии нашей планеты.
5. Список использованной литературы
1. Азимов Айзек. Земля и космос. От реальности к гипотезе / Пер. с англ. Л.А. Игоревского. – М.: ЗАО Центрполиграф, 2004. – 286 с.
2. Астрономия. / Клищенко А.П., Щупляк В.И. – 2004. – 222 с.
3. Брашнов Д.Г. Удивительная астрономия. – 2013.
4. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – М.: Academia – 2013. – 352 с.
6. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. – М., 1990.
7. Панасюк М.И. Странники Вселенной или эхо Большого взрыва. – 2005.
8. Сурдин В. Г. Динамика звёздных систем. – М.: Изд-во Московского центра непрерывного образования, 2001.
9. Френкель Е.Н. Концепции современного естествознания. Физические, химические и биологические концепции. – Ростов н/Д: Феникс, 2014. – 246 с.
Действительно, откуда? Ведь для того, чтобы двигать гигантские и по толщине и по протяженности блоки со всеми горами и долами на них, нужны воистину титанические силы. В последнее время чаще всего такую силу видят в конвекции — внутреннее глубинное тепло Земли выносится на поверхность.
Анализ нескончаемых лент с сейсмическими записями показал Джордану, что заметные различия в скорости распространения подземного толчка наблюдаются, по крайней мере, и в четырехстах километрах у нас под ногами.
Раз так, Томас X. Джордан смог сделать вывод, что в конвекционных процессах участвуют не только кора Земли, не только ее верхняя мантия, но даже и более глубокие слои планеты. А там энергии — хоть отбавляй, может хватить и на горизонтальные перемещения целых материков со скоростью сантиметр другой в год.
Верхняя часть твердой Земли разделена на две оболочки, существенно отличающиеся по реологическим свойствам (вязкости) – на жесткую и хрупкую литосферу и более пластичную и подвижную астеносферу.
Верхняя каменная оболочка Земли разбита на более или менее жесткие плиты, вертикальная мощность которых от 10 км (в пределах срединно-океанических хребтов) до 150 км (в районах щитов платформ). Т.е. литосферные плиты по вертикали включают всю земную кору и верхнюю мантию. Нижняя граница литосферных плит определяется температурой кристаллизации (или плавления базальтов), начало их плавления – фазовый переход литосферы в астеносферу. В пределах литосферных плит все петрологические компоненты находятся в кристаллическом состоянии.
В настоящее время разные авторы выделяют от 7 до 10 больших плит: Индо-Австралийская (Австралийская), Антарктическая, Африканская, Евразийская, Северо-Американская, Тихоокеанская, Южно-Американская.
Среди малых плит и микроплит: X – Хуан-де-Фука; Ко – Кокос; К – Карибская; А – Аравийская; Кт – Китайская; И – Индокитайская; О – Охотская; Ф – Филиппинская.
1 – дивергентные границы (оси спрединга);
2 – конвергентные границы (зоны субдукции, реже – зоны коллизии);
3 – трансформные разломы и прочие границы;
Литосферные плиты Земли (по Дж. Минстеру, Т. Джордану (1978), с дополнениями В. Е. Хаина и М. Г. Ломизе).
Рифтовые зоны: Срединно-Атлантическая (СА), Американо-Антарктическая (Ам-А), Африкано-Антарктическая (Аф-А), Юго-Западная Индоокеанская (ЮЗИ), Аравийско-Индийская (А-И), Восточно-Африканская (ВА), Красноморская (Кр), Юго-Восточная Индоокеанская (ЮВИ), Австрало-Антарктическая (Ав-А), Южно-Тихоокеанская (ЮТ), Восточно-Тихоокеанская (ВТ), Западно-Чилийская (ЗЧ), Галапагосская (Г), Калифорнийская (Кл), Рио-Гранде – Бассейнов и Хребтов (БХ), Горда – Хуан-де-Фука (ХФ), Нансена – Гаккеля (НГ), Момская (М), Байкальская (Б), Рейнская (Р).
Зоны субдукции: 1 –Тонга – Кермадек; 2 – Новогебридская; 3 – Соломон; 4 – Новобританская; 5 – Зондская; 6 – Манильская; 7 – Филиппинская; 8 – Рюкю; 9 – Марианская; 10 – Идзу-Бонинская; 11 – Японская; 12 – Курило-Камчатская; 13 – Алеутская;
14 – Каскадных гор;
16 – Малых Антил; 17 – Андская;
18 – Южных Антил (Скотия);
19 – Эоловая (Калабрийская);
20 – Эгейская (Критская); 21 – Мекран.
а – океанские рифты (зоны спрединга) и трансформные разломы;
б – континентальные рифты; в – зоны субдукции: островодужные и окраинно-материковые (двойная линия); г – зоны коллизии; д – пассивные континентальные окраины;
е – трансформные континентальные окраины (в том числе пассивные);
ж – векторы относительных движений литосферных плит.
Глобальная система современных континентальных и океанских рифтов, главные зоны субдукции и коллизии, пассивные (внутриплитные) континентальные окраины (по Дж. Минстеру, Т. Джордану (1978) и К. Чейзу (1978), с дополнениями В. Е. Хаина и М. Г. Ломизе).
Кроме больших различают малые литосферные плиты, располагаются они в основном в пределах планетарных поясов сжатия малых плит насчитывают свыше 20 (Аравийская, Индокитайская, Карибская, Китайская, Кокос, Наска, Охотская, Филиппинская, Хуан-де-Фука). Различение плит на большие и малые зависит от того, какой характерный линейный размер плиты и какую скорость их относительного смещения выбрать за начальные.
Грубо можно считать, что характерный линейный размер крупной плиты – тысячи, а малой – сотни километров.
Нижний предел относительной линейной скорости смещения двух плит 0,5-1 см/год (иногда для наглядности скорость дрейфа плит сопоставляют со скоростью роста ногтей на пальце, они примерно равны).
Помимо литосферных плит выделяют два планетарных пояса сжатия литосферы: Альпийско-Гималайский и Циркумтихоокеанский. К этим поясам приурочена наибольшая сейсмическая активность. Большинство очагов землетрясений здесь имеет глубину от 70 до 100 километров.
Сейсмические пояса также приурочены к срединно-океаническим хребтам и глубоководным желобам.
Пояса сейсмичности маркируют зоны раскола литосферы, иными словами вдоль них проходят границы литосферных плит.
В состав плит входят как континенты, так и припаянные к ним океанические котловины вплоть до срединных хребтов и лишь в немногих случаях (например, в Андах) граница плит совпадает с разделом континент – океан.
Плотность литосферы (3,22 г/см 3 ) в основном потому, что верхняя ее часть сложена гранитами – главными составляющими континентальной земной коры. Поэтому континенты обладают плавучестью и не могут погружаться в астеносферу. Океаническая литосфера на большей части океанов, кроме их центральных частей, занятых срединно-океаническими хребтами, имеет плотность (3,3 г/см 3 ), что больше плотности астеносферы. Следовательно, в любом месте, где внутри этой плотной литосферы произойдет раскол, она должна тонуть в астеносфере.
Землетрясения и сейсмические пояса отражают взаимодействие литосферных плит между собой. Если возникают землетрясения, то это значит, что происходит раскол и деформация литосферы; если землетрясений нет, то, следовательно, нет деформаций в твердой оболочке. Т.е. тектоническая активность на Земле сконцентрирована главным образом вдоль границ плит и обусловлена взаимодействием плит.
Боковые границы плит принято разделять на три главных типа.
1 тип – это дивергентные (расходящиеся) края плит, фиксируются положением рифтовых зон срединно-океанических хребтов. Для рифтовых зон сейсмичность ограничена малыми глубинами: 5-10, реже 20 км от поверхности литосферы. Напряжения ориентированы перпендикулярно к сейсмическим поясам в стороны от них, т.е. приложенные силы стремятся разорвать литосферу, и в результате возникают условия растяжения. Все срединно-океанические хребты имеют вулканическое происхождение. Вулканизм идет в них строго по оси, локализуясь в узких, шириной в несколько километров, экструзивных зонах, т.е. непосредственно вдоль самой границы раздвижения плит. Здесь изливаются одни базальты, причем из открытых трещин. Базальты произошли из мантии, возникнув при частичном плавлении астеносферы.
Вдоль границ раздвижения плиты расходятся в стороны, освобождая щель, которая заполняется базальтовой выплавкой из астеносферы и где тем самым наращивается новая океаническая кора. Из центра океана, где базальтовое ложе океанических впадин непрерывно формируется, оно раздвигается к краям, где либо движется вместе с континентами, как в Атлантическом океане, либо погружается вниз в мантию, как в Тихом океане. Это явление называют спредингом (раздвижением) океанического дна.
Современные исследования характеризуют океаническое ложе как необычайно динамичное, похожее на ленту беспрестанно движущегося конвейера, уносящего вновь образованную кору от срединных хребтов к краям океана. В соответствии с этим находится закономерное увеличение возраста океанических базальтов, утолщение осадочного слоя и возрастание полноты его разреза по мере удаления от хребтов. В эту схему формирования океанического ложа хорошо ложится характерная структура магнитного поля, присущая ему. Его магнитное поле не является однородным, а образовано узкими длинными полосами, ориентированными параллельно простиранию срединно-океанических хребтов, причем полосы положительных аномалий чередуются с полосами отрицательных аномалий такой же интенсивности. Инверсии магнитного поля связаны с тем, что в силу каких-то причин магнитные полюса Земли меняются местами: Северный полюс становится Южным, и наоборот. Магнитные инверсии происходят в разные интервалы времени, от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов лет. Предсказанный по магнитным аномалиям возраст дна во всех случаях совпал с возрастом, установленным при бурении. Т.е. океаническое ложе содержит в себе магнитную запись времени своего образования в срединном хребте.
По последним данным: возраст самый древней океанической коры не превышает 150-160 млн. лет, что составляет всего 1/30 от возраста нашей планеты. Возраст Атлантического и Индийского океанов примерно 160 млн. лет. При этом плиты переместились на величину 3000-6000 км, а скорость их движения составляла 2-3 см/год в Атлантическом океане, в Индийском она достигает 5-6 см/год, а в Тихом океане – самых больших из известных сегодня значений 18 см/год.
2 тип границ литосферных плит – это конвергентные. По ним происходит сближение плит, обычно оно выражается в подвиге одной плиты под другую. Если плита океанического типа пододвигается под континентальную, то такой процесс называется субдукция. Если океаническая кора надвигается на континентальную – то это обдукция. Если сталкиваются две континентальных плиты, тоже обычно с поддвигом одной под другую – то это коллизия.
При субдукции в условиях сжатия происходит ассиметричное погружение края одной литосферной плиты под край другой. Этот тип границ фиксируется глубоководными желобами, сопряженными с островными дугами и Андами, а также предгорными прогибами и горными грядами в пределах Альпийско-Гималайского пояса.
Главный геоморфологический признак – конвергентные края маркируются сопряженными между собой положительными (поднятыми) и отрицательными (опущенными и продолжающими опускаться) структурами, которые всегда далеки от изостазии. С этим связан и другой признак – парный пояс значительных по амплитуде и параллельных друг другу положительных и отрицательных изостатических аномалий силы тяжести.
В пределах этого типа границ литосферных плит различают следующие его разновидности.
- если конвергентная граница проходит между двумя краями океанической литосферы, развиваются островные дуги с их характерными морфоструктурами – океаническим валом, глубоководным желобом, невулканической и вулканической грядами.
- когда океаническая литосфера подвигается под континентальную, то на дне океана образуются вал и глубоководный желоб, а со стороны материка развивается активная континентальная окраина (типа Андийской) с характерной вулканической грядой.
- при столкновении и поддвигании материковых краев литосферных плит образуются сопряженными между собой изостазически не скомпенсированные структуры – предгорный (краевой) прогиб и горная гряда. Эти типы конвергентных границ и происходящие в их пределах процессы показаны.
Гораздо реже чам субдукция на Земле происходит процесс надвига океанической литосферы на континентальную – обдукция. В настоящее время этот процесс нигде не происходит, но в прошлом он происходит в Андах, Омане, на Новой Гвинее, Новой Каледонии Ньюфаундленда и т.д.
Обычно обдукция характерна для небольших по площади территорий и протекает непродолжительное время. Для её возникновения необходимо, что бы океаническая кора была молодой по возрасту (не более 20-30 млн. лет), то есть имела бы относительно меньшую плотность и в соответствии с изостазиией, высоким гопсометрическим положением чем зрелая кора. Также важным моментом является то, что при обдукции океаническая кора расслаивается, причем уже в условиях океанического дна. Верхние слои надвигаются на континентальную кору, формируя наслоения мощностью от 3-6 до 10-15 км, а нижние погружаются под нее, т.е. субдуцируют.
Обдукция может протекать по трем сценариям:
- Обдукция на краю океанического бассейна. Если СОХ находится вблизи от континентальной литосферной плиты, то в процессе субдукции континентальная плита перекроет ближайшее его крыло и придет в соприкосновение с поднятом краем другого крыла, которое в результате может оказаться надвинутым. В последующем возможно продолжение субдукции.
- Обдукция на краю океанического бассейна – 2. Если континентальная плита, имеющая океаническую кору на своей окраине погружается под океаническую плиту, то рано или поздно вся океаническая окраина будет субдуцирована. Часть континентальной в силу инерции также погрузится под островодужное крыло, но затем в соответствии с законами изхостазического равновесия (как более легкая) не может погрузиться в астеносферу и всплывет, поднимая на себе часть океанической коры.
- Обдукция также возможна при замыкании бассейнов океанского типа. Если сближаются две континентальные плиты, имеющие окраины из океанической коры, то часть этой коры может выть выдавлена вверх и оказаться, таким образом, на континентальной, смещаясь при этом под получившиеся уклоны.
Коллизия – процесс взаимодействия двух континентальных литосферных плит. В таком случае их относительно легкие породы не погружаются в мантию, вступают в активное механическое взаимодействие.
Сжатие порождает горообразование и формирование сложных тектонических структур. При этом происходит расслоение плит на пластины, которые испытывают горизонтальное смещение и дисгармоничные деформации, образуются очаги магмы.
В процессе коллизии, за счет вертикального наращивания коры происходит ее значительное утолщение, часть вещества смещается в разные стороны по горизонтали. При этом происходит значительный разогрев структур и метаморфизм горных пород, постоянно происходят землетрясения.
В настоящее время коллизия активно протекает по всему Альпийско-Гималайскому поясу литосферного сжатия на границах Африканской и Индо-Австралийской плит с Евразийской.
При конвергенции неоднородных по своему строению литосферных плит, состоящих из континентальной и океанической коры, а также при взаимодействии континентальной окраины с несколькими разными плитами и микроплитами, наблюдаются переходы по простиранию от зон коллизии к зонам субдукции или наоборот. Коллизия также может протекать совместно с обдукцией.
3 тип границ литосферных плит – это трансформные разломы, вдоль которых движение краев двух плит в основном сдвиговое. Трансформные разломы представляют собой вертикальные плоскости, уходящие на всю глубину литосферы. По трансформным разломам происходит скольжение одной плиты относительно другой без каких-либо тектонических возмущений, поэтому трансформные разломы не имеют выражения в рельефе.
В настоящее время считается, что объем поглощаемой в зонах субдукции океанской коры, равен объему коры, нарождающейся в зонах спрединга. Таким образом, субдукция полностью компенсирует спрединг и объем Земли и ее радиус остаются постоянными, вопреки тому, что допускалось гипотезами контракции, пульсации и расширения Земли.
Основная причина движения плит это мантийная конвекция. Она является чисто тепловой и общемантийной, а способ ее воздействия на литосферные плиты состоит в том, что эти плиты, находящиеся в вязком сцеплении с астеносферой, увлекаются течением последней, и движутся на манер ленты конвейера от осей спрединга к зонам субдукции. В целом, схема мантийной конвекции, приводящей к плитнотектонической модели движений литосферы, состоит в том, что под срединно-океанскими хребтами располагаются восходящие ветви конвективных ячей, под зонами субдукции – нисходящие, а в промежутке между хребтами и желобами, под абиссальными равнинами и континентами – горизонтальные отрезки этих ячей.
Теперь, когда мы уже знаем о литосферных плитах и их движении, можно коротко сформулировать основные положения плитотектоники.
Читайте также: