1.3 Plăcile litosferice și mișcarea lor
nebuloasa terestră litosferică
Plăcile litosferice înseamnă blocuri mari ale litosferei Pământului, care sunt în mișcare constantă și sunt limitate de zonele de falie active.
Teoria care explică de ce și cum se mișcă se numește tectonica plăcilor. A început să se dezvolte în anii 60 și 70. secolul nostru.
Tectonica plăcilor, ca teorie științifică, a fost precedată de teoria geosinclinală și de teoria derivei continentale. Fără a cunoaște esența acestor teorii, este dificil să înțelegem și să studiezi teoria tectonicii plăcilor, deoarece acestea au explicat multe dintre trăsăturile complexe ale dinamicii Pământului.
Teoria geosinclinală se bazează pe faptul că majoritatea sistemelor montane mari de pe Pământ formează centuri de lățime mică și lungime mare. Se caracterizează prin pliere, care se manifestă sub formă de creste, pliate de depozite sedimentare ridicate din adâncuri. Acestea din urmă s-au acumulat în etapa anterioară de dezvoltare a reliefului, când în locul sistemului montan a existat o depresiune sub forma unui jgheab umplut cu apă. Etapele acestui proces sunt următoarele. Inițial, depresiunea este umplută cu roci sedimentare. Această etapă de sedimentare poate dura câteva milioane de ani. Urmează etapa de construire a muntelui (orogeneză), când rocile acumulate sunt deformate, se formează falduri și teritoriul este înălțat. Aceasta este urmată de distrugerea prin eroziune și reacumularea materialului sedimentar. În cele din urmă, ca urmare a acțiunii diferitelor forțe (eroziune, tasarea terenului sau creșterea nivelului mării etc.), resturile munților pot fi complet inundate.
Teoria derivării continentale s-a format la începutul secolului al XX-lea. S-a bazat în principal pe munca geologului german Alfred Wegener, care avea următoarele condiții preliminare:
1) existența unei mase continentale solide primare numită „Pangea” (greacă „tot pământul”)
2) dezintegrarea sa în părți separate;
3) deriva părților continentale ale scoarței terestre.
Dovada clară a derivei continentale este suprapunerea marginilor continentale. Multe continente se aliniază bine între ele, mai ales dacă nu luați liniile de coastă pentru a le alinia, ci marginea platformei continentale. Acest lucru poate fi văzut cu ajutorul unei hărți, care combină America de Sud și Africa, America de Nord, Groenlanda și Europa. Conectând America de Sud, Africa, Australia, Antarctica și Asia de Sud, puteți obține întregul continent antic Gondwana. Există multe alte fapte în favoarea acestei teorii. Există însă obiecții, mai ales din cauza ambiguității sursei de energie necesară mișcării continentelor, și în mecanismul acestui fenomen.
Teoria tectonicii plăcilor a apărut ca o continuare a celor anterioare. Acesta are ca scop rezolvarea problemelor care au rămas nerezolvate din teoriile dezvoltării geosinclinale și ale derivării continentale. Esența teoriei tectonicii plăcilor este că litosfera Pământului este împărțită în 7 plăci mari (Eurasia, Africa, America de Nord și de Sud, Australia, Antarctica și Oceanul Pacific), mișcându-se una față de alta. Baza plăcilor în mișcare este situată în astenosferă, adică. în acea parte a mantalei în care substanța are o stare plastică. Mișcarea plăcilor poate duce la convergența lor. Plăcile se pot îndepărta unele de altele. Plăcile se pot mișca, de asemenea, fără a se atinge între ele.
Plăcile au o grosime de 75 până la 125 km. La marginile lor apar zone seismice active, care sunt caracterizate de cutremure frecvente. Acestea includ atât crusta continentală, cât și cea oceanică. De exemplu, granița dintre plăcile Eurasiei și Americii de Nord, precum și Africa și America de Sud, se întinde de-a lungul creastei submarine Mid-Atlantic.
Cutremurele sunt împărțite în tectonice, vulcanice și denudare. Cutremurele tectonice reprezintă 95% din toate cutremurele de pe Pământ. Ele apar în punctele de coliziune plăci litosferice... Cutremurele vulcanice sunt asociate cu erupțiile vulcanice. Denudarea se formează ca urmare a alunecărilor de teren, a carstului și a altor procese de denudare. Dacă sursele de cutremur sunt situate sub coloana de apă a oceanelor sau mărilor, se formează valuri (tsunami), care se propagă cu o viteză de până la 800 km/h și au o înălțime de peste 30 m sub ocean.
Conform teoriei tectonicii plăcilor, majoritatea sistemelor montane mari (Anzi, Himalaya etc.) sunt rezultatul ciocnirilor de plăci. Mecanismul acestui fenomen nu este pe deplin înțeles. Se crede că principalele cauze ale mișcării plăcilor sunt forțele care acționează în scoarța și mantaua pământului. Se presupune că principala sursă de energie necesară mișcărilor tectonice poate fi radioactivitatea, forțele gravitaționale, influența fenomenelor mareelor lunare și solare etc.
Cercetările moderne confirmă faptul că plăcile litosferice se mișcă cu o viteză de câțiva milimetri până la 2 cm pe an. S-a stabilit că Groenlanda se îndepărtează de Europa, iar America de Sud se îndepărtează de Africa cu o viteză de 2 cm/an. Se crede că în următorii 50-60 de milioane de ani, Oceanul Atlantic și Oceanul Indian vor crește, în timp ce Pacificul se va micșora în dimensiune. Australia și Africa se vor apropia de Eurasia, iar Marea Mediterană ar putea dispărea.
O astfel de idee unificatoare a fost manualul de clasa a V-a „Științe naturale” editat de TS. Suhova, V.N. Stroganov. Conceptul manualului: Formarea conceptelor și ideilor elevilor despre integritatea și consistența lumii materiale este una dintre cele mai dificile sarcini educatie stiintifica. Problema principală este cum să dezvăluie cele mai complexe fundamente ale științelor naturale, care au ...
În niciun caz, viața omenirii pe Pământ nu va mai fi posibilă, cel puțin la noi vedere modernă despre ea. Rezultatul evoluției În procesul evoluției au apărut atmosfera și hidrosfera Pământului. Atmosfera Pământului: În prezent, Pământul are o atmosferă de aproximativ 5,15 * 1018 kg, adică. mai puțin de o milioneme din masa planetei. Aproape de suprafață, conține 78,08% azot, 20,95%...
Creaturi. Procesul de evoluție chimică a fost destul de lent. Începutul acestui proces este îndepărtat din timpurile moderne cu 4,5 miliarde de ani și practic coincide cu momentul formării Pământului însuși. Prima etapă pe această cale a fost apariția elementelor care au început să intre diverse combinatii formare compuși chimici... Și la scurt timp după aceea, compușii organici au apărut pe suprafața Pământului și...
Și K.A. Timiryazev: „Suntem forțați să recunoaștem asta materie vie s-a desfășurat la fel ca toate celelalte procese, pe calea evoluției... Acest proces, probabil, a avut loc în timpul trecerii de la lumea anorganică la cea organică” (1912).- 5 - 3. Ipoteza de originea vieții prin AI Oparina Charles Darwin a înțeles că viața poate apărea doar în absența vieții. În 1871 a scris: „Dar dacă acum...
Întregul înveliș dur al planetei Pământ se numește litosferă. Stratul superior al litosferei este scoarța terestră, sub care se află stratul superior al mantalei terestre. Partea de jos litosfera se numește astenosferă. Astenosfera este caracterizată de o viteză mai mică a undei seismice. Învelișul dur al pământului este format din platforme relativ stabile și curele pliate (regiuni mobile).
Cele mai semnificative și mai stabile părți ale învelișului pământului se numesc plăci litosferice. Astfel de plăci au limite. Limitele plăcilor litosferice sunt determinate de trei factori:
- Activitate seismică
- Activitate tectonica
- Activitate vulcanica
Ele sunt, de asemenea, împărțite în trei tipuri:
- Transforma
- Convergent
- Divergent
Plăcile litosferei au o trăsătură caracteristică - își schimbă constant forma. Există două tipuri de crustă - oceanică și continentală. Plăcile pot fi compuse atât din crustă exclusiv oceanică, cât și din simbioză a crustei oceanice și continentale. Cele mai mari opt plăci litosferice acoperă peste 90% din suprafața planetei.
Placi tectonice
Geologii studiază mișcarea plăcilor litosferice de-a lungul unei astenosfere relativ mobile. O secțiune de geologie numită „Tectonica plăcilor” este dedicată acestui fenomen. Este relativ noua sectiune in stiinta. Datează din anii 1920. Prima teorie a mișcării plăcilor a fost prezentată de meteorologul german Alfred Wegener. Dar teoria a fost respinsă, renașterea acestei teorii a avut loc doar patruzeci de ani mai târziu - în anii 60.
V stiinta moderna se consideră dovedit că deplasarea plăcilor de-a lungul traiectoriilor orizontale se produce datorită convecţiei. Energia pentru aceste procese este generată din cauza diferențelor de temperatură.
Formarea și evoluția plăcilor
„Precursori” plăcilor litosferice, blocuri ale scoarței, au apărut pe planetă în perioada arheică (în urmă cu 4 până la 2,5 miliarde de ani). Mișcarea lor a început cam în aceeași perioadă. Cu toate acestea, tectonica plăcilor în ea formă modernă s-a format pe Pământ în timpul perioadei Proterozoice (de la 2500 la 540 milioane de ani în urmă).
O zonă separată de cercetare este restabilirea mișcării plăcilor care a avut loc în trecut. În prezent, tectonica plăcilor a fost studiată până în perioada arheică. În cursul cercetărilor, oamenii de știință au reușit să stabilească că la fiecare 400-600 de milioane de ani, continentele se unesc, formând un mega-continent gigant. Continentele în forma lor actuală s-au format acum aproximativ 200 de milioane de ani, iar acest lucru s-a întâmplat ca urmare a divizării unui single imens, care a fost numit Pangea.
De asemenea, s-a stabilit că continentele sunt acum în stadiul de separare maximă. Se știe că Oceanul Pacific se micșorează, în timp ce Atlanticul, dimpotrivă, devine mai larg. Marea peninsulă Hindustan se îndreaptă spre nord și zdrobește treptat placa eurasiatică.
Oamenii de știință au descoperit că în primele perioade ale existenței plăcilor, fluxul de căldură din intestinele Pământului era mult mai intens. Prin urmare, crusta a fost mai puțin groasă și, în consecință, presiunea sub crustă a fost semnificativ mai mică.
Adâncimea plăcilor litosferei
Având în vedere caracteristicile fizice ale Pământului (elasticitate, duritate), putem spune că litosfera „se înfășoară în jurul părții interioare a Pământului. Se întinde pe aproape 300 de kilometri în interior. Fapt interesant: pe lângă miezul pământului, litosfera este singura strat dur... Puterea litosferei este un concept relativ, deoarece plăcile din care este compusă sunt în mișcare constantă. În urma acestei mișcări, planeta noastră se schimbă constant de-a lungul întregii sale existențe.
Mișcarea plăcilor litosferice este un fenomen unic care distinge Pământul de alte planete. Dacă, de exemplu, peisajul și relieful de pe Lună s-au format de-a lungul a milioane de ani din impactul meteoriților, atunci relieful terestru este rezultatul „lucrării” plăcilor litosferei.
Viteza de mișcare a plăcilor litosferei
Placa se mișcă foarte încet. Se pot târâ unul peste altul cu o rată de aproximativ 1-6 centimetri pe an. Plăcile litosferice sunt capabile să se îndepărteze unele de altele cu o viteză mai mare - 10-18 centimetri pe an. Activitatea geologică care poate fi simțită și văzută la suprafața planetei - formarea munților, erupții vulcanice și cutremure, au loc tocmai datorită interacțiunii dintre continente.
Mișcarea plăcilor în direcția verticală are o intensitate mult mai mică - până la două zeci de milimetri pe an. Defectele se formează ca urmare a rupturii plăcii, care, la rândul său, apare atunci când placa litosferică se mișcă în direcția verticală. Lava topită se repezi în faliile formate. Pe măsură ce se răcește, lava formează roci magmatice care umplu cavitățile. Dar, deoarece mișcarea plăcilor este continuă, tensiunea crește treptat și în curând se formează noi și noi defecte.
Astfel, din cauza rocilor magmatice, litosfera este în continuă creștere și își schimbă configurația, iar plăcile diverge în lateral. Zona în care se află banda de divergență orizontală se numește zonă de rift.
Tipuri de mișcare a plăcilor
Ca urmare a ciocnirii plăcilor continentale, se formează munți pliați. Dacă plăcile diverg, în oceane se formează crestele oceanice, iar pe continente se formează fisuri și falii. Dacă plăcile continentale și oceanice se ciocnesc, apar tranșee și munți adânci.
Cutremurele apar ca urmare a eliberării bruște de energie generată de mișcarea plăcilor tectonice. Fenomenul de mișcare a lavei în interiorul scoarței terestre și apariția acesteia la suprafață se numește vulcanism.
Cu cât zona plăcii este mai îndepărtată de zona de rift, cu atât este mai rece și mai grea. Datorită masei uriașe, această parte a plăcii se cedează, iar pe suprafața Pământului se formează depresiuni de relief. 
Grosimea litosferei
În geologie, „grosimea” litosferei înseamnă grosimea acesteia. Puterea medie a litosferei pe uscat este, în medie, de 35-40 de kilometri. O caracteristică interesantă a litosferei este că, cu cât munții de deasupra ei sunt mai vechi, cu atât stratul său este mai puternic. Deci, sub munții antici din Himalaya, grosimea litosferei ajunge la 90 de kilometri.
Cele mai subțiri zone ale litosferei sunt situate sub oceane - acolo grosimea sa medie este de aproximativ zece kilometri, iar sub unele zone ale Oceanului Pacific - doar cinci kilometri. Determinați grosimea scoarței terestre prin măsurarea vitezei de propagare a undelor seismice.
Astfel, plăcile verticale ale litosferei includ scoarța terestră și partea superioară a mantalei. Pe lângă cele mai mari, există și plăci mici. Împărțirea plăcilor litosferice în mari și mici depinde de viteza inițială a deplasării lor relative și de dimensiunea liniară caracteristică.
Partea superioară a litosferei este compusă în principal din granite, densitatea sa este de 3,22 g pe centimetru cub. Datorită acestei densități, plăcile sunt plutitoare și nu se scufundă în astenosfera vâscoasă.
Semnificația tectonicii
Tectonica plăcilor este una dintre cele mai importante științe în studiul Pământului. Este comparabilă ca importanță cu conceptul astronomic heliocentric și cu descoperirea ADN-ului. Tectonica este un fel de verigă de legătură care a unit diverse științe despre viața planetei Pământ.
GEOGRAFIE
Pregătire temeinică pentru ZNO și DPA
Tema 2. Litosferă și relief
LITOSFERĂ
Caracteristicile structurii scoarței terestre și mișcarea plăcilor litosferice sunt studiate de știința tectonicii. Platformele și curelele pliabile aparțin principalelor structuri tectonice. Platformele - zone mari, relativ stabile și aplatizate ale scoarței terestre - stau la baza plăcilor litosferice. Centurile pliabile (centurile seismice) sunt zone mobile ale scoarței terestre care sunt situate la limita plăcilor litosferice. Acestea sunt cele mai tulburi părți ale planetei noastre - procesele au loc în ele.
activ vulcanism, cutremure.Tipuri de mișcări ale plăcilor litosferice
Cutremurele sunt tremurături și vibrații ale scoarței terestre cauzate de o descărcare bruscă a energiei acumulate din interiorul pământului în timpul proceselor tectonice. În fiecare an, instrumentele speciale - seismografele înregistrează peste un milion de șocuri relativ slabe și 15-20 de șocuri puternice pe Pământ. Șocul Nayvidchutnishogo suferă un loc pe suprafața Pământului - epicentrul situat deasupra sursei cutremurului în adâncurile Pământului - hipocentrul. Puterea cutremurelor este evaluată în puncte în funcție de gradul de efect distructiv sau de cantitatea de energie eliberată (pe scara Richter).
Japonia și Chile, care sunt situate în locuri de interacțiune activă a plăcilor litosferice, ocupă primul loc în numărul de cutremure. În Ucraina, se observă o activitate seismică crescută în zonele cu mișcări tectonice active ale scoarței terestre din vest, sud-vest și sud.
Vulcanismul este un set de fenomene asociate cu mișcarea magmei în scoarța terestră și turnarea acesteia la suprafață sub formă de lavă. Magma este un material din manta, compus din roci topite si minerale. Distinge între vulcanii activi și cei dispăruți. Actoria sunt cei a căror erupție a avut loc de-a lungul istoriei omenirii. Numărul lor, conform diverselor estimări, variază de la 600 la 950. Majoritatea vulcanilor activi sunt localizați în regiunile unde trec limitele plăcilor litosferice. Pe teritoriul Ucrainei, vulcani dispăruți se găsesc în Carpați (cresta vulcanică) și în Munții Crimeei. Izvoarele termale și gheizerele se găsesc în multe zone ale vulcanismului. Gheizere - fântâni apa fierbinteși vaporii de apă, care sunt emiși la suprafața Pământului.
Mișcările plăcilor litosferice, cutremurele, vulcanismul se referă la procese interne, care sunt o manifestare a acțiunii forțelor interne ale Pământului.
Conform modernului teoria plăcilor litosfericeîntreaga litosferă este împărțită prin zone înguste și active - falii adânci - în blocuri separate care se mișcă în stratul de plastic al mantalei superioare unul față de celălalt cu o rată de 2-3 cm pe an. Aceste blocuri sunt numite plăci litosferice.
Particularitatea plăcilor litosferice este rigiditatea și capacitatea lor, în absența influențelor externe, de a-și păstra forma și structura neschimbate pentru o lungă perioadă de timp.
Plăcile litosferice sunt mobile. Mișcarea lor de-a lungul suprafeței astenosferei are loc sub influența curenților convectivi din manta. Plăcile litosferice individuale se pot diverge, se pot apropia sau aluneca unele față de altele. În primul caz, între plăci apar zone de tensiune cu fisuri de-a lungul limitelor plăcilor, în al doilea - zone de compresie, însoțite de împingerea unei plăci pe alta (împingere - obducție; împingere - subducție), în al treilea. - zone de forfecare - falii de-a lungul carora aluneca placile invecinate. ...
În punctele de convergență ale plăcilor continentale, acestea se ciocnesc și se formează centuri muntoase. Așa a apărut, de exemplu, sistemul montan himalayan la granița plăcilor eurasiatice și indo-australiene (fig. 1).
Orez. 1. Ciocnirea plăcilor litosferice continentale
Odată cu interacțiunea plăcilor continentale și oceanice, placa cu crusta oceanică se deplasează sub placa cu crusta continentală (Fig. 2).
Orez. 2. Ciocnirea plăcilor litosferice continentale și oceanice
Ca urmare a ciocnirii plăcilor litosferice continentale și oceanice, se formează tranșee de adâncime și arce insulare.
Divergența plăcilor litosferice și formarea rezultată a unei cruste de tip oceanic este prezentată în Fig. 3.
Zonele axiale ale crestelor mijlocii oceanice se caracterizeaza prin rupturi(din engleză. ruptură - crăpătură, crăpătură, falie) - o structură tectonică liniară mare a scoarței terestre cu o lungime de sute, mii, zeci și uneori sute de kilometri, formată în principal în timpul întinderii orizontale a scoarței (Fig. 4). Se numesc rupturi foarte mari curele de ruptură, zone sau sisteme.
Deoarece placa litosferică este o singură placă, fiecare dintre faliile sale este o sursă de activitate seismică și vulcanism. Aceste surse sunt concentrate în zone relativ înguste, de-a lungul cărora au loc mișcări reciproce și frecarea plăcilor adiacente. Aceste zone au fost numite curele seismice. Recifele, crestele oceanice de mijloc și tranșeele de adâncime sunt regiuni mobile ale Pământului și sunt situate la granițele plăcilor litosferice. Acest lucru indică faptul că procesul de formare a scoarței terestre în aceste zone se desfășoară în prezent foarte intens.
Orez. 3. Divergența plăcilor litosferice în zona dintre creasta nno-oceanică
Orez. 4. Diagrama formării riftului
Cele mai multe dintre fracturile plăcilor litosferice se află pe fundul oceanelor, unde scoarța terestră este mai subțire, dar se găsesc și pe uscat. Cea mai mare falie de pe uscat este situată în estul Africii. Se întinde pe 4000 km. Lățimea acestei falii este de 80-120 km.
În prezent, șapte dintre cele mai mari plăci pot fi distinse (Fig. 5). Dintre acestea, cea mai mare în zonă este Oceanul Pacific, care este format în întregime din litosferă oceanică. De regulă, placa Nazca este denumită și mare, care este de câteva ori mai mică ca dimensiune decât fiecare dintre cele șapte mai mari. În același timp, oamenii de știință sugerează că de fapt placa Nazca este mult dimensiune mai mare decât îl vedem pe hartă (vezi fig. 5), deoarece o parte semnificativă a mers pe sub plăcile învecinate. De asemenea, această placă este formată doar din litosferă oceanică.
Orez. 5. Plăcile litosferice ale Pământului
Un exemplu de placă care include atât litosfera continentală, cât și oceanică este, de exemplu, placa litosferică indo-australiană. Placa Arabă este formată aproape în întregime din litosferă continentală.
Teoria plăcilor litosferice este importantă. În primul rând, poate explica de ce există munți în unele părți ale Pământului și câmpii în altele. Cu ajutorul teoriei plăcilor litosferice, este posibil să se explice și să prezică fenomenele catastrofale care au loc la limitele plăcilor.
Orez. 6. Contururile continentelor par a fi compatibile
Teoria derivei continentale
Teoria plăcilor litosferice provine din teoria derivei continentale. În secolul al XIX-lea. mulți geografi au observat că, privind hartă, se poate observa că țărmurile Africii și Americii de Sud, la apropiere, par a fi compatibile (Fig. 6).
Apariția ipotezei mișcării continentelor este asociată cu numele omului de știință german Alfred Wegener(1880-1930) (Fig. 7), care a dezvoltat cel mai pe deplin această idee.
Wegener a scris: „În 1910, ideea de a muta continente mi-a venit pentru prima dată în minte... când am fost lovit de similitudinea liniilor de coastă de pe ambele maluri ale Oceanului Atlantic”. El a sugerat că la începutul Paleozoicului existau două continente mari pe Pământ - Laurasia și Gondwana.
Laurasia era continentul nordic, care cuprindea teritoriile Europei moderne, Asia fără India și America de Nord. Continentul sudic - Gondwana a unit teritoriile moderne din America de Sud, Africa, Antarctica, Australia și Hindustan.
Între Gondwana și Laurasia a fost primul fructe de mare - Tethys, ca un golf uriaș. Restul spațiului Pământului a fost ocupat de oceanul Panthalassa.
Cu aproximativ 200 de milioane de ani în urmă, Gondwana și Laurasia au fost unite într-un singur continent - Pangea (Pan - universal, Ge - pământ) (Fig. 8).
Orez. 8. Existența unui singur continent Pangea (alb - pământ, puncte - mare de mică adâncime)
Cu aproximativ 180 de milioane de ani în urmă, continentul Pangea a început din nou să se separe în părțile sale componente, care au fost amestecate pe suprafața planetei noastre. Împărțirea a avut loc astfel: mai întâi au reapărut Laurasia și Gondwana, apoi Laurasia s-a despărțit, iar apoi Gondwana s-a despărțit. Datorită divizării și divergenței unor părți din Pangea, s-au format oceane. Oceanele Atlantic și Indian pot fi considerate tinere; vechi - Liniste. Oceanul Arctic a devenit izolat odată cu creșterea masei terestre în emisfera nordică.
Orez. 9. Locația și direcțiile derivei continentale în perioada Cretacică acum 180 de milioane de ani
A. Wegener a găsit multe confirmări ale existenței unui singur continent al Pământului. Existența în Africa și America de Sud a rămășițelor animalelor antice - listosaurii - i s-a părut deosebit de convingătoare. Erau reptile, asemănătoare hipopotamilor mici, care trăiau numai în corpuri de apă dulce. Aceasta înseamnă că nu puteau înota distanțe mari în apă sărată de mare. El a găsit dovezi similare în regnul vegetal.
Interes pentru ipoteza mișcării continentelor în anii 30 ai secolului XX. a scăzut ușor, dar în anii 60 a reînviat, când, în urma studiilor asupra reliefului și geologiei fundului oceanului, s-au obținut date care indică procesele de expansiune (împrăștiere) a scoarței oceanice și „scufundare” a unor părți. a crustei sub altele (subductie).
Plăcile litosferice ale Pământului sunt blocuri uriașe. Fundația lor este formată din roci magmatice metamorfozate de granit puternic mototolite în pliuri. Denumirile plăcilor litosferice vor fi date în articolul de mai jos. De sus sunt acoperite cu o „acoperire” de trei-patru kilometri. Se formează din roci sedimentare. Platforma are un relief format din lanțuri muntoase individuale și câmpii vaste. În continuare, va fi luată în considerare teoria mișcării plăcilor litosferice.
Apariția unei ipoteze
Teoria mișcării plăcilor litosferice a apărut la începutul secolului al XX-lea. Ulterior, ea a fost destinată să joace un rol major în explorarea planetară. Omul de știință Taylor și, după el, Wegener, au prezentat o ipoteză că în timp există o derivă a plăcilor litosferice în direcția orizontală. Cu toate acestea, în anii treizeci ai secolului al XX-lea, s-a stabilit o opinie diferită. Potrivit acestuia, mișcarea plăcilor litosferice se desfășura pe verticală. Acest fenomen s-a bazat pe procesul de diferențiere a materiei din mantaua planetei. A ajuns să se numească fixism. Această denumire s-a datorat faptului că a fost recunoscută poziția permanent fixă a zonelor crustale față de manta. Însă în 1960, după descoperirea sistemului global de creste oceanice care înconjoară întreaga planetă și ies pe uscat în unele zone, a avut loc o întoarcere la ipoteza începutului de secol XX. Cu toate acestea, teoria găsit formă nouă... Tectonica blocurilor a devenit o ipoteză principală în științele care studiază structura planetei.
Dispoziții de bază
S-a stabilit că există plăci litosferice mari. Numărul lor este limitat. Există, de asemenea, plăci litosferice mai mici ale Pământului. Granițele dintre ele sunt trasate de-a lungul îngroșării focarelor de cutremur.
Numele plăcilor litosferice corespund regiunilor continentale și oceanice situate deasupra lor. Sunt doar șapte bolovani cu o suprafață uriașă. Cele mai mari plăci litosferice sunt sud-americane și nord-americane, euro-asiatice, africane, antarctice, Pacific și indo-australiene.
Bucățile care plutesc în astenosferă sunt solide și rigide. Zonele de mai sus sunt principalele plăci litosferice. În conformitate cu ideile inițiale, se credea că continentele își croiesc drum prin fundul oceanului. În acest caz, mișcarea plăcilor litosferice a fost efectuată sub influența unei forțe invizibile. În urma studiilor efectuate, s-a dezvăluit că blocurile plutesc pasiv peste materialul mantalei. Este de remarcat faptul că direcția lor este la început verticală. Materialul mantalei se ridică în sus sub creasta crestei. Apoi există o răspândire în ambele direcții. În consecință, există o divergență a plăcilor litosferice. Acest model reprezintă fundul oceanului ca un gigant. Iese la suprafață în regiunile rift ale crestelor mijlocii oceanice. Apoi se ascunde în tranșee de adâncime.
Divergența plăcilor litosferice provoacă expansiunea straturilor oceanice. Cu toate acestea, volumul planetei, în ciuda acestui fapt, rămâne constant. Cert este că nașterea unei noi cruste este compensată de absorbția acesteia în zonele de subducție (subîmpingere) în șanțurile de adâncime.
De ce are loc mișcarea plăcilor litosferice?
Motivul constă în convecția termică a materialului mantalei planetei. Litosfera este întinsă și ridicată, ceea ce are loc deasupra ramurilor ascendente din curenții convectivi. Acest lucru provoacă mișcarea plăcilor litosferice în lateral. Odată cu creșterea distanței față de rifturile oceanice medii, are loc compactarea platformei. Devine mai greu, suprafața sa se scufundă. Aceasta explică creșterea adâncimii oceanului. Drept urmare, platforma se scufundă în tranșee de adâncime. Când se descompune din mantaua încălzită, se răcește și se scufundă odată cu formarea de bazine care sunt umplute cu sedimente.
Zonele de coliziune a plăcilor litosferice sunt zone în care crusta și placa sunt comprimate. În acest sens, puterea celor dintâi este sporită. Ca urmare, începe mișcarea ascendentă a plăcilor litosferice. Ea duce la formarea munților.
Cercetare
Studiul de astăzi este realizat folosind metode geodezice. Ele ne permit să tragem o concluzie despre continuitatea și ubicuitatea proceselor. Sunt dezvăluite și zonele de coliziune a plăcilor litosferice. Viteza de ridicare poate fi de până la zece milimetri.
Plăcile litosferice mari orizontal plutesc oarecum mai repede. În acest caz, viteza poate fi de până la zece centimetri în timpul anului. Deci, de exemplu, Sankt Petersburg a crescut deja cu un metru pe toată perioada existenței sale. Peninsula Scandinavă - 250 m în 25.000 de ani. Materialul mantalei se mișcă relativ lent. Cu toate acestea, ca urmare, au loc cutremure și alte fenomene. Acest lucru ne permite să tragem concluzii despre puterea mare a mișcării materialelor.
Folosind poziția tectonă a plăcilor, cercetătorii explică o varietate de fenomene geologice. În același timp, în cursul studiului, a devenit clar că complexitatea proceselor care au loc cu platforma este mult mai mare decât părea chiar la începutul ipotezei.
Tectonica plăcilor nu a putut explica modificările în intensitatea deformărilor și a mișcării, prezența unei rețele globale stabile de falii profunde și alte câteva fenomene. Rămâne deschisă și chestiunea începutului istoric al acțiunii. Semne directe care indică procesele tectonice ale plăcilor sunt cunoscute încă din Proterozoicul târziu. Cu toate acestea, un număr de cercetători își recunosc manifestarea din Archean sau Proterozoicul timpuriu.
Extinderea oportunităților de cercetare
Apariția tomografiei seismice a dus la trecerea acestei științe la un nivel calitativ nou. La mijlocul anilor optzeci ai secolului trecut, geodinamica profundă a devenit cea mai promițătoare și tânără direcție dintre toate științele pământului existente. Cu toate acestea, soluția noilor probleme a fost realizată folosind nu numai seismotomografie. Alte științe au venit și ele în ajutor. Acestea includ, în special, mineralogia experimentală.
Datorită disponibilității noilor echipamente, a devenit posibil să se studieze comportamentul substanțelor la temperaturi și presiuni corespunzătoare maximului de la adâncimea mantalei. De asemenea, cercetarea a folosit metodele geochimiei izotopice. Această știință studiază, în special, echilibrul izotopic al elementelor rare, precum și gazele nobile din diferite învelișuri ale pământului. În acest caz, indicatorii sunt comparați cu datele meteoriților. Sunt utilizate metodele geomagnetismului, cu ajutorul cărora oamenii de știință încearcă să dezvăluie cauzele și mecanismul inversărilor în câmpul magnetic.
Pictura modernă
Ipoteza tectonicii platformei continuă să ofere o explicație satisfăcătoare a procesului evolutiv al crustei de-a lungul a cel puțin ultimelor trei miliarde de ani. În același timp, există măsurători prin satelit, conform cărora se confirmă faptul că principalele plăci litosferice ale Pământului nu stau nemișcate. Ca urmare, apare o anumită imagine.
V secțiune transversală planeta are trei straturi cele mai active. Capacitatea fiecăruia dintre ele este de câteva sute de kilometri. Se presupune că execuţia jucandîn geodinamica globală le este atribuită. În 1972, Morgan a fundamentat ipoteza jeturilor de manta ascendentă propusă în 1963 de Wilson. Această teorie a explicat fenomenul de magnetism intraplacă. Tectonica penelor rezultată a devenit din ce în ce mai populară în timp.
Geodinamica
Cu ajutorul său, se ia în considerare interacțiunea proceselor destul de complexe care apar în manta și crustă. În conformitate cu conceptul subliniat de Artyushkov în lucrarea sa „Geodinamică”, diferențierea gravitațională a materiei acționează ca sursă principală de energie. Acest proces este observat în mantaua inferioară.
După ce componentele grele (fier etc.) sunt separate de rocă, rămâne o masă mai ușoară de solide. Ea se scufundă în miez. Locația stratului mai ușor sub grele este instabilă. În acest sens, materialul acumulat se adună periodic în blocuri suficient de mari care plutesc spre straturile superioare. Dimensiunea unor astfel de formațiuni este de aproximativ o sută de kilometri. Acest material a stat la baza formării căptușelii
Stratul inferior este probabil o substanță primară nediferențiată. Pe parcursul evoluției planetei, datorită mantalei inferioare, mantaua superioară crește, iar miezul crește. Este mai probabil ca blocurile de material ușor să se ridice în mantaua inferioară de-a lungul canalelor. Temperatura masei din ele este destul de ridicată. În același timp, vâscozitatea este redusă semnificativ. O creștere a temperaturii este facilitată de eliberarea unui volum mare de energie potențială în procesul de ascensiune a materiei în regiunea gravitațională pe o distanță de aproximativ 2000 km. În cursul mișcării de-a lungul unui astfel de canal, are loc o încălzire puternică a maselor luminoase. În acest sens, materia pătrunde în manta, având o temperatură suficient de ridicată și o greutate semnificativ mai mică în comparație cu elementele din jur.
Datorită densității reduse, materialul ușor plutește în straturile superioare la o adâncime de 100-200 de kilometri sau mai puțin. Odată cu scăderea presiunii, punctul de topire al componentelor substanței scade. După diferențierea primară la nivelul miez-manta, apare una secundară. La adâncimi mici, materia ușoară suferă o topire parțială. În timpul diferențierii, se eliberează substanțe mai dense. Se scufundă în straturile inferioare ale mantalei superioare. Componentele mai ușoare care ies în evidență, respectiv, se ridică.
Complexul de mișcări ale substanțelor din mantau asociat cu redistribuirea maselor cu densități diferite ca urmare a diferențierii se numește convecție chimică. Creșterea maselor luminoase are loc la o frecvență de aproximativ 200 de milioane de ani. În același timp, pătrunderea în mantaua superioară nu este observată peste tot. În stratul inferior, canalele sunt situate la o distanță destul de mare unul de celălalt (până la câteva mii de kilometri).
Ridicarea nodulilor
După cum sa menționat mai sus, în acele zone în care mase mari de material ușor încălzit sunt introduse în astenosferă, se topește parțial și se diferențiază. În acest din urmă caz, se notează selecția componentelor și apariția lor ulterioară. Trec rapid prin astenosferă. La atingerea litosferei, viteza lor scade. În unele zone, materia formează grupuri de mantale anormale. Ei zac, de regulă, în straturile superioare planete.
Manta anormală
Compoziția sa corespunde aproximativ cu materialul normal al mantalei. Diferența dintre clusterul anormal este mai mare căldură(până la 1300-1500 de grade) și viteza redusă a undelor longitudinale elastice.
Afluxul de materie sub litosferă provoacă ridicare izostatică. Datorită temperaturii crescute, clusterul anormal are o densitate mai mică decât mantaua normală. În plus, există o viscozitate scăzută a compoziției.
În procesul de intrare în litosferă, mantaua anormală este distribuită destul de rapid de-a lungul bazei. În același timp, deplasează materia mai densă și mai puțin încălzită a astenosferei. În cursul mișcării, acumularea anormală umple acele zone în care baza platformei este în stare ridicată (capcane) și curge în jurul zonelor adânc scufundate. Ca urmare, în primul caz, se observă ridicarea izostatică. Deasupra zonelor scufundate, crusta rămâne stabilă.
Capcane
Procesul de răcire a stratului superior al mantalei și a crustei la o adâncime de aproximativ o sută de kilometri este lent. În general, durează câteva sute de milioane de ani. În acest sens, eterogenitățile în grosimea litosferei, explicate prin diferențele orizontale de temperatură, au o inerție destul de mare. În cazul în care capcana este situată în apropierea fluxului ascendent al clusterului anormal din adâncuri, o cantitate mare de materie este captată de cea puternic încălzită. Ca rezultat, se formează un element de rocă destul de mare. În conformitate cu această schemă, ridicări mari au loc la locul orogenezei epiplatformei în
Descrierea proceselor
În capcană, stratul anormal este comprimat cu 1-2 kilometri în timpul răcirii. Scoarța situată deasupra se scufundă. În jgheabul format, sedimentele încep să se acumuleze. Severitatea lor contribuie la o scufundare și mai mare a litosferei. Ca urmare, adâncimea bazinului poate fi de la 5 la 8 km. În același timp, în timpul compactării mantalei în partea inferioară a stratului de bazalt din crustă, se poate observa o transformare de fază a rocii în eclogit și granulit granat. Datorită fluxului de căldură care iese din substanța anormală, mantaua de deasupra se încălzește și vâscozitatea acesteia scade. În acest sens, se observă o deplasare treptată a acumulării normale.
Deplasări orizontale
Odată cu formarea ridicărilor în procesul de aflux anormal al mantalei către crusta de pe continente și oceane, are loc o creștere a energiei potențiale stocate în straturile superioare ale planetei. Pentru a arunca substanțele în exces, acestea tind să se disperseze în lateral. Ca rezultat, se formează tensiuni suplimentare. Asociat cu ei tipuri diferite mișcări ale plăcilor și crustei.
Expansiunea fundului oceanic și plutirea continentelor sunt o consecință a expansiunii simultane a crestelor și a scufundării platformei în manta. Sub primul se află mase mari de materie anormală foarte încălzită. În partea axială a acestor creste, acesta din urmă este situat direct sub crustă. Litosfera este mult mai puțin puternică aici. În același timp, mantaua anormală se extinde în zona de presiune crescută - în ambele direcții de sub creastă. În același timp, rupe crusta oceanului destul de ușor. Crăpătura este umplută cu magmă bazaltică. Ea, la rândul ei, este topită din mantaua anormală. În procesul de solidificare a magmei se formează una nouă.Așa crește fundul.
Caracteristicile procesului
Sub crestele mijlocii, mantaua anormala are o vascozitate redusa datorita temperaturii crescute. Substanța este capabilă să se răspândească suficient de rapid. În acest sens, creșterea fundului are loc într-un ritm crescut. Astenosfera oceanică are și o vâscozitate relativ scăzută.
Principalele plăci litosferice ale Pământului plutesc de la creste la locurile de scufundări. Dacă aceste zone sunt în același ocean, atunci procesul are loc cu o viteză relativ mare. Această situație este tipică astăzi pentru Oceanul Pacific. Dacă expansiunea fundului și tasarea are loc în zone diferite, atunci continentul situat între ele derivă în direcția în care are loc adâncirea. Sub continente, vâscozitatea astenosferei este mai mare decât sub oceane. Datorită frecării care apare apare o rezistență semnificativă la mișcare. Ca urmare, viteza cu care fundul se extinde este redusă dacă nu există nicio compensare pentru tasarea mantalei în aceeași zonă. Astfel, proliferarea în Oceanul Pacific este mai rapidă decât în Atlantic.