Vystydamosi kietos planetos išgyvena kaitinimo laikotarpį, kurio pagrindinę energiją teikia kosminių kūnų fragmentai, krentantys ant planetos paviršiaus ( cm. Dujų ir dulkių debesų hipotezė). Kai šie objektai susiduria su planeta, beveik visa krintančio objekto kinetinė energija akimirksniu paverčiama šiluma, nes jo judėjimo greitis, kuris yra kelios dešimtys kilometrų per sekundę, smūgio momentu smarkiai sumažėja iki nulio. Visoms vidinėms Saulės sistemos planetoms – Merkurijui, Venerai, Žemei, Marsui – šios šilumos pakako jei ne visiškai ar iš dalies ištirpti, tai bent suminkštėti ir tapti plastiška bei skysta. Per šį laikotarpį didžiausio tankio medžiagos judėjo link planetų centro ir susiformavo šerdis, o mažiausiai tankūs, priešingai, iškilo į paviršių, formuodami Žemės pluta. Salotų padažas atsiskiria maždaug taip pat, jei ilgą laiką paliekamas ant stalo. Šis procesas, vadinamas magmos diferenciacija, paaiškina vidinė struktūraŽemė.

Mažiausioms vidinėms planetoms – Merkurijui ir Marsui (ir Mėnuliui) ši šiluma ilgainiui ištrūko į paviršių ir buvo išsklaidyta erdvėje. Tada planetos sukietėjo ir (kaip ir Merkurijaus atveju) per ateinančius kelis milijardus metų jų geologinis aktyvumas buvo mažas. Žemės istorija buvo visiškai kitokia. Kadangi Žemė yra didžiausia iš vidinių planetų, ji taip pat išlaiko didžiausią šilumos atsargą. Ir kuo didesnė planeta, tuo mažesnis jos paviršiaus ploto ir tūrio santykis ir tuo mažiau šilumos ji praranda. Vadinasi, Žemė atvėso lėčiau nei kitos vidinės planetos. (Tą patį galima pasakyti apie Venerą, kuri yra šiek tiek mažesnė už Žemę.)

Be to, nuo pat Žemės formavimosi pradžios joje subyrėjo radioaktyvieji elementai, kurie padidino šilumos rezervą jos gelmėse. Todėl Žemę galima laikyti sferine krosnele. Jo viduje nuolat generuojama šiluma, perduodama į paviršių ir išspinduliuojama į erdvę. Šilumos perdavimas sukelia abipusį judėjimą mantija -Žemės apvalkalas, esantis tarp šerdies ir žemės plutos kelių dešimčių iki 2900 km gylyje ( cm. Šilumos mainai). Karšta medžiaga iš giliai mantijos pakyla, atvėsta ir vėl nuskendo, pakeičiama nauja karšta medžiaga. Tai klasikinis konvekcinės ląstelės pavyzdys.

Galima sakyti, kad mantijos uoliena verda taip pat, kaip vanduo virdulyje: abiem atvejais šiluma perduodama konvekcijos būdu. Kai kurie geologai mano, kad mantijos uolienoms reikia kelių šimtų milijonų metų, kad užbaigtų visą konvekcinį ciklą – tai labai ilgas laikas pagal žmogaus standartus. didelis laikas. Yra žinoma, kad daugelis medžiagų ilgainiui lėtai deformuojasi, nors per visą žmogaus gyvenimą jos atrodo visiškai kietos ir nejudančios. Pavyzdžiui, viduramžių katedrose senovinis langų stiklas apačioje yra storesnis nei viršuje, nes daugelį amžių stiklas tekėjo žemyn, veikiamas gravitacijos. Jei taip atsitiks su kietu stiklu kelis šimtmečius, tai nesunku įsivaizduoti, kad tas pats gali nutikti ir kietoms uolienoms per kelis šimtmečius. šimtai milijonai metų.

Konvekcinių žemės mantijos ląstelių viršuje plūduriuoja kietąjį žemės paviršių sudarančios uolienos – vadinamosios. tektoninės plokštės. Šios plokštės sudarytos iš bazalto, labiausiai paplitusios ekstruzinės magminės uolienos. Šios plokštės yra maždaug 10–120 km storio ir juda iš dalies išsilydžiusios mantijos paviršiumi. Žemynai, pagaminti iš palyginti lengvų uolienų, tokių kaip granitas, sudaro aukščiausią plokščių sluoksnį. Daugeliu atvejų plokštės po žemynais yra storesnės nei po vandenynais. Laikui bėgant Žemėje vykstantys procesai keičia plokštes, todėl jos susiduria ir įtrūksta, kol susidaro naujos plokštės arba išnyksta senos. Būtent dėl ​​šio lėto, bet nenutrūkstamo plokščių judėjimo mūsų planetos paviršius visada yra dinamiškas, nuolat kintantis.

Svarbu suprasti, kad sąvokos „plokštė“ ir „žemynas“ nėra tas pats dalykas. Pavyzdžiui, Šiaurės Amerikos tektoninė plokštė tęsiasi nuo Atlanto vandenyno vidurio iki Šiaurės Amerikos žemyno vakarinės pakrantės. Dalis plokštės padengta vandeniu, dalis – žeme. Anatolijos plokštuma, ant kurios yra Turkija ir Viduriniai Rytai, yra visiškai padengta sausuma, o Ramiojo vandenyno plokštė yra visiškai po Ramiuoju vandenynu. Tai yra, plokščių ribos ir žemyninės pakrantės nebūtinai sutampa. Beje, žodis „tektonika“ kilęs iš graikų kalbos tektonas(„statybininkas“) – ta pati šaknis yra žodyje „architektas“ – ir reiškia statybos ar surinkimo procesą.

Plokštelių tektonika labiausiai pastebima ten, kur plokštės liečiasi viena su kita. Įprasta atskirti trijų tipų ribas tarp plokščių.

Skirtingos ribos

Atlanto vandenyno viduryje į paviršių iškyla karšta magma, susidariusi giliai mantijoje. Jis prasiskverbia per paviršių ir plinta, palaipsniui užpildydamas plyšį tarp slankiojančių plokščių. Dėl šios priežasties jūros dugnas plečiasi, o Europa ir Šiaurės Amerika atsiskiria kelių centimetrų greičiu per metus. (Šis judėjimas buvo išmatuotas naudojant radijo teleskopus, esančius dviejuose žemynuose, lyginant radijo signalų iš tolimų kvazarų atvykimo laiką.)

Jei divergencijos riba yra po vandenynu, dėl plokščių skirtumo susidaro vandenyno vidurio ketera – kalnų grandinė, susidaranti medžiagai susikaupus ten, kur ji patenka į paviršių. Vidurio Atlanto kalnagūbris, besitęsiantis nuo Islandijos iki Folklando salų, yra ilgiausia kalnų grandinė Žemėje. Jei skirtinga riba yra po žemynu, ji tiesiogine prasme ją suardo. Tokio šiandien vykstančio proceso pavyzdys yra Didysis rifto slėnis, besitęsiantis nuo Jordanijos pietuose iki Rytų Afrikos.

Konvergencinės ribos

Jei prie skirtingų ribų susidaro nauja pluta, tada kažkur kitur esanti pluta turi būti sunaikinta, kitaip Žemė padidėtų. Kai susiduria dvi plokštės, viena iš jų pasislenka po kita (šis reiškinys vadinamas subdukcija, arba stumiant). Tokiu atveju žemiau esanti plokštė nugrimzta į mantiją. Tai, kas vyksta paviršiuje virš subdukcijos zonos, priklauso nuo plokščių ribų vietos: po žemynu, žemyno pakraštyje arba po vandenynu.

Jei subdukcijos zona yra po vandenyno pluta, tada dėl požeminės stūmos susidaro gili vandenyno vidurio įduba (tranšėja). To pavyzdys yra giliausia vieta Pasaulio vandenyne – Marianų įduba netoli Filipinų. Medžiaga iš apatinės plokštės patenka giliai į magmą ir ten ištirpsta, o vėliau gali vėl iškilti į paviršių, sudarydama ugnikalnių diapazoną, pavyzdžiui, ugnikalnių grandinės rytinėje Karibų jūros dalyje ir vakarinėje JAV pakrantėje. .

Jei abi plokštės ties konvergentine riba yra po žemynais, rezultatas bus labai skirtingas. Žemyninė pluta pagaminta iš lengvų medžiagų, o abi plokštės faktiškai plūduriuoja virš subdukcijos zonos. Vieną plokštę nustumiant po kita, du žemynai susiduria ir jų ribos sutraiškomos, kad susidarytų žemyninė kalnų grandinė. Taip Himalajai susiformavo prieš maždaug 50 milijonų metų Indijos plokštei susidūrus su Eurazijos plokšte. Alpės susiformavo dėl to paties proceso, kai Italija susijungė su Europa. O Uralo kalnus, seną kalnų grandinę, galima pavadinti „suvirinimo siūle“, susidariusia susijungus Europos ir Azijos masyvams.

Jei žemynas remiasi tik ant vienos iš plokščių, slenkant į subdukcijos zoną, joje susidarys raukšlės ir raukšlės. To pavyzdys yra Andų kalnai vakarinėje Pietų Amerikos pakrantėje. Jie susidarė po to, kai Pietų Amerikos plokštė plūduriavo ant Ramiajame vandenyne subduktuotos Naskos plokštumos.

Transformuoti ribas

Kartais nutinka taip, kad dvi plokštės nesislenka viena nuo kitos ir nejuda viena po kita, o tiesiog trinasi į kraštus. Garsiausias tokios ribos pavyzdys yra San Andreaso lūžis Kalifornijoje, kur Ramiojo vandenyno ir Šiaurės Amerikos plokštės juda viena šalia kitos. Transformacijos ribos atveju plokštės kurį laiką susiduria, o paskui atsiskiria, išskirdamos daug energijos ir sukeldamos stiprius žemės drebėjimus.

Baigdamas norėčiau pabrėžti, kad nors plokščių tektonika apima kontinentinio judėjimo sąvoką, ji nėra tokia pati, kaip XX amžiaus pradžioje pasiūlyta žemynų dreifo hipotezė. Šią hipotezę atmetė (autorio nuomone, teisingai) geologai dėl kai kurių eksperimentinių ir teorinių neatitikimų. Ir tai, kad mūsų dabartinė teorija apima vieną žemynų dreifo hipotezės aspektą – žemynų judėjimą – nereiškia, kad mokslininkai praėjusio amžiaus pradžioje atmetė plokščių tektoniką, kad vėliau ją pripažintų. Dabar priimta teorija kardinaliai skiriasi nuo ankstesnės.

Yra dviejų tipų litosfera. Okeaninėje litosferoje yra apie 6 km storio vandenyno pluta. Jį daugiausia dengia jūra. Žemyninę litosferą dengia žemyninė pluta, kurios storis nuo 35 iki 70 km. Didžioji šios plutos dalis išsikiša aukščiau ir sudaro žemę.

Plokštės

Uolos ir mineralai

Judančios plokštės

Plokštės Žemės pluta nuolat juda įvairiomis kryptimis, nors ir labai lėtai. Vidutinis jų judėjimo greitis – 5 cm per metus. Jūsų nagai auga maždaug tokiu pat greičiu. Kadangi visos plokštės tvirtai priglunda viena prie kitos, bet kurios iš jų judėjimas paveikia aplinkines plokštes, todėl jos palaipsniui juda. Plokštės gali judėti įvairiais būdais, o tai matyti ties jų ribomis, tačiau priežastys, sukeliančios plokštelių judėjimą, mokslininkams vis dar nežinomos. Matyt, šis procesas gali neturėti nei pradžios, nei pabaigos. Nepaisant to, kai kurios teorijos teigia, kad vienos rūšies plokštelių judėjimas gali būti, taip sakant, „pirminis“, ir nuo jo pradeda judėti visos kitos plokštės.

Vienas iš plokščių judėjimo tipų yra vienos plokštės „nardymas“ po kita. Kai kurie mokslininkai mano, kad būtent tokio tipo judesiai sukelia visus kitus plokštelių judesius. Kai kuriose ribose išlydyta uoliena, besistumdanti į paviršių tarp dviejų plokščių, sukietėja jų kraštuose, išstumdama plokštes. Šis procesas taip pat gali sukelti visų kitų plokščių judėjimą. Taip pat manoma, kad, be pirminio smūgio, plokščių judėjimą skatina milžiniški šilumos srautai, cirkuliuojantys mantijoje (žr. straipsnį „“).

Dreifuojantys žemynai

Mokslininkai mano, kad nuo pirminės žemės plutos susidarymo, plokščių judėjimas pakeitė žemynų ir vandenynų padėtį, formą ir dydį. Šis procesas buvo vadinamas tektonika plokštės. Pateikiami įvairūs šios teorijos įrodymai. Pavyzdžiui, žemynų, tokių kaip Pietų Amerika ir Afrika, kontūrai atrodo taip, tarsi jie kažkada sudarė vieną visumą. Taip pat buvo atrasti neabejotini struktūros ir amžiaus panašumai akmenys, sudarantis senovės kalnų grandines abiejuose žemynuose.

1. Mokslininkų teigimu, dabar Pietų Ameriką ir Afriką sudarančios sausumos masės buvo sujungtos viena su kita daugiau nei prieš 200 mln.

2. Matyt, Atlanto vandenyno dugnas palaipsniui plėtėsi, nes plokščių ribose susiformavo nauja uoliena.

3. Šiuo metu Pietų Amerika ir Afrika dėl plokštelių judėjimo nutolsta viena nuo kitos maždaug 3,5 cm per metus.

Plokštės tektonika (plokščių tektonika) - moderni geodinaminė koncepcija, pagrįsta didelio masto horizontalių judesių padėtimi, palyginti su vientisais litosferos fragmentais ( litosferos plokštės). Taigi plokščių tektonika nagrinėja litosferos plokščių judėjimą ir sąveiką.

Pirmąjį pasiūlymą apie horizontalų plutos blokų judėjimą praėjusio amžiaus 2 dešimtmetyje pateikė Alfredas Wegeneris, laikydamasis „žemynų dreifo“ hipotezės, tačiau tuomet ši hipotezė nesulaukė palaikymo. Tik septintajame dešimtmetyje vandenyno dugno tyrimai pateikė įtikinamų įrodymų apie horizontalių plokščių judėjimą ir vandenyno plėtimosi procesus dėl vandenyno plutos susidarymo (plitimo). Idėjos apie vyraujantį horizontalių judesių vaidmenį atgijo „mobilistinės“ tendencijos rėmuose, kurios plėtra paskatino vystytis. šiuolaikinė teorija plokščių tektonika. Pagrindinius plokščių tektonikos principus 1967-68 metais suformulavo grupė amerikiečių geofizikų - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes, plėtojant ankstesnes (1961-62) idėjas apie Amerikiečių mokslininkai G. Hessas ir R. Digtsa apie vandenyno dugno plėtimąsi (išplitimą)

Plokštės tektonikos pagrindai

Pagrindinius plokščių tektonikos principus galima apibendrinti keliais pagrindiniais principais

1. Viršutinė uolinė planetos dalis yra padalinta į du apvalkalus, kurie labai skiriasi reologinėmis savybėmis: standžią ir trapią litosferą ir apatinę plastikinę ir mobilią astenosferą.

2. Litosfera yra padalinta į plokštes, nuolat judančias plastinės astenosferos paviršiumi. Litosfera yra padalinta į 8 didelės plokštės, dešimtys vidutinių plokščių ir daug mažų. Tarp didelių ir vidutinių plokščių yra juostos, sudarytos iš mažų plutos plokščių mozaikos.

Plokštės ribos yra seisminio, tektoninio ir magminio aktyvumo sritys; plokščių vidinės sritys yra silpnai seisminės ir pasižymi silpnu endogeninių procesų pasireiškimu.

Daugiau nei 90% Žemės paviršiaus patenka ant 8 didelių litosferos plokščių:

Australijos plokštelė,
Antarktidos plokštė,
Afrikos lėkštė,
Eurazijos plokštė,
Hindustano plokštė,
Ramiojo vandenyno plokštė,
Šiaurės Amerikos plokštė,
Pietų Amerikos lėkštė.

Vidurinės plokštės: Arabijos (subkontinentas), Karibų, Filipinų, Naskos ir Coco bei Juan de Fuca ir kt.

Kai kurios litosferos plokštės yra sudarytos tik iš vandenyno plutos (pavyzdžiui, Ramiojo vandenyno plokštės), kitose yra ir vandenyno, ir žemyninės plutos fragmentų.

3. Yra trys plokščių santykinių judesių tipai: divergencija (divergencija), konvergencija (konvergencija) ir šlyties judesiai..

Atitinkamai išskiriami trys pagrindinių plokščių ribų tipai.

Skirtingos ribos– ribos, kuriomis plokštės juda viena nuo kitos.

Horizontaliojo litosferos tempimo procesai vadinami plyšimas. Šios ribos apsiriboja žemyniniais plyšiais ir vandenynų baseinų vidurio keteromis.

Terminas „plyšys“ (iš anglų kalbos rift – tarpas, įtrūkimas, tarpas) taikomas dideliems. linijinės struktūros gilios kilmės, susiformavusios žemės plutos tempimo metu. Pagal struktūrą tai yra į grabenus panašios struktūros.

Plyšiai gali susidaryti tiek žemyninėje, tiek vandenyninėje plutoje, sudarydami vieną globalią sistemą, orientuotą geoido ašies atžvilgiu. Šiuo atveju žemyninių plyšių evoliucija gali lemti žemyninės plutos tęstinumo lūžį ir šio plyšio transformaciją į vandenyno plyšį (jei plyšio plėtimasis sustoja prieš žemyninės plutos plyšimo stadiją, prisipildo nuosėdų, virsta aulakogenu).

Plokščių atsiskyrimo procesą vandenynų plyšių zonose (vandenyno vidurio kalnagūbriuose) lydi naujos vandenyno plutos susidarymas dėl magminio bazalto lydalo, ateinančio iš astenosferos. Šis naujos vandenyno plutos susidarymo procesas dėl mantijos medžiagos antplūdžio vadinamas plinta(iš anglų kalbos skleisti – išskleisti, išskleisti).

Vidurio vandenyno kalnagūbrio struktūra

Sklaidos metu kiekvieną išplėtimo impulsą lydi nauja mantijos lydalo dalis, kuri, sukietėjusi, suformuoja plokščių kraštus, nukrypstančius nuo MOR ašies.

Būtent šiose zonose susidaro jauna vandenyno pluta.

Konvergencinės ribos– ribos, išilgai kurių įvyksta plokščių susidūrimai. Susidūrimo metu gali būti trys pagrindinės sąveikos galimybės: „okeaninis – vandenyninis“, „vandeninis – žemyninis“ ir „žemyninis – žemyninis“ litosfera. Priklausomai nuo susidūrusių plokščių pobūdžio, gali vykti keli skirtingi procesai.

Subdukcija- vandenyno plokštumos subdukcijos procesas po žemynine ar kita vandenynine. Subdukcijos zonos apsiriboja ašinėmis giliavandenių tranšėjų dalimis, susijusiomis su salų lankais (kurie yra aktyvių kraštų elementai). Subdukcijos ribos sudaro apie 80% visų susiliejančių ribų ilgio.

Susidūrus žemyninei ir vandenyninei plokštėms, natūralus reiškinys yra vandenyninės (sunkesnės) plokštės pasislinkimas po žemyninės pakraščiu; Kai susiduria du vandenynai, senesnis (ty vėsesnis ir tankesnis) iš jų skęsta.

Subdukcijos zonos turi būdingą struktūrą: tipiški jų elementai yra giliavandenė tranšėja – vulkaninės salos lankas – nugaros lanko baseinas. Giliavandenė tranšėja suformuojama subduktyviosios plokštės lenkimo ir įdubimo zonoje. Šiai plokštei skęsdama ji pradeda netekti vandens (jo gausu nuosėdose ir mineraluose), pastarasis, kaip žinia, gerokai sumažina uolienų lydymosi temperatūrą, todėl susidaro tirpimo centrai, maitinantys salų lankų ugnikalnius. Vulkaninio lanko gale paprastai atsiranda tam tikras tempimas, kuris lemia nugaros lanko baseino susidarymą. Užpakalinio lanko baseino zonoje tempimas gali būti toks didelis, kad dėl to plyšta plokštelinė pluta ir atsidaro baseinas su vandenynine pluta (vadinamasis atgalinio lanko plitimo procesas).

Subdukcijos plokštės panardinimas į mantiją atsekamas pagal žemės drebėjimų židinius, kurie atsiranda plokščių sąlytyje ir subduktyviosios plokštės viduje (šaltesnės ir todėl trapesnės nei aplinkinės mantijos uolienos). Ši seisminė židinio zona vadinama Benioff-Zavaritsky zona.

Subdukcijos zonose prasideda naujos žemyninės plutos formavimosi procesas.

Daug retesnis kontinentinių ir vandenynų plokščių sąveikos procesas yra procesas obdukcija– dalies vandenyno litosferos išmetimas į žemyninės plokštės kraštą. Reikia pabrėžti, kad šio proceso metu atsiskiria okeaninė plokštė ir tik jos viršutinė dalis– pluta ir keli kilometrai viršutinės mantijos.

Kai susiduria žemyninės plokštės, kurių pluta yra lengvesnė už mantijos medžiagą ir dėl to negali į ją pasinerti, vyksta procesas. susidūrimai. Susidūrimo metu susiliejančių žemyninių plokščių kraštai susmulkinami, susmulkinami, susidaro didelių traukų sistemos, dėl kurių auga kalnų statiniai, turintys sudėtingą raukšlių traukos struktūrą. Klasikinis tokio proceso pavyzdys – Hindustano plokštės susidūrimas su Eurazijos plokšte, lydimas grandiozinių Himalajų ir Tibeto kalnų sistemų augimo.

Susidūrimo proceso modelis

Susidūrimo procesas pakeičia subdukcijos procesą, užbaigdamas vandenyno baseino uždarymą. Be to, susidūrimo proceso pradžioje, kai žemynų pakraščiai jau yra suartėję, susidūrimas derinamas su subdukcijos procesu (vandenyno plutos likučiai ir toliau grimzta po žemyno pakraščiu).

Susidūrimo procesams būdingas didelio masto regioninis metamorfizmas ir intruzinis granitoidinis magmatizmas. Dėl šių procesų susidaro nauja žemyninė pluta (su jai būdingu granito-gneiso sluoksniu).

Transformuoti ribas– ribos, išilgai kurių atsiranda plokščių šlyties poslinkiai.

Žemės litosferos plokščių ribos

1 – skirtingos ribos ( A - vidurio vandenyno kalnagūbriai, b –žemynų plyšiai); 2 – pakeisti ribas; 3 – susiliejančios ribos ( A - salos lankas, b – aktyvūs žemyno pakraščiai, V - konfliktas); 4 – plokštės judėjimo kryptis ir greitis (cm/metus).

4. Subdukcijos zonose sugertos okeaninės plutos tūris lygus plitimo zonose atsirandančios plutos tūriui. Ši pozicija pabrėžia mintį, kad Žemės tūris yra pastovus. Tačiau ši nuomonė nėra vienintelė ir galutinai įrodyta. Gali būti, kad plokštumos tūris kinta pulsuojančiai, arba mažėja dėl aušinimo.

5. Pagrindinė plokštelių judėjimo priežastis yra mantijos konvekcija , kurią sukelia mantijos termogravitacinės srovės.

Šių srovių energijos šaltinis yra temperatūros skirtumas tarp centrinių Žemės regionų ir jos paviršinių dalių temperatūros. Šiuo atveju pagrindinė endogeninės šilumos dalis išsiskiria ties šerdies ir mantijos riba gilios diferenciacijos proceso metu, o tai lemia pirminės chondritinės medžiagos irimą, kurio metu metalinė dalis veržiasi į centrą, pastatą. iki planetos šerdies, o silikatinė dalis susitelkia mantijoje, kur toliau diferencijuojasi.

Centrinėse Žemės zonose įkaitusios uolienos plečiasi, mažėja jų tankis, jos išplaukia aukštyn, užleisdamos vietą šaltesnėms ir todėl sunkesnėms masėms, kurios dalį šilumos jau atidavė paviršinėse zonose. Šis šilumos perdavimo procesas vyksta nuolat, todėl susidaro tvarkingos uždaros konvekcinės ląstelės. Šiuo atveju viršutinėje ląstelės dalyje medžiagos srautas vyksta beveik horizontalioje plokštumoje, ir būtent ši srauto dalis lemia horizontalų astenosferos materijos ir joje esančių plokščių judėjimą. Apskritai konvekcinių ląstelių kylančios šakos yra po skirtingų ribų zonomis (MOR ir žemyniniai plyšiai), o besileidžiančios šakos yra po konvergencinių ribų zonomis.

Taigi pagrindinė litosferos plokščių judėjimo priežastis yra „vilkimas“ konvekcinėmis srovėmis.

Be to, plokštes veikia daugybė kitų veiksnių. Visų pirma, astenosferos paviršius yra šiek tiek pakilęs virš kylančių šakų zonų, o nuslūgimo zonose - labiau nuleistas, o tai lemia litosferos plokštės, esančios ant pasvirusio plastikinio paviršiaus, gravitacinį „slydimą“. Be to, egzistuoja procesai, kai subdukcijos zonose stipri šalta vandenyno litosfera įtraukiama į karštąją ir dėl to mažiau tankią astenosferą, taip pat hidraulinis bazaltų pleištas MOR zonose.

Paveikslas – jėgos, veikiančios litosferos plokštes.

Prie pagrindo pritvirtintos litosferos intraplokštinės dalys yra pagrindinės varomosios jėgos plokštelinė tektonika – mantijos pasipriešinimo jėgos FDO po vandenynais ir FDC po žemynais, kurių dydis visų pirma priklauso nuo astenosferos srauto greičio, o pastarąjį lemia astenosferos sluoksnio klampumas ir storis. Kadangi po žemynais astenosferos storis yra daug mažesnis, o klampumas yra daug didesnis nei po vandenynais, jėgos dydis FDC beveik eilės tvarka mažesnė nei FDO. Po žemynais, ypač jų senosiomis dalimis (žemyniniais skydais), astenosfera beveik išsitraukia, todėl atrodo, kad žemynai yra „suvyta“. Kadangi dauguma litosferos plokščių šiuolaikinė Žemė apima ir vandenynines, ir žemynines dalis, reikėtų tikėtis, kad žemyno buvimas plokštelėje apskritai turėtų „sulėtinti“ visos plokštės judėjimą. Taip iš tikrųjų atsitinka (greičiausiai judančios beveik grynai vandenyninės plokštės yra Ramiojo vandenyno, Kokosų ir Naskos; lėčiausios – Eurazijos, Šiaurės Amerikos, Pietų Amerikos, Antarktidos ir Afrikos plokštumos, kurių nemažą ploto dalį užima žemynai) . Galiausiai ties konvergencinėmis plokščių ribomis, kur sunkūs ir šalti litosferinių plokščių (plokščių) kraštai grimzta į mantiją, jų neigiamas plūdrumas sukuria jėgą. FNB(indeksas stiprumo žymėjime - iš anglų kalbos neigiamas plūdrumas). Pastarosios veikimas lemia tai, kad subduktyvi plokštės dalis nugrimzta į astenosferą ir kartu su ja traukia visą plokštę, taip padidindama jos judėjimo greitį. Aišku stiprybė FNB veikia epizodiškai ir tik tam tikrose geodinaminėse situacijose, pavyzdžiui, aukščiau aprašytų plokščių griūties 670 km atkarpoje atvejais.

Taigi, mechanizmai, kurie pajudina litosferos plokštes, sąlyginai gali būti suskirstyti į šias dvi grupes: 1) susiję su mantijos „vilkimo“ jėgomis ( mantijos vilkimo mechanizmas), taikomas bet kuriuose plokščių pagrindo taškuose, pav. 2.5.5 – jėgos FDO Ir FDC; 2) susijęs su jėgomis, veikiančiomis plokščių kraštus ( krašto jėgos mechanizmas), paveiksle – jėgos FRP Ir FNB. Kiekvienai litosferos plokštei individualiai vertinamas vieno ar kito varančiojo mechanizmo vaidmuo, taip pat tam tikros jėgos.

Šių procesų derinys atspindi bendrą geodinaminį procesą, apimantį sritis nuo paviršiaus iki giliųjų Žemės zonų.

Mantijos konvekcija ir geodinaminiai procesai

Šiuo metu Žemės mantijoje formuojasi dviejų ląstelių mantijos konvekcija su uždaromis ląstelėmis (pagal permantijos konvekcijos modelį) arba atskira konvekcija viršutinėje ir apatinėje mantijoje, kaupiant plokštes po subdukcijos zonomis (pagal du- pakopos modelis). Tikėtini mantijos medžiagos pakilimo poliai yra šiaurės rytų Afrikoje (maždaug po Afrikos, Somalio ir Arabijos plokščių sandūros zona) ir Velykų salos regione (po Ramiojo vandenyno vidurio ketera - Rytų Ramiojo vandenyno pakilimas) .

Mantijos nusėdimo pusiaujas seka maždaug ištisine susiliejančių plokščių ribų grandine Ramiojo vandenyno ir rytų Indijos vandenynų pakraščiuose.

Šiuolaikinis mantijos konvekcijos režimas, prasidėjęs maždaug prieš 200 milijonų metų žlugus Pangea ir iš kurio atsirado šiuolaikiniai vandenynai, ateityje bus pakeistas vienos ląstelės režimu (pagal konvekcijos per mantiją modelį) arba (pagal alternatyvus modelis) konvekcija taps per mantiją dėl plokščių griūties per 670 km atkarpą. Tai gali sukelti žemynų susidūrimą ir naujo superkontinento, penktojo Žemės istorijoje, susidarymą.

6. Plokščių judesiai paklūsta sferinės geometrijos dėsniams ir gali būti aprašomi remiantis Eilerio teorema. Eulerio sukimosi teorema teigia, kad bet koks trimatės erdvės sukimasis turi ašį. Taigi sukimąsi galima apibūdinti trimis parametrais: sukimosi ašies koordinatėmis (pavyzdžiui, jos platuma ir ilguma) ir sukimosi kampu. Remiantis šia padėtimi, galima atkurti žemynų padėtį praėjusiose geologinėse erose. Žemynų judėjimo analizė leido padaryti išvadą, kad kas 400–600 milijonų metų jie susijungia į vieną superkontinentą, kuris vėliau suyra. Dėl tokio superkontinento Pangėjos padalijimo, įvykusio prieš 200–150 milijonų metų, susiformavo šiuolaikiniai žemynai.

Kai kurie litosferos plokščių tektonikos mechanizmo tikrovės įrodymai

Senesnis vandenyno plutos amžius su atstumu nuo plintančių kirvių(žr. paveikslėlį). Ta pačia kryptimi pastebimas nuosėdų sluoksnio storio ir stratigrafinio užbaigtumo padidėjimas.

Paveikslas – Šiaurės Atlanto vandenyno dugno uolienų amžiaus žemėlapis (pagal W. Pitman ir M. Talvani, 1972). Skirtingos spalvos identifikuoti skirtingų amžiaus intervalų vandenyno dugno ruožai; Skaičiai rodo amžių milijonais metų.

Geofiziniai duomenys.

Paveikslas - Tomografinis profilis per Graikijos griovį, Kretą ir Egėjo jūrą. Pilki apskritimai yra žemės drebėjimo hipocentrai. Subdukcinės šalčio mantijos plokštė pavaizduota mėlyna spalva, karšta – raudona (pagal V. Spackman, 1989)

Didžiulės Faralono plokštės, išnykusios subdukcijos zonoje po Šiaurės ir Pietų Amerika, liekanos užfiksuotos „šaltos“ mantijos plokščių pavidalu (atkarpa visoje Šiaurės Amerikoje, palei S bangas). Pagal Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, Nr. 4, 1-7

​Linijinės magnetinės anomalijos vandenynuose buvo aptiktos šeštajame dešimtmetyje atliekant Ramiojo vandenyno geofizinius tyrimus. Šis atradimas leido Hessui ir Dietzui 1968 metais suformuluoti vandenyno dugno plitimo teoriją, kuri išaugo į plokščių tektonikos teoriją. Jie tapo vienu įtikinamiausių teorijos teisingumo įrodymų.

Paveikslas – juostelių magnetinių anomalijų susidarymas skleidžiant.

Juostinių magnetinių anomalijų atsiradimo priežastis – vandenyno plutos gimimo procesas vandenyno vidurio kalnagūbrių plitimo zonose, išsiveržę bazaltai, vėsdami žemiau Kiuri taško Žemės magnetiniame lauke, įgauna išliekamąjį įmagnetėjimą. Įmagnetinimo kryptis sutampa su kryptimi magnetinis laukas Tačiau Žemėje dėl periodinių Žemės magnetinio lauko inversijų išsiveržę bazaltai sudaro juosteles su skirtingomis įmagnetinimo kryptimis: tiesiogine (sutampa su modernia kryptimi magnetinis laukas) ir atvirkščiai.

Paveikslas - Magnetiškai aktyvaus sluoksnio juostinės struktūros susidarymo ir vandenyno magnetinių anomalijų schema (Vine – Matthews modelis).

Pagal šiuolaikinį plokščių teorija Visą litosferą į atskirus blokus skaido siauros ir aktyvios zonos – gilieji lūžiai, judantys viršutinės mantijos plastikiniame sluoksnyje viena kitos atžvilgiu 2-3 cm greičiu per metus. Šie blokai vadinami litosferos plokštės.

Litosferos plokščių ypatumas yra jų tvirtumas ir gebėjimas nesant išorinių poveikių ilgas laikas išlaikyti nepakitusią formą ir struktūrą.

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

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

Ryžiai. 1. Kontinentinių litosferos plokščių susidūrimas

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

Ryžiai. 2. Kontinentinės ir vandenyno litosferos plokščių susidūrimas

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

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

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

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

Ryžiai. 3. Litosferos plokščių divergencija zonoje tarp vandenyno kalnagūbrio

Ryžiai. 4. Plyšio formavimo schema

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

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

Ryžiai. 5. Žemės litosferos plokštės

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

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

Ryžiai. 6. Žemynų formos tikrai atrodo suderinamos.

Žemynų dreifo teorija

Litosferos plokščių teorija kilusi iš žemynų dreifo teorijos. Dar XIX a. daugelis geografų yra pastebėję, kad žiūrint į žemėlapį galima pastebėti, jog artėjant Afrikos ir Pietų Amerikos pakrantės atrodo suderinamos (6 pav.).

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

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

Laurazija buvo šiaurinis žemynas, kuris apėmė teritorijas šiuolaikinė Europa, Azija be Indijos ir Šiaurės Amerika. Pietinis žemynas – Gondvana sujungė šiuolaikines Pietų Amerikos, Afrikos, Antarktidos, Australijos ir Hindustano teritorijas.

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

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

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

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

Ryžiai. 9. Žemynų dreifo vieta ir kryptys kreidos periodu prieš 180 mln.

A. Wegeneris rado daug patvirtinimų, kad egzistuoja vienintelis Žemės žemynas. Jis rado egzistavimą Afrikoje ir Afrikoje Pietų Amerika senovės gyvūnų liekanos – listozaurai. Tai buvo ropliai, panašūs į mažus begemotus, kurie gyveno tik gėlo vandens telkiniuose. Tai reiškia, kad plaukiate didelius atstumus sūriu jūros vanduo jie negalėjo. Jis rado panašių įrodymų augalų pasaulyje.

Susidomėjimas žemyninio judėjimo hipoteze XX amžiaus 30-aisiais. kiek sumažėjo, bet vėl atgimė 60-aisiais, kai, tiriant vandenyno dugno reljefą ir geologiją, buvo gauti duomenys, rodantys vandenyno plutos plėtimosi (plitimo) procesus ir kai kurių „nardymo“ procesus. plutos dalys po kitomis (subdukcija).

Litosferos plokštės pasižymi dideliu standumu ir gali išlaikyti savo struktūrą ir formą be pokyčių ilgą laiką, nesant išorinių poveikių.

Plokštės judėjimas

Litosferos plokštės nuolat juda. Tai judėjimas, kuris vyksta viršutiniai sluoksniai, yra dėl to, kad mantijoje yra konvekcinių srovių. Atskiros litosferos plokštės artėja, išsiskiria ir slysta viena kitos atžvilgiu. Kai plokštės susilieja, susidaro suspaudimo zonos ir po to vienos iš plokščių stūmimas (užsikimšimas) į gretimą arba gretimų darinių stūmimas (subdukcija). Kai yra nukrypimų, atsiranda tempimo zonos su būdingi įtrūkimai, kylančios palei ribas. Slystant susidaro gedimai, kurių plokštumoje stebimos šalia esančios plokštės.

Judėjimo rezultatai

Didžiulių žemyninių plokščių konvergencijos srityse joms susidūrus iškyla kalnų grandinės. Panašiai vienu metu iškilo Himalajų kalnų sistema, susiformavusi ant IndoAustralijos ir Eurazijos plokščių ribos. Okeaninių litosferos plokščių susidūrimo su žemyniniais dariniais rezultatas – salų lankai ir giliavandenės tranšėjos.

Vidurio vandenyno kalnagūbrių ašinėse zonose atsiranda būdingos struktūros plyšiai (iš anglų kalbos Rift - gedimas, plyšys, plyšys). Panašūs žemės plutos linijinės tektoninės struktūros dariniai, kurių ilgis yra šimtai ir tūkstančiai kilometrų, kurių plotis yra dešimtys ar šimtai kilometrų, atsiranda dėl horizontalaus žemės plutos tempimo. Labai dideli plyšiai paprastai vadinami plyšių sistemomis, diržais arba zonomis.

Dėl to, kad kiekviena litosferos plokštė yra viena plokštė, jos lūžiuose pastebimas padidėjęs seisminis aktyvumas ir vulkanizmas. Šie šaltiniai yra gana siaurose zonose, kurių plokštumoje atsiranda gretimų plokščių trintis ir tarpusavio judėjimas. Šios zonos vadinamos seisminėmis juostomis. Giliavandenės tranšėjos, vidurio vandenyno kalnagūbriai ir rifai – judrios žemės plutos sritys, išsidėsčiusios atskirų litosferos plokščių ribose. Tai dar kartą patvirtina, kad žemės plutos formavimosi procesas šiose vietose ir šiuo metu tęsiasi gana intensyviai.

Negalima paneigti litosferos plokščių teorijos svarbos. Kadangi būtent ji gali paaiškinti kalnų buvimą kai kuriuose Žemės regionuose ir kituose. Litosferos plokščių teorija leidžia paaiškinti ir numatyti katastrofinius reiškinius, kurie gali įvykti jų ribų srityje.

Panašūs straipsniai