Ηπειρωτικές πλάκες. Πώς κινούνται οι λιθοσφαιρικές πλάκες;

. - Οι κύριες λιθοσφαιρικές πλάκες. - - - Λιθοσφαιρικές πλάκες της Ρωσίας.

Ποια είναι η σύσταση της λιθόσφαιρας.

Αυτή τη στιγμή, στο όριο απέναντι από το ρήγμα, σύγκρουση λιθοσφαιρικών πλακών. Αυτή η σύγκρουση μπορεί να προχωρήσει με διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με τους τύπους των πλακών που συγκρούονται.

• Εάν η ωκεάνια και η ηπειρωτική πλάκα συγκρουστούν, η πρώτη βυθίζεται κάτω από τη δεύτερη. Σε αυτή την περίπτωση, προκύπτουν χαρακώματα βαθέων υδάτων, νησιωτικά τόξα (Ιαπωνικά νησιά) ή οροσειρές (Άντες).
• Εάν δύο ηπειρωτικές λιθοσφαιρικές πλάκες συγκρουστούν, τότε σε αυτό το σημείο οι άκρες των πλακών τσαλακώνονται σε πτυχές, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό ηφαιστείων και οροσειρών. Έτσι, τα Ιμαλάια προέκυψαν στα σύνορα της ευρασιατικής και της ινδοαυστραλιανής πλάκας. Γενικά, αν υπάρχουν βουνά στο κέντρο της ηπειρωτικής χώρας, αυτό σημαίνει ότι κάποτε ήταν σημείο σύγκρουσης δύο λιθοσφαιρικών πλακών συγκολλημένων σε μία.

Έτσι, ο φλοιός της γης βρίσκεται σε συνεχή κίνηση. Στην μη αναστρέψιμη ανάπτυξή του, οι κινητές περιοχές - γεωσύγκλινα- μετατρέπονται μέσω μακροπρόθεσμων μετασχηματισμών σε σχετικά ήρεμες περιοχές - πλατφόρμες.

Λιθοσφαιρικές πλάκες της Ρωσίας.

Η Ρωσία βρίσκεται σε τέσσερις λιθοσφαιρικές πλάκες.

• Ευρασιατική πλάκα- τα περισσότερα από τα δυτικά και βόρεια τμήματα της χώρας,
• Πλάκα της Βόρειας Αμερικής- βορειοανατολικό τμήμα της Ρωσίας,
• Λιθοσφαιρική πλάκα Amur- νότια της Σιβηρίας,
• Θάλασσα του Οχότσκ πιάτοΗ Θάλασσα του Οχότσκ και η ακτή της.

Εικ. 2. Χάρτης των λιθοσφαιρικών πλακών της Ρωσίας.

Στη δομή των λιθοσφαιρικών πλακών ξεχωρίζουν σχετικά ακόμη και αρχαίες πλατφόρμες και κινητές διπλωμένες ζώνες. Οι πεδιάδες βρίσκονται σε σταθερές περιοχές των πλατφορμών και οι οροσειρές βρίσκονται στην περιοχή των διπλωμένων ζωνών.

Εικ 3. Τεκτονική δομή της Ρωσίας.

Η Ρωσία βρίσκεται σε δύο αρχαίες πλατφόρμες (ανατολικής Ευρώπης και Σιβηρίας). Μέσα στις πλατφόρμες ξεχωρίζουν πιάτακαι ασπίδες. Μια πλάκα είναι ένα τμήμα του φλοιού της γης, η διπλωμένη βάση του οποίου καλύπτεται με ένα στρώμα ιζηματογενών πετρωμάτων. Οι ασπίδες, σε αντίθεση με τις πλάκες, έχουν πολύ λίγες ιζηματογενείς αποθέσεις και μόνο ένα λεπτό στρώμα εδάφους.

Στη Ρωσία, η Ασπίδα της Βαλτικής διακρίνεται στην πλατφόρμα της Ανατολικής Ευρώπης και η ασπίδα Aldan και Anabar στην πλατφόρμα της Σιβηρίας.

Εικόνα 4. Πλατφόρμες, πλάκες και ασπίδες στη Ρωσία.

Η βάση της θεωρητικής γεωλογίας στις αρχές του 20ου αιώνα ήταν η υπόθεση της συστολής. Η γη κρυώνει σαν ψημένο μήλο και πάνω της εμφανίζονται ρυτίδες με τη μορφή οροσειρών. Αυτές οι ιδέες αναπτύχθηκαν από τη θεωρία των γεωσύγκλινων, που δημιουργήθηκε με βάση τη μελέτη των διπλωμένων κατασκευών. Αυτή η θεωρία διατυπώθηκε από τον James Dana, ο οποίος πρόσθεσε την αρχή της ισοστασίας στην υπόθεση της συστολής. Σύμφωνα με αυτή την έννοια, η Γη αποτελείται από γρανίτες (ήπείρους) και βασάλτες (ωκεανούς). Όταν η Γη συμπιέζεται στις γούρνες των ωκεανών, προκύπτουν εφαπτομενικές δυνάμεις που ασκούν πίεση στις ηπείρους. Τα τελευταία ανεβαίνουν στις οροσειρές και στη συνέχεια καταρρέουν. Το υλικό που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της καταστροφής εναποτίθεται στις κοιλότητες.

Επιπλέον, ο Wegener άρχισε να αναζητά γεωφυσικά και γεωδαιτικά στοιχεία. Ωστόσο, εκείνη την εποχή το επίπεδο αυτών των επιστημών σαφώς δεν επαρκούσε για να καθορίσει την τρέχουσα κίνηση των ηπείρων. Το 1930, ο Βέγκενερ πέθανε κατά τη διάρκεια μιας αποστολής στη Γροιλανδία, αλλά πριν από το θάνατό του γνώριζε ήδη ότι η επιστημονική κοινότητα δεν αποδεχόταν τη θεωρία του.

Αρχικά θεωρία ηπειρωτικής μετατόπισηςέγινε ευνοϊκά αποδεκτό από την επιστημονική κοινότητα, αλλά το 1922 επικρίθηκε σοβαρά από αρκετούς γνωστούς ειδικούς ταυτόχρονα. Το κύριο επιχείρημα κατά της θεωρίας ήταν το ζήτημα της δύναμης που κινεί τις πλάκες. Ο Wegener πίστευε ότι οι ήπειροι κινούνται κατά μήκος των βασάλτων του πυθμένα του ωκεανού, αλλά αυτό απαιτούσε τεράστια προσπάθεια και κανείς δεν μπορούσε να ονομάσει την πηγή αυτής της δύναμης. Η δύναμη Coriolis, τα παλιρροιακά φαινόμενα και μερικά άλλα προτάθηκαν ως πηγή κίνησης της πλάκας, ωστόσο, οι απλούστεροι υπολογισμοί έδειξαν ότι όλα αυτά δεν αρκούν απολύτως για να μετακινηθούν τεράστια ηπειρωτικά μπλοκ.

Οι επικριτές της θεωρίας του Wegener έθεσαν το ζήτημα της δύναμης που κινεί τις ηπείρους στην πρώτη γραμμή και αγνόησαν όλα τα πολλά γεγονότα που επιβεβαίωσαν άνευ όρων τη θεωρία. Στην πραγματικότητα, βρήκαν το μόνο θέμα στο οποίο η νέα ιδέα ήταν ανίσχυρη και χωρίς εποικοδομητική κριτική, απέρριψαν τα κύρια στοιχεία. Μετά τον θάνατο του Άλφρεντ Βέγκενερ, η θεωρία της ηπειρωτικής μετατόπισης απορρίφθηκε, δεδομένου του καθεστώτος μιας περιθωριακής επιστήμης, και η συντριπτική πλειοψηφία της έρευνας συνέχισε να διεξάγεται στο πλαίσιο της θεωρίας των γεωσύγκλινων. Είναι αλήθεια ότι έπρεπε επίσης να αναζητήσει εξηγήσεις για την ιστορία της εγκατάστασης των ζώων στις ηπείρους. Για αυτό, εφευρέθηκαν χερσαίες γέφυρες που συνέδεαν τις ηπείρους, αλλά βυθίστηκαν στα βάθη της θάλασσας. Αυτή ήταν μια άλλη γέννηση του θρύλου της Ατλαντίδας. Αξίζει να σημειωθεί ότι ορισμένοι επιστήμονες δεν αναγνώρισαν την ετυμηγορία των παγκόσμιων αρχών και συνέχισαν να αναζητούν στοιχεία για την κίνηση των ηπείρων. So du Toit Alexander du Toit) εξήγησε τον σχηματισμό των βουνών των Ιμαλαΐων από τη σύγκρουση του Hindustan και της ευρασιατικής πλάκας.

Ο νωθρός αγώνας μεταξύ των σταθεροποιητών, όπως ονομάζονταν οι υποστηρικτές της απουσίας σημαντικών οριζόντιων κινήσεων, και των κινητοποιών, που υποστήριζαν ότι οι ήπειροι πράγματι κινήθηκαν, φούντωσε με ανανεωμένο σθένος τη δεκαετία του 1960, όταν, ως αποτέλεσμα της μελέτης του πυθμένα των ωκεανών, τα κλειδιά για την κατανόηση της «μηχανής» που ονομάζεται Γη.

Στις αρχές της δεκαετίας του 1960, συντάχθηκε ένας τοπογραφικός χάρτης του πυθμένα του Παγκόσμιου Ωκεανού, ο οποίος έδειξε ότι οι μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές βρίσκονται στο κέντρο των ωκεανών, οι οποίοι υψώνονται 1,5-2 km πάνω από τις αβυσσαλέες πεδιάδες καλυμμένες με ιζήματα. Αυτά τα δεδομένα επέτρεψαν στους R. Dietz και Harry Hess να υποβάλουν την υπόθεση εξάπλωσης το 1963. Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, η μεταφορά συμβαίνει στον μανδύα με ρυθμό περίπου 1 cm/έτος. Ανερχόμενοι κλάδοι κυψελών μεταφοράς μεταφέρουν υλικό μανδύα κάτω από τις μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές, το οποίο ανανεώνει τον πυθμένα του ωκεανού στο αξονικό τμήμα της κορυφογραμμής κάθε 300-400 χρόνια. Οι ήπειροι δεν επιπλέουν στον ωκεάνιο φλοιό, αλλά κινούνται κατά μήκος του μανδύα, «κολλώντας» παθητικά στις λιθοσφαιρικές πλάκες. Σύμφωνα με την έννοια της εξάπλωσης, οι ωκεάνιες λεκάνες της δομής είναι ασταθείς, ασταθείς, ενώ οι ήπειροι είναι σταθερές.

Η ίδια κινητήρια δύναμη (διαφορά ύψους) καθορίζει τον βαθμό ελαστικής οριζόντιας συμπίεσης του φλοιού από τη δύναμη της ιξώδους τριβής της ροής έναντι του φλοιού της γης. Το μέγεθος αυτής της συμπίεσης είναι μικρό στην περιοχή της ανοδικής ροής του μανδύα και αυξάνεται καθώς πλησιάζει το σημείο καθόδου της ροής (λόγω της μεταφοράς της πίεσης συμπίεσης μέσω του ακίνητου στερεού φλοιού προς την κατεύθυνση από τον τόπο ανόδου προς τον τόπο κάθοδος ροής). Πάνω από την καθοδική ροή, η δύναμη συμπίεσης στον φλοιό είναι τόσο μεγάλη που κατά καιρούς ξεπερνιέται η αντοχή του φλοιού (στην περιοχή της χαμηλότερης αντοχής και της υψηλότερης τάσης), μια ανελαστική (πλαστική, εύθραυστη) παραμόρφωση του φλοιού συμβαίνει - ένας σεισμός. Ταυτόχρονα, ολόκληρες οροσειρές, για παράδειγμα, τα Ιμαλάια, συμπιέζονται από τον τόπο παραμόρφωσης του φλοιού (σε διάφορα στάδια).

Με την πλαστική (εύθραυστη) παραμόρφωση, η τάση σε αυτό μειώνεται πολύ γρήγορα (με το ρυθμό μετατόπισης του φλοιού κατά τη διάρκεια ενός σεισμού) - η δύναμη συμπίεσης στην πηγή του σεισμού και στα περίχωρά της. Αλλά αμέσως μετά το τέλος της ανελαστικής παραμόρφωσης, μια πολύ αργή αύξηση της τάσης (ελαστική παραμόρφωση) που διακόπτεται από το σεισμό συνεχίζεται λόγω της πολύ αργής κίνησης της ιξώδους ροής του μανδύα, ξεκινώντας τον κύκλο προετοιμασίας για τον επόμενο σεισμό.

Έτσι, η κίνηση των πλακών είναι συνέπεια της μεταφοράς θερμότητας από τις κεντρικές ζώνες της Γης από πολύ παχύρρευστο μάγμα. Σε αυτή την περίπτωση, μέρος της θερμικής ενέργειας μετατρέπεται σε μηχανικό έργο για να ξεπεραστούν οι δυνάμεις τριβής και μέρος, έχοντας περάσει από τον φλοιό της γης, ακτινοβολείται στον περιβάλλοντα χώρο. Ο πλανήτης μας λοιπόν είναι, κατά μία έννοια, μια θερμική μηχανή.

Υπάρχουν αρκετές υποθέσεις σχετικά με την αιτία της υψηλής θερμοκρασίας του εσωτερικού της Γης. Στις αρχές του 20ου αιώνα, η υπόθεση της ραδιενεργής φύσης αυτής της ενέργειας ήταν δημοφιλής. Φαινόταν να επιβεβαιώνεται από εκτιμήσεις για τη σύνθεση του ανώτερου φλοιού, οι οποίες έδειξαν πολύ σημαντικές συγκεντρώσεις ουρανίου, καλίου και άλλων ραδιενεργών στοιχείων, αλλά αργότερα αποδείχθηκε ότι η περιεκτικότητα σε ραδιενεργά στοιχεία στα πετρώματα του φλοιού της γης είναι εντελώς ανεπαρκής για να εξασφαλίσει την παρατηρούμενη ροή βαθιάς θερμότητας. Και η περιεκτικότητα σε ραδιενεργά στοιχεία στην υποφλοιώδη ύλη (σε σύνθεση κοντά στους βασάλτες του βυθού του ωκεανού), θα έλεγε κανείς, είναι αμελητέα. Ωστόσο, αυτό δεν αποκλείει μια αρκετά υψηλή περιεκτικότητα σε βαριά ραδιενεργά στοιχεία που παράγουν θερμότητα στις κεντρικές ζώνες του πλανήτη.

Ένα άλλο μοντέλο εξηγεί τη θέρμανση με χημική διαφοροποίηση της Γης. Αρχικά, ο πλανήτης ήταν ένα μείγμα πυριτικών και μεταλλικών ουσιών. Ταυτόχρονα όμως με το σχηματισμό του πλανήτη ξεκίνησε η διαφοροποίησή του σε ξεχωριστά κελύφη. Το πιο πυκνό μεταλλικό μέρος όρμησε στο κέντρο του πλανήτη και τα πυριτικά συγκεντρώθηκαν στα ανώτερα κελύφη. Σε αυτή την περίπτωση, η δυναμική ενέργεια του συστήματος μειώθηκε και μετατράπηκε σε θερμική ενέργεια.

Άλλοι ερευνητές πιστεύουν ότι η θέρμανση του πλανήτη προέκυψε ως αποτέλεσμα της συσσώρευσης κατά τις κρούσεις μετεωριτών στην επιφάνεια ενός εκκολαπτόμενου ουράνιου σώματος. Αυτή η εξήγηση είναι αμφίβολη - κατά τη διάρκεια της προσαύξησης, η θερμότητα απελευθερώθηκε σχεδόν στην επιφάνεια, από όπου διέφυγε εύκολα στο διάστημα και όχι στις κεντρικές περιοχές της Γης.

Δευτερεύουσες δυνάμεις

Η δύναμη της ιξώδους τριβής που προκύπτει από τη θερμική μεταφορά παίζει καθοριστικό ρόλο στις κινήσεις των πλακών, αλλά εκτός από αυτήν, άλλες, μικρότερες, αλλά και σημαντικές δυνάμεις δρουν στις πλάκες. Αυτές είναι οι δυνάμεις του Αρχιμήδη, οι οποίες διασφαλίζουν ότι ο ελαφρύτερος φλοιός επιπλέει στην επιφάνεια του βαρύτερου μανδύα. Παλιρροϊκές δυνάμεις, λόγω της βαρυτικής επιρροής της Σελήνης και του Ήλιου (η διαφορά στη βαρυτική τους επίδραση σε σημεία της Γης σε διαφορετικές αποστάσεις από αυτά). Τώρα η παλιρροιακή «καμπούρα» στη Γη, που προκαλείται από την έλξη της Σελήνης, είναι κατά μέσο όρο περίπου 36 εκ. Προηγουμένως, η Σελήνη ήταν πιο κοντά και αυτό ήταν σε μεγάλη κλίμακα, η παραμόρφωση του μανδύα οδηγεί στη θέρμανση του. Για παράδειγμα, ο ηφαιστειακός που παρατηρείται στην Ιώ (ένα φεγγάρι του Δία) προκαλείται ακριβώς από αυτές τις δυνάμεις - η παλίρροια στην Ιώ είναι περίπου 120 μ. καθώς και οι δυνάμεις που προκύπτουν από αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση σε διάφορα μέρη της επιφάνειας της γης - ατμοσφαιρική Οι δυνάμεις πίεσης συχνά αλλάζουν κατά 3%, το οποίο ισοδυναμεί με ένα συνεχές στρώμα νερού πάχους 0,3 m (ή γρανίτη πάχους τουλάχιστον 10 cm). Επιπλέον, αυτή η αλλαγή μπορεί να συμβεί σε μια ζώνη πλάτους εκατοντάδων χιλιομέτρων, ενώ η αλλαγή στις παλιρροϊκές δυνάμεις συμβαίνει πιο ομαλά - σε αποστάσεις χιλιάδων χιλιομέτρων.

Αποκλίνοντα ή όρια διαχωρισμού πλακών

Αυτά είναι τα όρια μεταξύ των πλακών που κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Στο ανάγλυφο της Γης, τα όρια αυτά εκφράζονται με ρήγματα, επικρατούν παραμορφώσεις εφελκυσμού σε αυτά, το πάχος του φλοιού μειώνεται, η ροή θερμότητας είναι μέγιστη και εμφανίζεται ενεργός ηφαιστειακός. Εάν σχηματιστεί ένα τέτοιο όριο στην ήπειρο, τότε σχηματίζεται ένα ηπειρωτικό ρήγμα, το οποίο αργότερα μπορεί να μετατραπεί σε μια ωκεάνια λεκάνη με ένα ωκεάνιο ρήγμα στο κέντρο. Στα ωκεάνια ρήγματα, η εξάπλωση έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό νέου ωκεάνιου φλοιού.

ρωγμές των ωκεανών

Διάγραμμα της δομής της μεσοωκεάνιας κορυφογραμμής

ηπειρωτικά ρήγματα

Η διάσπαση της ηπείρου σε μέρη ξεκινά με το σχηματισμό ενός ρήγματος. Η κρούστα λεπταίνει και απομακρύνεται, αρχίζει ο μαγματισμός. Σχηματίζεται μια εκτεταμένη γραμμική κοιλότητα με βάθος περίπου εκατοντάδων μέτρων, η οποία περιορίζεται από μια σειρά κανονικών ρηγμάτων. Μετά από αυτό, δύο σενάρια είναι πιθανά: είτε η επέκταση του ρήγματος σταματά και γεμίζει με ιζηματογενή πετρώματα, μετατρέποντας σε αουλακογόνο, είτε οι ήπειροι συνεχίζουν να απομακρύνονται και μεταξύ τους, ήδη σε τυπικά ωκεάνια ρήγματα, αρχίζει να σχηματίζεται ο ωκεάνιος φλοιός. .

συγκλίνοντα σύνορα

Τα συγκλίνοντα όρια είναι τα όρια όπου οι πλάκες συγκρούονται. Τρεις επιλογές είναι δυνατές:

1. Ηπειρωτική πλάκα με ωκεάνια. Ο ωκεάνιος φλοιός είναι πιο πυκνός από τον ηπειρωτικό φλοιό και υποβιβάζεται κάτω από την ήπειρο σε μια ζώνη βύθισης.
2. Ωκεάνια πλάκα με ωκεάνια. Σε αυτή την περίπτωση, η μία από τις πλάκες σέρνεται κάτω από την άλλη και σχηματίζεται επίσης μια ζώνη βύθισης, πάνω από την οποία σχηματίζεται ένα νησιωτικό τόξο.
3. Ηπειρωτική πλάκα με ηπειρωτική. Συμβαίνει μια σύγκρουση, εμφανίζεται μια ισχυρή διπλωμένη περιοχή. Το κλασικό παράδειγμα είναι τα Ιμαλάια.

Σε σπάνιες περιπτώσεις, εμφανίζεται η ώθηση του ωκεάνιου φλοιού στην ηπειρωτική χώρα - απαγωγή. Μέσα από αυτή τη διαδικασία έχουν δημιουργηθεί οι οφιόλιθοι της Κύπρου, της Νέας Καληδονίας, του Ομάν και άλλων.

Στις ζώνες βύθισης, ο ωκεάνιος φλοιός απορροφάται και έτσι αντισταθμίζεται η εμφάνισή του στις μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές. Σε αυτές λαμβάνουν χώρα εξαιρετικά πολύπλοκες διεργασίες, αλληλεπιδράσεις μεταξύ του φλοιού και του μανδύα. Έτσι, ο ωκεάνιος φλοιός μπορεί να τραβήξει μπλοκ ηπειρωτικού φλοιού στον μανδύα, τα οποία, λόγω της χαμηλής πυκνότητάς τους, εκταφεύονται πίσω στον φλοιό. Έτσι προκύπτουν μεταμορφικά συμπλέγματα υπερυψηλών πιέσεων, ένα από τα πιο δημοφιλή αντικείμενα της σύγχρονης γεωλογικής έρευνας.

Οι περισσότερες σύγχρονες ζώνες καταβύθισης βρίσκονται κατά μήκος της περιφέρειας του Ειρηνικού Ωκεανού, σχηματίζοντας τον Ειρηνικό δακτύλιο φωτιάς. Οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στη ζώνη σύγκλισης των πλακών θεωρούνται από τις πιο περίπλοκες στη γεωλογία. Αναμιγνύει μπλοκ διαφορετικής προέλευσης, σχηματίζοντας ένα νέο ηπειρωτικό φλοιό.

Ενεργά ηπειρωτικά περιθώρια

Ενεργό ηπειρωτικό περιθώριο

Ένα ενεργό ηπειρωτικό περιθώριο εμφανίζεται όταν ο ωκεάνιος φλοιός βυθίζεται κάτω από μια ήπειρο. Η δυτική ακτή της Νότιας Αμερικής θεωρείται το πρότυπο για αυτό το γεωδυναμικό περιβάλλον, αποκαλείται συχνά Άνδεωνείδος ηπειρωτικού περιθωρίου. Το ενεργό ηπειρωτικό περιθώριο χαρακτηρίζεται από πολυάριθμα ηφαίστεια και ισχυρό μαγματισμό γενικά. Τα τήγματα έχουν τρία συστατικά: τον ωκεάνιο φλοιό, τον μανδύα από πάνω του και τα κατώτερα μέρη του ηπειρωτικού φλοιού.

Κάτω από το ενεργό ηπειρωτικό περιθώριο, υπάρχει μια ενεργή μηχανική αλληλεπίδραση μεταξύ της ωκεάνιας και της ηπειρωτικής πλάκας. Ανάλογα με την ταχύτητα, την ηλικία και το πάχος του ωκεάνιου φλοιού, είναι πιθανά διάφορα σενάρια ισορροπίας. Εάν η πλάκα κινείται αργά και έχει σχετικά χαμηλό πάχος, τότε η ήπειρος αφαιρεί το ιζηματογενές κάλυμμα από αυτήν. Τα ιζηματογενή πετρώματα συνθλίβονται σε έντονες πτυχώσεις, μεταμορφώνονται και γίνονται μέρος του ηπειρωτικού φλοιού. Η δομή που προκύπτει ονομάζεται προσαυξητική σφήνα. Εάν η ταχύτητα της πλάκας καταβύθισης είναι υψηλή και το ιζηματογενές κάλυμμα είναι λεπτό, τότε ο ωκεάνιος φλοιός διαγράφει τον πυθμένα της ηπείρου και τον τραβάει στον μανδύα.

νησιωτικά τόξα

νησιώτικο τόξο

Τα νησιωτικά τόξα είναι αλυσίδες ηφαιστειακών νησιών πάνω από μια ζώνη βύθισης, που εμφανίζονται όπου μια ωκεάνια πλάκα υποβιβάζεται κάτω από μια άλλη ωκεάνια πλάκα. Τα Αλεούτια, τα Κουρίλια, τα νησιά Μαριάνα και πολλά άλλα αρχιπέλαγος μπορούν να ονομαστούν ως τυπικά σύγχρονα νησιωτικά τόξα. Τα ιαπωνικά νησιά αναφέρονται επίσης συχνά ως νησιωτικό τόξο, αλλά η ίδρυσή τους είναι πολύ αρχαία και στην πραγματικότητα σχηματίζονται από πολλά συμπλέγματα νησιωτικών τόξων διαφορετικών εποχών, έτσι ώστε τα ιαπωνικά νησιά να είναι μια μικροήπειρος.

Τα νησιωτικά τόξα σχηματίζονται όταν δύο ωκεάνιες πλάκες συγκρούονται. Σε αυτή την περίπτωση, μια από τις πλάκες βρίσκεται στο κάτω μέρος και απορροφάται στο μανδύα. Ηφαίστεια με τόξο νησιών σχηματίζονται στην επάνω πλάκα. Η καμπύλη πλευρά του νησιωτικού τόξου κατευθύνεται προς την απορροφούμενη πλάκα. Από αυτή την πλευρά, υπάρχει μια τάφρος βαθέων υδάτων και μια γούρνα με πρόσθιο τόξο.

Πίσω από το νησιωτικό τόξο υπάρχει μια λεκάνη με οπίσθιο τόξο (τυπικά παραδείγματα: η Θάλασσα του Οχότσκ, η Θάλασσα της Νότιας Κίνας κ.λπ.) στην οποία μπορεί επίσης να σημειωθεί εξάπλωση.

Σύγκρουση ηπείρων

Σύγκρουση ηπείρων

Η σύγκρουση των ηπειρωτικών πλακών οδηγεί στην κατάρρευση του φλοιού και στο σχηματισμό οροσειρών. Παράδειγμα σύγκρουσης είναι η ορεινή ζώνη Άλπεων-Ιμαλαΐων που σχηματίστηκε από το κλείσιμο του ωκεανού της Τηθύος και μια σύγκρουση με την ευρασιατική πλάκα του Ινδουστάν και της Αφρικής. Ως αποτέλεσμα, το πάχος του φλοιού αυξάνεται σημαντικά, κάτω από τα Ιμαλάια είναι 70 km. Πρόκειται για μια ασταθή δομή, καταστρέφεται έντονα από την επιφανειακή και τεκτονική διάβρωση. Οι γρανίτες τήκονται από μεταμορφωμένα ιζηματογενή και πυριγενή πετρώματα στον φλοιό με απότομα αυξημένο πάχος. Έτσι σχηματίστηκαν οι μεγαλύτεροι βαθόλιθοι, για παράδειγμα, Angara-Vitimsky και Zerenda.

Μεταμορφώστε τα σύνορα

Όπου οι πλάκες κινούνται σε παράλληλη πορεία, αλλά με διαφορετικές ταχύτητες, συμβαίνουν ρήγματα μετασχηματισμού - μεγάλα ρήγματα διάτμησης που είναι ευρέως διαδεδομένα στους ωκεανούς και σπάνια στις ηπείρους.

Transform Rifts

Στους ωκεανούς, τα ρήγματα μετασχηματισμού εκτείνονται κάθετα στις κορυφογραμμές του μέσου ωκεανού (MORs) και τα χωρίζουν σε τμήματα πλάτους κατά μέσο όρο 400 km. Μεταξύ των τμημάτων της κορυφογραμμής υπάρχει ένα ενεργό τμήμα του σφάλματος μετασχηματισμού. Σεισμοί και οικοδόμηση βουνών συμβαίνουν συνεχώς σε αυτήν την περιοχή, πολυάριθμες φτερωτές κατασκευές σχηματίζονται γύρω από το ρήγμα - ωθήσεις, πτυχώσεις και γκράμπεν. Ως αποτέλεσμα, τα πετρώματα του μανδύα εκτίθενται συχνά στη ζώνη του ρήγματος.

Και στις δύο πλευρές των τμημάτων MOR υπάρχουν ανενεργά τμήματα σφαλμάτων μετασχηματισμού. Ενεργητικές κινήσεις δεν εμφανίζονται σε αυτά, αλλά εκφράζονται ξεκάθαρα στην τοπογραφία του ωκεανού βυθού ως γραμμικές ανυψώσεις με κεντρική ύφεση.

Τα σφάλματα μετασχηματισμού σχηματίζουν ένα κανονικό πλέγμα και, προφανώς, δεν προκύπτουν τυχαία, αλλά για αντικειμενικούς φυσικούς λόγους. Ο συνδυασμός δεδομένων αριθμητικής μοντελοποίησης, θερμοφυσικών πειραμάτων και γεωφυσικών παρατηρήσεων κατέστησε δυνατό να διαπιστωθεί ότι η μεταφορά του μανδύα έχει μια τρισδιάστατη δομή. Εκτός από την κύρια ροή από το MOR, διαμήκεις ροές προκύπτουν στο συναγωγικό στοιχείο λόγω της ψύξης του άνω μέρους της ροής. Αυτή η ψυχρή ύλη ορμάει προς τα κάτω κατά μήκος της κύριας κατεύθυνσης της ροής του μανδύα. Στις ζώνες αυτής της δευτερεύουσας φθίνουσας ροής εντοπίζονται τα ρήγματα μετασχηματισμού. Αυτό το μοντέλο συμφωνεί καλά με τα δεδομένα για τη ροή θερμότητας: παρατηρείται μείωση στα σφάλματα μετασχηματισμού.

Μετατοπίσεις σε όλες τις ηπείρους

Τα όρια διάτμησης στις ηπείρους είναι σχετικά σπάνια. Ίσως το μόνο ενεργό παράδειγμα αυτού του τύπου ορίου είναι το ρήγμα San Andreas, το οποίο χωρίζει τη Βόρεια Αμερική από τον Ειρηνικό. Το ρήγμα San Andreas μήκους 800 μιλίων είναι μία από τις πιο σεισμικά ενεργές περιοχές στον πλανήτη: οι πλάκες μετατοπίζονται μεταξύ τους κατά 0,6 cm το χρόνο, σεισμοί με μέγεθος άνω των 6 μονάδων συμβαίνουν κατά μέσο όρο μία φορά κάθε 22 χρόνια. Η πόλη του Σαν Φρανσίσκο και μεγάλο μέρος της περιοχής του κόλπου του Σαν Φρανσίσκο είναι χτισμένα σε κοντινή απόσταση από αυτό το ρήγμα.

Διαδικασίες εντός πλακών

Οι πρώτες διατυπώσεις της τεκτονικής πλακών υποστήριζαν ότι ο ηφαιστειισμός και τα σεισμικά φαινόμενα συγκεντρώνονταν κατά μήκος των ορίων των πλακών, αλλά σύντομα έγινε σαφές ότι συγκεκριμένες τεκτονικές και μαγματικές διεργασίες πραγματοποιούνταν μέσα στις πλάκες, οι οποίες ερμηνεύτηκαν επίσης στο πλαίσιο αυτής της θεωρίας. Μεταξύ των ενδοπλακικών διεργασιών, ιδιαίτερη θέση κατέλαβαν τα φαινόμενα μακροχρόνιου βασαλτικού μαγματισμού σε ορισμένες περιοχές, τα λεγόμενα hot spots.

Hot Spots

Πολλά ηφαιστειακά νησιά βρίσκονται στον πυθμένα των ωκεανών. Μερικά από αυτά βρίσκονται σε αλυσίδες με διαδοχικά μεταβαλλόμενη ηλικία. Ένα κλασικό παράδειγμα μιας τέτοιας υποβρύχιας κορυφογραμμής είναι η υποβρύχια κορυφογραμμή της Χαβάης. Ανεβαίνει πάνω από την επιφάνεια του ωκεανού με τη μορφή των νησιών της Χαβάης, από τα οποία μια αλυσίδα θαλάσσιων βουνών με συνεχώς αυξανόμενη ηλικία εκτείνεται στα βορειοδυτικά, μερικά από τα οποία, για παράδειγμα, η Ατόλη Midway, έρχονται στην επιφάνεια. Σε απόσταση περίπου 3000 χλμ. από τη Χαβάη, η αλυσίδα στρέφεται ελαφρώς προς τα βόρεια και ήδη ονομάζεται Αυτοκρατορική Οροσειρά. Διακόπτεται σε μια τάφρο βαθέων υδάτων μπροστά από το τόξο των Αλεούτιων νησιών.

Για να εξηγηθεί αυτή η εκπληκτική δομή, προτάθηκε ότι υπάρχει ένα καυτό σημείο κάτω από τα νησιά της Χαβάης - ένα μέρος όπου μια καυτή ροή μανδύα ανεβαίνει στην επιφάνεια, η οποία λιώνει τον ωκεάνιο φλοιό που κινείται από πάνω του. Υπάρχουν πολλά τέτοια σημεία στη Γη τώρα. Η ροή του μανδύα που τα προκαλεί ονομάστηκε λοφίο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, θεωρείται μια εξαιρετικά βαθιά προέλευση της ύλης λοφίου, μέχρι το όριο πυρήνα-μανδύα.

Παγίδες και ωκεάνια οροπέδια

Εκτός από τα μακροπρόθεσμα hotspots, μερικές φορές εμφανίζονται μεγαλειώδεις εκροές τήγματος μέσα στις πλάκες, οι οποίες σχηματίζουν παγίδες στις ηπείρους, και ωκεάνια οροπέδια στους ωκεανούς. Η ιδιαιτερότητα αυτού του τύπου μαγματισμού είναι ότι εμφανίζεται σε γεωλογικά σύντομο χρονικό διάστημα - της τάξης πολλών εκατομμυρίων ετών, αλλά καταλαμβάνει τεράστιες περιοχές (δεκάδες χιλιάδες km²). Ταυτόχρονα, ένας κολοσσιαίος όγκος βασάλτων ξεχύνεται, συγκρίσιμος με τον αριθμό τους, που κρυσταλλώνεται στις μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές.

Οι παγίδες της Σιβηρίας είναι γνωστές στην Πλατφόρμα της Ανατολικής Σιβηρίας, οι παγίδες του οροπεδίου Deccan στην ήπειρο Hindustan και πολλές άλλες. Οι παγίδες πιστεύεται επίσης ότι προκαλούνται από θερμές ροές μανδύα, αλλά σε αντίθεση με τα hotspots, είναι βραχύβιες και η διαφορά μεταξύ τους δεν είναι απολύτως σαφής.

Τα καυτά σημεία και οι παγίδες έδωσαν αφορμή για τη δημιουργία του λεγόμενου λοφίο γεωτεκτονική, το οποίο αναφέρει ότι όχι μόνο η κανονική μεταφορά, αλλά και τα λοφία παίζουν σημαντικό ρόλο στις γεωδυναμικές διεργασίες. Η τεκτονική των πλακών δεν έρχεται σε αντίθεση με την τεκτονική των πλακών, αλλά τη συμπληρώνει.

Η τεκτονική των πλακών ως σύστημα επιστημών

Η τεκτονική δεν μπορεί πλέον να θεωρηθεί ως μια καθαρά γεωλογική έννοια. Διαδραματίζει βασικό ρόλο σε όλες τις γεωεπιστήμες· έχουν εντοπιστεί αρκετές μεθοδολογικές προσεγγίσεις με διαφορετικές βασικές έννοιες και αρχές σε αυτό.

Από άποψη κινηματική προσέγγιση, οι κινήσεις των πλακών μπορούν να περιγραφούν από τους γεωμετρικούς νόμους της κίνησης των μορφών στη σφαίρα. Η Γη θεωρείται ως ένα μωσαϊκό από πλάκες διαφορετικών μεγεθών που κινούνται μεταξύ τους και με τον ίδιο τον πλανήτη. Τα παλαιομαγνητικά δεδομένα καθιστούν δυνατή την ανακατασκευή της θέσης του μαγνητικού πόλου σε σχέση με κάθε πλάκα σε διαφορετικούς χρόνους. Η γενίκευση των δεδομένων σε διαφορετικές πλάκες οδήγησε στην ανακατασκευή ολόκληρης της ακολουθίας των σχετικών μετατοπίσεων των πλακών. Ο συνδυασμός αυτών των δεδομένων με πληροφορίες από στατικά hotspots κατέστησε δυνατό τον προσδιορισμό των απόλυτων κινήσεων των πλακών και της ιστορίας της κίνησης των μαγνητικών πόλων της Γης.

Θερμοφυσική προσέγγισηθεωρεί τη Γη ως μια θερμική μηχανή, στην οποία η θερμική ενέργεια μετατρέπεται εν μέρει σε μηχανική ενέργεια. Στο πλαίσιο αυτής της προσέγγισης, η κίνηση της ύλης στα εσωτερικά στρώματα της Γης μοντελοποιείται ως ροή ενός ιξώδους ρευστού, που περιγράφεται από τις εξισώσεις Navier-Stokes. Η μεταφορά του μανδύα συνοδεύεται από μεταπτώσεις φάσης και χημικές αντιδράσεις, οι οποίες παίζουν καθοριστικό ρόλο στη δομή των ροών του μανδύα. Με βάση δεδομένα γεωφυσικής ηχογράφησης, αποτελέσματα θερμοφυσικών πειραμάτων και αναλυτικούς και αριθμητικούς υπολογισμούς, οι επιστήμονες προσπαθούν να αναλύσουν τη δομή της μεταφοράς του μανδύα, να βρουν τους ρυθμούς ροής και άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά των βαθιών διεργασιών. Αυτά τα δεδομένα είναι ιδιαίτερα σημαντικά για την κατανόηση της δομής των βαθύτερων τμημάτων της Γης - του κατώτερου μανδύα και του πυρήνα, τα οποία είναι απρόσιτα για άμεση μελέτη, αλλά αναμφίβολα έχουν τεράστιο αντίκτυπο στις διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα στην επιφάνεια του πλανήτη.

Γεωχημική προσέγγιση. Για τη γεωχημεία, η τεκτονική των πλακών είναι σημαντική ως μηχανισμός για τη συνεχή ανταλλαγή ύλης και ενέργειας μεταξύ των διαφόρων κελυφών της Γης. Κάθε γεωδυναμική ρύθμιση χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένες ενώσεις πετρωμάτων. Με τη σειρά τους, αυτά τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό του γεωδυναμικού σκηνικού στο οποίο σχηματίστηκε ο βράχος.

Ιστορική προσέγγιση. Με την έννοια της ιστορίας του πλανήτη Γη, η τεκτονική πλακών είναι η ιστορία της σύνδεσης και της διάσπασης των ηπείρων, η γέννηση και η εξαφάνιση ηφαιστειακών αλυσίδων, η εμφάνιση και το κλείσιμο των ωκεανών και των θαλασσών. Τώρα, για μεγάλα κομμάτια του φλοιού, η ιστορία των κινήσεων έχει δημιουργηθεί με μεγάλη λεπτομέρεια και για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά για τις μικρές πλάκες, οι μεθοδολογικές δυσκολίες είναι πολύ μεγαλύτερες. Οι πιο περίπλοκες γεωδυναμικές διεργασίες συμβαίνουν σε ζώνες σύγκρουσης πλακών, όπου σχηματίζονται οροσειρές, που αποτελούνται από πολλά μικρά ετερογενή τετράγωνα - εδάφη. Κατά τη μελέτη των Βραχωδών Ορέων, γεννήθηκε μια ειδική κατεύθυνση γεωλογικής έρευνας - ανάλυση εδάφους, η οποία απορρόφησε ένα σύνολο μεθόδων για τον εντοπισμό των εδαφών και την ανακατασκευή της ιστορίας τους.

Τεκτονική πλακών σε άλλους πλανήτες

Επί του παρόντος δεν υπάρχουν στοιχεία για τη σύγχρονη τεκτονική πλακών σε άλλους πλανήτες του ηλιακού συστήματος. Μελέτες του μαγνητικού πεδίου του Άρη, που πραγματοποιήθηκαν από τον διαστημικό σταθμό Mars Global Surveyor, υποδεικνύουν την πιθανότητα τεκτονικών πλακών στον Άρη στο παρελθόν.

Στο παρελθόν [ πότε?] η ροή θερμότητας από τα έγκατα του πλανήτη ήταν μεγαλύτερη, άρα ο φλοιός ήταν λεπτότερος, η πίεση κάτω από τον πολύ λεπτότερο φλοιό ήταν επίσης πολύ χαμηλότερη. Και σε σημαντικά χαμηλότερη πίεση και ελαφρώς υψηλότερη θερμοκρασία, το ιξώδες των ροών μεταφοράς του μανδύα απευθείας κάτω από το φλοιό ήταν πολύ χαμηλότερο από το τρέχον. Επομένως, στον φλοιό που επιπλέει στην επιφάνεια της ροής του μανδύα, η οποία είναι λιγότερο παχύρρευστη από σήμερα, προέκυψαν μόνο σχετικά μικρές ελαστικές παραμορφώσεις. Και οι μηχανικές τάσεις που δημιουργούνται στον φλοιό από λιγότερο ιξώδη από τα σημερινά ρεύματα μεταφοράς δεν ήταν επαρκείς για να υπερβούν την τελική αντοχή των πετρωμάτων του φλοιού. Επομένως, είναι πιθανό να μην υπήρχε τέτοια τεκτονική δραστηριότητα όπως σε μεταγενέστερο χρόνο.

Προηγούμενες κινήσεις πιάτων

Για περισσότερα σχετικά με αυτό το θέμα, δείτε: Ιστορικό της κίνησης των πλακών.

Η ανακατασκευή προηγούμενων κινήσεων πλακών είναι ένα από τα κύρια θέματα της γεωλογικής έρευνας. Με ποικίλους βαθμούς λεπτομέρειας, οι θέσεις των ηπείρων και οι ογκόλιθοι από τους οποίους σχηματίστηκαν έχουν ανακατασκευαστεί μέχρι το Αρχαίο.

Από την ανάλυση των κινήσεων των ηπείρων, έγινε μια εμπειρική παρατήρηση ότι κάθε 400-600 εκατομμύρια χρόνια οι ήπειροι συγκεντρώνονται σε μια τεράστια ήπειρο που περιέχει σχεδόν ολόκληρο τον ηπειρωτικό φλοιό - μια υπερήπειρο. Οι σύγχρονες ήπειροι σχηματίστηκαν πριν από 200-150 εκατομμύρια χρόνια, ως αποτέλεσμα της διάσπασης της υπερηπείρου Παγγαία. Τώρα οι ήπειροι βρίσκονται στο στάδιο σχεδόν του μέγιστου διαχωρισμού. Ο Ατλαντικός Ωκεανός επεκτείνεται και ο Ειρηνικός κλείνει. Το Hindustan κινείται προς τα βόρεια και συντρίβει την ευρασιατική πλάκα, αλλά, προφανώς, ο πόρος αυτής της κίνησης έχει ήδη σχεδόν εξαντληθεί και στο εγγύς μέλλον θα εμφανιστεί μια νέα ζώνη βύθισης στον Ινδικό Ωκεανό, στην οποία ο ωκεάνιος φλοιός του Ινδικού Ωκεανού θα απορροφηθεί κάτω από την ινδική ήπειρο.

Επίδραση των κινήσεων των πλακών στο κλίμα

Η θέση των μεγάλων ηπειρωτικών μαζών στις πολικές περιοχές συμβάλλει στη γενική μείωση της θερμοκρασίας του πλανήτη, καθώς μπορεί να σχηματιστούν στρώματα πάγου στις ηπείρους. Όσο πιο ανεπτυγμένος ο παγετώνας, τόσο μεγαλύτερο είναι το άλμπεντο του πλανήτη και τόσο χαμηλότερη είναι η μέση ετήσια θερμοκρασία.

Επιπλέον, η σχετική θέση των ηπείρων καθορίζει την ωκεάνια και την ατμοσφαιρική κυκλοφορία.

Ωστόσο, ένα απλό και λογικό σχήμα: ήπειροι στις πολικές περιοχές - παγετώνες, ήπειροι στις ισημερινές περιοχές - αύξηση θερμοκρασίας, αποδεικνύεται λανθασμένο σε σύγκριση με γεωλογικά δεδομένα για το παρελθόν της Γης. Ο Τεταρτογενής παγετώνας συνέβη πραγματικά όταν εμφανίστηκε η Ανταρκτική στην περιοχή του Νότιου Πόλου και στο βόρειο ημισφαίριο, η Ευρασία και η Βόρεια Αμερική πλησίασαν τον Βόρειο Πόλο. Από την άλλη πλευρά, ο ισχυρότερος Πρωτοζωϊκός παγετώνας, κατά τον οποίο η Γη ήταν σχεδόν πλήρως καλυμμένη με πάγο, συνέβη όταν οι περισσότερες ηπειρωτικές μάζες βρίσκονταν στην περιοχή του ισημερινού.

Επιπλέον, σημαντικές αλλαγές στη θέση των ηπείρων συμβαίνουν σε ένα χρόνο περίπου δεκάδων εκατομμυρίων ετών, ενώ η συνολική διάρκεια των εποχών των παγετώνων είναι περίπου αρκετά εκατομμύρια χρόνια, και κατά τη διάρκεια μιας εποχής των παγετώνων υπάρχουν κυκλικές αλλαγές των παγετώνων και των μεσοπαγετώνων περιόδων . Όλες αυτές οι κλιματικές αλλαγές συμβαίνουν γρήγορα σε σύγκριση με τις ταχύτητες με τις οποίες κινούνται οι ήπειροι, και επομένως η κίνηση των πλακών δεν μπορεί να είναι η αιτία.

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι οι κινήσεις των πλακών δεν παίζουν καθοριστικό ρόλο στην κλιματική αλλαγή, αλλά μπορεί να είναι ένας σημαντικός πρόσθετος παράγοντας που τις «σπρώχνει».

Σημασία της τεκτονικής πλακών

Η τεκτονική των πλακών έχει παίξει ρόλο στις επιστήμες της γης συγκρίσιμο με την ηλιοκεντρική έννοια στην αστρονομία ή την ανακάλυψη του DNA στη γενετική. Πριν από την υιοθέτηση της θεωρίας της τεκτονικής πλακών, οι επιστήμες της γης ήταν περιγραφικές. Πέτυχαν υψηλό επίπεδο τελειότητας στην περιγραφή των φυσικών αντικειμένων, αλλά σπάνια ήταν σε θέση να εξηγήσουν τις αιτίες των διεργασιών. Σε διαφορετικούς κλάδους της γεωλογίας θα μπορούσαν να κυριαρχούν αντίθετες έννοιες. Η τεκτονική των πλακών συνέδεσε τις διάφορες επιστήμες της Γης, τους έδωσε προγνωστική δύναμη.

δείτε επίσης

Σημειώσεις

Βιβλιογραφία

• Βέγκενερ Α.Προέλευση ηπείρων και ωκεανών / μετάφρ. με αυτόν. P. G. Kaminsky, επιμ. P. N. Kropotkin. - Λ.: Nauka, 1984. - 285 σελ.
• Dobretsov N. L., Kirdyashkin A. G.Βαθιά γεωδυναμική. - Novosibirsk, 1994. - 299 σελ.
• Zonenshain, Kuzmin M. I.Τεκτονική πλακών της ΕΣΣΔ. Σε 2 τόμους.
• Kuzmin M. I., Korolkov A. T., Dril S. I., Kovalenko S. N.Ιστορική γεωλογία με βασικά στοιχεία της τεκτονικής πλακών και της μεταλλογονίας. - Ιρκούτσκ: Ιρκούτ. un-t, 2000. - 288 p.
• Κοξ Α, Χαρτ Ρ.Τεκτονικές πλάκες. - Μ.: Μιρ, 1989. - 427 σελ.
• N. V. Koronovsky, V. E. Khain, Yasamanov N. A. Historical Geology: Textbook. Μ.: Εκδοτικός οίκος Academy, 2006.
• Lobkovsky L. I., Nikishin A. M., Khain V. E.Σύγχρονα προβλήματα γεωτεκτονικής και γεωδυναμικής. - Μ.: Επιστημονικός κόσμος, 2004. - 612 σελ. - ISBN 5-89176-279-X.
• Khain, Viktor Efimovich. Τα κύρια προβλήματα της σύγχρονης γεωλογίας. Μ.: Επιστημονικός Κόσμος, 2003.

Συνδέσεις

Στα ρώσικα

• Khain, Viktor Efimovich Σύγχρονη γεωλογία: προβλήματα και προοπτικές
• V. P. Trubitsyn, V. V. Rykov. Συναγωγή μανδύα και παγκόσμια τεκτονική του Κοινού Ινστιτούτου Γης για τη Φυσική της Γης RAS, Μόσχα
• Αιτίες τεκτονικών ρηγμάτων, ηπειρωτική μετατόπιση και φυσική ισορροπία θερμότητας του πλανήτη (USAP)
• Khain, Victor Efimovich Τεκτονικές πλακών, οι δομές, οι κινήσεις και οι παραμορφώσεις τους

Στα Αγγλικά

ΕΞΕΛΙΞΗ ΓΗΣ

Η ΓΗ ΣΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Η Γη ανήκει στους επίγειους πλανήτες, πράγμα που σημαίνει ότι, σε αντίθεση με τους αέριους γίγαντες όπως ο Δίας, έχει μια συμπαγή επιφάνεια. Είναι ο μεγαλύτερος από τους τέσσερις επίγειους πλανήτες του ηλιακού συστήματος, τόσο σε μέγεθος όσο και σε μάζα. Επιπλέον, η Γη έχει την υψηλότερη πυκνότητα, την ισχυρότερη επιφανειακή βαρύτητα και το ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο μεταξύ των τεσσάρων πλανητών.

σχήμα γης

Σύγκριση των μεγεθών των επίγειων πλανητών (από αριστερά προς τα δεξιά): Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης.

Κίνηση της Γης

Η Γη κινείται γύρω από τον Ήλιο σε μια ελλειπτική τροχιά σε απόσταση περίπου 150 εκατομμυρίων km με μέση ταχύτητα 29,765 km/sec. Η ταχύτητα της τροχιάς της Γης δεν είναι σταθερή: τον Ιούλιο αρχίζει να επιταχύνει (αφού περάσει από το αφήλιο), και τον Ιανουάριο αρχίζει να επιβραδύνεται ξανά (αφού περάσει από το περιήλιο). Ο ήλιος και ολόκληρο το ηλιακό σύστημα περιστρέφονται γύρω από το κέντρο του γαλαξία του Γαλαξία σε μια σχεδόν κυκλική τροχιά με ταχύτητα περίπου 220 km/s. Παρασυρόμενη από την κίνηση του Ήλιου, η Γη περιγράφει μια έλικα στο διάστημα.

Προς το παρόν, το περιήλιο της Γης είναι γύρω στις 3 Ιανουαρίου και το αφήλιο είναι γύρω στις 4 Ιουλίου.

Για τη Γη, η ακτίνα της σφαίρας των λόφων (η σφαίρα επιρροής της γήινης βαρύτητας) είναι περίπου 1,5 εκατομμύριο km. Αυτή είναι η μέγιστη απόσταση στην οποία η επίδραση της βαρύτητας της Γης είναι μεγαλύτερη από την επίδραση της βαρύτητας άλλων πλανητών και του Ήλιου.

Δομή της γης Εσωτερική δομή

Γενική δομή του πλανήτη Γη

Η Γη, όπως και άλλοι επίγειοι πλανήτες, έχει μια πολυεπίπεδη εσωτερική δομή. Αποτελείται από συμπαγή πυριτικά κελύφη (κρούστα, εξαιρετικά παχύρρευστο μανδύα) και μεταλλικό πυρήνα. Το εξωτερικό μέρος του πυρήνα είναι υγρό (πολύ λιγότερο παχύρρευστο από τον μανδύα), ενώ το εσωτερικό είναι στερεό.

Η εσωτερική θερμότητα του πλανήτη πιθανότατα παρέχεται από τη ραδιενεργή διάσπαση των ισοτόπων κάλιο-40, ουράνιο-238 και θόριο-232. Και τα τρία στοιχεία έχουν χρόνο ημιζωής πάνω από ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Στο κέντρο του πλανήτη, η θερμοκρασία μπορεί να ανέλθει στους 7.000 Κ και η πίεση μπορεί να φτάσει τα 360 GPa (3,6 χιλιάδες atm.).

Ο φλοιός της γης είναι το πάνω μέρος της στερεάς γης.

Ο φλοιός της γης χωρίζεται σε λιθοσφαιρικές πλάκες διαφορετικών μεγεθών, που κινούνται μεταξύ τους.

Ο μανδύας είναι ένα πυριτικό κέλυφος της Γης, που αποτελείται κυρίως από πετρώματα που αποτελούνται από πυριτικά άλατα μαγνησίου, σιδήρου, ασβεστίου κ.λπ.

Ο μανδύας εκτείνεται από βάθη 5–70 km κάτω από το όριο με τον φλοιό της Γης έως το όριο με τον πυρήνα σε βάθος 2900 km.

Ο πυρήνας αποτελείται από ένα κράμα σιδήρου-νικελίου αναμεμειγμένο με άλλα στοιχεία.

Θεωρία τεκτονικών πλακών Τεκτονικές πλατφόρμες

Σύμφωνα με την τεκτονική θεωρία των πλακών, το εξωτερικό μέρος της Γης αποτελείται από τη λιθόσφαιρα, η οποία περιλαμβάνει τον φλοιό της γης και το σκληρυμένο άνω μέρος του μανδύα. Κάτω από τη λιθόσφαιρα βρίσκεται η ασθενόσφαιρα, η οποία αποτελεί το εσωτερικό μέρος του μανδύα. Η ασθενόσφαιρα συμπεριφέρεται σαν ένα υπερθερμασμένο και εξαιρετικά παχύρρευστο ρευστό.

Η λιθόσφαιρα χωρίζεται σε τεκτονικές πλάκες και, όπως ήταν, επιπλέει στην ασθενόσφαιρα. Οι πλάκες είναι άκαμπτα τμήματα που κινούνται μεταξύ τους. Αυτές οι περίοδοι μετανάστευσης είναι πολλά εκατομμύρια χρόνια. Σε ρήγματα μεταξύ τεκτονικών πλακών, μπορεί να συμβούν σεισμοί, ηφαιστειακή δραστηριότητα, οικοδόμηση βουνών και σχηματισμός βυθίσεων ωκεανών.

Μεταξύ των τεκτονικών πλακών, οι ωκεάνιες πλάκες έχουν την υψηλότερη ταχύτητα κίνησης. Έτσι, η πλάκα του Ειρηνικού κινείται με ταχύτητα 52 - 69 mm ετησίως. Η χαμηλότερη ταχύτητα είναι στην ευρασιατική πλάκα - 21 mm ετησίως.

υπερήπειρος

Μια υπερήπειρος είναι μια ήπειρος στην τεκτονική πλακών που περιέχει σχεδόν όλο τον ηπειρωτικό φλοιό της Γης.

Η μελέτη της ιστορίας των κινήσεων των ηπείρων έδειξε ότι με συχνότητα περίπου 600 εκατομμυρίων ετών, όλα τα ηπειρωτικά τετράγωνα συγκεντρώνονται σε ένα ενιαίο μπλοκ, το οποίο στη συνέχεια χωρίζεται.

Ο σχηματισμός της επόμενης υπερηπείρου σε 50 εκατομμύρια χρόνια προβλέπεται από Αμερικανούς επιστήμονες με βάση δορυφορικές παρατηρήσεις της κίνησης των ηπείρων. Η Αφρική θα συγχωνευθεί με την Ευρώπη, η Αυστραλία θα συνεχίσει να κινείται βόρεια και να ενωθεί με την Ασία και ο Ατλαντικός Ωκεανός, μετά από κάποια επέκταση, θα εξαφανιστεί εντελώς.

Ηφαίστεια

Ηφαίστεια - γεωλογικοί σχηματισμοί στην επιφάνεια του φλοιού της γης ή στον φλοιό άλλου πλανήτη, όπου το μάγμα έρχεται στην επιφάνεια, σχηματίζοντας λάβα, ηφαιστειακά αέρια, πέτρες.

Η λέξη "Vulcan" προέρχεται από το όνομα του αρχαίου ρωμαϊκού θεού της φωτιάς, Vulcan.

Η επιστήμη που μελετά τα ηφαίστεια είναι η ηφαιστειολογία.

1. Ηφαιστειακή δραστηριότητα

Τα ηφαίστεια χωρίζονται ανάλογα με το βαθμό της ηφαιστειακής δραστηριότητας σε ενεργά, αδρανοποιημένα και εξαφανισμένα.

Μεταξύ των ηφαιστειολόγων δεν υπάρχει συναίνεση για τον ορισμό ενός ενεργού ηφαιστείου. Η περίοδος της ηφαιστειακής δραστηριότητας μπορεί να διαρκέσει από αρκετούς μήνες έως αρκετά εκατομμύρια χρόνια. Πολλά ηφαίστεια εμφάνισαν ηφαιστειακή δραστηριότητα πριν από αρκετές δεκάδες χιλιάδες χρόνια, αλλά επί του παρόντος δεν θεωρούνται ενεργά.

Συχνά στους κρατήρες των ηφαιστείων υπάρχουν λίμνες υγρής λάβας. Εάν το μάγμα είναι παχύρρευστο, τότε μπορεί να φράξει τον αεραγωγό, σαν "φελλός". Αυτό οδηγεί στις ισχυρότερες εκρηκτικές εκρήξεις, όταν η ροή των αερίων κυριολεκτικά βγάζει την «βύσμα» από την οπή.

Υπάρχουν δύο τύποι λιθόσφαιρας. Η ωκεάνια λιθόσφαιρα έχει ωκεάνιο φλοιό πάχους περίπου 6 km. Καλύπτεται κυρίως από θάλασσα. Η ηπειρωτική λιθόσφαιρα καλύπτεται από έναν ηπειρωτικό φλοιό με πάχος 35 έως 70 km. Ως επί το πλείστον, αυτός ο φλοιός προεξέχει από πάνω, σχηματίζοντας γη.

Πιάτα

Πετρώματα και ορυκτά

κινούμενες πλάκες

Οι πλάκες του φλοιού της γης κινούνται συνεχώς προς διαφορετικές κατευθύνσεις, αν και πολύ αργά. Η μέση ταχύτητα της κίνησής τους είναι 5 εκατοστά το χρόνο. Τα νύχια σας μεγαλώνουν περίπου με τον ίδιο ρυθμό. Δεδομένου ότι όλες οι πλάκες είναι στενά γειτονικές μεταξύ τους, η κίνηση οποιασδήποτε από αυτές δρα στις γύρω πλάκες, προκαλώντας τη σταδιακή μετακίνηση τους. Οι πλάκες μπορούν να κινούνται με διαφορετικούς τρόπους, οι οποίοι φαίνονται στα όριά τους, αλλά οι λόγοι που προκαλούν την κίνηση των πλακών είναι ακόμα άγνωστοι στους επιστήμονες. Προφανώς, αυτή η διαδικασία μπορεί να μην έχει ούτε αρχή ούτε τέλος. Ωστόσο, ορισμένες θεωρίες υποστηρίζουν ότι ένας τύπος κίνησης της πλάκας μπορεί να είναι, ας πούμε, «πρωτεύων», και από αυτόν όλες οι άλλες πλάκες έχουν ήδη τεθεί σε κίνηση.

Ένας τύπος κίνησης της πλάκας είναι η «βουτιά» μιας πλάκας κάτω από μια άλλη. Μερικοί μελετητές πιστεύουν ότι είναι αυτός ο τύπος κίνησης που προκαλεί όλες τις άλλες κινήσεις της πλάκας. Σε ορισμένα όρια, λιωμένο πέτρωμα, που διαπερνά την επιφάνεια μεταξύ δύο πλακών, σκληραίνει κατά μήκος των άκρων τους, απομακρύνοντας αυτές τις πλάκες. Αυτή η διαδικασία μπορεί επίσης να προκαλέσει την κίνηση όλων των άλλων πλακών. Πιστεύεται επίσης ότι, εκτός από την κύρια ώθηση, η κίνηση των πλακών διεγείρεται από γιγάντιες ροές θερμότητας που κυκλοφορούν στον μανδύα (βλ. άρθρο "").

παρασυρόμενες ηπείρους

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι από τον σχηματισμό του πρωταρχικού φλοιού της γης, η κίνηση των πλακών άλλαξε τη θέση, το σχήμα και το μέγεθος των ηπείρων και των ωκεανών. Αυτή η διαδικασία ονομάστηκε τεκτονική πλάκες. Δίνονται διάφορες αποδείξεις αυτής της θεωρίας. Για παράδειγμα, τα περιγράμματα ηπείρων όπως η Νότια Αμερική και η Αφρική μοιάζουν σαν να αποτελούσαν κάποτε ένα ενιαίο σύνολο. Αναμφισβήτητες ομοιότητες βρέθηκαν επίσης στη δομή και την ηλικία των βράχων που αποτελούν τις αρχαίες οροσειρές και στις δύο ηπείρους.

1. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι χερσαίες μάζες που σήμερα σχηματίζουν τη Νότια Αμερική και την Αφρική ήταν συνδεδεμένες μεταξύ τους περισσότερα από 200 εκατομμύρια χρόνια πριν.

2. Προφανώς, ο πυθμένας του Ατλαντικού Ωκεανού σταδιακά επεκτάθηκε όταν σχηματίστηκε νέος βράχος στα όρια των πλακών.

3. Τώρα η Νότια Αμερική και η Αφρική απομακρύνονται η μία από την άλλη με ρυθμό περίπου 3,5 cm το χρόνο λόγω της κίνησης των πλακών.

Λιθοσφαιρικές πλάκες- μεγάλα άκαμπτα τμήματα της λιθόσφαιρας της Γης, που περιορίζονται από σεισμικά και τεκτονικά ενεργές ζώνες ρηγμάτων.

Οι πλάκες, κατά κανόνα, χωρίζονται από βαθιά ρήγματα και κινούνται κατά μήκος του παχύρρευστου στρώματος του μανδύα σε σχέση μεταξύ τους με ρυθμό 2-3 cm ετησίως. Όταν οι ηπειρωτικές πλάκες συγκρούονται, σχηματίζονται ζώνες βουνών . Όταν η ηπειρωτική και η ωκεάνια πλάκα αλληλεπιδρούν, η πλάκα με τον ωκεάνιο φλοιό κινείται κάτω από την πλάκα με τον ηπειρωτικό φλοιό, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται χαρακώματα βαθιάς θάλασσας και νησιωτικά τόξα.

Η κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών συνδέεται με την κίνηση της ύλης στον μανδύα. Σε ξεχωριστά μέρη του μανδύα, υπάρχουν ισχυρές ροές θερμότητας και ύλης που ανεβαίνουν από τα βάθη του στην επιφάνεια του πλανήτη.

Πάνω από το 90% της επιφάνειας της Γης καλύπτεται 13 οι μεγαλύτερες λιθοσφαιρικές πλάκες.

Ρήγμα– ένα τεράστιο κάταγμα στον φλοιό της γης, που σχηματίστηκε κατά την οριζόντια διάτασή του (δηλαδή, όπου οι ροές θερμότητας και ύλης αποκλίνουν). Στα ρήγματα υπάρχει εκροή μάγματος, εμφανίζονται νέα ρήγματα, horsts, grabens. Σχηματίζονται μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές.

Πρώτα υπόθεση ηπειρωτικής μετατόπισης (δηλαδή η οριζόντια κίνηση του φλοιού της γης) που παρουσιάστηκε στις αρχές του εικοστού αιώνα Α. Βέγκενερ. Στη βάση του, δημιουργήθηκε θεωρία λιθοσφαιρικών πλακών μ. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η λιθόσφαιρα δεν είναι μονόλιθος, αλλά αποτελείται από μεγάλες και μικρές πλάκες, που «επιπλέουν» στην ασθενόσφαιρα. Οι οριακές περιοχές μεταξύ λιθοσφαιρικών πλακών ονομάζονται σεισμικές ζώνες - αυτές είναι οι πιο «ανήσυχες» περιοχές του πλανήτη.

Ο φλοιός της γης χωρίζεται σε σταθερά (πλατφόρμες) και κινητά τμήματα (διπλωμένες περιοχές - γεωσύγκλινοι).

- ισχυρές υποβρύχιες ορεινές κατασκευές στον πυθμένα του ωκεανού, που τις περισσότερες φορές καταλαμβάνουν μια μεσαία θέση. Κοντά στις μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές, οι λιθοσφαιρικές πλάκες απομακρύνονται και εμφανίζεται νεαρός ωκεάνιος φλοιός βασάλτη. Η διαδικασία συνοδεύεται από έντονο ηφαιστειακό και υψηλή σεισμικότητα.

Οι ηπειρωτικές ζώνες ρήγματος είναι, για παράδειγμα, το σύστημα ρήγματος της Ανατολικής Αφρικής, το σύστημα ρήγματος Baikal. Τα ρήγματα, όπως και οι κορυφογραμμές του μέσου ωκεανού, χαρακτηρίζονται από σεισμική δραστηριότητα και ηφαιστειακό.

Τεκτονικές πλάκες- μια υπόθεση που υποδηλώνει ότι η λιθόσφαιρα χωρίζεται σε μεγάλες πλάκες που κινούνται κατά μήκος του μανδύα σε οριζόντια κατεύθυνση. Κοντά σε κορυφογραμμές στο μέσο του ωκεανού, οι λιθοσφαιρικές πλάκες απομακρύνονται και συσσωρεύονται λόγω της ύλης που αναδύεται από τα έγκατα της Γης. σε χαρακώματα βαθιάς θάλασσας, μια πλάκα κινείται κάτω από την άλλη και απορροφάται από τον μανδύα. Σε σημεία όπου οι πλάκες συγκρούονται, σχηματίζονται διπλωμένες δομές.