Kontinentalne ploče. Kako se pomiču litosferne ploče

. - Glavne litosferne ploče. - - - Litosferne ploče Rusije.

Od čega se sastoji litosfera?

U ovom trenutku, na granici nasuprot rasjeda, sudara litosfernih ploča. Ovaj se sraz može odvijati na različite načine, ovisno o vrsti ploča koje se sudaraju.

• Ako se oceanska i kontinentalna ploča sudare, prva potone ispod druge. Time nastaju dubokomorski rovovi, otočni lukovi (japanski otoci) ili planinski lanci (Andi).
• Ako se dvije kontinentalne litosferne ploče sudare, tada se rubovi ploča zgnječe u nabore, što dovodi do stvaranja vulkana i planinskih lanaca. Tako su Himalaje nastale na granici euroazijske i indo-australske ploče. Općenito, ako se u središtu kontinenta nalaze planine, to znači da je to nekada bilo mjesto sudara dviju litosfernih ploča spojenih u jednu.

Dakle, zemljina kora je u stalnom kretanju. U svom nepovratnom razvoju pokretna područja su geosinklinale- pretvaraju se dugotrajnim preobrazbama u relativno mirna područja - platforme.

Litosferne ploče Rusije.

Rusija se nalazi na četiri litosferne ploče.

• Euroazijska ploča– veći dio zapadnih i sjevernih dijelova zemlje,
• Sjevernoamerička ploča– sjeveroistočni dio Rusije,
• Amurska litosferna ploča– južno od Sibira,
• Ploča Ohotskog mora– Ohotsko more i njegova obala.

Slika 2. Karta litosfernih ploča u Rusiji.

U strukturi litosfernih ploča razlikuju se relativno ravne drevne platforme i pokretni presavijeni pojasevi. U stabilnim područjima platformi nalaze se ravnice, au području naboranih pojaseva planinski lanci.

Slika 3. Tektonska struktura Rusije.

Rusija se nalazi na dvije drevne platforme (istočnoeuropskoj i sibirskoj). Unutar platformi postoje ploče I štitovi. Ploča je dio zemljine kore čija je naborana baza prekrivena slojem sedimentnih stijena. Štitovi, za razliku od ploča, imaju vrlo malo taloga i samo tanak sloj zemlje.

U Rusiji se razlikuju Baltički štit na Istočnoeuropskoj platformi i Aldanski i Anabarski štit na Sibirskoj platformi.

Slika 4. Platforme, ploče i štitovi na području Rusije.

Osnova teorijske geologije početkom 20. stoljeća bila je kontrakcijska hipoteza. Zemlja se hladi kao pečena jabuka, a na njoj se pojavljuju bore u obliku planinskih lanaca. Ove ideje razvila je teorija geosinklinala, nastala na temelju proučavanja naboranih struktura. Ovu teoriju formulirao je James Dana, koji je hipotezi kontrakcije dodao načelo izostazije. Prema ovom konceptu, Zemlja se sastoji od granita (kontinenata) i bazalta (oceana). Kada se Zemlja steže, u oceanskim bazenima nastaju tangencijalne sile koje pritišću kontinente. Potonji se dižu u planinske lance, a zatim se urušavaju. Materijal koji nastaje razaranjem taloži se u udubljenjima.

Osim toga, Wegener je počeo tražiti geofizičke i geodetske dokaze. Međutim, u to vrijeme razina tih znanosti očito nije bila dovoljna da se zabilježi suvremeno kretanje kontinenata. Godine 1930. Wegener je umro tijekom ekspedicije na Grenlandu, ali je već prije smrti znao da znanstvena zajednica ne prihvaća njegovu teoriju.

U početku teorija pomicanja kontinenata bio je dobro primljen od strane znanstvene zajednice, ali je 1922. bio podvrgnut oštroj kritici nekoliko poznatih stručnjaka. Glavni argument protiv teorije bilo je pitanje sile koja pomiče ploče. Wegener je vjerovao da se kontinenti pomiču duž bazalta oceanskog dna, ali za to je bila potrebna ogromna sila, a nitko nije mogao imenovati izvor te sile. Coriolisova sila, fenomeni plime i oseke i neki drugi su predloženi kao izvor kretanja ploča, ali najjednostavniji izračuni su pokazali da su svi oni bili apsolutno nedostatni za pomicanje ogromnih kontinentalnih blokova.

Kritičari Wegenerove teorije usredotočili su se na pitanje sile koja pomiče kontinente, a zanemarili su sve brojne činjenice koje su sigurno potvrđivale teoriju. U biti, pronašli su jedno jedino pitanje na kojem je novi koncept bio nemoćan, a bez konstruktivne kritike odbacili su glavne dokaze. Nakon smrti Alfreda Wegenera, teorija pomicanja kontinenata je odbačena, postavši rubna znanost, a velika većina istraživanja nastavila se provoditi u okviru teorije geosinklinale. Istina, morala je tražiti i objašnjenja povijesti naseljavanja životinja na kontinentima. U tu svrhu izmišljeni su kopneni mostovi koji su spajali kontinente, ali su se spuštali u morske dubine. Ovo je bilo još jedno rođenje legende o Atlantidi. Vrijedno je napomenuti da neki znanstvenici nisu priznali presudu svjetskih vlasti i nastavili tražiti dokaze o pomicanju kontinenata. Tak du Toit ( Alexander du Toit) objasnio je nastanak Himalajskih planina sudarom Hindustana i euroazijske ploče.

Troma borba između fiksista, kako su nazivali pristaše nepostojanja značajnih horizontalnih pomaka, i mobilista, koji su tvrdili da se kontinenti ipak pomiču, ponovno se rasplamsala 1960-ih, kada je, kao rezultat proučavanja oceanskog dna, , pronađeni su tragovi za razumijevanje "stroja" koji se zove Zemlja.

Do ranih 1960-ih sastavljena je reljefna karta oceanskog dna, koja je pokazala da se srednjooceanski grebeni nalaze u središtu oceana, koji se uzdižu 1,5-2 km iznad ponornih ravnica prekrivenih sedimentom. Ti su podaci omogućili R. Dietzu i Harryju Hessu da 1963. iznesu hipotezu o širenju. Prema ovoj hipotezi, konvekcija se događa u plaštu brzinom od oko 1 cm/god. Uzlazne grane konvekcijskih stanica nose materijal plašta ispod srednjooceanskih grebena, koji svakih 300-400 godina obnavlja oceansko dno u aksijalnom dijelu grebena. Kontinenti ne lebde na oceanskoj kori, već se kreću po plaštu, pasivno su "zalemljeni" u litosferne ploče. Prema konceptu širenja, oceanski bazeni imaju promjenjivu i nestabilnu strukturu, dok su kontinenti stabilni.

Ista pogonska sila (visinska razlika) određuje stupanj elastične horizontalne kompresije kore silom viskoznog trenja toka o zemljinu koru. Veličina te kompresije mala je u području uspona toka plašta i raste kako se približava mjestu silaska toka (zbog prijenosa tlačnog naprezanja kroz nepokretnu tvrdu koru u smjeru od mjesta uspona). do mjesta silaska toka). Iznad silaznog toka sila kompresije u kori je tolika da s vremena na vrijeme dolazi do prekoračenja čvrstoće kore (u području najmanje čvrstoće i najvećeg naprezanja), te dolazi do neelastične (plastične, krte) deformacije kore. - potres. Istodobno, čitavi planinski lanci, na primjer, Himalaje, istiskuju se s mjesta gdje se kora deformira (u nekoliko faza).

Tijekom plastične (krhke) deformacije, naprezanje u njemu - sila pritiska u izvoru potresa i njegovoj okolini - vrlo brzo se smanjuje (brzinom pomicanja kore tijekom potresa). Ali odmah nakon završetka neelastične deformacije, vrlo polagano povećanje naprezanja (elastična deformacija), prekinuto potresom, nastavlja se zbog vrlo sporog kretanja toka viskoznog plašta, čime započinje ciklus pripreme za sljedeći potres.

Dakle, kretanje ploča posljedica je prijenosa topline iz središnjih zona Zemlje vrlo viskoznom magmom. U ovom slučaju, dio toplinske energije pretvara se u mehanički rad kako bi se prevladale sile trenja, a dio, prošavši kroz zemljinu koru, zrači u okolni prostor. Dakle, naš planet je, na neki način, toplinski motor.

Postoji nekoliko hipoteza o uzroku visoke temperature Zemljine unutrašnjosti. Početkom 20. stoljeća bila je popularna hipoteza o radioaktivnoj prirodi te energije. Činilo se da to potvrđuju procjene sastava gornje kore, koje su pokazivale vrlo značajne koncentracije urana, kalija i drugih radioaktivnih elemenata, ali se kasnije pokazalo da je sadržaj radioaktivnih elemenata u stijenama zemljine kore bio potpuno nedostatan. kako bi se osigurao promatrani duboki protok topline. A sadržaj radioaktivnih elemenata u materijalu subkore (po sastavu blizu bazaltima oceanskog dna) može se reći da je zanemariv. Međutim, to ne isključuje prilično visok sadržaj teških radioaktivnih elemenata koji stvaraju toplinu u središnjim zonama planeta.

Drugi model objašnjava zagrijavanje kemijskom diferencijacijom Zemlje. Planet je izvorno bio mješavina silikata i metalnih tvari. Ali istodobno s formiranjem planeta, započela je njegova diferencijacija u zasebne ljuske. Gušći metalni dio pojurio je u središte planeta, a silikati su se koncentrirali u gornjim ljuskama. Istovremeno se potencijalna energija sustava smanjila i pretvorila u toplinsku energiju.

Drugi istraživači vjeruju da je do zagrijavanja planeta došlo kao rezultat nakupljanja tijekom udara meteorita o površinu nebeskog tijela u nastajanju. Ovo je objašnjenje dvojbeno - tijekom akrecije toplina se oslobađala gotovo na površini, odakle je lako pobjegla u svemir, a ne u središnja područja Zemlje.

Sekundarne sile

Sila viskoznog trenja koja nastaje kao posljedica toplinske konvekcije ima odlučujuću ulogu u gibanju ploča, ali osim nje na ploče djeluju i druge, manje, ali također važne sile. To su Arhimedove sile koje osiguravaju plutanje lakše kore na površini težeg plašta. Plimne sile uzrokovane gravitacijskim utjecajem Mjeseca i Sunca (razlika u njihovom gravitacijskom utjecaju na točke Zemlje koje su od njih različito udaljene). Sada je plimna "grba" na Zemlji, uzrokovana privlačenjem Mjeseca, u prosjeku oko 36 cm. Ranije je Mjesec bio bliže i to je bilo u velikim razmjerima, deformacija plašta dovodi do njegovog zagrijavanja. Na primjer, vulkanizam opažen na Io (Jupiterov mjesec) uzrokovan je upravo tim silama - plima na Io je oko 120 m. A također i silama koje nastaju zbog promjena atmosferskog tlaka na različitim dijelovima zemljine površine - atmosferski sile pritiska često se mijenjaju za 3%, što je ekvivalentno kontinuiranom sloju vode debljine 0,3 m (ili granita debljine najmanje 10 cm). Štoviše, ova se promjena može dogoditi u zoni širokoj stotinama kilometara, dok se promjena plimnih sila odvija glatko - na udaljenostima od tisuća kilometara.

Divergentne granice ili granice ploča

To su granice između ploča koje se kreću u suprotnim smjerovima. U topografiji Zemlje te se granice izražavaju kao pukotine, gdje prevladavaju vlačne deformacije, smanjuje se debljina kore, maksimalan je tok topline i dolazi do aktivnog vulkanizma. Ako se takva granica formira na kontinentu, tada nastaje kontinentalni rascjep, koji se kasnije može pretvoriti u oceanski bazen s oceanskim rascjepom u središtu. U oceanskim pukotinama kao rezultat širenja nastaje nova oceanska kora.

Oceanske pukotine

Shema strukture srednjooceanskog grebena

Kontinentalni rascjepi

Raspad kontinenta na dijelove počinje stvaranjem pukotine. Kora se stanji i razmiče te počinje magmatizam. Formira se proširena linearna depresija dubine od oko stotina metara, koja je ograničena nizom rasjeda. Nakon toga moguća su dva scenarija: ili prestaje širenje pukotine i ona se ispunjava sedimentnim stijenama, pretvarajući se u aulakogen, ili se kontinenti nastavljaju udaljavati i između njih, već u tipičnim oceanskim pukotinama, počinje se stvarati oceanska kora .

Konvergentne granice

Konvergentne granice su granice na kojima se ploče sudaraju. Moguće su tri opcije:

1. Kontinentalna ploča s oceanskom pločom. Oceanska kora je gušća od kontinentalne kore i tone ispod kontinenta u zoni subdukcije.
2. Oceanska ploča s oceanskom pločom. U tom slučaju jedna ploča podvlači se pod drugu i također nastaje zona subdukcije, iznad koje se formira otočni luk.
3. Kontinentalna ploča s kontinentalnom. Dolazi do sudara i pojavljuje se snažno naborano područje. Klasičan primjer su Himalaje.

U rijetkim slučajevima, oceanska kora je potisnuta na kontinentalnu koru - opdukcija. Zahvaljujući tom procesu nastali su ofioliti Cipra, Nove Kaledonije, Omana i drugih.

Zone subdukcije upijaju oceansku koru, kompenzirajući tako njezino pojavljivanje na srednjooceanskim grebenima. U njima se odvijaju iznimno složeni procesi i interakcije između kore i plašta. Dakle, oceanska kora može povući blokove kontinentalne kore u plašt, koji se zbog male gustoće ekshumiraju natrag u koru. Tako nastaju metamorfni kompleksi ultravisokih tlakova, jedan od najpopularnijih objekata suvremenih geoloških istraživanja.

Većina modernih subdukcijskih zona nalazi se duž periferije Tihog oceana, tvoreći Pacifički vatreni prsten. Procesi koji se odvijaju u zoni konvergencije ploča s pravom se smatraju jednima od najsloženijih u geologiji. Miješa blokove različitog podrijetla, tvoreći novu kontinentalnu koru.

Aktivni kontinentalni rubovi

Aktivni kontinentalni rub

Aktivni kontinentalni rub nastaje tamo gdje se oceanska kora ponire ispod kontinenta. Standardom ove geodinamičke situacije smatra se zapadna obala Južne Amerike, često se naziva andski tip kontinentalnog ruba. Aktivni kontinentalni rub karakteriziraju brojni vulkani i općenito snažan magmatizam. Taline imaju tri komponente: oceansku koru, plašt iznad nje i donju kontinentalnu koru.

Ispod aktivnog kontinentalnog ruba postoji aktivna mehanička interakcija između oceanske i kontinentalne ploče. Ovisno o brzini, starosti i debljini oceanske kore, moguće je nekoliko scenarija ravnoteže. Ako se ploča kreće sporo i ima relativno malu debljinu, tada kontinent s nje struže sedimentni pokrov. Sedimentne stijene se drobe u intenzivne nabore, metamorfiziraju i postaju dio kontinentalne kore. Dobivena struktura naziva se akrecijski klin. Ako je brzina subdukcijske ploče velika, a sedimentni pokrov tanak, tada oceanska kora briše dno kontinenta i uvlači ga u plašt.

Otočni lukovi

Otočni luk

Otočni lukovi su lanci vulkanskih otoka iznad zone subdukcije, a nastaju tamo gdje se oceanska ploča subducira ispod druge oceanske ploče. Tipični moderni otočni lukovi uključuju Aleutske, Kurilske, Marijanske otoke i mnoge druge arhipelagove. Japansko otočje također se često naziva otočnim lukom, ali je njihov temelj vrlo star i zapravo ih je formiralo nekoliko kompleksa otočnog luka u različitim vremenima, tako da su Japanski otoci mikrokontinent.

Otočni lukovi nastaju kada se sudare dvije oceanske ploče. U tom slučaju jedna od ploča završava na dnu i apsorbira se u plašt. Na gornjoj ploči nastaju vulkani otočnog luka. Zakrivljena strana otočnog luka usmjerena je prema apsorbiranoj ploči. S ove strane nalazi se dubokomorski rov i predlučno korito.

Iza otočnog luka nalazi se zalučni bazen (tipični primjeri: Ohotsko more, Južno kinesko more itd.) u kojem također može doći do širenja.

Kontinentalni sudar

Sudar kontinenata

Sudar kontinentalnih ploča dovodi do urušavanja kore i stvaranja planinskih lanaca. Primjer sudara je alpsko-himalajski planinski pojas, nastao kao posljedica zatvaranja oceana Tethys i sudara s euroazijskom pločom Hindustana i Afrike. Kao rezultat toga, debljina kore se značajno povećava, ispod Himalaja doseže 70 km. Ovo je nestabilna struktura, intenzivno je razorena površinskom i tektonskom erozijom. U kori s naglo povećanom debljinom, graniti se tale iz metamorfiziranih sedimentnih i magmatskih stijena. Tako su nastali najveći batoliti, na primjer, Angara-Vitimsky i Zerendinsky.

Transformirajte granice

Tamo gdje se ploče kreću paralelnim tokovima, ali različitim brzinama, nastaju transformacijski rasjed - ogromni smični rasjedi, rasprostranjeni u oceanima i rijetki na kontinentima.

Transformirajte greške

U oceanima transformacijski rasjedi idu okomito na srednjooceanske hrptove (MOR) i lome ih u segmente široke u prosjeku 400 km. Između segmenata grebena nalazi se aktivni dio transformacijskog rasjeda. Na ovom području stalno se događaju potresi i stvaranje planina, oko rasjeda formiraju se brojne peraste strukture - navlake, nabori i grabeni. Kao rezultat toga, stijene plašta su često izložene u zoni rasjeda.

S obje strane segmenata MOR-a nalaze se neaktivni dijelovi transformacijskih rasjeda. U njima nema aktivnih kretanja, ali su jasno izražena u topografiji oceanskog dna linearnim uzdizanjima sa središnjom depresijom.

Transformacijski rasjedi čine pravilnu mrežu i, očito, ne nastaju slučajno, već zbog objektivnih fizičkih razloga. Kombinacija podataka numeričkog modeliranja, termofizičkih eksperimenata i geofizičkih promatranja omogućila je saznanje da konvekcija plašta ima trodimenzionalnu strukturu. Osim glavnog toka iz MOR-a, u konvektivnoj ćeliji nastaju uzdužna strujanja zbog hlađenja gornjeg dijela toka. Ova ohlađena tvar juri prema dolje duž glavnog smjera toka plašta. Transformacijski rasjedi nalaze se u zonama ovog sekundarnog silaznog toka. Ovaj se model dobro slaže s podacima o protoku topline: opaža se smanjenje protoka topline iznad transformacijskih rasjeda.

Kontinentalni pomaci

Granice povlačnih ploča na kontinentima su relativno rijetke. Možda je jedini trenutno aktivni primjer granice ove vrste rasjed San Andreas, koji odvaja sjevernoameričku ploču od pacifičke ploče. Rasjed San Andreas od 800 milja jedno je od seizmički najaktivnijih područja na planeti: ploče se pomiču jedna u odnosu na drugu za 0,6 cm godišnje, potresi s magnitudom većom od 6 jedinica javljaju se u prosjeku jednom svake 22 godine. Grad San Francisco i veći dio područja zaljeva San Francisco izgrađeni su u neposrednoj blizini ovog rasjeda.

Procesi unutar ploče

Prve formulacije tektonike ploča tvrdile su da su vulkanizam i seizmički fenomeni koncentrirani duž granica ploča, no ubrzo je postalo jasno da se specifični tektonski i magmatski procesi događaju i unutar ploča, koji su također tumačeni u okviru ove teorije. Među unutarpločnim procesima posebno su mjesto zauzimale pojave dugotrajnog bazaltnog magmatizma u nekim područjima, tzv. vrućim točkama.

Hot Spots

Brojni su vulkanski otoci na dnu oceana. Neki od njih nalaze se u lancima sa sukcesivnom promjenom dobi. Klasičan primjer takvog podvodnog grebena je Havajski podvodni greben. Izdiže se iznad površine oceana u obliku Havajskih otoka, od kojih se prema sjeverozapadu proteže lanac podmorskih planina sa stalno rastućom starošću, od kojih neke, na primjer, atol Midway, izlaze na površinu. Na udaljenosti od oko 3000 km od Havaja, lanac skreće blago prema sjeveru i naziva se Imperial Ridge. Prekinut je u dubokom morskom rovu ispred Aleutskog otočnog luka.

Kako bi se objasnila ova nevjerojatna struktura, sugerirano je da ispod Havajskog otočja postoji vruća točka - mjesto gdje se tok vrućeg plašta diže na površinu, što otapa oceansku koru koja se kreće iznad njega. Na Zemlji je sada instalirano mnogo takvih točaka. Strujanje plašta koje ih uzrokuje naziva se perjanica. U nekim slučajevima pretpostavlja se izuzetno duboko podrijetlo materijala oblaka, sve do granice jezgre i plašta.

Trapovi i oceanske visoravni

Osim dugotrajnih vrućih točaka, golemi izljevi taline ponekad se događaju unutar ploča, koje stvaraju zamke na kontinentima i oceanskim platoima u oceanima. Posebnost ove vrste magmatizma je da se javlja u kratkom geološkom vremenu - reda veličine nekoliko milijuna godina, ali pokriva ogromna područja (desetke tisuća km²); u isto vrijeme, izlijeva se kolosalna količina bazalta, usporediva s njihovom količinom koja se kristalizira u srednjooceanskim grebenima.

Poznate su sibirske zamke na Istočnosibirskoj platformi, zamke Dekanskog platoa na kontinentu Hindustan i mnoge druge. Tokovi vrućeg plašta također se smatraju uzrokom nastanka zamki, ali za razliku od vrućih točaka, oni djeluju kratko vrijeme, a razlika među njima nije sasvim jasna.

Vruće točke i zamke dale su povod za stvaranje tzv plume geotektonika, koji navodi da ne samo pravilna konvekcija, već i perjanice igraju značajnu ulogu u geodinamičkim procesima. Tektonika perjanica nije u suprotnosti s tektonikom ploča, već je nadopunjuje.

Tektonika ploča kao sustav znanosti

Sada se tektonika više ne može smatrati čisto geološkim pojmom. Ima ključnu ulogu u svim geoznanostima, u njoj se pojavilo nekoliko metodoloških pristupa s različitim temeljnim konceptima i principima.

S gledišta kinematski pristup, kretanja ploča mogu se opisati geometrijskim zakonima kretanja likova na kugli. Zemlja se vidi kao mozaik ploča različitih veličina koje se pomiču jedna u odnosu na drugu i sam planet. Paleomagnetski podaci omogućuju nam rekonstruiranje položaja magnetskog pola u odnosu na svaku ploču u različitim vremenskim točkama. Generalizacija podataka za različite ploče dovela je do rekonstrukcije cijelog niza relativnih kretanja ploča. Kombinacija ovih podataka s informacijama dobivenim iz fiksnih vrućih točaka omogućila je određivanje apsolutnih kretanja ploča i povijesti kretanja Zemljinih magnetskih polova.

Termofizički pristup Zemlju smatra toplinskim strojem, u kojem se toplinska energija djelomično pretvara u mehaničku. Unutar ovog pristupa, kretanje tvari u unutarnjim slojevima Zemlje modelira se kao strujanje viskozne tekućine, opisano Navier-Stokesovim jednadžbama. Konvekciju u plaštu prate fazni prijelazi i kemijske reakcije, koje igraju odlučujuću ulogu u strukturi tokova u plaštu. Na temelju podataka geofizičkog sondiranja, rezultata termofizičkih eksperimenata te analitičkih i numeričkih proračuna, znanstvenici pokušavaju detaljno opisati strukturu konvekcije plašta, pronaći brzine strujanja i druge važne karakteristike dubinskih procesa. Ovi su podaci posebno važni za razumijevanje strukture najdubljih dijelova Zemlje - donjeg plašta i jezgre, koji su nedostupni za izravno proučavanje, ali nesumnjivo imaju ogroman utjecaj na procese koji se odvijaju na površini planeta.

Geokemijski pristup. Za geokemiju je tektonika ploča važna kao mehanizam za kontinuiranu izmjenu tvari i energije između različitih slojeva Zemlje. Svaku geodinamičku postavku karakteriziraju specifične asocijacije stijena. Zauzvrat, ove karakteristične značajke mogu se koristiti za određivanje geodinamičkog okruženja u kojem je stijena nastala.

Povijesni pristup. U smislu povijesti planeta Zemlje, tektonika ploča je povijest spajanja i razdvajanja kontinenata, rađanja i opadanja vulkanskih lanaca, te pojavljivanja i zatvaranja oceana i mora. Sada je za velike blokove kore povijest kretanja utvrđena vrlo detaljno i kroz značajno vremensko razdoblje, ali za male ploče metodološke poteškoće su puno veće. Najsloženiji geodinamički procesi odvijaju se u zonama sudara ploča, gdje nastaju planinski lanci sastavljeni od mnoštva malih heterogenih blokova – terana. U proučavanju Stjenovitih planina nastao je poseban smjer geoloških istraživanja - analiza terena, koji je uključivao skup metoda za identifikaciju terena i rekonstrukciju njihove povijesti.

Tektonika ploča na drugim planetima

Trenutno nema dokaza o modernoj tektonici ploča na drugim planetima Sunčevog sustava. Studije magnetskog polja Marsa koje je provela svemirska postaja Mars Global Surveyor ukazuju na mogućnost tektonike ploča na Marsu u prošlosti.

U prošlosti [ Kada?] protok topline iz unutrašnjosti planeta bio je veći, pa je kora bila tanja, pritisak ispod mnogo tanje kore također je bio znatno manji. A pri znatno nižem tlaku i nešto višoj temperaturi, viskoznost konvekcijskih struja plašta izravno ispod kore bila je mnogo niža nego danas. Stoga su se u kori koja je plutala na površini toka plašta koji je bio manje viskozan nego danas, dogodile samo relativno male elastične deformacije. A mehanička naprezanja nastala u kori konvekcijskim strujama koja su bila manje viskozna nego danas bila su nedovoljna da premaše vlačnu čvrstoću stijena kore. Stoga možda nije bilo takve tektonske aktivnosti kao kasnije.

Prošla kretanja ploča

Za više informacija o ovoj temi pogledajte: Povijest kretanja ploča.

Rekonstrukcija prošlih pomicanja ploča jedan je od glavnih predmeta geoloških istraživanja. S različitim stupnjevima detalja, položaj kontinenata i blokova od kojih su formirani rekonstruiran je do arheja.

Iz analize kretanja kontinenata empirijski je utvrđeno da se kontinenti svakih 400-600 milijuna godina okupljaju u golemi kontinent koji sadrži gotovo cijelu kontinentalnu koru - superkontinent. Moderni kontinenti nastali su prije 200-150 milijuna godina, kao rezultat raspada superkontinenta Pangea. Sada su kontinenti u fazi gotovo najveće odvojenosti. Atlantski ocean se širi, a Tihi ocean se zatvara. Hindustan se kreće prema sjeveru i drobi euroazijsku ploču, ali, očito, resursi ovog kretanja gotovo su iscrpljeni, au bliskom geološkom vremenu nastat će nova zona subdukcije u Indijskom oceanu, u kojoj će se oceanska kora Indijskog oceana biti apsorbiran pod indijski kontinent.

Utjecaj pomicanja ploča na klimu

Položaj velikih kontinentalnih masa u subpolarnim regijama pridonosi općem smanjenju temperature planeta, jer se na kontinentima mogu formirati ledeni pokrivači. Što je glacijacija raširenija, to je veći albedo planeta i niža prosječna godišnja temperatura.

Osim toga, relativni položaj kontinenata određuje oceansku i atmosfersku cirkulaciju.

Međutim, jednostavna i logična shema: kontinenti u polarnim područjima - glacijacija, kontinenti u ekvatorijalnim područjima - porast temperature, pokazuje se netočnom u usporedbi s geološkim podacima o Zemljinoj prošlosti. Kvartarna glacijacija zapravo se dogodila kada se Antarktik pomaknuo u područje Južnog pola, a na sjevernoj hemisferi, Euroazija i Sjeverna Amerika su se približile Sjevernom polu. S druge strane, najjača proterozojska glacijacija, tijekom koje je Zemlja bila gotovo potpuno prekrivena ledom, dogodila se kada je većina kontinentalnih masa bila u ekvatorijalnom području.

Osim toga, značajne promjene u položaju kontinenata događaju se u razdoblju od desetak milijuna godina, dok je ukupno trajanje ledenih doba oko nekoliko milijuna godina, a tijekom jednog ledenog doba dolazi do cikličkih izmjena glacijacija i međuledenih razdoblja. Sve te klimatske promjene događaju se brzo u usporedbi s brzinom kretanja kontinenata i stoga pomicanje ploča ne može biti uzrok.

Iz navedenog proizlazi da pomicanja ploča nemaju presudnu ulogu u klimatskim promjenama, ali mogu biti važan dodatni čimbenik koji ih “gura”.

Značenje tektonike ploča

Tektonika ploča odigrala je ulogu u znanostima o Zemlji usporedivu s heliocentričnim konceptom u astronomiji ili otkrićem DNK u genetici. Prije usvajanja teorije o tektonici ploča, znanosti o Zemlji bile su opisne prirode. Postigli su visoku razinu savršenstva u opisivanju prirodnih objekata, ali rijetko su mogli objasniti uzroke procesa. Suprotni koncepti mogu dominirati u različitim granama geologije. Tektonika ploča povezala je razne znanosti o Zemlji i dala im moć predviđanja.

vidi također

Bilješke

Književnost

• Wegener A. Postanak kontinenata i oceana / prev. s njim. P. G. Kaminsky, ur. P. N. Kropotkin. - L.: Nauka, 1984. - 285 str.
• Dobretsov N. L., Kirdyashkin A. G. Dubinska geodinamika. - Novosibirsk, 1994. - 299 str.
• Zonenshain, Kuzmin M. I. Tektonika ploča SSSR-a. U 2 sveska.
• Kuzmin M. I., Korolkov A. T., Dril S. I., Kovalenko S. N. Povijesna geologija s osnovama tektonike ploča i metalogenije. - Irkutsk: Irkut. sveuč., 2000. - 288 str.
• Cox A., Hart R. Tektonika ploča. - M.: Mir, 1989. - 427 str.
• N.V. Koronovsky, V.E. Khain, Yasamanov N.A. Povijesna geologija: Udžbenik. M.: Izdavačka kuća Akademije, 2006.
• Lobkovsky L. I., Nikishin A. M., Khain V. E. Suvremeni problemi geotektonike i geodinamike. - M.: Znanstveni svijet, 2004. - 612 str. - ISBN 5-89176-279-X.
• Khain, Viktor Efimovič. Glavni problemi moderne geologije. M.: Znanstveni svijet, 2003.

Linkovi

Na ruskom

• Khain, Viktor Efimovich Moderna geologija: problemi i izgledi
• V. P. Trubitsyn, V. V. Rykov. Konvekcija plašta i globalna tektonika Zemlje Zajednički institut za fiziku Zemlje RAS, Moskva
• Uzroci tektonskih rasjeda, pomicanja kontinenata i fizičke toplinske bilance planeta (USAP)
• Khain, Viktor Efimovich Tektonika ploča, njihove strukture, pokreti i deformacije

Na engleskom

EVOLUCIJA ZEMLJE

ZEMLJA U SUNČEVOM SUSTAVU

Zemlja spada u terestričke planete, što znači da, za razliku od plinovitih divova poput Jupitera, ima čvrstu površinu. To je najveći od četiri zemaljska planeta u Sunčevom sustavu, kako po veličini tako i po masi. Osim toga, Zemlja ima najveću gustoću, najjaču površinsku gravitaciju i najjače magnetsko polje među četiri planeta.

Oblik Zemlje

Usporedba veličina zemaljskih planeta (s lijeva na desno): Merkur, Venera, Zemlja, Mars.

Kretanje Zemlje

Zemlja se kreće oko Sunca po eliptičnoj orbiti na udaljenosti od oko 150 milijuna km prosječnom brzinom od 29,765 km/s. Brzina Zemljine orbite nije stalna: u srpnju počinje ubrzavati (nakon prolaska afela), au siječnju ponovno počinje usporavati (nakon prolaska perihela). Sunce i cijeli Sunčev sustav kruže oko središta galaksije Mliječni put u gotovo kružnoj orbiti brzinom od oko 220 km/s. Ponesena kretanjem Sunca, Zemlja opisuje spiralnu liniju u prostoru.

Trenutno se Zemljin perihel događa oko 3. siječnja, a afel oko 4. srpnja.

Za Zemlju je radijus Hillove sfere (sfera utjecaja Zemljine teže) približno 1,5 milijuna km. To je najveća udaljenost na kojoj je utjecaj Zemljine gravitacije veći od utjecaja gravitacije drugih planeta i Sunca.

Građa Zemlje Unutarnja građa

Opća struktura planete Zemlje

Zemlja, kao i drugi planeti zemaljske grupe, ima slojevitu unutarnju strukturu. Sastoji se od tvrdih silikatnih ljuski (kora, izrazito viskozan omotač) i metalne jezgre. Vanjski dio jezgre je tekući (mnogo manje viskozan od plašta), a unutarnji dio čvrst.

Unutarnja toplina planeta najvjerojatnije je osigurana radioaktivnim raspadom izotopa kalija-40, urana-238 i torija-232. Sva tri elementa imaju vrijeme poluraspada više od milijardu godina. U središtu planeta temperatura može porasti do 7000 K, a tlak može doseći 360 GPa (3,6 tisuća atm.).

Zemljina kora je gornji dio čvrste Zemlje.

Zemljina kora podijeljena je na litosferne ploče različitih veličina koje se međusobno pomiču.

Plašt je silikatni omotač Zemlje, sastavljen uglavnom od stijena koje se sastoje od silikata magnezija, željeza, kalcija itd.

Plašt se proteže od dubine od 5-70 km ispod granice sa zemljinom korom, do granice s jezgrom na dubini od 2900 km.

Jezgra se sastoji od legure željeza i nikla pomiješane s drugim elementima.

Teorija tektonskih ploča Tektonske platforme

Prema teoriji tektonskih ploča, vanjski dio Zemlje sastoji se od litosfere, koja uključuje Zemljinu koru i skrutnuti gornji dio plašta. Ispod litosfere nalazi se astenosfera koja čini unutarnji dio plašta. Astenosfera se ponaša kao pregrijana i izrazito viskozna tekućina.

Litosfera je podijeljena na tektonske ploče i čini se da lebdi na astenosferi. Ploče su kruti segmenti koji se međusobno pomiču. Ta razdoblja migracije obuhvaćaju mnogo milijuna godina. Potresi, vulkanska aktivnost, stvaranje planina i stvaranje oceanskih bazena mogu se dogoditi na rasjedima između tektonskih ploča.

Među tektonskim pločama najbrže se kreću oceanske. Tako se pacifička ploča kreće brzinom od 52 – 69 mm godišnje. Najniža stopa je na euroazijskoj ploči - 21 mm godišnje.

Superkontinent

Superkontinent je kontinent u tektonici ploča koji sadrži gotovo svu Zemljinu kontinentalnu koru.

Proučavanje povijesti pomicanja kontinenata pokazalo je da se s periodičnošću od oko 600 milijuna godina svi kontinentalni blokovi okupljaju u jedan blok, koji se zatim razdvaja.

Američki znanstvenici na temelju satelitskih promatranja kretanja kontinenata predviđaju nastanak sljedećeg superkontinenta za 50 milijuna godina. Afrika će se spojiti s Europom, Australija će se nastaviti kretati prema sjeveru i ujediniti s Azijom, a Atlantski ocean će, nakon određenog širenja, potpuno nestati.

Vulkani

Vulkani su geološke formacije na površini zemljine kore ili kore drugog planeta, gdje magma izlazi na površinu, tvoreći lavu, vulkanske plinove i kamenje.

Riječ "Vulkan" dolazi od imena starorimskog boga vatre Vulkana.

Znanost koja proučava vulkane je vulkanologija.

1. Vulkanska aktivnost

Vulkani se dijele ovisno o stupnju vulkanske aktivnosti na aktivne, uspavane i ugašene.

Ne postoji konsenzus među vulkanolozima o tome kako definirati aktivni vulkan. Razdoblje vulkanske aktivnosti može trajati od nekoliko mjeseci do nekoliko milijuna godina. Mnogi su vulkani pokazali vulkansku aktivnost prije desetaka tisuća godina, ali se danas ne smatraju aktivnima.

Često postoje jezera tekuće lave u kraterima vulkana. Ako je magma viskozna, tada može začepiti otvor, poput "čepa". To dovodi do jakih eksplozivnih erupcija, kada protok plinova doslovno izbije "čep" iz otvora.

Postoje dvije vrste litosfere. Oceanska litosfera ima oceansku koru debljine oko 6 km. Većim dijelom je prekrivena morem. Kontinentalna litosfera prekrivena je kontinentalnom korom debljine od 35 do 70 km. Većina ove kore strši iznad, tvoreći kopno.

Ploče

Stijene i minerali

Pokretne ploče

Ploče zemljine kore neprestano se kreću u različitim smjerovima, iako vrlo sporo. Prosječna brzina njihovog kretanja je 5 cm godišnje. Vaši nokti rastu približno istom brzinom. Budući da sve ploče čvrsto prianjaju jedna uz drugu, pomicanje bilo koje od njih utječe na okolne ploče, uzrokujući njihovo postupno pomicanje. Ploče se mogu pomicati na različite načine, što se može vidjeti na njihovim granicama, ali razlozi koji uzrokuju pomicanje ploča znanstvenicima još nisu poznati. Čini se da ovaj proces možda nema ni početka ni kraja. Ipak, neke teorije tvrde da jedna vrsta kretanja ploča može biti, da tako kažemo, "primarna", a od nje se počinju kretati sve ostale ploče.

Jedna vrsta pomicanja ploče je "poniranje" jedne ploče pod drugu. Neki znanstvenici vjeruju da je ova vrsta kretanja ono što uzrokuje sva druga kretanja ploča. Na nekim granicama rastaljena stijena koja se gura na površinu između dviju ploča skrućuje se na njihovim rubovima, gurajući ploče. Ovaj proces također može uzrokovati pomicanje svih ostalih ploča. Također se vjeruje da je, osim primarnog udara, kretanje ploča potaknuto ogromnim toplinskim tokovima koji cirkuliraju u plaštu (vidi članak ““).

Plutajući kontinenti

Znanstvenici vjeruju da je od nastanka primarne zemljine kore kretanje ploča promijenilo položaj, oblik i veličinu kontinenata i oceana. Ovaj proces je nazvan tektonika ploče. Daju se različiti dokazi ove teorije. Na primjer, obrisi kontinenata kao što su Južna Amerika i Afrika izgledaju kao da su nekada činili jedinstvenu cjelinu. Također su otkrivene nedvojbene sličnosti u strukturi i starosti stijena koje čine drevne planinske lance na oba kontinenta.

1. Prema znanstvenicima, kopnene mase koje sada tvore Južnu Ameriku i Afriku bile su povezane jedna s drugom prije više od 200 milijuna godina.

2. Očigledno se dno Atlantskog oceana postupno širilo kako se nova stijena formirala na granicama ploča.

3. Trenutno se Južna Amerika i Afrika udaljavaju jedna od druge brzinom od oko 3,5 cm godišnje zbog pomicanja ploča.

Litosferne ploče– veliki kruti blokovi Zemljine litosfere, omeđeni seizmički i tektonski aktivnim rasjednim zonama.

Ploče su, u pravilu, odvojene dubokim greškama i kreću se kroz viskozni sloj plašta relativno jedna prema drugoj brzinom od 2-3 cm godišnje. Tamo gdje se kontinentalne ploče spajaju, sudaraju se i formiraju planinskih pojaseva . Kada kontinentalna i oceanska ploča međusobno djeluju, ploča s oceanskom korom biva gurnuta ispod ploče s kontinentalnom korom, što rezultira stvaranjem dubokomorskih brazda i otočnih lukova.

Kretanje litosfernih ploča povezano je s kretanjem tvari u plaštu. U određenim dijelovima plašta postoje snažni tokovi topline i tvari koji se iz njegovih dubina uzdižu na površinu planeta.

Prekriveno je više od 90% Zemljine površine 13 - najveća litosferna ploča.

Puknuti– golema pukotina u zemljinoj kori, nastala tijekom njezina horizontalnog istezanja (tj. gdje se razilaze tokovi topline i tvari). U pukotinama nastaju izljevi magme, novi rasjedi, horstovi i grabeni. Formiraju se srednjooceanski grebeni.

Prvi hipoteza pomicanja kontinenata (tj. horizontalno kretanje zemljine kore) izneseno početkom dvadesetog stoljeća A. Wegener. Nastalo na njegovoj osnovi litosferska teorija t. Prema ovoj teoriji, litosfera nije monolit, već se sastoji od velikih i malih ploča koje "lebde" na astenosferi. Granična područja između litosfernih ploča nazivaju se seizmički pojasevi - ovo su "najnemirnija" područja planeta.

Zemljinu koru dijelimo na stabilna (platforme) i pokretna područja (naborana područja – geosinklinale).

- moćne podvodne planinske strukture unutar oceanskog dna, najčešće zauzimaju srednji položaj. U blizini srednjooceanskih grebena, litosferne ploče se odmiču i pojavljuje se mlada bazaltna oceanska kora. Proces je popraćen intenzivnim vulkanizmom i visokom seizmičnošću.

Zone kontinentalnih rascjepa su, na primjer, Istočnoafrički rascjepni sustav, Bajkalski rascjepni sustav. Rascjepe, poput srednjooceanskih grebena, karakterizira seizmička aktivnost i vulkanizam.

Tektonika ploča- hipoteza koja sugerira da je litosfera podijeljena na velike ploče koje se horizontalno kreću kroz plašt. U blizini srednjooceanskih grebena, litosferne ploče se odmiču i rastu zbog materijala koji se uzdiže iz utrobe Zemlje; u dubokomorskim jarcima, jedna ploča se pomiče ispod druge i apsorbira je plašt. Strukture nabora nastaju na mjestima sudara ploča.