Kontinentális lemezek. Hogyan mozognak a litoszféra lemezei?

. - A fő litoszféra lemezek. - - - Oroszország litoszférikus lemezei.

Milyen összetételű a litoszféra.

Jelenleg a hibával ellentétes határon, litoszféra lemezek ütközése. Ez az ütközés az ütköző lemezek típusától függően különböző módon történhet.

• Ha az óceáni és a kontinentális lemezek ütköznek, az első a második alá süllyed. Ilyenkor mélytengeri árkok, szigetívek (japán szigetek) vagy hegyvonulatok (Andok) keletkeznek.
• Ha két kontinentális litoszféra lemez ütközik, akkor ezen a ponton a lemezek szélei gyűrődésekké gyűrődnek, ami vulkánok és hegyláncok kialakulásához vezet. Így a Himalája az eurázsiai és az indoausztrál lemezek határán keletkezett. Általánosságban elmondható, hogy ha hegyek vannak a szárazföld közepén, ez azt jelenti, hogy egykor két litoszféra lemez ütközésének helye volt.

Így a földkéreg állandó mozgásban van. Visszafordíthatatlan fejlődésében a mobil területek - geoszinklinok- hosszú távú átalakulások révén viszonylag nyugodt területekké alakulnak át - platformok.

Oroszország litoszférikus lemezei.

Oroszország négy litoszféra lemezen található.

• eurázsiai lemez- az ország nyugati és északi részének nagy része,
• Észak-amerikai lemez- Oroszország északkeleti része,
• Amur litoszféra lemez- Szibériától délre,
• Okhotsk-tenger lemez Az Okhotszki-tenger és partja.

2. ábra Oroszország litoszféra lemezeinek térképe.

A litoszférikus lemezek szerkezetében viszonylag egyenletes ódon emelvények és mobil hajtogatott övek tűnnek ki. A platformok stabil területein síkságok, a hajtogatott övek vidékén pedig hegyvonulatok helyezkednek el.

3. ábra Oroszország tektonikus szerkezete.

Oroszország két ősi platformon található (kelet-európai és szibériai). A platformokon belül kiemelkednek tányérokÉs pajzsok. A tányér a földkéreg egy szakasza, melynek felhajtott alapját üledékes kőzetréteg borítja. A pajzsok, a födémekkel ellentétben, nagyon kevés üledékes lerakódást és csak vékony talajréteget tartalmaznak.

Oroszországban a kelet-európai platformon a Balti pajzsot, a szibériai platformon pedig az Aldan és Anabar Shieldet különböztetik meg.

4. ábra. Platformok, födémek és pajzsok Oroszországban.

Az elméleti geológia alapja a 20. század elején a kontrakciós hipotézis volt. A föld lehűl, mint a sült alma, és hegyvonulatok formájában ráncok jelennek meg rajta. Ezeket az elképzeléseket a geoszinklinok elmélete fejlesztette ki, amelyet a hajtogatott szerkezetek tanulmányozása alapján hoztak létre. Ezt az elméletet James Dana fogalmazta meg, aki hozzáadta az izosztázia elvét a kontrakciós hipotézishez. E felfogás szerint a Föld gránitokból (kontinensekből) és bazaltokból (óceánokból) áll. Amikor a Föld az óceánok-vályúkban összenyomódik, érintőleges erők keletkeznek, amelyek nyomást gyakorolnak a kontinensekre. Ez utóbbiak felemelkednek a hegyláncokba, majd összeomlanak. A megsemmisítés eredményeként nyert anyag a mélyedésekben rakódik le.

Ezenkívül Wegener elkezdett geofizikai és geodéziai bizonyítékokat keresni. E tudományok szintje azonban akkoriban nyilvánvalóan nem volt elegendő a kontinensek jelenlegi mozgásának rögzítéséhez. 1930-ban Wegener egy grönlandi expedíció során halt meg, de már halála előtt tudta, hogy a tudományos közösség nem fogadta el elméletét.

Alapvetően kontinentális sodródás elmélet A tudományos közösség kedvezően fogadta, de 1922-ben egyszerre több neves szakember is hevesen bírálta. A fő érv az elmélet ellen a lemezeket mozgató erő kérdése volt. Wegener úgy vélte, hogy a kontinensek az óceánfenék bazaltjai mentén mozognak, de ez hatalmas erőfeszítést igényelt, és senki sem tudta megnevezni ennek az erőnek a forrását. A Coriolis-erőt, az árapály-jelenségeket és néhány mást javasoltak a lemezmozgás forrásaként, azonban a legegyszerűbb számítások azt mutatták, hogy mindez egyáltalán nem elegendő a hatalmas kontinentális blokkok mozgatásához.

Wegener elméletének kritikusai a kontinenseket mozgató erő kérdését helyezték előtérbe, és figyelmen kívül hagyták mindazt a sok tényt, amelyek feltétel nélkül megerősítették az elméletet. Valójában az egyetlen olyan problémát találták, amelyben az új koncepció tehetetlen, és építő kritika nélkül elutasították a fő bizonyítékot. Alfred Wegener halála után a kontinens-sodródás elméletét a marginális tudomány státusza miatt elvetették, és a kutatások túlnyomó többsége továbbra is a geoszinklinok elmélete keretében folyt. Igaz, magyarázatot kellett keresnie az állatok kontinenseken való megtelepedésének történetére is. Erre találták ki a szárazföldi hidakat, amelyek összekötik a kontinenseket, de a tenger mélyébe merültek. Ez volt Atlantisz legendájának egy újabb születése. Érdemes megjegyezni, hogy egyes tudósok nem ismerték el a világhatóságok ítéletét, és továbbra is keresték a kontinensek mozgásának bizonyítékait. Szóval du Toit Alexander du Toit) a Himalája-hegység kialakulását Hindusztán és az eurázsiai lemez ütközésével magyarázta.

A fixisták – ahogy a jelentős vízszintes mozgások hiányának híveit nevezték – és a kontinensek mozgását érvelő mobilisták között újult erővel tört fel az 1960-as években, amikor a fenék tanulmányozása következtében. az óceánok, a Föld nevű „gép” megértésének kulcsai.

Az 1960-as évek elejére elkészült a Világóceán fenekének domborzati térképe, amelyből kiderült, hogy az óceánok közepén óceánközépi hátságok helyezkednek el, amelyek 1,5-2 km-rel az üledékekkel borított mélységi síkságok fölé emelkednek. Ezek az adatok lehetővé tették R. Dietznek és Harry Hessnek, hogy 1963-ban előterjeszthessék a terjedő hipotézist. E hipotézis szerint a konvekció körülbelül 1 cm/év sebességgel megy végbe a köpenyben. A konvekciós sejtek felszálló ágai az óceánközépi hátak alá köpenyanyagot szállítanak, amely a gerinc tengelyirányú részén 300-400 évente megújítja az óceánfenéket. A kontinensek nem lebegnek az óceáni kérgen, hanem a köpeny mentén mozognak, passzívan "forrasztva" a litoszféra lemezeibe. A terjedés koncepciója szerint a szerkezet óceáni medencéi instabilok, instabilok, míg a kontinensek stabilak.

Ugyanaz a hajtóerő (magasságkülönbség) határozza meg a kéreg rugalmas vízszintes összenyomódásának mértékét a földkéreggel szembeni áramlás viszkózus súrlódási erejével. Ennek a kompressziónak az értéke kicsi a köpenyáramlás felfelé ívelő tartományában, és növekszik, ahogy közeledik az áramlás ereszkedő helyéhez (a nyomófeszültség átvitele miatt a mozdulatlan szilárd kérgen keresztül az emelkedés helyétől az áramlás helye felé. áramlási süllyedés). A leszálló áramlás felett a kéregben akkora a nyomóerő, hogy időnként túllépi a kéreg szilárdságát (a legkisebb szilárdság és a legnagyobb igénybevétel területén), rugalmatlan (képlékeny, rideg) deformáció. a kéreg bekövetkezik - földrengés. Ugyanakkor teljes hegyláncok, például a Himalája, kiszorulnak a kéreg deformációjának helyéről (több szakaszban).

Plasztikus (törékeny) deformáció esetén a benne lévő feszültség nagyon gyorsan csökken (a kéreg földrengés közbeni elmozdulásának sebességével) - a nyomóerő a földrengés forrásában és környékén. Ám közvetlenül a rugalmatlan deformáció vége után a feszültség (rugalmas deformáció) nagyon lassú növekedése, amelyet a földrengés megszakított, folytatódik a viszkózus köpenyáramlás nagyon lassú mozgása miatt, elindítva a következő földrengésre való felkészülési ciklust.

Így a lemezek mozgása a Föld központi zónáiból nagyon viszkózus magma általi hőátadás következménye. Ebben az esetben a hőenergia egy része mechanikai munkává alakul át a súrlódási erők leküzdésére, egy része pedig a földkérgen áthaladva a környező térbe sugárzik. Tehát bolygónk bizonyos értelemben egy hőmotor.

Számos hipotézis létezik a Föld belsejében fellépő magas hőmérséklet okával kapcsolatban. A 20. század elején népszerű volt az energia radioaktív természetére vonatkozó hipotézis. Megerősíteni látszott a felső kéreg összetételére vonatkozó becslések, amelyek igen jelentős urán-, kálium- és egyéb radioaktív elemek koncentrációt mutattak, de később kiderült, hogy a földkéreg kőzeteiben a radioaktív elemek tartalma teljesen elégtelen. hogy biztosítsa a megfigyelt mélyhő áramlást. És a radioaktív elemek tartalma a kéreg alatti anyagban (az óceánfenék bazaltjaihoz közeli összetételben), mondhatni, elhanyagolható. Ez azonban nem zárja ki a nehéz radioaktív elemek kellően magas tartalmát, amelyek hőt termelnek a bolygó központi zónáiban.

Egy másik modell a melegedést a Föld kémiai differenciálódásával magyarázza. Kezdetben a bolygó szilikát és fémes anyagok keveréke volt. De a bolygó kialakulásával egyidejűleg elkezdődött a különálló héjakká való differenciálódása. A sűrűbb fémrész a bolygó közepére rohant, a szilikátok pedig a felső héjakban koncentrálódtak. Ebben az esetben a rendszer potenciális energiája csökkent és hőenergiává alakult.

Más kutatók úgy vélik, hogy a bolygó felmelegedése a meteoritoknak egy születőben lévő égitest felszínére történő becsapódása során bekövetkezett akkréció eredményeként következett be. Ez a magyarázat kétséges - az akkréció során a hő gyakorlatilag a felszínen szabadult fel, ahonnan könnyen kijutott az űrbe, nem pedig a Föld központi területeibe.

Másodlagos erők

A lemezek mozgásában meghatározó szerepe van a termikus konvekcióból eredő viszkózus súrlódási erőnek, de ezen kívül más, kisebb, de fontos erők is hatnak a lemezekre. Ezek Arkhimédész erői, amelyek biztosítják, hogy a könnyebb kéreg a nehezebb köpeny felszínén lebegjen. Árapály-erők, a Hold és a Nap gravitációs befolyása miatt (a gravitációs hatás különbsége a Föld tőlük különböző távolságra lévő pontjaira). Jelenleg a Földön a Hold vonzása által okozott árapály-púp átlagosan 36 cm. Korábban a Hold volt közelebb, és ez nagy léptékű volt, a köpeny deformációja a felmelegedéséhez vezet. Például az Io-n (a Jupiter egyik műholdja) megfigyelt vulkanizmust pontosan ezek az erők okozzák - az Io-n az árapály körülbelül 120 m. Valamint a légköri nyomás változásából adódó erők a föld felszínének különböző részein - légköri a nyomáserők gyakran 3%-kal változnak, ami egy 0,3 m vastag (vagy legalább 10 cm vastag gránit) összefüggő vízrétegnek felel meg. Sőt, ez a változás egy több száz kilométer széles zónában is bekövetkezhet, miközben az árapály-erők változása simábban - több ezer kilométeres távolságban - megy végbe.

Divergens vagy lemezelválasztási határok

Ezek a határok az ellenkező irányba mozgó lemezek között. A Föld domborművében ezeket a határokat hasadékok fejezik ki, húzási alakváltozások érvényesülnek bennük, csökken a kéreg vastagsága, maximális a hőáramlás, aktív vulkanizmus lép fel. Ha kialakul egy ilyen határ a kontinensen, akkor egy kontinentális hasadék alakul ki, amely később óceáni medencévé alakulhat át, amelynek középpontjában óceáni hasadék található. Az óceáni hasadékokban a terjedés új óceáni kéreg kialakulását eredményezi.

óceáni hasadékok

Az óceánközépi gerinc felépítésének diagramja

kontinentális szakadások

A kontinens részekre szakadása egy hasadék kialakulásával kezdődik. A kéreg elvékonyodik és szétválik, magmatizmus kezdődik. Körülbelül több száz méter mélységű kiterjesztett lineáris mélyedés alakul ki, amelyet normál hibák sorozata korlátoz. Ezt követően két forgatókönyv lehetséges: vagy leáll a hasadék tágulása és az üledékes kőzetekkel megtelve aulakogénné alakul, vagy a kontinensek tovább távolodnak egymástól, és közöttük, már tipikusan óceáni hasadékokban, elkezd kialakulni az óceáni kéreg. .

konvergens határok

A konvergens határok olyan határok, ahol a lemezek ütköznek. Három lehetőség lehetséges:

1. Kontinentális lemez óceáni. Az óceáni kéreg sűrűbb, mint a kontinentális kéreg, és a kontinens alatt szubdukciós zónában subduktál.
2. Oceanic lemez óceáni. Ilyenkor az egyik lemez a másik alá kúszik, és egy szubdukciós zóna is kialakul, amely felett egy szigetív alakul ki.
3. Kontinentális lemez kontinentális. Ütközés történik, erőteljesen összehajtott terület jelenik meg. A klasszikus példa a Himalája.

Ritka esetekben előfordul, hogy az óceáni kéreg a kontinentálisra tolódik - obdukció. Ezzel a folyamattal jöttek létre Ciprus, Új-Kaledónia, Omán és mások ofiolitjai.

A szubdukciós zónákban az óceáni kéreg felszívódik, és ezáltal kompenzálja annak megjelenését az óceán közepén. Kivételesen összetett folyamatok, kölcsönhatások mennek végbe bennük a kéreg és a köpeny között. Így az óceáni kéreg kontinentális kéregtömböket húzhat a köpenybe, amelyek alacsony sűrűségük miatt visszakerülnek a kéregbe. Így keletkeznek az ultramagas nyomású metamorf komplexumok, a modern geológiai kutatások egyik legnépszerűbb tárgya.

A legtöbb modern szubdukciós zóna a Csendes-óceán perifériáján található, és a csendes-óceáni tűzgyűrűt alkotja. A lemezkonvergencia zónában lezajló folyamatok a geológiában a legösszetettebbek közé tartoznak. Különböző eredetű tömböket kever össze, új kontinentális kérget képezve.

Aktív kontinentális határok

Aktív kontinentális margó

Aktív kontinentális perem ott van, ahol az óceáni kéreg egy kontinens alá süllyed. Dél-Amerika nyugati partvidékét tekintik ennek a geodinamikai beállításnak a mércéjének, gyakran nevezik Andok kontinentális perem típusa. Az aktív kontinentális peremet számos vulkán és általában erős magmatizmus jellemzi. Az olvadéknak három összetevője van: az óceáni kéreg, a felette lévő köpeny és a kontinentális kéreg alsó részei.

Az aktív kontinentális perem alatt aktív mechanikai kölcsönhatás zajlik az óceáni és a kontinentális lemezek között. Az óceáni kéreg sebességétől, korától és vastagságától függően többféle egyensúlyi forgatókönyv lehetséges. Ha a lemez lassan mozog és viszonylag kis vastagságú, akkor a kontinens lekaparja róla az üledéktakarót. Az üledékes kőzetek intenzív gyűrődésekké zúzódnak, átalakulnak, és a kontinentális kéreg részévé válnak. Az így kapott szerkezetet ún akkréciós ék. Ha nagy a szubdukciós lemez sebessége és vékony az üledéktakaró, akkor az óceáni kéreg kitörli a kontinens fenekét és behúzza a köpenybe.

szigetívek

szigeti ív

A szigetívek vulkáni szigetekből álló láncok egy szubdukciós zóna felett, ahol egy óceáni lemez egy másik óceáni lemez alá süllyed. Az Aleut-, Kuril-, Mariana-szigetek és sok más szigetcsoport tipikus modern szigetívnek nevezhető. A japán szigeteket szigetívként is szokták emlegetni, de alapjuk nagyon ősi, valójában több, különböző korú szigetív komplexum alkotja őket, így a japán szigetek egy mikrokontinenst alkotnak.

A szigetívek két óceáni lemez ütközésekor keletkeznek. Ebben az esetben az egyik lemez alul van, és felszívódik a köpenybe. A felső lemezen szigetíves vulkánok alakulnak ki. A szigetív ívelt oldala az elnyelt födém felé irányul. Ezen az oldalon egy mélyvízi árok és egy előíves vályú található.

A szigetív mögött egy hátsó ívű medence található (tipikus példák: Okhotszki-tenger, Dél-kínai-tenger stb.), amelyben terjedés is előfordulhat.

Kontinensek ütközése

Kontinensek ütközése

A kontinentális lemezek ütközése a kéreg összeomlásához és hegyláncok kialakulásához vezet. Az ütközésre példa az alpesi-himalájai hegyi öv, amelyet a Tethys-óceán lezárása, valamint a Hindusztán és Afrika eurázsiai lemezével való ütközés alkotott. Ennek eredményeként a kéreg vastagsága jelentősen megnő, a Himalája alatt 70 km. Ez egy instabil szerkezet, a felszíni és tektonikus erózió intenzíven tönkreteszi. A gránitokat a kéregben lévő metamorf üledékes és magmás kőzetekből olvasztják ki, meredeken megnövekedett vastagsággal. Így jöttek létre a legnagyobb batolitok, például az Angara-Vitimsky és a Zerenda.

A határok átalakítása

Ahol a lemezek párhuzamos pályán, de eltérő sebességgel mozognak, transzformációs hibák lépnek fel – grandiózus nyírási hibák, amelyek elterjedtek az óceánokban, és ritkák a kontinenseken.

Transform Rifts

Az óceánokban a transzformációs vetők a közép-óceáni gerincekre (MOR) merőlegesen futnak, és átlagosan 400 km széles szegmensekre bontják őket. A gerinc szegmensei között van a transzformációs hiba aktív része. Ezen a területen folyamatosan előfordulnak földrengések és hegyépítés, a törés körül számos tollazat képződik - lökések, ráncok és grabens. Ennek eredményeként a köpenykőzetek gyakran feltárulnak a törészónában.

A MOR szegmensek mindkét oldalán transzformációs hibák inaktív részei találhatók. Aktív mozgások nem fordulnak elő bennük, de az óceánfenék topográfiájában világosan kifejeződnek lineáris kiemelkedésként, központi mélyedéssel.

A transzformációs hibák szabályos rácsot alkotnak, és nyilvánvalóan nem véletlenül, hanem objektív fizikai okokból keletkeznek. A numerikus modellezési adatok, termofizikai kísérletek és geofizikai megfigyelések kombinációja lehetővé tette annak kiderítését, hogy a köpenykonvekció háromdimenziós szerkezetű. A konvektív cellában a MOR főáramán kívül az áramlás felső részének lehűlése miatt hosszirányú áramlások keletkeznek. Ez a lehűlt anyag a köpeny áramlásának fő iránya mentén rohan lefelé. Ennek a másodlagos leszálló áramlásnak a zónáiban találhatók a transzformációs hibák. Ez a modell jól illeszkedik a hőáramra vonatkozó adatokhoz: a transzformációs hibákon csökkenés figyelhető meg.

A kontinensek között mozog

A nyírólemez határok a kontinenseken viszonylag ritkák. Talán az egyetlen jelenleg aktív példa az ilyen típusú határvonalra a San Andreas-törés, amely elválasztja az észak-amerikai lemezt a Csendes-óceántól. A 800 mérföldes San Andreas-törés a bolygó egyik szeizmikusan legaktívabb régiója: a lemezek egymáshoz képest évente 0,6 cm-rel tolódnak el, a 6 egységnél nagyobb földrengések pedig átlagosan 22 évente egyszer fordulnak elő. San Francisco városa és a San Francisco-öböl térségének nagy része ennek a hibának a közvetlen közelében épült.

Intraplate folyamatok

A lemeztektonika első megfogalmazásai azt állították, hogy a vulkanizmus és a szeizmikus jelenségek a lemezek határai mentén koncentrálódnak, de hamar kiderült, hogy a lemezek belsejében sajátos tektonikai és magmás folyamatok zajlanak, amelyeket szintén ezen elmélet keretei között értelmeztek. A lemezen belüli folyamatok között kiemelt helyet foglaltak el egyes területeken a hosszan tartó bazaltos magmatizmus jelenségei, az úgynevezett hot spotok.

Hot Spots

Számos vulkáni eredetű sziget található az óceánok fenekén. Némelyikük egymás után változó korú láncokban helyezkedik el. Egy ilyen víz alatti gerinc klasszikus példája a hawaii tengeralattjáró gerinc. Az óceán felszíne fölé emelkedik a Hawaii-szigetek formájában, ahonnan folyamatosan növekvő korú tengerhegyek láncolata húzódik északnyugatra, amelyek közül néhány, például a Midway Atoll, a felszínre kerül. Hawaiitól körülbelül 3000 km-re a lánc kissé észak felé fordul, és már Birodalmi tartománynak hívják. Az Aleut-sziget íve előtt egy mélytengeri árokban szakad meg.

Ennek a csodálatos szerkezetnek a magyarázatára azt javasolták, hogy van egy forró pont a Hawaii-szigetek alatt - egy olyan hely, ahol forró köpenyáramlás emelkedik a felszínre, amely megolvasztja a felette mozgó óceáni kérget. Jelenleg sok ilyen pont van a Földön. Az ezeket okozó köpenyáramlást csónaknak nevezték. Egyes esetekben a csóvaanyag kivételesen mély eredetét feltételezik, egészen a mag-köpeny határáig.

Csapdák és óceáni fennsíkok

A hosszú távú hotspotok mellett a lemezek belsejében olykor grandiózus olvadékkitörések is előfordulnak, amelyek a kontinenseken csapdákat, az óceánokban pedig óceáni fennsíkokat képeznek. Az ilyen típusú magmatizmus sajátossága, hogy geológiailag rövid idő alatt - több millió éves nagyságrendben - előfordul, de hatalmas területeket (tízezer km²-t) fog be; ugyanakkor a számukhoz mérhető kolosszális mennyiségű bazalt ömlik ki, kristályosodva az óceán közepén.

A szibériai csapdák ismertek a kelet-szibériai platformon, a Deccan-fennsík csapdái a hindusztáni kontinensen és még sokan mások. Feltételezik, hogy a csapdákat a forró köpenyáramlások is okozzák, de a forró pontokkal ellentétben ezek rövid életűek, és nem teljesen egyértelmű a különbség köztük.

Forró pontok és csapdák szülték az ún tollas geotektonika, amely kimondja, hogy a geodinamikai folyamatokban nem csak a szabályos konvekció, hanem a tollak is jelentős szerepet játszanak. A tollatektonika nem mond ellent a lemeztektonikának, hanem kiegészíti azt.

A lemeztektonika mint tudományrendszer

A tektonika többé nem tekinthető pusztán geológiai fogalomnak. Valamennyi geotudományban kulcsszerepet játszik, többféle módszertani megközelítést azonosítottak benne, eltérő alapkoncepciókkal és elvekkel.

Szempontból kinematikai megközelítés, a lemezek mozgása a gömbön lévő figurák mozgásának geometriai törvényeivel írható le. A Földet különböző méretű lemezek mozaikjának tekintik, amelyek egymáshoz és a bolygóhoz képest mozognak. A paleomágneses adatok lehetővé teszik a mágneses pólus helyzetének rekonstruálását az egyes lemezekhez képest különböző időpontokban. A különböző lemezekre vonatkozó adatok általánosítása a lemezek relatív elmozdulásának teljes sorozatának rekonstruálásához vezetett. Ezen adatok statikus hotspotokból származó információkkal való kombinálása lehetővé tette a lemezek abszolút mozgásának és a Föld mágneses pólusainak mozgástörténetének meghatározását.

Termofizikai megközelítés a Földet hőmotornak tekinti, amelyben a hőenergia részben mechanikai energiává alakul át. Ennek a megközelítésnek a keretében a Föld belső rétegeiben zajló anyagmozgást egy viszkózus folyadék áramlásaként modellezik, amelyet a Navier-Stokes egyenletek írnak le. A köpenykonvekciót fázisátalakulások és kémiai reakciók kísérik, amelyek meghatározó szerepet játszanak a köpenyáramlások szerkezetében. A geofizikai szondázási adatok, a termofizikai kísérletek eredményei, valamint az analitikai és numerikus számítások alapján a tudósok igyekeznek részletezni a köpenykonvekció szerkezetét, megtalálni az áramlási sebességeket és a mélységi folyamatok egyéb fontos jellemzőit. Ezek az adatok különösen fontosak a Föld legmélyebb részei - az alsó köpeny és a mag - szerkezetének megértéséhez, amelyek közvetlen tanulmányozásra nem hozzáférhetők, de kétségtelenül óriási hatással vannak a bolygó felszínén zajló folyamatokra.

Geokémiai megközelítés. A geokémiában a lemeztektonika fontos, mint a Föld különböző héjai közötti folyamatos anyag- és energiacsere mechanizmusa. Minden geodinamikai beállítást sajátos kőzettársulások jellemeznek. Ezek a jellemző tulajdonságok pedig felhasználhatók annak a geodinamikai beállításnak a meghatározására, amelyben a kőzet keletkezett.

Történelemszemlélet. A Föld bolygó történetének értelmében a lemeztektonika a kontinensek összekapcsolódásának és kettéválásának, a vulkáni láncok születésének és kihalásának, az óceánok és tengerek megjelenésének és bezárásának története. Mára a nagy kéregtömböknél a mozgástörténetet nagy részletességgel és hosszú időn keresztül feltárták, de a kislemezeknél sokkal nagyobb a módszertani nehézség. A legbonyolultabb geodinamikai folyamatok a lemezütközési zónákban zajlanak, ahol hegyláncok alakulnak ki, amelyek sok kis heterogén tömbből - terránokból - állnak. A Sziklás-hegység tanulmányozása során a geológiai kutatás egy speciális iránya született - a terránelemzés, amely a terránok azonosítására és történetének rekonstruálására szolgáló módszereket vett fel.

Lemeztektonika más bolygókon

Jelenleg nincs bizonyíték a modern lemeztektonikára a Naprendszer más bolygóin. A Mars mágneses teréről a Mars Global Surveyor űrállomás által végzett tanulmányok a múltban a Marson lemeztektonika lehetőségét jelzik.

A múltban [ Amikor?] nagyobb volt a hőáramlás a bolygó beleiből, ezért vékonyabb volt a kéreg, a sokkal vékonyabb kéreg alatti nyomás is sokkal kisebb volt. És lényegesen alacsonyabb nyomáson és valamivel magasabb hőmérsékleten a köpenykonvekciós áramlások viszkozitása közvetlenül a kéreg alatt sokkal alacsonyabb volt, mint a jelenlegi. Ezért a köpenyáramlás felszínén lebegő, a mainál kevésbé viszkózus kéregben csak viszonylag kis rugalmas alakváltozások keletkeztek. A jelenleginél kevésbé viszkózus konvekciós áramok által a kéregben keltett mechanikai feszültségek pedig nem voltak elegendőek ahhoz, hogy meghaladják a kéregkőzetek végső szilárdságát. Ezért lehetséges, hogy nem volt olyan tektonikus aktivitás, mint később.

Korábbi lemezmozgások

A témával kapcsolatban lásd: A lemezmozgás története.

A múltbeli lemezmozgások rekonstrukciója a földtani kutatások egyik fő tárgya. Változó részletességgel rekonstruálták a kontinensek elhelyezkedését és a tömböket, amelyekből kialakultak az archeanig.

A kontinensek mozgásának elemzéséből empirikus megfigyelés született, hogy 400-600 millió évenként a kontinensek egy hatalmas kontinenssé gyűlnek össze, amely szinte a teljes kontinentális kérget tartalmazza - egy szuperkontinenssé. A modern kontinensek 200-150 millió évvel ezelőtt alakultak ki, a Pangea szuperkontinens kettéválása következtében. Most a kontinensek a szinte maximális elkülönülés szakaszában vannak. Az Atlanti-óceán tágul, a Csendes-óceán pedig bezárul. Hindusztán északra költözik, és összetöri az eurázsiai lemezt, de úgy tűnik, ennek a mozgásnak az erőforrásai már majdnem kimerültek, és a közeljövőben egy új szubdukciós zóna jelenik meg az Indiai-óceánon, amelyben az Indiai-óceán óceáni kérge. felszívódik az indiai kontinens alatt.

A lemezmozgások hatása az éghajlatra

A nagy kontinentális tömegek sarkvidéki elhelyezkedése hozzájárul a bolygó hőmérsékletének általános csökkenéséhez, mivel jégtakarók képződhetnek a kontinenseken. Minél fejlettebb az eljegesedés, annál nagyobb a bolygó albedója és annál alacsonyabb az éves átlagos hőmérséklet.

Ezenkívül a kontinensek egymáshoz viszonyított helyzete meghatározza az óceáni és a légköri keringést.

Egy egyszerű és logikus séma azonban: kontinensek a sarki régiókban - eljegesedés, kontinensek az egyenlítői régiókban - hőmérséklet-emelkedés, tévesnek bizonyul, ha összehasonlítjuk a Föld múltjával kapcsolatos geológiai adatokkal. A negyedidőszaki eljegesedés valóban akkor következett be, amikor az Antarktisz megjelent a Déli-sark térségében, és az északi féltekén Eurázsia és Észak-Amerika megközelítette az Északi-sarkot. Másrészt a legerősebb proterozoikum eljegesedés, amely során a Földet szinte teljesen jég borította, akkor következett be, amikor a kontinentális tömegek nagy része az egyenlítői régióban volt.

Emellett a kontinensek helyzetében jelentős változások következnek be több tízmillió év alatt, miközben a jégkorszakok teljes időtartama több millió évre tehető, és egy jégkorszak alatt ciklikus változások következnek be az eljegesedések és interglaciális időszakok során. . Mindezek az éghajlati változások gyorsan bekövetkeznek a kontinensek mozgási sebességéhez képest, ezért a lemezmozgás nem lehet az oka.

A fentiekből következik, hogy a tányérmozgások nem játszanak döntő szerepet a klímaváltozásban, de fontos további „nyomó” tényezőt jelenthetnek.

A lemeztektonika jelentősége

A lemeztektonika olyan szerepet játszott a földtudományokban, mint a heliocentrikus koncepció a csillagászatban, vagy a DNS felfedezése a genetikában. A lemeztektonika elméletének elfogadása előtt a földtudományok leíró jellegűek voltak. A természeti objektumok leírásában magas szintű tökéletességet értek el, de ritkán tudták megmagyarázni a folyamatok okait. A geológia különböző ágaiban ellentétes fogalmak dominálhattak. A lemeztektonika összekapcsolta a Föld különböző tudományait, előrejelző erőt adott nekik.

Lásd még

Megjegyzések

Irodalom

• Wegener A. A kontinensek és az óceánok eredete / ford. vele. P. G. Kaminsky, szerk. P. N. Kropotkin. - L.: Nauka, 1984. - 285 p.
• Dobretsov N. L., Kirdyashkin A. G. Mélygeodinamika. - Novoszibirszk, 1994. - 299 p.
• Zonenshain, Kuzmin M.I. A Szovjetunió lemeztektonikája. 2 kötetben.
• Kuzmin M. I., Korolkov A. T., Dril S. I., Kovalenko S. N. Történeti geológia a lemeztektonika és metallogenia alapjaival. - Irkutszk: Irkut. un-t, 2000. - 288 p.
• Cox A, Hart R. Lemeztektonika. - M.: Mir, 1989. - 427 p.
• N. V. Koronovsky, V. E. Khain, Yasamanov N. A. Történeti geológia: Tankönyv. M.: Akadémia Kiadó, 2006.
• Lobkovszkij L. I., Nikishin A. M., Khain V. E. A geotektonika és a geodinamika modern problémái. - M.: Tudományos világ, 2004. - 612 p. - ISBN 5-89176-279-X.
• Khain, Viktor Efimovich. A modern geológia fő problémái. M.: Tudományos Világ, 2003.

Linkek

Oroszul

• Khain, Viktor Efimovich A modern geológia: problémák és kilátások
• V. P. Trubitsyn, V. V. Rykov. Köpenykonvekció és globális tektonika a Föld Fizikai Közös Intézetében, RAS, Moszkva
• A tektonikus hibák okai, a kontinentális sodródás és a bolygó fizikai hőegyensúlya (USAP)
• Khain, Victor Efimovich A lemeztektonika, szerkezetük, mozgásuk és alakváltozásaik

Angolul

A FÖLD EVOLÚCIÓJA

FÖLD A NAPRENDSZERBEN

A Föld a földi bolygókhoz tartozik, ami azt jelenti, hogy a Jupiterhez hasonló gázóriásokkal ellentétben szilárd felszíne van. Méretét és tömegét tekintve is a legnagyobb a Naprendszer négy földi bolygója közül. Ezenkívül a Föld rendelkezik a legnagyobb sűrűséggel, a legerősebb felszíni gravitációval és a legerősebb mágneses mezővel a négy bolygó közül.

föld alakja

A földi bolygók méreteinek összehasonlítása (balról jobbra): Merkúr, Vénusz, Föld, Mars.

Földmozgalom

A Föld elliptikus pályán kering a Nap körül, körülbelül 150 millió km távolságra, átlagos sebessége 29,765 km/s. A Föld keringési sebessége nem állandó: júliusban gyorsulni kezd (az aphelion áthaladása után), januárban pedig ismét lassulni kezd (a perihélion áthaladása után). A Nap és az egész Naprendszer a Tejút-galaxis közepe körül egy szinte kör alakú pályán kering, körülbelül 220 km/s sebességgel. A Nap mozgása által hordozott Föld egy spirált ír le az űrben.

Jelenleg a Föld perifériája január 3-a, az aphelion pedig július 4-e körül van.

A Föld esetében a Domb-gömb (a Föld gravitációs hatásszférája) sugara körülbelül 1,5 millió km. Ez az a maximális távolság, amelyen a Föld gravitációja nagyobb, mint a többi bolygó és a Nap gravitációjának hatása.

Föld szerkezete Belső szerkezet

A Föld bolygó általános felépítése

A Föld más földi bolygókhoz hasonlóan réteges belső szerkezetű. Szilárd szilikát héjakból (kéreg, rendkívül viszkózus köpeny) és fémes magból áll. A mag külső része folyékony (sokkal kevésbé viszkózus, mint a köpeny), míg a belső része szilárd.

A bolygó belső hőjét nagy valószínűséggel a kálium-40, az urán-238 és a tórium-232 izotópok radioaktív bomlása adja. Mindhárom elem felezési ideje több mint egymilliárd év. A bolygó középpontjában a hőmérséklet 7000 K-ig emelkedhet, a nyomás pedig elérheti a 360 GPa-t (3,6 ezer atm.).

A földkéreg a szilárd föld felső része.

A földkéreg különböző méretű litoszférikus lemezekre oszlik, amelyek egymáshoz képest mozognak.

A köpeny a Föld szilikáthéja, amely főként magnézium-, vas-, kalcium- stb. szilikátokból álló kőzetekből áll.

A köpeny a földkéreg határa alatti 5–70 km-es mélységtől a 2900 km-es mélységben lévő mag határáig terjed.

A mag más elemekkel kevert vas-nikkel ötvözetből áll.

A tektonikus lemezek elmélete Tektonikus platformok

A lemeztektonikai elmélet szerint a Föld külső része a litoszférából áll, amely magában foglalja a földkérget és a köpeny megkeményedett felső részét. A litoszféra alatt található az asztenoszféra, amely a köpeny belső részét alkotja. Az asztenoszféra túlhevült és rendkívül viszkózus folyadékként viselkedik.

A litoszféra tektonikus lemezekre oszlik, és mintegy lebeg az asztenoszférán. A lemezek merev szegmensek, amelyek egymáshoz képest mozognak. Ezek a vándorlási időszakok sok millió évesek. A tektonikus lemezek közötti töréseken földrengések, vulkáni tevékenység, hegyépítés és óceáni mélyedések kialakulása fordulhat elő.

A tektonikus lemezek közül az óceáni lemezek rendelkeznek a legnagyobb mozgási sebességgel. Tehát a csendes-óceáni lemez évi 52-69 mm sebességgel mozog. A legalacsonyabb sebesség az eurázsiai lemeznél van - évi 21 mm.

szuperkontinens

A szuperkontinens a lemeztektonikában egy olyan kontinens, amely a Föld szárazföldi kéregének szinte teljes részét tartalmazza.

A kontinensek mozgástörténetének tanulmányozása kimutatta, hogy körülbelül 600 millió éves gyakorisággal az összes kontinentális blokkot egyetlen blokkba gyűjtik, amely aztán kettéválik.

A következő szuperkontinens kialakulását 50 millió év múlva jósolják meg amerikai tudósok a kontinensek mozgásának műholdas megfigyelései alapján. Afrika egyesül Európával, Ausztrália továbbra is észak felé halad és egyesül Ázsiával, az Atlanti-óceán pedig némi terjeszkedés után teljesen eltűnik.

Vulkánok

Vulkánok - geológiai képződmények a földkéreg felszínén vagy egy másik bolygó kérgén, ahol a magma a felszínre kerül, lávát, vulkáni gázokat, köveket képezve.

A "vulkán" szó az ókori római tűzisten, Vulkán nevéből származik.

A vulkánokat tanulmányozó tudomány a vulkanológia.

1. Vulkáni tevékenység

A vulkánokat a vulkáni tevékenység mértékétől függően aktív, alvó és kihalt vulkánokra osztják.

A vulkanológusok között nincs konszenzus az aktív vulkán meghatározásában. A vulkánok működési ideje több hónaptól több millió évig is eltarthat. Sok vulkán vulkáni tevékenységet mutatott több tízezer évvel ezelőtt, de jelenleg nem tekinthetők aktívnak.

A vulkánok krátereiben gyakran folyékony láva tavak találhatók. Ha a magma viszkózus, akkor eltömítheti a szellőzőnyílást, mint egy "parafa". Ez a legerősebb robbanásveszélyes kitörésekhez vezet, amikor a gázáramlás szó szerint kiüti a „dugót” a szellőzőnyílásból.

Kétféle litoszféra létezik. Az óceáni litoszférának körülbelül 6 km vastag óceáni kérge van. Leginkább a tenger borítja. A kontinentális litoszférát 35-70 km vastagságú kontinentális kéreg fedi. Legtöbbször ez a kéreg fölé emelkedik, és földet képez.

Tányérok

Kőzetek és ásványok

mozgó lemezek

A földkéreg lemezei, bár nagyon lassan, folyamatosan különböző irányokba mozognak. Mozgásuk átlagos sebessége évi 5 cm. A körmei körülbelül ugyanolyan ütemben nőnek. Mivel az összes lemez szorosan egymás mellett van, bármelyikük mozgása a környező lemezekre hat, és fokozatosan elmozdulnak. A lemezek különböző módon mozoghatnak, ami a határaikon is látható, de a lemezek mozgását okozó okok még mindig ismeretlenek a tudósok számára. Úgy tűnik, ennek a folyamatnak nincs sem kezdete, sem vége. Ennek ellenére egyes elméletek azt állítják, hogy a lemezmozgás egyik típusa lehet, hogy úgy mondjam, "elsődleges", és ettől az összes többi lemez már mozgásba lendül.

A tányérmozgások egyik fajtája az egyik lemez „merülése” a másik alá. Egyes tudósok úgy vélik, hogy ez a fajta mozgás okozza az összes többi lemezmozgást. Egyes határokon az olvadt kőzet két lemez között a felszínre törve, azok szélei mentén megkeményedik, szétnyomva ezeket a lemezeket. Ez a folyamat az összes többi lemez elmozdulását is okozhatja. Azt is tartják, hogy az elsődleges lökés mellett a lemezek mozgását a köpenyben keringő óriási hőáramok is serkentik (lásd a "" cikket).

sodródó kontinensek

A tudósok úgy vélik, hogy az elsődleges földkéreg kialakulása óta a lemezek mozgása megváltoztatta a kontinensek és óceánok helyzetét, alakját és méretét. Ezt a folyamatot ún tektonika táblák. Ennek az elméletnek különféle bizonyítékai vannak. Például az olyan kontinensek körvonalai, mint Dél-Amerika és Afrika, úgy néznek ki, mintha valamikor egyetlen egészet alkottak volna. Kétségtelen hasonlóságokat találtak mindkét kontinens ősi hegyláncait alkotó kőzetek szerkezetében és korában is.

1. A tudósok szerint a ma Dél-Amerikát és Afrikát alkotó szárazföldi tömegek több mint 200 millió évvel ezelőtt kapcsolódnak egymáshoz.

2. Nyilvánvalóan az Atlanti-óceán feneke fokozatosan kitágul, amikor új kőzet keletkezett a lemezek határán.

3. Dél-Amerika és Afrika jelenleg körülbelül évi 3,5 cm-rel távolodik el egymástól a lemezmozgás miatt.

Litoszférikus lemezek- a Föld litoszférájának nagy merev tömbjei, amelyeket szeizmikusan és tektonikusan aktív törészónák határolnak.

A lemezeket általában mély hibák választják el egymástól, és a köpeny viszkózus rétege mentén mozognak egymáshoz képest, évente 2-3 cm-rel. Ahol a kontinentális lemezek ütköznek, kialakulnak hegyi övek . Amikor a kontinentális és az óceáni lemezek kölcsönhatásba lépnek, az óceáni kéreggel rendelkező lemez a kontinentális kéreggel együtt a lemez alá mozog, ami mélytengeri árkok és szigetívek kialakulását eredményezi.

A litoszféra lemezek mozgása a köpenyben lévő anyagmozgással függ össze. A köpeny különálló részein erőteljes hő- és anyagáramlások szállnak fel a mélyéből a bolygó felszínére.

A Föld felszínének több mint 90%-a borított 13 a legnagyobb litoszféra lemezek.

Rés– a földkéreg hatalmas törése, amely annak vízszintes nyúlása során keletkezett (azaz ahol a hő- és anyagáramlás szétválik). A hasadékokban magma ömlik ki, új törések, horstok, grabenek jelennek meg. Óceánközépi gerincek képződnek.

Első kontinentális sodródás hipotézise század elején előterjesztett (azaz a földkéreg vízszintes mozgása) A. Wegener. Ennek alapján létrejött litoszféra lemezek elmélete m) Ezen elmélet szerint a litoszféra nem monolit, hanem nagy és kis lemezekből áll, amelyek "lebegnek" az asztenoszférán. A litoszféra lemezek közötti határterületeket ún szeizmikus övek - ezek a bolygó leg"nyugtalanabb" területei.

A földkéreg stabil (platformok) és mobil szakaszokra (hajtogatott területek - geoszinklinák) oszlik.

- erőteljes víz alatti hegyi építmények az óceán fenekén belül, leggyakrabban középső pozíciót foglalnak el. Az óceánközépi gerincek közelében a litoszféra lemezek eltávolodnak egymástól, és megjelenik a fiatal bazalt óceáni kéreg. A folyamatot intenzív vulkanizmus és magas szeizmicitás kíséri.

Kontinentális hasadékzónák például a kelet-afrikai hasadékrendszer, a Bajkál-hasadékrendszer. A hasadékokat, akárcsak az óceánközépi gerinceket, szeizmikus aktivitás és vulkanizmus jellemzi.

Lemeztektonika- egy hipotézis, amely szerint a litoszféra nagy lemezekre oszlik, amelyek a köpeny mentén vízszintes irányban mozognak. Az óceánközépi gerincek közelében a litoszféra lemezei eltávolodnak és felhalmozódnak a Föld beléből felszálló anyag miatt; mélytengeri árkokban az egyik lemez a másik alá mozog, és elnyeli a köpeny. Azokon a helyeken, ahol a lemezek ütköznek, hajtogatott szerkezetek képződnek.