Plăcile continentale. Cum se mișcă plăcile litosferice?

. - Principalele plăci litosferice. - - - Plăci litosferice ale Rusiei.

Care este compoziția litosferei.

În acest moment, la limita opusă faliei, ciocnirea plăcilor litosferice. Această coliziune poate avea loc în moduri diferite, în funcție de tipurile de plăci care se ciocnesc.

• Dacă plăcile oceanice și continentale se ciocnesc, prima se scufundă sub a doua. În acest caz, apar tranșee de adâncime, arcuri insulare (insule japoneze) sau lanțuri muntoase (Anzi).
• Dacă două plăci litosferice continentale se ciocnesc, atunci în acest moment marginile plăcilor sunt mototolite în pliuri, ceea ce duce la formarea vulcanilor și lanțurilor muntoase. Astfel, Himalaya a apărut la granița plăcilor eurasiatice și indo-australiene. În general, dacă există munți în centrul continentului, asta înseamnă că odată a fost un loc de ciocnire a două plăci litosferice sudate într-una singură.

Astfel, scoarța terestră este în continuă mișcare. În dezvoltarea sa ireversibilă, zonele mobile - geosinclinale- sunt transformate prin transformări pe termen lung în zone relativ calme - platforme.

Plăcile litosferice ale Rusiei.

Rusia este situată pe patru plăci litosferice.

• placa eurasiatică- majoritatea părților de vest și de nord ale țării,
• farfurie nord-americană- partea de nord-est a Rusiei,
• Placa litosferică Amur- sudul Siberiei,
• Placa de la Marea Ochotsk Marea Okhotsk și coasta ei.

Fig 2. Harta plăcilor litosferice din Rusia.

În structura plăcilor litosferice, se evidențiază relativ chiar platformele antice și curelele mobile pliate. Câmpiile sunt situate pe zone stabile ale platformelor, iar lanțurile muntoase sunt situate în regiunea centurilor pliate.

Fig 3. Structura tectonica a Rusiei.

Rusia este situată pe două platforme antice (est-europeană și siberiană). În cadrul platformelor ies în evidență farfuriiși scuturi. O placă este o secțiune a scoarței terestre, a cărei bază pliată este acoperită cu un strat de roci sedimentare. Scuturile, spre deosebire de plăci, au foarte puține depozite sedimentare și doar un strat subțire de sol.

În Rusia, Scutul Baltic se distinge pe Platforma Est-Europeană și Scuturile Aldan și Anabar pe Platforma Siberiană.

Figura 4. Platforme, plăci și scuturi în Rusia.

Baza geologiei teoretice la începutul secolului al XX-lea a fost ipoteza contracției. Pământul se răcește ca un măr copt, iar pe el apar riduri sub formă de lanțuri muntoase. Aceste idei au fost dezvoltate de teoria geosinclinală, creată pe baza studiului structurilor pliate. Această teorie a fost formulată de James Dana, care a adăugat principiul isostaziei la ipoteza contracției. Conform acestui concept, Pământul este format din granite (continente) și bazalt (oceane). Când Pământul este comprimat în oceane-jgheaburi, apar forțe tangențiale care pun presiune asupra continentelor. Acestea din urmă se ridică în lanțurile muntoase și apoi se prăbușesc. Materialul care se obține în urma distrugerii se depune în depresiuni.

În plus, Wegener a început să caute dovezi geofizice și geodezice. Cu toate acestea, la acea vreme nivelul acestor științe nu era clar suficient pentru a fixa mișcarea actuală a continentelor. În 1930, Wegener a murit în timpul unei expediții în Groenlanda, dar înainte de moartea sa știa deja că comunitatea științifică nu i-a acceptat teoria.

Inițial teoria derivei continentale a fost acceptat favorabil de comunitatea științifică, dar în 1922 a fost aspru criticat de mai mulți experți cunoscuți simultan. Principalul argument împotriva teoriei a fost întrebarea forței care mișcă plăcile. Wegener credea că continentele se mișcă de-a lungul bazalților fundului oceanului, dar acest lucru a necesitat un efort uriaș și nimeni nu a putut numi sursa acestei forțe. Forța Coriolis, fenomenele mareelor ​​și unele altele au fost propuse ca sursă de mișcare a plăcilor, cu toate acestea, cele mai simple calcule au arătat că toate nu sunt absolut suficiente pentru a muta blocuri continentale uriașe.

Criticii teoriei lui Wegener au pus problema forței care mișcă continentele în prim-plan și au ignorat toate multele fapte care au confirmat necondiționat teoria. De fapt, au găsit singura problemă în care noul concept era neputincios și, fără critici constructive, au respins principalele dovezi. După moartea lui Alfred Wegener, teoria derivei continentale a fost respinsă, având în vedere statutul de știință marginală, iar marea majoritate a cercetărilor au continuat să fie efectuate în cadrul teoriei geosinclinale. Adevărat, a trebuit să caute și explicații pentru istoria așezării animalelor pe continente. Pentru aceasta s-au inventat poduri terestre care legau continentele, dar se cufundau în adâncurile mării. Aceasta a fost o altă naștere a legendei Atlantidei. Este de remarcat faptul că unii oameni de știință nu au recunoscut verdictul autorităților mondiale și au continuat să caute dovezi ale mișcării continentelor. Deci du Toit Alexander du Toit) a explicat formarea munților Himalaya prin ciocnirea Hindustanului și a plăcii eurasiatice.

Lupta lentă dintre fixişti, cum erau numiţi susţinătorii absenţei unor mişcări orizontale semnificative, iar mobilizatorii, care susţineau că continentele se mişcă, a izbucnit cu o vigoare reînnoită în anii 1960, când, ca urmare a studierii fundului ale oceanelor, cheile pentru înțelegerea „mașinii” numită Pământ.

La începutul anilor 1960, a fost întocmită o hartă topografică a fundului Oceanului Mondial, care a arătat că crestele oceanice de mijloc sunt situate în centrul oceanelor, care se ridică la 1,5-2 km deasupra câmpiilor abisale acoperite cu sedimente. Aceste date i-au permis lui R. Dietz și Harry Hess să propună ipoteza răspândirii în 1963. Conform acestei ipoteze, convecția are loc în manta cu o rată de aproximativ 1 cm/an. Ramurile ascendente ale celulelor de convecție transportă materialul mantalei sub crestele oceanice, care reînnoiește fundul oceanului în partea axială a crestei la fiecare 300-400 de ani. Continentele nu plutesc pe scoarța oceanică, ci se deplasează de-a lungul mantalei, fiind „sudate” pasiv în plăcile litosferice. Conform conceptului de răspândire, bazinele oceanice ale structurii sunt instabile, instabile, în timp ce continentele sunt stabile.

Aceeași forță motrice (diferența de înălțime) determină gradul de compresie orizontală elastică a crustei prin forța de frecare vâscoasă a curgerii împotriva scoarței terestre. Mărimea acestei compresiuni este mică în regiunea ascendentă a fluxului de manta și crește pe măsură ce se apropie de locul de curgere descendentă (datorită transferului tensiunii de compresiune prin crusta solidă imobilă în direcția de la locul de ridicare la locul de coborâre a fluxului). Deasupra fluxului descendent, forța de compresie în crustă este atât de mare încât din când în când rezistența crustei este depășită (în zona cu cea mai mică rezistență și cea mai mare tensiune), o deformare inelastică (plastică, fragilă). a crustei are loc – un cutremur. În același timp, lanțuri muntoase întregi, de exemplu, Himalaya, sunt stoarse din locul deformarii crustei (în mai multe etape).

Odată cu deformarea plastică (frapantă), stresul în ea scade foarte repede (la rata de deplasare a crustei în timpul unui cutremur) - forța de compresiune în sursa cutremurului și în împrejurimile acesteia. Dar imediat după terminarea deformării neelastice continuă o creștere foarte lentă a tensiunii (deformare elastică) întreruptă de cutremur datorită mișcării foarte lente a fluxului de manta vâscos, începând ciclul de pregătire pentru următorul cutremur.

Astfel, mișcarea plăcilor este o consecință a transferului de căldură din zonele centrale ale Pământului de către magma foarte vâscoasă. În acest caz, o parte din energia termică este convertită în lucru mecanic pentru a depăși forțele de frecare, iar o parte, după ce a trecut prin scoarța terestră, este radiată în spațiul înconjurător. Deci planeta noastră este, într-un fel, un motor termic.

Există mai multe ipoteze cu privire la cauza temperaturii ridicate din interiorul Pământului. La începutul secolului al XX-lea, ipoteza naturii radioactive a acestei energii era populară. Părea a fi confirmat de estimări ale compoziției scoarței superioare, care au arătat concentrații foarte semnificative de uraniu, potasiu și alte elemente radioactive, dar ulterior s-a dovedit că conținutul de elemente radioactive din rocile scoarței terestre este complet insuficient. pentru a asigura fluxul observat de căldură adâncă. Și conținutul de elemente radioactive din materia subcrustală (în compoziție apropiată de bazalții fundului oceanului), s-ar putea spune, este neglijabil. Cu toate acestea, acest lucru nu exclude un conținut suficient de mare de elemente radioactive grele care generează căldură în zonele centrale ale planetei.

Un alt model explică încălzirea prin diferențiere chimică a Pământului. Inițial, planeta era un amestec de silicați și substanțe metalice. Dar, odată cu formarea planetei, a început diferențierea ei în cochilii separate. Partea metalică mai densă s-a repezit în centrul planetei, iar silicații au fost concentrați în învelișurile superioare. În acest caz, energia potențială a sistemului a scăzut și s-a transformat în energie termică.

Alți cercetători cred că încălzirea planetei a avut loc ca urmare a acreției în timpul impactului meteoriților pe suprafața unui corp ceresc în curs de dezvoltare. Această explicație este îndoielnică - în timpul acreției, căldura a fost eliberată practic la suprafață, de unde a scăpat cu ușurință în spațiu, și nu în regiunile centrale ale Pământului.

Forțe secundare

Forța de frecare vâscoasă rezultată din convecția termică joacă un rol decisiv în mișcările plăcilor, dar pe lângă aceasta, asupra plăcilor acționează și alte forțe mai mici, dar și importante. Acestea sunt forțele lui Arhimede, care asigură că crusta mai ușoară plutește pe suprafața mantalei mai grele. Forțele de maree, datorită influenței gravitaționale a Lunii și a Soarelui (diferența de influență gravitațională a acestora asupra punctelor Pământului aflate la distanțe diferite de ele). Acum „cocoașa” de maree de pe Pământ, cauzată de atracția Lunii, este în medie de aproximativ 36 cm. Anterior, Luna era mai aproape și acest lucru a fost la scară mare, deformarea mantalei duce la încălzirea acesteia. De exemplu, vulcanismul observat pe Io (o lună a lui Jupiter) este cauzat tocmai de aceste forțe - marea pe Io este de aproximativ 120 m. La fel și forțele care decurg din modificările presiunii atmosferice pe diferite părți ale suprafeței pământului - atmosferice. forțele de presiune se modifică destul de des cu 3%, ceea ce echivalează cu un strat continuu de apă de 0,3 m grosime (sau granit de cel puțin 10 cm grosime). Mai mult, această schimbare poate avea loc într-o zonă de sute de kilometri lățime, în timp ce schimbarea forțelor mareelor ​​are loc mai ușor - la distanțe de mii de kilometri.

Limite divergente sau de separare a plăcilor

Acestea sunt limitele dintre plăcile care se mișcă în direcții opuse. În relieful Pământului, aceste limite sunt exprimate prin rupturi, în ele predomină deformațiile de tracțiune, grosimea scoarței este redusă, fluxul de căldură este maxim și are loc vulcanismul activ. Dacă se formează o astfel de graniță pe continent, atunci se formează o ruptură continentală, care se poate transforma ulterior într-un bazin oceanic cu o ruptură oceanică în centru. În rifturile oceanice, răspândirea are ca rezultat formarea unei noi cruste oceanice.

rupturi oceanice

Diagrama structurii crestei mijlocii oceanice

rupturi continentale

Împărțirea continentului în părți începe cu formarea unei fisuri. Crusta se subțiază și se desparte, începe magmatismul. Se formează o depresiune liniară extinsă cu o adâncime de aproximativ sute de metri, care este limitată de o serie de falii normale. După aceea, sunt posibile două scenarii: fie extinderea riftului se oprește și se umple cu roci sedimentare, transformându-se în aulacogen, fie continentele continuă să se depărteze și între ele, deja în rupturi tipic oceanice, scoarța oceanică începe să se formeze. .

frontiere convergente

Granițele convergente sunt granițele în care plăcile se ciocnesc. Sunt posibile trei variante:

1. Placă continentală cu oceanic. Crusta oceanică este mai densă decât crusta continentală și se subducte sub continent într-o zonă de subducție.
2. Placă oceanică cu oceanic. În acest caz, una dintre plăci se târăște sub cealaltă și se formează și o zonă de subducție, deasupra căreia se formează un arc insulă.
3. Placă continentală cu continentală. Are loc o coliziune, apare o zonă pliată puternică. Exemplul clasic este Himalaya.

În cazuri rare, are loc împingerea crustei oceanice pe continental - obducție. Prin acest proces au luat naștere ofiolitele din Cipru, Noua Caledonie, Oman și altele.

În zonele de subducție, crusta oceanică este absorbită și, astfel, apariția ei în crestele oceanice este compensată. În ele au loc procese excepțional de complexe, interacțiuni între crustă și manta. Astfel, crusta oceanică poate trage blocuri de crustă continentală în manta, care, datorită densității lor scăzute, sunt exhumate înapoi în crustă. Așa iau naștere complexe metamorfice de presiuni ultraînalte, unul dintre cele mai populare obiecte ale cercetării geologice moderne.

Cele mai multe zone de subducție moderne sunt situate de-a lungul periferiei Oceanului Pacific, formând inelul de foc al Pacificului. Procesele care au loc în zona de convergență a plăcilor sunt considerate a fi printre cele mai complexe din geologie. Se amestecă blocuri de origine diferită, formând o nouă crustă continentală.

Margini continentale active

Marja continentală activă

O margine continentală activă apare acolo unde crusta oceanică se scufundă sub un continent. Coasta de vest a Americii de Sud este considerată standardul pentru acest cadru geodinamic, este adesea numită andină tip de margine continentală. Marginea continentală activă este caracterizată de numeroși vulcani și magmatism puternic în general. Topiturile au trei componente: scoarța oceanică, mantaua de deasupra acesteia și părțile inferioare ale scoarței continentale.

Sub marginea continentală activă, există o interacțiune mecanică activă între plăcile oceanice și continentale. În funcție de viteza, vârsta și grosimea scoarței oceanice, sunt posibile mai multe scenarii de echilibru. Dacă placa se mișcă lent și are o grosime relativ mică, atunci continentul răzuiește învelișul sedimentar de pe acesta. Rocile sedimentare sunt zdrobite în pliuri intense, se metamorfozează și devin parte a scoarței continentale. Structura rezultată se numește pană acreționară. Dacă viteza plăcii de subducție este mare și învelișul sedimentar este subțire, atunci crusta oceanică șterge fundul continentului și îl trage în manta.

arcuri insulare

arc insular

Arcurile insulare sunt lanțuri de insule vulcanice deasupra unei zone de subducție, care apar acolo unde o placă oceanică se subduce sub o altă placă oceanică. Insulele Aleutine, Kuril, Mariana și multe alte arhipelaguri pot fi numite arcuri tipice ale insulelor moderne. Insulele japoneze sunt adesea denumite arc insular, dar fundația lor este foarte veche și, de fapt, sunt formate din mai multe complexe de arc insular de vremuri diferite, astfel încât insulele japoneze sunt un microcontinent.

Arcurile insulare se formează atunci când două plăci oceanice se ciocnesc. În acest caz, una dintre plăci se află în partea de jos și este absorbită în manta. Vulcanii cu arc insular se formează pe placa superioară. Partea curbată a arcului insulei este îndreptată către placa absorbită. Pe această parte, există un șanț de apă adâncă și un jgheab de arc anterior.

În spatele arcului insulei există un bazin cu arc din spate (exemple tipice: Marea Okhotsk, Marea Chinei de Sud etc.) în care poate avea loc și răspândirea.

Ciocnirea continentelor

Ciocnirea continentelor

Ciocnirea plăcilor continentale duce la prăbușirea scoarței și formarea lanțurilor muntoase. Un exemplu de coliziune este centura munților Alpino-Himalayan format prin închiderea Oceanului Tethys și o coliziune cu Placa Eurasiatică a Hindustanului și Africii. Ca urmare, grosimea crustei crește semnificativ, sub Himalaya este de 70 km. Aceasta este o structură instabilă, este intens distrusă de eroziunea de suprafață și tectonă. Granitele sunt topite din roci sedimentare și magmatice metamorfozate din crustă cu o grosime puternic crescută. Așa s-au format cele mai mari batoliți, de exemplu, Angara-Vitimsky și Zerenda.

Transformați granițele

Acolo unde plăcile se mișcă într-un curs paralel, dar cu viteze diferite, apar falii de transformare - falii de forfecare grandioase care sunt larg răspândite în oceane și rare pe continente.

Transform Rifts

În oceane, faliile de transformare sunt perpendiculare pe crestele oceanice de mijloc (MOR) și le despart în segmente cu o lățime medie de 400 km. Între segmentele crestei există o parte activă a faliei de transformare. Cutremurele și construcția munților au loc constant în această zonă, în jurul falii se formează numeroase structuri cu pene - împingeri, pliuri și grabeni. Ca rezultat, rocile de manta sunt adesea expuse în zona de falie.

Pe ambele părți ale segmentelor MOR sunt părți inactive ale defectelor de transformare. Mișcările active nu apar în ele, dar ele sunt exprimate clar în topografia fundului oceanului ca ridicări liniare cu o depresiune centrală.

Defectele de transformare formează o grilă obișnuită și, evident, nu apar întâmplător, ci din motive fizice obiective. Combinația de date de modelare numerică, experimente termofizice și observații geofizice a făcut posibil să se constate că convecția mantalei are o structură tridimensională. Pe lângă fluxul principal din MOR, în celula convectivă apar fluxuri longitudinale datorită răcirii părții superioare a fluxului. Această materie răcită se repezi în jos de-a lungul direcției principale a fluxului de manta. În zonele acestui flux descendent secundar sunt situate faliile de transformare. Acest model este în acord cu datele privind fluxul de căldură: se observă o scădere a defectelor de transformare.

Schimbări de-a lungul continentelor

Limitele plăcilor de forfecare pe continente sunt relativ rare. Poate că singurul exemplu activ în prezent al acestui tip de graniță este falia San Andreas, care separă placa nord-americană de Pacific. Falia San Andreas de 800 de mile este una dintre regiunile cele mai active din punct de vedere seismic de pe planetă: plăcile se deplasează una față de alta cu 0,6 cm pe an, cutremure cu o magnitudine de peste 6 unități au loc în medie o dată la 22 de ani. Orașul San Francisco și o mare parte din zona Golfului San Francisco sunt construite în imediata apropiere a acestei falii.

Procese intraplacă

Primele formulări ale tectonicii plăcilor susțineau că vulcanismul și fenomenele seismice erau concentrate de-a lungul granițelor plăcilor, dar curând a devenit clar că în interiorul plăcilor au loc procese tectonice și magmatice specifice, care au fost interpretate și în cadrul acestei teorii. Printre procesele intraplacă, un loc aparte l-au ocupat fenomenele de magmatism bazaltic de lungă durată din unele zone, așa-numitele puncte fierbinți.

Puncte fierbinți

Numeroase insule vulcanice sunt situate pe fundul oceanelor. Unele dintre ele sunt amplasate în lanțuri cu vârsta care se schimbă succesiv. Un exemplu clasic de astfel de creasta subacvatică este creasta submarină hawaiană. Se ridică deasupra suprafeței oceanului sub forma insulelor Hawaii, din care se extinde spre nord-vest un lanț de munți submarin cu vârstă în continuă creștere, dintre care unele, de exemplu, atolul Midway, ies la suprafață. La o distanță de aproximativ 3000 km de Hawaii, lanțul se întoarce ușor spre nord și se numește deja Gama Imperială. Este întreruptă într-un șanț de apă adâncă în fața arcului insulei Aleutine.

Pentru a explica această structură uimitoare, s-a sugerat că există un punct fierbinte sub Insulele Hawaii - un loc în care un flux de manta fierbinte se ridică la suprafață, care topește crusta oceanică care se mișcă deasupra acesteia. Există multe astfel de puncte pe Pământ acum. Fluxul de manta care le provoacă a fost numit un penaj. În unele cazuri, se presupune o origine excepțional de adâncă a materiei penelor, până la limita miez-manta.

Capcane și platouri oceanice

Pe lângă punctele fierbinți pe termen lung, în interiorul plăcilor apar uneori revărsări grandioase de topituri, care formează capcane pe continente și platouri oceanice în oceane. Particularitatea acestui tip de magmatism este că apare într-un timp scurt din punct de vedere geologic - de ordinul a câteva milioane de ani, dar captează zone vaste (zeci de mii de km²); în același timp, se revarsă un volum colosal de bazalt, comparabil cu numărul lor, cristalizând în crestele oceanice.

Capcanele siberiene sunt cunoscute pe Platforma Siberiei de Est, capcanele Podișului Deccan de pe continentul Hindustan și multe altele. De asemenea, se crede că capcanele sunt cauzate de fluxurile de manta fierbinte, dar spre deosebire de punctele fierbinți, acestea sunt de scurtă durată și diferența dintre ele nu este complet clară.

Punctele fierbinți și capcanele au dat naștere la crearea așa-numitelor geotectonica penelor, care afirmă că nu numai convecția obișnuită, ci și penele joacă un rol semnificativ în procesele geodinamice. Tectonica penelor nu contrazice tectonica plăcilor, ci o completează.

Tectonica plăcilor ca sistem de științe

Tectonica nu mai poate fi privită ca un concept pur geologic. Joacă un rol cheie în toate geoștiințele; în ea au fost identificate mai multe abordări metodologice cu concepte și principii de bază diferite.

Din punct de vedere abordare cinematică, mișcările plăcilor pot fi descrise prin legile geometrice ale mișcării figurilor pe sferă. Pământul este privit ca un mozaic de plăci de diferite dimensiuni care se mișcă unele față de altele și planeta însăși. Datele paleomagnetice fac posibilă reconstituirea poziției polului magnetic în raport cu fiecare placă în momente diferite. Generalizarea datelor pe diferite plăci a condus la reconstrucția întregii secvențe de deplasări relative ale plăcilor. Combinarea acestor date cu informațiile din punctele fierbinți statice a făcut posibilă determinarea mișcărilor absolute ale plăcilor și a istoriei mișcării polilor magnetici ai Pământului.

Abordare termofizică consideră Pământul ca un motor termic, în care energia termică este parțial convertită în energie mecanică. În cadrul acestei abordări, mișcarea materiei în straturile interioare ale Pământului este modelată ca un flux al unui fluid vâscos, descris de ecuațiile Navier-Stokes. Convecția mantalei este însoțită de tranziții de fază și reacții chimice, care joacă un rol decisiv în structura fluxurilor de manta. Pe baza datelor de sondare geofizică, a rezultatelor experimentelor termofizice și a calculelor analitice și numerice, oamenii de știință încearcă să detalieze structura convecției mantalei, să găsească debitele și alte caracteristici importante ale proceselor profunde. Aceste date sunt deosebit de importante pentru înțelegerea structurii celor mai adânci părți ale Pământului - mantaua inferioară și miezul, care sunt inaccesibile pentru studiu direct, dar au, fără îndoială, un impact uriaș asupra proceselor care au loc pe suprafața planetei.

Abordarea geochimică. Pentru geochimie, tectonica plăcilor este importantă ca mecanism pentru schimbul continuu de materie și energie între diferitele învelișuri ale Pământului. Fiecare cadru geodinamic este caracterizat de asociații specifice de roci. La rândul lor, aceste trăsături caracteristice pot fi folosite pentru a determina cadrul geodinamic în care s-a format roca.

Abordare istorică. În sensul istoriei planetei Pământ, tectonica plăcilor este istoria conectării și divizării continentelor, nașterea și dispariția lanțurilor vulcanice, apariția și închiderea oceanelor și a mărilor. Acum, pentru blocurile mari de crusta, istoria mișcărilor a fost stabilită cu mult detaliu și pe o perioadă considerabilă de timp, dar pentru plăcile mici, dificultățile metodologice sunt mult mai mari. Cele mai complexe procese geodinamice au loc în zonele de coliziune a plăcilor, unde se formează lanțuri muntoase, compuse din multe blocuri mici eterogene - terene. La studierea Munților Stâncoși s-a născut o direcție specială de cercetare geologică - analiza tereanelor, care a absorbit un set de metode de identificare a tereanelor și de reconstrucție a istoriei lor.

Tectonica plăcilor pe alte planete

În prezent, nu există dovezi pentru tectonica modernă a plăcilor pe alte planete din sistemul solar. Studiile câmpului magnetic al lui Marte, efectuate de stația spațială Mars Global Surveyor, indică posibilitatea existenței unei plăci tectonice pe Marte în trecut.

În trecut [ când?] fluxul de căldură din intestinele planetei a fost mai mare, astfel încât crusta era mai subțire, presiunea sub crusta mult mai subțire a fost, de asemenea, mult mai mică. Și la o presiune semnificativ mai mică și o temperatură puțin mai ridicată, vâscozitatea convecției mantalei curge direct sub crustă a fost mult mai mică decât cea actuală. Prin urmare, în crusta care plutea pe suprafața curgerii mantalei, care este mai puțin vâscoasă decât în ​​prezent, au apărut doar deformații elastice relativ mici. Iar tensiunile mecanice generate în crustă de curenții de convecție mai puțin vâscoși decât astăzi nu au fost suficiente pentru a depăși rezistența finală a rocilor crustale. Prin urmare, este posibil să nu existe o astfel de activitate tectonică ca la un moment ulterior.

Mișcările plăcilor din trecut

Pentru mai multe despre acest subiect, consultați: Istoria mișcării plăcilor.

Reconstrucția mișcărilor plăcilor din trecut este unul dintre principalele subiecte ale cercetării geologice. Cu diferite grade de detaliu, pozițiile continentelor și blocurile din care s-au format au fost reconstruite până la Archean.

Din analiza mișcărilor continentelor, s-a făcut o observație empirică că la fiecare 400-600 de milioane de ani continentele se adună într-un continent imens care conține aproape întreaga crustă continentală - un supercontinent. Continentele moderne s-au format acum 200-150 de milioane de ani, ca urmare a divizării supercontinentului Pangea. Acum continentele sunt în stadiul de separare aproape maximă. Oceanul Atlantic se extinde, iar Pacificul se închide. Hindustanul se deplasează spre nord și zdrobește placa eurasiatică, dar, se pare, resursa acestei mișcări este deja aproape epuizată, iar în viitorul apropiat va apărea o nouă zonă de subducție în Oceanul Indian, în care scoarța oceanică a Oceanului Indian. vor fi absorbite sub continentul indian.

Efectul mișcărilor plăcilor asupra climei

Amplasarea maselor continentale mari în regiunile polare contribuie la o scădere generală a temperaturii planetei, deoarece pe continente se pot forma calote de gheață. Cu cât glaciația este mai dezvoltată, cu atât albedo-ul planetei este mai mare și temperatura medie anuală este mai scăzută.

În plus, poziția relativă a continentelor determină circulația oceanică și atmosferică.

Cu toate acestea, o schemă simplă și logică: continentele din regiunile polare - glaciație, continentele din regiunile ecuatoriale - creșterea temperaturii, se dovedește a fi incorectă în comparație cu datele geologice despre trecutul Pământului. Glaciația cuaternară s-a întâmplat cu adevărat când Antarctica a apărut în regiunea Polului Sud, iar în emisfera nordică, Eurasia și America de Nord s-au apropiat de Polul Nord. Pe de altă parte, cea mai puternică glaciație proterozoică, în timpul căreia Pământul a fost aproape complet acoperit de gheață, a avut loc atunci când majoritatea maselor continentale se aflau în regiunea ecuatorială.

În plus, schimbări semnificative ale poziției continentelor au loc pe o perioadă de aproximativ zeci de milioane de ani, în timp ce durata totală a erelor glaciare este de aproximativ câteva milioane de ani, iar în timpul unei epoci glaciare au loc schimbări ciclice ale glaciațiilor și perioadelor interglaciare. . Toate aceste schimbări climatice apar rapid în comparație cu viteza cu care se mișcă continentele și, prin urmare, mișcarea plăcilor nu poate fi cauza.

Din cele de mai sus rezultă că mișcările plăcilor nu joacă un rol decisiv în schimbările climatice, dar pot fi un factor suplimentar important care le „împinge”.

Semnificația plăcilor tectonice

Tectonica plăcilor a jucat un rol în științele pământului comparabil cu conceptul heliocentric din astronomie sau cu descoperirea ADN-ului în genetică. Înainte de adoptarea teoriei tectonicii plăcilor, științele pământului erau descriptive. Ei au atins un nivel ridicat de perfecțiune în descrierea obiectelor naturale, dar au fost rareori capabili să explice cauzele proceselor. Concepte opuse ar putea domina în diferite ramuri ale geologiei. Tectonica plăcilor a conectat diferitele științe ale Pământului, le-a dat putere de predicție.

Vezi si

Note

Literatură

• Wegener A. Originea continentelor și oceanelor / transl. cu el. P. G. Kaminsky, ed. P. N. Kropotkin. - L.: Nauka, 1984. - 285 p.
• Dobretsov N. L., Kirdyashkin A. G. Geodinamică profundă. - Novosibirsk, 1994. - 299 p.
• Zonenshain, Kuzmin M. I. Tectonica plăcilor din URSS. În 2 volume.
• Kuzmin M. I., Korolkov A. T., Dril S. I., Kovalenko S. N. Geologie istorică cu bazele tectonicii plăcilor și metalogenezei. - Irkutsk: Irkut. un-t, 2000. - 288 p.
• Cox A, Hart R. Placi tectonice. - M.: Mir, 1989. - 427 p.
• N. V. Koronovsky, V. E. Khain, Yasamanov N. A. Geologie istorică: manual. M.: Editura Academiei, 2006.
• Lobkovsky L. I., Nikishin A. M., Khain V. E. Probleme moderne de geotectonica și geodinamică. - M.: Lumea științifică, 2004. - 612 p. - ISBN 5-89176-279-X.
• Khain, Viktor Efimovici. Principalele probleme ale geologiei moderne. M.: Lumea științifică, 2003.

Legături

In rusa

• Khain, Viktor Efimovici Geologia modernă: probleme și perspective
• V. P. Trubitsyn, V. V. Rykov. Convecția mantalei și tectonica globală a Institutului mixt pentru fizica Pământului RAS, Moscova
• Cauzele defectelor tectonice, derivei continentale și echilibrul fizic al căldurii planetei (USAP)
• Khain, Victor Efimovici Tectonica plăcilor, structurile, mișcările și deformațiile lor

În limba engleză

EVOLUȚIA PĂMÂNTULUI

PĂMÂNTUL ÎN SISTEMUL SOLAR

Pământul aparține planetelor terestre, ceea ce înseamnă că, spre deosebire de giganții gazos precum Jupiter, are o suprafață solidă. Este cea mai mare dintre cele patru planete terestre din sistemul solar, atât ca dimensiune, cât și ca masă. În plus, Pământul are cea mai mare densitate, cea mai puternică gravitație de suprafață și cel mai puternic câmp magnetic dintre cele patru planete.

formă de pământ

Comparația dimensiunilor planetelor terestre (de la stânga la dreapta): Mercur, Venus, Pământ, Marte.

Mișcarea Pământului

Pământul se mișcă în jurul Soarelui pe o orbită eliptică la o distanță de aproximativ 150 milioane km cu o viteză medie de 29,765 km/sec. Viteza orbitei Pământului nu este constantă: în iulie începe să accelereze (după trecerea afeliului), iar în ianuarie începe să încetinească din nou (după trecerea periheliului). Soarele și întregul sistem solar se învârt în jurul centrului galaxiei Calea Lactee pe o orbită aproape circulară, cu o viteză de aproximativ 220 km/s. Purtat de mișcarea Soarelui, Pământul descrie o spirală în spațiu.

În prezent, periheliul Pământului este în jurul datei de 3 ianuarie, iar afeliul este în jurul datei de 4 iulie.

Pentru Pământ, raza sferei Hill (sfera de influență a gravitației pământului) este de aproximativ 1,5 milioane km. Aceasta este distanța maximă la care influența gravitației Pământului este mai mare decât influența gravitațiilor altor planete și a Soarelui.

Structura pământului Structura internă

Structura generală a planetei Pământ

Pământul, ca și alte planete terestre, are o structură internă stratificată. Se compune din cochilii solide de silicat (crusta, mantaua extrem de vascoasa) si un miez metalic. Partea exterioară a miezului este lichidă (mult mai puțin vâscoasă decât mantaua), în timp ce partea interioară este solidă.

Căldura internă a planetei este furnizată cel mai probabil de dezintegrarea radioactivă a izotopilor potasiu-40, uraniu-238 și toriu-232. Toate cele trei elemente au un timp de înjumătățire de peste un miliard de ani. În centrul planetei, temperatura poate crește până la 7.000 K, iar presiunea poate ajunge la 360 GPa (3,6 mii atm.).

Scoarța terestră este partea superioară a pământului solid.

Scoarța terestră este împărțită în plăci litosferice de diferite dimensiuni, mișcându-se una față de alta.

Mantaua este o înveliș de silicat a Pământului, compusă în principal din roci formate din silicați de magneziu, fier, calciu etc.

Mantaua se extinde de la adâncimi de 5–70 km sub limita cu scoarța terestră până la limita cu miezul la o adâncime de 2900 km.

Miezul este format dintr-un aliaj fier-nichel amestecat cu alte elemente.

Teoria plăcilor tectonice Platforme tectonice

Conform teoriei plăcilor tectonice, partea exterioară a Pământului este formată din litosferă, care include scoarța terestră și partea superioară întărită a mantalei. Sub litosferă se află astenosfera, care alcătuiește partea interioară a mantalei. Astenosfera se comportă ca un fluid supraîncălzit și extrem de vâscos.

Litosfera este împărțită în plăci tectonice și, parcă, plutește pe astenosferă. Plăcile sunt segmente rigide care se mișcă unele față de altele. Aceste perioade de migrație sunt de multe milioane de ani. Pe faliile dintre plăcile tectonice pot apărea cutremure, activitate vulcanică, construirea munților și formarea depresiunilor oceanice.

Dintre plăcile tectonice, plăcile oceanice au cea mai mare viteză de mișcare. Deci, placa Pacificului se mișcă cu o viteză de 52 - 69 mm pe an. Cea mai mică viteză este la placa eurasiatică - 21 mm pe an.

supercontinent

Un supercontinent este un continent în tectonica plăcilor care conține aproape toată scoarța continentală a Pământului.

Studiul istoriei mișcărilor continentelor a arătat că, cu o frecvență de aproximativ 600 de milioane de ani, toate blocurile continentale sunt adunate într-un singur bloc, care apoi se împarte.

Formarea următorului supercontinent în 50 de milioane de ani este prezisă de oamenii de știință americani pe baza observațiilor prin satelit ale mișcării continentelor. Africa va fuziona cu Europa, Australia va continua să se deplaseze spre nord și să se unească cu Asia, iar Oceanul Atlantic, după o oarecare expansiune, va dispărea cu totul.

Vulcanii

Vulcani - formațiuni geologice de pe suprafața scoarței terestre sau a scoarței altei planete, unde magma iese la suprafață, formând lavă, gaze vulcanice, pietre.

Cuvântul „Vulcan” provine de la numele vechiului zeu roman al focului, Vulcan.

Știința care studiază vulcanii este vulcanologia.

1. Activitate vulcanica

Vulcanii sunt împărțiți în funcție de gradul de activitate vulcanică în activi, inactivi și dispăruți.

Printre vulcanologi nu există un consens cu privire la modul de definire a unui vulcan activ. Perioada de activitate a vulcanului poate dura de la câteva luni la câteva milioane de ani. Mulți vulcani au prezentat activitate vulcanică în urmă cu câteva zeci de mii de ani, dar în prezent nu sunt considerați activi.

Adesea, în craterele vulcanilor există lacuri de lavă lichidă. Dacă magma este vâscoasă, atunci poate înfunda orificiul de ventilație, ca un „plută”. Acest lucru duce la cele mai puternice erupții explozive, când fluxul de gaze elimină literalmente „ștecherul” din aerisire.

Există două tipuri de litosferă. Litosfera oceanică are o crustă oceanică de aproximativ 6 km grosime. Este acoperit în mare parte de mare. Litosfera continentală este acoperită de o crustă continentală cu o grosime de 35 până la 70 km. În cea mai mare parte, această scoarță iese deasupra, formând pământ.

Farfurii

Roci și minerale

plăci în mișcare

Plăcile scoarței terestre se mișcă constant în direcții diferite, deși foarte lent. Viteza medie de deplasare a acestora este de 5 cm pe an. Unghiile tale cresc cam la aceeași rată. Deoarece toate plăcile sunt strâns adiacente între ele, mișcarea oricăreia dintre ele acționează asupra plăcilor din jur, determinându-le să se miște treptat. Plăcile se pot mișca în moduri diferite, care pot fi văzute la granițele lor, dar motivele care provoacă mișcarea plăcilor sunt încă necunoscute oamenilor de știință. Aparent, acest proces poate să nu aibă nici început, nici sfârșit. Cu toate acestea, unele teorii susțin că un tip de mișcare a plăcilor poate fi, ca să spunem așa, „primar”, iar din el toate celelalte plăci sunt deja puse în mișcare.

Un tip de mișcare a plăcilor este „scufundarea” unei plăci sub alta. Unii savanți cred că acest tip de mișcare este cel care provoacă toate celelalte mișcări ale plăcilor. La unele granițe, roca topită, care pătrunde la suprafață între două plăci, se întărește de-a lungul marginilor lor, împingând aceste plăci în afară. Acest proces poate provoca, de asemenea, mișcarea tuturor celorlalte plăci. De asemenea, se crede că, pe lângă împingerea primară, mișcarea plăcilor este stimulată de fluxurile de căldură gigantice care circulă în manta (vezi articolul „”).

continente în derivă

Oamenii de știință cred că de la formarea scoarței terestre primare, mișcarea plăcilor a schimbat poziția, forma și dimensiunea continentelor și oceanelor. Acest proces a fost numit tectonica plăci. Sunt date diverse dovezi ale acestei teorii. De exemplu, contururile continentelor precum America de Sud și Africa arată ca și cum ar fi format cândva un singur întreg. Asemănări neîndoielnice au fost găsite și în structura și vârsta rocilor care alcătuiesc lanțurile muntoase antice de pe ambele continente.

1. Potrivit oamenilor de știință, masele de uscat care formează acum America de Sud și Africa au fost conectate unele cu altele în urmă cu mai bine de 200 de milioane de ani.

2. Aparent, fundul Oceanului Atlantic s-a extins treptat când s-a format rocă nouă la limitele plăcilor.

3. Acum, America de Sud și Africa se îndepărtează una de cealaltă cu o rată de aproximativ 3,5 cm pe an din cauza mișcării plăcilor.

Plăci litosferice- blocuri mari rigide ale litosferei Pământului, limitate de zone de falie active seismic și tectonic.

Plăcile, de regulă, sunt separate de defecte adânci și se deplasează de-a lungul stratului vâscos al mantalei una față de cealaltă cu o rată de 2-3 cm pe an. Acolo unde plăcile continentale se ciocnesc, se formează centuri de munte . Când plăcile continentale și oceanice interacționează, placa cu crusta oceanică se mișcă sub placa cu crusta continentală, rezultând formarea de tranșee de adâncime și arce insulare.

Mișcarea plăcilor litosferice este asociată cu mișcarea materiei în manta. În părți separate ale mantalei, există fluxuri puternice de căldură și materie care se ridică din adâncurile sale către suprafața planetei.

Peste 90% din suprafața Pământului este acoperită 13 cele mai mari plăci litosferice.

Ruptură– o fractură uriașă în scoarța terestră, formată în timpul întinderii sale orizontale (adică unde fluxurile de căldură și materie diverge). În rupturi are loc o revărsare de magmă, apar noi falii, horsts, grabeni. Se formează crestele oceanice.

Primul ipoteza derivei continentale (adică mișcarea orizontală a scoarței terestre) propusă la începutul secolului al XX-lea A. Wegener. Pe baza ei, creat teoria plăcilor litosferice m. Conform acestei teorii, litosfera nu este un monolit, ci este formată din plăci mari și mici, „plutind” pe astenosferă. Regiunile de delimitare dintre plăcile litosferice se numesc curele seismice - acestea sunt cele mai „neliniștite” zone ale planetei.

Scoarța terestră este împărțită în secțiuni stabile (platforme) și mobile (zone pliate - geosinclinale).

- structuri muntoase subacvatice puternice din fundul oceanului, cel mai adesea ocupând o poziție de mijloc. În apropierea crestelor mijlocii oceanice, plăcile litosferice se depărtează și apare o crustă oceanică tânără de bazalt. Procesul este însoțit de vulcanism intens și seismicitate ridicată.

Zonele de rift continentale sunt, de exemplu, sistemul de rift din Africa de Est, sistemul de rift Baikal. Rifturile, ca și crestele oceanice, sunt caracterizate de activitate seismică și vulcanism.

Placi tectonice- o ipoteză care sugerează că litosfera este împărțită în plăci mari care se deplasează de-a lungul mantalei în direcție orizontală. Aproape de crestele oceanice, plăcile litosferice se despart și se acumulează datorită materiei care se ridică din intestinele Pământului; în tranșeele de adâncime, o placă se mișcă sub alta și este absorbită de manta. În locurile în care plăcile se ciocnesc, se formează structuri pliate.