Kontinentálne platne. Ako sa pohybujú litosférické dosky

. - Hlavné litosférické dosky. - - - Litosférické dosky Ruska.

Z čoho sa skladá litosféra?

V tomto čase, na hranici oproti poruche, kolízia litosférických dosiek. Táto kolízia môže prebiehať rôznymi spôsobmi v závislosti od typu kolidujúcich dosiek.

• Ak dôjde k stretu oceánskych a kontinentálnych platní, prvá sa potopí pod druhú. Vznikajú tak hlbokomorské priekopy, ostrovné oblúky (japonské ostrovy) alebo horské pásma (Andy).
• Ak sa zrazia dve kontinentálne litosférické dosky, potom sa okraje dosiek rozdrvia do záhybov, čo vedie k vytvoreniu sopiek a pohorí. Himaláje tak vznikli na hranici euroázijskej a indoaustrálskej dosky. Vo všeobecnosti, ak sú v strede kontinentu hory, znamená to, že to bolo kedysi miesto kolízie dvoch litosférických dosiek zlúčených do jednej.

Zemská kôra je teda v neustálom pohybe. Vo svojom nezvratnom vývoji sú pohyblivé oblasti geosynklinály- premieňajú sa dlhodobými premenami na relatívne pokojné oblasti - platformy.

Litosférické dosky Ruska.

Rusko sa nachádza na štyroch litosférických doskách.

• Eurázijský tanier- väčšina západných a severných častí krajiny,
• Severoamerický tanier- severovýchodná časť Ruska,
• Amurská litosférická doska- južne od Sibíri,
• Doska Okhotské more- Okhotské more a jeho pobrežie.

Obrázok 2. Mapa litosférických dosiek v Rusku.

V štruktúre litosférických dosiek sa rozlišujú relatívne ploché staroveké plošiny a mobilné skladané pásy. V stabilných oblastiach platforiem sú roviny a v oblasti vrásových pásov sú horské masívy.

Obrázok 3. Tektonická štruktúra Ruska.

Rusko sa nachádza na dvoch starovekých platformách (východoeurópskej a sibírskej). V rámci platforiem existujú dosky A štíty. Doska je časť zemskej kôry, ktorej zložená základňa je pokrytá vrstvou sedimentárnych hornín. Štíty, na rozdiel od dosiek, majú veľmi málo sedimentov a len tenkú vrstvu pôdy.

V Rusku sa rozlišuje Baltský štít na Východoeurópskej platforme a Aldanský a Anabarský štít na Sibírskej platforme.

Obrázok 4. Plošiny, dosky a štíty na území Ruska.

Základom teoretickej geológie na začiatku 20. storočia bola hypotéza kontrakcie. Zem chladne ako pečené jablko a objavujú sa na nej vrásky v podobe pohorí. Tieto myšlienky rozvinula teória geosynklinál, vytvorená na základe štúdia skladaných štruktúr. Túto teóriu sformuloval James Dana, ktorý k hypotéze kontrakcie pridal princíp izostázy. Podľa tohto konceptu sa Zem skladá zo žuly (kontinenty) a bazaltov (oceány). Keď sa Zem zmršťuje, v oceánskych panvách vznikajú tangenciálne sily, ktoré tlačia na kontinenty. Tie stúpajú do pohorí a potom sa zrútia. Materiál, ktorý je výsledkom deštrukcie, sa ukladá v priehlbinách.

Okrem toho Wegener začal hľadať geofyzikálne a geodetické dôkazy. Úroveň týchto vied však v tom čase zjavne nestačila na zaznamenanie moderného pohybu kontinentov. V roku 1930 Wegener zomrel počas expedície v Grónsku, no už pred smrťou vedel, že vedecká komunita jeho teóriu neprijala.

Na začiatku teória kontinentálneho driftu bol priaznivo prijatý vedeckou komunitou, ale v roku 1922 bol vystavený tvrdej kritike od niekoľkých známych odborníkov. Hlavným argumentom proti teórii bola otázka sily, ktorá hýbe platňami. Wegener veril, že kontinenty sa pohybujú po čadičoch oceánskeho dna, ale to si vyžadovalo obrovskú silu a nikto nevedel pomenovať zdroj tejto sily. Ako zdroj pohybu platní bola navrhnutá Coriolisova sila, slapové javy a niektoré ďalšie, ale najjednoduchšie výpočty ukázali, že všetky boli absolútne nedostatočné na presun obrovských kontinentálnych blokov.

Kritici Wegenerovej teórie sa zamerali na otázku sily pohybujúcej sa kontinentmi a ignorovali všetky mnohé fakty, ktoré túto teóriu určite potvrdili. V podstate našli jediný problém, v ktorom bol nový koncept bezmocný, a bez konštruktívnej kritiky odmietli hlavné dôkazy. Po smrti Alfreda Wegenera bola teória kontinentálneho driftu odmietnutá, stala sa okrajovou vedou a prevažná väčšina výskumov sa naďalej realizovala v rámci teórie geosynklinály. Pravdaže, musela hľadať aj vysvetlenia histórie osídľovania zvierat na kontinentoch. Na tento účel boli vynájdené pozemné mosty, ktoré spájali kontinenty, no ponorili sa do hlbín mora. To bol ďalší zrod legendy o Atlantíde. Stojí za zmienku, že niektorí vedci neuznali verdikt svetových autorít a pokračovali v hľadaní dôkazov o kontinentálnom pohybe. Tak du Toit ( Alexander du Toit) vysvetlil vznik himalájskych hôr zrážkou Hindustanu a Euroázijskej dosky.

Pomalý boj medzi fixistami, ako sa nazývali zástancovia absencie významných horizontálnych pohybov, a mobilistami, ktorí tvrdili, že kontinenty sa pohybujú, sa s novou silou rozhorel v 60. rokoch, keď v dôsledku štúdia dna oceánov , našli sa stopy na pochopenie „stroja“ zvaného Zem.

Začiatkom 60. rokov 20. storočia bola zostavená reliéfna mapa oceánskeho dna, ktorá ukázala, že stredooceánske hrebene sa nachádzajú v strede oceánov, ktoré sa týčia 1,5 až 2 km nad priepasťami pokrytými sedimentmi. Tieto údaje umožnili R. Dietzovi a Harrymu Hessovi v roku 1963 predložiť hypotézu šírenia. Podľa tejto hypotézy dochádza ku konvekcii v plášti rýchlosťou asi 1 cm/rok. Vzostupné vetvy konvekčných buniek vynášajú pod stredooceánske chrbty materiál plášťa, ktorý každých 300 – 400 rokov obnovuje oceánske dno v axiálnej časti hrebeňa. Kontinenty neplávajú na oceánskej kôre, ale pohybujú sa pozdĺž plášťa, pričom sú pasívne „spájkované“ do litosférických dosiek. Podľa koncepcie šírenia majú oceánske panvy premenlivú a nestabilnú štruktúru, zatiaľ čo kontinenty sú stabilné.

Rovnaká hnacia sila (výškový rozdiel) určuje stupeň elastického horizontálneho stlačenia kôry silou viskózneho trenia prúdenia o zemskú kôru. Veľkosť tohto stlačenia je v oblasti vzostupu prúdenia plášťa malá a s približovaním sa k miestu zostupu prúdenia sa zvyšuje (v dôsledku prenosu tlakového napätia cez stacionárnu tvrdú kôru v smere od miesta vzostupu do miesta zostupu toku). Nad klesajúcim prúdením je tlaková sila v kôre taká veľká, že z času na čas dôjde k prekročeniu pevnosti kôry (v oblasti najnižšej pevnosti a najvyššieho napätia) a k nepružnej (plastickej, krehkej) deformácii kôry. - zemetrasenie. Súčasne sa z miesta deformácie kôry (v niekoľkých fázach) vytláčajú celé pohoria, napríklad Himaláje.

Pri plastickej (krehkej) deformácii sa napätie v ňom — tlaková sila v zdroji zemetrasenia a jeho okolí — veľmi rýchlo znižuje (pri rýchlosti posunu zemskej kôry pri zemetrasení). Ale hneď po skončení nepružnej deformácie veľmi pomalý nárast napätia (elastická deformácia), prerušený zemetrasením, pokračuje v dôsledku veľmi pomalého pohybu toku viskózneho plášťa, čím sa začína cyklus prípravy na ďalšie zemetrasenie.

Pohyb platní je teda dôsledkom prenosu tepla z centrálnych zón Zeme veľmi viskóznou magmou. V tomto prípade sa časť tepelnej energie premení na mechanickú prácu na prekonanie trecích síl a časť, ktorá prešla zemskou kôrou, je vyžarovaná do okolitého priestoru. Naša planéta je teda v istom zmysle tepelný stroj.

Existuje niekoľko hypotéz týkajúcich sa príčiny vysokej teploty vnútra Zeme. Na začiatku 20. storočia bola populárna hypotéza o rádioaktívnej povahe tejto energie. Zdalo sa, že to potvrdzujú odhady zloženia vrchnej kôry, ktoré vykazovali veľmi významné koncentrácie uránu, draslíka a iných rádioaktívnych prvkov, no neskôr sa ukázalo, že obsah rádioaktívnych prvkov v horninách zemskej kôry bol úplne nedostačujúci. poskytnúť pozorovaný hlboký tepelný tok. A o obsahu rádioaktívnych prvkov v podkôrovom materiáli (zložením blízkym bazaltom oceánskeho dna) možno povedať, že je zanedbateľný. To však nevylučuje pomerne vysoký obsah ťažkých rádioaktívnych prvkov, ktoré vytvárajú teplo v centrálnych zónach planéty.

Iný model vysvetľuje zahrievanie chemickou diferenciáciou Zeme. Planéta bola pôvodne zmesou silikátových a kovových látok. Ale súčasne s formovaním planéty sa začala jej diferenciácia na samostatné škrupiny. Hustejšia kovová časť sa ponáhľala do stredu planéty a kremičitany sa koncentrovali v horných škrupinách. Zároveň sa znížila potenciálna energia systému a premenila sa na tepelnú energiu.

Iní vedci sa domnievajú, že k zahrievaniu planéty došlo v dôsledku narastania počas dopadov meteoritu na povrch rodiaceho sa nebeského telesa. Toto vysvetlenie je pochybné - počas akrécie sa teplo uvoľnilo takmer na povrch, odkiaľ ľahko uniklo do vesmíru, a nie do centrálnych oblastí Zeme.

Sekundárne sily

Rozhodujúcu úlohu pri pohyboch dosiek zohráva sila viskózneho trenia vznikajúca v dôsledku tepelnej konvekcie, no okrem nej pôsobia na dosky aj iné, menšie, ale aj dôležité sily. Sú to Archimedove sily, zabezpečujúce vznášanie sa ľahšej kôry na povrchu ťažšieho plášťa. Slapové sily spôsobené gravitačným vplyvom Mesiaca a Slnka (rozdiel v ich gravitačnom vplyve na body Zeme v rôznych vzdialenostiach od nich). Teraz je prílivový „hrb“ na Zemi spôsobený príťažlivosťou Mesiaca v priemere asi 36 cm. Predtým bol Mesiac bližšie a to bolo vo veľkom meradle, deformácia plášťa vedie k jeho zahrievaniu. Napríklad vulkanizmus pozorovaný na Io (mesiac Jupitera) je spôsobený práve týmito silami - príliv na Io je asi 120 m. A tiež sily vznikajúce v dôsledku zmien atmosférického tlaku na rôznych častiach zemského povrchu - atmosférické tlakové sily sa často menia o 3 %, čo zodpovedá súvislej vrstve vody s hrúbkou 0,3 m (alebo žuly s hrúbkou aspoň 10 cm). Navyše k tejto zmene môže dôjsť v zóne širokej stovky kilometrov, zatiaľ čo zmena slapových síl prebieha plynulejšie – na vzdialenosti tisícok kilometrov.

Divergentné hranice alebo hranice platní

Sú to hranice medzi doskami, ktoré sa pohybujú v opačných smeroch. V topografii Zeme sú tieto hranice vyjadrené ako trhliny, kde prevládajú ťahové deformácie, zmenšuje sa hrúbka kôry, maximálny tepelný tok a dochádza k aktívnemu vulkanizmu. Ak sa takáto hranica vytvorí na kontinente, potom sa vytvorí kontinentálna trhlina, ktorá sa neskôr môže zmeniť na oceánsku panvu s oceánskou trhlinou v strede. V oceánskych trhlinách sa v dôsledku šírenia vytvára nová oceánska kôra.

Oceánske trhliny

Schéma štruktúry stredooceánskeho hrebeňa

Kontinentálne trhliny

Rozpad kontinentu na časti začína vytvorením trhliny. Kôra sa stenčuje a vzďaľuje a začína sa magmatizmus. Vzniká rozšírená lineárna depresia s hĺbkou okolo stoviek metrov, ktorá je ohraničená radom zlomov. Potom sú možné dva scenáre: buď sa expanzia trhliny zastaví a tá sa vyplní sedimentárnymi horninami, ktoré sa premenia na aulakogén, alebo sa kontinenty ďalej od seba vzďaľujú a medzi nimi sa už v typických oceánskych trhlinách začne vytvárať oceánska kôra. .

Konvergentné hranice

Konvergentné hranice sú hranice, kde sa dosky zrážajú. Možné sú tri možnosti:

1. Kontinentálna platňa s oceánskou platňou. Oceánska kôra je hustejšia ako kontinentálna kôra a klesá pod kontinent v subdukčnej zóne.
2. Oceánska platňa s oceánskou platňou. V tomto prípade sa jedna z platní podlieza pod druhú a tiež vzniká subdukčná zóna, nad ktorou sa vytvára ostrovčekový oblúk.
3. Kontinentálny tanier s kontinentálnym. Nastane kolízia a objaví sa silná zložená oblasť. Klasickým príkladom sú Himaláje.

V ojedinelých prípadoch sa oceánska kôra natlačí na kontinentálnu kôru – obdukcia. Vďaka tomuto procesu vznikli ofiolity Cypru, Novej Kaledónie, Ománu a ďalších.

Subdukčné zóny absorbujú oceánsku kôru, čím kompenzujú jej vzhľad v stredooceánskych hrebeňoch. Prebiehajú v nich mimoriadne zložité procesy a interakcie medzi kôrou a plášťom. Oceánska kôra teda dokáže vtiahnuť do plášťa bloky kontinentálnej kôry, ktoré sa vďaka svojej nízkej hustote exhumujú späť do kôry. Takto vznikajú metamorfné komplexy ultravysokých tlakov, jeden z najobľúbenejších objektov moderného geologického výskumu.

Väčšina moderných subdukčných zón sa nachádza pozdĺž okraja Tichého oceánu a tvorí tichomorský ohnivý kruh. Procesy prebiehajúce v zóne konvergencie dosiek sa právom považujú za najzložitejšie v geológii. Mieša bloky rôzneho pôvodu a vytvára novú kontinentálnu kôru.

Aktívne kontinentálne okraje

Aktívny kontinentálny okraj

Aktívny kontinentálny okraj sa vyskytuje tam, kde oceánska kôra subdukuje pod kontinent. Za štandard tejto geodynamickej situácie sa považuje západné pobrežie Južnej Ameriky, ktoré sa často nazýva andský typ kontinentálneho okraja. Aktívny kontinentálny okraj je charakterizovaný početnými sopkami a všeobecne silným magmatizmom. Taveniny majú tri zložky: oceánsku kôru, plášť nad ňou a spodnú kontinentálnu kôru.

Pod aktívnym kontinentálnym okrajom prebieha aktívna mechanická interakcia medzi oceánskymi a kontinentálnymi platňami. V závislosti od rýchlosti, veku a hrúbky oceánskej kôry je možných niekoľko rovnovážnych scenárov. Ak sa platňa pohybuje pomaly a má relatívne malú hrúbku, potom z nej kontinent zoškrabuje sedimentárny obal. Sedimentárne horniny sú rozdrvené do intenzívnych vrás, metamorfované a stávajú sa súčasťou kontinentálnej kôry. Výsledná štruktúra je tzv akrečný klin. Ak je rýchlosť subdukčnej dosky vysoká a sedimentárny obal tenký, potom oceánska kôra vymaže dno kontinentu a vtiahne ho do plášťa.

Ostrovné oblúky

Ostrovný oblúk

Ostrovné oblúky sú reťazce sopečných ostrovov nad subdukčnou zónou, ktoré sa vyskytujú tam, kde oceánska platňa subdukuje pod inú oceánsku platňu. Medzi typické moderné ostrovné oblúky patria Aleutské ostrovy, Kurilské ostrovy, Mariánske ostrovy a mnohé ďalšie súostrovia. Japonské ostrovy sa tiež často nazývajú ostrovný oblúk, ale ich základ je veľmi starobylý a v skutočnosti ich tvorilo niekoľko ostrovných oblúkových komplexov v rôznych časoch, takže japonské ostrovy sú mikrokontinentom.

Ostrovné oblúky vznikajú pri zrážke dvoch oceánskych platní. V tomto prípade jedna z dosiek končí na dne a absorbuje sa do plášťa. Na hornej doske sa tvoria ostrovné oblúkové sopky. Zakrivená strana ostrovčekového oblúka smeruje k absorbovanej doske. Na tejto strane je hlbokomorská priekopa a predlaktie.

Za ostrovným oblúkom sa nachádza zadná oblúková panva (typické príklady: Okhotské more, Juhočínske more atď.), v ktorej môže dôjsť aj k šíreniu.

Kontinentálna kolízia

Zrážka kontinentov

Zrážka kontinentálnych dosiek vedie k rozpadu kôry a vzniku horských pásiem. Príkladom zrážky je alpsko-himalájsky horský pás, ktorý vznikol v dôsledku uzavretia oceánu Tethys a zrážky s euroázijskou doskou Hindustanu a Afriky. V dôsledku toho sa hrúbka kôry výrazne zvyšuje, pod Himalájami dosahuje 70 km. Ide o nestabilnú štruktúru, ktorá je intenzívne deštruovaná povrchovou a tektonickou eróziou. V kôre s prudko zväčšenou hrúbkou sú žuly vytavené z metamorfovaných sedimentárnych a vyvrelých hornín. Takto vznikli najväčšie batolity, napríklad Angara-Vitimsky a Zerendinsky.

Transformujte hranice

Tam, kde sa dosky pohybujú paralelne, ale rôznou rýchlosťou, vznikajú transformačné zlomy – obrovské šmykové zlomy, rozšírené v oceánoch a zriedkavé na kontinentoch.

Poruchy transformácie

V oceánoch prebiehajú transformačné zlomy kolmo na stredooceánske chrbty (MOR) a rozdeľujú ich na segmenty v priemere 400 km široké. Medzi hrebeňovými segmentmi sa nachádza aktívna časť transformačnej poruchy. V tejto oblasti neustále dochádza k zemetraseniam a horskej stavbe, okolo zlomu sa vytvárajú početné operené štruktúry - ťahy, záhyby a drapáky. V dôsledku toho sú horniny plášťa často odkryté v zlomovej zóne.

Na oboch stranách segmentov MOR sú neaktívne časti transformačných porúch. Nie sú v nich žiadne aktívne pohyby, ale v topografii oceánskeho dna sú jasne vyjadrené lineárnymi zdvihmi s centrálnou depresiou.

Transformačné poruchy tvoria pravidelnú sieť a samozrejme nevznikajú náhodou, ale z objektívnych fyzikálnych príčin. Kombinácia údajov numerického modelovania, termofyzikálnych experimentov a geofyzikálnych pozorovaní umožnila zistiť, že plášťová konvekcia má trojrozmernú štruktúru. Okrem hlavného toku z MOR vznikajú v konvekčnej bunke pozdĺžne prúdy v dôsledku ochladzovania hornej časti toku. Táto ochladená látka sa rúti dole pozdĺž hlavného smeru toku plášťa. Transformačné poruchy sa nachádzajú v zónach tohto sekundárneho zostupného prúdenia. Tento model dobre súhlasí s údajmi o tepelnom toku: pokles tepelného toku je pozorovaný nad transformačnými poruchami.

Kontinentálne posuny

Hranice strike-slip platní na kontinentoch sú pomerne zriedkavé. Snáď jediným v súčasnosti aktívnym príkladom hranice tohto typu je zlom San Andreas, oddeľujúci Severoamerickú dosku od Pacifickej. 800-míľový zlom San Andreas je jednou zo seizmicky najaktívnejších oblastí na planéte: dosky sa voči sebe pohybujú o 0,6 cm za rok, zemetrasenia s magnitúdou viac ako 6 jednotiek sa vyskytujú v priemere raz za 22 rokov. Mesto San Francisco a veľká časť oblasti Sanfranciského zálivu sú postavené v tesnej blízkosti tohto zlomu.

Procesy v rámci dosky

Prvé formulácie platňovej tektoniky tvrdili, že vulkanizmus a seizmické javy sú sústredené pozdĺž hraníc platní, ale čoskoro sa ukázalo, že špecifické tektonické a magmatické procesy prebiehajú aj v rámci platní, ktoré boli tiež interpretované v rámci tejto teórie. Medzi vnútrodoskovými procesmi zaujímali osobitné miesto fenomény dlhodobého bazaltového magmatizmu v niektorých oblastiach, takzvané horúce miesta.

Horúce miesta

Na dne oceánov je množstvo sopečných ostrovov. Niektoré z nich sú umiestnené v reťazcoch s postupne sa meniacim vekom. Klasickým príkladom takéhoto podvodného hrebeňa je Hawaiian Underwater Ridge. Vypína sa nad hladinou oceánu v podobe Havajských ostrovov, z ktorých sa na severozápad rozprestiera reťaz podmorských hôr s neustále sa zvyšujúcim vekom, z ktorých niektoré, napríklad atol Midway, vychádzajú na povrch. Vo vzdialenosti asi 3000 km od Havaja sa reťaz stáča mierne na sever a nazýva sa Imperial Ridge. Je prerušená v hlbokomorskej priekope pred aleutským ostrovným oblúkom.

Na vysvetlenie tejto úžasnej štruktúry sa navrhovalo, že pod Havajskými ostrovmi sa nachádza horúce miesto – miesto, kde na povrch stúpa horúci plášťový prúd, ktorý roztápa oceánsku kôru pohybujúcu sa nad ním. Na Zemi je teraz nainštalovaných veľa takýchto bodov. Plášťový tok, ktorý ich spôsobuje, sa nazýval oblak. V niektorých prípadoch sa predpokladá mimoriadne hlboký pôvod materiálu vlečky až po hranicu jadro-plášť.

Pasce a oceánske náhorné plošiny

Okrem dlhodobých horúcich miest sa niekedy vo vnútri dosiek vyskytujú aj obrovské výlevy tavenín, ktoré tvoria pasce na kontinentoch a oceánskych plošinách v oceánoch. Zvláštnosťou tohto typu magmatizmu je, že sa vyskytuje v krátkom geologickom čase - rádovo niekoľko miliónov rokov, ale pokrýva obrovské oblasti (desiatky tisíc km²); zároveň sa vyleje kolosálny objem bazaltov porovnateľný s ich množstvom kryštalizujúcim v stredooceánskych chrbtoch.

Známe sú sibírske pasce na Východosibírskej platforme, pasce Deccan Plateau na kontinente Hindustan a mnohé ďalšie. Za príčinu vzniku pascí sa považujú aj horúce príkrovové prúdy, ktoré však na rozdiel od horúcich miest pôsobia krátko, rozdiel medzi nimi nie je celkom jasný.

Horúce miesta a pasce dali podnet k vytvoreniu tzv vleková geotektonika, v ktorom sa uvádza, že nielen pravidelná konvekcia, ale aj vlečky zohrávajú významnú úlohu v geodynamických procesoch. Vleková tektonika nie je v rozpore s doskou, ale dopĺňa ju.

Dosková tektonika ako systém vied

Teraz už tektoniku nemožno považovať za čisto geologický pojem. Hrá kľúčovú úlohu vo všetkých geovedách, vzniklo v nej viacero metodologických prístupov s rôznymi základnými pojmami a princípmi.

Z pohľadu kinematický prístup, pohyby dosiek možno opísať geometrickými zákonmi pohybu obrazcov po gule. Zem je vnímaná ako mozaika dosiek rôznych veľkostí, ktoré sa pohybujú voči sebe navzájom a voči samotnej planéte. Paleomagnetické údaje nám umožňujú rekonštruovať polohu magnetického pólu vzhľadom na každú dosku v rôznych časových bodoch. Zovšeobecnenie údajov pre rôzne platne viedlo k rekonštrukcii celej postupnosti relatívnych pohybov platní. Spojenie týchto údajov s informáciami získanými z fixných horúcich miest umožnilo určiť absolútne pohyby platní a históriu pohybu magnetických pólov Zeme.

Termofyzikálny prístup považuje Zem za tepelný stroj, v ktorom sa tepelná energia čiastočne premieňa na mechanickú energiu. V rámci tohto prístupu je pohyb hmoty vo vnútorných vrstvách Zeme modelovaný ako prúdenie viskóznej tekutiny opísanej Navierovými-Stokesovými rovnicami. Plášťová konvekcia je sprevádzaná fázovými prechodmi a chemickými reakciami, ktoré zohrávajú rozhodujúcu úlohu v štruktúre plášťových tokov. Na základe geofyzikálnych sondážnych údajov, výsledkov termofyzikálnych experimentov a analytických a numerických výpočtov sa vedci snažia podrobne opísať štruktúru konvekcie plášťa, nájsť rýchlosti prúdenia a ďalšie dôležité charakteristiky hĺbkových procesov. Tieto údaje sú dôležité najmä pre pochopenie štruktúry najhlbších častí Zeme – spodného plášťa a jadra, ktoré sú neprístupné pre priame štúdium, no nepochybne majú obrovský vplyv na procesy prebiehajúce na povrchu planéty.

Geochemický prístup. Pre geochémiu je dosková tektonika dôležitá ako mechanizmus nepretržitej výmeny hmoty a energie medzi rôznymi vrstvami Zeme. Každé geodynamické prostredie je charakterizované špecifickými skalnými asociáciami. Tieto charakteristické črty sa zase dajú použiť na určenie geodynamického prostredia, v ktorom hornina vznikla.

Historický prístup. Z hľadiska histórie planéty Zem je dosková tektonika históriou spájania a rozdeľovania kontinentov, zrodu a zániku vulkanických reťazcov a objavenia sa a uzavretia oceánov a morí. Teraz pre veľké bloky kôry bola história pohybov stanovená veľmi podrobne a počas významného časového obdobia, ale pre malé dosky sú metodologické ťažkosti oveľa väčšie. Najzložitejšie geodynamické procesy prebiehajú v zónach kolízie dosiek, kde vznikajú horské pásma zložené z mnohých malých heterogénnych blokov – terránov. Pri štúdiu Skalistých hôr vznikol špeciálny smer geologického výskumu - terénna analýza, ktorá zahŕňala súbor metód na identifikáciu terranov a rekonštrukciu ich histórie.

Dosková tektonika na iných planétach

V súčasnosti neexistujú dôkazy o modernej doskovej tektonike na iných planétach slnečnej sústavy. Štúdie magnetického poľa Marsu uskutočnené vesmírnou stanicou Mars Global Surveyor naznačujú možnosť platňovej tektoniky na Marse v minulosti.

V minulosti [ Kedy?] prúdenie tepla z vnútra planéty bolo väčšie, takže kôra bola tenšia, tlak pod oveľa tenšou kôrou bol tiež oveľa nižší. A pri výrazne nižšom tlaku a mierne vyššej teplote bola viskozita plášťových konvekčných prúdov priamo pod kôrou oveľa nižšia ako dnes. Preto sa v kôre plávajúcej na povrchu plášťového toku, ktorý bol menej viskózny ako dnes, vyskytli len relatívne malé elastické deformácie. A mechanické napätia generované v kôre konvekčnými prúdmi, ktoré boli menej viskózne ako dnes, nestačili na prekročenie pevnosti v ťahu hornín v kôre. Preto tu azda nebola taká tektonická aktivita ako v neskoršom období.

Minulé pohyby tanierov

Ďalšie informácie o tejto téme nájdete v časti: História pohybu platní.

Rekonštrukcia minulých pohybov platní je jedným z hlavných predmetov geologického výskumu. S rôznym stupňom detailov bola poloha kontinentov a blokov, z ktorých boli sformované, zrekonštruovaná až po archean.

Z analýzy pohybov kontinentov vyplynulo empirické pozorovanie, že kontinenty sa každých 400-600 miliónov rokov zhromažďujú do obrovského kontinentu, ktorý obsahuje takmer celú kontinentálnu kôru - superkontinent. Moderné kontinenty vznikli pred 200 až 150 miliónmi rokov v dôsledku rozpadu superkontinentu Pangea. Teraz sú kontinenty v štádiu takmer maximálnej separácie. Atlantický oceán sa rozširuje a Tichý oceán sa uzatvára. Hindustan sa pohybuje na sever a drví euroázijskú platňu, ale zdroj tohto pohybu je zjavne takmer vyčerpaný a v blízkej geologickej dobe vznikne v Indickom oceáne nová subdukčná zóna, v ktorej bude oceánska kôra Indického oceánu. absorbovať pod indický kontinent.

Vplyv pohybu platní na klímu

Umiestnenie veľkých kontinentálnych hmôt v subpolárnych oblastiach prispieva k všeobecnému poklesu teploty planéty, pretože na kontinentoch sa môžu vytvárať ľadové štíty. Čím je zaľadnenie rozšírenejšie, tým väčšie je albedo planéty a tým nižšia je priemerná ročná teplota.

Okrem toho relatívna poloha kontinentov určuje oceánsku a atmosférickú cirkuláciu.

Jednoduchá a logická schéma: kontinenty v polárnych oblastiach – zaľadnenie, kontinenty v rovníkových oblastiach – zvýšenie teploty, sa však v porovnaní s geologickými údajmi o minulosti Zeme ukazuje ako nesprávna. Kvartérne zaľadnenie skutočne nastalo, keď sa Antarktída presunula do oblasti južného pólu a na severnej pologuli sa Eurázia a Severná Amerika priblížili k severnému pólu. Na druhej strane, najsilnejšie proterozoické zaľadnenie, počas ktorého bola Zem takmer úplne pokrytá ľadom, nastalo, keď sa väčšina kontinentálnych más nachádzala v rovníkovej oblasti.

Okrem toho dochádza k výrazným zmenám polohy kontinentov v období asi desiatok miliónov rokov, pričom celkové trvanie ľadových dôb je asi niekoľko miliónov rokov a počas jednej ľadovej doby dochádza k cyklickým zmenám zaľadnenia a medziľadových dôb. Všetky tieto klimatické zmeny nastávajú rýchlo v porovnaní s rýchlosťou kontinentálneho pohybu, a preto nemôže byť príčinou pohyb platní.

Z vyššie uvedeného vyplýva, že pohyby platní nehrajú rozhodujúcu úlohu pri zmene klímy, ale môžu byť dôležitým dodatočným faktorom, ktorý ich „tlačí“.

Význam platňovej tektoniky

Dosková tektonika zohrala vo vedách o Zemi úlohu porovnateľnú s heliocentrickým konceptom v astronómii alebo objavom DNA v genetike. Pred prijatím teórie platňovej tektoniky mali vedy o Zemi popisný charakter. Dosiahli vysokú úroveň dokonalosti v opise prírodných objektov, ale len zriedka dokázali vysvetliť príčiny procesov. V rôznych odvetviach geológie môžu dominovať opačné pojmy. Dosková tektonika spájala rôzne vedy o Zemi a dávala im predikčnú silu.

pozri tiež

Poznámky

Literatúra

• Wegener A. Pôvod kontinentov a oceánov / trans. s ním. P. G. Kaminský, vyd. P. N. Kropotkin. - L.: Nauka, 1984. - 285 s.
• Dobretsov N. L., Kirdyashkin A. G. Hlboká geodynamika. - Novosibirsk, 1994. - 299 s.
• Zonenshain, Kuzmin M. I. Dosková tektonika ZSSR. V 2 zväzkoch.
• Kuzmin M.I., Korolkov A.T., Dril S.I., Kovalenko S.N. Historická geológia so základmi platňovej tektoniky a metalogenézy. - Irkutsk: Irkut. univ., 2000. - 288 s.
• Cox A., Hart R. Dosková tektonika. - M.: Mir, 1989. - 427 s.
• N.V. Koronovsky, V.E. Khain, Yasamanov N.A. Historická geológia: učebnica. M.: Vydavateľstvo Academy, 2006.
• Lobkovskij L.I., Nikishin A.M., Khain V.E. Moderné problémy geotektoniky a geodynamiky. - M.: Vedecký svet, 2004. - 612 s. - ISBN 5-89176-279-X.
• Khain, Viktor Efimovič. Hlavné problémy modernej geológie. M.: Vedecký svet, 2003.

Odkazy

V ruštine

• Khain, Viktor Efimovič Moderná geológia: problémy a perspektívy
• V. P. Trubitsyn, V. V. Rykov. Plášťová konvekcia a globálna tektonika Zeme Spoločný ústav fyziky Zeme RAS, Moskva
• Príčiny tektonických porúch, kontinentálneho driftu a fyzikálnej tepelnej bilancie planéty (USAP)
• Khain, Viktor Efimovič Dosková tektonika, ich štruktúry, pohyby a deformácie

V angličtine

VÝVOJ ZEME

ZEM V SLNEČNEJ SÚSTAVE

Zem patrí medzi terestrické planéty, čo znamená, že na rozdiel od plynných obrov, akým je Jupiter, má pevný povrch. Je to najväčšia zo štyroch terestrických planét v Slnečnej sústave, čo do veľkosti aj hmotnosti. Okrem toho má Zem najväčšiu hustotu, najsilnejšiu povrchovú gravitáciu a najsilnejšie magnetické pole spomedzi štyroch planét.

Tvar Zeme

Porovnanie veľkostí terestrických planét (zľava doprava): Merkúr, Venuša, Zem, Mars.

Pohyb Zeme

Zem sa pohybuje okolo Slnka po eliptickej dráhe vo vzdialenosti asi 150 miliónov km s priemernou rýchlosťou 29,765 km/s. Rýchlosť obehu Zeme nie je konštantná: v júli sa začína zrýchľovať (po prechode aféliom) a v januári sa začína opäť spomaľovať (po prechode perihélia). Slnko a celá slnečná sústava obiehajú okolo stredu galaxie Mliečna dráha po takmer kruhovej dráhe rýchlosťou asi 220 km/s. Zem unášaná pohybom Slnka opisuje špirálovitú čiaru vo vesmíre.

V súčasnosti nastáva perihélium Zeme okolo 3. januára a afélium okolo 4. júla.

Pre Zem je polomer Hillovej gule (sféra vplyvu zemskej gravitácie) približne 1,5 milióna km. Ide o maximálnu vzdialenosť, pri ktorej je vplyv zemskej gravitácie väčší ako vplyv gravitácie iných planét a Slnka.

Štruktúra zeme Vnútorná štruktúra

Všeobecná štruktúra planéty Zem

Zem, podobne ako ostatné terestrické planéty, má vrstvenú vnútornú štruktúru. Skladá sa z tvrdých silikátových obalov (kôra, extrémne viskózny plášť) a kovového jadra. Vonkajšia časť jadra je tekutá (oveľa menej viskózna ako plášť) a vnútorná časť je pevná.

Vnútorné teplo planéty s najväčšou pravdepodobnosťou zabezpečuje rádioaktívny rozpad izotopov draslíka-40, uránu-238 a tória-232. Všetky tri prvky majú polčas rozpadu viac ako miliardu rokov. V strede planéty môže teplota stúpnuť na 7 000 K a tlak môže dosiahnuť 360 GPa (3,6 tisíc atm.).

Zemská kôra je horná časť pevnej Zeme.

Zemská kôra je rozdelená na litosférické dosky rôznych veľkostí, ktoré sa navzájom pohybujú.

Plášť je silikátová škrupina Zeme, zložená prevažne z hornín pozostávajúcich z kremičitanov horčíka, železa, vápnika atď.

Plášť siaha od hĺbok 5–70 km pod hranicou so zemskou kôrou až po hranicu s jadrom v hĺbke 2900 km.

Jadro pozostáva zo zliatiny železa a niklu zmiešanej s ďalšími prvkami.

Dosková tektonická teória Tektonické platformy

Podľa doskovej tektonickej teórie vonkajšiu časť Zeme tvorí litosféra, ktorej súčasťou je zemská kôra a stuhnutá vrchná časť plášťa. Pod litosférou sa nachádza astenosféra, ktorá tvorí vnútornú časť plášťa. Astenosféra sa správa ako prehriata a extrémne viskózna kvapalina.

Litosféra je rozdelená na tektonické dosky a zdá sa, že sa vznáša na astenosfére. Dosky sú pevné segmenty, ktoré sa navzájom pohybujú. Tieto obdobia migrácie trvajú mnoho miliónov rokov. Na zlomoch medzi tektonickými doskami sa môžu vyskytnúť zemetrasenia, sopečná činnosť, budovanie hôr a vytváranie oceánskych panví.

Spomedzi tektonických platní sa najrýchlejšie pohybujú oceánske platne. Tichomorská platňa sa teda pohybuje rýchlosťou 52 – 69 mm za rok. Najnižšia miera je na euroázijskej platni – 21 mm za rok.

Superkontinent

Superkontinent je kontinent v doskovej tektonike, ktorý obsahuje takmer celú zemskú kontinentálnu kôru.

Štúdium histórie kontinentálnych pohybov ukázalo, že s periodicitou asi 600 miliónov rokov sa všetky kontinentálne bloky zhromažďujú do jedného bloku, ktorý sa potom rozdelí.

Americkí vedci na základe satelitných pozorovaní pohybu kontinentov predpovedajú vznik ďalšieho superkontinentu o 50 miliónov rokov. Afrika sa spojí s Európou, Austrália sa bude naďalej presúvať na sever a spája sa s Áziou a Atlantický oceán po určitom rozšírení úplne zmizne.

Sopky

Sopky sú geologické útvary na povrchu zemskej kôry alebo kôry inej planéty, kde sa magma dostáva na povrch a vytvára lávu, sopečné plyny a kamene.

Slovo "Vulcan" pochádza z mena starovekého rímskeho boha ohňa, Vulcan.

Veda, ktorá študuje sopky, je vulkanológia.

1. Sopečná činnosť

Sopky sa delia v závislosti od stupňa sopečnej činnosti na aktívne, spiace a vyhasnuté.

Medzi vulkanológmi neexistuje jednotný názor na to, ako definovať aktívnu sopku. Obdobie sopečnej činnosti môže trvať niekoľko mesiacov až niekoľko miliónov rokov. Mnohé sopky vykazovali sopečnú činnosť pred desiatkami tisíc rokov, ale dnes sa nepovažujú za aktívne.

V kráteroch sopiek sa často nachádzajú jazerá tekutej lávy. Ak je magma viskózna, môže upchať prieduch ako „zástrčka“. To vedie k silným výbušným erupciám, keď prúd plynov doslova vyrazí „zátku“ z vetracieho otvoru.

Existujú dva typy litosféry. Oceánska litosféra má oceánsku kôru hrubú asi 6 km. Väčšinou ho pokrýva more. Kontinentálnu litosféru pokrýva kontinentálna kôra s hrúbkou 35 až 70 km. Väčšina tejto kôry vyčnieva hore a tvorí pevninu.

Dosky

Horniny a minerály

Pohyblivé taniere

Dosky zemskej kôry sa neustále pohybujú rôznymi smermi, aj keď veľmi pomaly. Priemerná rýchlosť ich pohybu je 5 cm za rok. Vaše nechty rastú približne rovnakou rýchlosťou. Keďže všetky platne do seba pevne zapadajú, pohyb ktorejkoľvek z nich ovplyvňuje okolité platne, čo spôsobuje ich postupný pohyb. Platne sa môžu pohybovať rôznymi spôsobmi, čo možno vidieť na ich hraniciach, ale dôvody, ktoré spôsobujú pohyb platní, vedci stále nepoznajú. Zdá sa, že tento proces nemusí mať začiatok ani koniec. Niektoré teórie však tvrdia, že jeden typ pohybu platní môže byť takpovediac „primárny“ a od neho sa začnú hýbať všetky ostatné platne.

Jedným typom pohybu platní je „potápanie“ jednej platne pod druhú. Niektorí vedci sa domnievajú, že práve tento typ pohybu spôsobuje všetky ostatné pohyby platničiek. Na niektorých hraniciach roztavená hornina vytláčajúca sa na povrch medzi dvoma doskami tuhne na ich okrajoch, čím sa dosky od seba odtláčajú. Tento proces môže tiež spôsobiť pohyb všetkých ostatných platní. Tiež sa verí, že okrem primárneho šoku je pohyb dosiek stimulovaný obrovskými tepelnými tokmi cirkulujúcimi v plášti (pozri článok „“).

Unášané kontinenty

Vedci sa domnievajú, že od vzniku primárnej zemskej kôry sa pri pohybe platní zmenila poloha, tvar a veľkosť kontinentov a oceánov. Tento proces bol tzv tektonika dosky. Poskytujú sa rôzne dôkazy tejto teórie. Napríklad obrysy kontinentov ako Južná Amerika a Afrika vyzerajú, akoby kedysi tvorili jeden celok. Nepochybné podobnosti boli objavené aj v štruktúre a veku hornín, ktoré tvoria staroveké pohoria na oboch kontinentoch.

1. Podľa vedcov boli pevniny, ktoré dnes tvoria Južnú Ameriku a Afriku, navzájom prepojené pred viac ako 200 miliónmi rokov.

2. Dno Atlantického oceánu sa zrejme postupne rozširovalo, keď sa na hraniciach platní vytvárala nová hornina.

3. V súčasnosti sa Južná Amerika a Afrika od seba vzďaľujú rýchlosťou asi 3,5 cm za rok v dôsledku pohybu platní.

Litosférické dosky– veľké tuhé bloky zemskej litosféry, ohraničené seizmicky a tektonicky aktívnymi zlomovými zónami.

Dosky sú spravidla oddelené hlbokými poruchami a pohybujú sa cez viskóznu vrstvu plášťa navzájom rýchlosťou 2 až 3 cm za rok. Tam, kde sa zbiehajú kontinentálne platne, dochádza k ich zrážke a vzniku horské pásy . Pri interakcii kontinentálnych a oceánskych platní sa platňa s oceánskou kôrou zatlačí pod platňu s kontinentálnou kôrou, čo vedie k vytvoreniu hlbokomorských priekop a ostrovných oblúkov.

Pohyb litosférických dosiek je spojený s pohybom hmoty v plášti. V určitých častiach plášťa sú silné toky tepla a hmoty stúpajúce z jeho hlbín na povrch planéty.

Je pokrytých viac ako 90% povrchu Zeme 13 - najväčšia litosférická doska.

Rift– obrovský zlom v zemskej kôre, ktorý vznikol pri jej horizontálnom naťahovaní (t. j. tam, kde sa rozchádzajú toky tepla a hmoty). V trhlinách vznikajú výlevy magmy, vznikajú nové zlomy, horsty a grabeny. Vytvárajú sa stredooceánske hrebene.

najprv hypotéza kontinentálneho driftu (t. j. horizontálny pohyb zemskej kôry) predložený na začiatku 20. A. Wegener. Vytvorené na jeho základe litosférická teória t. Podľa tejto teórie litosféra nie je monolit, ale pozostáva z veľkých a malých dosiek „plávajúcich“ na astenosfére. Hraničné oblasti medzi litosférickými doskami sa nazývajú seizmické pásy - toto sú najviac „nepokojné“ oblasti planéty.

Zemská kôra sa delí na stabilné (plošiny) a mobilné oblasti (zvrásnené oblasti – geosynklinály).

- mohutné podvodné horské stavby v rámci dna oceánu, najčastejšie zaberajúce strednú polohu. V blízkosti stredooceánskych chrbtov sa litosférické platne vzďaľujú a objavuje sa mladá bazaltová oceánska kôra. Proces je sprevádzaný intenzívnym vulkanizmom a vysokou seizmicitou.

Kontinentálne riftové zóny sú napríklad Východoafrický riftový systém, Bajkalský riftový systém. Trhliny, podobne ako stredooceánske hrebene, sa vyznačujú seizmickou aktivitou a vulkanizmom.

Dosková tektonika- hypotéza, že litosféra je rozdelená na veľké dosky, ktoré sa horizontálne pohybujú cez plášť. V blízkosti stredooceánskych chrbtov sa litosférické platne vzďaľujú a rastú vďaka materiálu stúpajúcemu z útrob Zeme; v hlbokomorských priekopách sa jedna platňa posúva pod druhú a je absorbovaná plášťom. Na miestach, kde sa dosky zrážajú, sa vytvárajú skladané štruktúry.