Litosferyczne płyty Ziemi to ogromne głazy. Ich podstawę tworzą silnie pofałdowane granitowe, przeobrażone skały magmowe. Nazwy płyt litosferycznych zostaną podane w poniższym artykule. Od góry przykrywa je trzy-czterokilometrowa „pokrowiec”. Powstaje ze skał osadowych. Platforma posiada relief składający się z pojedynczych pasm górskich i rozległych równin. Następnie rozważona zostanie teoria ruchu płyt litosferycznych.
Pojawienie się hipotezy
Teoria ruchu płyt litosferycznych pojawiła się na początku XX wieku. Następnie miała odegrać główną rolę w eksploracji planety. Naukowiec Taylor, a za nim Wegener, wysunęli hipotezę, że z biegiem czasu następuje dryf płyt litosferycznych w kierunku poziomym. Jednak w latach trzydziestych XX wieku ustalił się inny pogląd. Według niego ruch płyt litosferycznych odbywał się w pionie. Zjawisko to opierało się na procesie różnicowania materii płaszcza planety. Stało się znane jako fiksizm. Nazwa ta wzięła się z faktu, że trwale utrwalonapołożenie regionów skorupy ziemskiej w stosunku do płaszcza. Jednak w 1960 roku, po odkryciu globalnego systemu grzbietów śródoceanicznych, które otaczają całą planetę i w niektórych obszarach wychodzą na ląd, nastąpił powrót do hipotezy z początku XX wieku. Jednak teoria przybrała nową formę. Tektonika blokowa stała się wiodącą hipotezą naukową badającą strukturę planety.
Podstawy
Stwierdzono, że istnieją duże płyty litosferyczne. Ich liczba jest ograniczona. Istnieją również mniejsze płyty litosferyczne Ziemi. Granice między nimi są wytyczone w zależności od koncentracji w źródłach trzęsień ziemi.
Nazwy płyt litosfery odpowiadają położonym nad nimi obszarom kontynentalnym i oceanicznym. Jest tylko siedem bloków o ogromnej powierzchni. Największe płyty litosferyczne to Ameryki Południowej i Północnej, euroazjatyckie, afrykańskie, antarktyczne, pacyficzne i indoaustralijskie.
Bloki unoszące się w astenosferze charakteryzują się solidnością i sztywnością. Powyższe obszary są głównymi płytami litosferycznymi. Zgodnie z początkowymi pomysłami wierzono, że kontynenty przebijają się przez dno oceanu. W tym samym czasie ruch płyt litosferycznych odbywał się pod wpływem niewidzialnej siły. W wyniku przeprowadzonych badań okazało się, że klocki unoszą się biernie nad materiałem płaszcza. Warto zauważyć, że ich kierunek jest początkowo pionowy. Materiał płaszcza unosi się pod grzbietem grzbietu. Następnie następuje rozpiętość w obu kierunkach. W związku z tym istnieje rozbieżność płyt litosferycznych. Ten model reprezentujedno oceanu jako gigantyczny przenośnik taśmowy. Wypływa na powierzchnię w rejonach ryftowych grzbietów śródoceanicznych. Następnie chowa się w głębokich okopach morskich.
Rozbieżność płyt litosfery powoduje ekspansję dna oceanów. Jednak pomimo tego objętość planety pozostaje stała. Faktem jest, że narodziny nowej skorupy są kompensowane przez jej wchłanianie w obszarach subdukcji (podciągania) w rowach głębinowych.
Dlaczego płyty litosferyczne się poruszają?
Powodem jest konwekcja termiczna materiału płaszcza planety. Litosfera jest rozciągana i podnoszona, co następuje nad wznoszącymi się gałęziami z prądów konwekcyjnych. To prowokuje ruch płyt litosferycznych na boki. Gdy platforma oddala się od szczelin śródoceanicznych, platforma ulega zagęszczeniu. Staje się cięższy, jego powierzchnia opada. To wyjaśnia wzrost głębokości oceanów. W rezultacie platforma pogrąża się w głębokich rowach morskich. Gdy prądy wznoszące z ogrzewanego płaszcza zanikają, ochładza się i opada, tworząc kałuże wypełnione osadem.
Strefy kolizji płyt litosfery to obszary, w których skorupa i platforma podlegają kompresji. W związku z tym moc pierwszego wzrasta. W rezultacie rozpoczyna się ruch płyt litosferycznych w górę. Prowadzi do powstania gór.
Badania
Dzisiaj badania prowadzone są metodami geodezyjnymi. Pozwalają stwierdzić, że procesy są ciągłe i wszechobecne. są ujawnionetakże strefy kolizji płyt litosferycznych. Prędkość podnoszenia może wynosić do kilkudziesięciu milimetrów.
Poziome duże płyty litosferyczne unoszą się nieco szybciej. W takim przypadku prędkość może wynosić do dziesięciu centymetrów w ciągu roku. Na przykład Sankt Petersburg przez cały okres swojego istnienia wzrósł już o metr. Półwysep Skandynawski - 250 m w 25 000 lat. Materiał płaszcza porusza się stosunkowo wolno. Jednak w rezultacie dochodzi do trzęsień ziemi, erupcji wulkanów i innych zjawisk. To pozwala nam stwierdzić, że siła poruszania się materiału jest wysoka.
Korzystając z tektonicznego położenia płyt, naukowcy wyjaśniają wiele zjawisk geologicznych. Jednocześnie w trakcie badań okazało się, że złożoność procesów zachodzących z platformą jest znacznie większa niż wydawało się to na samym początku stawiania hipotezy.
Tektonika płyt nie potrafiła wyjaśnić zmian w intensywności deformacji i ruchu, obecności globalnej, stabilnej sieci głębokich uskoków i niektórych innych zjawisk. Otwarta pozostaje również kwestia historycznego początku akcji. Bezpośrednie znaki wskazujące na procesy płytowo-tektoniczne znane są od późnego proterozoiku. Jednak wielu badaczy rozpoznaje ich manifestację z archaiku lub wczesnego proterozoiku.
Rozszerzenie możliwości badawczych
Nadejście tomografii sejsmicznej doprowadziło do przejścia tej nauki na jakościowo nowy poziom. W połowie lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku geodynamika głęboka stała się najbardziej obiecująca imłody kierunek ze wszystkich istniejących nauk o Ziemi. Jednak rozwiązywanie nowych problemów przeprowadzono nie tylko za pomocą tomografii sejsmicznej. Z pomocą przyszły też inne nauki. Należą do nich w szczególności mineralogia eksperymentalna.
Dzięki dostępności nowego sprzętu stało się możliwe badanie zachowania substancji w temperaturach i ciśnieniach odpowiadających maksimum na głębokościach płaszcza. W badaniach zastosowano również metody geochemii izotopów. Nauka ta bada w szczególności równowagę izotopową pierwiastków rzadkich, a także gazów szlachetnych w różnych ziemskich powłokach. W tym przypadku wskaźniki są porównywane z danymi meteorytowymi. Wykorzystywane są metody geomagnetyzmu, za pomocą których naukowcy starają się odkryć przyczyny i mechanizm odwróceń w polu magnetycznym.
Nowoczesne malarstwo
Hipoteza tektoniki platform nadal zadowalająco wyjaśnia proces rozwoju skorupy oceanów i kontynentów na przestrzeni co najmniej ostatnich trzech miliardów lat. Jednocześnie prowadzone są pomiary satelitarne, według których potwierdza się fakt, że główne płyty litosfery Ziemi nie stoją w miejscu. W rezultacie wyłania się pewien obraz.
Na przekroju planety znajdują się trzy najbardziej aktywne warstwy. Grubość każdego z nich to kilkaset kilometrów. Zakłada się, że przypisuje się im główną rolę w globalnej geodynamice. W 1972 r. Morgan uzasadnił hipotezę wysuniętą w 1963 r. przez Wilsona o wznoszących się dżetach płaszczowych. Teoria ta wyjaśniała zjawisko magnetyzmu wewnątrzpłytkowego. Powstały pióropusztektonika z czasem staje się coraz bardziej popularna.
Geodynamika
Z jego pomocą rozważana jest interakcja dość złożonych procesów zachodzących w płaszczu i skorupie. Zgodnie z koncepcją przedstawioną przez Artiushkowa w jego pracy „Geodynamika”, grawitacyjne zróżnicowanie materii działa jako główne źródło energii. Proces ten jest odnotowany w dolnym płaszczu.
Po oddzieleniu ciężkich składników (żelazo itp.) od skały pozostaje lżejsza masa ciał stałych. Schodzi do rdzenia. Położenie lżejszej warstwy pod cięższą jest niestabilne. W związku z tym gromadzący się materiał jest okresowo zbierany w dość duże bloki, które unoszą się w górnych warstwach. Wielkość takich formacji wynosi około stu kilometrów. Materiał ten był podstawą do powstania górnego płaszcza Ziemi.
Dolna warstwa to prawdopodobnie niezróżnicowana materia pierwotna. Podczas ewolucji planety, ze względu na dolny płaszcz, górny płaszcz rośnie, a rdzeń rośnie. Bardziej prawdopodobne jest, że bloki lekkiego materiału unoszą się w dolnym płaszczu wzdłuż kanałów. W nich temperatura masy jest dość wysoka. Jednocześnie lepkość jest znacznie zmniejszona. Wzrost temperatury jest ułatwiony przez uwolnienie dużej ilości energii potencjalnej w procesie podnoszenia materii w obszar grawitacji na odległość około 2000 km. W trakcie ruchu po takim kanale następuje silne nagrzewanie się lekkich mas. W związku z tym materia wchodzi w płaszcz z odpowiednio wysokimtemperatura i znacznie lżejsze niż otaczające elementy.
Ze względu na zmniejszoną gęstość lekki materiał unosi się w górnych warstwach na głębokość 100-200 kilometrów lub mniej. Wraz ze spadkiem ciśnienia spada temperatura topnienia składników substancji. Po pierwotnym zróżnicowaniu na poziomie „rdzeń-płaszcz” następuje wtórne. Na płytkich głębokościach materia lekka ulega częściowemu topnieniu. Podczas różnicowania uwalniane są gęstsze substancje. Zatapiają się w dolnych warstwach górnego płaszcza. Lżejsze elementy, które się wyróżniają, odpowiednio się podnoszą.
Zespół ruchów substancji w płaszczu, związany z redystrybucją mas o różnej gęstości w wyniku różnicowania, nazywamy konwekcją chemiczną. Wzrost lekkich mas następuje w odstępach około 200 milionów lat. Jednocześnie nie wszędzie obserwuje się wtargnięcie do górnego płaszcza. W dolnej warstwie kanały znajdują się w wystarczająco dużej odległości od siebie (do kilku tysięcy kilometrów).
Bloki do podnoszenia
Jak wspomniano powyżej, w tych strefach, w których do astenosfery wprowadzane są duże masy materiału nagrzanego światłem, dochodzi do jego częściowego topnienia i różnicowania. W tym drugim przypadku odnotowuje się separację składników i ich późniejsze wzniesienie. Szybko przechodzą przez astenosferę. Kiedy dotrą do litosfery, ich prędkość spada. Na niektórych obszarach materia tworzy nagromadzenie anomalnego płaszcza. Z reguły leżą w górnych warstwach planety.
Anormalny płaszcz
Jego skład w przybliżeniu odpowiada normalnej materii płaszcza. Różnica między anomalną akumulacją to wyższa temperatura (do 1300-1500 stopni) oraz zmniejszona prędkość elastycznych fal podłużnych.
Wejście materii pod litosferę wywołuje izostatyczne wypiętrzenie. Z powodu podwyższonej temperatury gromada anomalna ma mniejszą gęstość niż normalny płaszcz. Ponadto występuje niewielka lepkość kompozycji.
W procesie wchodzenia do litosfery, anomalny płaszcz jest dość szybko rozprowadzany wzdłuż podeszwy. Jednocześnie wypiera gęstszą i mniej podgrzaną materię astenosfery. W trakcie ruchu anomalne nagromadzenie wypełnia te obszary, w których podeszwa platformy znajduje się w stanie uniesionym (pułapki) i opływa głęboko zanurzone obszary. W rezultacie w pierwszym przypadku obserwuje się wypiętrzenie izostatyczne. Nad obszarami zanurzonymi skorupa pozostaje stabilna.
Pułapki
Proces schładzania górnej warstwy płaszcza i skorupy do głębokości około stu kilometrów jest powolny. Ogólnie zajmuje to kilkaset milionów lat. Pod tym względem niejednorodności w grubości litosfery, tłumaczone poziomymi różnicami temperatur, mają dość dużą bezwładność. W przypadku, gdy pułapka znajduje się niedaleko od wznoszącego się przepływu anomalnej akumulacji z głębokości, duża ilość substancji jest wychwytywana bardzo podgrzana. W rezultacie powstaje dość duży element górski. Zgodnie z tym schematem w okolicy występują wysokie wypiętrzeniaepiplatforma orogenezy w składanych pasach.
Opis procesów
W pułapce warstwa anomalna ulega kompresji o 1-2 kilometry podczas chłodzenia. Kora znajdująca się na górze jest zanurzona. W uformowanym korycie zaczynają gromadzić się opady. Ich ciężkość przyczynia się do jeszcze większego osiadania litosfery. W efekcie głębokość akwenu może wynosić od 5 do 8 km. Jednocześnie podczas zagęszczania płaszcza w dolnej części warstwy baz altowej obserwuje się w skorupie fazowej przemianę skały w eklogit i granulat granatu. Ze względu na przepływ ciepła opuszczający substancję anomalną, pokrywający ją płaszcz jest ogrzewany, a jego lepkość spada. W związku z tym następuje stopniowe przemieszczenie normalnego klastra.
Przesunięcia poziome
Kiedy wypiętrzenia powstają w procesie anomalnego płaszcza docierającego do skorupy kontynentów i oceanów, energia potencjalna zmagazynowana w górnych warstwach planety wzrasta. Aby zrzucić nadmiar substancji, mają tendencję do rozpraszania się na boki. W rezultacie powstają dodatkowe naprężenia. Są one związane z różnymi rodzajami ruchu talerzy i skórki.
Rozszerzenie dna oceanu i unoszenie się kontynentów są wynikiem jednoczesnego rozszerzania się grzbietów i zapadania się platformy w płaszcz. Pod pierwszym znajdują się duże masy wysoce podgrzanej materii anomalnej. W osiowej części tych grzbietów ta ostatnia znajduje się bezpośrednio pod skorupą. Tutaj litosfera ma znacznie mniejszą grubość. W tym samym czasie anomalny płaszcz rozprzestrzenia się w obszarze wysokiego ciśnienia – w obuboki spod kręgosłupa. Jednocześnie dość łatwo rozbija skorupę oceanu. Szczelina wypełniona jest baz altową magmą. To z kolei jest wytapiane z anomalnego płaszcza. W procesie krzepnięcia magmy powstaje nowa skorupa oceaniczna. Tak rośnie dno.
Funkcje procesu
Pod środkowymi grzbietami anomalny płaszcz ma zmniejszoną lepkość z powodu podwyższonej temperatury. Substancja jest w stanie dość szybko się rozprzestrzeniać. W rezultacie wzrost dna następuje w zwiększonym tempie. Astenosfera oceaniczna ma również stosunkowo niską lepkość.
Główne płyty litosferyczne Ziemi unoszą się od grzbietów do miejsc zanurzenia. Jeśli te obszary znajdują się w tym samym oceanie, proces przebiega ze stosunkowo dużą szybkością. Taka sytuacja jest dziś typowa dla Oceanu Spokojnego. Jeżeli ekspansja dna i osiadanie następuje w różnych obszarach, to znajdujący się między nimi kontynent dryfuje w kierunku, w którym następuje pogłębienie. Pod kontynentami lepkość astenosfery jest wyższa niż pod oceanami. Z powodu powstałego tarcia występuje znaczny opór ruchu. W rezultacie tempo rozszerzania się dna jest zmniejszone, jeśli nie ma kompensacji osiadania płaszcza na tym samym obszarze. Tym samym wzrost na Pacyfiku jest szybszy niż na Atlantyku.
