Tektonika to dział geologii, który bada strukturę skorupy ziemskiej i ruch płyt litosferycznych. Jest jednak tak wieloaspektowy, że odgrywa znaczącą rolę w wielu innych naukach o Ziemi. Tektonika jest wykorzystywana w architekturze, geochemii, sejsmologii, badaniu wulkanów oraz w wielu innych dziedzinach.
Tektonika naukowa
Tektonika to stosunkowo młoda nauka, która bada ruch płyt litosferycznych. Po raz pierwszy idea ruchu płyt została wyrażona w teorii dryfu kontynentalnego przez Alfreda Wegenera w latach 20. XX wieku. Ale swój rozwój otrzymał dopiero w latach 60. XX wieku, po przeprowadzeniu badań rzeźby kontynentów i dna oceanicznego. Uzyskany materiał pozwolił na świeże spojrzenie na dotychczasowe teorie. Teoria płyt litosferycznych pojawiła się w wyniku rozwoju idei teorii dryfu kontynentów, teorii geosynklin i hipotezy skurczu.
Tektonika to nauka badająca siłę i naturę sił, które tworzą pasma górskie, miażdżą skały w fałdy, rozciągają skorupę ziemską. Jest podstawą wszystkich procesów geologicznych zachodzących na planecie.
Hipoteza kontraktu
Hipoteza skurczu została wysunięta przez geologa Elie de Beaumont w 1829 rokuna spotkaniu Francuskiej Akademii Nauk. Wyjaśnia procesy budowania gór i fałdowania skorupy ziemskiej pod wpływem zmniejszania się objętości Ziemi w wyniku ochłodzenia. Hipoteza ta opierała się na pomysłach Kanta i Laplace'a na temat pierwotnego stanu ognio-cieczowego Ziemi i jego dalszego ochładzania. Dlatego procesy budowy i fałdowania gór zostały wyjaśnione jako procesy kompresji skorupy ziemskiej. Później, ochładzając się, Ziemia zmniejszyła swoją objętość i pognieciła się w fałdy.
Tektonika kontraktowa, której definicja potwierdziła nową doktrynę geosynklin, wyjaśniła nierówną strukturę skorupy ziemskiej, stała się solidną teoretyczną podstawą dalszego rozwoju nauki.
Teoria geosynkliny
Istniał na przełomie XIX i XX wieku. Wyjaśnia procesy tektoniczne cyklicznymi ruchami oscylacyjnymi skorupy ziemskiej.
Uwagę geologów zwrócono na fakt, że skały mogą występować zarówno poziomo, jak i z przemieszczeniem. Skały poziome zostały przypisane do platform, a skały przemieszczone zostały przypisane do obszarów pofałdowanych.
Zgodnie z teorią geosynklin, w początkowej fazie, w wyniku aktywnych procesów tektonicznych, następuje ugięcie i obniżenie skorupy ziemskiej. Procesowi temu towarzyszy usuwanie osadów i tworzenie grubej warstwy osadów osadowych. Następnie następuje proces budowania gór i pojawiania się fałd. Reżim geosynklinalny zostaje zastąpiony reżimem platformowym, który charakteryzuje się nieznacznymi ruchami tektonicznymi z powstawaniem niewielkiej miąższości skał osadowych. Ostatnim etapem jest etap formacji.kontynent.
Tektonika geosynklinalna dominowała przez prawie 100 lat. W ówczesnej geologii brakowało materiału faktograficznego, a następnie zgromadzone dane doprowadziły do powstania nowej teorii.
Teoria płyt litosferycznych
Tektonika to jedna z dziedzin geologii, która stała się podstawą współczesnej teorii ruchu płyt litosfery.
Zgodnie z teorią płyt litosfery, część skorupy ziemskiej - płyty litosfery, które są w ciągłym ruchu. Ich ruch jest względem siebie. W strefach rozciągania skorupy ziemskiej (grzbiety śródoceaniczne i szczeliny kontynentalne) tworzy się nowa skorupa oceaniczna (strefa rozprzestrzeniania się). W strefach zanurzenia bloków skorupy ziemskiej dochodzi do absorpcji starej skorupy, a także do osiadania oceanicznego pod kontynentem (strefa subdukcji). Teoria wyjaśnia również przyczyny trzęsień ziemi, procesów budowania gór i aktywności wulkanicznej.
Globalna tektonika płyt obejmuje tak kluczową koncepcję, jak ustawienie geodynamiczne. Charakteryzuje się zespołem procesów geologicznych, na tym samym terytorium, w pewnym okresie czasu geologicznego. Te same procesy geologiczne są charakterystyczne dla tego samego otoczenia geodynamicznego.
Struktura kuli ziemskiej
Tektonika to gałąź geologii, która bada strukturę planety Ziemia. Ziemia w przybliżeniu ma kształt spłaszczonej elipsoidy i składa się z kilku muszli(warstwy).
W strukturze kuli ziemskiej wyróżniają się następujące warstwy:
- Skorka ziemska.
- Szata.
- Rdzeń.
Skorupa ziemska jest zewnętrzną stałą warstwą Ziemi, jest oddzielona od płaszcza granicą zwaną powierzchnią Mohorovicha.
Płaszcz z kolei dzieli się na górny i dolny. Granicą oddzielającą warstwy płaszcza jest warstwa Golicyna. Skorupa ziemska i górny płaszcz, aż do astenosfery, to litosfera Ziemi.
Jądro to środek kuli ziemskiej, oddzielony od płaszcza granicą Gutenberga. Dzieli się na płynny rdzeń zewnętrzny i stały rdzeń wewnętrzny, ze strefą przejściową między nimi.
Struktura skorupy ziemskiej
Nauka tektoniki jest bezpośrednio związana ze strukturą skorupy ziemskiej. Geologia bada nie tylko procesy zachodzące we wnętrzu Ziemi, ale także jej strukturę.
Skorupa ziemska jest górną częścią litosfery, jest zewnętrzną, stałą powłoką Ziemi, składa się ze skał o różnym składzie fizycznym i chemicznym. Według parametrów fizykochemicznych istnieje podział na trzy warstwy:
- Baz altowy.
- Granit-gnejs.
- Osadnik.
Istnieje również podział w strukturze skorupy ziemskiej. Istnieją cztery główne typy skorupy ziemskiej:
- Kontynentalny.
- Oceaniczny.
- Subkontynent.
- Suboceaniczny.
Skorupa kontynentalna jest reprezentowana przez wszystkie trzy warstwy, jej grubość waha się od 35 do 75 km. Górna warstwa osadowa jest szeroko rozwinięta, ale z regułyma małą moc. Kolejna warstwa, granit-gnejs, ma maksymalną grubość. Trzecia warstwa, baz alt, zbudowana jest ze skał metamorficznych.
Skorupa oceaniczna jest reprezentowana przez dwie warstwy - osadową i baz altową, jej grubość wynosi 5-20 km.
Skorupa subkontynentalna, podobnie jak kontynentalna, składa się z trzech warstw. Różnica polega na tym, że grubość warstwy granitowo-gnejsowej w skorupie subkontynentalnej jest znacznie mniejsza. Ten rodzaj skorupy występuje na granicy kontynentu z oceanem, w obszarze aktywnego wulkanizmu.
Skorupa suboceaniczna jest zbliżona do oceanicznej. Różnica polega na tym, że grubość warstwy osadowej może sięgać 25 km. Ten rodzaj skorupy ogranicza się do głębokiego zagłębienia skorupy ziemskiej (morze śródlądowe).
płyta litosferyczna
Płyty litosferyczne to duże bloki skorupy ziemskiej, które są częścią litosfery. Płytki są w stanie poruszać się względem siebie wzdłuż górnej części płaszcza - astenosfery. Płyty są oddzielone od siebie rowami głębinowymi, grzbietami śródoceanicznymi i systemami górskimi. Cechą charakterystyczną płyt litosferycznych jest to, że przez długi czas zachowują sztywność, kształt i strukturę.
Tektonika Ziemi sugeruje, że płyty litosferyczne są w ciągłym ruchu. Z biegiem czasu zmieniają swój kontur - mogą się rozszczepiać lub rosnąć razem. Do chwili obecnej zidentyfikowano 14 dużych płyt litosferycznych.
Tektonika płyt litosferycznych
Proces, który kształtuje wygląd Ziemi jest bezpośrednio związany z tektoniką litosferytalerze. Tektonika świata sugeruje, że istnieje ruch nie kontynentów, ale płyt litosfery. Zderzając się ze sobą, tworzą pasma górskie lub głębokie depresje oceaniczne. Trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów są wynikiem ruchu płyt litosferycznych. Aktywna działalność geologiczna ogranicza się głównie do krawędzi tych formacji.
Ruch płyt litosferycznych został zarejestrowany przez satelity, ale natura i mechanizm tego procesu wciąż pozostają tajemnicą.
Tektonika oceaniczna
W oceanach procesy niszczenia i gromadzenia osadów są powolne, więc ruchy tektoniczne są dobrze odzwierciedlone w rzeźbie terenu. Płaskorzeźba dolna ma złożoną strukturę preparowaną. Wyróżnia się struktury tektoniczne powstałe w wyniku ruchów pionowych skorupy ziemskiej oraz struktury powstałe w wyniku ruchów poziomych.
Struktury dna oceanicznego obejmują formy terenu, takie jak równiny głębinowe, baseny oceaniczne i grzbiety śródoceaniczne. W strefie basenów z reguły obserwuje się spokojną sytuację tektoniczną, w strefie grzbietów śródoceanicznych odnotowuje się aktywność tektoniczną skorupy ziemskiej.
Tektonika oceaniczna obejmuje również struktury, takie jak głębokie rowy morskie, góry oceaniczne i giyots.
Powoduje poruszanie się płyt
Napędową siłą geologiczną jest tektonika świata. Główną przyczyną ruchu płyt jest konwekcja płaszcza, która jest wywoływana przez cieplne prądy grawitacyjne w płaszczu. Jest to spowodowaneróżnica temperatur między powierzchnią a środkiem ziemi. Wewnątrz skały są nagrzewane, rozszerzają się i zmniejszają gęstość. Lekkie frakcje zaczynają się unosić, a na ich miejscu opadają zimne i ciężkie masy. Proces wymiany ciepła jest ciągły.
Istnieje wiele innych czynników, które wpływają na ruch płyt. Na przykład astenosfera w strefach wznoszących się przepływów jest podwyższona, a w strefach osiadania jest obniżona. W ten sposób powstaje nachylona płaszczyzna i następuje proces „grawitacyjnego” przesuwania się płyty litosferycznej. Wpływ mają również strefy subdukcji, w których zimna i ciężka skorupa oceaniczna jest wciągana pod gorące kontynentalne.
Grubość astenosfery pod kontynentami jest znacznie mniejsza, a lepkość większa niż pod oceanami. Pod pradawnymi częściami kontynentów astenosfera jest praktycznie nieobecna, więc w tych miejscach nie poruszają się i pozostają na swoim miejscu. A ponieważ płyta litosferyczna obejmuje zarówno części kontynentalne, jak i oceaniczne, obecność starożytnej części kontynentalnej utrudni ruch płyty. Ruch płyt czysto oceanicznych jest szybszy niż mieszany, a jeszcze bardziej kontynentalny.
Istnieje wiele mechanizmów wprawiających płyty w ruch, można je warunkowo podzielić na dwie grupy:
- Mechanizmy wprawiane w ruch pod wpływem prądu płaszcza.
- Mechanizmy związane z przykładaniem sił do krawędzi płyt.
Zbiór procesów sił napędowych odzwierciedla cały proces geodynamiczny, który obejmuje wszystkie warstwy Ziemi.
Architektura i tektonika
Tektonika to nie tylko nauka czysto geologiczna związana z procesami zachodzącymi we wnętrzu Ziemi. Jest również używany w życiu codziennym. W szczególności tektonika jest wykorzystywana w architekturze i budowie wszelkich konstrukcji, czy to budynków, mostów czy konstrukcji podziemnych. Tutaj w grę wchodzą prawa mechaniki. W tym przypadku tektonika odnosi się do stopnia wytrzymałości i stabilności konstrukcji w określonym obszarze.
Teoria płyt litosferycznych nie wyjaśnia związku między ruchami płyt a głębokimi procesami. Potrzebujemy teorii, która wyjaśniałaby nie tylko budowę i ruch płyt litosfery, ale także procesy zachodzące wewnątrz Ziemi. Rozwój takiej teorii wiąże się z unifikacją takich specjalistów jak geolodzy, geofizycy, geografowie, fizycy, matematycy, chemicy i wielu innych.
