Placering af tektoniske plader. Teorien om pladetektonik. Udvidelse af forskningsmuligheder

Pladetektonik

Definition 1

En tektonisk plade er en bevægelig del af litosfæren, der bevæger sig på asthenosfæren som en relativt stiv blok.

Note 1

Pladetektonik er den videnskab, der studerer strukturen og dynamikken af ​​jordens overflade. Det er blevet fastslået, at Jordens øvre dynamiske zone er fragmenteret i plader, der bevæger sig langs astenosfæren. Pladetektonik beskriver den retning, som litosfæriske plader bevæger sig i, og hvordan de interagerer.

Hele litosfæren er opdelt i større og mindre plader. Tektonisk, vulkansk og seismisk aktivitet forekommer ved kanterne af plader, hvilket fører til dannelsen af ​​store bjergbassiner. Tektoniske bevægelser kan ændre planetens topografi. På punktet af deres forbindelse dannes bjerge og bakker, ved divergenspunkterne dannes fordybninger og revner i jorden.

I øjeblikket fortsætter bevægelsen af ​​tektoniske plader.

Bevægelse af tektoniske plader

Litosfæriske plader bevæger sig i forhold til hinanden med en gennemsnitshastighed på 2,5 cm om året. Når plader bevæger sig, interagerer de med hinanden, især langs deres grænser, hvilket forårsager betydelige deformationer i jordskorpen.

Som et resultat af interaktionen af ​​tektoniske plader med hinanden blev der dannet massive bjergkæder og tilhørende forkastningssystemer (for eksempel Himalaya, Pyrenæerne, Alperne, Ural, Atlas, Appalacherne, Appenninerne, Andesbjergene, San Andreas forkastningssystem osv. ).

Friktion mellem plader forårsager de fleste af planetens jordskælv, vulkansk aktivitet og dannelsen af ​​havgrave.

Tektoniske plader indeholder to typer lithosfære: kontinental skorpe og oceanisk skorpe.

En tektonisk plade kan være af tre typer:

• kontinentalplade,
• oceanisk plade,
• blandet plade.

Teorier om tektonisk pladebevægelse

I studiet af bevægelsen af ​​tektoniske plader tilhører særlig fortjeneste A. Wegener, som foreslog, at Afrika og den østlige del af Sydamerika tidligere var et enkelt kontinent. Men efter en fejl opstod for mange millioner år siden, begyndte et skift af dele af jordskorpen.

Ifølge Wegeners hypotese var tektoniske platforme med forskellige masser og en stiv struktur placeret på en plastisk asthenosfære. De var i en ustabil tilstand og bevægede sig hele tiden, som et resultat af, at de kolliderede, overlappede hinanden, og der blev dannet zoner med bevægelige plader og led. På steder med kollisioner blev der dannet områder med øget tektonisk aktivitet, bjerge blev dannet, vulkaner brød ud og jordskælv opstod. Forskydningen skete med en hastighed på op til 18 cm om året. Magma trængte ind i forkastningerne fra litosfærens dybe lag.

Nogle forskere mener, at magmaet, der kom til overfladen, gradvist afkølede og dannede en ny bundstruktur. Den ubrugte jordskorpe sank under påvirkning af pladedrift i dybet og blev igen til magma.

Wegeners forskning påvirkede vulkanismeprocesserne, studiet af strækning af havbundens overflade såvel som jordens viskøse-væske indre struktur. A. Wegeners værker blev grundlaget for udviklingen af ​​teorien om litosfærisk pladetektonik.

Schmellings forskning beviste eksistensen af ​​konvektiv bevægelse i kappen, der førte til bevægelse af litosfæriske plader. Forskeren mente, at hovedårsagen til bevægelsen af ​​tektoniske plader er termisk konvektion i planetens kappe, hvorunder de nederste lag af jordskorpen opvarmes og stiger, og de øverste lag afkøles og gradvist synker.

Hovedpositionen i teorien om pladetektonik er optaget af begrebet geodynamisk indstilling, en karakteristisk struktur med et vist forhold mellem tektoniske plader. I samme geodynamiske omgivelser observeres den samme type magmatiske, tektoniske, geokemiske og seismiske processer.

Teorien om pladetektonik forklarer ikke fuldstændigt forholdet mellem pladebevægelser og processer, der forekommer dybt inde i planeten. Der er brug for en teori, der kunne beskrive jordens indre struktur, de processer, der finder sted i dens dybder.

Positioner af moderne pladetektonik:

• den øverste del af jordskorpen omfatter lithosfæren, som har en skrøbelig struktur, og asthenosfæren, som har en plastisk struktur;
• hovedårsagen til pladebevægelse er konvektion i astenosfæren;
• den moderne litosfære består af otte store tektoniske plader, omkring ti mellemplader og mange små;
• små tektoniske plader er placeret mellem store;
• magmatisk, tektonisk og seismisk aktivitet er koncentreret ved pladegrænserne;
• Bevægelsen af ​​tektoniske plader adlyder Eulers rotationssætning.

Typer af tektoniske pladebevægelser

Der er forskellige typer af tektoniske pladebevægelser:

• divergerende bevægelse - to plader divergerer, og en undersøisk bjergkæde eller kløft i jorden dannes mellem dem;
• konvergent bevægelse - to plader konvergerer, og en tyndere plade bevæger sig under en større plade, hvilket resulterer i dannelsen af ​​bjergkæder;
• glidende bevægelse - plader bevæger sig i modsatte retninger.

Afhængigt af typen af ​​bevægelse skelnes divergerende, konvergerende og glidende tektoniske plader.

Konvergens fører til subduktion (en plade sidder oven på en anden) eller kollision (to plader knuser for at danne bjergkæder).

Divergens fører til spredning (adskillelse af plader og dannelse af havrygge) og riftning (dannelse af et brud i den kontinentale skorpe).

Transformationstypen af ​​bevægelse af tektoniske plader involverer deres bevægelse langs en forkastning.

Figur 1. Typer af tektoniske pladebevægelser. Author24 - online udveksling af studerendes værker

Dette er en moderne geologisk teori om litosfærens bevægelse, ifølge hvilken jordskorpen består af relativt integrerede blokke - litosfæriske plader, som er i konstant bevægelse i forhold til hinanden. Samtidig dannes der i ekspansionszoner (midt-ocean-rygge og kontinentale sprækker) som følge af havbundens spredning ny oceanisk skorpe, og den gamle absorberes i subduktionszoner. Teorien om pladetektonik forklarer forekomsten af ​​jordskælv, vulkansk aktivitet og bjergbygningsprocesser, hvoraf de fleste er begrænset til pladegrænser.

Ideen om bevægelse af jordskorpeblokke blev først foreslået i teorien om kontinentaldrift foreslået af Alfred Wegener i 1920'erne. Denne teori blev oprindeligt forkastet. Genoplivningen af ​​ideen om bevægelser i Jordens faste skal ("mobilisme") fandt sted i 1960'erne, da der, som et resultat af undersøgelser af havbundens relief og geologi, blev opnået data, der indikerer processer med ekspansion (spredning) af havskorpen og subduktion af nogle dele af skorpen under andre (subduktion). Kombinationen af ​​disse ideer med den gamle teori om kontinentaldrift gav anledning til den moderne teori om pladetektonik, som hurtigt blev et generelt accepteret begreb i jordvidenskaberne.

I teorien om pladetektonik er en nøgleposition besat af begrebet geodynamisk indstilling - en karakteristisk geologisk struktur med et vist forhold mellem plader. I de samme geodynamiske omgivelser forekommer den samme type tektoniske, magmatiske, seismiske og geokemiske processer.

Nuværende tilstand af pladetektonikken

I løbet af de sidste årtier har pladetektonikken ændret sine grundlæggende principper markant. I dag kan de formuleres som følger:

Den øverste del af den faste jord er opdelt i en sprød lithosfære og en plastisk astenosfære. Konvektion i asthenosfæren er hovedårsagen til pladebevægelse.

Den moderne litosfære er opdelt i 8 store plader, snesevis af mellemplader og mange små. Små plader er placeret i bånd mellem store plader. Seismisk, tektonisk og magmatisk aktivitet er koncentreret ved pladegrænserne.

Til en første tilnærmelse beskrives litosfæriske plader som stive legemer, og deres bevægelse adlyder Eulers rotationssætning.

Der er tre hovedtyper af relative pladebevægelser

1) divergens (divergens), udtrykt ved riftning og spredning;

2) konvergens (konvergens) udtrykt ved subduktion og kollision;

3) forskydningsbevægelser langs transformerede geologiske forkastninger.

Spredning i havene kompenseres af subduktion og kollision langs deres periferi, og Jordens radius og volumen er konstant op til planetens termiske kompression (i alle tilfælde falder gennemsnitstemperaturen i Jordens indre langsomt over milliarder af år ).

Bevægelsen af ​​litosfæriske plader er forårsaget af, at de trækkes med af konvektive strømme i asthenosfæren.

Der er to fundamentalt forskellige typer af jordskorpen - kontinental skorpe (ældre) og oceanisk skorpe (ikke ældre end 200 millioner år). Nogle litosfæriske plader består udelukkende af oceanisk skorpe (et eksempel er den største stillehavsplade), andre består af en blok af kontinental skorpe svejset ind i oceanisk skorpe.

Mere end 90% af jordens overflade i den moderne æra er dækket af 8 største litosfæriske plader:

1. Australsk komfur.

2. Antarktisk plade.

3. Afrikansk tallerken.

4. Eurasisk plade.

5. Hindustan plade.

6. Stillehavsplade.

7. Nordamerikansk tallerken.

8. Sydamerikansk plade.

Mellemstore plader omfatter den arabiske plade, såvel som Cocos-pladen og Juan de Fuca-pladen, rester af den enorme Faralon-plade, der dannede meget af Stillehavets bund, men som nu er forsvundet i subduktionszonen under Amerika.

• 1)_Den første hypotese opstod i anden halvdel af 1700-tallet og blev kaldt opløftningshypotesen. Det blev foreslået af M.V. Lomonosov, de tyske videnskabsmænd A. von Humboldt og L. von Buch og skotten J. Hutton. Essensen af ​​hypotesen er følgende - bjerghævninger er forårsaget af stigningen af ​​smeltet magma fra jordens dybder, som på sin vej havde en spredningseffekt på de omkringliggende lag, hvilket førte til dannelsen af ​​folder og kløfter i forskellige størrelser . Lomonosov var den første til at identificere to typer tektoniske bevægelser - langsomme og hurtige, hvilket forårsagede jordskælv.
• 2) I midten af ​​det 19. århundrede blev denne hypotese erstattet af den franske videnskabsmand Elie de Beaumonts kontraktionshypotese. Den var baseret på Kants og Laplaces kosmogoniske hypotese om Jordens oprindelse som et oprindeligt varmt legeme efterfulgt af gradvis afkøling. Denne proces førte til et fald i jordens volumen, og som et resultat blev jordskorpen komprimeret, og der opstod foldede bjergstrukturer, der ligner gigantiske "rynker".
• 3) I midten af ​​1800-tallet opdagede englænderen D. Airy og præsten fra Calcutta D. Pratt et mønster i tyngdekraftens anomaliers positioner - højt oppe i bjergene viste anomalierne sig at være negative, dvs. et masseunderskud var opdaget, og i havene var anomalierne positive. For at forklare dette fænomen foreslog de en hypotese, ifølge hvilken jordskorpen flyder på et tungere og mere tyktflydende underlag og er i isostatisk ligevægt, som forstyrres af virkningen af ​​eksterne radiale kræfter.
• 4) Kant-Laplace kosmogoniske hypotese blev erstattet af O. Yu Schmidts hypotese om Jordens indledende faste, kolde og homogene tilstand. Der var behov for en anden tilgang til at forklare dannelsen af ​​jordskorpen. Denne hypotese blev foreslået af V.V. Belousov. Det kaldes radiomigrering. Essensen af ​​denne hypotese:
• 1. Den vigtigste energifaktor er radioaktivitet. Opvarmningen af ​​Jorden og den efterfølgende komprimering af stof skete på grund af varmen fra radioaktivt henfald. Radioaktive grundstoffer i de indledende stadier af Jordens udvikling var fordelt jævnt, og derfor var opvarmningen stærk og udbredt.
• 2. Opvarmning af det primære stof og dets komprimering førte til opdelingen af ​​magma eller dets differentiering i basaltisk og granit. Sidstnævnte koncentrerede radioaktive grundstoffer. Hvordan lettere granitmagma "flød" til den øverste del af Jorden, og basaltisk magma sank ned. Samtidig opstod der også temperaturdifferentiering.

Moderne geotektoniske hypoteser er udviklet ved hjælp af ideerne om mobilisme. Denne idé er baseret på overvægten af ​​vandrette bevægelser i de tektoniske bevægelser af jordskorpen.

• 5) For første gang, for at forklare mekanismen og rækkefølgen af ​​geotektoniske processer, foreslog den tyske videnskabsmand A. Wegener hypotesen om horisontal kontinentaldrift.
• 1. Ligheden mellem konturerne af Atlanterhavets kyster, især på den sydlige halvkugle (nær Sydamerika og Afrika).
• 2. Lighed mellem kontinenternes geologiske struktur (sammenfald af nogle regionale tektoniske tendenser, lighed i klippernes sammensætning og alder osv.).

hypotese om pladetektonik eller ny global tektonik. De vigtigste bestemmelser i denne hypotese:

• 1. Jordskorpen med den øverste del af kappen danner litosfæren, som er underlagt en plastisk asthenosfære. Lithosfæren er opdelt i store blokke (plader). Pladernes grænser er riftzoner, dybhavsgrave, som støder op til forkastninger, der trænger dybt ind i kappen - disse er Benioff-Zavaritsky-zonerne såvel som zoner med moderne seismisk aktivitet.
• 2. Litosfæriske plader bevæger sig vandret. Denne bevægelse er bestemt af to hovedprocesser - flytning fra hinanden af ​​plader eller spredning, nedsænkning af en plade under en anden - subduktion eller skubbe af en plade på en anden - obduktion.
• 3. Basalt kommer periodisk ind i ekspansionszonen fra kappen. Beviset for udvidelsen er tilvejebragt af stribemagnetiske anomalier i basalterne.
• 4. I regionerne med øbuer identificeres zoner med akkumulering af foci af jordskælv med dybt fokus, som afspejler subduktionszoner af en plade med basaltisk oceanisk skorpe under den kontinentale skorpe, dvs. disse zoner afspejler subduktionszoner. I disse zoner synker en del af materialet på grund af knusning og smeltning, mens andre trænger ind i kontinentet i form af vulkaner og indtrængen og øger derved tykkelsen af ​​den kontinentale skorpe.

Pladetektonik er en moderne geologisk teori om litosfærens bevægelse. Ifølge denne teori er globale tektoniske processer baseret på horisontal bevægelse af relativt integrerede blokke af litosfæren - litosfæriske plader. Pladetektonik beskæftiger sig således med bevægelser og interaktioner af litosfæriske plader. Det første forslag om den horisontale bevægelse af jordskorpeblokke blev fremsat af Alfred Wegener i 1920'erne inden for rammerne af "kontinentaldrift"-hypotesen, men denne hypotese fik ikke støtte på det tidspunkt. Først i 1960'erne gav undersøgelser af havbunden endegyldige beviser for horisontale pladebevægelser og oceanekspansionsprocesser på grund af dannelsen (spredningen) af oceanisk skorpe. Genoplivningen af ​​ideer om horisontale bevægelsers fremherskende rolle fandt sted inden for rammerne af den "mobilistiske" tendens, hvis udvikling førte til udviklingen af ​​den moderne teori om pladetektonik. Hovedprincipperne for pladetektonik blev formuleret i 1967-68 af en gruppe amerikanske geofysikere - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes i udviklingen af ​​tidligere (1961-62) ideer om Amerikanske videnskabsmænd G. Hess og R. Digtsa om udvidelsen (spredningen) af havbunden. 1). Den øvre stenede del af planeten er opdelt i to skaller, væsentligt forskellige i rheologiske egenskaber: en stiv og sprød litosfære og en underliggende plastisk og mobil astenosfære. 2). Lithosfæren er opdelt i plader, der konstant bevæger sig langs overfladen af ​​plastisk asthenosfære. Litosfæren er opdelt i 8 store plader, snesevis af mellemplader og mange små. Mellem de store og mellemstore plader er der bælter sammensat af en mosaik af små skorpeplader. 3). Der er tre typer af relative bevægelser af plader: divergens (divergens), konvergens (konvergens) og forskydningsbevægelser. 4). Volumenet af oceanisk skorpe absorberet i subduktionszoner er lig med volumenet af skorpe, der kommer frem i spredningszoner. Denne position understreger ideen om, at jordens volumen er konstant. 5). Hovedårsagen til pladebevægelse er kappekonvektion, forårsaget af kappens termogravitationsstrømme.

Energikilden til disse strømme er forskellen i temperatur mellem de centrale områder af Jorden og temperaturen af ​​dens overfladenære dele. I dette tilfælde frigives hoveddelen af ​​den endogene varme ved grænsen af ​​kernen og kappen under processen med dyb differentiering, som bestemmer nedbrydningen af ​​det primære kondritiske stof, hvorunder metaldelen skynder sig til midten og bygger op af planetens kerne, og silikatdelen er koncentreret i kappen, hvor den yderligere undergår differentiering. 6). Pladebevægelser adlyder lovene for sfærisk geometri og kan beskrives ud fra Eulers teorem. Eulers rotationssætning siger, at enhver rotation af tredimensionelt rum har en akse. Rotation kan således beskrives ved tre parametre: koordinaterne for rotationsaksen (for eksempel dens bredde- og længdegrad) og rotationsvinklen.

Geografiske konsekvenser af bevægelsen af ​​lysplader (Seismisk aktivitet øges, fejl dannes, kamme opstår og så videre). I teorien om pladetektonik er en nøgleposition besat af begrebet geodynamisk indstilling - en karakteristisk geologisk struktur med et vist forhold mellem plader. I de samme geodynamiske omgivelser forekommer den samme type tektoniske, magmatiske, seismiske og geokemiske processer.

Læs mere i artiklen History of theory of the pladetektonik

Grundlaget for teoretisk geologi i begyndelsen af ​​det 20. århundrede var kontraktionshypotesen. Jorden afkøles som et bagt æble, og der kommer rynker på den i form af bjergkæder. Disse ideer blev udviklet af teorien om geosynclines, skabt på grundlag af studiet af foldede strukturer. Denne teori blev formuleret af J. Dan, som tilføjede princippet om isostasi til kontraktionshypotesen. Ifølge dette koncept består Jorden af ​​granitter (kontinenter) og basalter (have). Når Jorden trækker sig sammen, opstår der tangentielle kræfter i havbassinerne, som presser på kontinenterne. Sidstnævnte stiger op i bjergkæder og kollapser derefter. Materialet, der opstår ved ødelæggelse, aflejres i fordybningerne.

Den træge kamp mellem fiksisterne, som man kaldte tilhængere af fraværet af væsentlige horisontale bevægelser, og mobilisterne, der hævdede, at de stadig bevægede sig, blussede op med fornyet kraft i 1960'erne, da man som følge af at studere bunden af oceanerne, blev der fundet spor for at forstå "maskinen", kaldet Jorden.

I begyndelsen af ​​60'erne blev der udarbejdet et reliefkort over havbunden, som viste, at midt-ocean-rygge er placeret i midten af ​​oceanerne, som rejser sig 1,5-2 km over de afgrundsfyldte sletter dækket af sediment. Disse data gjorde det muligt for R. Dietz og G. Hess at fremsætte spredningshypotesen i 1962-1963. Ifølge denne hypotese sker konvektion i kappen med en hastighed på omkring 1 cm/år. De opstigende grene af konvektionsceller udfører kappemateriale under midtocean-rygge, som fornyer havbunden i den aksiale del af højderyggen hvert 300-400 år. Kontinenter flyder ikke på havskorpen, men bevæger sig langs kappen og bliver passivt "loddet" til litosfæriske plader. Ifølge begrebet spredning har havbassiner en variabel og ustabil struktur, mens kontinenter er stabile.

I 1963 fik spredningshypotesen stærk støtte i forbindelse med opdagelsen af ​​stribede magnetiske anomalier på havbunden. De blev fortolket som en registrering af vendinger af Jordens magnetfelt, registreret i magnetiseringen af ​​basalter i havbunden. Herefter begyndte pladetektonikken sin sejrsgang i jordvidenskaberne. Flere og flere videnskabsmænd indså, at i stedet for at spilde tid på at forsvare begrebet fiksisme, var det bedre at se på planeten fra en ny teoris synspunkt og endelig begynde at give reelle forklaringer på de mest komplekse jordiske processer.

Pladetektonik er nu blevet bekræftet ved direkte målinger af pladehastighed ved hjælp af interferometri af stråling fra fjerne kvasarer og målinger ved hjælp af GPS. Resultaterne af mange års forskning har fuldt ud bekræftet de grundlæggende principper i teorien om pladetektonik.

Nuværende tilstand af pladetektonikken

I løbet af de sidste årtier har pladetektonikken ændret sine grundlæggende principper markant. I dag kan de formuleres som følger:

• Den øverste del af den faste jord er opdelt i en sprød lithosfære og en plastisk astenosfære. Konvektion i asthenosfæren er hovedårsagen til pladebevægelse.

• Litosfæren er opdelt i 8 store plader, snesevis af mellemplader og mange små. Små plader er placeret i bånd mellem store plader. Seismisk, tektonisk og magmatisk aktivitet er koncentreret ved pladegrænserne.

• Til en første tilnærmelse beskrives litosfæriske plader som stive legemer, og deres bevægelse adlyder Eulers rotationssætning.

• Der er tre hovedtyper af relative pladebevægelser

1. divergens (divergens), udtrykt ved riftning og spredning;
2. konvergens (konvergens) udtrykt ved subduktion og kollision;
3. slag-slip bevægelser langs transformationsfejl.

• Spredning i havene kompenseres af subduktion og kollision langs deres periferi, og jordens radius og volumen er konstant (denne udtalelse diskuteres konstant, men den er aldrig blevet tilbagevist)

• Bevægelsen af ​​litosfæriske plader er forårsaget af deres medrivende af konvektive strømme i asthenosfæren.

Der er to grundlæggende forskellige typer af jordskorpen - kontinental skorpe og oceanisk skorpe. Nogle litosfæriske plader består udelukkende af oceanisk skorpe (et eksempel er den største stillehavsplade), andre består af en blok af kontinental skorpe svejset ind i oceanisk skorpe.

Mere end 90% af Jordens overflade er dækket af 8 største litosfæriske plader:

Mellemstore plader omfatter det arabiske subkontinent og Cocos- og Juan de Fuca-pladerne, rester af den enorme Faralon-plade, der dannede meget af Stillehavets bund, men som nu er forsvundet ind i subduktionszonen under Amerika.

Kraften, der bevæger pladerne

Nu er der ikke længere nogen tvivl om, at pladernes bevægelse opstår på grund af kappens termogravitationsstrømme - konvektion. Energikilden til disse strømme er overførsel af varme fra de centrale dele af Jorden, som har en meget høj temperatur (estimeret kernetemperatur er omkring 5000 ° C). Opvarmede sten udvider sig (se termisk ekspansion), deres tæthed falder, og de flyder op og giver plads til køligere sten. Disse strømme kan lukke og danne stabile konvektionsceller. I dette tilfælde, i den øverste del af cellen, sker strømmen af ​​stof i et vandret plan, og det er denne del af det, der transporterer pladerne.

Pladernes bevægelse er således en konsekvens af jordens afkøling, hvor en del af den termiske energi omdannes til mekanisk arbejde, og vores planet i en vis forstand er en varmemotor.

Der er flere hypoteser om årsagen til den høje temperatur i Jordens indre. I begyndelsen af ​​det 20. århundrede var hypotesen om denne energis radioaktive natur populær. Det så ud til at blive bekræftet af skøn over sammensætningen af ​​den øvre skorpe, som viste meget betydelige koncentrationer af uran, kalium og andre radioaktive grundstoffer, men det viste sig senere, at indholdet af radioaktive grundstoffer falder kraftigt med dybden. En anden model forklarer opvarmningen ved kemisk differentiering af Jorden. Planeten var oprindeligt en blanding af silikat og metalliske stoffer. Men samtidig med dannelsen af ​​planeten begyndte dens differentiering i separate skaller. Den tættere metaldel skyndte sig til midten af ​​planeten, og silikater koncentrerede sig i de øvre skaller. Samtidig faldt systemets potentielle energi og blev omdannet til termisk energi. Andre forskere mener, at opvarmningen af ​​planeten skete som et resultat af tilvækst under meteoritnedslag på overfladen af ​​det spirende himmellegeme.

Sekundære kræfter

Termisk konvektion spiller en afgørende rolle i pladernes bevægelser, men derudover virker mindre, men ikke mindre vigtige kræfter på pladerne.

Efterhånden som oceanisk skorpe synker ned i kappen, omdannes basalterne, som den er sammensat af, til eklogitter, klipper tættere end almindelige kappesten - peridotitter. Derfor synker denne del af oceanpladen ned i kappen og trækker den del med sig, der endnu ikke er blevet øklogitiseret.

Divergerende grænser eller pladegrænser

Disse er grænser mellem plader, der bevæger sig i modsatte retninger. I Jordens topografi er disse grænser udtrykt som sprækker, hvor trækdeformationer dominerer, tykkelsen af ​​skorpen reduceres, varmestrømmen er maksimal, og aktiv vulkanisme opstår. Hvis der dannes en sådan grænse på et kontinent, så dannes der en kontinental sprække, som senere kan blive til et oceanisk bassin med en oceanisk sprække i midten. I oceaniske sprækker dannes ny oceanisk skorpe som følge af spredning.

Ocean sprækker

På den oceaniske skorpe er sprækker begrænset til de centrale dele af midterhavets højdedrag. Ny oceanisk skorpe dannes i dem. Deres samlede længde er mere end 60 tusind kilometer. De er forbundet med mange, som fører en betydelig del af den dybe varme og opløste grundstoffer ud i havet. Højtemperaturkilder kaldes sorte rygere, og betydelige reserver af ikke-jernholdige metaller er forbundet med dem.

Kontinentale sprækker

Opdelingen af ​​kontinentet i dele begynder med dannelsen af ​​en rift. Skorpen fortynder og bevæger sig fra hinanden, og magmatisme begynder. Der dannes en udvidet lineær fordybning med en dybde på omkring hundreder af meter, som er begrænset af en række forkastninger. Herefter er to scenarier mulige: enten stopper udvidelsen af ​​spalten, og den fyldes med sedimentære bjergarter, bliver til et aulacogen, eller kontinenterne fortsætter med at bevæge sig fra hinanden og imellem dem, allerede i typiske oceaniske sprækker, begynder oceanisk skorpe at dannes .

Konvergerende grænser

Læs mere i artiklen Subduction Zone

Konvergente grænser er grænser, hvor plader støder sammen. Tre muligheder er mulige:

1. Kontinentalplade med oceanisk plade. Oceanisk skorpe er tættere end kontinental skorpe og synker ned under kontinentet i en subduktionszone.
2. Oceanisk plade med oceanisk plade. I dette tilfælde kryber en af ​​pladerne under den anden, og der dannes også en subduktionszone, over hvilken der dannes en ø-bue.
3. Kontinentalplade med kontinentalplade. Der opstår en kollision, og et kraftigt foldet område fremkommer. Et klassisk eksempel er Himalaya.

I sjældne tilfælde skubbes oceanisk skorpe ind på den kontinentale skorpe - obduktion. Takket være denne proces dukkede ophioliter fra Cypern, Ny Kaledonien, Oman og andre op.

I subduktionszoner absorberes oceanisk skorpe og kompenserer derved for dens udseende i MOR. Ekstremt komplekse processer og interaktioner mellem skorpen og kappen finder sted i dem. Således kan havskorpen trække blokke af kontinental skorpe ind i kappen, som på grund af lav tæthed graves tilbage i skorpen. Sådan opstår metamorfe komplekser af ultrahøje tryk, et af de mest populære objekter for moderne geologisk forskning.

De fleste moderne subduktionszoner er placeret langs periferien af ​​Stillehavet og danner Stillehavets Ring af Ild. De processer, der forekommer i pladekonvektionszonen, anses med rette for at være blandt de mest komplekse i geologi. Den blander blokke af forskellig oprindelse og danner en ny kontinental skorpe.

Aktive kontinentale marginer

Læs mere i artiklen Active continental margin

En aktiv kontinental margin opstår, hvor oceanisk skorpe subducerer under et kontinent. Standarden for denne geodynamiske situation anses for at være Sydamerikas vestkyst, kaldes den ofte Andinsk type kontinental margin. Den aktive kontinentale margin er karakteriseret ved talrige vulkaner og generelt kraftig magmatisme. Smelter har tre komponenter: den oceaniske skorpe, kappen over den og den nedre kontinentale skorpe.

Under den aktive kontinentalmargin er der en aktiv mekanisk vekselvirkning mellem de oceaniske og kontinentale plader. Afhængigt af hastigheden, alderen og tykkelsen af ​​havskorpen er flere ligevægtsscenarier mulige. Hvis pladen bevæger sig langsomt og har en relativt lav tykkelse, så skraber kontinentet det sedimentære dæksel af det. Sedimentære bjergarter knuses til intense folder, omdannes og bliver en del af den kontinentale skorpe. Den struktur, der dannes, kaldes accretionær kile. Hvis subduktionspladens hastighed er høj, og det sedimentære dæksel er tyndt, så sletter havskorpen bunden af ​​kontinentet og trækker det ind i kappen.

Ø-buer

Ø-bue

Læs mere i artiklen Island Arc

Øbuer er kæder af vulkanske øer over en subduktionszone, der forekommer, hvor en oceanisk plade subdukterer under en oceanisk plade. Typiske moderne ø-buer omfatter Aleuterne, Kurilerne, Mariana-øerne og mange andre øgrupper. De japanske øer kaldes også ofte for en ø-bue, men deres fundament er meget gammelt og faktisk blev de dannet af flere ø-buekomplekser på forskellige tidspunkter, så de japanske øer er et mikrokontinent.

Ø-buer dannes, når to oceaniske plader støder sammen. I dette tilfælde ender en af ​​pladerne i bunden og absorberes i kappen. Ø-buevulkaner dannes på den øverste plade. Den buede side af ø-buen er rettet mod den absorberede plade. På denne side er der en dybhavsgrav og et forearc trug.

Bag øbuen er der et bagbuebassin (typiske eksempler: Okhotskhavet, Det Sydkinesiske Hav osv.), hvor spredning også kan forekomme.

Kontinental kollision

Sammenstød mellem kontinenter

Læs mere i artiklen Continental Collision

Kollisionen af ​​kontinentalplader fører til sammenbrud af skorpen og dannelsen af ​​bjergkæder. Et eksempel på en kollision er Alpine-Himalaya-bjergbæltet, dannet som følge af lukningen af ​​Tethys-havet og kollisionen med den eurasiske plade i Hindustan og Afrika. Som et resultat stiger tykkelsen af ​​skorpen betydeligt under Himalaya, når den 70 km. Dette er en ustabil struktur, den ødelægges intensivt af overflade- og tektonisk erosion. I skorpen med en kraftigt øget tykkelse smeltes granitter fra metamorfoserede sedimentære og magmatiske bjergarter. Sådan blev de største batholitter dannet, for eksempel Angara-Vitimsky og Zerendinsky.

Transformere grænser

Hvor plader bevæger sig i parallelle kurser, men med forskellige hastigheder, opstår transformationsfejl - enorme forskydningsfejl, udbredt i havene og sjældne på kontinenter.

Transformer fejl

Læs mere i artiklen Transformfejl

I havene løber transformationsforkastninger vinkelret på mid-ocean ridges (MOR'er) og opdeler dem i segmenter, der i gennemsnit er 400 km brede. Mellem rygsegmenterne er der en aktiv del af transformationsfejlen. Jordskælv og bjergbygning forekommer konstant i dette område, der dannes adskillige fjerstrukturer omkring forkastningen - fremstød, folder og greb. Som følge heraf er kappesten ofte blotlagt i forkastningszonen.

På begge sider af MOR-segmenterne er der inaktive dele af transformationsfejl. Der er ingen aktive bevægelser i dem, men de kommer tydeligt til udtryk i havbundens topografi ved lineære løft med en central depression. .

Transformeringsfejl danner et regulært netværk og opstår naturligvis ikke tilfældigt, men på grund af objektive fysiske årsager. En kombination af numeriske modelleringsdata, termofysiske eksperimenter og geofysiske observationer gjorde det muligt at finde ud af, at kappekonvektion har en tredimensionel struktur. Ud over hovedstrømmen fra MOR'en opstår der langsgående strømme i konvektionscellen på grund af afkølingen af ​​den øvre del af flowet. Dette afkølede stof styrter ned langs hovedretningen af ​​kappestrømmen. Transformeringsfejl er placeret i zonerne af denne sekundære faldende strøm. Denne model stemmer godt overens med dataene om varmeflow: et fald i varmeflow observeres over transformationsfejl.

Kontinentale skift

Flere detaljer i artiklen Shift

Strike-slip pladegrænser på kontinenter er relativt sjældne. Måske er det eneste aktive eksempel på en grænse af denne type San Andreas-forkastningen, der adskiller den nordamerikanske plade fra Stillehavspladen. Den 800 mil lange San Andreas-forkastning er et af de mest seismisk aktive områder på planeten: plader bevæger sig i forhold til hinanden med 0,6 cm om året, jordskælv med en størrelsesorden på mere end 6 enheder forekommer i gennemsnit en gang hvert 22. år. Byen San Francisco og meget af San Francisco Bay-området er bygget i umiddelbar nærhed af denne fejl.

Inden-plade processer

De første formuleringer af pladetektonik argumenterede for, at vulkanisme og seismiske fænomener er koncentreret langs pladegrænser, men det blev hurtigt klart, at specifikke tektoniske og magmatiske processer også forekommer inden for plader, som også blev fortolket inden for rammerne af denne teori. Blandt intrapladeprocesser var et særligt sted besat af fænomenerne med langsigtet basaltisk magmatisme i nogle områder, de såkaldte hot spots.

Hot spots

Der er talrige vulkanske øer på bunden af ​​havene. Nogle af dem er placeret i kæder med successivt skiftende alder. Et klassisk eksempel på sådan en undervandsryg er Hawaiian Underwater Ridge. Den hæver sig over havets overflade i form af Hawaii-øerne, hvorfra en kæde af havbjerge med stadig stigende alder går mod nordvest, hvoraf nogle, for eksempel Midway Atoll, kommer til overfladen. I en afstand af omkring 3000 km fra Hawaii drejer kæden lidt mod nord, og kaldes allerede Imperial Ridge. Den afbrydes i en dybhavsgrav foran den aleutiske øbue.

For at forklare denne fantastiske struktur blev det foreslået, at der under Hawaii-øerne er et hot spot - et sted, hvor en varm kappestrøm stiger til overfladen, som smelter den oceaniske skorpe, der bevæger sig over den. Der er mange sådanne punkter nu installeret på Jorden. Kappestrømmen, der forårsager dem, er blevet kaldt en fane. I nogle tilfælde antages oprindelsen af ​​fanestoffet at være ekstremt dybt ned til kerne-kappegrænsen.

Fælder og oceaniske plateauer

Ud over langsigtede hot spots forekommer der nogle gange enorme udgydelser af smeltninger inde i plader, som danner fælder på kontinenter og oceaniske plateauer i oceanerne. Det særlige ved denne type magmatisme er, at den forekommer i en kort geologisk tid af størrelsesordenen adskillige millioner år, men den dækker enorme områder (titusindvis af km²), og der hældes et kolossalt volumen af ​​basalter ud, sammenlignet med deres mængde krystalliseres i midthavsrygge.

De sibiriske fælder på den østsibiriske platform, Deccan-plateau-fælderne på det hindustantiske kontinent og mange andre er kendte. Varme kappestrømme anses også for at være årsagen til dannelsen af ​​fælder, men i modsætning til hot spots virker de i kort tid, og forskellen mellem dem er ikke helt klar.

Hot spots og fælder gav anledning til oprettelsen af ​​den såkaldte fane geotektonik, som siger, at ikke kun almindelig konvektion, men også faner spiller en væsentlig rolle i geodynamiske processer. Plumetektonikken modsiger ikke pladetektonikken, men komplementerer den.

Pladetektonik som et system af videnskaber

Kort over tektoniske plader

Nu kan tektonik ikke længere betragtes som et rent geologisk begreb. Det spiller en nøglerolle i alle geovidenskaber, der er opstået flere metodiske tilgange med forskellige grundlæggende koncepter og principper.

Fra synspunktet kinematisk tilgang, kan pladernes bevægelser beskrives ved de geometriske love for bevægelse af figurer på en kugle. Jorden ses som en mosaik af plader af forskellig størrelse, der bevæger sig i forhold til hinanden og planeten selv. Paleomagnetiske data giver os mulighed for at rekonstruere positionen af ​​den magnetiske pol i forhold til hver plade på forskellige tidspunkter. Generalisering af data for forskellige plader førte til rekonstruktionen af ​​hele sekvensen af ​​relative bevægelser af pladerne. Kombinationen af ​​disse data med information opnået fra faste hot spots gjorde det muligt at bestemme de absolutte bevægelser af pladerne og historien om bevægelsen af ​​Jordens magnetiske poler.

Termofysisk tilgang betragter Jorden som en varmemotor, hvor termisk energi delvist omdannes til mekanisk energi. Inden for denne tilgang er bevægelsen af ​​stof i de indre lag af Jorden modelleret som en strøm af en viskøs væske, beskrevet af Navier-Stokes-ligningerne. Mantelkonvektion er ledsaget af faseovergange og kemiske reaktioner, som spiller en afgørende rolle i strukturen af ​​kappestrømme. Baseret på geofysiske sonderingsdata, resultaterne af termofysiske eksperimenter og analytiske og numeriske beregninger, forsøger forskere at detaljere strukturen af ​​kappekonvektion, finde strømningshastigheder og andre vigtige egenskaber ved dybe processer. Disse data er især vigtige for at forstå strukturen af ​​de dybeste dele af Jorden - den nedre kappe og kerne, som er utilgængelige for direkte undersøgelse, men uden tvivl har en enorm indflydelse på de processer, der finder sted på planetens overflade.

Geokemisk tilgang. For geokemien er pladetektonikken vigtig som en mekanisme for den kontinuerlige udveksling af stof og energi mellem Jordens forskellige lag. Hver geodynamisk indstilling er karakteriseret ved specifikke klippeassociationer. Til gengæld kan disse karakteristiske træk bruges til at bestemme det geodynamiske miljø, hvori klippen blev dannet.

Historisk tilgang. Med hensyn til planeten Jordens historie er pladetektonikken historien om kontinenter, der går sammen og går i stykker, fødslen og tilbagegangen af ​​vulkanske kæder og fremkomsten og lukningen af ​​oceaner og have. For store blokke af skorpen er bevægelseshistorien blevet etableret meget detaljeret og over en betydelig periode, men for små plader er de metodiske vanskeligheder meget større. De mest komplekse geodynamiske processer forekommer i pladekollisionszoner, hvor bjergkæder dannes, sammensat af mange små heterogene blokke - terræner, udført i 1999 af den proterozoiske rumstation. Før dette kan kappen have haft en anden masseoverførselsstruktur, hvor turbulent konvektion og faner spillede en hovedrolle frem for konstante konvektionsstrømme.

Tidligere pladebevægelser

Læs mere i artiklen History of plate movement

Rekonstruering af tidligere pladebevægelser er et af hovedemnerne i geologisk forskning. Med varierende detaljeringsgrad er kontinenternes position og blokkene, hvorfra de blev dannet, blevet rekonstrueret op til det arkæiske område.

Den bevæger sig nordpå og knuser den eurasiske plade, men tilsyneladende er ressourcen til denne bevægelse næsten udtømt, og i den nærmeste geologiske tid vil der opstå en ny subduktionszone i Det Indiske Ocean, hvor den oceaniske skorpe i Det Indiske Ocean vil være absorberet under det indiske kontinent.

Pladebevægelsers indflydelse på klimaet

Placeringen af ​​store kontinentale masser i de subpolære områder bidrager til et generelt fald i planetens temperatur, da der kan dannes iskapper på kontinenterne. Jo mere udbredt istiden er, jo større er planetens albedo og jo lavere er den gennemsnitlige årlige temperatur.

Derudover bestemmer den relative position af kontinenterne oceanisk og atmosfærisk cirkulation.

Et simpelt og logisk skema: kontinenter i polarområderne - istid, kontinenter i ækvatorialområderne - temperaturstigning, viser sig at være forkert sammenlignet med geologiske data om Jordens fortid. Den kvartære glaciation opstod faktisk, da Antarktis bevægede sig ind i regionen Sydpolen, og på den nordlige halvkugle rykkede Eurasien og Nordamerika tættere på Nordpolen. På den anden side indtraf den stærkeste proterozoiske istid, hvor Jorden næsten var fuldstændig dækket af is, når de fleste af de kontinentale masser befandt sig i ækvatorialområdet.

Hertil kommer, at der sker væsentlige ændringer i kontinenternes position over en periode på omkring ti millioner af år, mens den samlede varighed af istider er omkring flere millioner år, og i løbet af en istid sker der cykliske ændringer af istider og mellemistider. Alle disse klimaændringer sker hurtigt sammenlignet med hastigheden af ​​kontinental bevægelse, og derfor kan pladebevægelse ikke være årsagen.

Af ovenstående følger det, at pladebevægelser ikke spiller en afgørende rolle i klimaforandringerne, men kan være en vigtig yderligere faktor, der "skubber" dem.

Betydningen af ​​pladetektonik

Pladetektonik har spillet en rolle i jordvidenskaben, der kan sammenlignes med det heliocentriske koncept i astronomi eller opdagelsen af ​​DNA i genetik. Før vedtagelsen af ​​teorien om pladetektonik var jordvidenskaben beskrivende i naturen. De opnåede et højt niveau af perfektion i at beskrive naturlige genstande, men kunne sjældent forklare årsagerne til processer. Modsatte begreber kunne dominere i forskellige grene af geologien. Pladetektonikken forbandt de forskellige jordvidenskaber og gav dem forudsigelseskraft.

V. E. Khain. over regioner og mindre mindre tidsskalaer.

Pladetektonik (pladetektonik) er et moderne geodynamisk koncept baseret på konceptet om store horisontale bevægelser af relativt integrerede fragmenter af litosfæren (litosfæriske plader). Pladetektonik beskæftiger sig således med bevægelser og interaktioner af litosfæriske plader.

Det første forslag om den horisontale bevægelse af jordskorpeblokke blev fremsat af Alfred Wegener i 1920'erne inden for rammerne af "kontinentaldrift"-hypotesen, men denne hypotese fik ikke støtte på det tidspunkt. Først i 1960'erne gav undersøgelser af havbunden endegyldige beviser for horisontale pladebevægelser og oceanekspansionsprocesser på grund af dannelsen (spredningen) af oceanisk skorpe. Genoplivningen af ​​ideer om horisontale bevægelsers fremherskende rolle fandt sted inden for rammerne af den "mobilistiske" tendens, hvis udvikling førte til udviklingen af ​​den moderne teori om pladetektonik. Hovedprincipperne for pladetektonik blev formuleret i 1967-68 af en gruppe amerikanske geofysikere - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes i udviklingen af ​​tidligere (1961-62) ideer om Amerikanske videnskabsmænd G. Hess og R. Digtsa om udvidelsen (spredningen) af havbunden

Grundlæggende om pladetektonik

De grundlæggende principper for pladetektonik kan opsummeres i flere grundlæggende

1. Den øvre stenede del af planeten er opdelt i to skaller, væsentligt forskellige i rheologiske egenskaber: en stiv og sprød litosfære og en underliggende plastisk og mobil astenosfære.

2. Lithosfæren er opdelt i plader, der konstant bevæger sig langs overfladen af ​​plastisk asthenosfære. Litosfæren er opdelt i 8 store plader, snesevis af mellemplader og mange små. Mellem de store og mellemstore plader er der bælter sammensat af en mosaik af små skorpeplader.

Pladegrænser er områder med seismisk, tektonisk og magmatisk aktivitet; de indre områder af pladerne er svagt seismiske og karakteriseret ved svag manifestation af endogene processer.

Mere end 90% af jordens overflade falder på 8 store litosfæriske plader:

australsk tallerken,
Antarktis plade,
afrikansk tallerken,
eurasisk plade,
Hindustan plade,
Stillehavsplade,
Nordamerikansk plade,
Sydamerikansk plade.

Mellemplader: Arabisk (subkontinent), Caribien, Filippinsk, Nazca og Coco og Juan de Fuca osv.

Nogle litosfæriske plader består udelukkende af oceanisk skorpe (for eksempel Stillehavspladen), andre omfatter fragmenter af både oceanisk og kontinental skorpe.

3. Der er tre typer relative bevægelser af plader: divergens (divergens), konvergens (konvergens) og forskydningsbevægelser.

Følgelig skelnes der mellem tre typer af hovedpladegrænser.

Divergerende grænser– grænser, langs hvilke plader bevæger sig fra hinanden.

Processerne med vandret strækning af litosfæren kaldes riftning. Disse grænser er begrænset til kontinentale sprækker og midt-ocean-rygge i havbassiner.

Udtrykket "rift" (fra engelsk rift - gap, crack, gap) anvendes på store lineære strukturer af dyb oprindelse, dannet under strækningen af ​​jordskorpen. Strukturmæssigt er de graben-lignende strukturer.

Rifter kan dannes på både kontinental og oceanisk skorpe og danner et enkelt globalt system orienteret i forhold til den geoide akse. I dette tilfælde kan udviklingen af ​​kontinentale sprækker føre til et brud i kontinuiteten af ​​den kontinentale skorpe og transformationen af ​​denne sprække til en oceanisk sprække (hvis spaltens udvidelse stopper før stadiet med brud på den kontinentale skorpe, er fyldt med sedimenter og bliver til et aulacogen).

Processen med pladeadskillelse i zoner med oceaniske sprækker (midt-ocean-rygge) ledsages af dannelsen af ​​ny oceanisk skorpe på grund af magmatisk basaltisk smelte, der kommer fra asthenosfæren. Denne proces med dannelse af ny oceanisk skorpe på grund af tilstrømningen af ​​kappemateriale kaldes spredning(fra det engelske opslag - spred ud, udfold).

Strukturen af ​​midterhavets højderyg

Under spredning ledsages hver forlængelsesimpuls af ankomsten af ​​en ny portion kappesmelter, som, når de størkner, opbygger kanterne på plader, der divergerer fra MOR-aksen.

Det er i disse zoner, at dannelsen af ​​ung oceanisk skorpe forekommer.

Konvergerende grænser– grænser, langs hvilke pladekollisioner forekommer. Der kan være tre hovedmuligheder for interaktion under en kollision: "oceanisk - oceanisk", "oceanisk - kontinental" og "kontinental - kontinental" litosfære. Afhængig af arten af ​​de kolliderende plader kan der forekomme flere forskellige processer.

Subduktion- processen med subduktion af en oceanisk plade under en kontinental eller anden oceanisk plade. Subduktionszoner er begrænset til de aksiale dele af dybhavsgrave forbundet med øbuer (som er elementer af aktive marginer). Subduktionsgrænser tegner sig for omkring 80% af længden af ​​alle konvergerende grænser.

Når de kontinentale og oceaniske plader støder sammen, er et naturligt fænomen forskydningen af ​​den oceaniske (tyngre) plade under kanten af ​​den kontinentale; Når to oceaner støder sammen, synker det ældste (det vil sige køligere og tættere) af dem.

Subduktionszoner har en karakteristisk struktur: deres typiske elementer er en dybhavsgrav - en vulkansk øbue - et bagbuebassin. En dybhavsgrav er dannet i zonen for bøjning og undertryk af subduktionspladen. Da denne plade synker, begynder den at tabe vand (findes i overflod i sedimenter og mineraler), sidstnævnte reducerer som bekendt smeltetemperaturen af ​​klipper betydeligt, hvilket fører til dannelsen af ​​smeltecentre, der føder vulkaner i øbuer. I den bagerste del af en vulkansk bue sker der normalt en vis strækning, som bestemmer dannelsen af ​​et bagbuebassin. I back-arc bassin-zonen kan strækningen være så betydelig, at den fører til brud på pladeskorpen og åbning af et bassin med oceanisk skorpe (den såkaldte back-arc spredningsproces).

Nedsænkningen af ​​subduktionspladen i kappen spores af brændpunkterne for jordskælv, der opstår ved pladernes kontakt og inde i subduktionspladen (koldere og derfor mere skrøbelige end de omgivende kappeklipper). Denne seismiske brændzone kaldes Benioff-Zavaritsky zone.

I subduktionszoner begynder processen med dannelse af ny kontinental skorpe.

En meget sjældnere proces med interaktion mellem kontinentale og oceaniske plader er processen obduktion– fremstød af en del af den oceaniske litosfære på kanten af ​​kontinentalpladen. Det skal understreges, at under denne proces adskilles havpladen, og kun dens øverste del - skorpen og flere kilometer af den øvre kappe - er avanceret.

Når kontinentalplader kolliderer, hvis skorpe er lettere end kappematerialet, og som et resultat ikke er i stand til at dykke ned i det, sker der en proces kollisioner. Under kollisionen knuses, knuses kanterne af sammenstødende kontinentalplader, og der dannes systemer med store stød, hvilket fører til væksten af ​​bjergstrukturer med en kompleks fold-thrust-struktur. Et klassisk eksempel på en sådan proces er kollisionen af ​​Hindustan-pladen med den eurasiske plade, ledsaget af væksten af ​​de grandiose bjergsystemer i Himalaya og Tibet.

Kollisionsprocesmodel

Kollisionsprocessen erstatter subduktionsprocessen og fuldender lukningen af ​​havbassinet. Desuden, i begyndelsen af ​​kollisionsprocessen, når kontinenternes kanter allerede er rykket tættere på hinanden, kombineres kollisionen med subduktionsprocessen (resterne af den oceaniske skorpe fortsætter med at synke under kontinentets kant).

Storskala regional metamorfose og påtrængende granitoid magmatisme er typiske for kollisionsprocesser. Disse processer fører til skabelsen af ​​en ny kontinental skorpe (med sit typiske granit-gnejslag).

Transformere grænser– grænser, langs hvilke forskydningsforskydninger af plader forekommer.

Grænser for Jordens litosfæriske plader

1 – divergerende grænser ( A - midterste havrygge, b – kontinentale sprækker); 2 – transformere grænser; 3 – konvergerende grænser ( A -ø-bue, b – aktive kontinentale marginer, V - konflikt); 4 – retning og hastighed (cm/år) af pladens bevægelse.

4. Volumenet af oceanisk skorpe absorberet i subduktionszoner er lig med volumenet af skorpe, der kommer frem i spredningszoner. Denne position understreger ideen om, at jordens volumen er konstant. Men denne udtalelse er ikke den eneste og endeligt beviste. Det er muligt, at flyets volumen ændrer sig pulserende, eller at det falder på grund af afkøling.

5. Hovedårsagen til pladebevægelse er kappekonvektion , forårsaget af kappens termogravitationsstrømme.

Energikilden til disse strømme er forskellen i temperatur mellem de centrale områder af Jorden og temperaturen af ​​dens overfladenære dele. I dette tilfælde frigives hoveddelen af ​​den endogene varme ved grænsen af ​​kernen og kappen under processen med dyb differentiering, som bestemmer nedbrydningen af ​​det primære kondritiske stof, hvorunder metaldelen skynder sig til midten og bygger op af planetens kerne, og silikatdelen er koncentreret i kappen, hvor den yderligere undergår differentiering.

Stener, der er opvarmet i Jordens centrale zoner, udvider sig, deres tæthed falder, og de flyder op og giver plads til at synke koldere og derfor tungere masser, der allerede har afgivet noget af varmen i de overfladenære zoner. Denne varmeoverførselsproces sker kontinuerligt, hvilket resulterer i dannelsen af ​​ordnede lukkede konvektionsceller. I dette tilfælde, i den øverste del af cellen, sker strømmen af ​​stof næsten i et vandret plan, og det er denne del af strømmen, der bestemmer den vandrette bevægelse af stoffet i astenosfæren og pladerne placeret på den. Generelt er de stigende grene af konvektionsceller placeret under zonerne med divergerende grænser (MOR og kontinentale sprækker), mens de nedadgående grene er placeret under zonerne med konvergente grænser.

Således er hovedårsagen til bevægelsen af ​​litosfæriske plader "træk" af konvektive strømme.

Derudover virker en række andre faktorer på pladerne. Især viser astenosfærens overflade sig at være noget forhøjet over zonerne med stigende grene og mere nedtrykt i nedsynkningszonerne, hvilket bestemmer tyngdekraftens "glidning" af den litosfæriske plade placeret på en skrå plastoverflade. Derudover er der processer med at trække tung kold oceanisk lithosfære i subduktionszoner ind i den varme, og som følge heraf mindre tætte, asthenosfære, samt hydraulisk fastkiling af basalter i MOR-zonerne.

Figur - Kræfter, der virker på litosfæriske plader.

De vigtigste drivkræfter fra pladetektonikken påføres bunden af ​​de intrapladedele af litosfæren - kappens trækkræfter FDO under havene og FDC under kontinenterne, hvis størrelse afhænger primært af hastigheden af ​​den asthenosfæriske strøm, og sidstnævnte bestemmes af viskositeten og tykkelsen af ​​det asthenosfæriske lag. Da tykkelsen af ​​asthenosfæren under kontinenterne er meget mindre, og viskositeten er meget større end under havene, er kraftens størrelse FDC næsten en størrelsesorden mindre end FDO. Under kontinenterne, især deres gamle dele (kontinentale skjolde), klemmer asthenosfæren næsten ud, så kontinenterne ser ud til at være "strandede". Da de fleste litosfæriske plader på den moderne Jord omfatter både oceaniske og kontinentale dele, bør det forventes, at tilstedeværelsen af ​​et kontinent i pladen generelt skulle "sænke" bevægelsen af ​​hele pladen. Sådan foregår det faktisk (de hurtigst bevægende næsten rent oceaniske plader er Stillehavet, Cocos og Nazca; de langsomste er de eurasiske, nordamerikanske, sydamerikanske, antarktiske og afrikanske plader, hvis område er besat af kontinenter) . Endelig, ved konvergente pladegrænser, hvor de tunge og kolde kanter af de litosfæriske plader (pladerne) synker ned i kappen, skaber deres negative opdrift en kraft FNB(indeks i betegnelsen for styrke - fra engelsk negativ opdrift). Sidstnævntes handling fører til, at den subduktionsdel af pladen synker i asthenosfæren og trækker hele pladen sammen med den, og derved øger hastigheden af ​​dens bevægelse. Klart styrke FNB virker episodisk og kun i visse geodynamiske situationer, for eksempel i tilfælde af sammenbrud af plader beskrevet ovenfor gennem strækningen på 670 km.

Således kan mekanismerne, der sætter litosfæriske plader i bevægelse, betinget klassificeres i følgende to grupper: 1) forbundet med kræfterne fra kappen "træk" ( kappetrækmekanisme), påført på ethvert punkt på bunden af ​​pladerne, i fig. 2.5.5 – kræfter FDO Og FDC; 2) forbundet med kræfter påført på kanterne af pladerne ( kant-kraft mekanisme), i figuren - kræfter FRP Og FNB. Rollen af ​​en eller anden drivmekanisme, såvel som visse kræfter, vurderes individuelt for hver litosfærisk plade.

Kombinationen af ​​disse processer afspejler den generelle geodynamiske proces, der dækker områder fra overfladen til jordens dybe zoner.

Mantelkonvektion og geodynamiske processer

I øjeblikket udvikles to-cellet kappekonvektion med lukkede celler i jordens kappe (ifølge modellen for gennemgående kappekonvektion) eller separat konvektion i den øvre og nedre kappe med akkumulering af plader under subduktionszoner (ifølge to- niveaumodel). De sandsynlige poler for stigningen af ​​kappemateriale er placeret i det nordøstlige Afrika (ca. under samlingszonen mellem de afrikanske, somaliske og arabiske plader) og i Påskeø-regionen (under Stillehavets midterste højderyg - East Pacific Rise) .

Ækvator for kappesynkning følger en nogenlunde kontinuerlig kæde af konvergerende pladegrænser langs periferien af ​​Stillehavet og det østlige Indiske Ocean.

Det moderne regime for kappekonvektion, som begyndte for ca. 200 millioner år siden med Pangeas sammenbrud og gav anledning til moderne oceaner, vil i fremtiden ændre sig til et enkeltcellet regime (ifølge modellen for gennemmantelkonvektion) eller ( ifølge en alternativ model) vil konvektion blive gennemgående kappe på grund af sammenbrud af plader på tværs af en 670 km afstand. Dette kan føre til en kollision af kontinenter og dannelsen af ​​et nyt superkontinent, det femte i Jordens historie.

6. Pladernes bevægelser adlyder lovene for sfærisk geometri og kan beskrives ud fra Eulers sætning. Eulers rotationssætning siger, at enhver rotation af tredimensionelt rum har en akse. Rotation kan således beskrives ved tre parametre: koordinaterne for rotationsaksen (for eksempel dens bredde- og længdegrad) og rotationsvinklen. Baseret på denne position kan kontinenternes position i tidligere geologiske epoker rekonstrueres. En analyse af kontinenternes bevægelser førte til den konklusion, at de for hver 400-600 millioner år forenes til et enkelt superkontinent, som efterfølgende undergår opløsning. Som et resultat af spaltningen af ​​et sådant superkontinent Pangea, som fandt sted for 200-150 millioner år siden, blev moderne kontinenter dannet.

Nogle beviser på virkeligheden af ​​mekanismen for litosfærisk pladetektonik

Ældre alder af oceanisk skorpe med afstand fra spredende akser(se billedet). I samme retning noteres en stigning i tykkelsen og stratigrafisk fuldstændighed af det sedimentære lag.

Figur - Kort over klippernes alder på havbunden i Nordatlanten (ifølge W. Pitman og M. Talvani, 1972). Udsnit af havbunden med forskellige aldersintervaller er fremhævet i forskellige farver; Tallene angiver alderen i millioner af år.

Geofysiske data.

Figur - Tomografisk profil gennem den hellenske banegrav, Kreta og Det Ægæiske Hav. Grå cirkler er jordskælvshypocentre. Pladen på den subducerende kolde kappe er vist med blåt, den varme kappe er vist med rødt (ifølge V. Spackman, 1989)

Resterne af den enorme Faralon-plade, som forsvandt i subduktionszonen under Nord- og Sydamerika, er registreret i form af plader af den "kolde" kappe (sektion på tværs af Nordamerika, langs S-bølger). Ifølge Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, nr. 4, 1-7

​Lineære magnetiske anomalier i havene blev opdaget i 50'erne under geofysiske undersøgelser af Stillehavet. Denne opdagelse gjorde det muligt for Hess og Dietz at formulere teorien om havbundens spredning i 1968, som voksede til teorien om pladetektonik. De blev et af de mest overbevisende beviser for rigtigheden af ​​teorien.

Figur - Dannelse af båndmagnetiske anomalier under spredning.

Årsagen til oprindelsen af ​​stribemagnetiske anomalier er processen med fødslen af ​​oceanisk skorpe i spredningszonerne af mid-ocean ridges, når de afkøles under Curie-punktet i Jordens magnetfelt, opnår remanent magnetisering. Magnetiseringsretningen falder sammen med retningen af ​​Jordens magnetfelt, men på grund af periodiske vendinger af Jordens magnetfelt danner udbrudte basalter strimler med forskellige magnetiseringsretninger: direkte (sammenfaldende med den moderne retning af magnetfeltet) og omvendt .

Figur - Skema for dannelsen af ​​strimmelstrukturen af ​​det magnetisk aktive lag og magnetiske anomalier i havet (Vine – Matthews model).