Тектоникалық плиталардың орналасуы. Плиталар тектоникасының теориясы. Зерттеу мүмкіндіктерін кеңейту

Плитаның тектоникасы

Анықтама 1

Тектоникалық плита – астеносферада салыстырмалы түрде қатты блок ретінде қозғалатын литосфераның қозғалатын бөлігі.

Ескерту 1

Плиталық тектоника – жер бетінің құрылымы мен динамикасын зерттейтін ғылым. Жердің жоғарғы динамикалық аймағы астеносфера бойымен қозғалатын тақталарға бөлінгені анықталды. Плитаның тектоникасы литосфералық плиталардың қозғалу бағытын және олардың өзара әрекеттесуін сипаттайды.

Бүкіл литосфера үлкен және кіші тақталарға бөлінеді. Тектоникалық, жанартаулық және сейсмикалық белсенділік плиталардың шеттерінде орын алып, ірі тау бассейндерінің пайда болуына әкеледі. Тектоникалық қозғалыстар планетаның жер бедерін өзгертуі мүмкін. Олардың қосылу орнында таулар мен төбелер, алшақтау нүктелерінде жердегі ойпаттар мен жарықтар пайда болады.

Қазіргі уақытта тектоникалық плиталардың қозғалысы жалғасуда.

Тектоникалық плиталардың қозғалысы

Литосфералық тақталар бір-біріне қатысты жылына орташа 2,5 см жылдамдықпен қозғалады. Пластиналар қозғала отырып, олар бір-бірімен, әсіресе олардың шекарасында әрекеттеседі, жер қыртысында елеулі деформациялар тудырады.

Тектоникалық плиталардың бір-бірімен әрекеттесуінің нәтижесінде массивтік тау жоталары және олармен байланысты жарықтар жүйелері пайда болды (мысалы, Гималай, Пиреней, Альпі, Орал, Атлас, Аппалач, Апеннин, Анд, Сан-Андреас жарықтар жүйесі, т.б.). ).

Плиталар арасындағы үйкеліс планетадағы жер сілкіністерінің көпшілігін, жанартаулық белсенділікті және мұхит шұңқырларының пайда болуын тудырады.

Тектоникалық тақталар литосфераның екі түрін қамтиды: континенттік және мұхиттық қыртыс.

Тектоникалық плита үш түрлі болуы мүмкін:

• континенттік тақта,
• мұхиттық тақта,
• аралас плита.

Тектоникалық плиталар қозғалысының теориялары

Тектоникалық тақталардың қозғалысын зерттеуде Африка мен Оңтүстік Американың шығыс бөлігі бұрын біртұтас материк болған деп болжаған А.Вегенердің еңбегі ерекше. Алайда, миллиондаған жылдар бұрын болған ақаудан кейін жер қыртысының бөліктерінің ауысуы басталды.

Вегенердің гипотезасы бойынша массасы әр түрлі және қатты құрылымды тектоникалық платформалар пластикалық астеносферада орналасты. Олар тұрақсыз күйде болды және үнемі қозғалыста болды, нәтижесінде олар соқтығысты, бір-бірін жабады және бір-бірінен қозғалатын тақталар мен буындар аймақтары пайда болды. Соқтығыс болған жерлерде тектоникалық белсенділігі жоғары аймақтар пайда болды, таулар пайда болды, жанартаулар атқылап, жер сілкінісі болды. Жылына 18 см-ге дейін жылжу орын алды. Магма литосфераның терең қабаттарынан жарықтарға еніп кетті.

Кейбір зерттеушілер жер бетіне шыққан магма бірте-бірте салқындап, түбінің жаңа құрылымын қалыптастырды деп есептейді. Пайдаланылмаған жер қыртысы пластина дрейфінің әсерінен тереңдікке батып, қайтадан магмаға айналды.

Вегенердің зерттеулері вулканизм процестеріне, мұхит түбінің бетінің созылуын зерттеуге, сондай-ақ жердің тұтқыр-сұйық ішкі құрылымына әсер етті. А.Вегенер еңбектері литосфералық плиталар тектоникасының теориясының дамуына негіз болды.

Шмеллингтің зерттеулері мантияда литосфералық тақталардың қозғалысына әкелетін конвективтік қозғалыстың бар екенін дәлелдеді. Ғалым тектоникалық плиталардың қозғалысының негізгі себебі - жер қыртысының төменгі қабаттары қызып, көтерілетін, ал үстіңгі қабаттар салқындап, бірте-бірте батып кететін планета мантиясындағы жылу конвекциясы деп есептеді.

Плиталар тектоникасының теориясындағы негізгі орынды тектоникалық плиталардың белгілі бір қатынасы бар сипатты құрылым, геодинамикалық орнату түсінігі алады. Бір геодинамикалық жағдайда магмалық, тектоникалық, геохимиялық және сейсмикалық процестердің бір түрі байқалады.

Плиталар тектоникасының теориясы пластиналар қозғалысы мен планетаның тереңінде болып жатқан процестер арасындағы байланысты толық түсіндіре алмайды. Жердің ішкі құрылымын, оның тереңдігінде болып жатқан процестерді сипаттай алатын теория қажет.

Қазіргі плита тектоникасының позициялары:

• жер қыртысының жоғарғы бөлігіне құрылымы нәзік литосфера және пластикалық құрылымды астеносфера жатады;
• пластинаның қозғалысының негізгі себебі - астеносферадағы конвекция;
• қазіргі литосфера сегіз ірі тектоникалық плиталардан, он шақты орташа плиталардан және көптеген ұсақ тақталардан тұрады;
• шағын тектоникалық плиталар үлкендердің арасында орналасқан;
• магмалық, тектоникалық және сейсмикалық белсенділік плиталар шекараларында шоғырланған;
• Тектоникалық плиталардың қозғалысы Эйлердің айналу теоремасына бағынады.

Тектоникалық плиталар қозғалысының түрлері

Тектоникалық плиталар қозғалысының әртүрлі түрлері бар:

• дивергентті қозғалыс - екі тақтайша алшақтап, олардың арасында су астындағы тау сілемі немесе жердегі шұңқыр пайда болады;
• конвергентті қозғалыс – екі пластинаның бірігуі және үлкенірек тақтайшаның астында жұқа тақтайшаның қозғалуы, нәтижесінде тау жоталары пайда болады;
• сырғанау қозғалысы - плиталар қарама-қарсы бағытта қозғалады.

Қозғалыс түріне қарай дивергентті, конвергентті және сырғымалы тектоникалық плиталар бөлінеді.

Конвергенция субдукцияға (бір пластина бірінің үстіне отырады) немесе соқтығысуға (екі тақта тау жоталарын қалыптастыру үшін жаншып) әкеледі.

Дивергенция таралуға (плиталардың бөлінуі және мұхит жоталарының қалыптасуы) және рифтингке (континенттік қыртыста үзілістің пайда болуына) әкеледі.

Тектоникалық плиталар қозғалысының трансформациялық түрі олардың бұзылу бойымен қозғалуын қамтиды.

Сурет 1. Тектоникалық плиталар қозғалысының түрлері. Author24 - студенттер жұмысын онлайн алмасу

Бұл литосфераның қозғалысы туралы қазіргі геологиялық теория, оған сәйкес жер қыртысы салыстырмалы түрде біртұтас блоктардан – литосфералық тақталардан тұрады, олар бір-біріне қатысты тұрақты қозғалыста болады. Сонымен бірге кеңею аймақтарында (орта мұхит жоталары мен континенттік рифттер) теңіз түбінің таралуы нәтижесінде жаңа мұхиттық қыртыс түзіледі, ал ескісі субдукция аймақтарында сіңеді. Плита тектоникасының теориясы жер сілкінісінің, жанартаулық белсенділіктің және тау құрылыс процестерінің пайда болуын түсіндіреді, олардың көпшілігі плиталар шекараларымен шектеледі.

Жер қыртысы блоктарының қозғалысы туралы идея алғаш рет 1920 жылдары Альфред Вегенер ұсынған континенттік дрейф теориясында ұсынылды. Бұл теория бастапқыда жоққа шығарылды. Жердің қатты қабығындағы қозғалыстар идеясының қайта жандануы («мобилизм») 1960-жылдары, мұхит түбінің рельефі мен геологиясын зерттеу нәтижесінде мұхит түбінің геологиясын көрсететін деректер алынған кезде пайда болды. мұхит қыртысының кеңеюі (таралу) және жер қыртысының кейбір бөліктерінің басқаларының астына түсуі (субдукция) процестері. Бұл идеяларды континенттік дрейфтің ескі теориясымен біріктіру көп ұзамай жер туралы ғылымда жалпы қабылданған концепцияға айналған плиталар тектоникасының қазіргі теориясын тудырды.

Плиталар тектоникасының теориясында негізгі орынды геодинамикалық орнату концепциясы алады - плиталардың белгілі бір қатынасы бар өзіне тән геологиялық құрылым. Бір геодинамикалық жағдайда тектоникалық, магмалық, сейсмикалық және геохимиялық процестердің бір түрі жүреді.

Плиталар тектоникасының қазіргі жағдайы

Соңғы онжылдықтарда плиталар тектоникасы өзінің негізгі принциптерін айтарлықтай өзгертті. Қазіргі уақытта оларды келесідей тұжырымдауға болады:

Қатты Жердің жоғарғы бөлігі сынғыш литосфераға және пластикалық астеносфераға бөлінеді. Астеносферадағы конвекция пластиналар қозғалысының негізгі себебі болып табылады.

Қазіргі литосфера 8 үлкен пластинкаға, ондаған орташа плиталарға және көптеген ұсақ тақталарға бөлінген. Кішкентай плиталар үлкен плиталар арасындағы белдіктерде орналасқан. Сейсмикалық, тектоникалық және магмалық белсенділік плиталар шекараларында шоғырланған.

Бірінші жуықтау үшін литосфералық тақталар қатты денелер ретінде сипатталады және олардың қозғалысы Эйлердің айналу теоремасына бағынады.

Салыстырмалы пластиналар қозғалысының үш негізгі түрі бар

1) дивергенция (дивергенция), рифтинг және таралу арқылы көрініс табады;

2) субдукция және соқтығысу арқылы өрнектелген жинақтылық (конвергенция);

3) трансформациялық геологиялық жарықтар бойымен ығысу қозғалыстары.

Мұхиттарда таралу олардың шеткі бөлігі бойынша субдукция және соқтығысу арқылы өтеледі, ал Жердің радиусы мен көлемі планетаның термиялық қысылуына дейін тұрақты болады (қалай болса да, Жердің ішкі бөлігінің орташа температурасы миллиардтаған жылдар ішінде баяу төмендейді). ).

Литосфералық плиталардың қозғалысы олардың астеносферадағы конвективтік ағындармен тартылуынан туындайды.

Жер қыртысының түбегейлі әр түрлі екі түрі бар - континенттік қабық (неғұрлым көне) және мұхиттық қыртыс (200 миллион жылдан аспайтын). Кейбір литосфералық плиталар тек мұхиттық қыртыстан тұрады (мысалы, ең үлкен Тынық мұхиты плитасы), басқалары мұхит қыртысына дәнекерленген континенттік қыртыс блогынан тұрады.

Қазіргі замандағы жер бетінің 90%-дан астамын 8 ірі литосфералық плита алып жатыр:

1. Австралиялық пеш.

2. Антарктикалық тақта.

3. Африка тақтасы.

4. Еуразиялық тақта.

5. Үндістан тақтасы.

6. Тынық мұхиты тақтасы.

7. Солтүстік Америка тақтасы.

8. Оңтүстік Америка тақтасы.

Орташа өлшемді тақталарға араб тақтасы, сонымен қатар Тынық мұхитының көп бөлігін құраған, бірақ қазір Американың астындағы субдукция аймағында жоғалып кеткен орасан зор Фаралон тақтасының қалдықтары Кокос тақтасы және Хуан де Фука тақтасы кіреді.

• 1)_Алғашқы гипотеза 18 ғасырдың екінші жартысында пайда болды және ол көтерілу гипотезасы деп аталды. Оны М.В.Ломоносов, неміс ғалымдары А.фон Гумбольдт пен Л.фон Бух, шотландиялық Дж.Хаттон ұсынған. Гипотезаның мәні мынада: таулардың көтерілулері жер қойнауынан балқыған магманың көтерілуінен туындайды, ол өз жолында қоршаған қабаттарға таралу әсерін тигізіп, әр түрлі көлемдегі қатпарлар мен шұңқырлардың пайда болуына әкелді. . Ломоносов бірінші болып жер сілкіністерін тудыратын тектоникалық қозғалыстардың екі түрін анықтады - баяу және жылдам.
• 2) 19 ғасырдың ортасында бұл гипотеза француз ғалымы Эли де Бомонның қысқару гипотезасымен ауыстырылды. Ол Кант пен Лапластың Жердің бастапқыда ыстық дене ретінде пайда болуы, содан кейін біртіндеп салқындау туралы космогониялық гипотезасына негізделген. Бұл процесс Жер көлемінің азаюына әкелді, нәтижесінде жер қыртысы қысылып, алып «әжімдер» тәрізді қатпарлы тау құрылымдары пайда болды.
• 3) 19 ғасырдың ортасында ағылшын Д.Эйри мен Калькуттадан келген діни қызметкер Д.Пратт гравитация аномалияларының позицияларының заңдылығын ашты - биік тауларда аномалиялар теріс болып шықты, яғни массалық тапшылық болды. анықталды, ал мұхиттарда аномалиялар оң болды. Бұл құбылысты түсіндіру үшін олар гипотезаны ұсынды, оған сәйкес жер қыртысы неғұрлым ауыр және тұтқыр субстратта қалқып жүреді және сыртқы радиалды күштердің әсерінен бұзылатын изостатикалық тепе-теңдікте болады.
• 4) Кант-Лапластың космогониялық гипотезасы Жердің бастапқы қатты, суық және біртекті күйі туралы О.Ю. гипотезасымен ауыстырылды. Жер қыртысының пайда болуын түсіндіруге басқаша көзқарас қажет болды. Бұл гипотезаны В.В.Белоусов ұсынған. Бұл радиомиграция деп аталады. Бұл гипотезаның мәні:
• 1. Негізгі энергетикалық фактор – радиоактивтілік. Жердің қызуы және одан кейінгі заттардың тығыздалуы радиоактивті ыдыраудың қызуынан болды. Радиоактивті элементтер Жер дамуының бастапқы кезеңдерінде біркелкі таралған, сондықтан қыздыру күшті және кең таралған.
• 2. Бастапқы заттың қызуы және оның тығыздалуы магманың бөлінуіне немесе оның базальт пен гранитке дифференциациялануына әкелді. Соңғысы радиоактивті элементтерді шоғырландырды. Қаншалықты жеңіл, гранитті магма Жердің жоғарғы бөлігіне «қалқыды», ал базальт магма батып кетті. Сонымен қатар температураның дифференциациясы да орын алды.

Мобилизм идеяларын пайдалана отырып, қазіргі геотектоникалық гипотезалар жасалған. Бұл идея жер қыртысының тектоникалық қозғалыстарында көлденең қозғалыстардың басым болуына негізделген.

• 5) Геотектоникалық процестердің механизмі мен реттілігін түсіндіру үшін неміс ғалымы А.Вегенер алғаш рет континенттердің көлденең жылжу гипотезасын ұсынды.
• 1. Атлант мұхиты жағалауларының, әсіресе оңтүстік жарты шарда (Оңтүстік Америка мен Африкаға жақын) контурларының ұқсастығы.
• 2. Материктердің геологиялық құрылымының ұқсастығы (кейбір аймақтық тектоникалық тенденциялардың сәйкес келуі, тау жыныстарының құрамы мен жасының ұқсастығы және т.б.).

плиталар тектоникасының гипотезасы немесе жаңа жаһандық тектоника. Бұл гипотезаның негізгі ережелері:

• 1. Жер қыртысы мантияның жоғарғы бөлігімен литосфераны құрайды, оның астында пластикалық астеносфера жатыр. Литосфера үлкен блоктарға (пластинкаларға) бөлінген. Пластиналардың шекаралары мантияға терең енетін жарылымдармен іргелес жатқан рифт аймақтары, терең теңіз траншеялары - бұл Бениоф-Заварицкий аймақтары, сонымен қатар қазіргі заманғы сейсмикалық белсенділік аймақтары.
• 2. Литосфералық тақталар көлденең қозғалады. Бұл қозғалыс екі негізгі процесспен анықталады - пластиналардың бір-бірінен алшақтауы немесе таралуы, бір пластинаның екіншісінің астына батырылуы - субдукция немесе бір пластинаның екіншісіне итерілуі - обдукция.
• 3. Базальттар мантиядан периодты түрде кеңею аймағына енеді. Кеңейтудің дәлелі базальттардағы жолақты магниттік аномалиялармен қамтамасыз етіледі.
• 4. Арал доғаларының аймақтарында континенттік жер қыртысының астындағы базальтты мұхиттық қыртысы бар пластинаның субдукция аймақтарын көрсететін терең ошақты жер сілкінісі ошақтарының жинақталу аймақтары анықталады, яғни бұл аймақтар субдукция аймақтарын көрсетеді. Бұл аймақтарда ұсақталу мен балқудың әсерінен материалдың бір бөлігі шөгеді, ал басқалары континентке вулкандар мен интрузиялар түрінде еніп, сол арқылы континенттік жер қыртысының қалыңдығын арттырады.

Плиталар тектоникасы - литосфераның қозғалысы туралы заманауи геологиялық теория. Бұл теория бойынша жаһандық тектоникалық процестер литосфераның салыстырмалы түрде бүтін блоктары – литосфералық тақталардың көлденең қозғалысына негізделген. Осылайша, плита тектоникасы литосфералық плиталардың қозғалысы мен өзара әрекеттесуімен айналысады. Жер қыртысы блоктарының көлденең қозғалысы туралы алғашқы ұсынысты Альфред Вегенер 1920 жылдары «континенттік дрейф» гипотезасының шеңберінде жасады, бірақ бұл гипотеза ол кезде қолдау таппады. 1960 жылдары ғана мұхит түбін зерттеу мұхит қыртысының пайда болуына (таралуына) байланысты пластинаның көлденең қозғалысы мен мұхиттың кеңею процестерінің нақты дәлелдерін берді. Көлденең қозғалыстардың басым рөлі туралы идеялардың қайта жандануы «мобильдік» тенденция аясында болды, оның дамуы плита тектоникасының қазіргі теориясының дамуына әкелді. Пластиналар тектоникасының негізгі принциптерін 1967-68 жылдары американдық геофизиктердің бір тобы – В.Дж.Морган, Ч.Ле Пичон, Дж.Оливер, Дж.Айзекс, Л.Сайкс ертерек (1961-62) идеяларды дамытуда тұжырымдаған. Америка ғалымдары Г.Гесс пен Р.Дигца мұхит түбінің кеңеюі (таралуы) туралы. 1). Планетаның жоғарғы жартасты бөлігі реологиялық қасиеттері бойынша айтарлықтай ерекшеленетін екі қабықшаға бөлінген: қатты және сынғыш литосфера және оның астында жатқан пластикалық және жылжымалы астеносфера. 2). Литосфера пластмасса астеносфера бетімен үздіксіз қозғалатын пластинкаларға бөлінеді. Литосфера 8 үлкен, ондаған орташа және көптеген ұсақ тақталарға бөлінеді. Үлкен және орташа плиталар арасында ұсақ қыртысты тақталардың мозаикасынан құралған белдіктер бар. 3). Пластиналардың салыстырмалы қозғалысының үш түрі бар: дивергенция (дивергенция), конвергенция (конвергенция) және ығысу қозғалыстары. 4). Субдукция аймақтарында сіңірілген мұхиттық қыртыс көлемі таралу зоналарында пайда болатын жер қыртысының көлеміне тең. Бұл позиция Жердің көлемі тұрақты деген идеяға баса назар аударады. 5). Пластинаның қозғалысының негізгі себебі - мантияның термогравитациялық ағындары әсерінен пайда болатын мантия конвекциясы.

Бұл токтар үшін энергия көзі - Жердің орталық аймақтары мен оның жер бетіне жақын бөліктерінің температурасы арасындағы температура айырмашылығы. Бұл жағдайда эндогендік жылудың негізгі бөлігі ядро ​​мен мантия шекарасында терең дифференциация процесі кезінде бөлінеді, бұл бастапқы хондритті заттың ыдырауын анықтайды, бұл кезде металл бөлігі орталыққа, құрылысқа асығады. планетаның өзегіне дейін көтеріледі, ал силикат бөлігі мантияда шоғырланған, онда ол әрі қарай дифференциациядан өтеді. 6). Пластиналардың қозғалысы сфералық геометрия заңдарына бағынады және Эйлер теоремасы негізінде сипатталуы мүмкін. Эйлердің айналу теоремасы үш өлшемді кеңістіктің кез келген айналуының осі бар екенін айтады. Осылайша, айналуды үш параметр бойынша сипаттауға болады: айналу осінің координаталары (мысалы, оның ендігі мен бойлығы) және айналу бұрышы.

Лит плиталарының қозғалысының географиялық салдары (сейсмикалық белсенділік артады, бұзылыстар пайда болады, жоталар пайда болады және т.б.). Плиталар тектоникасының теориясында негізгі орынды геодинамикалық орнату концепциясы алады - плиталардың белгілі бір қатынасы бар өзіне тән геологиялық құрылым. Бір геодинамикалық жағдайда тектоникалық, магмалық, сейсмикалық және геохимиялық процестердің бір түрі жүреді.

Толығырақ «Плиталар тектоникасының теориясының тарихы» мақаласында оқыңыз

20 ғасырдың басындағы теориялық геологияның негізін қысқарту гипотезасы құрады. Жер піскен алмадай салқындап, онда тау сілемдері түрінде әжімдер пайда болады. Бұл идеялар қатпарлы құрылымдарды зерттеу негізінде жасалған геосинклиналдар теориясымен дамыды. Бұл теорияны жиырылу гипотезасына изостазия принципін қосқан Дж.Дэн тұжырымдаған. Бұл концепция бойынша Жер граниттерден (материктер) және базальттардан (мұхиттардан) тұрады. Жер жиырылған кезде мұхит бассейндерінде континенттерге қысым жасайтын тангенциалдық күштер пайда болады. Соңғысы тау жоталарына көтеріледі, содан кейін құлап кетеді. Бұзылу нәтижесінде пайда болған материал ойпаттарда сақталады.

Маңызды көлденең қозғалыстардың жоқтығын жақтаушылар деп аталатын фикистер арасындағы баяу күрес, ал олар әлі де қозғалады деп уәж айтатын мобилистер 1960 жылдары, түбін зерттеу нәтижесінде жаңа күшпен өрбіді. мұхиттар, Жер деп аталатын «машинаны» түсінуге арналған анықтамалар табылды.

60-жылдардың басына қарай мұхит түбінің рельефтік картасы құрастырылды, ол мұхиттың ортасында орта мұхит жоталары орналасқанын көрсетті, олар шөгінділермен жабылған тұңғиық жазықтардан 1,5–2 км жоғары көтеріледі. Бұл деректер Р.Диц пен Г.Гесске 1962–1963 жж. Бұл гипотеза бойынша конвекция мантияда шамамен 1 см/жыл жылдамдықпен жүреді. Конвекциялық жасушалардың көтерілетін тармақтары мұхиттың орта жоталарының астына мантия материалын өткізеді, бұл жотаның осьтік бөлігіндегі мұхит түбін 300-400 жыл сайын жаңартады. Материктер мұхит қыртысында қалқпайды, бірақ литосфералық тақталарға пассивті түрде «дәнекерленген» мантия бойымен қозғалады. Жайылу концепциясы бойынша мұхит бассейндері өзгермелі және тұрақсыз құрылымға ие, ал материктер тұрақты.

1963 жылы таралатын гипотеза мұхит түбінде жолақты магниттік аномалиялардың ашылуына байланысты күшті қолдау тапты. Олар мұхит түбінің базальттарының магниттелуінде жазылған Жердің магнит өрісінің ауытқуларының жазбасы ретінде түсіндірілді. Осыдан кейін тақта тектоникасы жер туралы ғылымда өзінің салтанатты маршын бастады. Фиксизм концепциясын қорғауға уақытты босқа кетірудің орнына, планетаға жаңа теория тұрғысынан қарап, ақырында, жердегі ең күрделі процестерге нақты түсініктемелер бере бастаған дұрыс екенін көбірек ғалымдар түсінді.

Плиталардың тектоникасы енді алыстағы квазарлардан келетін сәулеленудің интерферометриясын қолдану арқылы тақта жылдамдығын тікелей өлшеу және GPS көмегімен өлшеу арқылы расталды. Көптеген жылдар бойы жүргізілген зерттеулердің нәтижелері плиталар тектоникасының теориясының негізгі қағидаларын толығымен растады.

Плиталар тектоникасының қазіргі жағдайы

Соңғы онжылдықтарда плиталар тектоникасы өзінің негізгі принциптерін айтарлықтай өзгертті. Қазіргі уақытта оларды келесідей тұжырымдауға болады:

• Қатты Жердің жоғарғы бөлігі сынғыш литосфераға және пластикалық астеносфераға бөлінеді. Астеносферадағы конвекция пластиналар қозғалысының негізгі себебі болып табылады.

• Литосфера 8 үлкен, ондаған орташа және көптеген ұсақ тақталарға бөлінеді. Кішкентай плиталар үлкен плиталар арасындағы белдіктерде орналасқан. Сейсмикалық, тектоникалық және магмалық белсенділік плиталар шекараларында шоғырланған.

• Бірінші жуықтау үшін литосфералық тақталар қатты денелер ретінде сипатталады және олардың қозғалысы Эйлердің айналу теоремасына бағынады.

• Салыстырмалы пластиналар қозғалысының үш негізгі түрі бар

1. дивергенция (дивергенция), рифтинг және таралу арқылы көрсетілген;
2. субдукция және соқтығыс арқылы өрнектелген конвергенция (конвергенция);
3. трансформациялық ақаулар бойымен сырғанау қозғалыстары.

• Мұхиттарда таралу олардың шеткері бойымен субдукция мен соқтығысу арқылы өтеледі, ал Жердің радиусы мен көлемі тұрақты (бұл мәлімдеме үнемі талқыланады, бірақ ол ешқашан жоққа шығарылмаған)

• Литосфералық плиталардың қозғалысы олардың астеносферадағы конвективтік ағындармен тартылуынан туындайды.

Жер қыртысының түбегейлі әр түрлі екі түрі бар - континенттік және мұхиттық қыртыс. Кейбір литосфералық плиталар тек мұхиттық қыртыстан тұрады (мысалы, ең үлкен Тынық мұхиты плитасы), басқалары мұхит қыртысына дәнекерленген континенттік қыртыс блогынан тұрады.

Жер бетінің 90%-дан астамын 8 ірі литосфералық плиталар алып жатыр:

Орташа өлшемді плиталарға Араб субконтиненті және Тынық мұхиты түбінің көп бөлігін құраған, бірақ қазір Американың астындағы субдукция аймағына жоғалып кеткен үлкен Фаралон тақтасының қалдықтары Кокос және Хуан де Фука плиталары жатады.

Пластиналарды қозғалтатын күш

Енді пластиналардың қозғалысы мантияның термогравитациялық ағындары - конвекция есебінен болатынына күмән жоқ. Бұл токтар үшін энергия көзі өте жоғары температураға ие (болжалды негізгі температура шамамен 5000 ° C) Жердің орталық бөліктерінен жылуды беру болып табылады. Қызған тау жыныстары кеңейеді (термиялық кеңеюді қараңыз), олардың тығыздығы азаяды және олар қалқып көтеріліп, орнына салқын жыныстарға жол береді. Бұл токтар жабылып, тұрақты конвективті жасушаларды құра алады. Бұл жағдайда жасушаның жоғарғы бөлігінде зат ағыны көлденең жазықтықта жүреді және пластиналарды тасымалдайтын оның дәл осы бөлігі.

Осылайша, плиталардың қозғалысы Жердің салқындатуының салдары болып табылады, оның барысында жылу энергиясының бір бөлігі механикалық жұмысқа айналады, ал біздің планета белгілі бір мағынада жылу қозғалтқышы болып табылады.

Жердің ішкі бөлігінің жоғары температурасының себебіне қатысты бірнеше гипотеза бар. 20 ғасырдың басында бұл энергияның радиоактивті табиғаты туралы гипотеза танымал болды. Бұл уранның, калийдің және басқа да радиоактивті элементтердің өте маңызды концентрациясын көрсететін жоғарғы жер қыртысының құрамын бағалаумен расталғандай болды, бірақ кейінірек радиоактивті элементтердің мазмұны тереңдікте күрт төмендейтіні белгілі болды. Басқа модель жылытуды Жердің химиялық дифференциациясымен түсіндіреді. Планета бастапқыда силикат пен металдық заттардың қоспасы болды. Бірақ планетаның пайда болуымен бір мезгілде оның жеке қабықшаларға дифференциациялануы басталды. Неғұрлым тығыз металл бөлігі планетаның ортасына қарай жүгірді, ал силикаттар жоғарғы қабықтарда шоғырланған. Бұл кезде жүйенің потенциалдық энергиясы азайып, жылу энергиясына айналды. Басқа зерттеушілер планетаның қызуы пайда болған аспан денесінің бетіне метеориттердің соғуы кезінде аккреция нәтижесінде пайда болды деп санайды.

Екіншілік күштер

Жылулық конвекция пластиналардың қозғалыстарында шешуші рөл атқарады, бірақ оған қосымша, плиталарға кішірек, бірақ маңызды емес күштер әсер етеді.

Мұхит қыртысы мантияға сіңген сайын оның базальттары эклогиттерге, қарапайым мантия жыныстарына қарағанда тығызырақ тау жыныстары – перидотиттерге айналады. Сондықтан мұхиттық плитаның бұл бөлігі мантияға батып, онымен бірге әлі эклогитизацияланбаған бөлігін тартады.

Дивергентті шекаралар немесе пластиналық шекаралар

Бұл қарама-қарсы бағытта қозғалатын плиталар арасындағы шекаралар. Жер бедерінде бұл шекаралар созылу деформациялары басым, жер қыртысының қалыңдығы азаяды, жылу ағыны максималды, белсенді вулканизм орын алатын рифтер түрінде көрсетіледі. Егер мұндай шекара материкте пайда болса, онда континенттік рифт пайда болады, ол кейінірек ортасында мұхиттық рифті бар мұхиттық алапқа айналуы мүмкін. Мұхиттық рифтерде таралу нәтижесінде жаңа мұхиттық қыртыс пайда болады.

Мұхиттың жарылуы

Мұхит қыртысында рифтер орта мұхит жоталарының орталық бөліктерімен шектеледі. Оларда жаңа мұхиттық қыртыс пайда болады. Олардың жалпы ұзындығы 60 мың шақырымнан асады. Олар терең жылу мен еріген элементтердің едәуір бөлігін мұхитқа тасымалдайтын көптеген адамдармен байланысты. Жоғары температура көздерін қара түтіншілер деп атайды және олармен түсті металдардың айтарлықтай қорлары байланысты.

Континенттік рифтер

Материктің бөліктерге ыдырауы рифттің пайда болуымен басталады. Жер қыртысы жұқарып, алшақтайды, магматизм басталады. Тереңдігі жүздеген метрге жуық созылған сызықты ойпаң қалыптасады, ол бірқатар бұзылулармен шектеледі. Осыдан кейін екі сценарий болуы мүмкін: не рифттің кеңеюі тоқтап, ол шөгінді тау жыныстарымен толтырылып, авакогенге айналады, немесе континенттер бір-бірінен ажырай береді және олардың арасында әдеттегі мұхиттық рифтерде мұхит қыртысы қалыптаса бастайды. .

Конвергентті шекаралар

Толығырақ Субдукция аймағы мақаласында оқыңыз

Конвергентті шекаралар - плиталар соқтығысатын шекаралар. Үш нұсқа мүмкін:

1. Мұхиттық тақтасы бар континенттік тақта. Мұхиттық жер қыртысы континенттік қыртыстан гөрі тығызырақ және континенттің астына субдукция аймағында батады.
2. Мұхиттық плитасы бар мұхиттық плита. Бұл жағдайда пластиналардың бірі екіншісінің астына жылжиды және субдукция аймағы да пайда болады, оның үстінде арал доғасы пайда болады.
3. Континенттік тақтасы бар континенттік тақта. Соқтығыс орын алып, күшті бүктелген аймақ пайда болады. Классикалық мысал - Гималай.

Сирек жағдайларда мұхиттық қыртыс континенттік жер қыртысына итеріледі - обдукция. Осы процестің арқасында Кипр, Жаңа Каледония, Оман және т.б офиолиттер пайда болды.

Субдукция аймақтарында мұхиттық қыртыс сіңеді, осылайша оның МОР-дағы көрінісін өтейді. Оларда жер қыртысы мен мантия арасындағы өте күрделі процестер мен өзара әрекеттесулер жүреді. Осылайша, мұхиттық қыртыс континенттік жер қыртысының блоктарын мантияға тарта алады, олар төмен тығыздыққа байланысты жер қыртысына қайтадан шығарылады. Қазіргі геологиялық зерттеулердің ең танымал объектілерінің бірі болып табылатын ультра жоғары қысымның метаморфтық кешендері осылай пайда болады.

Қазіргі заманғы субдукция аймақтарының көпшілігі Тынық мұхитының перифериясында орналасқан, Тынық мұхиттық от сақинасын құрайды. Пластиналық конвекция аймағында болып жатқан процестер геологиядағы ең күрделі процестердің бірі болып саналады. Ол әртүрлі шығу тегі блоктарын араластырып, жаңа континенттік жер қыртысын құрайды.

Белсенді континенттік шеттер

Толығырақ «Белсенді континенттік шет» мақаласында оқыңыз

Белсенді континенттік шет мұхиттық қыртыс континенттің астына шөгетін жерде пайда болады. Бұл геодинамикалық жағдайдың эталоны Оңтүстік Американың батыс жағалауы болып саналады, оны жиі атайды Андконтиненттік шеттің түрі. Белсенді континенттік жиегі көптеген жанартаулармен және жалпы күшті магматизммен сипатталады. Балқымалар үш құрамдас бөліктен тұрады: мұхиттық қыртыс, оның үстіндегі мантия және төменгі континенттік жер қыртысы.

Белсенді континенттік жиектің астында мұхиттық және континенттік плиталар арасында белсенді механикалық әсерлесу бар. Мұхит қыртысының жылдамдығына, жасына және қалыңдығына байланысты бірнеше тепе-теңдік сценарийлері мүмкін. Егер пластина баяу қозғалса және салыстырмалы түрде төмен қалыңдыққа ие болса, онда континент одан шөгінді жамылғысын сыпырып алады. Шөгінді жыныстар интенсивті қатпарларға ұсақталып, метаморфозға ұшырап, континенттік жер қыртысының бір бөлігіне айналады. Құрылатын құрылым деп аталады аккрециялық сына. Субдукциялық пластинаның жылдамдығы жоғары болса және шөгінді жамылғы жұқа болса, онда мұхиттық қыртыс материктің түбін өшіріп, оны мантияға тартады.

Арал доғалары

Арал доғасы

Толығырақ Arc Arc мақаласында оқыңыз

Аралдар доғалары - мұхиттық плитаның мұхиттық плитаның астына түсетін жерінде пайда болатын субдукция аймағынан жоғары вулкандық аралдар тізбегі. Қазіргі заманғы типтік аралдық доғаларға Алеут, Курил, Мариан аралдары және басқа да көптеген архипелагтар жатады. Жапон аралдары да жиі арал доғасы деп аталады, бірақ олардың іргетасы өте ежелгі және шын мәнінде олар әртүрлі уақытта бірнеше аралдық доғалық кешендерден құралған, сондықтан Жапон аралдары микроконтинент болып табылады.

Арал доғалары екі мұхиттық тақта соқтығысқанда пайда болады. Бұл жағдайда пластиналардың біреуі төменгі жағында аяқталады және мантияға сіңеді. Жоғарғы тақтада арал доғалы вулкандар пайда болады. Арал доғасының қисық жағы сіңірілген пластинкаға бағытталған. Бұл жағында терең теңіз шұңқыры мен алдыңғы шеп бар.

Арал доғасының артында артқы доғалы бассейн (типтік мысалдар: Охот теңізі, Оңтүстік Қытай теңізі және т.б.) бар, онда таралу да мүмкін.

Континенттік соқтығыс

Материктердің соқтығысуы

Толығырақ континенттік қақтығыс мақаласында оқыңыз

Материктік тақталардың соқтығысуы жер қыртысының ыдырауына және тау жоталарының пайда болуына әкеледі. Соқтығыстың мысалы ретінде Тетис мұхитының жабылуы және Үндістан мен Африканың Еуразиялық плитасымен соқтығысуы нәтижесінде пайда болған Альпі-Гималай тау белдеуі болып табылады. Нәтижесінде, Гималайдың астында жер қыртысының қалыңдығы 70 км-ге жетеді; Бұл тұрақсыз құрылым, ол жер үсті және тектоникалық эрозиямен қарқынды бұзылады. Қалыңдығы күрт ұлғайған жер қыртысында граниттер метаморфизмге ұшыраған шөгінді және магмалық жыныстардан балқытылады. Ең ірі батолиттер, мысалы, Ангара-Витимский және Зерендинский осылай қалыптасқан.

Шекараларды түрлендіру

Плиталар параллель бағытта, бірақ әртүрлі жылдамдықпен қозғалатын жерлерде трансформациялық жарықтар пайда болады - мұхиттарда кең таралған және континенттерде сирек кездесетін үлкен ығысу жарықтары.

Трансформация ақаулары

Қосымша мәліметтерді Трансформация қатесі мақаласында

Мұхиттарда трансформациялық жарықтар мұхиттың орта жоталарына (MORs) перпендикуляр өтеді және оларды орташа ені 400 км болатын сегменттерге бөледі. Жоталардың сегменттері арасында трансформациялық ақаудың белсенді бөлігі бар. Бұл аймақта үнемі жер сілкіністері мен тау құрылыстары орын алады; жарықтың айналасында көптеген қауырсындық құрылымдар пайда болады - итерулер, қатпарлар және грабендер. Осының салдарынан бұзылу аймағында мантия жыныстары жиі ұшырайды.

MOR сегменттерінің екі жағында трансформация ақауларының белсенді емес бөліктері бар. Оларда белсенді қозғалыстар жоқ, бірақ олар мұхит түбінің жер бедерінде орталық ойпаты бар сызықты көтерілулер арқылы айқын көрінеді. .

Трансформация ақаулары тұрақты желіні құрайды және, анық, кездейсоқ емес, объективті физикалық себептерге байланысты пайда болады. Сандық модельдеу деректерінің, термофизикалық тәжірибелердің және геофизикалық бақылаулардың комбинациясы мантия конвекциясының үш өлшемді құрылымы бар екенін анықтауға мүмкіндік берді. МОР-дан негізгі ағынмен қатар конвективтік ұяшықта ағынның жоғарғы бөлігінің салқындауына байланысты бойлық токтар пайда болады. Бұл салқындатылған зат мантия ағынының негізгі бағыты бойынша төмен қарай жүгіреді. Трансформация ақаулары осы екінші реттік төмендейтін ағынның аймақтарында орналасқан. Бұл модель жылу ағыны туралы деректермен жақсы сәйкес келеді: трансформация ақауларының үстінде жылу ағынының төмендеуі байқалады.

Континенттік ығысулар

Қосымша мәліметтер Shift мақаласында

Материктердегі соқпалы тақталардың шекаралары салыстырмалы түрде сирек кездеседі. Осы типтегі шекараның қазіргі кездегі жалғыз белсенді мысалы Солтүстік Америка плитасын Тынық мұхит тақтасынан бөлетін Сан-Андреас жарығы болуы мүмкін. 800 мильдік Сан-Андреас жарығы планетадағы ең сейсмикалық белсенді аймақтардың бірі болып табылады: плиталар бір-біріне қатысты жылына 0,6 см-ге жылжиды, магнитудасы 6 бірліктен асатын жер сілкінісі орта есеппен 22 жылда бір рет болады. Сан-Франциско қаласы мен Сан-Франциско шығанағы аймағының көп бөлігі осы ақауға жақын жерде салынған.

Пластина ішіндегі процестер

Плиталық тектониканың алғашқы тұжырымдары вулканизм мен сейсмикалық құбылыстардың плиталар шекараларында шоғырланғанын дәлелдеді, бірақ көп ұзамай нақты тектоникалық және магмалық процестер плиталар ішінде де жүретіні белгілі болды, олар да осы теория аясында түсіндірілді. Пластиналық процестердің ішінде ыстық нүктелер деп аталатын кейбір аймақтардағы ұзақ мерзімді базальттық магматизм құбылыстары ерекше орын алды.

Ыстық нүктелер

Мұхиттардың түбінде көптеген жанартаулық аралдар бар. Олардың кейбіреулері дәйекті түрде өзгеретін жасы бар тізбектерде орналасқан. Мұндай су асты жотасының классикалық мысалы - Гавай суасты жотасы. Ол мұхит бетінен Гавай аралдары түрінде көтеріледі, одан жасы үздіксіз өсіп келе жатқан теңіз таулары тізбегі солтүстік-батысқа қарай кетеді, олардың кейбіреулері, мысалы, Мидуэй Атоллы, бетіне шығады. Гавайиден шамамен 3000 км қашықтықта тізбек солтүстікке қарай аздап бұрылады және қазірдің өзінде Император жотасы деп аталады. Ол Алеут аралының доғасының алдындағы терең теңіз траншеясында үзілген.

Бұл таңғажайып құрылымды түсіндіру үшін Гавай аралдарының астында ыстық нүкте бар - оның үстінде қозғалатын мұхиттық қыртыстарды ерітетін ыстық мантия ағыны бетіне көтерілетін орын бар деген болжам жасалды. Қазір Жер бетінде орнатылған мұндай нүктелер көп. Оларды тудыратын мантия ағыны шлейф деп аталды. Кейбір жағдайларда шлейф материясының шығу тегі ядро ​​мен мантия шекарасына дейін өте терең деп есептеледі.

Тұзақтар мен мұхиттық үстірттер

Ұзақ мерзімді ыстық нүктелерден басқа, кейде континенттерде және мұхиттардағы мұхиттық үстірттерде тұзақтарды құрайтын плиталардың ішінде балқымалардың үлкен төгілуі орын алады. Магматизмнің бұл түрінің ерекшелігі - ол бірнеше миллион жыл көлемінде қысқа геологиялық уақыт ішінде пайда болады, бірақ ол орасан зор аумақтарды (он мыңдаған км²) қамтиды және олардың мөлшерімен салыстырылатын базальттардың үлкен көлемі төгіледі. мұхиттың орта жоталарында кристалданады.

Шығыс Сібір платформасындағы Сібір тұзақтары, Үндістан континентіндегі Декан үстірті тұзақтары және басқалары белгілі. Ыстық мантия ағындары да тұзақтардың пайда болу себебі болып саналады, бірақ ыстық нүктелерден айырмашылығы, олар қысқа уақытқа әсер етеді және олардың арасындағы айырмашылық толығымен анық емес.

Ыстық нүктелер мен тұзақтар деп аталатындардың пайда болуына себеп болды шлейф геотектоникасы, бұл геодинамикалық процестерде тұрақты конвекция ғана емес, сонымен қатар шлейфтердің де маңызды рөл атқаратынын айтады. Шлейф тектоникасы плиталар тектоникасына қайшы келмейді, бірақ оны толықтырады.

Плиталар тектоникасы ғылымдар жүйесі ретінде

Тектоникалық тақталар картасы

Енді тектоника таза геологиялық ұғым ретінде қарастырыла алмайды. Ол барлық геоғылымдарда негізгі рөл атқарады, онда әртүрлі негізгі ұғымдар мен принциптері бар бірнеше әдістемелік тәсілдер пайда болды;

тұрғысынан кинематикалық тәсіл, пластиналардың қозғалыстарын шардағы фигуралардың қозғалысының геометриялық заңдарымен сипаттауға болады. Жер бір-біріне және планетаның өзіне қатысты қозғалатын әртүрлі өлшемдегі тақталардың мозаикасы ретінде қарастырылады. Палеомагниттік деректер магниттік полюстің әр пластинаға қатысты орнын уақыттың әртүрлі нүктелерінде қайта құруға мүмкіндік береді. Әртүрлі пластиналар үшін деректерді жалпылау плиталардың салыстырмалы қозғалыстарының бүкіл тізбегін қайта құруға әкелді. Бұл деректерді бекітілген ыстық нүктелерден алынған ақпаратпен біріктіру плиталардың абсолютті қозғалыстарын және Жердің магниттік полюстерінің қозғалыс тарихын анықтауға мүмкіндік берді.

Термофизикалық тәсілЖерді жылу қозғалтқышы ретінде қарастырады, онда жылу энергиясы жартылай механикалық энергияға айналады. Бұл тәсілдің шеңберінде Жердің ішкі қабаттарындағы материяның қозғалысы Навье-Стокс теңдеулерімен сипатталған тұтқыр сұйықтықтың ағыны ретінде модельденеді. Мантия конвекциясы мантия ағындарының құрылымында шешуші рөл атқаратын фазалық ауысулармен және химиялық реакциялармен бірге жүреді. Геофизикалық зондтау деректеріне, термофизикалық тәжірибелер мен аналитикалық және сандық есептеулердің нәтижелеріне сүйене отырып, ғалымдар мантия конвекциясының құрылымын егжей-тегжейлі анықтауға, ағынның жылдамдығын және терең процестердің басқа да маңызды сипаттамаларын табуға тырысуда. Бұл деректер Жердің ең терең бөліктерінің - төменгі мантия мен ядроның құрылымын түсіну үшін өте маңызды, олар тікелей зерттеуге қол жетімсіз, бірақ планетаның бетінде болып жатқан процестерге орасан зор әсер етеді.

Геохимиялық тәсіл. Геохимия үшін плиталар тектоникасы Жердің әртүрлі қабаттары арасындағы зат пен энергияның үздіксіз алмасуының механизмі ретінде маңызды. Әрбір геодинамикалық жағдай белгілі бір тау жыныстарымен сипатталады. Өз кезегінде бұл сипаттамалық белгілер тау жынысы пайда болған геодинамикалық ортаны анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін.

Тарихи көзқарас. Жер планетасының тарихы тұрғысынан алғанда плита тектоникасы материктердің қосылуы мен бөлінуінің, жанартаулық тізбектердің тууы мен азаюының, мұхиттар мен теңіздердің пайда болуы мен жабылуының тарихы. Енді жер қыртысының үлкен блоктары үшін қозғалыстар тарихы өте егжей-тегжейлі және айтарлықтай уақыт кезеңінде белгіленді, бірақ шағын тақталар үшін әдістемелік қиындықтар әлдеқайда көп. Ең күрделі геодинамикалық процестер 1999 жылы протерозой ғарыш станциясымен жүзеге асырылған көптеген ұсақ гетерогенді блоктардан – террандардан тұратын тау жоталары түзілетін плиталар соқтығысқан аймақтарда жүреді. Бұған дейін мантияның әртүрлі масса алмасу құрылымы болуы мүмкін, онда турбулентті конвекция мен шлейфтер тұрақты конвективті ағындардан гөрі үлкен рөл атқарды.

Өткен пластинаның қозғалыстары

Толығырақ «Плита қозғалысының тарихы» мақаласында оқыңыз

Өткен тақталардың қозғалысын қалпына келтіру геологиялық зерттеулердің негізгі пәндерінің бірі болып табылады. Әртүрлі дәрежедегі егжей-тегжейлі континенттер мен олардан пайда болған блоктардың орны Архейге дейін қайта құрылды.

Ол солтүстікке қарай жылжиды және Еуразиялық тақтаны ұсақтайды, бірақ, шамасы, бұл қозғалыстың ресурсы таусылған сияқты және жақын геологиялық уақытта Үнді мұхитында Үнді мұхитының мұхиттық қыртысы болатын жаңа субдукция аймағы пайда болады. Үнді континентінің астына сіңеді.

Пластиналар қозғалысының климатқа әсері

Субполярлық аймақтарда үлкен континенттік массалардың орналасуы планетаның температурасының жалпы төмендеуіне ықпал етеді, өйткені континенттерде мұз қабаттары пайда болуы мүмкін. Мұздық неғұрлым кең таралған болса, планетаның альбедосы соғұрлым үлкен және жылдық орташа температура соғұрлым төмен болады.

Сонымен қатар, материктердің өзара орналасуы мұхиттық және атмосфералық айналымды анықтайды.

Дегенмен, қарапайым және логикалық схема: полярлық аймақтардағы континенттер - мұз басуы, экваторлық аймақтардағы материктер - температураның жоғарылауы, Жердің өткені туралы геологиялық деректермен салыстырғанда дұрыс емес болып шығады. Төрттік мұз басу іс жүзінде Антарктида Оңтүстік полюс аймағына ауысқанда, ал солтүстік жарты шарда Еуразия мен Солтүстік Америка Солтүстік полюске жақындаған кезде болды. Екінші жағынан, протерозойдың ең күшті мұздануы, оның барысында жер толығымен дерлік мұзбен жабылған, континенттік массалардың көпшілігі экваторлық аймақта болған кезде болды.

Сонымен қатар, континенттердің орнындағы елеулі өзгерістер шамамен ондаған миллион жыл аралықта жүреді, бұл ретте мұз дәуірінің жалпы ұзақтығы бірнеше миллион жыл шамасында болады, ал бір мұз дәуірінде мұз басулар мен мұзаралық кезеңдердің циклдік өзгерістері орын алады. Осы климаттық өзгерістердің барлығы континенттік қозғалыс жылдамдығымен салыстырғанда тез жүреді, сондықтан плиталардың қозғалысы себеп бола алмайды.

Жоғарыда айтылғандардан пластинаның қозғалысы климаттың өзгеруінде шешуші рөл атқармайды, бірақ оларды «итермелейтін» маңызды қосымша фактор болуы мүмкін.

Плиталар тектоникасының мәні

Плитаның тектоникасы жер туралы ғылымда астрономиядағы гелиоцентрлік тұжырымдамамен немесе генетикадағы ДНҚ ашылуымен салыстырылатын рөл атқарды. Пластиналар тектоникасының теориясы қабылданғанға дейін жер туралы ғылымдар сипаттамалық сипатта болды. Олар табиғи объектілерді сипаттауда жоғары кемелдікке қол жеткізді, бірақ процестердің себептерін сирек түсіндіре алды. Геологияның әртүрлі салаларында қарама-қарсы ұғымдар басым болуы мүмкін. Плиталық тектоника әртүрлі жер туралы ғылымдарды байланыстырды және оларға болжамдық күш берді.

В.Е.Хаин. аймақтарда және кішірек уақыт шкалаларында.

Плитаның тектоникасы (плиталардың тектоникасы) – литосфераның салыстырмалы бүтін фрагменттерінің (литосфералық тақталардың) ауқымды көлденең қозғалыстары концепциясына негізделген қазіргі заманғы геодинамикалық концепция. Осылайша, плита тектоникасы литосфералық плиталардың қозғалысы мен өзара әрекеттесуімен айналысады.

Жер қыртысы блоктарының көлденең қозғалысы туралы алғашқы ұсынысты Альфред Вегенер 1920 жылдары «континенттік дрейф» гипотезасының шеңберінде жасады, бірақ бұл гипотеза ол кезде қолдау таппады. 1960 жылдары ғана мұхит түбін зерттеу мұхит қыртысының пайда болуына (таралуына) байланысты пластинаның көлденең қозғалысы мен мұхиттың кеңею процестерінің нақты дәлелдерін берді. Көлденең қозғалыстардың басым рөлі туралы идеялардың қайта жандануы «мобильдік» тенденция аясында болды, оның дамуы плита тектоникасының қазіргі теориясының дамуына әкелді. Пластиналар тектоникасының негізгі принциптерін 1967-68 жылдары американдық геофизиктердің бір тобы – В.Дж.Морган, Ч.Ле Пичон, Дж.Оливер, Дж.Айзекс, Л.Сайкс ертерек (1961-62) идеяларды дамытуда тұжырымдаған. Мұхит түбінің кеңеюі (таралу) туралы американ ғалымдары Г.Гесс және Р.Дигца.

Плиталар тектоникасының негіздері

Плиталар тектоникасының негізгі принциптерін бірнеше іргелі түрде жинақтауға болады

1. Планетаның жоғарғы жартасты бөлігі реологиялық қасиеттері бойынша айтарлықтай ерекшеленетін екі қабықшаға бөлінген: қатты және сынғыш литосфера және оның астында жатқан пластикалық және жылжымалы астеносфера.

2. Литосфера пластмассалы астеносфераның бетімен үздіксіз қозғалатын пластинкаларға бөлінген. Литосфера 8 үлкен, ондаған орташа және көптеген ұсақ тақталарға бөлінеді. Үлкен және орташа плиталар арасында ұсақ қыртысты тақталардың мозаикасынан құралған белдіктер бар.

Плитаның шекаралары – сейсмикалық, тектоникалық және магмалық белсенділік аймақтары; плиталардың ішкі аймақтары әлсіз сейсмикалық және эндогендік процестердің әлсіз көрінісімен сипатталады.

Жер бетінің 90%-дан астамы 8 ірі литосфералық тақталарға келеді:

Австралиялық тақта,
Антарктикалық тақта,
Африка тақтасы,
Еуразиялық тақта,
Үндістан тақтасы,
Тынық мұхиты тақтасы,
Солтүстік Америка тақтасы,
Оңтүстік Америка тақтасы.

Ортаңғы тақталар: араб (субконтинент), Кариб теңізі, Филиппин, Наска және Коко және Хуан де Фука және т.б.

Кейбір литосфералық плиталар тек мұхиттық қыртыстан тұрады (мысалы, Тынық мұхиты тақтасы), басқаларына мұхиттық және континенттік қыртыстардың бөліктері кіреді.

3. Пластиналардың салыстырмалы қозғалысының үш түрі бар: дивергенция (дивергенция), конвергенция (конвергенция) және ығысу қозғалыстары.

Тиісінше, негізгі пластина шекараларының үш түрі ажыратылады.

Дивергентті шекаралар– пластиналар бір-бірінен қозғалатын шекаралар.

Литосфераның көлденең созылу процестері деп аталады рифтинг. Бұл шекаралар мұхит бассейндеріндегі континенттік рифтермен және орта мұхит жоталарымен шектеледі.

«Рифт» термині (ағылшынша rift – саңылау, жарықшақ, саңылау) жер қыртысының созылуы кезінде пайда болған тереңдіктегі ірі сызықтық құрылымдарға қолданылады. Құрылымы жағынан олар грабен тәрізді құрылымдар.

Рифттер континенттік және мұхиттық қыртыста пайда болуы мүмкін, геоид осіне қатысты бағытталған біртұтас жаһандық жүйені құрайды. Бұл жағдайда материктік рифтердің эволюциясы материктік қыртыстардың үздіксіздігінің үзілуіне және бұл рифттің мұхиттық рифтке айналуына әкелуі мүмкін (егер рифттің кеңеюі материктік қыртыстың жарылу сатысына дейін тоқтаса, ол шөгінділерге толып, аулакогенге айналады).

Мұхиттық рифттер (орта мұхит жоталары) аймақтарында плиталардың бөліну процесі астеносферадан келетін магмалық базальт балқымаларының есебінен жаңа мұхиттық қыртыстардың пайда болуымен бірге жүреді. Мантия материалының түсуіне байланысты жаңа мұхиттық қыртыстардың пайда болу процесі деп аталады таралу(ағылшын тілінен тараған – жайылған, ашылу).

Орта мұхит жотасының құрылымы

Таралу кезінде әрбір ұзарту импульсі мантия балқымаларының жаңа бөлігінің келуімен бірге жүреді, олар қатқан кезде MOR осінен алшақтайтын пластиналардың шеттерін түзеді.

Дәл осы аймақтарда жас мұхиттық қыртыс пайда болады.

Конвергентті шекаралар– пластиналар соқтығысатын шекаралар. Соқтығыс кезінде өзара әрекеттесудің үш негізгі нұсқасы болуы мүмкін: «мұхиттық - мұхиттық», «мұхиттық - континенттік» және «континенттік - континенттік» литосфера. Соқтығысатын пластиналардың сипатына байланысты бірнеше түрлі процестер болуы мүмкін.

Субдукция- мұхиттық плитаның континенттік немесе басқа мұхиттық пластинаның астына түсу процесі. Субдукция аймақтары арал доғаларымен байланысты терең теңіз траншеяларының осьтік бөліктерімен шектеледі (олар белсенді шеттердің элементтері). Субдукция шекаралары барлық конвергентті шекаралардың ұзындығының шамамен 80% құрайды.

Континенттік және мұхиттық плиталар соқтығысқан кезде табиғи құбылыс - мұхиттық (ауыр) тақтаның континенттік тақтаның шетінің астына жылжуы; Екі мұхит соқтығысқанда, олардың неғұрлым ежелгісі (яғни салқын және тығызырақ) батады.

Субдукциялық аймақтардың өзіне тән құрылымы бар: олардың типтік элементтері терең теңіз траншеясы – жанартаулық арал доғасы – артқы доғалы алабы болып табылады. Субдукциялық пластинаның иілу және тартылу аймағында терең теңіз траншеясы пайда болады. Бұл плита батып бара жатқанда, ол суды жоғалта бастайды (шөгінділер мен минералдарда көп кездеседі), соңғысы, белгілі болғандай, тау жыныстарының балқу температурасын айтарлықтай төмендетеді, бұл арал доғаларының вулкандарын қоректендіретін балқу орталықтарының пайда болуына әкеледі. Жанартау доғасының артқы жағында әдетте кейбір созылулар орын алады, бұл артқы доғалық бассейннің пайда болуын анықтайды. Артқы доғалы бассейн аймағында созылу соншалықты маңызды болуы мүмкін, бұл пластина қыртысының жарылуына және мұхиттық қыртысы бар бассейннің ашылуына әкеледі (артқы доғаның таралу процесі деп аталады).

Субдукциялық пластинаның мантияға батырылуы пластиналардың жанасуында және субдукциялық пластинаның ішінде пайда болатын жер сілкіністерінің ошақтары арқылы бақыланады (айналадағы мантия жыныстарына қарағанда суық және сондықтан нәзік). Бұл сейсмикалық ошақтық аймақ деп аталады Бениоф-Заварицкий аймағы.

Субдукция аймақтарында жаңа континенттік қыртыстардың қалыптасу процесі басталады.

Континенттік және мұхиттық плиталардың өзара әрекеттесуінің әлдеқайда сирек процесі - бұл процесс кедергі– мұхиттық литосфераның бір бөлігінің континенттік тақтаның шетіне ығысуы. Бұл процесте мұхит тақтасы бөлініп, тек оның жоғарғы бөлігі - жер қыртысы мен жоғарғы мантияның бірнеше шақырымы алға жылжитынын ерекше атап өткен жөн.

Материктік тақталар соқтығысқанда, оның қыртысы мантия материалынан жеңілірек және нәтижесінде оған батуға қабілетсіз процесс жүреді. соқтығыстар. Соқтығыс кезінде соқтығысқан континенттік тақталардың жиектері ұсақталып, ұсақталып, үлкен итеру жүйелері пайда болады, бұл күрделі қатпарлы-итергіш құрылымы бар тау құрылымдарының өсуіне әкеледі. Мұндай процестің классикалық мысалы ретінде Гималай мен Тибеттің үлкен тау жүйелерінің өсуімен бірге жүретін Үндістан тақтасының еуразиялық тақтамен соқтығысуы болып табылады.

Коллизия процесінің моделі

Соқтығыс процесі мұхит бассейнінің жабылуын аяқтай отырып, субдукция процесін ауыстырады. Оның үстіне соқтығысу процесінің басында материктердің шеттері бір-біріне жақындаған кезде соқтығыс субдукция процесімен біріктіріледі (мұхит қыртысының қалдықтары материк шетінің астына шөгуді жалғастырады).

Соқтығысу процестеріне ауқымды аймақтық метаморфизм және интрузивті гранитоидты магматизм тән. Бұл процестер жаңа континенттік жер қыртысының (оның типтік гранитті-гнейс қабаты бар) пайда болуына әкеледі.

Шекараларды түрлендіру– пластиналардың ығысуы орын алатын шекаралар.

Жердің литосфералық тақталарының шекаралары

1 – дивергентті шекаралар ( A -мұхиттың орта жоталары, б –континенттік рифттер); 2 – шекараларды түрлендіру; 3 – конвергентті шекаралар ( A -арал-доғасы, б –белсенді континенттік шеттер, V -жанжал); 4 – пластина қозғалысының бағыты мен жылдамдығы (см/жыл).

4. Субдукция аймақтарында сіңген мұхиттық қыртыс көлемі таралу аймақтарында пайда болатын жер қыртысының көлеміне тең. Бұл позиция Жердің көлемі тұрақты деген идеяға баса назар аударады. Бірақ бұл пікір жалғыз және нақты дәлелденген пікір емес. Мүмкін, ұшақтың көлемі пульсирленген түрде өзгеруі немесе салқындатуға байланысты азаюы мүмкін.

5. Пластинаның қозғалуының негізгі себебі - мантия конвекциясы , мантияның термогравитациялық токтарынан туындаған.

Бұл токтар үшін энергия көзі - Жердің орталық аймақтары мен оның жер бетіне жақын бөліктерінің температурасы арасындағы температура айырмашылығы. Бұл жағдайда эндогендік жылудың негізгі бөлігі ядро ​​мен мантия шекарасында терең дифференциация процесі кезінде бөлінеді, бұл бастапқы хондритті заттың ыдырауын анықтайды, бұл кезде металл бөлігі орталыққа, құрылысқа асығады. планетаның өзегіне дейін көтеріледі, ал силикат бөлігі мантияда шоғырланған, онда ол әрі қарай дифференциациядан өтеді.

Жердің орталық аймақтарында қыздырылған тау жыныстары кеңейіп, олардың тығыздығы азаяды және олар қалқып, жер бетіне жақын аймақтарда жылуды біраз тастап қойған суық, демек, ауыр массаларға батып кетуге жол береді. Бұл жылу беру процесі үздіксіз жүреді, нәтижесінде реттелген тұйық конвективтік жасушалар пайда болады. Бұл жағдайда жасушаның жоғарғы бөлігінде зат ағыны дерлік көлденең жазықтықта жүреді және астеносфера материясының және оның үстінде орналасқан пластиналардың көлденең қозғалысын анықтайтын ағынның дәл осы бөлігі. Жалпы алғанда конвективті жасушалардың жоғары көтерілетін тармақтары дивергентті шекаралар аймақтарының (МОР және континенттік рифттер) астында орналасса, төмендейтін тармақтары конвергентті шекаралардың аймақтарының астында орналасады.

Осылайша, литосфералық тақталардың қозғалысының негізгі себебі конвективті ағындармен «сүйрету» болып табылады.

Сонымен қатар, плиталарға бірқатар басқа факторлар әсер етеді. Атап айтқанда, астеносфера беті көтерілу тармақтары аймақтарынан біршама жоғары көтеріледі және шөгу аймақтарында көбірек депрессияға ұшырайды, бұл көлбеу пластикалық бетінде орналасқан литосфералық тақтаның гравитациялық «сырғуын» анықтайды. Сонымен қатар, субдукция аймақтарындағы ауыр салқын мұхиттық литосфераны ыстыққа, соның салдарынан тығыздығы аз астеносфераға тарту, сонымен қатар МОР аймақтарында базальттармен гидравликалық сыналу процестері бар.

Сурет - Литосфералық тақталарға әсер ететін күштер.

Плиталық тектониканың негізгі қозғаушы күштері литосфераның пластинка ішілік бөліктерінің негізіне әсер етеді - мантия мұхиттар астындағы FDO және континенттер астындағы FDC тартылыс күштері, олардың шамасы ең алдымен астеносфералық ағынның жылдамдығына және соңғысы астеносфералық қабаттың тұтқырлығы мен қалыңдығымен анықталады. Материктердің астында астеносфераның қалыңдығы әлдеқайда аз, ал тұтқырлығы мұхит астындағыдан әлдеқайда көп болғандықтан, күштің шамасы FDCшамасының реті дерлік кішірек FDO. Материктердің, әсіресе олардың ежелгі бөліктерінің (континенттік қалқандардың) астында астеносфера қысылып қала жаздады, сондықтан материктер «тұйықталған» сияқты. Қазіргі Жердің литосфералық плиталарының көпшілігі мұхиттық және континенттік бөліктерді қамтитындықтан, пластинадағы континенттің болуы тұтастай алғанда бүкіл тақтаның қозғалысын «баяулатуы» керек деп күту керек. Бұл іс жүзінде осылай болады (ең жылдам қозғалатын дерлік таза мұхиттық плиталар Тынық мұхиты, Кокос және Наска; ең баяу Еуразиялық, Солтүстік Америка, Оңтүстік Америка, Антарктика және Африка плиталары, олардың аумағының едәуір бөлігін континенттер алып жатыр) . Ақырында, литосфералық плиталардың (плиталардың) ауыр және суық шеттері мантияға батқан конвергентті пластиналар шекараларында олардың теріс жүзгіштігі күш тудырады. FNB(күшті белгілеудегі индекс - ағылшын тілінен теріс жүзу). Соңғысының әрекеті пластинаның субдукциялық бөлігі астеносфераға батып, онымен бірге бүкіл пластинаны тартады, осылайша оның қозғалыс жылдамдығын арттырады. Күш екені анық FNBэпизодтық және тек белгілі бір геодинамикалық жағдайларда әрекет етеді, мысалы, 670 км учаскесі арқылы жоғарыда сипатталған плиталардың құлауы жағдайында.

Осылайша, литосфералық тақталарды қозғалысқа келтіретін механизмдерді шартты түрде келесі екі топқа жіктеуге болады: 1) мантияның «сүйрету» күштерімен байланысты ( мантияны тарту механизмі), тақталар негізінің кез келген нүктелеріне қолданылады, сур. 2.5.5 – күштер FDOЖәне FDC; 2) пластиналардың шеттеріне түсетін күштермен байланысты ( шеткі күш механизмі), суретте – күштер FRPЖәне FNB. Бір немесе басқа қозғаушы механизмнің рөлі, сондай-ақ белгілі бір күштер әрбір литосфералық тақта үшін жеке бағаланады.

Бұл процестердің қосындысы жер бетінен тереңдік аймақтарына дейінгі аумақтарды қамтитын жалпы геодинамикалық процесті көрсетеді.

Мантия конвекциясы және геодинамикалық процестер

Қазіргі уақытта Жер мантиясында жабық жасушалары бар екі жасушалы мантия конвекциясы (мантия арқылы өту үлгісі бойынша) немесе жоғарғы және төменгі мантияда субдукция аймақтары астында плиталардың жиналуымен (екі- деңгейлі модель). Мантия материалының көтерілуінің ықтимал полюстері Африканың солтүстік-шығысында (шамамен Африка, Сомали және Араб плиталарының түйісу аймағында) және Пасха аралында (Тынық мұхитының ортаңғы жотасының астында - Шығыс Тынық мұхитының көтерілуі) орналасқан. .

Мантияның шөгу экваторы Тынық мұхитының және шығыс Үнді мұхитының шеткері бойымен конвергентті пластиналар шекараларының шамамен үздіксіз тізбегінен өтеді.

Шамамен 200 миллион жыл бұрын Пангеяның ыдырауымен басталған және қазіргі мұхиттардың пайда болуына әкелген мантия конвекциясының қазіргі режимі болашақта бір жасушалық режимге (мантия арқылы өтетін конвекция үлгісіне сәйкес) немесе ( альтернативті модельге сәйкес) конвекция 670 км бөліну арқылы плиталардың құлауына байланысты мантия арқылы өтеді. Бұл материктердің соқтығысуына және Жер тарихындағы бесінші жаңа суперконтиненттің пайда болуына әкелуі мүмкін.

6. Пластиналардың қозғалысы сфералық геометрия заңдарына бағынады және Эйлер теоремасы негізінде сипатталуы мүмкін. Эйлердің айналу теоремасы үш өлшемді кеңістіктің кез келген айналуының осі бар екенін айтады. Осылайша, айналуды үш параметр бойынша сипаттауға болады: айналу осінің координаталары (мысалы, оның ендігі мен бойлығы) және айналу бұрышы. Осы позицияға сүйене отырып, өткен геологиялық дәуірлердегі материктердің орнын қайта құруға болады. Материктердің қозғалысын талдау әрбір 400-600 миллион жыл сайын олар біртұтас суперконтинентке біріктіріліп, кейіннен ыдырауға ұшырайды деген қорытындыға келді. 200-150 миллион жыл бұрын болған осындай суперконтинент Пангеяның бөлінуінің нәтижесінде қазіргі континенттер пайда болды.

Литосфералық плиталар тектоникасының механизмінің нақтылығының кейбір дәлелдері

Таралу осьтерінен қашықтығы бар мұхиттық қыртыстардың кәрі жасы(суретті қараңыз). Сол бағытта шөгінді қабаттың қалыңдығы мен стратиграфиялық толықтығының жоғарылауы байқалады.

Сурет – Солтүстік Атлант мұхит түбінің тау жыныстарының жасының картасы (В. Питман мен М. Талвани бойынша, 1972 ж.). Мұхит түбінің әртүрлі жас аралықтарының бөліктері әртүрлі түстермен ерекшеленген; Сандар миллиондаған жылдардағы жасты көрсетеді.

Геофизикалық мәліметтер.

Сурет - Эллиндік траншея, Крит және Эгей теңізі арқылы томографиялық профиль. Сұр шеңберлер жер сілкінісінің гипоцентрлері болып табылады. Субдукциялық суық мантияның пластинасы көк түспен, ыстық мантия қызыл түспен көрсетілген (В. Спакман бойынша, 1989 ж.)

Солтүстік және Оңтүстік Американың астындағы субдукция аймағында жоғалып кеткен үлкен Фаралон тақтасының қалдықтары «суық» мантияның тақталары түрінде (Солтүстік Америкада, S-толқындар бойымен) жазылған. Грандқа сәйкес, Ван дер Хилст, Видиянторо, 1997, GSA Today, т. 7, №. 4, 1-7

​Мұхиттардағы сызықтық магниттік аномалиялар 50-жылдары Тынық мұхитының геофизикалық зерттеулері кезінде анықталған. Бұл жаңалық Гесс пен Дицке 1968 жылы мұхит түбінің таралуы теориясын тұжырымдауға мүмкіндік берді, ол тақта тектоникасының теориясына айналды. Олар теорияның дұрыстығының ең сенімді дәлелдерінің біріне айналды.

Сурет - тарату кезінде жолақ магниттік аномалиялардың пайда болуы.

Жолақты магниттік аномалиялардың пайда болу себебі мұхиттың орта жоталарының таралу аймақтарында мұхит қыртысының туу процесі болып табылады, Жердің магнит өрісіндегі Кюри нүктесінен төмен салқындаған кезде қалдық магниттеледі. Магниттелу бағыты Жердің магнит өрісінің бағытымен сәйкес келеді, дегенмен, Жердің магнит өрісінің периодты кері айналуына байланысты атқылаған базальттар магниттелудің әртүрлі бағыттары бар жолақтарды құрайды: тікелей (магниттік өрістің қазіргі бағытымен сәйкес келеді) және кері. .

Сурет - Мұхиттың магниттік белсенді қабатының жолақ құрылымының және магниттік аномалиясының қалыптасу схемасы (Vine – Matthews моделі).