EVOLUSI BUMI

BUMI DALAM SISTEM SOLAR

Bumi tergolong dalam planet terestrial, yang bermaksud, tidak seperti gergasi gas seperti Musytari, ia mempunyai permukaan pepejal. Ia adalah yang terbesar daripada empat planet terestrial dalam Sistem Suria, dari segi saiz dan jisim. Selain itu, Bumi mempunyai ketumpatan tertinggi, graviti permukaan terkuat, dan medan magnet terkuat di antara empat planet.

Bentuk Bumi

Perbandingan saiz planet terestrial (dari kiri ke kanan): Utarid, Zuhrah, Bumi, Marikh.

Pergerakan bumi

Bumi bergerak mengelilingi Matahari dalam orbit elips pada jarak kira-kira 150 juta km dengan kelajuan purata 29.765 km/s. Kelajuan orbit Bumi tidak tetap: pada bulan Julai ia mula memecut (selepas melepasi aphelion), dan pada bulan Januari ia mula perlahan semula (selepas melepasi perihelion). Matahari dan seluruh Sistem Suria beredar mengelilingi pusat galaksi Bima Sakti dalam orbit hampir bulat pada kelajuan kira-kira 220 km/s. Dibawa oleh pergerakan Matahari, Bumi menggambarkan garis heliks di angkasa.

Pada masa ini, perihelion Bumi berlaku sekitar 3 Januari dan aphelion berlaku sekitar 4 Julai.

Bagi Bumi, jejari sfera Bukit (sfera pengaruh graviti Bumi) adalah kira-kira 1.5 juta km. Ini adalah jarak maksimum di mana pengaruh graviti Bumi lebih besar daripada pengaruh graviti planet lain dan Matahari.

Struktur bumi Struktur dalaman

Struktur umum planet Bumi

Bumi, seperti planet terestrial lain, mempunyai struktur dalaman berlapis. Ia terdiri daripada cangkerang silikat keras (kerak, mantel yang sangat likat) dan teras logam. Bahagian luar teras adalah cecair (lebih kurang likat daripada mantel), dan bahagian dalam adalah pepejal.

Haba dalaman planet berkemungkinan besar disediakan oleh pereputan radioaktif isotop kalium-40, uranium-238 dan torium-232. Ketiga-tiga unsur mempunyai separuh hayat lebih daripada satu bilion tahun. Di tengah-tengah planet, suhu mungkin meningkat kepada 7,000 K, dan tekanan boleh mencapai 360 GPa (3.6 ribu atm.).

Kerak bumi adalah bahagian atas bumi pepejal.

Kerak bumi dibahagikan kepada plat litosfera dengan saiz yang berbeza, bergerak relatif antara satu sama lain.

Mantel adalah cangkang silikat Bumi, terdiri terutamanya daripada batuan yang terdiri daripada silikat magnesium, besi, kalsium, dll.

Mantel memanjang dari kedalaman 5–70 km di bawah sempadan dengan kerak bumi, ke sempadan dengan teras pada kedalaman 2900 km.

Teras terdiri daripada aloi besi-nikel bercampur dengan unsur lain.

Teori plat tektonik Platform tektonik

Menurut teori tektonik plat, bahagian luar Bumi terdiri daripada litosfera, yang merangkumi kerak bumi dan bahagian atas mantel yang telah dipadatkan. Di bawah litosfera terdapat astenosfera, yang membentuk bahagian dalam mantel. Astenosfera berkelakuan seperti cecair yang terlalu panas dan sangat likat.

Litosfera terbahagi kepada plat tektonik dan kelihatan terapung di atas astenosfera. Plat adalah segmen tegar yang bergerak relatif antara satu sama lain. Tempoh penghijrahan ini menjangkau berjuta-juta tahun. Gempa bumi, aktiviti gunung berapi, bangunan gunung, dan pembentukan lembangan lautan boleh berlaku pada sesar antara plat tektonik.

Antara plat tektonik, plat lautan bergerak paling pantas. Oleh itu, plat Pasifik bergerak pada kelajuan 52 – 69 mm setahun. Kadar terendah adalah pada plat Eurasia – 21 mm setahun.

Supercontinent

Supercontinent ialah benua dalam plat tektonik yang mengandungi hampir semua kerak benua Bumi.

Kajian tentang sejarah pergerakan benua telah menunjukkan bahawa dengan berkala kira-kira 600 juta tahun, semua blok benua berkumpul menjadi satu blok, yang kemudiannya berpecah.

Para saintis Amerika meramalkan pembentukan benua super seterusnya dalam 50 juta tahun berdasarkan pemerhatian satelit pergerakan benua. Afrika akan bergabung dengan Eropah, Australia akan terus bergerak ke utara dan bersatu dengan Asia, dan Lautan Atlantik, selepas beberapa pengembangan, akan hilang sama sekali.

Gunung berapi

Gunung berapi adalah pembentukan geologi di permukaan kerak bumi atau kerak planet lain, di mana magma datang ke permukaan, membentuk lava, gas gunung berapi, dan batu.

Perkataan "Vulcan" berasal dari nama Dewa api Rom kuno, Vulcan.

Ilmu yang mengkaji gunung berapi ialah gunung berapi.

1. Aktiviti gunung berapi

Gunung berapi dibahagikan bergantung kepada tahap aktiviti gunung berapi kepada aktif, tidak aktif dan pupus.

Tiada konsensus di kalangan ahli gunung berapi tentang cara mentakrifkan gunung berapi aktif. Tempoh aktiviti gunung berapi boleh berlangsung dari beberapa bulan hingga beberapa juta tahun. Banyak gunung berapi mempamerkan aktiviti gunung berapi berpuluh ribu tahun dahulu, tetapi tidak dianggap aktif hari ini.

Selalunya terdapat tasik lava cair di kawah gunung berapi. Jika magma likat, maka ia boleh menyumbat bolong, seperti "palam". Ini membawa kepada letusan letupan yang kuat, apabila aliran gas benar-benar mengetuk "palam" keluar dari bolong.

Teori plat tektonik ialah sains moden tentang asal usul dan perkembangan litosfera Bumi. Idea asas teori plat tektonik adalah seperti berikut. Plat litosfera terletak di atas plastik dan kulit likat, astenosfera. Astenosfera ialah lapisan kekerasan dan kelikatan rendah di bahagian atas mantel Bumi. Plat terapung dan perlahan-lahan bergerak secara mendatar melalui astenosfera.

Apabila plat bergerak berasingan, retakan muncul di bahagian bertentangan terumbu lautan di tengah-tengah lembah, yang dipenuhi dengan basalt muda yang timbul dari mantel Bumi. Plat lautan kadangkala berakhir di bawah plat benua, atau gelongsor secara relatif antara satu sama lain di sepanjang satah sesar menegak. Penyebaran dan menjalar plat diimbangi oleh kelahiran kerak lautan baru di tapak retak.

Sains moden menerangkan sebab-sebab pergerakan plat litosfera dengan fakta bahawa haba terkumpul di dalam perut Bumi, yang menyebabkan arus perolakan bahan mantel. Gumpalan mantel berlaku walaupun pada sempadan teras-mantel. Dan plat lautan yang disejukkan secara beransur-ansur tenggelam ke dalam mantel. Ini memberi dorongan kepada proses hidrodinamik. Plat yang jatuh berlarutan selama kira-kira 400 juta tahun pada sempadan 700 km, dan selepas terkumpul berat yang mencukupi "gagal"melalui sempadan, ke dalam mantel bawah, mencapai permukaan teras. Ini menyebabkan kepulan mantel naik ke permukaan. Pada sempadan 700 km, jet ini berpecah dan menembusi ke dalam mantel atas, menghasilkan aliran ke atas di dalamnya. Garis pemisahan plat terbentuk di atas arus ini. Di bawah pengaruh aliran mantel, tektonik plat berlaku.

Pada tahun 1912, ahli geofizik dan meteorologi Jerman Alfred Wegener, berdasarkan persamaan pantai Atlantik Amerika Utara dan Selatan dengan Eropah dan Afrika, serta berdasarkan data paleontologi dan geologi, membuktikan " hanyut benua" Beliau menerbitkan data ini pada tahun 1915 di Jerman.

Menurut teori ini, benua "terapung" di "tasik" basalt yang lebih rendah seperti gunung ais. Menurut hipotesis Wegener, superbenua telah wujud 250 juta tahun dahulu Pangea(gr. kuali - segala-galanya, dan gaya - Bumi, iaitu seluruh Bumi). Kira-kira 200 juta tahun dahulu, Pangea berpecah menjadi Laurasia di utara dan Gondwana di selatan. Di antara mereka adalah Laut Tethys.

Kewujudan superbenua Gondwana pada permulaan era Mesozoik disahkan oleh persamaan topografi Amerika Selatan, Afrika, Australia dan Semenanjung Hindustan. Deposit arang batu telah ditemui di Antartika, menunjukkan bahawa pada masa lalu tempat-tempat ini mempunyai iklim panas dan tumbuh-tumbuhan yang banyak.

Ahli paleontologi telah membuktikan bahawa flora dan fauna benua yang terbentuk selepas keruntuhan Gondwana adalah sama dan membentuk satu keluarga. Persamaan lapisan arang batu Eropah dan Amerika Utara dan persamaan sisa dinosaur menunjukkan bahawa benua ini terpisah selepas Tempoh trias.

Pada abad ke-20, menjadi jelas bahawa di tengah-tengah lautan terdapat gunung laut kira-kira 2 km tinggi, 200 hingga 500 km lebar dan sehingga beberapa ribu km panjang. Mereka dinamakan rabung tengah lautan (CR). Permatang ini meliputi seluruh planet dalam bentuk cincin. Telah ditetapkan bahawa tempat yang paling aktif secara seismik di permukaan bumi ialah SKh. Bahan utama pergunungan ini adalah basalt.

Para saintis telah menemui parit lautan dalam (kira-kira 10 km) di bawah lautan, yang kebanyakannya terletak di pantai benua atau pulau. Mereka ditemui di lautan Pasifik dan India. Tetapi tidak ada di Lautan Atlantik. Parit yang paling dalam ialah Palung Mariana, 11022 m dalam, terletak di Lautan Pasifik. DALAM longkang dalam Terdapat aktiviti seismik yang hebat, dan kerak bumi di tempat sedemikian jatuh ke dalam mantel.

Saintis Amerika G. Hess mencadangkan bahawa bahan mantel melalui rekahan (eng. Rift - penyingkiran, pengembangan) retak naik ke bahagian tengah SR, dan, mengisi retakan, mengkristal, berorientasikan ke arah medan magnet Bumi . Selepas beberapa lama, semasa berjauhan antara satu sama lain, retak baru muncul lagi, dan proses berulang. Para saintis, dengan mengambil kira arah medan magnet kristal asal gunung berapi dan Bumi, melalui korelasi, menubuhkan lokasi dan arah pergerakan benua dalam masa geologi yang berbeza. Ekstrapolasi dalam arah yang bertentangan pergerakan benua, mereka menerima superbenua Gondwana dan Pangea.

Tempat yang paling aktif di banjaran gunung ialah laluan yang dilalui di tengah-tengah permatang, di mana terdapat kerosakan yang mencapai mantel. Panjang sesar berkisar antara 10 km hingga 100 km. Rifts membahagikan SH kepada dua bahagian. Keretakan yang terletak di antara semenanjung Arab dan Afrika mempunyai panjang kira-kira 6500 km. Secara keseluruhan, panjang keretakan lautan adalah kira-kira 90 ribu km.

Batu sedimen telah terkumpul sejak itu Zaman Jurassic. Tiada batu sedimen berhampiran SKh, dan arah medan magnet kristal bertepatan dengan arah medan magnet Bumi. Berdasarkan data ini, pada tahun 1962, ahli geologi Amerika G. Hess dan R. Dietz menjelaskan sebab-sebab berlakunya SH oleh fakta bahawa kerak bumi di bawah lautan meluncur ke arah yang bertentangan. Dan atas sebab ini, retak retak muncul dan SH. Punca hanyut benua dikaitkan dengan kemunculan benua benua, yang, mengembang, menolak plat litosfera, dan dengan itu menggerakkannya.

Bawah air papak adalah berat, apabila mereka bertemu dengan plat benua, mereka jatuh ke dalam mantel Bumi. Berhampiran Venezuela, Plat Caribbean bergerak di bawah Plat Amerika Selatan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan bantuan kapal angkasa, telah ditetapkan bahawa kelajuan pergerakan plat adalah berbeza. Contohnya, kelajuan pergerakan semenanjung Hindustan ke utara adalah kira-kira 6 cm/tahun, Amerika Utara ke arah barat - 5 cm/tahun dan Australia ke timur laut - 14 cm/tahun.

Kadar pembentukan kerak bumi baru ialah 2.8 km 2 /tahun. Keluasan SKh ialah 310 juta km 2, oleh itu, mereka terbentuk selama 110 juta tahun. Umur batuan kerak di Lautan Pasifik barat ialah 180 juta tahun. Sepanjang 2 bilion tahun yang lalu, lautan baru telah muncul dan lautan lama telah hilang kira-kira 20 kali.

Amerika Selatan terpisah dari Afrika 135 juta tahun dahulu. Amerika Utara terpisah dari Eropah 85 juta tahun dahulu. pinggan Hindustan 40 juta tahun dahulu bertembung dengan Eurasia, akibatnya gunung muncul Tibet dan Himalaya. Sains telah menetapkan bahawa selepas pembentukan kerak bumi (4.2 bilion tahun yang lalu) akibat proses tektonik hancur empat kali dan pembentukan Pangea dengan tempoh kira-kira satu bilion tahun.

Aktiviti gunung berapi tertumpu di persimpangan plat. Di sepanjang garisan simpang plat ada rantai gunung berapi, sebagai contoh, di Kepulauan Hawaii dan Greenland. Panjang rantaian gunung berapi kini adalah kira-kira 37 ribu km. Para saintis percaya bahawa dalam beberapa ratus juta tahun, Asia akan bersatu dengan Amerika Utara dan Selatan. Lautan Pasifik akan ditutup dan Lautan Atlantik akan mengembang.

Soalan untuk mengawal diri

1. Apakah nama teori tentang asal usul dan perkembangan litosfera Bumi?

2. Apakah nama lapisan kekerasan dan kelikatan berkurangan di bahagian atas mantel Bumi?

3. Di manakah plat lautan bergerak berasingan pada bahagian yang bertentangan?

4. Bagaimanakah sains moden menerangkan sebab-sebab pergerakan plat litosfera?

5. Apakah plat yang menjunam ke dalam mantel Bumi?

6. Apakah yang menyebabkan kepulan mantel naik ke permukaan?

7. Siapa dan bila, berdasarkan persamaan pantai Atlantik di Amerika Utara dan Selatan dengan Eropah dan Afrika, membuktikan “ hanyut benua».

8. Berapa juta tahun dahulu benua besar itu wujud? Pangea?

9. Berapa juta tahun dahulu Pangea berpecah Laurasia di utara dan Gondwana di selatan?

10. Di manakah Laut Tethys?

11. Di manakah deposit arang batu ditemui, menunjukkan bahawa pada masa lalu tempat-tempat ini mempunyai iklim panas dan tumbuh-tumbuhan yang banyak?

12. Flora dan fauna benua manakah yang sama dan membentuk satu keluarga?

13. Apakah yang ditunjukkan oleh persamaan jahitan arang batu di Eropah dan Amerika Utara?

14. Apabila mereka mengetahui bahawa di tengah-tengah lautan ada permatang tengah laut?

15.Permatang tengah lautan adakah mereka menutupi seluruh planet dalam cincin atau tidak?

16. Di manakah terletaknya parit lautan?

17. Parit lautan manakah yang paling dalam dan di manakah lokasinya?

18. Berapakah bahagian yang dibahagikan dengan rekahan (retak) permatang tengah laut?

19. Berapa ribu km kesemuanya ialah panjang keretakan lautan?

20. Siapa dan bilakah dikaitkan punca-punca hanyut benua dengan kemunculan rabung tengah laut?

21. Mengapakah plat bawah air, apabila bertemu dengan plat benua, jatuh ke dalam mantel Bumi?

22. Berapa cm/tahun adalah kelajuan pergerakan? Amerika Utara ke arah barat?

23. Berapa cm/tahun adalah kelajuan pergerakan? Australia ke timur laut?

24. Berapa km 2 /tahun adalah kadar pembentukan kerak bumi baharu?

25. Berapa juta km 2 kawasan permatang tengah laut?

26. Berapa juta tahun mereka terbentuk? permatang tengah laut?

27. Atas sebab apa mereka timbul? rangkaian gunung berapi?

28. Di pulau manakah terdapat rangkaian gunung berapi?

29. Berapa ribu kilometer panjang rantai gunung berapi pada masa ini?

…******…
Topik 21. Persekitaran dan kesihatan

Struktur geologi ciri dengan nisbah plat tertentu. Dalam tetapan geodinamik yang sama, jenis proses tektonik, magmatik, seismik dan geokimia yang sama berlaku.

Sejarah teori

Asas geologi teori pada awal abad ke-20 ialah hipotesis penguncupan. Bumi menyejuk seperti epal yang dipanggang, dan kedutan muncul di atasnya dalam bentuk banjaran gunung. Idea-idea ini telah dibangunkan oleh teori geosynclines, yang dicipta berdasarkan kajian pembentukan terlipat. Teori ini telah dirumuskan oleh James Dana, yang menambah prinsip isostasy kepada hipotesis penguncupan. Mengikut konsep ini, Bumi terdiri daripada granit (benua) dan basalt (lautan). Apabila Bumi menguncup, daya tangen timbul di lembangan lautan, yang menekan benua. Yang terakhir naik ke banjaran gunung dan kemudian runtuh. Bahan yang terhasil daripada kemusnahan disimpan di dalam lekukan.

Di samping itu, Wegener mula mencari bukti geofizik dan geodetik. Walau bagaimanapun, pada masa itu tahap sains ini jelas tidak mencukupi untuk merekodkan pergerakan moden benua. Pada tahun 1930, Wegener meninggal dunia semasa ekspedisi di Greenland, tetapi sebelum kematiannya dia sudah tahu bahawa komuniti saintifik tidak menerima teorinya.

Pada mulanya teori hanyutan benua telah diterima dengan baik oleh komuniti saintifik, tetapi pada tahun 1922 ia telah menerima kritikan teruk daripada beberapa pakar terkenal. Hujah utama menentang teori itu ialah persoalan daya yang menggerakkan plat. Wegener percaya bahawa benua bergerak di sepanjang basalt dasar lautan, tetapi ini memerlukan daya yang besar, dan tiada siapa yang dapat menamakan sumber daya ini. Daya Coriolis, fenomena pasang surut dan beberapa yang lain telah dicadangkan sebagai sumber pergerakan plat, tetapi pengiraan paling mudah menunjukkan bahawa kesemuanya sama sekali tidak mencukupi untuk memindahkan blok benua yang besar.

Pengkritik teori Wegener tertumpu pada persoalan kuasa yang menggerakkan benua, dan mengabaikan semua banyak fakta yang pastinya mengesahkan teori itu. Pada asasnya, mereka menemui satu isu di mana konsep baharu itu tidak berkuasa, dan tanpa kritikan membina mereka menolak bukti utama. Selepas kematian Alfred Wegener, teori hanyutan benua telah ditolak, menjadi sains pinggiran, dan sebahagian besar penyelidikan terus dijalankan dalam kerangka teori geosinklin. Benar, dia juga perlu mencari penjelasan tentang sejarah penempatan haiwan di benua itu. Untuk tujuan ini, jambatan darat dicipta yang menghubungkan benua, tetapi terjun ke kedalaman laut. Ini adalah satu lagi kelahiran legenda Atlantis. Perlu diingat bahawa sesetengah saintis tidak mengiktiraf keputusan pihak berkuasa dunia dan terus mencari bukti pergerakan benua. Tak du Toit ( Alexander du Toit) menjelaskan pembentukan pergunungan Himalaya akibat perlanggaran Hindustan dan plat Eurasia.

Perjuangan lembap antara fixist, sebagai penyokong ketiadaan pergerakan mendatar yang ketara dipanggil, dan penggerak, yang berhujah bahawa benua bergerak, berkobar dengan semangat baru pada tahun 1960-an, apabila, sebagai hasil kajian dasar lautan , petunjuk didapati untuk memahami "mesin" yang dipanggil Bumi.

Menjelang awal 1960-an, peta pelepasan dasar lautan telah disusun, yang menunjukkan bahawa rabung tengah laut terletak di tengah-tengah lautan, yang naik 1.5-2 km di atas dataran abyssal yang ditutup dengan sedimen. Data ini membenarkan R. Dietz (Bahasa Inggeris)bahasa Rusia dan G. Hessou (Bahasa Inggeris)bahasa Rusia pada -1963 mengemukakan hipotesis penyebaran. Menurut hipotesis ini, perolakan berlaku dalam mantel pada kelajuan kira-kira 1 cm/tahun. Cawangan sel perolakan menaik membawa bahan mantel di bawah rabung tengah laut, yang memperbaharui dasar lautan di bahagian paksi rabung setiap 300-400 tahun. Benua tidak terapung di kerak lautan, tetapi bergerak di sepanjang mantel, secara pasif "dipateri" ke dalam plat litosfera. Mengikut konsep penyebaran, lembangan lautan adalah struktur yang berubah-ubah dan tidak stabil, manakala benua adalah stabil.

Umur dasar lautan (warna merah sepadan dengan kerak muda)

Daya penggerak yang sama (perbezaan ketinggian) menentukan tahap keanjalan mampatan mendatar kerak oleh daya geseran likat aliran terhadap kerak bumi. Magnitud mampatan ini adalah kecil di kawasan pendakian aliran mantel dan meningkat apabila ia menghampiri tempat penurunan aliran (disebabkan oleh pemindahan tegasan mampatan melalui kerak keras pegun ke arah dari tempat pendakian ke tempat turunnya aliran). Di atas aliran menurun, daya mampatan dalam kerak adalah sangat besar sehingga dari semasa ke semasa kekuatan kerak melebihi (di kawasan kekuatan terendah dan tegasan tertinggi), dan ubah bentuk kerak tidak anjal (plastik, rapuh) berlaku. - gempa bumi. Pada masa yang sama, seluruh banjaran gunung, contohnya, Himalaya, dihimpit keluar dari tempat kerak itu cacat (dalam beberapa peringkat).

Semasa ubah bentuk plastik (rapuh), tegasan di dalamnya—daya mampatan pada punca gempa bumi dan persekitarannya—mengurang dengan cepat (pada kadar anjakan kerak bumi semasa gempa bumi). Tetapi sejurus selepas berakhirnya ubah bentuk tidak anjal, peningkatan yang sangat perlahan dalam tegasan (ubah bentuk elastik), terganggu oleh gempa bumi, berterusan disebabkan oleh pergerakan aliran mantel likat yang sangat perlahan, memulakan kitaran persediaan untuk gempa bumi seterusnya.

Oleh itu, pergerakan plat adalah akibat daripada pemindahan haba dari zon tengah Bumi oleh magma yang sangat likat. Dalam kes ini, sebahagian daripada tenaga haba ditukar kepada kerja mekanikal untuk mengatasi daya geseran, dan sebahagian, setelah melalui kerak bumi, dipancarkan ke ruang sekeliling. Jadi planet kita, dalam erti kata lain, enjin haba.

Terdapat beberapa hipotesis mengenai punca suhu tinggi bahagian dalam bumi. Pada awal abad ke-20, hipotesis sifat radioaktif tenaga ini popular. Ia seolah-olah disahkan oleh anggaran komposisi kerak atas, yang menunjukkan kepekatan uranium, kalium dan unsur radioaktif lain yang sangat ketara, tetapi kemudian ternyata kandungan unsur radioaktif dalam batuan kerak bumi tidak mencukupi. untuk menyediakan aliran haba dalam yang diperhatikan. Dan kandungan unsur radioaktif dalam bahan subcrustal (berhampiran komposisi dengan basalt dasar lautan) boleh dikatakan boleh diabaikan. Walau bagaimanapun, ini tidak mengecualikan kandungan unsur radioaktif berat yang agak tinggi yang menjana haba di zon tengah planet ini.

Model lain menerangkan pemanasan oleh pembezaan kimia Bumi. Planet ini pada asalnya adalah campuran bahan silikat dan logam. Tetapi serentak dengan pembentukan planet, pembezaannya menjadi cangkerang berasingan bermula. Bahagian logam yang lebih padat bergegas ke pusat planet, dan silikat tertumpu di cangkerang atas. Pada masa yang sama, tenaga potensi sistem berkurangan dan ditukar kepada tenaga haba.

Penyelidik lain percaya bahawa pemanasan planet berlaku akibat pertambahan semasa kesan meteorit pada permukaan badan angkasa yang baru lahir. Penjelasan ini diragui - semasa pertambahan, haba dilepaskan hampir di permukaan, dari mana ia mudah melarikan diri ke angkasa, dan bukan ke kawasan tengah Bumi.

Kuasa sekunder

Daya geseran likat yang timbul akibat perolakan terma memainkan peranan yang menentukan dalam pergerakan plat, tetapi di samping itu, daya lain yang lebih kecil, tetapi juga penting bertindak pada plat. Ini adalah kuasa Archimedes, memastikan terapung kerak yang lebih ringan di permukaan mantel yang lebih berat. Daya pasang surut yang disebabkan oleh pengaruh graviti Bulan dan Matahari (perbezaan pengaruh graviti mereka pada titik Bumi pada jarak yang berbeza dari mereka). Sekarang "punuk" pasang surut di Bumi, disebabkan oleh tarikan Bulan, secara purata kira-kira 36 cm Sebelum ini, Bulan lebih dekat, dan ini adalah pada skala besar mantel membawa kepada pemanasannya. Sebagai contoh, gunung berapi yang diperhatikan pada Io (bulan Musytari) disebabkan oleh kuasa-kuasa ini - air pasang pada Io adalah kira-kira 120 m Dan juga daya yang timbul akibat perubahan tekanan atmosfera pada pelbagai bahagian permukaan bumi - atmosfera. daya tekanan sering berubah sebanyak 3%, yang bersamaan dengan lapisan berterusan air 0.3 m tebal (atau granit sekurang-kurangnya 10 cm tebal). Lebih-lebih lagi, perubahan ini boleh berlaku di zon selebar ratusan kilometer, manakala perubahan daya pasang surut berlaku dengan lebih lancar - dalam jarak beribu-ribu kilometer.

Sempadan mencapah atau sempadan plat

Ini adalah sempadan antara plat yang bergerak ke arah yang bertentangan. Dalam topografi Bumi, sempadan ini dinyatakan sebagai keretakan, di mana ubah bentuk tegangan mendominasi, ketebalan kerak berkurangan, aliran haba adalah maksimum, dan gunung berapi aktif berlaku. Jika sempadan sedemikian terbentuk di benua, maka keretakan benua terbentuk, yang kemudiannya boleh berubah menjadi lembangan lautan dengan keretakan lautan di tengah. Dalam keretakan lautan, kerak lautan baru terbentuk akibat penyebaran.

Keretakan lautan

Skim struktur rabung tengah laut

Pada kerak lautan, keretakan terhad di bahagian tengah rabung tengah laut. Kerak lautan baru terbentuk di dalamnya. Jumlah panjang mereka adalah lebih daripada 60 ribu kilometer. Mereka dikaitkan dengan banyak, yang membawa sebahagian besar haba dalam dan unsur terlarut ke dalam lautan. Sumber suhu tinggi dipanggil perokok hitam, dan rizab logam bukan ferus yang ketara dikaitkan dengannya.

Keretakan benua

Pecahan benua kepada beberapa bahagian bermula dengan pembentukan keretakan. Kerak menipis dan bergerak berasingan, dan magmatisme bermula. Kemurungan linear lanjutan dengan kedalaman kira-kira ratusan meter terbentuk, yang dihadkan oleh satu siri sesar. Selepas ini, dua senario mungkin: sama ada pengembangan keretakan berhenti dan ia dipenuhi dengan batuan sedimen, bertukar menjadi aulacogen, atau benua terus bergerak berasingan dan di antara mereka, sudah dalam rekahan lautan biasa, kerak lautan mula terbentuk. .

Sempadan konvergen

Sempadan konvergen ialah sempadan di mana plat berlanggar. Tiga pilihan adalah mungkin (sempadan plat konvergen):

1. Plat benua dengan plat lautan. Kerak lautan lebih tumpat daripada kerak benua dan tenggelam di bawah benua pada zon subduksi.
2. Plat lautan dengan plat lautan. Dalam kes ini, salah satu plat merayap di bawah yang lain dan zon subduksi juga terbentuk, di atasnya lengkok pulau terbentuk.
3. Plat benua dengan satu kontinental. Perlanggaran berlaku dan kawasan terlipat yang kuat muncul. Contoh klasik ialah Himalaya.

Dalam kes yang jarang berlaku, kerak lautan ditolak ke kerak benua - obduksi. Terima kasih kepada proses ini, ophiolite Cyprus, New Caledonia, Oman dan lain-lain muncul.

Zon subduksi menyerap kerak lautan, dengan itu mengimbangi penampilannya di rabung tengah laut. Proses interaksi yang sangat kompleks antara kerak dan mantel berlaku di dalamnya. Oleh itu, kerak lautan boleh menarik blok kerak benua ke dalam mantel, yang, disebabkan ketumpatan rendah, digali semula ke dalam kerak. Beginilah bagaimana kompleks metamorfik tekanan ultra tinggi timbul, salah satu objek penyelidikan geologi moden yang paling popular.

Kebanyakan zon subduksi moden terletak di sepanjang pinggir Lautan Pasifik, membentuk Lingkaran Api Pasifik. Proses yang berlaku dalam zon penumpuan plat dianggap sebagai antara yang paling kompleks dalam geologi. Ia mencampurkan bongkah-bongkah asal yang berbeza, membentuk kerak benua baru.

Margin benua aktif

Margin benua aktif

Jidar benua yang aktif berlaku apabila kerak lautan subduk di bawah benua. Piawaian keadaan geodinamik ini dianggap sebagai pantai barat Amerika Selatan, ia sering dipanggil Andes jenis margin benua. Margin benua aktif dicirikan oleh banyak gunung berapi dan umumnya magmatisme yang kuat. Leburan mempunyai tiga komponen: kerak lautan, mantel di atasnya, dan kerak benua yang lebih rendah.

Di bawah jidar benua aktif, terdapat interaksi mekanikal aktif antara plat lautan dan benua. Bergantung pada kelajuan, umur dan ketebalan kerak lautan, beberapa senario keseimbangan adalah mungkin. Jika plat bergerak perlahan dan mempunyai ketebalan yang agak rendah, maka benua mengikis penutup sedimen daripadanya. Batuan sedimen dihancurkan menjadi lipatan sengit, bermetamorfosis dan menjadi sebahagian daripada kerak benua. Struktur yang terhasil dipanggil baji tambahan. Jika kelajuan plat subduksi adalah tinggi dan penutup sedimen adalah nipis, maka kerak lautan memadamkan bahagian bawah benua dan menariknya ke dalam mantel.

Lengkok pulau

Lengkok pulau

Arka pulau ialah rantaian pulau gunung berapi di atas zon subduksi, yang berlaku di mana plat lautan subduk di bawah plat lautan yang lain. Arka pulau moden yang biasa termasuk Aleutian, Kuril, Kepulauan Mariana, dan banyak kepulauan lain. Kepulauan Jepun juga sering dipanggil busur pulau, tetapi asasnya sangat kuno dan sebenarnya ia dibentuk oleh beberapa kompleks arka pulau pada masa yang berbeza, jadi Kepulauan Jepun adalah benua mikro.

Lengkok pulau terbentuk apabila dua plat lautan berlanggar. Dalam kes ini, salah satu plat berakhir di bahagian bawah dan diserap ke dalam mantel. Gunung berapi arka pulau terbentuk pada plat atas. Bahagian melengkung arka pulau diarahkan ke arah plat yang diserap. Di sebelah ini terdapat parit laut dalam dan palung forearc.

Di belakang arka pulau terdapat lembangan arka belakang (contoh tipikal: Laut Okhotsk, Laut China Selatan, dll.), di mana penyebaran juga boleh berlaku.

Perlanggaran benua

Perlanggaran benua

Perlanggaran plat benua membawa kepada keruntuhan kerak dan pembentukan banjaran gunung. Contoh perlanggaran ialah tali pinggang gunung Alpine-Himalaya, yang terbentuk akibat penutupan Lautan Tethys dan perlanggaran dengan Plat Eurasia Hindustan dan Afrika. Akibatnya, ketebalan kerak meningkat dengan ketara di bawah Himalaya ia mencapai 70 km. Ini adalah struktur yang tidak stabil; ia dimusnahkan secara intensif oleh hakisan permukaan dan tektonik. Dalam kerak dengan ketebalan yang meningkat secara mendadak, granit dileburkan daripada batuan enapan dan igneus metamorfosis. Ini adalah bagaimana batholith terbesar terbentuk, contohnya, Angara-Vitimsky dan Zerendinsky.

Mengubah sempadan

Di mana plat bergerak dalam laluan selari, tetapi pada kelajuan yang berbeza, sesar transformasi timbul - sesar ricih yang besar, meluas di lautan dan jarang berlaku di benua.

Mengubah kesalahan

Di lautan, sesar transformasi berjalan berserenjang dengan rabung tengah laut (MOR) dan memecahkannya kepada segmen dengan lebar purata 400 km. Di antara segmen rabung terdapat bahagian aktif sesar transformasi. Gempa bumi dan bangunan gunung sentiasa berlaku di kawasan ini banyak struktur bulu terbentuk di sekeliling sesar - tujahan, lipatan dan graben. Akibatnya, batuan mantel sering terdedah di zon sesar.

Pada kedua-dua belah segmen MOR terdapat bahagian kerosakan transformasi yang tidak aktif. Tidak ada pergerakan aktif di dalamnya, tetapi ia jelas dinyatakan dalam topografi dasar lautan dengan peningkatan linear dengan lekukan pusat.

Kerosakan transformasi membentuk rangkaian biasa dan, jelas sekali, tidak timbul secara kebetulan, tetapi disebabkan oleh sebab fizikal yang objektif. Gabungan data pemodelan berangka, eksperimen termofizik dan pemerhatian geofizik memungkinkan untuk mengetahui bahawa perolakan mantel mempunyai struktur tiga dimensi. Sebagai tambahan kepada aliran utama dari MOR, arus membujur timbul dalam sel perolakan disebabkan oleh penyejukan bahagian atas aliran. Bahan yang disejukkan ini mengalir ke bawah sepanjang arah utama aliran mantel. Sesar transformasi terletak di zon aliran menurun sekunder ini. Model ini sangat bersetuju dengan data aliran haba: penurunan aliran haba diperhatikan di atas kerosakan transformasi.

Pergeseran benua

Sempadan plat mogok-slip di benua agak jarang berlaku. Mungkin satu-satunya contoh sempadan jenis ini yang aktif pada masa ini ialah Sesar San Andreas, yang memisahkan Plat Amerika Utara dari Plat Pasifik. Sesar San Andreas sepanjang 800 batu adalah salah satu kawasan yang paling aktif secara seismik di planet ini: plat bergerak relatif antara satu sama lain sebanyak 0.6 cm setahun, gempa bumi dengan magnitud lebih daripada 6 unit berlaku secara purata sekali setiap 22 tahun. Bandar San Francisco dan kebanyakan kawasan Teluk San Francisco dibina berdekatan dengan kerosakan ini.

Proses dalam plat

Formulasi pertama plat tektonik berpendapat bahawa gunung berapi dan fenomena seismik tertumpu di sepanjang sempadan plat, tetapi tidak lama kemudian menjadi jelas bahawa proses tektonik dan magmatik tertentu juga berlaku dalam plat, yang juga ditafsirkan dalam kerangka teori ini. Di antara proses intraplate, tempat istimewa telah diduduki oleh fenomena magmatisme basaltik jangka panjang di beberapa kawasan, yang dipanggil titik panas.

Tempat panas

Terdapat banyak pulau gunung berapi di dasar lautan. Sebahagian daripada mereka terletak dalam rantai dengan perubahan umur yang berturut-turut. Contoh klasik rabung bawah air sedemikian ialah Rabung Bawah Air Hawaii. Ia naik di atas permukaan lautan dalam bentuk Kepulauan Hawaii, yang daripadanya rantai gunung laut dengan umur yang semakin meningkat menjangkau ke barat laut, beberapa daripadanya, sebagai contoh, Midway Atoll, muncul ke permukaan. Pada jarak kira-kira 3000 km dari Hawaii, rantai itu membelok sedikit ke utara dan dipanggil Imperial Ridge. Ia terputus dalam parit laut dalam di hadapan arka pulau Aleutian.

Untuk menerangkan struktur yang menakjubkan ini, dicadangkan bahawa di bawah Kepulauan Hawaii terdapat titik panas - tempat aliran mantel panas naik ke permukaan, yang mencairkan kerak lautan yang bergerak di atasnya. Terdapat banyak titik sedemikian kini dipasang di Bumi. Aliran mantel yang menyebabkannya telah dipanggil plume. Dalam sesetengah kes, asal bahan bulu yang sangat dalam diandaikan, sehingga ke sempadan mantel teras.

Hipotesis titik panas juga menimbulkan bantahan. Oleh itu, dalam monograf mereka, Sorokhtin dan Ushakov menganggapnya tidak serasi dengan model perolakan umum dalam mantel, dan juga menunjukkan bahawa magma yang dikeluarkan di gunung berapi Hawaii agak sejuk, dan tidak menunjukkan peningkatan suhu dalam astenosfera di bawah sesar. “Dalam hal ini, hipotesis D. Tarcott dan E. Oxburgh (1978) membuahkan hasil, mengikut mana plat litosfera, yang bergerak di sepanjang permukaan mantel panas, terpaksa menyesuaikan diri dengan kelengkungan berubah-ubah ellipsoid putaran Bumi. . Dan walaupun jejari kelengkungan plat litosfera berubah secara tidak ketara (hanya sebahagian kecil daripada peratus), ubah bentuknya menyebabkan kemunculan tegasan tegangan atau ricih berlebihan mengikut susunan ratusan bar dalam badan plat besar.

Perangkap dan dataran lautan

Selain bintik panas jangka panjang, curahan cair yang besar kadangkala berlaku di dalam plat, yang membentuk perangkap di benua dan dataran tinggi lautan di lautan. Keanehan jenis magmatisme ini ialah ia berlaku dalam masa geologi yang singkat - dalam urutan beberapa juta tahun, tetapi meliputi kawasan yang besar (berpuluh ribu km²); pada masa yang sama, jumlah basalt yang sangat besar dicurahkan, setanding dengan jumlahnya yang mengkristal di rabung tengah lautan.

Perangkap Siberia di Platform Siberia Timur, Perangkap Dataran Tinggi Deccan di benua Hindustan dan banyak lagi diketahui. Aliran mantel panas juga dianggap sebagai punca pembentukan perangkap, tetapi, tidak seperti bintik panas, ia bertindak untuk masa yang singkat, dan perbezaan di antara mereka tidak sepenuhnya jelas.

Titik panas dan perangkap menimbulkan penciptaan apa yang dipanggil geotektonik bulu, yang menyatakan bahawa bukan sahaja perolakan biasa, tetapi juga bulu memainkan peranan penting dalam proses geodinamik. Tektonik Plume tidak bercanggah dengan tektonik plat, tetapi melengkapinya.

Plat tektonik sebagai sistem sains

Kini tektonik tidak lagi boleh dianggap sebagai konsep geologi semata-mata. Ia memainkan peranan penting dalam semua geosains beberapa pendekatan metodologi dengan konsep dan prinsip asas yang berbeza telah muncul.

Dari sudut pandangan pendekatan kinematik, pergerakan plat boleh digambarkan oleh undang-undang geometri pergerakan rajah pada sfera. Bumi dilihat sebagai mozek plat dengan saiz yang berbeza bergerak relatif antara satu sama lain dan planet itu sendiri. Data paleomagnetik membolehkan kita membina semula kedudukan kutub magnet berbanding setiap plat pada titik masa yang berbeza. Generalisasi data untuk plat yang berbeza membawa kepada pembinaan semula keseluruhan urutan pergerakan relatif plat. Menggabungkan data ini dengan maklumat yang diperoleh daripada titik panas tetap memungkinkan untuk menentukan pergerakan mutlak plat dan sejarah pergerakan kutub magnet Bumi.

Pendekatan termofizik menganggap Bumi sebagai enjin haba, di mana tenaga haba sebahagiannya ditukar kepada tenaga mekanikal. Dalam pendekatan ini, pergerakan jirim dalam lapisan dalam Bumi dimodelkan sebagai aliran cecair likat, yang diterangkan oleh persamaan Navier-Stokes. Perolakan mantel disertai dengan peralihan fasa dan tindak balas kimia, yang memainkan peranan penting dalam struktur aliran mantel. Berdasarkan data bunyi geofizik, hasil eksperimen termofizik dan pengiraan analitikal dan berangka, saintis cuba memperincikan struktur perolakan mantel, mencari halaju aliran dan ciri penting lain proses dalam. Data ini amat penting untuk memahami struktur bahagian paling dalam Bumi - mantel dan teras bawah, yang tidak boleh diakses untuk kajian langsung, tetapi sudah pasti mempunyai kesan yang besar terhadap proses yang berlaku di permukaan planet.

Pendekatan geokimia. Untuk geokimia, tektonik plat adalah penting sebagai mekanisme untuk pertukaran berterusan jirim dan tenaga antara pelbagai lapisan Bumi. Setiap tetapan geodinamik dicirikan oleh persatuan batuan tertentu. Seterusnya, ciri ciri ini boleh digunakan untuk menentukan persekitaran geodinamik di mana batu itu terbentuk.

Pendekatan sejarah. Dari segi sejarah planet Bumi, plat tektonik ialah sejarah benua yang bergabung dan pecah, kelahiran dan kemerosotan rantai gunung berapi, dan penampilan dan penutupan lautan dan lautan. Sekarang untuk blok besar kerak, sejarah pergerakan telah ditetapkan dengan terperinci dan dalam tempoh masa yang ketara, tetapi untuk plat kecil kesukaran metodologi adalah lebih besar. Proses geodinamik yang paling kompleks berlaku di zon perlanggaran plat, di mana banjaran gunung terbentuk, terdiri daripada banyak blok heterogen kecil - terran. Apabila mengkaji Pergunungan Rocky, arah khas penyelidikan geologi timbul - analisis terrane, yang menggabungkan satu set kaedah untuk mengenal pasti terrane dan membina semula sejarah mereka.

Plat tektonik

Definisi 1

Plat tektonik ialah bahagian litosfera yang bergerak yang bergerak di atas astenosfera sebagai bongkah yang agak tegar.

Nota 1

Tektonik plat ialah sains yang mengkaji struktur dan dinamik permukaan bumi. Telah ditetapkan bahawa zon dinamik atas Bumi dipecah menjadi plat yang bergerak di sepanjang astenosfera. Tektonik plat menerangkan arah pergerakan plat litosfera dan cara ia berinteraksi.

Seluruh litosfera dibahagikan kepada plat yang lebih besar dan lebih kecil. Aktiviti tektonik, gunung berapi dan seismik berlaku di pinggir plat, yang membawa kepada pembentukan lembangan gunung yang besar. Pergerakan tektonik boleh mengubah bentuk muka bumi planet ini. Pada titik sambungan mereka, gunung dan bukit terbentuk, pada titik perbezaan, lekukan dan retakan di dalam tanah terbentuk.

Pada masa ini, pergerakan plat tektonik berterusan.

Pergerakan plat tektonik

Plat litosfera bergerak secara relatif antara satu sama lain pada kelajuan purata 2.5 cm setahun. Apabila plat bergerak, mereka berinteraksi antara satu sama lain, terutamanya di sepanjang sempadan mereka, menyebabkan ubah bentuk yang ketara dalam kerak bumi.

Hasil daripada interaksi plat tektonik antara satu sama lain, banjaran gunung besar dan sistem sesar yang berkaitan telah terbentuk (contohnya, Himalaya, Pyrenees, Alps, Ural, Atlas, Appalachians, Apennines, Andes, sistem sesar San Andreas, dll. ).

Geseran antara plat menyebabkan kebanyakan gempa bumi, aktiviti gunung berapi dan pembentukan lubang lautan.

Plat tektonik mengandungi dua jenis litosfera: kerak benua dan kerak lautan.

Plat tektonik boleh terdiri daripada tiga jenis:

• plat benua,
• plat lautan,
• papak bercampur.

Teori pergerakan plat tektonik

Dalam kajian pergerakan plat tektonik, merit istimewa dimiliki oleh A. Wegener, yang mencadangkan bahawa Afrika dan bahagian timur Amerika Selatan sebelum ini adalah satu benua. Walau bagaimanapun, selepas kesalahan yang berlaku berjuta-juta tahun yang lalu, bahagian kerak bumi mula beralih.

Menurut hipotesis Wegener, platform tektonik dengan jisim yang berbeza dan struktur tegar terletak pada astenosfera plastik. Mereka berada dalam keadaan yang tidak stabil dan bergerak sepanjang masa, akibatnya mereka berlanggar, bertindih antara satu sama lain, dan zon yang bergerak berasingan plat dan sendi terbentuk. Di tempat perlanggaran, kawasan dengan peningkatan aktiviti tektonik terbentuk, gunung terbentuk, gunung berapi meletus dan gempa bumi berlaku. Anjakan berlaku pada kadar sehingga 18 cm setahun. Magma menembusi ke dalam sesar dari lapisan dalam litosfera.

Sesetengah penyelidik percaya bahawa magma yang datang ke permukaan secara beransur-ansur menyejuk dan membentuk struktur bawah yang baru. Kerak bumi yang tidak digunakan, di bawah pengaruh hanyutan plat, tenggelam ke dalam dan sekali lagi bertukar menjadi magma.

Penyelidikan Wegener mempengaruhi proses gunung berapi, kajian regangan permukaan dasar lautan, serta struktur dalaman likat-cecair bumi. Karya A. Wegener menjadi asas kepada perkembangan teori tektonik plat litosfera.

Penyelidikan Schmelling membuktikan kewujudan pergerakan perolakan dalam mantel yang membawa kepada pergerakan plat litosfera. Para saintis percaya bahawa sebab utama pergerakan plat tektonik adalah perolakan terma dalam mantel planet, di mana lapisan bawah kerak bumi panas dan naik, dan lapisan atas sejuk dan beransur-ansur tenggelam.

Kedudukan utama dalam teori plat tektonik diduduki oleh konsep penetapan geodinamik, struktur ciri dengan hubungan tertentu plat tektonik. Dalam tetapan geodinamik yang sama, jenis proses magmatik, tektonik, geokimia dan seismik yang sama diperhatikan.

Teori tektonik plat tidak menjelaskan sepenuhnya hubungan antara pergerakan plat dan proses yang berlaku jauh di dalam planet ini. Satu teori diperlukan yang boleh menerangkan struktur dalaman bumi itu sendiri, proses yang berlaku di kedalamannya.

Kedudukan plat tektonik moden:

• bahagian atas kerak bumi termasuk litosfera, yang mempunyai struktur yang rapuh, dan astenosfera, yang mempunyai struktur plastik;
• sebab utama pergerakan plat adalah perolakan dalam astenosfera;
• litosfera moden terdiri daripada lapan plat tektonik besar, kira-kira sepuluh plat sederhana dan banyak plat kecil;
• plat tektonik kecil terletak di antara yang besar;
• aktiviti igneus, tektonik dan seismik tertumpu pada sempadan plat;
• Pergerakan plat tektonik mematuhi teorem putaran Euler.

Jenis pergerakan plat tektonik

Terdapat pelbagai jenis pergerakan plat tektonik:

• pergerakan mencapah - dua plat menyimpang, dan banjaran gunung bawah air atau jurang di dalam tanah terbentuk di antara mereka;
• pergerakan menumpu - dua plat bertumpu dan plat nipis bergerak di bawah plat yang lebih besar, mengakibatkan pembentukan banjaran gunung;
• pergerakan gelongsor - plat bergerak ke arah yang bertentangan.

Bergantung kepada jenis pergerakan, plat tektonik mencapah, menumpu dan gelongsor dibezakan.

Penumpuan membawa kepada subduksi (satu plat duduk di atas yang lain) atau perlanggaran (dua plat hancur untuk membentuk banjaran gunung).

Perbezaan membawa kepada penyebaran (pemisahan plat dan pembentukan rabung lautan) dan rifting (pembentukan pecah di kerak benua).

Jenis perubahan pergerakan plat tektonik melibatkan pergerakannya di sepanjang sesar.

Rajah 1. Jenis pergerakan plat tektonik. Pengarang24 - pertukaran hasil kerja pelajar dalam talian

Plat tektonik (tektonik plat) ialah konsep geodinamik moden berdasarkan konsep pergerakan mendatar berskala besar bagi serpihan yang agak kamiran litosfera (plat litosfera). Oleh itu, tektonik plat berkaitan dengan pergerakan dan interaksi plat litosfera.

Cadangan pertama tentang pergerakan mendatar blok kerak bumi telah dibuat oleh Alfred Wegener pada tahun 1920-an dalam rangka hipotesis "hanyut benua", tetapi hipotesis ini tidak mendapat sokongan pada masa itu. Hanya pada tahun 1960-an kajian dasar lautan memberikan bukti muktamad pergerakan plat mendatar dan proses pengembangan lautan akibat pembentukan (penyebaran) kerak lautan. Kebangkitan idea tentang peranan utama pergerakan mendatar berlaku dalam rangka trend "mobilistik", perkembangannya membawa kepada perkembangan teori moden plat tektonik. Prinsip utama tektonik plat telah dirumuskan pada tahun 1967-68 oleh sekumpulan ahli geofizik Amerika - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes dalam pembangunan idea-idea terdahulu (1961-62). Para saintis Amerika G. Hess dan R. Digtsa mengenai pengembangan (penyebaran) dasar lautan

Asas Tektonik Plat

Prinsip asas tektonik plat boleh diringkaskan dalam beberapa asas

1. Bahagian atas berbatu planet ini terbahagi kepada dua cangkerang, berbeza dengan ketara dalam sifat reologi: litosfera yang tegar dan rapuh serta plastik dan astenosfera mudah alih di bawahnya.

2. Litosfera dibahagikan kepada plat, sentiasa bergerak di sepanjang permukaan astenosfera plastik. Litosfera dibahagikan kepada 8 plat besar, berpuluh-puluh plat sederhana dan banyak plat kecil. Di antara papak besar dan sederhana terdapat tali pinggang yang terdiri daripada mozek papak kerak kecil.

Sempadan plat ialah kawasan aktiviti seismik, tektonik dan magmatik; kawasan dalaman plat adalah seismik lemah dan dicirikan oleh manifestasi lemah proses endogen.

Lebih daripada 90% permukaan bumi jatuh pada 8 plat litosfera besar:

pinggan Australia,
Plat Antartika,
plat Afrika,
Plat Eurasia,
pinggan Hindustan,
Plat Pasifik,
Plat Amerika Utara,
Plat Amerika Selatan.

Plat tengah: Arab (benua kecil), Caribbean, Filipina, Nazca dan Coco dan Juan de Fuca, dsb.

Sesetengah plat litosfera terdiri secara eksklusif daripada kerak lautan (contohnya, Plat Pasifik), yang lain termasuk serpihan kedua-dua kerak lautan dan benua.

3. Terdapat tiga jenis pergerakan relatif plat: perbezaan (divergence), penumpuan (convergence) dan pergerakan ricih.

Sehubungan itu, tiga jenis sempadan plat utama dibezakan.

Sempadan yang berbeza– sempadan sepanjang plat bergerak berasingan.

Proses regangan mendatar litosfera dipanggil keretakan. Sempadan ini terhad kepada keretakan benua dan rabung tengah laut di lembangan lautan.

Istilah "rift" (dari bahasa Inggeris rift - gap, crack, gap) digunakan untuk struktur linear besar yang berasal dari dalam, yang terbentuk semasa peregangan kerak bumi. Dari segi struktur, ia adalah struktur seperti graben.

Keretakan boleh terbentuk pada kedua-dua kerak benua dan lautan, membentuk satu sistem global yang berorientasikan relatif kepada paksi geoid. Dalam kes ini, evolusi keretakan benua boleh membawa kepada pemecahan kesinambungan kerak benua dan transformasi keretakan ini menjadi keretakan lautan (jika pengembangan keretakan berhenti sebelum peringkat pecah kerak benua, ia dipenuhi dengan sedimen, bertukar menjadi aulacogen).

Proses pemisahan plat di zon perpecahan lautan (permatang tengah laut) disertai dengan pembentukan kerak lautan baru akibat leburan basaltik magmatik yang datang dari astenosfera. Proses pembentukan kerak lautan baru ini disebabkan oleh kemasukan bahan mantel dipanggil merebak(dari penyebaran bahasa Inggeris - tersebar, terungkap).

Struktur rabung tengah lautan

Semasa penyebaran, setiap nadi lanjutan disertai dengan ketibaan bahagian baru cair mantel, yang, apabila dipadatkan, membina tepi plat yang menyimpang dari paksi MOR.

Di zon inilah pembentukan kerak lautan muda berlaku.

Sempadan konvergen– sempadan di mana perlanggaran plat berlaku. Terdapat tiga pilihan utama untuk interaksi semasa perlanggaran: "lautan - lautan", "lautan - benua" dan "benua - benua" litosfera. Bergantung pada sifat plat berlanggar, beberapa proses berbeza boleh berlaku.

Subduksi- proses subduksi plat lautan di bawah benua atau lautan lain. Zon subduksi terhad kepada bahagian paksi parit laut dalam yang dikaitkan dengan arka pulau (yang merupakan unsur margin aktif). Sempadan subduksi menyumbang kira-kira 80% daripada panjang semua sempadan konvergen.

Apabila plat benua dan lautan bertembung, fenomena semula jadi ialah anjakan plat lautan (lebih berat) di bawah pinggir benua; Apabila dua lautan bertembung, yang lebih purba (iaitu, lebih sejuk dan lebih tumpat) tenggelam.

Zon subduksi mempunyai struktur ciri: unsur tipikalnya ialah parit laut dalam - arka pulau gunung berapi - lembangan arka belakang. Parit laut dalam terbentuk di zon lenturan dan tujahan bawah plat subduksi. Apabila plat ini tenggelam, ia mula kehilangan air (terdapat banyak dalam sedimen dan mineral), yang terakhir, seperti yang diketahui, mengurangkan suhu lebur batu dengan ketara, yang membawa kepada pembentukan pusat lebur yang memberi makan gunung berapi arka pulau. Di bahagian belakang arka gunung berapi, beberapa regangan biasanya berlaku, yang menentukan pembentukan lembangan arka belakang. Dalam zon lembangan arka belakang, regangan boleh menjadi sangat ketara sehingga menyebabkan pecahnya kerak plat dan pembukaan lembangan dengan kerak lautan (yang dipanggil proses penyebaran arka belakang).

Perendaman plat subduksi ke dalam mantel dikesan oleh fokus gempa bumi yang berlaku pada sentuhan plat dan di dalam plat subduksi (lebih sejuk dan, oleh itu, lebih rapuh daripada batuan mantel sekeliling). Zon fokus seismik ini dipanggil Zon Benioff-Zavaritsky.

Di zon subduksi, proses pembentukan kerak benua baru bermula.

Proses interaksi yang lebih jarang antara plat benua dan lautan ialah prosesnya obduksi– menujahkan sebahagian daripada litosfera lautan ke pinggir plat benua. Perlu ditekankan bahawa semasa proses ini, plat lautan dipisahkan, dan hanya bahagian atasnya-kerak bumi dan beberapa kilometer dari mantel atas-yang maju.

Apabila plat benua berlanggar, yang keraknya lebih ringan daripada bahan mantel, dan akibatnya tidak mampu menjunam ke dalamnya, proses berlaku. perlanggaran. Semasa perlanggaran, tepi plat benua yang berlanggar dihancurkan, dihancurkan, dan sistem tujahan besar terbentuk, yang membawa kepada pertumbuhan struktur gunung dengan struktur tujahan lipatan yang kompleks. Contoh klasik proses sedemikian ialah perlanggaran plat Hindustan dengan plat Eurasia, disertai dengan pertumbuhan sistem gunung megah Himalaya dan Tibet.

Model Proses Perlanggaran

Proses perlanggaran menggantikan proses subduksi, melengkapkan penutupan lembangan lautan. Lebih-lebih lagi, pada permulaan proses perlanggaran, apabila pinggir benua sudah bergerak lebih rapat, perlanggaran digabungkan dengan proses subduksi (sisa kerak lautan terus tenggelam di bawah pinggir benua).

Metamorfisme serantau berskala besar dan magmatisme granitoid mengganggu adalah tipikal untuk proses perlanggaran. Proses ini membawa kepada penciptaan kerak benua baru (dengan lapisan granit-gneiss yang tipikal).

Mengubah sempadan– sempadan di mana anjakan ricih plat berlaku.

Sempadan plat litosfera Bumi

1 – sempadan yang berbeza ( A - permatang tengah lautan, b – keretakan benua); 2 – mengubah sempadan; 3 – sempadan konvergen ( A - busur pulau, b – margin benua aktif, V - konflik); 4 – arah dan kelajuan (cm/tahun) pergerakan plat.

4. Isipadu kerak lautan yang diserap dalam zon subduksi adalah sama dengan isipadu kerak yang muncul di zon penyebaran. Kedudukan ini menekankan idea bahawa isipadu Bumi adalah malar. Tetapi pendapat ini bukan satu-satunya dan terbukti secara muktamad. Ada kemungkinan bahawa isipadu pesawat berubah secara berdenyut, atau ia berkurangan kerana penyejukan.

5. Sebab utama pergerakan plat ialah perolakan mantel , disebabkan oleh arus termogravitasi mantel.

Sumber tenaga untuk arus ini ialah perbezaan suhu antara kawasan tengah Bumi dan suhu bahagian berhampiran permukaannya. Dalam kes ini, bahagian utama haba endogen dilepaskan pada sempadan teras dan mantel semasa proses pembezaan mendalam, yang menentukan perpecahan bahan kondritik utama, di mana bahagian logam bergegas ke pusat, membina. ke atas teras planet, dan bahagian silikat tertumpu di dalam mantel, di mana ia terus mengalami pembezaan.

Batuan yang dipanaskan di zon tengah Bumi mengembang, ketumpatannya berkurangan, dan ia terapung ke atas, memberi laluan kepada tenggelam lebih sejuk dan oleh itu jisim lebih berat yang telah melepaskan sebahagian daripada haba di zon berhampiran permukaan. Proses pemindahan haba ini berlaku secara berterusan, mengakibatkan pembentukan sel perolakan tertutup yang teratur. Dalam kes ini, di bahagian atas sel, aliran jirim berlaku hampir dalam satah mendatar, dan bahagian aliran inilah yang menentukan pergerakan mendatar jirim astenosfera dan plat yang terletak di atasnya. Secara amnya, cawangan menaik sel perolakan terletak di bawah zon sempadan mencapah (MOR dan keretakan benua), manakala cawangan menurun terletak di bawah zon sempadan menumpu.

Oleh itu, sebab utama pergerakan plat litosfera adalah "menyeret" oleh arus perolakan.

Di samping itu, beberapa faktor lain bertindak pada papak. Khususnya, permukaan astenosfera ternyata agak dinaikkan di atas zon cawangan menaik dan lebih tertekan di zon penurunan, yang menentukan "gelongsor" graviti plat litosfera yang terletak pada permukaan plastik condong. Selain itu, terdapat proses menarik litosfera lautan sejuk yang berat dalam zon subduksi ke dalam kawasan panas, dan sebagai akibatnya kurang tumpat, astenosfera, serta pengikatan hidraulik oleh basalt di zon MOR.

Rajah - Daya yang bertindak pada plat litosfera.

Daya penggerak utama tektonik plat digunakan pada dasar bahagian intraplate litosfera - seretan mantel memaksa FDO di bawah lautan dan FDC di bawah benua, yang magnitudnya bergantung terutamanya pada kelajuan aliran astenosfera, dan yang terakhir ditentukan oleh kelikatan dan ketebalan lapisan astenosfera. Oleh kerana di bawah benua ketebalan astenosfera adalah lebih sedikit, dan kelikatannya lebih besar daripada di bawah lautan, magnitud daya FDC hampir tertib magnitud lebih kecil daripada FDO. Di bawah benua, terutamanya bahagian purbanya (perisai benua), astenosfera hampir terjepit, jadi benua kelihatan "terkandas". Memandangkan kebanyakan plat litosfera Bumi moden merangkumi kedua-dua bahagian lautan dan benua, ia harus dijangka bahawa kehadiran benua dalam plat seharusnya, secara amnya, "memperlahankan" pergerakan keseluruhan plat. Beginilah ia sebenarnya berlaku (plat paling pantas bergerak hampir semata-mata lautan ialah Pasifik, Cocos dan Nazca; yang paling perlahan ialah plat Eurasia, Amerika Utara, Amerika Selatan, Antartika dan Afrika, sebahagian besar kawasannya diduduki oleh benua) . Akhirnya, pada sempadan plat konvergen, di mana tepi berat dan sejuk plat litosfera (papak) tenggelam ke dalam mantel, daya apungan negatifnya mewujudkan daya FNB(indeks dalam penetapan kekuatan - dari bahasa Inggeris daya apungan negatif). Tindakan yang terakhir membawa kepada fakta bahawa bahagian subduksi plat tenggelam dalam astenosfera dan menarik seluruh plat bersamanya, dengan itu meningkatkan kelajuan pergerakannya. Jelas sekali kekuatan FNB bertindak secara episod dan hanya dalam situasi geodinamik tertentu, contohnya dalam kes keruntuhan papak yang diterangkan di atas melalui bahagian 670 km.

Oleh itu, mekanisme yang menggerakkan plat litosfera boleh dikelaskan secara bersyarat kepada dua kumpulan berikut: 1) dikaitkan dengan daya "seretan" mantel ( mekanisme seret mantel), digunakan pada mana-mana titik asas papak, dalam Rajah. 2.5.5 – daya FDO Dan FDC; 2) dikaitkan dengan daya yang dikenakan pada tepi plat ( mekanisme kuasa tepi), dalam rajah - daya FRP Dan FNB. Peranan satu atau mekanisme pemanduan yang lain, serta daya tertentu, dinilai secara individu untuk setiap plat litosfera.

Gabungan proses ini mencerminkan proses geodinamik umum, meliputi kawasan dari permukaan ke zon dalam Bumi.

Perolakan mantel dan proses geodinamik

Pada masa ini, perolakan mantel dua sel dengan sel tertutup sedang berkembang dalam mantel Bumi (mengikut model perolakan melalui mantel) atau perolakan berasingan di mantel atas dan bawah dengan pengumpulan papak di bawah zon subduksi (mengikut dua- model peringkat). Kemungkinan kutub kebangkitan bahan mantel terletak di timur laut Afrika (kira-kira di bawah zon persimpangan plat Afrika, Somalia dan Arab) dan di wilayah Pulau Easter (di bawah rabung tengah Lautan Pasifik - Kebangkitan Pasifik Timur) .

Khatulistiwa penenggelaman mantel mengikuti rantaian sempadan plat konvergen yang kira-kira berterusan di sepanjang pinggir Pasifik dan Lautan Hindi timur.

Rejim perolakan mantel moden, yang bermula kira-kira 200 juta tahun dahulu dengan keruntuhan Pangea dan menimbulkan lautan moden, pada masa hadapan akan berubah kepada rejim sel tunggal (mengikut model perolakan melalui mantel) atau ( mengikut model alternatif) perolakan akan menjadi mantel telus disebabkan oleh keruntuhan papak merentasi jurang 670 km. Ini mungkin membawa kepada perlanggaran benua dan pembentukan superbenua baharu, benua kelima dalam sejarah Bumi.

6. Pergerakan plat mematuhi undang-undang geometri sfera dan boleh dihuraikan berdasarkan teorem Euler. Teorem putaran Euler menyatakan bahawa sebarang putaran ruang tiga dimensi mempunyai paksi. Oleh itu, putaran boleh diterangkan oleh tiga parameter: koordinat paksi putaran (contohnya, latitud dan longitudnya) dan sudut putaran. Berdasarkan kedudukan ini, kedudukan benua pada era geologi yang lalu boleh dibina semula. Analisis pergerakan benua membawa kepada kesimpulan bahawa setiap 400-600 juta tahun mereka bersatu menjadi satu benua besar, yang kemudiannya mengalami perpecahan. Hasil daripada perpecahan superbenua Pangea, yang berlaku 200-150 juta tahun yang lalu, benua moden telah terbentuk.

Beberapa bukti realiti mekanisme tektonik plat litosfera

Umur kerak lautan yang lebih tua dengan jarak dari paksi yang merebak(lihat gambar). Dalam arah yang sama, peningkatan dalam ketebalan dan kesempurnaan stratigrafi lapisan sedimen dicatatkan.

Rajah - Peta zaman batuan dasar lautan Atlantik Utara (menurut W. Pitman dan M. Talvani, 1972). Bahagian dasar lautan dengan selang umur yang berbeza diserlahkan dalam warna yang berbeza; Angka-angka menunjukkan umur dalam berjuta-juta tahun.

Data geofizik.

Rajah - Profil tomografi melalui Parit Hellenic, Crete dan Laut Aegean. Bulatan kelabu adalah hiposentrum gempa bumi. Plat mantel sejuk subduksi ditunjukkan dalam warna biru, mantel panas ditunjukkan dalam warna merah (menurut V. Spackman, 1989)

Sisa-sisa plat Faralon yang besar, yang hilang di zon subduksi di bawah Amerika Utara dan Selatan, direkodkan dalam bentuk papak mantel "sejuk" (bahagian di seluruh Amerika Utara, di sepanjang gelombang-S). Menurut Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, No. 4, 1-7

​Anomali magnet linear di lautan ditemui pada tahun 50-an semasa kajian geofizik Lautan Pasifik. Penemuan ini membolehkan Hess dan Dietz merumuskan teori penyebaran dasar lautan pada tahun 1968, yang berkembang menjadi teori tektonik plat. Mereka menjadi salah satu bukti yang paling menarik tentang ketepatan teori.

Rajah - Pembentukan anomali magnet jalur semasa penyebaran.

Sebab asal anomali magnet jalur adalah proses kelahiran kerak lautan di zon penyebaran rabung tengah laut yang meletus, apabila menyejukkan di bawah titik Curie dalam medan magnet Bumi, memperoleh kemagnetan yang kekal. Arah magnetisasi bertepatan dengan arah medan magnet Bumi, bagaimanapun, disebabkan pembalikan berkala medan magnet Bumi, basalt yang meletus membentuk jalur dengan arah magnetisasi yang berbeza: langsung (bertepatan dengan arah medan magnet moden) dan terbalik. .

Rajah - Skim pembentukan struktur jalur lapisan aktif magnetik dan anomali magnetik lautan (model Vine – Matthews).