Položaj tektonskih plošč. Teorija tektonike plošč. Širjenje raziskovalnih možnosti

Tektonika plošč

Definicija 1

Tektonska plošča je gibljivi del litosfere, ki se premika po astenosferi kot razmeroma tog blok.

Opomba 1

Tektonika plošč je veda, ki proučuje strukturo in dinamiko zemeljskega površja. Ugotovljeno je bilo, da je zgornja dinamična cona Zemlje razdrobljena na plošče, ki se premikajo vzdolž astenosfere. Tektonika plošč opisuje smer, v kateri se premikajo litosferske plošče, in kako medsebojno delujejo.

Celotna litosfera je razdeljena na večje in manjše plošče. Tektonska, vulkanska in seizmična aktivnost se pojavlja na robovih plošč, kar vodi v nastanek velikih gorskih kotlin. Tektonski premiki lahko spremenijo topografijo planeta. Na mestu njihove povezave nastanejo gore in hribi, na točkah razhajanja nastanejo vdolbine in razpoke v tleh.

Trenutno se premikanje tektonskih plošč nadaljuje.

Gibanje tektonskih plošč

Litosferske plošče se med seboj premikajo s povprečno hitrostjo 2,5 cm na leto. Ko se plošče premikajo, medsebojno delujejo, zlasti vzdolž svojih meja, kar povzroča znatne deformacije zemeljske skorje.

Kot posledica medsebojnega medsebojnega delovanja tektonskih plošč so nastale ogromne gorske verige in z njimi povezani prelomni sistemi (na primer Himalaja, Pireneji, Alpe, Ural, Atlas, Apalači, Apenini, Andi, prelomni sistem San Andreas itd.). ).

Trenje med ploščami povzroči večino potresov na planetu, vulkansko aktivnost in nastanek oceanskih jam.

Tektonske plošče vsebujejo dve vrsti litosfere: celinsko in oceansko skorjo.

Tektonska plošča je lahko treh vrst:

• celinska plošča,
• oceanska plošča,
• mešana plošča.

Teorije gibanja tektonskih plošč

Pri preučevanju gibanja tektonskih plošč je posebna zasluga A. Wegenerja, ki je predlagal, da sta bila Afrika in vzhodni del Južne Amerike prej ena celina. Vendar pa se je po prelomu pred mnogimi milijoni let začel premik delov zemeljske skorje.

Po Wegenerjevi hipotezi so se tektonske platforme z različnimi masami in togo strukturo nahajale na plastični astenosferi. Bile so v nestabilnem stanju in so se ves čas premikale, zaradi česar so se zaletavale, prekrivale in nastajale so cone razmikajočih se plošč in sklepov. Na mestih trkov so nastala območja s povečano tektonsko aktivnostjo, nastale so gore, izbruhi vulkanov in potresi. Premik se je zgodil s hitrostjo do 18 cm na leto. Magma je prodrla v prelomnice iz globokih plasti litosfere.

Nekateri raziskovalci verjamejo, da se je magma, ki je prišla na površje, postopoma ohladila in oblikovala novo strukturo dna. Neuporabljena zemeljska skorja se je pod vplivom drifta plošč pogreznila v globino in se spet spremenila v magmo.

Wegenerjeve raziskave so vplivale na procese vulkanizma, študij raztezanja površine oceanskega dna, pa tudi na viskozno-tekočo notranjo strukturo zemlje. Dela A. Wegenerja so postala temelj za razvoj teorije tektonike litosferskih plošč.

Schmellingova raziskava je dokazala obstoj konvektivnega gibanja znotraj plašča, ki vodi do gibanja litosferskih plošč. Znanstvenik je verjel, da je glavni razlog za premikanje tektonskih plošč toplotna konvekcija v plašču planeta, med katero se spodnje plasti zemeljske skorje segrevajo in dvigujejo, zgornje plasti pa se ohlajajo in postopoma tonejo.

Glavno mesto v teoriji tektonike plošč zavzema koncept geodinamične postavitve, značilne strukture z določenim odnosom tektonskih plošč. V istem geodinamičnem okolju opazimo isto vrsto magmatskih, tektonskih, geokemičnih in potresnih procesov.

Teorija tektonike plošč ne razloži v celoti razmerja med premiki plošč in procesi, ki se dogajajo globoko v planetu. Potrebna je teorija, ki bi lahko opisala notranjo strukturo same zemlje, procese, ki se dogajajo v njenih globinah.

Položaji sodobne tektonike plošč:

• zgornji del zemeljske skorje vključuje litosfero, ki ima krhko strukturo, in astenosfero, ki ima plastično strukturo;
• glavni razlog za gibanje plošče je konvekcija v astenosferi;
• sodobna litosfera je sestavljena iz osmih velikih tektonskih plošč, približno desetih srednjih plošč in številnih majhnih;
• majhne tektonske plošče se nahajajo med velikimi;
• magmatska, tektonska in potresna dejavnost je koncentrirana na mejah plošč;
• Gibanje tektonskih plošč sledi Eulerjevemu rotacijskemu izreku.

Vrste premikov tektonskih plošč

Obstajajo različne vrste premikov tektonskih plošč:

• divergentno gibanje - dve plošči se razhajata in med njima nastane podvodno gorovje ali brezno v tleh;
• konvergentno gibanje - dve plošči se zbližata in tanjša plošča se premakne pod večjo ploščo, kar povzroči nastanek gorskih verig;
• drsno gibanje - plošče se premikajo v nasprotnih smereh.

Glede na vrsto gibanja ločimo divergentne, konvergentne in drseče tektonske plošče.

Konvergenca vodi v subdukcijo (ena plošča sedi na drugi) ali trčenje (dve plošči se zdrobita in tvorita gorski verigi).

Divergenca vodi v širjenje (ločevanje plošč in nastanek oceanskih grebenov) in rifting (nastanek preloma v celinski skorji).

Transformacijski tip gibanja tektonskih plošč vključuje njihovo gibanje vzdolž preloma.

Slika 1. Vrste premikov tektonskih plošč. Author24 - spletna borza študentskih del

To je sodobna geološka teorija o gibanju litosfere, po kateri je zemeljska skorja sestavljena iz sorazmerno celostnih blokov - litosferskih plošč, ki so v stalnem gibanju druga glede na drugo. Hkrati se v ekspanzijskih območjih (srednjeoceanski grebeni in celinski razpoki) zaradi širjenja morskega dna tvori nova oceanska skorja, stara pa se absorbira v subdukcijskih conah. Teorija tektonike plošč pojasnjuje pojav potresov, vulkanske aktivnosti in procese gradnje gora, ki so večinoma omejeni na meje plošč.

Zamisel o gibanju blokov skorje je bila prvič predlagana v teoriji celinskega premika, ki jo je predlagal Alfred Wegener v dvajsetih letih prejšnjega stoletja. Ta teorija je bila sprva zavrnjena. Oživitev ideje o gibanju v trdni lupini Zemlje (»mobilizem«) se je zgodila v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, ko so bili kot rezultat študij reliefa in geologije oceanskega dna pridobljeni podatki, ki kažejo na procesi širjenja (širjenja) oceanske skorje in subdukcije nekaterih delov skorje pod druge ( subdukcija ). Kombinacija teh idej s staro teorijo premikanja celin je privedla do sodobne teorije tektonike plošč, ki je kmalu postala splošno sprejet koncept v znanostih o Zemlji.

V teoriji tektonike plošč ključno mesto zavzema koncept geodinamične postavitve - značilne geološke strukture z določenim razmerjem plošč. V istem geodinamičnem okolju potekajo isti tipi tektonskih, magmatskih, seizmičnih in geokemičnih procesov.

Trenutno stanje tektonike plošč

Tektonika plošč je v preteklih desetletjih bistveno spremenila svoje osnovne principe. Danes jih je mogoče formulirati na naslednji način:

Zgornji del trdne Zemlje je razdeljen na krhko litosfero in plastično astenosfero. Konvekcija v astenosferi je glavni vzrok za premikanje plošč.

Sodobna litosfera je razdeljena na 8 velikih plošč, na desetine srednjih plošč in veliko majhnih. Majhne plošče se nahajajo v pasovih med velikimi ploščami. Seizmična, tektonska in magmatska aktivnost je koncentrirana na mejah plošč.

V prvem približku so litosferske plošče opisane kot toga telesa, njihovo gibanje pa sledi Eulerjevemu rotacijskemu izreku.

Obstajajo tri glavne vrste relativnih premikov plošč

1) divergenca (divergenca), izražena z razpokami in širjenjem;

2) konvergenca (konvergenca), izražena s subdukcijo in trkom;

3) strižna gibanja vzdolž transformacijskih geoloških prelomov.

Širjenje v oceanih se kompenzira s subdukcijo in trkom vzdolž njihovega obrobja, polmer in prostornina Zemlje pa sta konstantna do toplotne kompresije planeta (v vsakem primeru se povprečna temperatura Zemljine notranjosti skozi milijarde let počasi znižuje ).

Gibanje litosferskih plošč je posledica njihovega zavzemanja s konvektivnimi tokovi v astenosferi.

Obstajata dve bistveno različni vrsti zemeljske skorje - celinska skorja (starejša) in oceanska skorja (ne starejša od 200 milijonov let). Nekatere litosferske plošče so sestavljene izključno iz oceanske skorje (primer je največja pacifiška plošča), druge so sestavljene iz bloka celinske skorje, ki je spojen z oceansko skorjo.

Več kot 90 % zemeljske površine v moderni dobi pokriva 8 največjih litosferskih plošč:

1. Avstralski štedilnik.

2. Antarktična plošča.

3. Afriška plošča.

4. Evrazijska plošča.

5. Hindustanska plošča.

6. Pacifiška plošča.

7. Severnoameriška plošča.

8. Južnoameriška plošča.

Srednje velike plošče vključujejo Arabsko ploščo, kot tudi Kokosovo ploščo in ploščo Juan de Fuca, ostanke ogromne plošče Faralon, ki je tvorila velik del dna Tihega oceana, zdaj pa je izginila v coni subdukcije pod Ameriko.

• 1)_Prva hipoteza je nastala v drugi polovici 18. stoletja in se je imenovala hipoteza vzpona. Predlagali so ga M.V. Lomonosov, nemška znanstvenika A. von Humboldt in L. von Buch ter Škot J. Hutton. Bistvo hipoteze je naslednje - gorske vzpetine nastanejo zaradi dviga staljene magme iz globin Zemlje, ki je na svoji poti imela učinek širjenja na okoliške plasti, kar je povzročilo nastanek gub in brezen različnih velikosti. . Lomonosov je prvi identificiral dve vrsti tektonskih gibanj - počasne in hitre, ki povzročajo potrese.
• 2) Sredi 19. stoletja je to hipotezo nadomestila kontrakcijska hipoteza francoskega znanstvenika Elieja de Beaumonta. Temeljila je na kozmogonski hipotezi Kanta in Laplacea o nastanku Zemlje kot sprva vročega telesa, ki mu sledi postopno ohlajanje. Ta proces je privedel do zmanjšanja prostornine Zemlje in posledično je bila zemeljska skorja stisnjena in nastale so zložene gorske strukture, podobne velikanskim "gubam".
• 3) Sredi 19. stoletja sta Anglež D. Airy in duhovnik iz Kalkute D. Pratt odkrila vzorec v položajih gravitacijskih anomalij - visoko v gorah so se anomalije izkazale za negativne, tj. primanjkljaj mase je bil odkrili, v oceanih pa so bile anomalije pozitivne. Za razlago tega pojava so predlagali hipotezo, po kateri zemeljska skorja lebdi na težji in viskoznejši podlagi in je v izostatičnem ravnovesju, ki je porušeno zaradi delovanja zunanjih radialnih sil.
• 4) Kant-Laplaceovo kozmogonsko hipotezo je nadomestila hipoteza O. Yu Schmidta o začetnem trdnem, hladnem in homogenem stanju Zemlje. Za razlago nastanka zemeljske skorje je bil potreben drugačen pristop. To hipotezo je predlagal V. V. Belousov. Imenuje se radijska migracija. Bistvo te hipoteze:
• 1. Glavni energetski dejavnik je radioaktivnost. Segrevanje Zemlje in posledično zbijanje snovi je nastalo zaradi toplote radioaktivnega razpada. Radioaktivni elementi so bili v začetnih fazah razvoja Zemlje enakomerno porazdeljeni, zato je bilo segrevanje močno in razširjeno.
• 2. Segrevanje primarne snovi in ​​njeno zbijanje je privedlo do delitve magme oziroma njene diferenciacije na bazalt in granit. Slednji so koncentrirali radioaktivne elemente. Kako lažja je granitna magma »priplavala« v zgornji del Zemlje, bazaltna magma pa je potonila navzdol. Hkrati je prišlo tudi do temperaturne diferenciacije.

Sodobne geotektonske hipoteze so razvite z uporabo idej mobilizma. Ta ideja temelji na prevladi horizontalnih premikov v tektonskih premikih zemeljske skorje.

• 5) Za razlago mehanizma in zaporedja geotektonskih procesov je nemški znanstvenik A. Wegener prvič predlagal hipotezo o horizontalnem premikanju celin.
• 1. Podobnost obrisov obal Atlantskega oceana, zlasti na južni polobli (v bližini Južne Amerike in Afrike).
• 2. Podobnost geološke zgradbe celin (sovpadanje nekaterih regionalnih tektonskih trendov, podobnost v sestavi in ​​starosti kamnin itd.).

hipotezo o tektoniki plošč ali novi globalni tektoniki. Glavne določbe te hipoteze:

• 1. Zemljina skorja z zgornjim delom plašča tvori litosfero, pod katero je plastična astenosfera. Litosfera je razdeljena na velike bloke (plošče). Meje plošč so razpočne cone, globokomorski jarki, ki mejijo na napake, ki prodirajo globoko v plašč - to so cone Benioff-Zavaritsky, pa tudi cone sodobne potresne aktivnosti.
• 2. Litosferske plošče se premikajo vodoravno. To gibanje določata dva glavna procesa - razmik plošč ali širjenje, potopitev ene plošče pod drugo - subdukcija ali potiskanje ene plošče na drugo - obdukcija.
• 3. Bazalti občasno vstopajo v ekspanzijsko cono iz plašča. Dokaz o širjenju so trakaste magnetne anomalije v bazaltih.
• 4. V območjih otoških lokov so identificirana območja kopičenja žarišč potresov z globokim žariščem, ki odražajo območja subdukcije plošče z bazaltno oceansko skorjo pod celinsko skorjo, tj. Ta območja odražajo območja subdukcije. V teh conah del materiala zaradi drobljenja in taljenja potone, drugi pa v obliki vulkanov in intruzij prodre na celino in s tem poveča debelino celinske skorje.

Tektonika plošč je sodobna geološka teorija o gibanju litosfere. Po tej teoriji globalni tektonski procesi temeljijo na horizontalnem gibanju relativno integralnih blokov litosfere - litosferskih plošč. Tako se tektonika plošč ukvarja s premiki in interakcijami litosferskih plošč. Prvi predlog o horizontalnem gibanju blokov skorje je podal Alfred Wegener v dvajsetih letih prejšnjega stoletja v okviru hipoteze o »kontinentalnem premikanju«, vendar ta hipoteza takrat ni dobila podpore. Šele v šestdesetih letih prejšnjega stoletja so študije oceanskega dna zagotovile prepričljive dokaze o vodoravnem gibanju plošč in procesih širjenja oceanov zaradi nastajanja (širjenja) oceanske skorje. Oživitev idej o prevladujoči vlogi horizontalnih gibanj se je zgodila v okviru "mobilističnega" trenda, katerega razvoj je privedel do razvoja sodobne teorije tektonike plošč. Glavna načela tektonike plošč je v letih 1967-68 oblikovala skupina ameriških geofizikov - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes v razvoju prejšnjih (1961-62) idej o Ameriška znanstvenika G. Hess in R. Digtsa o širjenju (širjenju) oceanskega dna. 1). Zgornji kamniti del planeta je razdeljen na dve lupini, ki se bistveno razlikujeta po reoloških lastnostih: togo in krhko litosfero ter plastično in gibljivo astenosfero pod njo. 2). Litosfera je razdeljena na plošče, ki se nenehno premikajo po površini plastične astenosfere. Litosfera je razdeljena na 8 velikih plošč, na desetine srednjih plošč in veliko majhnih. Med velikimi in srednjimi ploščami so pasovi, sestavljeni iz mozaika majhnih skorjastih plošč. 3). Poznamo tri vrste relativnih gibanj plošč: divergenca (divergenca), konvergenca (konvergenca) in strižna gibanja. 4). Prostornina oceanske skorje, absorbirane v conah subdukcije, je enaka prostornini skorje, ki se pojavi v conah širjenja. Ta položaj poudarja idejo, da je prostornina Zemlje stalna. 5). Glavni razlog za premikanje plošč je konvekcija plašča, ki jo povzročajo termogravitacijski tokovi plašča.

Vir energije za te tokove je razlika v temperaturi med osrednjimi območji Zemlje in temperaturo njenih delov blizu površine. V tem primeru se glavnina endogene toplote sprosti na meji jedra in plašča med procesom globoke diferenciacije, ki določa razpad primarne hondritične snovi, med katero kovinski del hiti v središče, gradnjo navzgor do jedra planeta, silikatni del pa je koncentriran v plašču, kjer se nadalje diferencira. 6). Premiki plošč so podrejeni zakonom sferične geometrije in jih je mogoče opisati na podlagi Eulerjevega izreka. Eulerjev rotacijski izrek pravi, da ima vsaka rotacija tridimenzionalnega prostora os. Tako lahko rotacijo opišemo s tremi parametri: koordinatami rotacijske osi (na primer zemljepisno širino in dolžino) in rotacijskim kotom.

Geografske posledice premikanja litovskih plošč (seizmična aktivnost se poveča, nastanejo prelomi, pojavijo se grebeni itd.). V teoriji tektonike plošč ključno mesto zavzema koncept geodinamične postavitve - značilne geološke strukture z določenim razmerjem plošč. V istem geodinamičnem okolju potekajo isti tipi tektonskih, magmatskih, seizmičnih in geokemičnih procesov.

Več o tem v članku Zgodovina teorije tektonike plošč

Osnova teoretične geologije na začetku 20. stoletja je bila kontrakcijska hipoteza. Zemlja se ohladi kot pečeno jabolko in na njej se pojavijo gube v obliki gorskih verig. Te ideje je razvila teorija geosinklinal, ki je nastala na podlagi preučevanja zloženih struktur. To teorijo je oblikoval J. Dan, ki je hipotezi o kontrakciji dodal načelo izostazije. Po tem konceptu je Zemlja sestavljena iz granitov (celine) in bazaltov (oceani). Ko se Zemlja skrči, se v oceanskih bazenih pojavijo tangencialne sile, ki pritiskajo na celine. Slednji se dvignejo v gorovja in nato propadejo. Material, ki nastane pri uničenju, se odlaga v vdolbine.

Počasen boj med fiksisti, kot so imenovali zagovornike odsotnosti bistvenih horizontalnih premikov, in mobilisti, ki so trdili, da se še vedno premikajo, se je z novo močjo razplamtel v šestdesetih letih 20. stoletja, ko je zaradi preučevanja dna oceanov, so bili najdeni namigi za razumevanje »stroja«, imenovanega Zemlja.

Do začetka 60. let prejšnjega stoletja je bil sestavljen reliefni zemljevid oceanskega dna, ki je pokazal, da se v središču oceanov nahajajo srednjeoceanski grebeni, ki se dvigajo 1,5–2 km nad breznimi ravninami, prekritimi z usedlinami. Ti podatki so R. Dietzu in G. Hessu omogočili, da sta v letih 1962–1963 predstavila hipotezo o širjenju. Po tej hipotezi pride do konvekcije v plašču s hitrostjo približno 1 cm/leto. Naraščajoče veje konvekcijskih celic prenašajo material plašča pod srednjeoceanske grebene, ki vsakih 300–400 let obnavlja oceansko dno v aksialnem delu grebena. Celine ne lebdijo na oceanski skorji, temveč se gibljejo po plašču, pri čemer so pasivno "spajkane" v litosferske plošče. Glede na koncept širjenja imajo oceanski bazeni spremenljivo in nestabilno zgradbo, celine pa stabilne.

Leta 1963 je hipoteza o širjenju dobila močno podporo v povezavi z odkritjem črtastih magnetnih anomalij na oceanskem dnu. Razlagali so jih kot zapis obračanja zemeljskega magnetnega polja, zabeleženega v magnetizaciji bazaltov oceanskega dna. Po tem je tektonika plošč začela svoj zmagoslavni pohod v znanosti o Zemlji. Vedno več znanstvenikov je ugotovilo, da je bolje, kot da izgubljajo čas z zagovarjanjem koncepta fiksizma, pogledati na planet z vidika nove teorije in končno začeti dajati resnične razlage za najbolj zapletene zemeljske procese.

Tektonika plošč je zdaj potrjena z neposrednimi meritvami hitrosti plošč z uporabo interferometrije sevanja oddaljenih kvazarjev in meritvami z uporabo GPS. Rezultati dolgoletnih raziskav so v celoti potrdili temeljna načela teorije tektonike plošč.

Trenutno stanje tektonike plošč

Tektonika plošč je v preteklih desetletjih bistveno spremenila svoje osnovne principe. Danes jih je mogoče formulirati na naslednji način:

• Zgornji del trdne Zemlje je razdeljen na krhko litosfero in plastično astenosfero. Konvekcija v astenosferi je glavni vzrok za premikanje plošč.

• Litosfera je razdeljena na 8 velikih plošč, na desetine srednjih plošč in veliko majhnih. Majhne plošče se nahajajo v pasovih med velikimi ploščami. Seizmična, tektonska in magmatska aktivnost je koncentrirana na mejah plošč.

• V prvem približku so litosferske plošče opisane kot toga telesa, njihovo gibanje pa sledi Eulerjevemu rotacijskemu izreku.

• Obstajajo tri glavne vrste relativnih premikov plošč

1. divergenca (divergenca), izražena z razpokami in širjenjem;
2. konvergenca (konvergenca), izražena s subdukcijo in trkom;
3. zdrsni premiki vzdolž transformacijskih prelomov.

• Širjenje v oceanih je kompenzirano s subdukcijo in trkom vzdolž njihovega obrobja, polmer in prostornina Zemlje pa sta konstantna (o tej trditvi se nenehno razpravlja, a nikoli ni bila ovržena)

• Gibanje litosferskih plošč je posledica njihovega zavzemanja s konvektivnimi tokovi v astenosferi.

Obstajata dve bistveno različni vrsti zemeljske skorje - celinska skorja in oceanska skorja. Nekatere litosferske plošče so sestavljene izključno iz oceanske skorje (primer je največja pacifiška plošča), druge so sestavljene iz bloka celinske skorje, ki je spojen z oceansko skorjo.

Več kot 90 % zemeljske površine pokriva 8 največjih litosferskih plošč:

Srednje velike plošče vključujejo arabsko podcelino ter plošči Cocos in Juan de Fuca, ostanke ogromne plošče Faralon, ki je tvorila velik del dna Tihega oceana, zdaj pa je izginila v coni subdukcije pod Ameriko.

Sila, ki premika plošče

Zdaj ni več nobenega dvoma, da gibanje plošč nastane zaradi plaščnih termogravitacijskih tokov - konvekcije. Vir energije za te tokove je prenos toplote iz osrednjih delov Zemlje, ki imajo zelo visoko temperaturo (ocenjena temperatura jedra je okoli 5000 °C). Segrete kamnine se razširijo (glej toplotna ekspanzija), njihova gostota se zmanjša in lebdijo navzgor ter se umaknejo hladnejšim kamninam. Ti tokovi se lahko zaprejo in tvorijo stabilne konvektivne celice. V tem primeru se v zgornjem delu celice tok snovi pojavi v vodoravni ravnini in ta del je tisti, ki prenaša plošče.

Tako je gibanje plošč posledica ohlajanja Zemlje, pri katerem se del toplotne energije pretvori v mehansko delo, naš planet pa je v nekem smislu toplotni stroj.

Obstaja več hipotez o vzroku visoke temperature Zemljine notranjosti. V začetku 20. stoletja je bila priljubljena hipoteza o radioaktivni naravi te energije. Zdelo se je, da to potrjujejo ocene sestave zgornje skorje, ki so pokazale zelo velike koncentracije urana, kalija in drugih radioaktivnih elementov, kasneje pa se je izkazalo, da vsebnost radioaktivnih elementov z globino močno upada. Drugi model razlaga segrevanje s kemično diferenciacijo Zemlje. Planet je bil prvotno mešanica silikata in kovinskih snovi. Toda hkrati z nastankom planeta se je začela njegova diferenciacija v ločene lupine. Gostejši kovinski del je hitel v središče planeta, silikati pa so se koncentrirali v zgornjih lupinah. Hkrati se je potencialna energija sistema zmanjšala in pretvorila v toplotno energijo. Drugi raziskovalci verjamejo, da je do segrevanja planeta prišlo zaradi akrecije med udarci meteorita na površino nastajajočega nebesnega telesa.

Sekundarne sile

Pri gibanju plošč ima odločilno vlogo toplotna konvekcija, vendar poleg nje na plošče delujejo manjše, a nič manj pomembne sile.

Ko oceanska skorja tone v plašč, se bazalti, iz katerih je sestavljena, spremenijo v eklogite, kamnine, gostejše od navadnih kamnin plašča - peridotite. Zato se ta del oceanske plošče pogrezne v plašč in s seboj potegne tisti del, ki še ni eklogitiziran.

Divergentne meje ali meje plošč

To so meje med ploščama, ki se premikajo v nasprotnih smereh. V zemeljski topografiji so te meje izražene kot razpoke, kjer prevladujejo natezne deformacije, zmanjšana je debelina skorje, največji toplotni tok in aktivni vulkanizem. Če se taka meja oblikuje na celini, potem nastane celinska razpoka, ki se lahko kasneje spremeni v oceansko kotlino z oceansko razpoko v središču. V oceanskih razpokah zaradi širjenja nastane nova oceanska skorja.

Oceanske razpoke

Na oceanski skorji so razpoke omejene na osrednje dele srednjeoceanskih grebenov. V njih nastane nova oceanska skorja. Njihova skupna dolžina je več kot 60 tisoč kilometrov. Povezani so z mnogimi, ki prenašajo pomemben del globoke toplote in raztopljenih elementov v ocean. Visokotemperaturni viri se imenujejo črni kadilci, z njimi pa so povezane znatne zaloge barvnih kovin.

Kontinentalni razpoki

Razpad celine na dele se začne z nastankom razpoke. Skorja se stanjša in razmakne, začne se magmatizem. Nastane razširjena linearna depresija z globino okoli sto metrov, ki je omejena z nizom prelomov. Po tem sta možna dva scenarija: ali se širjenje razpoke ustavi in ​​se zapolni s sedimentnimi kamninami, ki se spremenijo v avlakogen, ali pa se celine še naprej odmikajo in med njimi že v tipičnih oceanskih razpokah začne nastajati oceanska skorja. .

Konvergentne meje

Več si preberite v članku Subdukcijska cona

Konvergentne meje so meje, kjer plošče trčijo. Možne so tri možnosti:

1. Celinska plošča z oceansko ploščo. Oceanska skorja je gostejša od celinske skorje in se potopi pod celino v coni subdukcije.
2. Oceanska plošča z oceansko ploščo. V tem primeru ena od plošč leze pod drugo in nastane tudi subdukcijska cona, nad katero nastane otočni lok.
3. Celinska plošča s celinsko. Pride do trka in pojavi se močno prepognjeno območje. Klasičen primer je Himalaja.

V redkih primerih se oceanska skorja potisne na celinsko skorjo – obdukcija. Zahvaljujoč temu procesu so nastali ofioliti Cipra, Nove Kaledonije, Omana in drugih.

V območjih subdukcije se oceanska skorja absorbira in s tem kompenzira njen videz v MOR. V njih potekajo izredno zapleteni procesi in interakcije med skorjo in plaščem. Tako lahko oceanska skorja v plašč potegne bloke celinske skorje, ki se zaradi majhne gostote izkopljejo nazaj v skorjo. Tako nastanejo metamorfni kompleksi ultravisokih pritiskov, eden najbolj priljubljenih objektov sodobnih geoloških raziskav.

Večina sodobnih con subdukcije se nahaja vzdolž obrobja Tihega oceana in tvori pacifiški ognjeni obroč. Procesi, ki se odvijajo v konvekcijskem območju plošče, upravičeno veljajo za enega najbolj zapletenih v geologiji. Meša bloke različnega izvora in tvori novo celinsko skorjo.

Aktivni celinski robovi

Več o tem v članku Aktivni celinski rob

Aktivno celinsko obrobje se pojavi tam, kjer se oceanska skorja pogrezne pod celino. Standard te geodinamične situacije velja za zahodno obalo Južne Amerike, pogosto se imenuje Andski vrsta celinskega roba. Za aktivno celinsko obrobje so značilni številni vulkani in na splošno močan magmatizem. Taline imajo tri komponente: oceansko skorjo, plašč nad njo in spodnjo celinsko skorjo.

Pod aktivnim kontinentalnim robom je aktivna mehanska interakcija med oceansko in celinsko ploščo. Glede na hitrost, starost in debelino oceanske skorje je možnih več scenarijev ravnovesja. Če se plošča premika počasi in ima razmeroma majhno debelino, potem celina z nje strga sedimentni pokrov. Sedimentne kamnine se zdrobijo v intenzivne gube, metamorfizirajo in postanejo del celinske skorje. Struktura, ki nastane, se imenuje akrecijski klin. Če je hitrost podorne plošče velika in je sedimentni pokrov tanek, potem oceanska skorja izbriše dno celine in ga potegne v plašč.

Otočni loki

Otočni lok

Več o tem v članku Otočni lok

Otočni loki so verige vulkanskih otokov nad cono subdukcije, ki nastanejo tam, kjer se oceanska plošča subducira pod oceansko ploščo. Tipični sodobni otoški loki vključujejo Aleutske, Kurilske, Marianske otoke in številne druge arhipelage. Japonski otoki se pogosto imenujejo tudi otočni lok, vendar je njihov temelj zelo starodaven in v resnici jih je oblikovalo več kompleksov otočnega loka v različnih obdobjih, zato so Japonski otoki mikrocelina.

Otoški loki nastanejo, ko trčita dve oceanski plošči. V tem primeru se ena od plošč konča na dnu in se absorbira v plašč. Na zgornji plošči nastanejo otočni ločni vulkani. Ukrivljena stran otočnega loka je usmerjena proti absorbirani plošči. Na tej strani je globokomorski jarek in predločna korita.

Za otočnim lokom je zadnji ločni bazen (tipični primeri: Ohotsko morje, Južnokitajsko morje itd.), V katerem lahko pride tudi do širjenja.

Kontinentalni trk

Trčenje celin

Več o tem v članku Kontinentalni trk

Trčenje celinskih plošč vodi do sesedanja skorje in nastanka gorskih verig. Primer trka je alpsko-himalajski gorski pas, ki je nastal kot posledica zaprtja oceana Tetis in trka z Evrazijsko ploščo Hindustana in Afrike. Zaradi tega se debelina skorje znatno poveča pod Himalajo in doseže 70 km. To je nestabilna struktura, ki jo intenzivno uničuje površinska in tektonska erozija. V skorji z močno povečano debelino se graniti talijo iz metamorfiziranih sedimentnih in magmatskih kamnin. Tako so nastali največji batoliti, na primer Angara-Vitimsky in Zerendinsky.

Preoblikujte meje

Kjer se plošče gibljejo vzporedno, vendar z različnimi hitrostmi, nastanejo transformacijski prelomi – ogromni strižni prelomi, razširjeni v oceanih in redki na celinah.

Preoblikovanje napak

Več podrobnosti v članku Transform fault

V oceanih transformacijski prelomi potekajo pravokotno na srednjeoceanske grebene (MOR) in jih razdelijo na segmente, široke povprečno 400 km. Med segmenti grebena je aktiven del transformacijskega preloma. Na tem območju se nenehno pojavljajo potresi in gorovje, okoli preloma se oblikujejo številne peresne strukture - narivi, gube in grabeni. Zaradi tega so kamnine plašča pogosto izpostavljene v območju preloma.

Na obeh straneh segmentov MOR so neaktivni deli transformacijskih prelomov. V njih ni aktivnih premikov, vendar so jasno izraženi v topografiji oceanskega dna z linearnimi dvigi z osrednjo depresijo. .

Transformacijske napake tvorijo pravilno mrežo in očitno ne nastanejo po naključju, temveč zaradi objektivnih fizičnih razlogov. Kombinacija podatkov numeričnega modeliranja, termofizikalnih eksperimentov in geofizičnih opazovanj je omogočila ugotovitev, da ima konvekcija v plašču tridimenzionalno strukturo. Poleg glavnega toka iz MOR nastajajo vzdolžni tokovi v konvektivni celici zaradi ohlajanja zgornjega dela toka. Ta ohlajena snov drvi navzdol vzdolž glavne smeri toka plašča. Transformacijske napake se nahajajo v območjih tega sekundarnega padajočega toka. Ta model se dobro ujema s podatki o toplotnem toku: zmanjšanje toplotnega toka je opaziti nad transformacijskimi napakami.

Premiki celin

Več podrobnosti v članku Shift

Meje zdrsnih plošč na celinah so relativno redke. Morda je edini trenutno aktiven primer meje te vrste prelom San Andreas, ki ločuje severnoameriško ploščo od pacifiške plošče. 800-miljska prelomnica San Andreas je eno najbolj potresno aktivnih območij na planetu: plošče se med seboj premikajo za 0,6 cm na leto, potresi z magnitudo več kot 6 enot se zgodijo v povprečju enkrat na 22 let. Mesto San Francisco in velik del območja zaliva San Francisco sta zgrajena v neposredni bližini te prelomnice.

Procesi znotraj plošče

Prve formulacije tektonike plošč so trdile, da so vulkanizem in seizmični pojavi koncentrirani vzdolž meja plošč, kmalu pa je postalo jasno, da se znotraj plošč dogajajo tudi specifični tektonski in magmatski procesi, ki so bili tudi interpretirani v okviru te teorije. Med procesi znotraj plošče so posebno mesto zavzemali pojavi dolgotrajnega bazaltnega magmatizma na nekaterih območjih, tako imenovanih vročih točkah.

Vroče točke

Na dnu oceanov so številni vulkanski otoki. Nekateri od njih se nahajajo v verigah z zaporednim spreminjanjem starosti. Klasičen primer takega podvodnega grebena je Havajski podvodni greben. Dviga se nad gladino oceana v obliki Havajskih otokov, od katerih se proti severozahodu razteza veriga podvodnih gora z nenehno naraščajočo starostjo, od katerih nekateri, na primer atol Midway, pridejo na površje. Na razdalji približno 3000 km od Havajev se veriga rahlo obrne proti severu in se že imenuje Imperial Ridge. Prekinjena je v globokomorskem jarku pred Aleutskim otočnim lokom.

Da bi pojasnili to neverjetno strukturo, je bilo predlagano, da pod Havajskimi otoki obstaja vroča točka - kraj, kjer se tok vročega plašča dvigne na površje, kar topi oceansko skorjo, ki se premika nad njim. Na Zemlji je zdaj nameščenih veliko takih točk. Tok v plašču, ki jih povzroča, se imenuje oblak. V nekaterih primerih se domneva izjemno globok izvor snovi v oblaku, vse do meje med jedrom in plaščem.

Pasti in oceanske planote

Poleg dolgotrajnih vročih točk se znotraj plošč včasih pojavijo ogromni izlivi taline, ki tvorijo pasti na celinah in oceanskih planotah v oceanih. Posebnost te vrste magmatizma je, da se pojavi v kratkem geološkem času reda nekaj milijonov let, vendar pokriva ogromna območja (več deset tisoč km²) in se izlije ogromna količina bazaltov, primerljiva z njihovo količino. kristalizira v srednjeoceanskih grebenih.

Znane so sibirske pasti na vzhodnosibirski ploščadi, pasti Dekanske planote na celini Hindustan in številne druge. Tudi tokovi vročega plašča veljajo za vzrok za nastanek pasti, vendar za razliko od vročih točk delujejo kratkotrajno in razlika med njimi ni povsem jasna.

Vroče točke in pasti so povzročile nastanek t.i geotektonika oblakov, ki navaja, da v geodinamičnih procesih igrajo pomembno vlogo ne le redna konvekcija, ampak tudi oblaki. Tektonika plošč ni v nasprotju s tektoniko plošč, temveč jo dopolnjuje.

Tektonika plošč kot sistem znanosti

Zemljevid tektonske plošče

Zdaj tektonike ni več mogoče obravnavati kot čisto geološki koncept. Ima ključno vlogo v vseh geoznanostih; v njej se je pojavilo več metodoloških pristopov z različnimi osnovnimi koncepti in načeli.

Z vidika kinematičnega pristopa, lahko premike plošč opišemo z geometrijskimi zakoni gibanja likov na krogli. Zemljo vidimo kot mozaik plošč različnih velikosti, ki se gibljejo relativno ena proti drugi in glede na sam planet. Paleomagnetni podatki nam omogočajo rekonstrukcijo položaja magnetnega pola glede na vsako ploščo v različnih časovnih točkah. Posplošitev podatkov za različne plošče je vodila do rekonstrukcije celotnega zaporedja relativnih premikov plošč. Združevanje teh podatkov z informacijami, pridobljenimi iz fiksnih vročih točk, je omogočilo določitev absolutnih premikov plošč in zgodovine gibanja zemeljskih magnetnih polov.

Termofizikalni pristop obravnava Zemljo kot toplotni stroj, v katerem se toplotna energija delno pretvarja v mehansko. Znotraj tega pristopa je gibanje snovi v notranjih plasteh Zemlje modelirano kot tok viskozne tekočine, ki ga opisujejo Navier-Stokesove enačbe. Konvekcijo v plašču spremljajo fazni prehodi in kemijske reakcije, ki igrajo odločilno vlogo v strukturi tokov v plašču. Na podlagi geofizičnih podatkov sondiranja, rezultatov termofizikalnih poskusov ter analitičnih in numeričnih izračunov poskušajo znanstveniki podrobno razložiti strukturo konvekcije v plašču, ugotoviti hitrosti toka in druge pomembne značilnosti globinskih procesov. Ti podatki so še posebej pomembni za razumevanje strukture najglobljih delov Zemlje - spodnjega plašča in jedra, ki so nedostopni za neposredno preučevanje, vendar imajo nedvomno velik vpliv na procese, ki se dogajajo na površini planeta.

Geokemični pristop. Za geokemijo je tektonika plošč pomembna kot mehanizem za neprekinjeno izmenjavo snovi in ​​energije med različnimi plastmi Zemlje. Za vsako geodinamično okolje so značilne specifične kamninske asociacije. Te značilne lastnosti pa se lahko uporabijo za določitev geodinamičnega okolja, v katerem je kamnina nastala.

Zgodovinski pristop. Kar zadeva zgodovino planeta Zemlje, je tektonika plošč zgodovina spajanja in loma celin, rojstva in razpada vulkanskih verig ter pojava in zapiranja oceanov in morij. Za velike bloke skorje je bila zgodovina gibanj ugotovljena zelo podrobno in v daljšem časovnem obdobju, toda za majhne plošče so metodološke težave veliko večje. Najbolj zapleteni geodinamični procesi se dogajajo v conah trka plošč, kjer nastajajo gorovja, sestavljena iz številnih majhnih heterogenih blokov – teranov, ki jih je leta 1999 izvedla proterozojska vesoljska postaja. Pred tem je plašč morda imel drugačno strukturo prenosa mase, v kateri so turbulentna konvekcija in oblaki igrali glavno vlogo namesto enakomernih konvektivnih tokov.

Pretekla gibanja plošč

Več o tem v članku Zgodovina gibanja plošč

Rekonstrukcija premikov plošč v preteklosti je eden glavnih predmetov geoloških raziskav. Z različnimi stopnjami podrobnosti je bil položaj celin in blokov, iz katerih so nastali, rekonstruiran vse do arheja.

Premika se proti severu in zdrobi evrazijsko ploščo, vendar je očitno vir tega gibanja skoraj izčrpan in v bližnjem geološkem času bo v Indijskem oceanu nastalo novo subdukcijsko območje, v katerem bo oceanska skorja Indijskega oceana. absorbirana pod indijsko celino.

Vpliv gibanja plošč na podnebje

Lokacija velikih celinskih mas v subpolarnih regijah prispeva k splošnemu znižanju temperature planeta, saj lahko na celinah nastanejo ledene plošče. Bolj ko je poledenitev razširjena, večji je albedo planeta in nižja je povprečna letna temperatura.

Poleg tega relativni položaj celin določa oceansko in atmosfersko kroženje.

Vendar pa se preprosta in logična shema: celine v polarnih območjih - poledenitev, celine v ekvatorialnih območjih - zvišanje temperature, izkaže za napačno v primerjavi z geološkimi podatki o preteklosti Zemlje. Kvartarna poledenitev se je dejansko zgodila, ko se je Antarktika premaknila v območje južnega tečaja, na severni polobli pa sta se Evrazija in Severna Amerika približali severnemu tečaju. Po drugi strani pa se je najmočnejša proterozojska poledenitev, med katero je bila Zemlja skoraj v celoti prekrita z ledom, zgodila, ko je bila večina celinskih gmot v ekvatorialnem območju.

Poleg tega se pomembne spremembe položaja celin zgodijo v obdobju približno deset milijonov let, skupno trajanje ledenih dob pa je približno nekaj milijonov let, v eni ledeni dobi pa se pojavijo ciklične spremembe poledenitev in medledenih obdobij. Vse te podnebne spremembe se zgodijo hitro v primerjavi s hitrostjo gibanja celin, zato premikanje plošč ne more biti vzrok.

Iz navedenega sledi, da premiki plošč nimajo odločilne vloge pri podnebnih spremembah, so pa lahko pomemben dodatni dejavnik, ki jih »potiska«.

Pomen tektonike plošč

Tektonika plošč je v znanostih o Zemlji igrala vlogo, primerljivo s heliocentričnim konceptom v astronomiji ali odkritjem DNK v genetiki. Pred sprejetjem teorije o tektoniki plošč so bile vede o Zemlji opisne narave. Dosegli so visoko stopnjo popolnosti pri opisovanju naravnih objektov, le redko pa so znali razložiti vzroke procesov. V različnih vejah geologije lahko prevladujejo nasprotni koncepti. Tektonika plošč je povezala različne vede o Zemlji in jim dala napovedno moč.

V. E. Khain. po regijah in manjših manjših časovnih lestvicah.

Tektonika plošč (tektonika plošč) je sodoben geodinamični koncept, ki temelji na konceptu obsežnih horizontalnih premikov relativno integralnih fragmentov litosfere (litosferskih plošč). Tako se tektonika plošč ukvarja s premiki in interakcijami litosferskih plošč.

Prvi predlog o horizontalnem gibanju blokov skorje je podal Alfred Wegener v dvajsetih letih prejšnjega stoletja v okviru hipoteze o »kontinentalnem premikanju«, vendar ta hipoteza takrat ni dobila podpore. Šele v šestdesetih letih prejšnjega stoletja so študije oceanskega dna zagotovile prepričljive dokaze o vodoravnem gibanju plošč in procesih širjenja oceanov zaradi nastajanja (širjenja) oceanske skorje. Oživitev idej o prevladujoči vlogi horizontalnih gibanj se je zgodila v okviru "mobilističnega" trenda, katerega razvoj je privedel do razvoja sodobne teorije tektonike plošč. Glavna načela tektonike plošč je v letih 1967-68 oblikovala skupina ameriških geofizikov - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes v razvoju prejšnjih (1961-62) idej o Ameriška znanstvenika G. Hess in R. Digtsa o širjenju (širjenju) oceanskega dna

Osnove tektonike plošč

Osnovna načela tektonike plošč lahko povzamemo v več temeljnih

1. Zgornji kamniti del planeta je razdeljen na dve lupini, ki se bistveno razlikujeta po reoloških lastnostih: togo in krhko litosfero ter spodnjo plastično in mobilno astenosfero.

2. Litosfera je razdeljena na plošče, ki se nenehno premikajo po površini plastične astenosfere. Litosfera je razdeljena na 8 velikih plošč, na desetine srednjih plošč in veliko majhnih. Med velikimi in srednjimi ploščami so pasovi, sestavljeni iz mozaika majhnih skorjastih plošč.

Meje plošč so območja seizmične, tektonske in magmatske dejavnosti; notranja območja plošč so šibko seizmična in zanje je značilna šibka manifestacija endogenih procesov.

Več kot 90 % zemeljske površine je na 8 velikih litosferskih ploščah:

avstralski krožnik,
antarktična plošča,
Afriški krožnik,
evrazijska plošča,
hindustanska plošča,
Pacifiška plošča,
severnoameriška plošča,
Južnoameriška plošča.

Srednje plošče: arabska (podcelina), karibska, filipinska, Nazca ter Coco in Juan de Fuca itd.

Nekatere litosferske plošče so sestavljene izključno iz oceanske skorje (na primer pacifiška plošča), druge vključujejo delce tako oceanske kot celinske skorje.

3. Obstajajo tri vrste relativnih gibanj plošč: divergenca (divergenca), konvergenca (konvergenca) in strižna gibanja.

V skladu s tem ločimo tri vrste meja glavnih plošč.

Različne meje– meje, po katerih se plošče odmikajo.

Imenujejo se procesi horizontalnega raztezanja litosfere razpoke. Te meje so omejene na celinske razpoke in srednjeoceanske grebene v oceanskih kotlinah.

Izraz "razpoka" (iz angleškega rift - vrzel, razpoka, vrzel) se uporablja za velike linearne strukture globokega izvora, ki nastanejo med raztezanjem zemeljske skorje. Po strukturi gre za grabenske strukture.

Razpoke lahko nastanejo tako na celinski kot na oceanski skorji in tvorijo en sam globalni sistem, usmerjen glede na geoidno os. V tem primeru lahko razvoj celinskih razpok povzroči prekinitev kontinuitete celinske skorje in preoblikovanje te razpoke v oceansko razpoko (če se širjenje razpoke ustavi pred stopnjo razpoka celinske skorje, je napolnjena s sedimenti in se spremeni v avlakogen).

Proces ločevanja plošč v conah oceanskih razpok (srednjeoceanskih grebenov) spremlja nastanek nove oceanske skorje zaradi magmatske bazaltne taline, ki prihaja iz astenosfere. Ta proces nastajanja nove oceanske skorje zaradi dotoka materiala iz plašča se imenuje širjenje(iz angleškega širjenja - razširiti, razgrniti).

Zgradba Srednjeoceanskega grebena

Med širjenjem vsak ekstenzijski impulz spremlja prihod novega dela talin plašča, ki ob strjevanju gradijo robove plošč, ki se odmikajo od osi MOR.

V teh območjih se tvori mlada oceanska skorja.

Konvergentne meje– meje, vzdolž katerih prihaja do trkov plošč. Obstajajo lahko tri glavne možnosti za interakcijo med trkom: "oceansko - oceansko", "oceansko - celinsko" in "celinsko - celinsko" litosfero. Glede na naravo trkajočih se plošč lahko pride do več različnih procesov.

Subdukcija- proces subdukcije oceanske plošče pod celinsko ali drugo oceansko. Cone subdukcije so omejene na aksialne dele globokomorskih jarkov, povezanih z otočnimi loki (ki so elementi aktivnih robov). Subdukcijske meje predstavljajo približno 80 % dolžine vseh konvergentnih meja.

Ob trčenju celinske in oceanske plošče je naravni pojav premik oceanske (težje) plošče pod rob celinske; Ko dva oceana trčita, potone tisti, ki je starejši (to je hladnejši in gostejši).

Subdukcijske cone imajo značilno strukturo: njihovi tipični elementi so globokomorski jarek - vulkanski otočni lok - zaledni lok. Globokomorski jarek nastane v območju upogiba in podriva podorne plošče. Ko ta plošča potone, začne izgubljati vodo (ki jo najdemo v izobilju v sedimentih in mineralih), slednja, kot je znano, bistveno zmanjša temperaturo taljenja kamnin, kar vodi do nastanka talilnih središč, ki hranijo vulkane otočnih lokov. V zadnjem delu vulkanskega loka se običajno pojavi nekaj raztezanja, ki določa nastanek bazena zadnjega loka. V območju bazena zadnjega loka je lahko raztezanje tako veliko, da povzroči pretrganje skorje plošče in odprtje bazena z oceansko skorjo (tako imenovani proces širjenja zadnjega loka).

Potopitev podorne plošče v plašč sledijo žarišča potresov, ki nastanejo na stiku plošč in v notranjosti podorne plošče (hladnejša in zato bolj krhka od okoliških kamnin plašča). To seizmično žariščno območje imenujemo Cona Benioff-Zavaritsky.

V conah subdukcije se začne proces nastajanja nove celinske skorje.

Precej redkejši proces interakcije med celinsko in oceansko ploščo je proces obdukcija– narivanje dela oceanske litosfere na rob celinske plošče. Poudariti je treba, da se med tem procesom oceanska plošča loči in napreduje le njen zgornji del - skorja in nekaj kilometrov zgornjega plašča.

Ko trčijo celinske plošče, katerih skorja je lažja od materiala plašča in zaradi tega ni sposobna potopiti vanjo, pride do procesa trki. Med trkom se robovi trkajočih se celinskih plošč zmečkajo, zdrobijo in nastanejo sistemi velikih narivov, kar vodi do rasti gorskih struktur s kompleksno gubno-narivno strukturo. Klasičen primer takega procesa je trčenje hindustanske plošče z evrazijsko ploščo, ki ga spremlja rast veličastnih gorskih sistemov Himalaje in Tibeta.

Model procesa trčenja

Proces trčenja nadomešča proces subdukcije in s tem zaključi zaprtje oceanskega bazena. Poleg tega se na začetku procesa trčenja, ko se robovi celin že približajo, trčenje kombinira s procesom subdukcije (ostanki oceanske skorje še naprej tonejo pod rob celine).

Za kolizijske procese sta značilna regionalni metamorfizem velikega obsega in intruzivni granitoidni magmatizem. Ti procesi vodijo v nastanek nove celinske skorje (z značilno granitno-gnajsovo plastjo).

Preoblikujte meje– meje, po katerih prihaja do strižnih premikov plošč.

Meje zemeljskih litosferskih plošč

1 – divergentne meje ( A - srednjeoceanski grebeni, b – celinske razpoke); 2 – spremeniti meje; 3 – konvergentne meje ( A - otoški lok, b – aktivni celinski robovi, V - konflikt); 4 – smer in hitrost (cm/leto) premikanja plošče.

4. Prostornina oceanske skorje, absorbirane v conah subdukcije, je enaka prostornini skorje, ki se pojavi v conah širjenja. Ta položaj poudarja idejo, da je prostornina Zemlje stalna. Vendar to mnenje ni edino in dokončno dokazano. Možno je, da se prostornina letala pulzirajoče spreminja ali pa se zmanjša zaradi ohlajanja.

5. Glavni razlog za premikanje plošč je konvekcija v plašču , ki jih povzročajo plaščni termogravitacijski tokovi.

Vir energije za te tokove je razlika v temperaturi med osrednjimi območji Zemlje in temperaturo njenih delov blizu površine. V tem primeru se glavnina endogene toplote sprosti na meji jedra in plašča med procesom globoke diferenciacije, ki določa razpad primarne hondritične snovi, med katero kovinski del hiti v središče, gradnjo navzgor do jedra planeta, silikatni del pa je koncentriran v plašču, kjer se nadalje diferencira.

Kamnine, segrete v osrednjih območjih Zemlje, se širijo, njihova gostota se zmanjšuje, plavajo navzgor in se prepuščajo tonečim hladnejšim in zato težjim masam, ki so že oddale del toplote v pripovršinskih območjih. Ta proces prenosa toplote poteka neprekinjeno, kar povzroči nastanek urejenih zaprtih konvektivnih celic. V tem primeru se v zgornjem delu celice tok snovi pojavi skoraj v vodoravni ravnini in prav ta del toka določa vodoravno gibanje snovi astenosfere in plošč, ki se nahajajo na njej. V splošnem se vzpenjajoče veje konvektivnih celic nahajajo pod conami divergentnih meja (MOR in celinski razpoki), medtem ko se padajoče veje nahajajo pod conami konvergentnih meja.

Tako je glavni razlog za premikanje litosferskih plošč »vlečenje« s konvektivnimi tokovi.

Poleg tega na plošče delujejo številni drugi dejavniki. Zlasti se površina astenosfere izkaže za nekoliko dvignjeno nad območji naraščajočih vej in bolj depresivno v območjih pogrezanja, kar določa gravitacijsko "drsenje" litosferske plošče, ki se nahaja na nagnjeni plastični površini. Poleg tega obstajajo procesi vlečenja težke hladne oceanske litosfere v subdukcijskih conah v vročo in posledično manj gosto astenosfero ter hidravlično zagozditev z bazalti v MOR conah.

Slika - Sile, ki delujejo na litosferske plošče.

Glavne gonilne sile tektonike plošč delujejo na dnu znotrajploščnih delov litosfere - sile upora plašča FDO pod oceani in FDC pod celinami, katerih velikost je odvisna predvsem od hitrosti astenosferskega toka in slednjega določata viskoznost in debelina astenosferne plasti. Ker je pod celinami debelina astenosfere veliko manjša in je viskoznost veliko večja kot pod oceani, je velikost sile FDC skoraj za red velikosti manjši od FDO. Pod celinami, predvsem njihovimi starimi deli (kontinentalni ščiti), se astenosfera skoraj izščipne, zato se celine zdijo »nasedle«. Ker večina litosferskih plošč sodobne Zemlje vključuje tako oceanske kot celinske dele, je treba pričakovati, da bi morala prisotnost celine v plošči na splošno "upočasniti" gibanje celotne plošče. Tako se dejansko zgodi (najhitreje se premikajo skoraj čisto oceanske plošče pacifiška, kokosova in nazca; najpočasneje pa evrazijska, severnoameriška, južnoameriška, antarktična in afriška plošča, katerih velik del površine zavzemajo celine) . Končno na konvergentnih mejah plošč, kjer se težki in hladni robovi litosferskih plošč (plošč) pogrezajo v plašč, njihov negativni vzgon ustvari silo FNB(indeks pri označevanju moči - iz angl negativni vzgon). Delovanje slednjega privede do dejstva, da se subdukcijski del plošče pogrezne v astenosfero in s seboj potegne celotno ploščo, s čimer se poveča hitrost njenega gibanja. Očitno moč FNB deluje občasno in le v določenih geodinamičnih situacijah, na primer v primerih zrušitve plošč, opisanih zgoraj na odseku 670 km.

Tako lahko mehanizme, ki spravljajo litosferske plošče v gibanje, pogojno razvrstimo v naslednji dve skupini: 1) povezane s silami »vlečenja« plašča ( vlečni mehanizem plašča), nanesena na katero koli točko podnožja plošč, na sl. 2.5.5 – sile FDO in FDC; 2), povezana s silami, ki delujejo na robove plošč ( mehanizem robne sile), na sliki - sile FRP in FNB. Vloga enega ali drugega pogonskega mehanizma, pa tudi določenih sil se ocenjuje za vsako litosfersko ploščo posebej.

Kombinacija teh procesov odraža splošen geodinamični proces, ki zajema območja od površja do globokih con Zemlje.

Konvekcija plašča in geodinamični procesi

Trenutno se v zemeljskem plašču razvija dvocelična plaščna konvekcija z zaprtimi celicami (po modelu skoziplaščne konvekcije) ali ločena konvekcija v zgornjem in spodnjem plašču s kopičenjem plošč pod subdukcijskimi conami (po dvo- nivojski model). Verjetni poli dviga materiala plašča se nahajajo v severovzhodni Afriki (približno pod cono stičišča Afriške, Somalske in Arabske plošče) in v regiji Velikonočnega otoka (pod srednjim grebenom Tihega oceana - Vzhodni Pacifiški dvig) .

Ekvator pogrezanja plašča sledi približno neprekinjeni verigi konvergentnih meja plošč vzdolž obrobja Tihega oceana in vzhodnega Indijskega oceana.

Sodobni režim plaščne konvekcije, ki se je začel pred približno 200 milijoni let z razpadom Pangee in je povzročil sodobne oceane, se bo v prihodnosti spremenil v enocelični režim (po modelu skozi plaščne konvekcije) oz. po alternativnem modelu) bo konvekcija postala skozi plašč zaradi zrušitve plošč čez 670 km razkorak. To lahko povzroči trčenje celin in nastanek nove superceline, pete v zgodovini Zemlje.

6. Premiki plošč so podrejeni zakonom sferične geometrije in jih je mogoče opisati na podlagi Eulerjevega izreka. Eulerjev rotacijski izrek pravi, da ima vsaka rotacija tridimenzionalnega prostora os. Tako lahko rotacijo opišemo s tremi parametri: koordinatami rotacijske osi (na primer zemljepisno širino in dolžino) in rotacijskim kotom. Na podlagi tega položaja je mogoče rekonstruirati položaj celin v preteklih geoloških obdobjih. Analiza gibanja celin je privedla do zaključka, da se vsakih 400-600 milijonov let združijo v en sam superkontinent, ki se nato razpade. Zaradi razcepa takšnega superkontinenta Pangea, ki se je zgodil pred 200-150 milijoni let, so nastale sodobne celine.

Nekaj ​​dokazov o resničnosti mehanizma tektonike litosferskih plošč

Starejša starost oceanske skorje z oddaljenostjo od osi širjenja(glej sliko). V isti smeri je opaziti povečanje debeline in stratigrafske popolnosti sedimentne plasti.

Slika - Zemljevid starosti kamnin oceanskega dna severnega Atlantika (po W. Pitmanu in M. Talvaniju, 1972). Odseki oceanskega dna različnih starostnih intervalov so označeni z različnimi barvami; Številke označujejo starost v milijonih let.

Geofizikalni podatki.

Slika - Tomografski profil skozi Helenski jarek, Kreto in Egejsko morje. Sivi krogi so hipocentri potresov. Plošča subducirajočega hladnega plašča je prikazana modro, vroč plašč je prikazan rdeče (po V. Spackmanu, 1989)

Ostanki ogromne plošče Faralon, ki je izginila v coni subdukcije pod Severno in Južno Ameriko, so zabeleženi v obliki plošč "hladnega" plašča (odsek čez Severno Ameriko, vzdolž S-valov). Po Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, št. 4, 1-7

​Linearne magnetne anomalije v oceanih so odkrili v 50. letih med geofizičnimi študijami Tihega oceana. To odkritje je Hessu in Dietzu omogočilo, da sta leta 1968 oblikovala teorijo širjenja oceanskega dna, ki je prerasla v teorijo tektonike plošč. Postali so eden najbolj prepričljivih dokazov o pravilnosti teorije.

Slika - Nastanek trakovnih magnetnih anomalij med širjenjem.

Vzrok za nastanek trakastih magnetnih anomalij je proces rojstva oceanske skorje v conah širjenja srednjeoceanskih grebenov, ko se ohladijo pod Curiejevo točko v zemeljskem magnetnem polju, pridobijo preostalo magnetizacijo. Smer magnetizacije sovpada s smerjo zemeljskega magnetnega polja, vendar zaradi periodičnih inverzij zemeljskega magnetnega polja izbruhani bazalti tvorijo pasove z različnimi smermi magnetizacije: neposredno (ki sovpada s sodobno smerjo magnetnega polja) in obratno. .

Slika - Shema nastanka trakaste strukture magnetno aktivne plasti in magnetne anomalije oceana (model Vine – Matthews).