Пограничные зоны между литосферными плитами

Пограничные зоны между литосферными плитами Землетрясения

История теорииПравить

Основой теоретической геологии начала XX века была контракционная гипотеза. Земля остывает подобно испечённому яблоку, и на ней появляются морщины в виде горных хребтов. Развивала эти идеи теория геосинклиналей, созданная на основании изучения складчатых образований. Эта теория была сформулирована Джеймсом Даной, который добавил к контракционной гипотезе принцип изостазии. Согласно этой концепции, Земля состоит из гранитов (континенты) и базальтов (океаны). При сжатии Земли в океанах-впадинах возникают тангенциальные силы, которые давят на континенты. Последние вздымаются в горные хребты, а затем разрушаются. Материал, который получается в результате разрушения, откладывается во впадинах.

Против этой схемы выступил немецкий учёный-метеоролог Альфред Вегенер. 6 января 1912 года он выступил на собрании Немецкого геологического общества с докладом о дрейфе материков. Исходной посылкой к созданию теории стало совпадение очертаний западного побережья Африки и восточного Южной Америки. Если эти континенты сдвинуть, то они совпадают, как если бы образовались в результате раскола одного праматерика.

Вегенер не удовлетворился совпадением очертаний побережий (которые неоднократно замечались и до него), а стал интенсивно искать доказательства теории. Для этого он изучил геологию побережий обоих континентов и нашёл множество схожих геологических комплексов, которые совпадали при совмещении, так же, как и береговая линия. Другим направлением доказательства теории стали палеоклиматические реконструкции, палеонтологические и биогеографические аргументы. Многие животные и растения имеют ограниченные ареалы, по обе стороны Атлантического океана. Они очень схожи, но разделены многокилометровым водным пространством, и трудно предположить, что они пересекли океан.

Землетрясения:  Увидеть землетрясение

Кроме того, Вегенер стал искать геофизические и геодезические доказательства. Однако в то время уровень этих наук был явно не достаточен, чтобы зафиксировать современное движение континентов. В 1930 году Вегенер погиб во время экспедиции в Гренландии, но перед смертью уже знал, что научное сообщество не приняло его теорию.

Изначально теория дрейфа материков была принята научным сообществом благосклонно, но в 1922 году она подверглась жёсткой критике со стороны сразу нескольких известных специалистов. Главным аргументом против теории стал вопрос о силе, которая двигает плиты. Вегенер полагал, что континенты двигаются по базальтам океанического дна, но для этого требовалось огромное усилие, и источника этой силы никто назвать не мог. В качестве источника движения плит предлагались сила Кориолиса, приливные явления и некоторые другие, однако простейшие расчёты показывали, что всех их абсолютно недостаточно для перемещения огромных континентальных блоков.

Вялотекущая борьба фиксистов, как назвали сторонников отсутствия значительных горизонтальных перемещений, и мобилистов, утверждавших, что континенты всё-таки двигаются, с новой силой разгорелась в 1960-х годах, когда в результате изучения дна океанов были найдены ключи к пониманию «машины» под названием Земля.

Возраст дна океанов (красный цвет соответствует молодой коре)

В 1963 году гипотеза спрединга получает мощную поддержку в связи с открытием полосовых магнитных аномалий океанического дна. Они были интерпретированы как запись инверсий магнитного поля Земли, зафиксированная в намагниченности базальтов дна океана. После этого тектоника плит начала победное шествие в науках о Земле. Всё больше учёных понимали, что, чем тратить время на защиту концепции фиксизма, лучше взглянуть на планету с точки зрения новой теории и, наконец-то, начать давать реальные объяснения сложнейшим земным процессам.

Классификации зон субдукцииПравить

  • Андский
  • Зондский;
  • Марианский;
  • Японский;
Землетрясения:  Откройте для себя величественные чудеса островов Нунивак: мечта любителей природы!

Зона субдукции андского (андийского) типа — зона, которая формируется там, где молодая океанская литосфера с большой скоростью и под пологим углом (около 35—40° к горизонту) пододвигается под континент. Латеральный структурный ряд от океана к континенту включает в себя: краевой вал — жёлоб — береговой хребет (иногда подводное поднятие или террасу) — фронтальный бассейн (продольную долину) — главный хребет (вулканический) — тыловой бассейн (предгорный прогиб). Характерен для восточного побережья Тихого океана.

Зона субдукции зондского типа — зона, где происходит пододвигание древней океанской литосферы, уходящей на глубину под крутым углом под утоненную континентальную кору, поверхность которой находится в основном ниже уровня океана. Латеральный структурный ряд включает в себя: краевой вал — жёлоб — невулканическую (внешнюю) островную дугу — преддуговой бассейн (прогиб) — вулканическую (внутреннюю) дугу — задуговой бассейн (краевое (окраинное море)). Внешняя дуга — это либо аккреционная призма, либо выступ фундамента висячего крыла зоны субдукции.

Зона субдукции марианского типа — зона, формирующаяся при пододвигании двух участков океанской литосферы. Латеральный структурный ряд включает в себя: краевой вал — жёлоб (терригенного материала довольно мало) — береговой хребет, невулканическую дугу — преддуговой бассейн (в качестве фронтального) — энсиматическую вулканическую дугу — задуговой бассейн (или междуговой в качестве тылового на утоненной континентальной или новообразованной океанской коре).

Зона субдукции японского типа

Зона субдукции японского типа — зона пододвигания океанской литосферы под энсиалическую островную дугу. Латеральный структурный ряд включает в себя: краевой вал — жёлоб — береговой хребет (иногда подводное поднятие или террасу) — фронтальный бассейн (продольную долину) — главный хребет (вулканический) — задуговой бассейн (краевое, окраинное море) с новообразованной корой океанского или субокеанского типа.

Перечисленные типы зон субдукции часто по морфологическому признаку условно объединяют в 2 группы:

  • Восточно-Тихоокеанская — сюда входит зона андского типа. Характерно наличие активной континентальной окраины.
  • Западно-Тихоокеанская — сюда входят остальные типы зон субдукции. Характерно развитие в висячем краю вулканической островной дуги.

Внутриплитные процессыПравить

Первые формулировки тектоники плит утверждали, что вулканизм и сейсмические явления сосредоточены по границам плит, но вскоре стало ясно, что и внутри плит идут специфические тектонические и магматические процессы, которые также были интерпретированы в рамках этой теории. Среди внутриплитных процессов особое место заняли явления долговременного базальтового магматизма в некоторых районах, так называемые горячие точки.

На дне океанов расположены многочисленные вулканические острова. Некоторые из них расположены в цепочках с последовательно изменяющимся возрастом. Классическим примером такой подводной гряды стал Гавайский подводный хребет. Он поднимается над поверхностью океана в виде Гавайских островов, от которых на северо-запад идёт цепочка подводных гор с непрерывно увеличивающимся возрастом, некоторые из которых, например, атолл Мидуэй, выходят на поверхность. На расстоянии порядка 3000 км от Гавайев цепь немного поворачивает на север и называется уже Императорским хребтом. Он прерывается в глубоководном жёлобе перед Алеутской островной дугой.

Для объяснения этой удивительной структуры было сделано предположение, что под Гавайскими островами находится горячая точка — место, где к поверхности поднимается горячий мантийный поток, который проплавляет двигающуюся над ним океаническую кору. Таких точек сейчас на Земле установлено множество. Мантийный поток, который их вызывает, был назван плюмом. В некоторых случаях предполагается исключительно глубокое происхождение вещества плюмов, вплоть до границы ядра — мантии.

Гипотеза горячих точек вызывает и возражения. Так, в своей монографии Сорохтин и Ушаков считают её несовместимой с моделью общей конвекции в мантии, и также указывают, что выделяющиеся магмы в гавайских вулканах как раз относятся к относительно холодным, и не свидетельствуют о повышенной температуре в астеносфере под разломом. «В этом отношении плодотворной является гипотеза Д. Таркота и Е. Оксбурга (1978), согласно которой литосферные плиты, перемещаясь по поверхности горячей мантии, вынуждены приспосабливаться к переменной кривизне эллипсоида вращения Земли. И хотя радиусы кривизны литосферных плит при этом меняются несущественно (всего на доли процента), их деформация вызывает в теле крупных плит появление избыточных напряжений растяжения или сдвига порядка сотен бар.»

Траппы и океанические плато

Кроме долговременных горячих точек, внутри плит иногда происходят грандиозные излияния расплавов, которые на континентах формируют траппы, а в океанах океанические плато. Особенность этого типа магматизма в том, что он происходит за короткое в геологическом смысле время — порядка нескольких миллионов лет, но захватывает огромные площади (десятки тысяч км²); при этом изливается колоссальный объём базальтов, сравнимый с их количеством, кристаллизующимся в срединно-океанических хребтах.

Известны сибирские траппы на Восточно-Сибирской платформе, траппы плоскогорья Декан на Индостанском континенте и многие другие. Причиной образования траппов также считаются горячие мантийные потоки, но, в отличие от горячих точек, они действуют кратковременно, и разница между ними не совсем ясна.

Горячие точки и траппы дали основания для создания так называемой плюмовой геотектоники, которая утверждает, что значительную роль в геодинамических процессах играет не только регулярная конвекция, но и плюмы. Плюмовая тектоника не противоречит тектонике плит, а дополняет её.

  • Шумилов В. Н. Главные движущие силы землетрясений, дрейфа континентов и горообразования. Прогнозирование землетрясений и спусковые силы Архивная копия от 1 октября 2007 на Wayback Machine
  • Любовь Соковикова. Обнаружены “призрачные частицы”, которые исходят из недр Земли. hi-news.ru. Дата обращения: 31 декабря 2022.

Трансформные границыПравить

Там, где плиты двигаются параллельным курсом, но с разной скоростью, возникают трансформные разломы — грандиозные сдвиговые нарушения, широко распространённые в океанах и редкие на континентах.

В океанах трансформные разломы идут перпендикулярно срединно-океаническим хребтам (СОХ) и разбивают их на сегменты шириной в среднем 400 км. Между сегментами хребта находится активная часть трансформного разлома. На этом участке постоянно происходят землетрясения и горообразование, вокруг разлома формируются многочисленные оперяющие структуры — надвиги, складки и грабены. В результате в зоне разлома нередко обнажаются мантийные породы.

По обе стороны от сегментов СОХ находятся неактивные части трансформных разломов. Активных движений в них не происходит, но они чётко выражены в рельефе дна океанов линейными поднятиями с центральной депрессией.

Трансформные разломы формируют закономерную сетку и, очевидно, возникают не случайно, а в силу объективных физических причин. Совокупность данных численного моделирования, теплофизических экспериментов и геофизических наблюдений позволила выяснить, что мантийная конвекция имеет трёхмерную структуру. Кроме основного течения от СОХ, в конвективной ячейке за счёт остывания верхней части потока возникают продольные течения. Это остывшее вещество устремляется вниз вдоль основного направления течения мантии. В зонах этого второстепенного опускающегося потока и находятся трансформные разломы. Такая модель хорошо согласуется с данными о тепловом потоке: над трансформными разломами наблюдается его понижение.

Сдвиги на континентах

Сдвиговые границы плит на континентах встречаются относительно редко. Пожалуй, единственным ныне активным примером границы такого типа является разлом Сан-Андреас, отделяющий Северо-Американскую плиту от Тихоокеанской. 800-мильный разлом Сан-Андреас — один из самых сейсмоактивных районов планеты: в год плиты смещаются относительно друг друга на 0,6 см, землетрясения с магнитудой более 6 единиц происходят в среднем раз в 22 года. Город Сан-Франциско и большая часть района бухты Сан-Франциско построены в непосредственной близости от этого разлома.

Литосферные плиты. Тектоника плит

Литосферные плиты – крупные жесткие блоки литосферы Земли, ограниченные сейсмически и тектонически активными зонами разломов.

Более 90 % поверхности Земли покрыто 13-ю крупнейшими литосферными плитами.

Пограничные зоны между литосферными плитами

Первым гипотезу о дрейфе материков (т.е. горизонтальном движении земной коры) выдвинул в начале ХХ века А. Вегенер. На ее основе создана теория литосферных плит. Согласно этой теории, литосфера не является монолитом, а состоит из крупных и мелких плит, «плавающих» на астеносфере. Пограничные области между литосферными плитами называют сейсмическими поясами — это самые «беспокойные» области планеты.

Пограничные зоны между литосферными плитами

Рифт – огромный разлом в земной коре, образующийся при ее горизонтальном растяжении (т. е. там, где расходятся потоки тепла и вещества). В рифтах происходит излияние магмы, возникают новые разломы, горсты, грабены. Формируются срединно-океанические хребты.

Срединно-океанические хребты – мощные подводные горные сооружения в пределах дна океана, занимающие чаще всего срединное положение. Близ срединно-океанических хребтов происходит раздвижение литосферных плит и возникает молодая базальтовая океаническая кора. Процесс сопровождается интенсивным вулканизмом и высокой сейсмичностью.

Пограничные зоны между литосферными плитами

Континентальными рифтовыми зонами являются, например, Восточно-Африканская рифтовая система, Байкальская система рифтов. Рифты, так же как и срединно-океанические хребты, характеризуются сейсмической активностью и вулканизмом.

Тектоника литосферных плит

Тектоника плит – гипотеза, предполагающая, что литосфера разбита на крупные плиты, которые перемещаются по мантии в горизонтальном направлении. Близ срединно-океанических хребтов литосферные плиты раздвигаются и наращиваются за счет вещества, поднимающегося из недр Земли; в глубоководных желобах одна плита подвигается под другую и поглощается мантией. В местах столкновения плит образуются складчатые сооружения.

Плиты, как правило, разделены глубокими разломами и перемещаются по вязкому слою мантии относительно друг друга со скоростью 2—3 см в год. В местах схождения континентальных плит происходит их столкновение, образуются горные пояса. При взаимодействии континентальной и океанической плит плита с океанической земной корой пододвигается под плиту с континентальной земной корой, в результате образуются глубоководные желоба и островные дуги.

Движение литосферных плит связано с перемещением вещества в мантии. В отдельных частях мантии существуют мощные потоки тепла и вещества, поднимающегося из его глубин к поверхности планеты.

Теория тектоники плит объясняет возникновение землетрясений, вулканическую деятельность и процессы горообразования, по большей части приуроченные к границам плит.

Основные положения тектоники литосферных плит:

  • Граница литосферы. Литосфера – верхняя, твёрдая оболочка Земли, нижняя граница которой является изотерма +1300°С. Ниже – астеносфера. Она состоит из горных пород такого же состава, но уже подплавленных и пластичных.
  • Литосферные плиты. Литосфера разделена на плиты, движущиеся по астеносфере.
  • Движения литосферных плит. Различают 3 типа относительных перемещений литосферных плит:
    ◊  1) Дивергенция (расхождение). Дивергентные перемещения приводят к образованию рифтов. С образованием океанического рифта связан спрединг (процесс расширения океанического дна за счёт внедрения магмы в зоне рифта). В результате спрединга возникают срединно-океанические хребты.
    ◊  2) Конвергенция (схождение). При конвергенции существует 3 варианта взаимодействия плит:
    •          а) Субдукция (лат. – «проведение под») – опускание «океанической» ЛП под другую ЛП. : Тихоокеанская под Филиппинскую. Результат: Марианский желоб и Марианские острова. : Наска под Южноамериканскую. Результат: Чилийский и Перуанский желоба и горы Анды.
    •          б) Обдукция (лат. – «покрывание») – надвиг «океанической» ЛП на «материковую». : Евразийская на Аравийскую. Результат: Оманские горы (Хаджар).
    •          в) Коллизия (лат. – «столкновение») – столкновение двух «материковых» ЛП. Пример: Индостанская с Евразийской. Результат: горы Гималаи.
    ◊  3) Сдвиг (параллельное смещение). При сдвиговых перемещениях возникают трансформные разломы. Большинство трансформных разломов расположены на океаническом дне. Направление сдвига бывает левое и правое. Классический пример: разлом Сан-Андреас (Калифорния, США).
  • Причины движения плит. Основной причиной движения литосферных плит является конвекция магмы, обусловленная мантийными тепло-гравитационными течениями.

Значение тектоники плит. Тектоника плит связала различные науки о Земле, дала им предсказательную силу. Перемещения плит не играют определяющей роли в климатических изменениях, но могут быть важным дополнительным фактором, «подталкивающим» их.

Пограничные зоны между литосферными плитами

Земная кора разделяется на устойчивые (платформы) и подвижные участки (складчатые области — геосинклинали). Геосинклинальные области и платформы — главнейшие тектонические структуры, находящие отчетливое выражение в современном рельефе.

Геосинклинали — подвижные линейно вытянутые области земной коры, характеризующиеся разнонаправленными тектоническими движениями высокой интенсивности, энергичными явлениями магматизма, включая вулканизм, частыми и сильными землетрясениями.

На ранней стадии развития в них наблюдаются общее погружение и накопление мощных толщ горных пород. На средней стадии, когда в геосинклиналях накапливается толща осадочно-вулканических пород мощностью 8-15 км, процессы погружения сменяются постепенным поднятием, осадочные породы подвергаются складкообразованию, а на больших глубинах — метаморфизации, по трещинам и разрывам, пронизывающим их, внедряется и застывает магма. В позднюю стадию развития на месте геосинклинали под влиянием общего поднятия поверхности возникают высокие складчатые горы, увенчанные активными вулканами; впадины заполняются континентальными отложениями, мощность которых может достигать 10 км и более.

Пройдя геосинклинальный цикл развития, земная кора утолщается, становится устойчивой и жесткой, не способной к новому складкообразованию. Геосинклиналь переходит в иной качественный блок земной коры — платформу.

Платформа (от франц. plat — плоский и forme — форма) — крупная (несколько тыс. км в поперечнике), относительно устойчивая часть земной коры, характеризующаяся очень низкой степенью сейсмичности.

Платформа имеет двухэтажное строение. Нижний этаж — фундамент — это древняя геосинклинальная область — образован метаморфизованными породами, верхний — чехол — морскими осадочными отложениями небольшой мощности, что свидетельствует о небольшой амплитуде колебательных движений.

Возраст платформ различен и определяется по времени становления фундамента. Наиболее древними являются платформы, фундамент которых образован смятыми в складки кристаллическими породами докембрия.

Фундамент более молодых платформ образован в периоды байкальской, каледонской или герцинской складчатости. Области мезозойской складчатости не принято называть платформами, хотя они и являются таковыми на сравнительно раннем этапе развития.

В рельефе платформам соответствуют равнины. Однако некоторые платформы испытали серьезную перестройку, выразившуюся в общем поднятии, глубоких разломах и крупных вертикальных перемещениях глыб относительно друг друга. Так возникли складчато-глыбовые горы, примером которых могут служить горы Тянь-Шань, где возрождение горного рельефа произошло во время альпийского орогенеза.

На протяжении всей геологической истории в континентальной земной коре происходило наращивание площади платформ и сокращение геосинклинальных зон.

Распространение и возраст платформ и геосинклиналей показывается на тектонической карте (карте строения земной коры).

Вы смотрели конспект по географии «Литосферные плиты. Тектоника литосферных плит». Выберите дальнейшее действие:

Литосферная плита

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 23 декабря 2022 года; проверки требует 1 правка.

Литосферная плита — крупный малоподвижный участок земной коры, часть литосферы. Узкими и активными зонами, широтными разломами, литосфера разделена на блоки. Литосферные плиты ограничены зонами сейсмической, вулканической и тектонической активности — границами плиты. Границы плит бывают трёх типов: дивергентные, конвергентные и трансформные.

Пограничные зоны между литосферными плитами

Из геометрических соображений понятно, что в одной точке могут сходиться только три плиты. Конфигурация, в которой в одной точке сходятся четыре или более плит, неустойчива, и быстро разрушается со временем.

Существует два принципиально разных вида земной коры — кора континентальная и кора океаническая. Некоторые литосферные плиты сложены исключительно океанической корой (пример — крупнейшая тихоокеанская плита), другие состоят из блока континентальной коры, впаянного в кору океаническую.

Суммарная мощность (толщина литосферы) океанической литосферы меняется в пределах от 6-18 км в районе рифтовых зон океанов до 80—90 км вблизи континентальных окраин. Толщина континентальной литосферы достигает 1-3 км.

Тектоносфера

Источники тектонических движений и
деформаций лежат не в самой литосфере,
а в более глубоких уровнях Земли. В них
вовлечена вся мантия вплоть до пограничного
слоя с жидким ядром. В связи с тем, что
источники движений проявляются и в
непосредственно подстилающем литосферу
более пластичном слое верхней мантии
– астеносфере, литосферу и астеносферу
нередко объединяют в одно понятие –
тектоносферыкак области проявления
тектонических процессов. В геологическом
смысле (по вещественному составу)
тектоносфера делится на земную кору и
верхнюю мантию до глубины примерно 400
км, а в реологическом смысле – на
литосферу и астеносферу. Границы между
этими подразделениями, как правило, не
совпадают, и литосфера обычно включает
кроме коры и какую-то часть верхней
мантии.

Литосфера и астеносфера

Литосферасостоит из земной коры и
части верхней мантии. Это понятие чисто
реологическое, в отличие от коры и
мантии. Она более жесткая и хрупкая, чем
более ослабленная и пластичная
подстилающая оболочка мантии, которая
была выделена какастеносфера.
Мощность литосферы от 3-4 км в осевых
частях срединно-океанских хребтов
до80-100 км на периферии океанов и 150-200 км
и более (до 400 км?) под щитами древних
платформ. Глубинные границы (150-200 км и
более) между литосферой и астеносферой
определяется с большим трудом, либо
вовсе не выявляются, что, вероятно,
объясняется высокой изостатической
уравновешенностью и уменьшением
контраста между литосферой и астеносферой
в приграничной зоне, обусловленным
высоким геотермическим градиентом,
уменьшением количества расплава в
астеносфере и т.д.

ЗначениеПравить

  • «Бывшее дно океана нашлось на границе земного ядра». Дата обращения: 12 апреля 2008. Архивировано 14 декабря 2008 года.
  • Seismic detection of folded, subducted lithosphere at the core-mantle boundary Архивная копия от 19 декабря 2013 на Wayback Machine pdf Архивная копия от 19 декабря 2013 на Wayback Machine
  • Robert Roy Britt, Giant Slab of Earth’s Crust Found Near Core Архивная копия от 3 апреля 2013 на Wayback Machine, 17 May 2006)
  • И. В. Тарасов. Земной магнетизм. — Долгопрудный: Интеллект, 2012. — С. 67. — 193 с.

Океанические рифты

На океанической коре рифты приурочены
к центральным частям срединно-океанических
хребтов. В них происходит образование
новой океанической коры. Общая их
протяжённость более 60 тысяч километров.
К ним приурочено множество гидротермальных
источников, которые выносят
в океан значительную часть глубинного
тепла, и растворённых элементов.
Высокотемпературные источники
называютсячёрными
курильщиками, с ними связаны
значительные запасы цветных
металлов.

Конвергентными называются границы, на
которых происходит столкновение плит.
Возможно три варианта:

  • Континентальная плита с океанической.
    Океаническая кора плотнее, чем
    континентальная и погружается под
    континент в зоне
    субдукции.
  • Океаническая плита с океанической. В
    таком случае одна из плит заползает
    под другую и также формируется зона
    субдукции, над которой образуется островная
    дуга.
  • Континентальная плита с континентальной.
    Происходит коллизия, возникает мощная
    складчатая область. Классический пример
    — Гималаи.

Большинство современных зон субдукции
расположены по периферии Тихого
океана, образуя тихоокеанское
огненное кольцо. Процессы, идущие в зоне
конвергенции плит, по праву считаются
одними из самых сложных в геологии. В
ней смешиваются блоки разного
происхождения, образуя новую континентальную
кору.

Островные дуги — это цепочки
вулканических островов над зоной
субдукции. В качестве типичных современных
островных дуг можно назвать Алеутские, Курильские,
Марианские
острова, и многие
другие архипелаги.
Островные дуги образуются при столкновении
двух океанических плит. При этом одна
из плит оказывается снизу и поглощается
в мантию. На верхней же плите образуются
вулканы островной дуги.

Коллизия
континентов —
это столкновение континентальных плит,
которое всегда приводит к смятию коры
и образованию горных цепей.

  • Этап тектоно-магматической активизации.
  • Платформенный этап развития земной коры.

В Кембрии
начинается платформенный этап в развитии
земной коры. Древние горы, образованные
в архейскую и протерозойскую эры,
разрушаются, выравниваются и постепенно
превращаются в равнины, в основе которых
располагаются платформы, фундаментом
которых и являются разрушенные древние
горы. Благодаря медленным колебательным
движениям земной коры они временами
заливаются мелководными морями.
(Начинается
каледонская складчатость)

Литосфера. Земная кора. 4,5 млрд. лет назад, Земля представляла собой шар, состоящий из одних газов. Постепенно тяжелые металлы, такие как железо и никель, опускались к центру и уплотнялись. Легкие породы и минералы всплывали на поверхность, охлаждались и отвердевали.

Внутреннее строение Земли.

Принято делить тело Земли на три основные части – литосферу (земную кору), мантию и ядро.

— центр Земли, средний радиус которого около 3500 км (16,2 % объема Земли). Как предполагают, состоит из железа с примесью кремния и никеля. Наружная часть ядра находится в расплавленном состоянии (5000 °С), внутренняя, по-видимому, твердая (субъядро). Перемещение вещества в ядре создает на Земле магнитное поле, защищающее планету от космического излучения.

Ядро сменяется , которая простирается почти на 3000 км (83 % объема Земли). Считают, что она твердая, в то же время пластичная и раскаленная. Мантия состоит из трех слоев: слоя Голицына, слоя Гуттенберга и субстрата. Верхняя часть мантии, называемая магмой, содержит слой с пониженной вязкостью, плотностью и твердостью — астеносферу, на которой уравновешиваются участки земной поверхности. Граница между мантией и ядром называется слоем Гуттенберга.

Пограничные зоны между литосферными плитами

– верхняя оболочка «твердой» Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли.

Земная кора – верхняя оболочка «твердой» Земли. Мощность земной коры от 5 км (под океанами) до 75 км (под материками). Земная кора неоднородна. В ней различают – осадочный, гранитный, базальтовый. Гранитный и базальтовый слои названы так потому, что в них распространены горные породы, похожие по физическим свойствам на гранит и базальт.

Состав земной коры: кислород (49 %), кремний (26 %), алюминий (7 %), железо (5 %), кальций (4 %); самые распространенные минералы — полевой шпат и кварц. Граница между земной корой и мантией называется .

Пограничные зоны между литосферными плитами

Различают континентальную и океаническую земную кору. отличается от континентальной (материковой) отсутствием гранитного слоя и значительно меньшей мощностью (от 5 до 10 км). Толщина коры на равнинах 35—45 км, в горах 70—80 км. На границе материков и океанов, в районах островов толщина земной коры составляет 15—30 км, гранитный слой выклинивается.

Положение слоев в континентальной коре свидетельствует о разном времени ее образования. Базальтовый слой является самым древним, моложе его – гранитный, а самый молодой – верхний, осадочный, развивающийся и в настоящее время. Каждый слой коры формировался в течение длительного отрезка геологического времени.

Пограничные зоны между литосферными плитами

Земная кора находится в постоянном движении. Первым гипотезу о дрейфе материков (т.е. горизонтальном движении земной коры) выдвинул в начале ХХ века А. Вегенер. На ее основе создана теория литосферных плит. Согласно этой теории, литосфера не является монолитом, а состоит из семи крупных и нескольких более мелких плит, «плавающих» на астеносфере. Пограничные области между литосферными плитами называют — это самые «беспокойные» области планеты.

Земная кора разделяется на устойчивые и подвижные участки.

Устойчивые участки земной коры — платформы — образуются на месте геосинклиналей, потерявших подвижность. Платформа состоит из кристаллического фундамента и осадочного чехла. В зависимости от возраста фундамента выделяют древние (докембрийские) и молодые (палеозойские, мезозойские) платформы. В основании всех материков лежат древние платформы.

Подвижные, сильно расчлененные участки земной поверхности называются геосинклиналями (складчатыми областями). В их развитии выделяют два этапа: на первом этапе земная кора испытывает опускания, происходит накопление осадочных горных пород и их метаморфизация. Затем начинается поднятие земной коры, горные породы сминаются в складки. На Земле было несколько эпох интенсивных горообразований: байкальская, каледонская, герцинская, мезозойская, кайнозойская. В соответствии с этим выделяют различные области складчатости.

Пограничные зоны между литосферными плитами

Конспект урока «Литосфера. Земная кора». Следующая тема «Горные породы».

  • Defant, M. J. Voyage of Discovery: From the Big Bang to the Ice Age. — Mancorp, 1998. — С. 325. — ISBN 978-0-931541-61-2.
  • Зона субдукции Архивная копия от 19 июня 2021 на Wayback Machine на GeoWiki
  • Краткий словарь современных тектонических терминов. Дата обращения: 25 ноября 2012. Архивировано из оригинала 17 октября 2013 года.
  • Хейзен, 2021, Глубинный углеродный цикл, с. 152.

Конвергентные границыПравить

Конвергентными называются границы, на которых происходит столкновение плит. Возможно три варианта (Convergent plate boundary):

  • Континентальная плита с океанической. Океаническая кора плотнее, чем континентальная, и погружается под континент в зоне субдукции.
  • Океаническая плита с океанической. В таком случае одна из плит заползает под другую и также формируется зона субдукции, над которой образуется островная дуга.
  • Континентальная плита с континентальной. Происходит коллизия, возникает мощная складчатая область. Классический пример — Гималаи.

В редких случаях происходит надвигание океанической коры на континентальную — обдукция. Благодаря этому процессу возникли офиолиты Кипра, Новой Каледонии, Омана и другие.

В зонах субдукции поглощается океаническая кора, и тем самым компенсируется её появление в срединно-океанических хребтах. В них происходят исключительно сложные процессы взаимодействия коры и мантии. Так океаническая кора может затягивать в мантию блоки континентальной коры, которые по причине низкой плотности эксгумируются обратно в кору. Так возникают метаморфические комплексы сверхвысоких давлений, один из популярнейших объектов современных геологических исследований.

Большинство современных зон субдукции расположены по периферии Тихого океана, образуя тихоокеанское огненное кольцо. Процессы, идущие в зоне конвергенции плит, по праву считаются одними из самых сложных в геологии. В ней смешиваются блоки разного происхождения, образуя новую континентальную кору.

Активные континентальные окраины

Активная континентальная окраина

Активная континентальная окраина возникает там, где под континент погружается океаническая кора. Эталоном этой геодинамической обстановки считается западное побережье Южной Америки, её часто называют андийским типом континентальной окраины. Для активной континентальной окраины характерны многочисленные вулканы и вообще мощный магматизм. Расплавы имеют три компонента: океаническую кору, мантию над ней и низы континентальной коры.

Под активной континентальной окраиной происходит активное механическое взаимодействие океанической и континентальной плит. В зависимости от скорости, возраста и мощности океанической коры возможны несколько сценариев равновесия. Если плита двигается медленно и имеет относительно малую мощность, то континент соскабливает с неё осадочный чехол. Осадочные породы сминаются в интенсивные складки, метаморфизуются и становятся частью континентальной коры. Образующаяся при этом структура называется аккреционным клином. Если скорость погружающейся плиты высока, а осадочный чехол тонок, то океаническая кора стирает низ континента и вовлекает его в мантию.

Островные дуги — это цепочки вулканических островов над зоной субдукции, возникающие там, где океаническая плита погружается под другую океаническую плиту. В качестве типичных современных островных дуг можно назвать Алеутские, Курильские, Марианские острова, и многие другие архипелаги. Японские острова также часто называют островной дугой, но их фундамент очень древний и на самом деле они образованы несколькими разновременными комплексами островных дуг, так что Японские острова являются микроконтинентом.

Островные дуги образуются при столкновении двух океанических плит. При этом одна из плит оказывается снизу и поглощается в мантию. На верхней же плите образуются вулканы островной дуги. Выгнутая сторона островной дуги направлена в сторону поглощаемой плиты. С этой стороны находятся глубоководный жёлоб и преддуговый прогиб.

За островной дугой расположен задуговый бассейн (типичные примеры: Охотское море, Южно-Китайское море и т. д.), в котором также может происходить спрединг.

Столкновение континентальных плит приводит к смятию коры и образованию горных цепей. Примером коллизии является Альпийско-Гималайский горный пояс, образовавшийся в результате закрытия океана Тетис и столкновения с Евразийской плитой Индостана и Африки. В результате мощность коры значительно увеличивается, под Гималаями она составляет 70 км. Это неустойчивая структура, она интенсивно разрушается поверхностной и тектонической эрозией. В коре с резко увеличенной мощностью идёт выплавка гранитов из метаморфизованных осадочных и магматических пород. Так образовались крупнейшие батолиты, напр., Ангаро-Витимский и Зерендинский.

Зоны субдукции в рамках концепции глобальной тектоники плитПравить

Согласно положениям концепции глобальной тектоники плит, зона субдукции располагается на границе двух сходящихся литосферных плит, где происходит столкновение двух литосферных плит (чаще всего океанической и континентальной), и поддвигание более плотной и тонкой плиты плиты с океанической корой под другую.

В классическом варианте субдукция реализуется в случае столкновения двух океанических, или океанической и континентальной плит. Однако в последние десятилетия выявлено, что при коллизии континентальных литосферных плит, также имеет место поддвиг одной литосферной плиты под другую, это явление получило название континентальной субдукции. Но при этом не происходит погружения ни одной из плит в мантию из-за пониженной плотности континентальной коры. В результате происходит скучивание и нагромождение тектонических пластин с образованием складчатых поясов с высокогорными хребтами. Классический пример — Гималаи.

Спредингово-субдукционный круговорот вещества

Согласно теории тектоники плит, механизм субдукции (сокращения и разрушения океанической коры) компенсируется спредингом — механизмом формирования молодой океанической коры в срединно-океанических хребтах: Объем поглощаемой в зонах субдукции океанской коры равен объему коры, нарождающейся в зонах спрединга. В то же время, в зонах субдукции происходит постоянное наращивание континентальной коры за счет аккреции — сдирания и интенсивного смятия осадочного чехла с погружающейся плиты. Разогрев погружающейся коры является также причиной широкого развития вулканизма вдоль активных континентальных окраин. Наиболее известно в этом плане Тихоокеанское огненное кольцо. Масштабное поглощение океанической коры по периферии Тихого океана указывает на процесс сокращения (закрытия) этого древнейшего из ныне существующих океанических бассейнов планеты. Подобные процессы имели место и в прошлом. Так, древний океан Тетис начал сокращаться с мезозоя и к настоящему времени прекратил своё существование с образованием остаточных бассейнов, известных теперь как Средиземное, Черное, Азовское, Каспийское моря.

Глобальная карта зон субдукции с субдукционными плитами, выделенными по глубине погружения

Наиболее известные зоны субдукции находятся в Тихом океане: Японские острова, Курильские острова, Камчатка, Алеутские острова, побережье Северной Америки, побережье Южной Америки. Также зонами субдукции являются острова Суматра и Ява в Индонезии, Антильские острова в Карибском море, Южные Сандвичевы острова, Новая Зеландия и др.

ИзучениеПравить

Tectonics plates (preserved surfaces)

СсылкиПравить

  • Хаин, Виктор Ефимович Современная геология: проблемы и перспективы // «Соросовский образовательный журнал» N 1, 1996, стр. 26-32; pdf
  • В. П. Трубицын, В. В. Рыков. Мантийная конвекция и глобальная тектоника земли Объединённый институт физики Земли РАН, Москва (Проект РФФИ № 96-05-66069, Проект МНТЦ (ISTC) № 415-96)
  • Хаин, Виктор Ефимович Тектоника плит, их структуры, движения и деформации
  • «Движение континентов» — Гордон № 133, Эфир от 05.09.2002 (Н. Богданов, Н. Короновский)

На английском языке

  • Interactive movie showing 750 myr (million years) of global tectonic activity.
  • movies over smaller regions and smaller time scales.
  • «Ring of Fire», Plate Tectonics, Sea-Floor Spreading, Subduction Zones, «Hot Spots»
  • Plate Tectonics and Climate Архивная копия от 7 января 2006 на Wayback Machine

Дивергентные границы или границы раздвижения плитПравить

Это границы между плитами, двигающимися в противоположные стороны. В рельефе Земли эти границы выражены рифтами, в них преобладают деформации растяжения, мощность коры пониженная, тепловой поток максимален, и происходит активный вулканизм. Если такая граница образуется на континенте, то формируется континентальный рифт, который в дальнейшем может превратиться в океанический бассейн с океаническим рифтом в центре. В океанических рифтах в результате спрединга формируется новая океаническая кора.

Схема строения срединно-океанического хребта

На океанической коре рифты приурочены к центральным частям срединно-океанических хребтов. В них происходит образование новой океанической коры. Общая их протяжённость более 60 тысяч километров. К ним приурочено множество гидротермальных источников, которые выносят в океан значительную часть глубинного тепла, и растворённых элементов. Высокотемпературные источники называются чёрными курильщиками, с ними связаны значительные запасы цветных металлов.

Раскол континента на части начинается с образования рифта. Кора утончается и раздвигается, начинается магматизм. Формируется протяжённая линейная впадина глубиной порядка сотен метров, которая ограничена серией сбросов. После этого возможно два варианта развития событий: либо расширение рифта прекращается и он заполняется осадочными породами, превращаясь в авлакоген, либо континенты продолжают раздвигаться и между ними, уже в типично океанических рифтах, начинает формироваться океаническая кора.

Границы литосферных плит

Как отмечалось выше границы литосферных
плит подразделяются на дивергентные(зоны спрединга),конвергентные(зоны субдукции и обдукции) итрасформные.

Зоны спрединга(рис. 8.4, 8.5)
приурочены к срединно-океаническим
хребтам (СОХ).Спрединг(англ.
spreading- растекание) – процесс генерации
океанской коры в рифтовых зонах
срединно-океанических хребтов (СОХ). Он
состоит в том, что под действием растяжения
кора раскалывается и расходится в
стороны, а образующаяся трещина
заполняется базальтовым расплавом.
Таким образом, дно расширяется, а его
возраст закономерно удревняется
симметрично в обе стороны от оси СОХ.
Терминспрединг морского дна предложил
Р. Дитц (1961). А сам процесс рассматривается
как океанскийрифтогенез, основу
которого составляет раздвиг посредством
магматического расклинивания. Он может
развиваться как продолжение континентального
рифтогенеза (см. раздел 8.4.6). Раздвиг же
в океанских рифтах обусловлен мантийной
конвекцией – восходящими её потоками
или мантийными плюмами.

Зоны субдукции– границы между
литосферными плитами вдоль которых
происходит погружение одной плиты под
другую (рис. 8.4, 8.5).

Субдукция(лат. sub – под, ductio –
ведение; термин был заимствован из
альпийской геологии) – процесс
пододвигания океанской коры под
континентальную (окраинно-материковый
тип зон субдукции и его разновидности
– андский, зондский и японский типы)
или океанской коры под океанскую
(марианский тип зон субдукции) при их
сближении, обусловленном раздвиганием
плит в зоне спрединга (рис. 8.4 — 8.7).Зона
субдукцииприурочена к глубоководному
желобу. При пододвигании происходит
быстрое гравитационное погружение
океанской коры в астеносферу с затягиванием
туда же осадков глубоководного желоба,
с сопутствующими проявлениями
складчатости, разрывов, метаморфизма
и магматизма. Субдукция осуществляется
за счёт нисходящей ветви конвективных
ячей.

В зависимости от тектонического эффекта
взаимодействия литосферных плит в
разных зонах субдукции, а нередко и на
соседних сегментах одной и той же зоны,
можно выделить несколько режимов –
субдукционной аккреции, субдукционной
эрозии и нейтральный режим.

Режим субдукционной аккреции
характеризуется тем, что над зоной
субдукции образуется всё увеличивающаяся
в размерах аккреционная призма, имеющая
сложную изоклинально-чешуйчатую
внутреннюю структуру и наращивающая
континентальную окраину или островную
дугу.

Режим субдукционной эрозии предполагает
возможность разрушения висячего крыла
зоны субдукции (подкоровая, базальная
или фронтальная эрозия) в результате
захвата материала сиалической коры в
ходе субдукции и перемещения его на
глубину в область магмообразования.

Нейтральный режим субдукции
характеризуется пододвиганием почти
недеформированных слоёв под висячее
крыло.

Обдукция– тектонический
процесс, в результате которого океаническая
кора надвигается на континентальную
(рис. 8.8).

Подтверждением возможности такого
процесса являются находкиофиолитов(реликтов океанической коры) в
разновозрвстных складчатых поясах. В
надвинутых фрагментах океанской коры
представлена только верхняя часть
океанской литосферы: осадки 1-го слоя,
базальты и долеритовые дайки 2-го слоя,
габброиды и расслоенный гипербазит-базитовый
комплекс 3-го слоя и до 10 километров
перидотитов верхней мантии. Это означает
то, что при обдукции происходило
отслаивание верхней части океанской
литосферы и надвигание её на континентальную
окраину. Остальная же часть литосферы
перемещалась в зоне субдукции на глубину,
где претерпевала структурно-метаморфические
преобразования.

Геодинамические механизмы обдукции
разнообразны, но главные из них –
обдукция на границе океанского бассейна
и обдукция при его замыкании.

Эдукция (англ.eduiction –
извлечение) – процесс обратного выведения
к поверхности тектонитов и метаморфитов,
образовавшихся ранее в зоне субдукции,
в результате продолжающейся дивергенции.
Это возможно в том случае, если
субдуцирующий хребет вытянут вдоль
континентальной окраины и если
свойственная ему скорость спрединга
превышает скорость пододвигания хребта
под континент. Там, где скорость спрединга
меньше скорости пододвигания хребта,
эдукция не происходит (например,
взаимодействие Чилийского хребта с
Андской окраиной).

Аккреция– наращивание в процессе
пододвигания океанической коры края
континента примыкающими к нему
разнородными террейнами. Процессы
регионального сжатия, вызванные
столкновением микрокнтинентов, островных
дуг или других «террейнов» с континентальными
окраинами, обычно сопровождаются
развитием шарьяжей, состоящих из пород
промежуточных бассейнов или из пород
самих этих террейнов. Так образуются,
в частности, флишевые, офиолитовые,
метаморфитовые тектонические покровы
с формированием перед фронтом покровов
за счёт их разрушения олистостостром,
а в подошве покровов – микститов
(тектонического меланжа).

Коллизия (лат.collisio–
столкновение) – столкновение
разновозрастных и разных по генезису
структур, например, литосферных плит
(рис. 8.5). Развивается там, где континентальная
литосфера сходится с континентальной:
их дальнейшее встречное движение
затруднено, оно компенсируется деформацией
литосферы, её утолщением и «скучиванием»
в складчатых сооружениях и горообразованием.
При этом проявляется внутренняя
тектоническая расслоенность литосферы,
разделение её на пластины, которые
испытывают горизонтальные перемещения
и дисгармоничные деформации. В процессе
коллизии преобладают глубинные наклонные
латерально-сдвиговые встречные обмены
породными массами внутри земной коры.
В условиях скучивания и утолщения коры
образуются палингенные очаги гранитной
магмы.

Наряду с коллизией «континент-континент»
иногда может быть коллизия
«континент-островная дуга» или двух
островных дуг. Но правильнее её применять
для межконтинентальных взаимодействий.
Пример максимальной коллизии – некоторые
отрезки Альпийско-Гималайского пояса.

Оцените статью
Землетрясения