Выяснилось, как на самом деле устроена поверхность Земли

Ранее считалось, что поверхность Земли статичная и жесткая. Однако появившаяся теория тектоники плит изменила все понимание почвенного образования. Она указывает на постоянное движение поверхности планеты. И доказательством тому служат землетрясения, извержения вулканов, образование гор и вулканических бассейнов. Что об этом известно?

Читайте «Хайтек» в

Недра Земли можно делить на слои по их механическим (в частности реологическим) или химическим свойствам. По механическим свойствам выделяют литосферу, астеносферу, мезосферу, внешнее ядро и внутреннее ядро. По химическим свойствам Землю можно разделить на земную кору, верхнюю мантию, нижнюю мантию, внешнее ядро и внутреннее ядро.

Центральная, наиболее глубокая часть планеты Земля, геосфера, находящаяся под мантией Земли и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов. Глубина залегания — 2 900 км.

Мантия Земли простирается до глубины 2 890 км, что делает ее самым толстым слоем Земли. Давление в нижней мантии составляет около 140 ГПа (1,4·106 атм).

Мантия состоит из силикатных пород, богатых железом и магнием по отношению к вышележащей коре. Высокие температуры в мантии делают силикатный материал достаточно пластичным, чтобы могла существовать конвекция вещества в мантии, выходящего на поверхность через разломы в тектонических плитах.

Толщина земной коры может быть от 5 до 70 км в глубину от поверхности. Самые тонкие части океанической коры, которые лежат в основе океанических бассейнов (5–10 км), состоят из плотной железо-магниевой силикатной породы, такой как базальт.

В нашем материале речь пойдет в верхней части строения Земли: о литосферных плитах.

Как устроены литосферные плиты?

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

Суммарная мощность (толщина литосферы) океанической литосферы меняется в пределах от 2–3 км в районе рифтовых зон океанов до 80–90 км вблизи континентальных окраин. Толщина континентальной литосферы достигает 200–220 км.

Литосферные плиты постоянно меняют свои очертания, они могут раскалываться в результате рифтинга и спаиваться, образуя единую плиту в результате коллизии. Литосферные плиты также могут тонуть в мантии планеты, достигая глубины внешнего ядра.

С другой стороны, разделение земной коры на плиты неоднозначно, и по мере накопления геологических знаний выделяются новые плиты, а некоторые границы плит признаются несуществующими. Поэтому очертания меняются со временем и в этом смысле. Особенно это касается малых плит, в отношении которых геологами предложено множество кинематических реконструкций, зачастую взаимно исключающих друг друга.

Скорость горизонтального движения литосферных плит в наше время варьируется от 1 до 6 см в год (скорость раздвигания плит — от 2 до 12 см в год). Скорость раздвигания плит от Срединно-Атлантического хребта в северной части его составляет 2,3 см в год, а в южной части — 4 см в год.

Наиболее быстро раздвигаются плиты вблизи Восточно-Тихоокеанского хребта у острова Пасхи — их скорость 18 см в год. Медленнее всего раздвигаются плиты в Аденском заливе и Красном море — со скоростью 1–1,5 см в год.

Карта литосферных плит

Типы столкновений литосферных плит:

Граница столкновения проходит между океанической и континентальной плитой. Плита с океанической корой подвигается под континентальную плиту. Примеры столкновения: плита Наска с Южноамериканской плитой и плита Кокос с Североамериканской плитой.

Одна из плит подвигается под другую — ту, на которой находится группа островов. Примеры столкновения: Североамериканская плита с Охотской плитой, с Амурской плитой, с Филиппинской плитой, с Индо-Австралийской плитой; Южноамериканская плита с Карибской плитой.

Тип столкновения, когда ни одна из плит не уступает другой и они обе образуют горы. Примеры: Индостанская плита с Евразийской плитой.

Как двигаются литосферные плиты?

Согласно современному научному подходу к движению плит, земная кора состоит из относительно целостных блоков — литосферных плит, которые находятся в постоянном движении относительно друг друга.

При этом в зонах расширения (срединно-океанических хребтах и континентальных рифтах) в результате спрединга (англ. seafloor spreading — растекание морского дна) образуется новая океаническая кора, а старая поглощается в зонах субдукции.

Тепловая конвекция в веществе мантии возникает как эффективный механизм передачи тепловой энергии из ядра Земли и представляет собой конвективные ячейки размером до нескольких тысяч километров. Над восходящими потоками мантийного вещества, то есть горячими и менее плотными, располагаются зоны спрединга океанского дна.

Нисходящие струи остывшего и более плотного мантийного вещества увлекают за собой литосферные плиты в зонах субдукции. Движение плит осуществляется за счет вязкого сцепления вещества верхней мантии, находящегося в конвективном движении, с неровной подошвой литосферы.

Современные движения литосферных плит фиксируются несколькими методами, самыми распространенными из которых являются методы космической геодезии. Современные GPS-приемники способны фиксировать перемещения плит с точностью до долей миллиметра в год.

Последствия движения литосферных плит также можно наблюдать в сейсмодислокациях — нарушениях сплошности горных пород, возникающих в результате землетрясений, которые, в свою очередь, являются следствием мгновенного снятия напряжений в земной коре.

Известный пример сейсмодислокации — забор на ферме в Калифорнии, неподалеку от Сан-Франциско, разделенный на две части, сдвинутые вдоль разлома Сан-Андреас относительно друг друга на несколько метров.

Модель тектоники плит на поверхности вулканического лавового озера

Более 90% поверхности Земли в современную эпоху покрыто восьмью крупнейшими литосферными плитами:

Что ученые узнали о теории тектоники плит?

Ученый Брэдфорд Фоули из Пенсильванского университета США уверен, что поверхность Земли нельзя считать статичной, ведь она постоянно взволнована. Более того, по мнению специалиста, тектоника действует правильно, расставляя все на свои места. Разломы земной коры также являются результатом взаимодействия подземных плит.

На протяжении веков наука считала, что поверхность Земли, ее крайний слой статичен и жесток. Он не движется и не изменяется. Однако появившаяся теория тектоники плит изменила все понимание почвенного образования. Она явно указывает на постоянное движение поверхности планеты. И доказательством тому служат землетрясения, извержения вулканов, образование гор и вулканических бассейнов.

Все эти события так или иначе связаны с горячими недрами Земли. Все знакомые нам пейзажи, которые есть на планете, являются продуктами эонного цикла, в которого планета занята постоянным усовершенствованием себя.

Тектоника плит сегодня описывает весь внешний слой Земли. Он занимает толщину около 100 км и разбивается на своеобразные паззлы из плит породы, несущей континенты и морское дно. При этом пластины, образующиеся в процессе этого движения, опускаются вглубь планеты. Этот цикл, как заявляют ученые, создает многие геологические чудеса, но он же является и причиной многих стихийных бедствий на нашей планете.

Он связывает между собой многие несовместимые вещи: спрединг морского дна и магнитные полосы в местах формирования землетрясений и горных хребтов. Геодинамик Брэдфорд Фоули из Пенсильванского университета считает, что тектоника плит действует правильным образом, поскольку она все расставляет на свои места.

А потому теория кажется не просто убедительной, а реальной. Поверхность Земли нельзя считать неподвижной. Она постоянно взволнованная и беспокойная. Образуемые разломы — это тоже результат взаимодействия тектонических плит. Они подтверждают идею дрейфующих континентов, которая считается необычной.

Возраст дна океанов (красный цвет соответствует молодой коре)

Какое будущее у науки тектоники?

Несмотря на кажущуюся простоту и изящность, по мере накопления новых данных концепция тектоники литосферных плит непрерывно развивается.

Одним из актуальных вопросов современной тектоники и геодинамики остается объяснение причин внутриплитного магматизма и магматизма горячих точек, в результате которого возникают цепочки океанических островов, например, Гавайи или супервулканы вроде Йеллоустонского, а также крупные магматические провинции, скажем, Сибирские траппы и траппы плато Декан в Индии.

Одной из наиболее распространенных гипотез, объясняющих причины внутриплитного магматизма, является концепция мантийных плюмов — струй горячего мантийного вещества, поднимающихся с границы ядро — мантия и являющихся источником избыточного (по сравнению со средним для мантии значением) тепла, которое инициирует выплавление огромных объемов магмы.

В случае излияния на поверхность континента или океанского дна эти расплавы, по составу соответствующие базальтам, формируют крупные изверженные провинции.

Если при подъеме к поверхности земли плюм упирается в океанскую кору, то он прожигает ее, в результате чего формируются вулканические острова — подводные вулканы, вершины которых возвышаются над поверхностью океана, или крупные океанские базальтовые плато вроде плато Онтонг-Джава в Тихом океане.

Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят

Земля достигнет критической отметки температуры через 20 лет

В космосе нашли гравитационные волны, меняющие пространство и время. Что это значит?

Как связано движение плит Земли с жизнью на планете⁠

Возможно, некоторые читатели слышали рассуждения на тему отождествления планеты Земля с неким живым сверхорганизмом. В частности, обычно утверждается, что Земля способна сама по себе контролировать процессы, происходящие на ней и с ней, помимо этого отвечая за существование жизни. Речь идёт о теории Геи. Гея в свою очередь являлась древнегреческой богиней Земли. По большому счёту совершенно не важно будет ли жизнь на планете следствием «осознанной» деятельности самой планеты как организма, стечением ряда «случайных» обстоятельств или же следствием существования вселенского закона о благоприятных для жизни зонах.

Так или иначе, жизнь на планете существует, и вполне вероятно, что для того чтобы она возникла, необходимы были множество различных по своей природе совпадений или допущений. Одним из которых, безусловно, является геология планеты.

За геологическую активность на Земле отвечают тектонические или литосферные плиты.

Литосферные плиты нашей планеты

Для более наглядного представления можно посмотреть 3D-модель:

Считается, что движение плит может влиять на существование жизни на планете. Так, геологическая активность свойственна не только Земле, но и другим небесным телам Солнечной системы. Впрочем, Земля уникальна не наличием землетрясений, которые есть даже на Луне или Марсе (которые называются лунотрясения и марсотрясения, соответственно), а скорее наличием развитой и сильной тектонической активности.

Сейсмометр на Луне

Также Земля единственная планета в Солнечной системе, внешняя кора которой разбивается на плиты. Тектонические плиты достигают десятков километров толщины.

Мощность (толщина) слоёв Земли

Причину движения тектонических плит и материков пытались описать расширением радиуса Земли. Это очень красивая гипотеза, которая вряд ли имеет что-то общее с действительностью.

Модели Кристофа Хильгенберга, демонстрирующие расширяющуюся Землю

На самом деле, основной причиной активного движения литосферных плит является тепловая конвекция. Нижние слои при нагревании становятся легче и всплывают, а верхние вдали от источника тепла остывают и, тяжелея, опускаются вниз. Конвекцию можно наблюдать при движении ветра, когда в одних частях Земли воздух нагревается, а в других охлаждается в месте соприкосновения и создаётся движение. И если наблюдать ветер и воздушные потоки мы, по сути, не можем (их возможно только почувствовать), то на явление конвекции в лавовой лампе можно посмотреть.

Конечно масло в лавовой лампе — это не магматические горные породы в мантии, но не стоит забывать и про такой фактор как время. А именно, тот факт, что в масштабе секунд (в котором по сути живёт и мыслит отдельный человек) вещество мантии Земли твёрдое, но в масштабе лет и десятилетий это вещество приобретает жидкие свойства. Возможно, также это зависит от размеров рассматриваемого объекта.

Сравнение конвекции в мантии Земли и в лавовых лампах

Отчасти это говорит и о том, что жизнь и скорость восприятия окружающего пространства предпочтительнее всего именно в масштабе секунд (или максимум минут). Тогда как глобальные и космические процессы должны существовать в более медленном масштабе времени. Получается, что помимо необходимости существования благоприятных зон для жизни, существует необходимость и некоторого временного окна определённого масштаба. Но об этом мы поговорим позже.

Интересно будет посмотреть на явление конвекции в мантии по результатам современных исследований Шмеллинга, которые отображают холодные (синим) и горячие (красным) области в мантии Земли.

Конвективное движение в мантии Земли, цвет отображает температуру. Координата z отображает глубину до границы мантии с ядром (разрыв Гутенберга), а координата x отображает часть длины окружности ядра (или разрыва Гутенберга).

На данном изображении хорошо видно конвективное движение внутри мантии. Движение, вызываемое конвекцией, приводит к ряду процессов, а именно движению тектонических плит и его последствиям.

Движение между двумя плитами очевидно может быть либо сходящимся и сталкивающимся, либо же расходящимся с образованием разлома. Схождение или конвергенция приводит к субдукции (одна плита залезает под другую) или коллизии (смятие двух плит с образованием горных цепей). Расхождение или дивергенция приводит к спредингу (раздвижению плит с образованием хребтов в океанах) и рифтингу (с образованием разлома континентальной коры). Также существует третий тип движения плит — трансформный, когда плиты двигаются вдоль разлома. Так или иначе о характере движения плит стоит поговорить отдельно, особенно учитывая большое количество терминологии.

Скорость движения тектонических плит Земли, и типы движения этих плит у их границ.

Также стоит упомянуть о толщине плит, или их мощности. Земная кора бывает материковой и океанической; океаническая земная кора достигает 5–15 км, тогда как материковая земная кора достигает 15–80 км. Это говорит о том, что по сравнению с мантией земная кора крайне «тонка». Поэтому движение плит и их стабильное состояние даже в масштабе секунд крайне сложно себе вообразить (если это вообще возможно). И поэтому движение тектонических плит само по себе может вызвать крайнее удивление своей невозможностью структуры, сложностью реализации и кажущейся ненадёжностью. Так или иначе, ничего лучшего нам не дано.

Результатом движения плит, помимо существующей жизни (хотя это и не доказано), можно назвать землетрясения и вулканизм. Если вулканы распространены не только на границах плит, то карта землетрясений за последние десятки лет чётко вырисовывает границы тектонических плит, и зависимость здесь видимо прямая. Кольцо вулканов вокруг Тихоокеанской плиты называют «Тихоокеанское огненное кольцо».

Карта недавних землетрясений и активных вулканов

К чему же приведёт движение тектонических плит на Земле в будущем, и что из этого получится, мы расскажем в последующих материалах.

Оригинал статьи: Диалог

Правила сообщества

Основные условия публикации

— Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

— Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

— Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

— Видеоматериалы должны иметь описание.

— Названия должны отражать суть исследования.

— Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.

Не принимаются к публикации

— Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

— Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.

— Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

— Попытки использовать сообщество для рекламы.

— Фальсификация фактов.

— Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

— Троллинг, флейм.

— Нарушение правил сайта в целом.

Лучшие посты за сегодня

20 часов назад

Предательство⁠

С 29го июля по 5е августа отдыхали в Турции. В басике «столкнулись» с парой. Русская и турок. Их разделяют тысячи километров. Она летает к нему каждый год. Она его любит. Он маломальски по русски изъясняется. И тоже любит её. Прекрасная пара. Но.- Где работаешь? — спросил я- Не работаю. — ответила она.- Отель не дешёвый. Турок твой оплачивает?- Не. Муж. В смысле, блядь, муж??!! 1!Да, оказалось у неё муж и сын. А любит она обоих. Обоих мужиков. Тот, российский, не знает о её похождениях. Чувак, если у тебя жена Ольга каждый год летает в Турцию, знай, ты рогоносец.

23 часа назад

А вы чапаете?⁠

Мне тут приезжий сказал, что ни разу не слышал это слово, погуглил и с удивлением узнал что большая часть России о нём не в курсе. Мы всё детство чапали в школу и ни разу не задумывались об этом.

Ответ на пост «Я добавляю овощи в любую еду, чтобы ребенок соседки не мог ее есть. Его мать угрожает пожаловаться властям»⁠

Собственно, работаю вахтой. Отправили на Ямал, застрял там на пару месяцев, хотя обещали дней на 15-20. С продуктами там на месторождении тяжело: докупить что-то тяжело, ближайший магазин хрен знает где, да и далеко не каждый согласится привезти что-то тяжелее сигарет. Готовили в бригадах сами себе, или кооперировались по сменам 2-3 человека.

Вопрос с покупкой еды решал так: выкупал остатки продуктов у тех кто перевахтовался и ехал домой, заказывал ненцу знакомому(приходилось на водку добавлять ему), хлеб заказывал в буровой столовой.

Под конец вахты досталась бригада в составе которой половина дагестанцев была, тоже как и я, на калыме. Ну и готовил я себе сам(сковородка, кастрюля и прочая посуда свои). Стал замечать, что гуляш например, суп с лапшой и все такое катастрофически быстро заканчиваются.

Говно вопрос! Сало ел только в прикуску, а тут стал на нем готовить абсолютно всё)). Еды стало хватать дня на три. Как-то мне даже в подарок растительное масло предложили «друзья» с Кавказа)). Отказался, сказал люблю сало и шкварки))). А один раз мастер, Мага, открыл крышку, в которой булькало рагу, распространявшее охуительный запах: «да бля, опять с салом». Оказывается, готовка не мужское дело, сука, но западло было по-человечески предложить питаться вместе? Надо было пиздить хавку, которую еще хуй достать.

Доверие к полиции⁠

Ехал весной поездом в Питер. Наблюдал такой случай, остановка, народ вываливает на перрон. Женщина с ребенком годика 3-4. Начинает отчитывать его «Ты плохо себя ведешь, отдам тебя дядям». В это время по перрону проходили полицейские и один из них сержант такой: «Вот, мамочка, не надо пугать детей полицией, а то потом они нам не доверяют. Там вон цыгане в следующем вагоне едут, пугайте ими»

12 часов назад

Актуально⁠

upd: Картина Сергея Авдеева. https://fineartamerica.com/featured/two-bachelors-sergey-avdeev.html

Российская шахматистка выиграла Кубок мира⁠

🏆Александра Горячкина сияет на мировой шахматной арене! Она одолела Нургюл Салимову из Болгарии и стала обладательницей Кубка мира! Великолепная игра и заслуженная победа! 🥇👏

В подмосковном Нахабино мигрант ударил девушку из-за шорт⁠

— Да ты посмотри на неё— Она бегает, спортсменка— Девушка может быть спортсменкой?

Автодом ГАЗ-66⁠

Опишу мой путь создания автодома из автомобиля ГАЗ-66, может кому то будет полезно.

Началось все в далеком 2016 году. На тот момент был не самый легкий период моей жизни. Душа требовала какой то отдушины, но ни во что конкретное это желание не конвертировалось. Всегда любил технику, работу руками, но как это использовать для хобби долгое время не понимал. Осенью 16го года увидел по телевизору небольшой репортаж про БРДМ-2 и загорелся идеей приобрести такой агрегат для внедорожных покатушек. Пересмотрел кучу роликов, прочитал массу информации по этой тематике. Записался на курсы на категорию С, после которой планировал получить права тракториста, которые нужны для данного агрегата.

Съездил посмотрел несколько продающихся БРДМ, на паре покатался даже немного. Смотрел агрегаты не в стоке, а уже доработанные под более менее комфортную эксплуатацию. Чем больше погружался в тему, тем больше понимал что данный агрегат для гражданского использования не очень подходит. Проходимость страдает из-за высокого веса и слабого двигателя, пространства внутри очень не много, не смотря на внушительные внешние габариты, обзорность даже с доработками и остеклением почти никакая. Очень шумно при езде.  Плавучесть на уровне «не плывет, а медленно тонет».

Поняв, что для моих целей больше подходит ГАЗ-66, стал ориентироваться на него. К апрелю 17го года закончил обучение на категорию и принял решение приобрести ГАЗ-66. Принципиальным фактором при поиске был уже установленный дизельный двигатель, не гнилой, лучше если будет кунг или вахтовка. Нашелся в нашем городе именно такой экземпляр в продаже, который и был приобретен.

Далее производил по нему некоторые технические доработки, выезжал на нем на покатушки. Однако водительские и ремонтные навыки были в зачаточном состоянии,  В конце августа 2018 года в процессе выезда повредил радиатор, из за чего упустил антифриз и, как следствие, перегрел движок. До кучи еще и сломал лебедку.  К этому моменту понял, что формат офф-роад выездов это абсолютно не моё. Поэтому встал вопрос что же делать дальше. В общем, решил что машину буду полностью перебирать, доводить до ума и делать из нее своего рода кемпер для выезда на природу. В начале 2019 года начал полностью разбирать её и вот так она выглядела в декабре 2019-го.

Просто набор запчастей. Декабрь 19-го.

Я в процессе переборки

К лету 21-го года машина была собрана и поставлена на ход, хотя работ по ней еще оставалось огромное количество. Выглядела она так:

ГАЗ-66 еще не автодом

За два года были устранены прежние недоработки, установлен и обустроен новый кунг, накоплен какой-то опыт эксплуатации.

ГАЗ-66 Автодом. Август 23-го.

Ну и остальные ракурсы:

Здесь опишу  основные технические доработки отдельно по шасси и по кунгу.

Был приобретен кунг К1.66, после чего все железо из него было выкинуто. Зачистил от гнили. По планировке кунг разделил на два отсека: технический и жилой. В техническом отсеке размещены все инженерные системы, техническое барахло и т.п. В жилом отсеке соответственно жилая зона. Описывать, думаю, особо смысла нет — все видно на фото.

Инженерные системы в кунге состоят из:

В жилом отсеке предусмотрены туалет, душ, холодильник, мойка, плита, телевизор, освещение.

Если будет интересно, то в следующих постах могу описать особенности проведения таких работ, какие навыки и знания были приобретены, как обустраивались места работ (за время реализации проекта сменил три гаража, в итоге купил свой), расскажу о нюансах эксплуатации и владения данной техникой. Понимаю, что машина специфическая и эти вопросы вряд ли будут интересны широкому кругу, но если все же кого заинтересует, черкните в коментах.

Отзыв о заправке⁠

Я человек простой. Просят оставить отзыв — мне не трудно)