Рух літосферних плит. Великі плити літосфери. Назви літосферних плит

Плити літосфери Землі є величезні брили. Їх фундамент утворений сильно зім`ятими в складки гранітними метаморфізованих магматическими породами. назви літосферних плит будуть приведені в статті нижче. Зверху вони прикриті трьох-чотирикілометровим "чохлом". Він сформований з осадових порід. Платформа має рельєф, що складається з окремих гірських хребтів і великих рівнин. Далі буде розглянута теорія руху літосферних плит.

поява гіпотези

Теорія руху літосферних плит з`явилася на початку двадцятого століття. Згодом їй судилося зіграти основну роль в дослідженнях планети. Вчений Тейлор, а після нього і Вегенер, висунув гіпотезу про те, що з плином часу відбувається дрейф літосферних плит в горизонтальному напрямку. Однак в тридцяті роки 20-го століття утвердилася інша думка. Згідно з ним, переміщення літосферних плит здійснювалося вертикально. В основі цього явища лежав процес диференціації мантійного речовини планети. Воно стало називатися фіксизму. Таке найменування було обумовлено тим, що визнавалося постійно фіксоване положення ділянок кори щодо мантії. Але в 1960-му році після відкриття глобальної системи серединно-океанічних хребтів, які оперізують всю планету і виходять в деяких районах на сушу, відбулося повернення до гіпотези початку 20-го століття. Однак теорія знайшла нову форму. Тектоніка брил стала провідною гіпотезою в науках, які вивчають структуру планети.

Основні положення

Було визначено, що існують великі плити літосфери. Їх кількість обмежена. Також існують плити літосфери Землі меншого розміру. Межі між ними проводять по згущення в осередках землетрусів.

Назви літосферних плит відповідають розташованим над ними материковим і океанічних областях. Брил, що мають величезну площу, всього сім. Найбільші плити літосфери - це Південно-і Північно-Американські, Євро-Азіатська, Африканська, Антарктична, Тихоокеанська та Індо-Австралійська.

Брили, що пливуть по астеносфері, відрізняються монолітністю і жорсткістю. Наведені вище ділянки - це основні плити літосфери. Відповідно до початковими уявленнями вважалося, що материки прокладають собі дорогу через океанічне дно. При цьому рух літосферних плит здійснювалося під впливом невидимої сили. В результаті проведених досліджень було виявлено, що брили пливуть пасивно за матеріалом мантії. Варто відзначити, що їх напрямок спочатку вертикально. Мантійних матеріал піднімається під гребенем хребта вгору. Потім відбувається поширення в обидва боки. Відповідно, спостерігається розбіжність літосферних плит. Дана модель являє океанічне дно як гігантської конвеєрної стрічки. Вона виходить на поверхню в рифтових областях серединно-океанічних хребтів. Потім ховається в глибоководних жолобах.

Розбіжність літосферних плит провокує розширення океанічних лож. Однак обсяг планети, незважаючи на це, залишається постійним. Справа в тому, що народження нової кори компенсується її поглинанням в ділянках субдукції (поддвига) в глибоководних жолобах.

Чому відбувається рух літосферних плит?

Причина полягає в тепловій конвекції мантійного матеріалу планети. Літосфера піддається розтягування і відчуває підйом, що відбувається над висхідними гілками від конвективних течій. Це провокує рух літосферних плит в сторони. У міру віддалення від серединно-океанічних Рифт відбувається ущільнення платформи. Вона стає важче, її поверхня опускається вниз. Цим пояснюється збільшення океанічної глибини. В результаті платформа занурюється в глибоководні жолоби. При згасанні висхідних потоків від розігрітій мантії вона охолоджується і опускається з формуванням басейнів, які заповнюються опадами.

Зони зіткнення літосферних плит - це області, де кора і платформа відчувають стиснення. У зв`язку з цим потужність першої підвищується. В результаті починається висхідний рух літосферних плит. Воно призводить до формування гір.

дослідження

Вивчення сьогодні здійснюється із застосуванням геодезичних методів. Вони дозволяють зробити висновок про безперервність і повсюдності процесів. Виявляються також зони зіткнення літосферних плит. Швидкість підйому може становити до десятка міліметрів.

Горизонтально великі плити літосфери пливуть трохи швидше. У цьому випадку швидкість може скласти до десятка сантиметрів протягом року. Так, наприклад, Санкт-Петербург піднявся вже на метр за весь період свого існування. Скандинавський півострів - на 250 м за 25 000 років. Мантійних матеріал рухається порівняно повільно. Однак в результаті відбуваються землетруси, виверження вулканів та інші явища. Це дозволяє зробити висновок про великої потужності переміщення матеріалу.

Використовуючи тектонічну позицію плит, дослідники пояснюють безліч геологічних явищ. Разом з цим в ході вивчення з`ясувалася набагато більша, ніж це уявлялося на самому початку появи гіпотези, складність процесів, що відбуваються з платформою.

Тектоніка плит не змогла пояснити зміни інтенсивності деформацій і руху, наявність глобальної стійкої мережі з глибоких розломів і деякі інші явища. Залишається також відкритим питання про історичне початку дії. Прямі ознаки, що вказують на плитно-тектонічні процеси, відомі з періоду пізнього протерозою. Однак ряд дослідників визнає їх прояв з архею або раннього протерозою.

Розширення можливостей для дослідження

Поява сейсмотомографии зумовило перехід цієї науки на якісно новий рівень. У середині вісімдесятих років минулого століття глибинна геодинаміка стала найперспективнішим і молодим напрямком з усіх існуючих наук про Землю. Однак рішення нових завдань здійснювалося з використанням не тільки сейсмотомографии. На допомогу прийшли і інші науки. До них, зокрема, відносять експериментальну мінералогію.

Завдяки наявності нового обладнання з`явилася можливість вивчати поведінку речовин при температурах і тисках, відповідних максимальним на глибинах мантії. Також в дослідженнях використовувалися методи ізотопної геохімії. Ця наука вивчає, зокрема, ізотопний баланс рідкісних елементів, а також благородних газів в різних земних оболонках. При цьому показники порівнюються з метеоритними даними. Застосовуються методи геомагнетизму, за допомогою яких вчені намагаються розкрити причини і механізм інверсій в магнітному полі.

сучасна картина

Гіпотеза тектоніки платформи продовжує задовільно пояснювати процес розвитку кори океанів і континентів протягом хоча б останніх трьох мільярдів років. При цьому є супутникові вимірювання, відповідно до яких підтверджено факт того, що основні плити літосфери Землі не стоять на місці. В результаті вимальовується певна картина.

У поперечному перерізі планети присутній три найактивніших шару. Потужність кожного з них становить кілька сотень кілометрів. Передбачається, що виконання головної ролі в глобальній геодинаміці покладено саме на них. У 1972 році Морган обгрунтував висунуту в 1963-му Вілсоном гіпотезу про висхідних мантійних струменях. Ця теорія пояснила явище про внутріплітнимі магнетизм. Виникла в результаті плюм-тектоніка стає з плином часу все більш популярною.

геодинаміка

З її допомогою розглядається взаємодія досить складних процесів, які відбуваються в мантії і корі. Відповідно до концепції, викладеної Артюшкова в його праці "геодинаміка", В якості основного джерела енергії виступає гравітаційна диференціація речовини. Цей процес відзначається в нижній мантії.

Після того як від породи відокремлюються важкі компоненти (залізо та інше), залишається легша маса твердих речовин. Вона опускається в ядро. Розташування легшого шару під важким нестійкий. У зв`язку з цим накопичується матеріал збирається періодично в досить великі блоки, які спливають у верхні шари. Розмір подібних утворень становить близько ста кілометрів. Цей матеріал став основою для формування верхньої мантії Землі.

Нижній шар, ймовірно, є недиференційоване первинне речовина. В ході еволюції планети за рахунок нижньої мантії відбувається зростання верхньої і збільшення ядра. Ймовірніше, що блоки легкого матеріалу піднімаються в нижній мантії уздовж каналів. У них температура маси досить висока. В`язкість при цьому істотно знижена. Підвищенню температури сприяє виділення великого обсягу потенційної енергії в процесі підйому речовини в область сили тяжіння приблизно на відстань в 2000 км. Під час поїздки по такому каналу відбувається сильне нагрівання легких мас. У зв`язку з цим в мантію речовина надходить, володіючи досить високою температурою і значно меншою вагою в порівнянні з тими, що оточують елементами.

Відео: Рух літосферних плит (від Рона Блейка)

За рахунок зниженої щільності легкий матеріал спливає в верхні шари до глибини в 100-200 і менше кілометрів. Зі зниженням тиску падає температура плавлення компонентів речовини. Після первинної диференціації на рівні "ядро-мантія" відбувається вторинна. На невеликих глибинах легке речовина частково піддається плавлення. При диференціації виділяються більш щільні речовини. Вони занурюються в нижні шари верхньої мантії. Виділяються легші компоненти, відповідно, піднімаються вгору.

Комплекс рухів речовин в мантії, пов`язаних з перерозподілом мас, що володіють різною щільністю в результаті диференціації, називають хімічної конвекцією. Підйом легких мас відбувається з періодичністю приблизно в 200 млн років. При цьому впровадження в верхню мантію відзначається не повсюдно. У нижньому шарі канали розташовуються на досить великій відстані один від одного (до декількох тисяч кілометрів).

підйом брил

Як було вище сказано, в тих зонах, де відбувається впровадження великих мас легкого нагрітого матеріалу в астеносферу, відбувається часткове його плавлення і диференціація. В останньому випадку зазначається виділення компонентів і подальше їх спливання. Вони досить швидко проходять крізь астеносферу. При досягненні літосфери їх швидкість знижується. У деяких областях речовина формує скупчення аномальної мантії. Вони залягають, як правило, у верхніх шарах планети.

аномальна мантія

Її склад приблизно відповідає нормальному мантійного речовини. Відмінністю аномального скупчення є більш висока температура (до 1300-1500 градусів) і знижена швидкість пружних поздовжніх хвиль.

Надходження речовини під літосферу провокує ізостатичне підняття. У зв`язку з підвищеною температурою аномальне скупчення володіє більш низькою щільністю, ніж нормальна мантія. Крім того, відзначається невелика в`язкість складу.

У процесі надходження до літосфері аномальна мантія досить швидко розподіляється уздовж підошви. При цьому вона витісняє більш щільне і менш нагріте речовина астеносфери. Під час поїздки аномальне скупчення заповнює ті ділянки, де підошва платформи знаходиться в піднесеному стані (пастки), а глибоко занурені області вона обтікає. У підсумку в першому випадку наголошується ізостатичне підняття. Над зануреними же областями кора залишається стабільною.

пастки

Процес охолодження мантійного верхнього шару і кори до глибини приблизно ста кілометрів відбувається повільно. В цілому він займає кілька сотень мільйонів років. У зв`язку з цим неоднорідності в потужності літосфери, що пояснюється горизонтальними температурними відмінностями, мають досить великою інерційністю. У тому випадку, якщо пастка розташовується неподалік від висхідного потоку аномального скупчення з глибини, велика кількість речовини захоплюється сильно нагрітим. В результаті формується досить великий гірський елемент. Відповідно до даної схеми відбуваються високі підняття на ділянці епіплатформенного орогенеза в складчастих поясах.

Відео: Рельєф Землі гори і рівнини

опис процесів

У пастці аномальний шар в ході охолодження піддається стиску на 1-2 кілометри. Кора, розташована зверху, занурюється. У сформованому прогині починають накопичуватися опади. Їх тяжкість сприяє ще більше занурює літосфери. В результаті глибина басейну може скласти від 5 до 8 км. Разом з цим при ущільненні мантії в нижній ділянці базальтового шару в корі може відзначатися фазове перетворення породи в Еклогіт і гранатовий гранулит. За рахунок виходить з аномального речовини теплового потоку відбувається прогрівання вищерозміщеної мантії і зниження її в`язкості. У зв`язку з цим спостерігається поступове витіснення нормального скупчення.

горизонтальні зміщення

При утворенні підняттів в процесі надходження аномальної мантії до кори на континентах і океанах відбувається збільшення потенційної енергії, запасеної в верхніх шарах планети. Для скидання надлишків речовини прагнуть розійтися в сторони. В результаті формуються додаткові напруги. З ними пов`язані різні типи руху плит і кори.

Розростання океанічного дна і плавання материків є наслідком одночасного розширення хребтів і занурення платформи в мантію. Під першими розташовуються великі маси з сильно нагрітого аномального речовини. В осьовій частині цих хребтів останнім знаходиться безпосередньо під корою. Літосфера тут має значно меншу потужність. Аномальна мантія при цьому розтікається в ділянці підвищеного тиску - в обидва боки з-під хребта. Разом з цим вона досить легко розриває кору океану. Ущелина наповнюється базальтової магмою. Вона, в свою чергу, виплавляється з аномальною мантії. В процесі застигання магми формується нова океанічна кора. Так відбувається розростання дна.

особливості процесу

Під серединними хребтами аномальна мантія володіє зниженою в`язкістю внаслідок підвищеної температури. Речовина здатна досить швидко розтікатися. У зв`язку з цим розростання дна відбувається з підвищеною швидкістю. Щодо низькою в`язкістю також володіє океанічна астеносфера.

Основні плити літосфери Землі пливуть від хребтів до місць занурення. Якщо ці ділянки знаходяться в одному океані, то процес відбувається з порівняно високою швидкістю. Така ситуація характерна сьогодні для Тихого океану. Якщо розростання дна і занурення відбувається в різних областях, то розташований між ними континент дрейфує в ту сторону, де відбувається поглиблення. Під материками в`язкість астеносфери вище, ніж під океанами. У зв`язку з виникаючим тертям з`являється значний опір руху. В результаті знижується швидкість, з якою відбувається розширення дна, якщо відсутня компенсація занурення мантії в тій же області. Таким чином, розростання в Тихому океані відбувається швидше, ніж в Атлантичному.