Όταν υπήρξε μια μεγάλη κίνηση των πλακών στη γη. Η Ρωσία θα επιτεθεί στην Ιαπωνία
Οι λιθοσφαιρικές πλάκες της Γης είναι τεράστιοι όγκοι. Τα θεμέλιά τους σχηματίζονται από ισχυρά διπλωμένα μεταμορφωμένα πυριγενή πετρώματα από γρανίτη. Τα ονόματα των λιθοσφαιρικών πλακών θα δοθούν στο παρακάτω άρθρο. Από πάνω καλύπτονται με ένα «κάλυμμα» τριών έως τεσσάρων χιλιομέτρων. Σχηματίζεται από ιζηματογενή πετρώματα. Η πλατφόρμα έχει μια τοπογραφία που αποτελείται από απομονωμένες οροσειρές και απέραντες πεδιάδες. Στη συνέχεια, θα εξεταστεί η θεωρία της κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών.
Η εμφάνιση μιας υπόθεσης
Η θεωρία της κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών εμφανίστηκε στις αρχές του εικοστού αιώνα. Στη συνέχεια, προοριζόταν να παίξει σημαντικό ρόλο στην πλανητική εξερεύνηση. Ο επιστήμονας Taylor, και μετά από αυτόν ο Wegener, διατύπωσαν την υπόθεση ότι με την πάροδο του χρόνου, οι λιθοσφαιρικές πλάκες παρασύρονται σε οριζόντια κατεύθυνση. Ωστόσο, στη δεκαετία του 30 του 20ου αιώνα επικράτησε μια διαφορετική άποψη. Σύμφωνα με τον ίδιο, η κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών γινόταν κάθετα. Αυτό το φαινόμενο βασίστηκε στη διαδικασία διαφοροποίησης της ύλης του μανδύα του πλανήτη. Έφτασε να ονομάζεται φιξισμός. Αυτό το όνομα οφειλόταν στο γεγονός ότι αναγνωρίστηκε η μόνιμα σταθερή θέση τμημάτων του φλοιού σε σχέση με τον μανδύα. Αλλά το 1960, μετά την ανακάλυψη ενός παγκόσμιου συστήματος μεσοωκεάνιων κορυφογραμμών που περικυκλώνουν ολόκληρο τον πλανήτη και φτάνουν στη γη σε ορισμένες περιοχές, υπήρξε μια επιστροφή στην υπόθεση των αρχών του 20ού αιώνα. Ωστόσο, η θεωρία πήρε νέα μορφή. Η τεκτονική των μπλοκ έχει γίνει μια κορυφαία υπόθεση στις επιστήμες που μελετούν τη δομή του πλανήτη.
Βασικές διατάξεις
Διαπιστώθηκε ότι υπάρχουν μεγάλες λιθοσφαιρικές πλάκες. Ο αριθμός τους είναι περιορισμένος. Υπάρχουν επίσης μικρότερες λιθοσφαιρικές πλάκες της Γης. Τα μεταξύ τους όρια χαράσσονται ανάλογα με τη συγκέντρωση στις εστίες του σεισμού.
Τα ονόματα των λιθοσφαιρικών πλακών αντιστοιχούν στις ηπειρωτικές και ωκεάνιες περιοχές που βρίσκονται από πάνω τους. Υπάρχουν μόνο επτά τετράγωνα με τεράστια έκταση. Οι μεγαλύτερες λιθοσφαιρικές πλάκες είναι η Νότια και Βόρεια Αμερική, η Ευρωασιατική, η Αφρικανική, η Ανταρκτική, ο Ειρηνικός και η Ινδο-Αυστραλιανή.
Τα μπλοκ που επιπλέουν στην ασθενόσφαιρα διακρίνονται για τη στιβαρότητα και την ακαμψία τους. Οι παραπάνω περιοχές είναι οι κύριες λιθοσφαιρικές πλάκες. Σύμφωνα με τις αρχικές ιδέες, πιστευόταν ότι οι ήπειροι διασχίζουν τον πυθμένα του ωκεανού. Σε αυτή την περίπτωση, η κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών πραγματοποιήθηκε υπό την επίδραση μιας αόρατης δύναμης. Ως αποτέλεσμα των μελετών, αποκαλύφθηκε ότι τα μπλοκ επιπλέουν παθητικά κατά μήκος του υλικού του μανδύα. Αξίζει να σημειωθεί ότι η κατεύθυνσή τους είναι πρώτα κάθετη. Το υλικό του μανδύα ανεβαίνει προς τα πάνω κάτω από την κορυφή της κορυφογραμμής. Στη συνέχεια, η διάδοση γίνεται και προς τις δύο κατευθύνσεις. Αντίστοιχα, παρατηρείται η απόκλιση των λιθοσφαιρικών πλακών. Αυτό το μοντέλο αντιπροσωπεύει τον πυθμένα του ωκεανού ως γιγάντιο και βγαίνει στην επιφάνεια στις ρήξεις των μεσοωκεάνιων κορυφογραμμών. Στη συνέχεια κρύβεται σε χαρακώματα βαθιάς θάλασσας.
Η απόκλιση των λιθοσφαιρικών πλακών προκαλεί την επέκταση των βυθών των ωκεανών. Ωστόσο, ο όγκος του πλανήτη, παρόλα αυτά, παραμένει σταθερός. Γεγονός είναι ότι η γέννηση του νέου φλοιού αντισταθμίζεται από την απορρόφησή του σε περιοχές βύθισης (υποώθησης) σε χαρακώματα βαθιάς θάλασσας.
Γιατί κινούνται οι λιθοσφαιρικές πλάκες;
Ο λόγος είναι η θερμική μεταφορά του υλικού του μανδύα του πλανήτη. Η λιθόσφαιρα τεντώνεται και ανεβαίνει, κάτι που εμφανίζεται πάνω από τους ανιόντες κλάδους των συναγωγικών ρευμάτων. Αυτό προκαλεί την κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών στα πλάγια. Καθώς η πλατφόρμα απομακρύνεται από τα ρήγματα στο μέσο του ωκεανού, η πλατφόρμα γίνεται πιο πυκνή. Γίνεται πιο βαρύ, η επιφάνειά του βυθίζεται. Αυτό εξηγεί την αύξηση του βάθους των ωκεανών. Ως αποτέλεσμα, η πλατφόρμα βυθίζεται σε χαρακώματα βαθιάς θάλασσας. Καθώς ο θερμαινόμενος μανδύας αποσυντίθεται, ψύχεται και βυθίζεται, σχηματίζοντας λεκάνες που γεμίζουν με ίζημα.
Οι ζώνες σύγκρουσης πλακών είναι περιοχές όπου ο φλοιός και η πλατφόρμα υφίστανται συμπίεση. Από αυτή την άποψη, η δύναμη του πρώτου αυξάνεται. Ως αποτέλεσμα, αρχίζει η ανοδική κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών. Οδηγεί στο σχηματισμό βουνών.
Ερευνα
Η μελέτη σήμερα γίνεται με γεωδαιτικές μεθόδους. Μας επιτρέπουν να βγάλουμε ένα συμπέρασμα σχετικά με τη συνέχεια και την πανταχού παρουσία των διαδικασιών. Εντοπίζονται επίσης ζώνες σύγκρουσης λιθοσφαιρικών πλακών. Η ταχύτητα ανύψωσης μπορεί να είναι έως και δεκάδες χιλιοστά.
Οριζόντια μεγάλες λιθοσφαιρικές πλάκες επιπλέουν κάπως πιο γρήγορα. Σε αυτήν την περίπτωση, η ταχύτητα μπορεί να είναι έως και δέκα εκατοστά κατά τη διάρκεια ενός έτους. Έτσι, για παράδειγμα, η Αγία Πετρούπολη έχει ήδη ανέβει κατά ένα μέτρο σε όλη την περίοδο της ύπαρξής της. Σκανδιναβική Χερσόνησος - κατά 250 μέτρα σε 25.000 χρόνια. Το υλικό του μανδύα κινείται σχετικά αργά. Ως αποτέλεσμα όμως συμβαίνουν σεισμοί και άλλα φαινόμενα. Αυτό μας επιτρέπει να συμπεράνουμε για την υψηλή δύναμη της κίνησης του υλικού.
Χρησιμοποιώντας την τεκτονική θέση των πλακών, οι ερευνητές εξηγούν πολλά γεωλογικά φαινόμενα. Ταυτόχρονα, κατά τη διάρκεια της μελέτης κατέστη σαφές ότι η πολυπλοκότητα των διαδικασιών που συνέβαιναν με την πλατφόρμα ήταν πολύ μεγαλύτερη από ό,τι φαινόταν στην αρχή της υπόθεσης.
Η τεκτονική των πλακών δεν μπορούσε να εξηγήσει τις αλλαγές στην ένταση της παραμόρφωσης και της κίνησης, την παρουσία ενός παγκόσμιου σταθερού δικτύου βαθιών ρηγμάτων και ορισμένα άλλα φαινόμενα. Ανοιχτό παραμένει και το ζήτημα της ιστορικής αρχής της δράσης. Άμεσα σημάδια που υποδεικνύουν τεκτονικές διεργασίες πλακών είναι γνωστά από την ύστερη προτεροζωική περίοδο. Ωστόσο, ένας αριθμός ερευνητών αναγνωρίζει την εκδήλωσή τους από τον Αρχαίο ή τον Πρώιμο Προτεροζωικό.
Διεύρυνση των ερευνητικών ευκαιριών
Η εμφάνιση της σεισμικής τομογραφίας οδήγησε στη μετάβαση αυτής της επιστήμης σε ένα ποιοτικά νέο επίπεδο. Στα μέσα της δεκαετίας του ογδόντα του περασμένου αιώνα, η βαθιά γεωδυναμική έγινε η πιο πολλά υποσχόμενη και νεότερη κατεύθυνση από όλες τις υπάρχουσες γεωεπιστήμες. Ωστόσο, νέα προβλήματα επιλύθηκαν χρησιμοποιώντας όχι μόνο τη σεισμική τομογραφία. Άλλες επιστήμες ήρθαν επίσης στη διάσωση. Αυτά περιλαμβάνουν, ειδικότερα, την πειραματική ορυκτολογία.
Χάρη στη διαθεσιμότητα νέου εξοπλισμού, κατέστη δυνατή η μελέτη της συμπεριφοράς των ουσιών σε θερμοκρασίες και πιέσεις που αντιστοιχούν στο μέγιστο στα βάθη του μανδύα. Η έρευνα χρησιμοποίησε επίσης μεθόδους γεωχημείας ισοτόπων. Αυτή η επιστήμη μελετά, ειδικότερα, την ισοτοπική ισορροπία σπάνιων στοιχείων, καθώς και ευγενών αερίων σε διάφορα γήινα κελύφη. Σε αυτή την περίπτωση, οι δείκτες συγκρίνονται με δεδομένα μετεωριτών. Χρησιμοποιούνται μέθοδοι γεωμαγνητισμού, με τη βοήθεια των οποίων οι επιστήμονες προσπαθούν να αποκαλύψουν τις αιτίες και τον μηχανισμό των αντιστροφών στο μαγνητικό πεδίο.
Σύγχρονη ζωγραφική
Η υπόθεση της τεκτονικής πλατφόρμας συνεχίζει να εξηγεί ικανοποιητικά τη διαδικασία ανάπτυξης του φλοιού τουλάχιστον τα τελευταία τρία δισεκατομμύρια χρόνια. Παράλληλα, υπάρχουν δορυφορικές μετρήσεις, σύμφωνα με τις οποίες επιβεβαιώνεται το γεγονός ότι οι κύριες λιθοσφαιρικές πλάκες της Γης δεν στέκονται ακίνητες. Ως αποτέλεσμα, προκύπτει μια συγκεκριμένη εικόνα.
Στη διατομή του πλανήτη υπάρχουν τρία πιο ενεργά στρώματα. Το πάχος καθενός από αυτά είναι αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα. Υποτίθεται ότι τους έχει ανατεθεί να παίξουν τον κύριο ρόλο στην παγκόσμια γεωδυναμική. Το 1972, ο Morgan τεκμηρίωσε την υπόθεση των ανερχόμενων πίδακες μανδύα που προτάθηκε το 1963 από τον Wilson. Αυτή η θεωρία εξήγησε το φαινόμενο του ενδοπλακικού μαγνητισμού. Η προκύπτουσα τεκτονική του λοφίου έχει γίνει όλο και πιο δημοφιλής με την πάροδο του χρόνου.
Γεωδυναμική
Με τη βοήθειά του, εξετάζεται η αλληλεπίδραση μάλλον πολύπλοκων διεργασιών που συμβαίνουν στον μανδύα και τον φλοιό. Σύμφωνα με την έννοια που περιγράφει ο Artyushkov στο έργο του "Γεωδυναμική", η βαρυτική διαφοροποίηση της ύλης λειτουργεί ως η κύρια πηγή ενέργειας. Αυτή η διαδικασία παρατηρείται στον κάτω μανδύα.
Αφού τα βαριά συστατικά (σίδηρος κ.λπ.) διαχωριστούν από το βράχο, παραμένει μια ελαφρύτερη μάζα στερεών. Κατέρχεται στον πυρήνα. Η τοποθέτηση ενός ελαφρύτερου στρώματος κάτω από ένα βαρύτερο είναι ασταθές. Από αυτή την άποψη, το συσσωρευόμενο υλικό συλλέγεται περιοδικά σε αρκετά μεγάλα μπλοκ που επιπλέουν στα ανώτερα στρώματα. Το μέγεθος τέτοιων σχηματισμών είναι περίπου εκατό χιλιόμετρα. Αυτό το υλικό αποτέλεσε τη βάση για το σχηματισμό του άνω μέρους
Το κάτω στρώμα αντιπροσωπεύει πιθανώς αδιαφοροποίητη πρωτογενή ουσία. Κατά την εξέλιξη του πλανήτη, λόγω του κάτω μανδύα, ο άνω μανδύας μεγαλώνει και ο πυρήνας αυξάνεται. Είναι πιο πιθανό ότι μπλοκ ελαφρού υλικού υψώνονται στον κάτω μανδύα κατά μήκος των καναλιών. Η θερμοκρασία μάζας σε αυτά είναι αρκετά υψηλή. Το ιξώδες μειώνεται σημαντικά. Η αύξηση της θερμοκρασίας διευκολύνεται από την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας δυναμικής ενέργειας κατά την άνοδο της ύλης στην περιοχή βαρύτητας σε απόσταση περίπου 2000 km. Κατά τη διάρκεια της κίνησης κατά μήκος ενός τέτοιου καναλιού, εμφανίζεται ισχυρή θέρμανση ελαφρών μαζών. Από αυτή την άποψη, η ουσία εισέρχεται στον μανδύα σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία και σημαντικά μικρότερο βάρος σε σύγκριση με τα γύρω στοιχεία.
Λόγω της μειωμένης πυκνότητας, ελαφρύ υλικό επιπλέει στα ανώτερα στρώματα σε βάθος 100-200 χιλιομέτρων ή λιγότερο. Καθώς η πίεση μειώνεται, το σημείο τήξης των συστατικών της ουσίας μειώνεται. Μετά την πρωτογενή διαφοροποίηση σε επίπεδο πυρήνα-μανδύα, εμφανίζεται δευτερογενής διαφοροποίηση. Σε μικρά βάθη, η ελαφριά ουσία υφίσταται μερική τήξη. Κατά τη διαφοροποίηση, απελευθερώνονται πυκνότερες ουσίες. Βυθίζονται στα κατώτερα στρώματα του άνω μανδύα. Τα απελευθερωμένα ελαφρύτερα εξαρτήματα, αντίστοιχα, ανεβαίνουν προς τα πάνω.
Το σύμπλεγμα κινήσεων ουσιών στον μανδύα που σχετίζεται με την ανακατανομή μαζών που έχουν διαφορετικές πυκνότητες ως αποτέλεσμα διαφοροποίησης ονομάζεται χημική μεταφορά. Η άνοδος των ελαφρών μαζών συμβαίνει με περιοδικότητα περίπου 200 εκατομμυρίων ετών. Ωστόσο, η διείσδυση στον άνω μανδύα δεν παρατηρείται παντού. Στο κάτω στρώμα, τα κανάλια βρίσκονται σε αρκετά μεγάλη απόσταση το ένα από το άλλο (έως και αρκετές χιλιάδες χιλιόμετρα).
Ανυψωτικά μπλοκ
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, σε εκείνες τις ζώνες όπου μεγάλες μάζες ελαφρού θερμαινόμενου υλικού εισάγονται στην ασθενόσφαιρα, συμβαίνει μερική τήξη και διαφοροποίηση. Στην τελευταία περίπτωση, σημειώνεται η απελευθέρωση εξαρτημάτων και η επακόλουθη ανάβασή τους. Περνούν από την ασθενόσφαιρα αρκετά γρήγορα. Όταν φτάνουν στη λιθόσφαιρα, η ταχύτητά τους μειώνεται. Σε ορισμένες περιοχές, η ουσία σχηματίζει συσσωρεύσεις ανώμαλου μανδύα. Βρίσκονται, κατά κανόνα, στα ανώτερα στρώματα του πλανήτη.
Ανώμαλος μανδύας
Η σύνθεσή του αντιστοιχεί περίπου στην κανονική ύλη του μανδύα. Η διαφορά μεταξύ της ανώμαλης συστάδας είναι υψηλότερη θερμοκρασία (μέχρι 1300-1500 μοίρες) και μειωμένη ταχύτητα ελαστικών διαμήκων κυμάτων.
Η είσοδος της ύλης κάτω από τη λιθόσφαιρα προκαλεί ισοστατική ανάταση. Λόγω της αυξημένης θερμοκρασίας, το ανώμαλο σύμπλεγμα έχει μικρότερη πυκνότητα από τον κανονικό μανδύα. Επιπλέον, υπάρχει ένα ελαφρύ ιξώδες της σύνθεσης.
Στη διαδικασία φθάνοντας στη λιθόσφαιρα, ο ανώμαλος μανδύας κατανέμεται αρκετά γρήγορα κατά μήκος της βάσης. Ταυτόχρονα, εκτοπίζει την πυκνότερη και λιγότερο θερμαινόμενη ουσία της ασθενόσφαιρας. Καθώς η κίνηση εξελίσσεται, η ανώμαλη συσσώρευση γεμίζει εκείνες τις περιοχές όπου η βάση της πλατφόρμας βρίσκεται σε ανυψωμένη κατάσταση (παγίδες) και ρέει γύρω από βαθιά βυθισμένες περιοχές. Ως αποτέλεσμα, στην πρώτη περίπτωση υπάρχει ισοστατική άνοδος. Πάνω από τις βυθισμένες περιοχές, ο φλοιός παραμένει σταθερός.
Παγίδες
Η διαδικασία ψύξης του ανώτερου στρώματος και του φλοιού του μανδύα σε βάθος περίπου εκατό χιλιομέτρων συμβαίνει αργά. Συνολικά, χρειάζονται αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Από αυτή την άποψη, οι ετερογένειες στο πάχος της λιθόσφαιρας, που εξηγούνται από οριζόντιες διαφορές θερμοκρασίας, έχουν μια αρκετά μεγάλη αδράνεια. Σε περίπτωση που η παγίδα βρίσκεται κοντά στην ανοδική ροή μιας ανώμαλης συσσώρευσης από τα βάθη, μια μεγάλη ποσότητα ουσίας δεσμεύεται από μια πολύ θερμαινόμενη ουσία. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα αρκετά μεγάλο ορεινό στοιχείο. Σύμφωνα με αυτό το σχήμα, εμφανίζονται υψηλές ανυψώσεις στην περιοχή της ορογένεσης της επιπλατφόρμας στο
Περιγραφή διαδικασιών
Στην παγίδα, το ανώμαλο στρώμα συμπιέζεται κατά 1-2 χιλιόμετρα κατά την ψύξη. Η κρούστα που βρίσκεται στην κορυφή βυθίζεται. Το ίζημα αρχίζει να συσσωρεύεται στη σχηματισμένη γούρνα. Η σοβαρότητά τους συμβάλλει στην ακόμη μεγαλύτερη καθίζηση της λιθόσφαιρας. Ως αποτέλεσμα, το βάθος της λεκάνης μπορεί να είναι από 5 έως 8 km. Ταυτόχρονα, όταν ο μανδύας συμπυκνώνεται στο κάτω μέρος του στρώματος του βασάλτη στον φλοιό, μπορεί να παρατηρηθεί μετατροπή φάσης του πετρώματος σε εκλογίτη και κοκκώδη γρανάτη. Λόγω της ροής θερμότητας που διαφεύγει από την ανώμαλη ουσία, ο υπερκείμενος μανδύας θερμαίνεται και το ιξώδες του μειώνεται. Από αυτή την άποψη, υπάρχει μια σταδιακή μετατόπιση της κανονικής συσσώρευσης.
Οριζόντιες μετατοπίσεις
Όταν σχηματίζονται ανυψώσεις καθώς ο ανώμαλος μανδύας εισέρχεται στον φλοιό στις ηπείρους και τους ωκεανούς, η δυνητική ενέργεια που αποθηκεύεται στα ανώτερα στρώματα του πλανήτη αυξάνεται. Για την αποβολή περίσσειας ουσιών τείνουν να απομακρύνονται. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται πρόσθετες τάσεις. Συνδέονται με διαφορετικούς τύπους κίνησης πλακών και κρούστας.
Η διαστολή του πυθμένα του ωκεανού και η αιώρηση των ηπείρων είναι συνέπεια της ταυτόχρονης επέκτασης των κορυφογραμμών και της καθίζησης της πλατφόρμας στον μανδύα. Κάτω από το πρώτο υπάρχουν μεγάλες μάζες ανώμαλης ύλης με υψηλή θερμοκρασία. Στο αξονικό τμήμα αυτών των ραβδώσεων η τελευταία βρίσκεται ακριβώς κάτω από το φλοιό. Η λιθόσφαιρα εδώ έχει σημαντικά μικρότερο πάχος. Ταυτόχρονα, ο ανώμαλος μανδύας απλώνεται σε μια περιοχή υψηλής πίεσης - και προς τις δύο κατευθύνσεις κάτω από την κορυφογραμμή. Ταυτόχρονα, σκίζει πολύ εύκολα τον ωκεάνιο φλοιό. Η σχισμή είναι γεμάτη με βασαλτικό μάγμα. Αυτό, με τη σειρά του, λιώνει από τον ανώμαλο μανδύα. Στη διαδικασία στερεοποίησης του μάγματος σχηματίζεται ένα νέο.Έτσι μεγαλώνει ο πυθμένας.
Χαρακτηριστικά διαδικασίας
Κάτω από τις μεσαίες ράχες, ο ανώμαλος μανδύας έχει μειωμένο ιξώδες λόγω της αυξημένης θερμοκρασίας. Η ουσία μπορεί να εξαπλωθεί αρκετά γρήγορα. Από αυτή την άποψη, η ανάπτυξη του πυθμένα συμβαίνει με αυξημένο ρυθμό. Η ωκεάνια ασθενόσφαιρα έχει επίσης σχετικά χαμηλό ιξώδες.
Οι κύριες λιθοσφαιρικές πλάκες της Γης επιπλέουν από τις κορυφογραμμές στις τοποθεσίες καθίζησης. Εάν αυτές οι περιοχές βρίσκονται στον ίδιο ωκεανό, τότε η διαδικασία συμβαίνει με σχετικά υψηλή ταχύτητα. Αυτή η κατάσταση είναι χαρακτηριστική για τον Ειρηνικό Ωκεανό σήμερα. Εάν η διαστολή του πυθμένα και η καθίζηση συμβαίνουν σε διαφορετικές περιοχές, τότε η ήπειρος που βρίσκεται ανάμεσά τους παρασύρεται προς την κατεύθυνση όπου συμβαίνει η εμβάθυνση. Στις ηπείρους, το ιξώδες της ασθενόσφαιρας είναι υψηλότερο από ό,τι κάτω από τους ωκεανούς. Λόγω της τριβής που προκύπτει, εμφανίζεται σημαντική αντίσταση στην κίνηση. Το αποτέλεσμα είναι μια μείωση του ρυθμού με τον οποίο εμφανίζεται η διαστολή του θαλάσσιου πυθμένα, εκτός εάν υπάρχει αντιστάθμιση για την καθίζηση του μανδύα στην ίδια περιοχή. Έτσι, η επέκταση στον Ειρηνικό Ωκεανό είναι ταχύτερη από ό,τι στον Ατλαντικό.
Η θεωρία της τεκτονικής πλακών είναι μια σύγχρονη επιστήμη σχετικά με την προέλευση και την ανάπτυξη της λιθόσφαιρας της Γης. Οι βασικές ιδέες της θεωρίας της τεκτονικής πλακών είναι οι εξής. Οι λιθοσφαιρικές πλάκες βρίσκονται πάνω από ένα πλαστικό και παχύρρευστο κέλυφος, ασθενόσφαιρα. Η ασθενόσφαιρα είναι ένα στρώμα μειωμένης σκληρότητας και ιξώδους στο πάνω μέρος του μανδύα της Γης. Οι πλάκες επιπλέουν και κινούνται αργά οριζόντια μέσα από την ασθενόσφαιρα.
Καθώς οι πλάκες απομακρύνονται, εμφανίζονται ρωγμές στην αντίθετη πλευρά των ωκεάνιων υφάλων στη μέση της κοιλάδας, οι οποίοι είναι γεμάτοι με νεαρούς βασάλτες που αναδύονται από τον μανδύα της Γης. Οι ωκεάνιες πλάκες μερικές φορές καταλήγουν κάτω από ηπειρωτικές πλάκες ή γλιστρούν μεταξύ τους κατά μήκος των κατακόρυφων επιπέδων ρήγματος. Η εξάπλωση και ο ερπυσμός των πλακών αντισταθμίζεται από τη γέννηση νέου ωκεάνιου φλοιού στις τοποθεσίες ρωγμών.
Η σύγχρονη επιστήμη εξηγεί τους λόγους για την κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών από το γεγονός ότι η θερμότητα συσσωρεύεται στα έγκατα της Γης, η οποία προκαλεί ρεύματα μεταφοράςουσίες του μανδύα. Τα λοφία μανδύα εμφανίζονται ακόμη και στο όριο πυρήνα-μανδύα. Και οι ψυχρές ωκεάνιες πλάκες βυθίζονται σταδιακά στον μανδύα. Αυτό δίνει ώθηση στις υδροδυναμικές διεργασίες. Οι πλάκες που πέφτουν παραμένουν για περίπου 400 εκατομμύρια χρόνια σε όριο 700 km και αφού συσσωρεύσουν επαρκές βάρος "αποτυγχάνω«Μέσα από τα όρια, στον κάτω μανδύα, φτάνοντας στην επιφάνεια του πυρήνα. Αυτό αναγκάζει τα λοφία του μανδύα να ανέβουν στην επιφάνεια. Στο όριο των 700 km, αυτοί οι πίδακες χωρίζονται και διεισδύουν στον άνω μανδύα, δημιουργώντας μια ανοδική ροή σε αυτόν. Πάνω από αυτά τα ρεύματα σχηματίζεται μια γραμμή διαχωρισμού πλακών. Υπό την επίδραση των ροών του μανδύα, εμφανίζεται η τεκτονική των πλακών.
Το 1912, ο Γερμανός γεωφυσικός και μετεωρολόγος Alfred Wegener, με βάση την ομοιότητα των ακτών του Ατλαντικού της Βόρειας και Νότιας Αμερικής με την Ευρώπη και την Αφρική, καθώς και με βάση παλαιοντολογικά και γεωλογικά δεδομένα, απέδειξε « μετατόπιση των ηπείρων" Αυτά τα στοιχεία τα δημοσίευσε το 1915 στη Γερμανία.
Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, οι ήπειροι «επιπλέουν» στην κάτω «λίμνη» βασάλτη σαν παγόβουνα. Σύμφωνα με την υπόθεση του Wegener, μια υπερήπειρος υπήρχε πριν από 250 εκατομμύρια χρόνια Πανγαία(γρ. παν - τα πάντα, και γκάγια - Γη, δηλ. Ολόκληρη η Γη). Πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια, η Παγγαία χωρίστηκε σε Λαυρασίαστα βόρεια και Γκοντβάναστο Νότο. Ανάμεσά τους ήταν η θάλασσα της Τηθύος.
Η ύπαρξη της υπερηπείρου Gondwana στις αρχές της Μεσοζωικής εποχής επιβεβαιώνεται από την ομοιότητα της τοπογραφίας της Νότιας Αμερικής, της Αφρικής, της Αυστραλίας και της χερσονήσου Hindustan. Κοιτάσματα άνθρακα έχουν βρεθεί στην Ανταρκτική, γεγονός που δείχνει ότι στο μακρινό παρελθόν αυτά τα μέρη είχαν ζεστό κλίμα και άφθονη βλάστηση.
Οι παλαιοντολόγοι έχουν αποδείξει ότι η χλωρίδα και η πανίδα των ηπείρων που σχηματίστηκαν μετά την κατάρρευση της Gondwana είναι η ίδια και αποτελούν μια οικογένεια. Η ομοιότητα των ραφών άνθρακα της Ευρώπης και της Βόρειας Αμερικής και η ομοιότητα των υπολειμμάτων δεινοσαύρων δείχνουν ότι αυτές οι ήπειροι χωρίστηκαν μετά Τριασική περίοδος.
Τον 20ο αιώνα, έγινε σαφές ότι στη μέση των ωκεανών υπάρχουν θαλάσσια βουνά ύψους περίπου 2 km, πλάτους 200 έως 500 km και μήκους έως και αρκετές χιλιάδες χιλιόμετρα. Τους καλούσαν μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές (CR). Αυτές οι κορυφογραμμές κάλυπταν ολόκληρο τον πλανήτη σε ένα δαχτυλίδι. Έχει διαπιστωθεί ότι τα πιο σεισμικά ενεργά μέρη στην επιφάνεια της γης είναι το SKh. Το κύριο υλικό αυτών των βουνών είναι ο βασάλτης.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν βαθιές ωκεάνιες τάφρους (περίπου 10 χλμ.) κάτω από τους ωκεανούς, οι οποίες βρίσκονται κυρίως σε ακτές ηπείρων ή νησιών. Ανακαλύφθηκαν στον Ειρηνικό και στον Ινδικό ωκεανό. Αλλά δεν υπάρχουν στον Ατλαντικό Ωκεανό. Η πιο βαθιά υδρορροή είναι Mariana Trench, βάθους 11022 μ., που βρίσκεται στον Ειρηνικό Ωκεανό. ΣΕ βαθιές υδρορροέςΥπάρχει μεγάλη σεισμική δραστηριότητα και ο φλοιός της γης σε τέτοια μέρη πέφτει στον μανδύα.
Ο Αμερικανός επιστήμονας G. Hess πρότεινε ότι το υλικό του μανδύα μέσω ρωγμών ρήξης (αγγλ. rift - αφαίρεση, διαστολή) ανεβαίνει στα κεντρικά μέρη του SC και, γεμίζοντας τις ρωγμές, κρυσταλλώνεται, προσανατολισμένο προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου της Γης. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, ενώ απομακρύνονταν ο ένας από τον άλλον, εμφανίζεται ξανά μια νέα ρωγμήκαι η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Οι επιστήμονες, λαμβάνοντας υπόψη την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου των κρυστάλλων ηφαιστειακής προέλευσης και της Γης, μέσω συσχετισμού, καθόρισαν τη θέση και την κατεύθυνση κίνησης των ηπείρων σε διαφορετικούς γεωλογικούς χρόνους. Παρεκβολήστην αντίθετη κατεύθυνση της κίνησης των ηπείρων, έλαβαν τις υπερήπειρους Gondwana και Pangea.
Το πιο ενεργό μέρος των οροσειρών είναι η γραμμή που περνά στη μέση των κορυφογραμμών, όπου εμφανίζονται ρήγματα που φτάνουν στον μανδύα. Το μήκος των ρηγμάτων κυμαίνεται από 10 km έως 100 km. Τα ρήγματα χωρίζουν το SH σε δύο μέρη. Ρήγματα που βρίσκονται μεταξύ της χερσονήσου Αραβία και Αφρικήέχουν μήκος περίπου 6500 χλμ. Συνολικά, το μήκος των ρωγμών των ωκεανών είναι περίπου 90 χιλιάδες χιλιόμετρα.
Έκτοτε έχουν συσσωρευτεί ιζηματογενή πετρώματα Ιουρασική περίοδος. Δεν υπάρχουν ιζηματογενή πετρώματα κοντά στο SKh και η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου των κρυστάλλων συμπίπτει με την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου της Γης. Με βάση αυτά τα δεδομένα, το 1962, οι Αμερικανοί γεωλόγοι G. Hess και R. Dietz εξήγησαν τους λόγους για την εμφάνιση του SH από το γεγονός ότι ο φλοιός της γης κάτω από τους ωκεανούς ολισθαίνει προς την αντίθετη κατεύθυνση. Και για αυτό το λόγο, εμφανίζονται ρωγμέςκαι SH. Οι αιτίες της ηπειρωτικής μετατόπισης συνδέονται με την εμφάνιση ηπειρωτικών ηπείρων, οι οποίες, επεκτείνοντας, απομακρύνουν τις λιθοσφαιρικές πλάκες και ως εκ τούτου τις θέτουν σε κίνηση.
Υποβρύχιος οι πλάκες είναι βαριές, όταν συναντούν ηπειρωτικές πλάκες, πέφτουν στον μανδύα της Γης. Κοντά στη Βενεζουέλα, η Καραϊβική Πλάκα κινείται κάτω από την Πλάκα της Νότιας Αμερικής. Τα τελευταία χρόνια, με τη βοήθεια διαστημοπλοίων, έχει διαπιστωθεί ότι οι ταχύτητες κίνησης της πλάκας είναι διαφορετικές. Για παράδειγμα, η ταχύτητα κίνησης της χερσονήσου Ινδοστάνστα βόρεια είναι περίπου 6 cm/έτος, Βόρεια Αμερικήπρος τα δυτικά - 5 cm/έτος και Αυστραλίαστα βορειοανατολικά - 14 cm/έτος.
Ο ρυθμός σχηματισμού του νέου φλοιού της γης είναι 2,8 km 2 /έτος. Η περιοχή του SKh είναι 310 εκατομμύρια km 2, επομένως, σχηματίστηκαν σε 110 εκατομμύρια χρόνια. Η ηλικία των πετρωμάτων του φλοιού του δυτικού Ειρηνικού Ωκεανού είναι 180 εκατομμύρια χρόνια. Τα τελευταία 2 δισεκατομμύρια χρόνια, νέοι ωκεανοί εμφανίστηκαν και παλιοί ωκεανοί εξαφανίστηκαν περίπου 20 φορές.
Η Νότια Αμερική χωρίστηκε από την Αφρική πριν από 135 εκατομμύρια χρόνια. Η Βόρεια Αμερική χωρίστηκε από την Ευρώπη 85 εκατομμύρια χρόνια πριν. Πιάτο Hindustan 40 εκατομμύρια χρόνια πρινσυγκρούστηκε με την Ευρασιατική, με αποτέλεσμα να εμφανιστούν βουνά Θιβέτ και Ιμαλάια. Η επιστήμη έχει διαπιστώσει ότι μετά το σχηματισμό του φλοιού της γης (πριν από 4,2 δισεκατομμύρια χρόνια) ως αποτέλεσμα τεκτονικών διεργασιών διαλύθηκε τέσσερις φορέςκαι ο σχηματισμός της Πανγαίας με περίοδο περίπου ενός δισεκατομμυρίου ετών.
Η ηφαιστειακή δραστηριότητα συγκεντρώνεται σε διασταυρώσεις πλακών. Κατά μήκος της γραμμής διασταύρωσης των πλακών υπάρχουν αλυσίδες ηφαιστείων, για παράδειγμα, στα νησιά της Χαβάης και στη Γροιλανδία. Το μήκος των ηφαιστειακών αλυσίδων είναι σήμερα περίπου 37 χιλιάδες χιλιόμετρα. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι σε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, η Ασία θα ενωθεί με τη Βόρεια και τη Νότια Αμερική. Ο Ειρηνικός Ωκεανός θα κλείσει και ο Ατλαντικός Ωκεανός θα επεκταθεί.
Ερωτήσεις για αυτοέλεγχο
1. Πώς ονομάζεται η θεωρία για την προέλευση και την ανάπτυξη της λιθόσφαιρας της Γης;
2. Πώς ονομάζεται το στρώμα μειωμένης σκληρότητας και ιξώδους στο πάνω μέρος του μανδύα της Γης;
3. Πού απομακρύνονται οι ωκεάνιες πλάκες στην αντίθετη πλευρά;
4. Πώς εξηγεί η σύγχρονη επιστήμη τους λόγους για την κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών;
5. Ποιες πλάκες βυθίζονται στον μανδύα της Γης;
6. Τι αναγκάζει τα λοφία του μανδύα να ανέβουν στην επιφάνεια;
7. Ποιος και πότε, με βάση την ομοιότητα των ακτών του Ατλαντικού της Βόρειας και Νότιας Αμερικής με την Ευρώπη και την Αφρική, απέδειξε « μετατόπιση των ηπείρων».
8. Πριν από πόσα εκατομμύρια χρόνια υπήρχε η υπερήπειρος; Πανγαία;
9. Σε πόσα εκατομμύρια χρόνια πριν χωρίστηκε η Παγγαία Λαυρασίαστα βόρεια και Γκοντβάναστον Νότο;
10. Πού ήταν η Θάλασσα της Τηθύος;
11. Πού βρέθηκαν κοιτάσματα άνθρακα, γεγονός που δείχνει ότι στο μακρινό παρελθόν τα μέρη αυτά είχαν ζεστό κλίμα και άφθονη βλάστηση;
12. Η χλωρίδα και η πανίδα ποιών ηπείρων είναι ίδιες και αποτελούν μια οικογένεια;
13. Τι δείχνει η ομοιότητα των ραφών άνθρακα στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική;
14. Όταν ανακάλυψαν ότι στη μέση των ωκεανών υπάρχουν μεσοωκεάνια κορυφογραμμές;
15.Μεσοωκεάνιες κορυφογραμμέςκαλύπτουν ολόκληρο τον πλανήτη σε ένα δαχτυλίδι ή όχι;
16. Πού βρίσκονται τα ωκεάνια ορύγματα;
17. Ποια ωκεάνια τάφρος είναι η βαθύτερη και πού βρίσκεται;
18. Πόσα μέρη χωρίζονται με ρήγματα (ρωγμές) των μεσοωκεάνιων κορυφογραμμών;
19. Πόσες χιλιάδες χιλιόμετρα είναι συνολικά το μήκος των ρωγμών των ωκεανών;
20. Ποιος και πότε συνέδεσε τα αίτια της ηπειρωτικής μετατόπισης με την εμφάνιση των μεσοωκεάνιων κορυφογραμμών;
21. Γιατί οι υποβρύχιες πλάκες, όταν συναντούν ηπειρωτικές πλάκες, πέφτουν στον μανδύα της Γης;
22. Πόσα cm/έτος είναι η ταχύτητα κίνησης; Βόρεια Αμερικήπρος τα δυτικά;
23. Πόσα cm/έτος είναι η ταχύτητα κίνησης; Αυστραλίαστα βορειοανατολικά;
24. Πόσα km 2 /έτος είναι ο ρυθμός σχηματισμού του φλοιού της νέας γης;
25. Πόσα εκατομμύρια km 2 έκταση μεσοωκεάνια κορυφογραμμές;
26. Πόσα εκατομμύρια χρόνια σχηματίστηκαν; μεσοωκεάνια κορυφογραμμές;
27. Για ποιο λόγο προκύπτουν; αλυσίδες ηφαιστείων;
28. Σε ποια νησιά υπάρχει αλυσίδα ηφαιστείων;
29. Πόσες χιλιάδες χιλιόμετρα είναι το μήκος των ηφαιστειακών αλυσίδων αυτή τη στιγμή;
…******…
Θέμα 21. Περιβάλλον και υγεία
Τεκτονικές πλάκες (τεκτονικές πλάκες) είναι μια σύγχρονη γεωδυναμική έννοια που βασίζεται στην έννοια των μεγάλης κλίμακας οριζόντιων κινήσεων σχετικά ενσωματωμένων θραυσμάτων της λιθόσφαιρας (λιθοσφαιρικές πλάκες). Έτσι, η τεκτονική πλακών ασχολείται με τις κινήσεις και τις αλληλεπιδράσεις των λιθοσφαιρικών πλακών.
Η πρώτη πρόταση για την οριζόντια κίνηση των μπλοκ φλοιού έγινε από τον Alfred Wegener τη δεκαετία του 1920 στο πλαίσιο της υπόθεσης της «ηπειρωτικής μετατόπισης», αλλά αυτή η υπόθεση δεν έλαβε υποστήριξη εκείνη την εποχή. Μόνο στη δεκαετία του 1960 οι μελέτες του ωκεανικού πυθμένα παρείχαν πειστικές αποδείξεις για τις οριζόντιες κινήσεις των πλακών και τις διαδικασίες διαστολής των ωκεανών λόγω του σχηματισμού (εξάπλωσης) του ωκεάνιου φλοιού. Η αναβίωση των ιδεών για τον κυρίαρχο ρόλο των οριζόντιων κινήσεων συνέβη στο πλαίσιο της «κινητικής» τάσης, η ανάπτυξη της οποίας οδήγησε στην ανάπτυξη της σύγχρονης θεωρίας της τεκτονικής πλακών. Οι κύριες αρχές της τεκτονικής πλακών διατυπώθηκαν το 1967-68 από μια ομάδα Αμερικανών γεωφυσικών - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes στην ανάπτυξη παλαιότερων (1961-62) ιδεών του Οι Αμερικανοί επιστήμονες G. Hess και R. Digtsa για την επέκταση (εξάπλωση) του βυθού του ωκεανού
Βασικές αρχές τεκτονικής πλακών
Οι βασικές αρχές της τεκτονικής πλακών μπορούν να συνοψιστούν σε πολλές θεμελιώδεις
1. Το ανώτερο βραχώδες τμήμα του πλανήτη χωρίζεται σε δύο κελύφη, σημαντικά διαφορετικά ως προς τις ρεολογικές ιδιότητες: μια άκαμπτη και εύθραυστη λιθόσφαιρα και μια υποκείμενη πλαστική και κινητή ασθενόσφαιρα.
2. Η λιθόσφαιρα χωρίζεται σε πλάκες, κινούμενες συνεχώς κατά μήκος της επιφάνειας της πλαστικής ασθενόσφαιρας. Η λιθόσφαιρα χωρίζεται σε 8 μεγάλες πλάκες, δεκάδες μεσαίες πλάκες και πολλές μικρές. Ανάμεσα στις μεγάλες και τις μεσαίες πλάκες υπάρχουν ζώνες που αποτελούνται από μωσαϊκό από μικρές πλάκες κρούστας.
Τα όρια των πλακών είναι περιοχές σεισμικής, τεκτονικής και μαγματικής δραστηριότητας. Οι εσωτερικές περιοχές των πλακών είναι ασθενώς σεισμικές και χαρακτηρίζονται από ασθενή εκδήλωση ενδογενών διεργασιών.
Περισσότερο από το 90% της επιφάνειας της Γης πέφτει σε 8 μεγάλες λιθοσφαιρικές πλάκες:
Αυστραλιανή πλάκα,
Ανταρκτική πλάκα,
αφρικανικό πιάτο,
Ευρασιατική πλάκα,
Πιάτο Hindustan,
Πλάκα του Ειρηνικού,
Πλάκα της Βόρειας Αμερικής,
Πλάκα Νότιας Αμερικής.
Μεσαίες πλάκες: Αραβική (υποήπειρος), Καραϊβική, Φιλιππίνες, Nazca και Coco και Juan de Fuca, κ.λπ.
Ορισμένες λιθοσφαιρικές πλάκες αποτελούνται αποκλειστικά από ωκεάνιο φλοιό (για παράδειγμα, η πλάκα του Ειρηνικού), άλλες περιλαμβάνουν θραύσματα τόσο του ωκεάνιου όσο και του ηπειρωτικού φλοιού.
3. Υπάρχουν τρεις τύποι σχετικών κινήσεων πλακών: απόκλιση (απόκλιση), σύγκλιση (σύγκλιση) και διατμητικές κινήσεις.
Κατά συνέπεια, διακρίνονται τρεις τύποι ορίων κύριας πλάκας.
Αποκλίνοντα όρια– τα όρια κατά μήκος των οποίων οι πλάκες απομακρύνονται.
Οι διαδικασίες οριζόντιας διάτασης της λιθόσφαιρας ονομάζονται ρήγμα. Αυτά τα όρια περιορίζονται σε ηπειρωτικά ρήγματα και μεσοωκεάνια κορυφογραμμές σε ωκεάνιες λεκάνες.
Ο όρος «ρήγμα» (από το αγγλικό rift - gap, crack, gap) χρησιμοποιείται σε μεγάλες γραμμικές κατασκευές βαθιάς προέλευσης, που σχηματίζονται κατά την έκταση του φλοιού της γης. Όσον αφορά τη δομή, είναι δομές που μοιάζουν με γκράμπεν.
Ρήγματα μπορούν να δημιουργηθούν τόσο στον ηπειρωτικό όσο και στον ωκεάνιο φλοιό, σχηματίζοντας ένα ενιαίο παγκόσμιο σύστημα προσανατολισμένο σε σχέση με τον γεωειδές άξονα. Σε αυτή την περίπτωση, η εξέλιξη των ηπειρωτικών ρήξεων μπορεί να οδηγήσει σε διάρρηξη της συνέχειας του ηπειρωτικού φλοιού και στη μετατροπή αυτού του ρήγματος σε ωκεάνιο ρήγμα (εάν η επέκταση του ρήγματος σταματήσει πριν από το στάδιο ρήξης του ηπειρωτικού φλοιού, γεμίζει με ιζήματα, μετατρέποντας σε αουλακογόνο).
Η διαδικασία διαχωρισμού των πλακών σε ζώνες ωκεάνιων ρήξεων (μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές) συνοδεύεται από το σχηματισμό νέου ωκεάνιου φλοιού λόγω του μαγματικού βασαλτικού τήγματος που προέρχεται από την ασθενόσφαιρα. Αυτή η διαδικασία σχηματισμού νέου ωκεάνιου φλοιού λόγω της εισροής υλικού του μανδύα ονομάζεται διάδοση(από την αγγλική εξάπλωση - απλώνεται, ξεδιπλώνεται).
Δομή της μεσοωκεάνιας κορυφογραμμής
Κατά τη διάρκεια της εξάπλωσης, κάθε παλμός επέκτασης συνοδεύεται από την άφιξη ενός νέου τμήματος τήγματος μανδύα, το οποίο, όταν στερεοποιείται, δημιουργεί τις άκρες των πλακών που αποκλίνουν από τον άξονα MOR.
Σε αυτές τις ζώνες συμβαίνει ο σχηματισμός νεαρού ωκεάνιου φλοιού.
Συγκλίνοντα όρια– τα όρια κατά μήκος των οποίων συμβαίνουν συγκρούσεις πλακών. Μπορεί να υπάρχουν τρεις κύριες επιλογές αλληλεπίδρασης κατά τη διάρκεια μιας σύγκρουσης: «ωκεάνια - ωκεάνια», «ωκεάνια - ηπειρωτική» και «ηπειρωτική - ηπειρωτική» λιθόσφαιρα. Ανάλογα με τη φύση των πλακών που συγκρούονται, μπορούν να συμβούν πολλές διαφορετικές διεργασίες.
Καταβύθιση- η διαδικασία καταβύθισης μιας ωκεάνιας πλάκας κάτω από μια ηπειρωτική ή άλλη ωκεάνια. Οι ζώνες καταβύθισης περιορίζονται στα αξονικά τμήματα των τάφρων βαθέων υδάτων που σχετίζονται με νησιωτικά τόξα (τα οποία είναι στοιχεία ενεργών περιθωρίων). Τα όρια βύθισης αντιπροσωπεύουν περίπου το 80% του μήκους όλων των συγκλίνων ορίων.
Όταν η ηπειρωτική και η ωκεάνια πλάκα συγκρούονται, ένα φυσικό φαινόμενο είναι η μετατόπιση της ωκεάνιας (βαρύτερης) πλάκας κάτω από την άκρη της ηπειρωτικής. Όταν δύο ωκεανοί συγκρούονται, οι αρχαιότεροι (δηλαδή ψυχρότεροι και πιο πυκνοί) από αυτούς βυθίζονται.
Οι ζώνες καταβύθισης έχουν μια χαρακτηριστική δομή: τα τυπικά στοιχεία τους είναι μια τάφρο βαθέων υδάτων - ένα ηφαιστειακό νησιωτικό τόξο - μια λεκάνη οπίσθιου τόξου. Στη ζώνη κάμψης και υποώθησης της πλάκας καταβύθισης σχηματίζεται μια τάφρος βαθέων υδάτων. Καθώς αυτή η πλάκα βυθίζεται, αρχίζει να χάνει νερό (που βρίσκεται σε αφθονία σε ιζήματα και ορυκτά), το τελευταίο, όπως είναι γνωστό, μειώνει σημαντικά τη θερμοκρασία τήξης των πετρωμάτων, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό κέντρων τήξης που τροφοδοτούν ηφαίστεια νησιωτικών τόξων. Στο πίσω μέρος ενός ηφαιστειακού τόξου, συνήθως εμφανίζεται κάποιο τέντωμα, το οποίο καθορίζει το σχηματισμό μιας λεκάνης οπίσθιου τόξου. Στη ζώνη της λεκάνης οπίσθιου τόξου, το τέντωμα μπορεί να είναι τόσο σημαντικό ώστε να οδηγήσει σε ρήξη του φλοιού της πλάκας και στο άνοιγμα μιας λεκάνης με ωκεάνιο φλοιό (η λεγόμενη διαδικασία εξάπλωσης πίσω τόξου).
Η βύθιση της πλάκας καταβύθισης στον μανδύα εντοπίζεται από τις εστίες σεισμών που συμβαίνουν στην επαφή των πλακών και στο εσωτερικό της πλάκας καταβύθισης (πιο κρύα και, επομένως, πιο εύθραυστα από τους γύρω βράχους του μανδύα). Αυτή η σεισμική εστιακή ζώνη ονομάζεται Ζώνη Benioff-Zavaritsky.
Στις ζώνες βύθισης ξεκινά η διαδικασία σχηματισμού νέου ηπειρωτικού φλοιού.
Μια πολύ πιο σπάνια διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ ηπειρωτικών και ωκεάνιων πλακών είναι η διαδικασία απαγωγή– ώθηση μέρους της ωκεάνιας λιθόσφαιρας στην άκρη της ηπειρωτικής πλάκας. Πρέπει να τονιστεί ότι κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η ωκεάνια πλάκα διαχωρίζεται και μόνο το πάνω μέρος της - ο φλοιός και αρκετά χιλιόμετρα του άνω μανδύα - κινείται προς τα εμπρός.
Όταν συγκρούονται ηπειρωτικές πλάκες, ο φλοιός των οποίων είναι ελαφρύτερος από το υλικό του μανδύα και ως εκ τούτου δεν μπορεί να βυθιστεί σε αυτό, εμφανίζεται μια διαδικασία συγκρούσεις. Κατά τη σύγκρουση, οι άκρες των συγκρουόμενων ηπειρωτικών πλακών συνθλίβονται, συνθλίβονται και σχηματίζονται συστήματα μεγάλων ωθήσεων, γεγονός που οδηγεί στην ανάπτυξη ορεινών κατασκευών με πολύπλοκη δομή αναδίπλωσης. Ένα κλασικό παράδειγμα μιας τέτοιας διαδικασίας είναι η σύγκρουση της πλάκας Hindustan με την ευρασιατική πλάκα, που συνοδεύεται από την ανάπτυξη των μεγαλοπρεπών ορεινών συστημάτων των Ιμαλαΐων και του Θιβέτ.
Μοντέλο διαδικασίας σύγκρουσης
Η διαδικασία σύγκρουσης αντικαθιστά τη διαδικασία καταβύθισης, ολοκληρώνοντας το κλείσιμο της ωκεάνιας λεκάνης. Επιπλέον, στην αρχή της διαδικασίας σύγκρουσης, όταν οι άκρες των ηπείρων έχουν ήδη πλησιάσει μεταξύ τους, η σύγκρουση συνδυάζεται με τη διαδικασία της καταβύθισης (τα υπολείμματα του ωκεάνιου φλοιού συνεχίζουν να βυθίζονται κάτω από την άκρη της ηπείρου).
Ο περιφερειακός μεταμορφισμός μεγάλης κλίμακας και ο διεισδυτικός γρανιτοειδής μαγματισμός είναι τυπικοί για διαδικασίες σύγκρουσης. Αυτές οι διαδικασίες οδηγούν στη δημιουργία ενός νέου ηπειρωτικού φλοιού (με το τυπικό στρώμα γρανίτη-γνεύσιου).
Μεταμορφώστε τα όρια– τα όρια κατά μήκος των οποίων συμβαίνουν διατμητικές μετατοπίσεις των πλακών.
Όρια των λιθοσφαιρικών πλακών της Γης
1 – αποκλίνοντα όρια ( ΕΝΑ -μεσόγειες κορυφογραμμές, β –ηπειρωτικά ρήγματα). 2 – μετατρέψει τα όρια? 3 – συγκλίνοντα όρια ( ΕΝΑ -νησί-τόξο, β –ενεργά ηπειρωτικά περιθώρια, V -σύγκρουση); 4 – κατεύθυνση και ταχύτητα (cm/έτος) κίνησης της πλάκας.
4. Ο όγκος του ωκεάνιου φλοιού που απορροφάται στις ζώνες βύθισης είναι ίσος με τον όγκο του φλοιού που αναδύεται στις ζώνες εξάπλωσης. Αυτή η θέση τονίζει την ιδέα ότι ο όγκος της Γης είναι σταθερός. Όμως αυτή η άποψη δεν είναι η μόνη και οριστικά αποδεδειγμένη. Είναι πιθανό ο όγκος του αεροπλάνου να αλλάζει παλμικά ή να μειώνεται λόγω ψύξης.
5. Ο κύριος λόγος για την κίνηση της πλάκας είναι η μεταφορά του μανδύα , που προκαλείται από θερμοβαρυτικά ρεύματα του μανδύα.
Η πηγή ενέργειας για αυτά τα ρεύματα είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των κεντρικών περιοχών της Γης και της θερμοκρασίας των τμημάτων της κοντά στην επιφάνεια. Σε αυτή την περίπτωση, το κύριο μέρος της ενδογενούς θερμότητας απελευθερώνεται στα όρια του πυρήνα και του μανδύα κατά τη διαδικασία της βαθιάς διαφοροποίησης, η οποία καθορίζει τη διάσπαση της πρωτογενούς χονδριτικής ουσίας, κατά την οποία το μεταλλικό μέρος ορμάει στο κέντρο, κτίζοντας μέχρι τον πυρήνα του πλανήτη, και το πυριτικό τμήμα συγκεντρώνεται στον μανδύα, όπου υφίσταται περαιτέρω διαφοροποίηση.
Οι βράχοι που θερμαίνονται στις κεντρικές ζώνες της Γης διαστέλλονται, η πυκνότητά τους μειώνεται και επιπλέουν, δίνοντας τη θέση τους στη βύθιση ψυχρότερων και επομένως βαρύτερων μαζών που έχουν ήδη εγκαταλείψει μέρος της θερμότητας στις εγγύς επιφανειακές ζώνες. Αυτή η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας λαμβάνει χώρα συνεχώς, με αποτέλεσμα το σχηματισμό διατεταγμένων κλειστών συναγωγικών κυψελών. Σε αυτή την περίπτωση, στο πάνω μέρος του κυττάρου, η ροή της ύλης συμβαίνει σχεδόν σε οριζόντιο επίπεδο και είναι αυτό το τμήμα της ροής που καθορίζει την οριζόντια κίνηση της ύλης της ασθενόσφαιρας και των πλακών που βρίσκονται σε αυτήν. Γενικά, οι ανερχόμενοι κλάδοι των συναγωγικών κυψελών βρίσκονται κάτω από τις ζώνες αποκλίνων ορίων (MOR και ηπειρωτικά ρήγματα), ενώ οι φθίνοντες κλάδοι βρίσκονται κάτω από τις ζώνες συγκλίνων ορίων.
Έτσι, ο κύριος λόγος για την κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών είναι η «σύρση» από συναγωγικά ρεύματα.
Επιπλέον, ένας αριθμός άλλων παραγόντων επιδρούν στις πλάκες. Συγκεκριμένα, η επιφάνεια της ασθενόσφαιρας αποδεικνύεται ότι είναι κάπως ανυψωμένη πάνω από τις ζώνες των ανιόντων κλαδιών και πιο πιεσμένη στις ζώνες καθίζησης, γεγονός που καθορίζει τη βαρυτική «ολίσθηση» της λιθοσφαιρικής πλάκας που βρίσκεται σε μια κεκλιμένη πλαστική επιφάνεια. Επιπλέον, υπάρχουν διαδικασίες έλξης βαριάς ψυχρής ωκεάνιας λιθόσφαιρας σε ζώνες βύθισης στη θερμή, και κατά συνέπεια λιγότερο πυκνή, ασθενόσφαιρα, καθώς και υδραυλική σφήνωση από βασάλτες στις ζώνες MOR.
Σχήμα - Δυνάμεις που δρουν σε λιθοσφαιρικές πλάκες.
Οι κύριες κινητήριες δυνάμεις της τεκτονικής πλακών εφαρμόζονται στη βάση των ενδοπλακών τμημάτων της λιθόσφαιρας - οι δυνάμεις έλξης του μανδύα FDO κάτω από τους ωκεανούς και FDC κάτω από τις ηπείρους, το μέγεθος των οποίων εξαρτάται κυρίως από την ταχύτητα της ασθενοσφαιρικής ροής και Το τελευταίο καθορίζεται από το ιξώδες και το πάχος του ασθενοσφαιρικού στρώματος. Δεδομένου ότι κάτω από τις ηπείρους το πάχος της ασθενόσφαιρας είναι πολύ μικρότερο και το ιξώδες είναι πολύ μεγαλύτερο από ό,τι κάτω από τους ωκεανούς, το μέγεθος της δύναμης FDCσχεδόν μια τάξη μεγέθους μικρότερο από FDO. Κάτω από τις ηπείρους, ειδικά τα αρχαία μέρη τους (ηπειρωτικές ασπίδες), η ασθενόσφαιρα σχεδόν τσιμπάει, έτσι οι ήπειροι φαίνονται να είναι «αποκλειστές». Δεδομένου ότι οι περισσότερες λιθοσφαιρικές πλάκες της σύγχρονης Γης περιλαμβάνουν τόσο ωκεάνια όσο και ηπειρωτικά μέρη, θα πρέπει να αναμένεται ότι η παρουσία μιας ηπείρου στην πλάκα θα πρέπει, γενικά, να «επιβραδύνει» την κίνηση ολόκληρης της πλάκας. Έτσι συμβαίνει στην πραγματικότητα (οι πιο γρήγορα κινούμενες σχεδόν αμιγώς ωκεάνιες πλάκες είναι ο Ειρηνικός, το Cocos και η Nazca· οι πιο αργές είναι οι πλάκες της Ευρασιατικής, της Βόρειας Αμερικής, της Νότιας Αμερικής, της Ανταρκτικής και της Αφρικής, σημαντικό μέρος της περιοχής των οποίων καταλαμβάνεται από ηπείρους) . Τέλος, σε συγκλίνοντα όρια πλακών, όπου οι βαριές και ψυχρές ακμές των λιθοσφαιρικών πλακών (πλάκες) βυθίζονται στον μανδύα, η αρνητική άνωση τους δημιουργεί μια δύναμη FNB(ευρετήριο στον προσδιορισμό της δύναμης - από τα αγγλικά αρνητική άνωση). Η δράση του τελευταίου οδηγεί στο γεγονός ότι το τμήμα υποβίβασης της πλάκας βυθίζεται στην ασθενόσφαιρα και τραβά ολόκληρη την πλάκα μαζί της, αυξάνοντας έτσι την ταχύτητα της κίνησής της. Προφανώς δύναμη FNBδρα επεισοδιακά και μόνο σε ορισμένες γεωδυναμικές καταστάσεις, για παράδειγμα σε περιπτώσεις κατάρρευσης πλακών που περιγράφηκαν παραπάνω μέσω του τμήματος των 670 km.
Έτσι, οι μηχανισμοί που θέτουν σε κίνηση τις λιθοσφαιρικές πλάκες μπορούν να ταξινομηθούν υπό όρους στις ακόλουθες δύο ομάδες: 1) που σχετίζονται με τις δυνάμεις της «έλξης» του μανδύα ( μηχανισμός έλξης μανδύα), εφαρμόζεται σε οποιαδήποτε σημεία της βάσης των πλακών, στο Σχ. 2.5.5 – δυνάμεις FDOΚαι FDC; 2) που σχετίζεται με δυνάμεις που εφαρμόζονται στις άκρες των πλακών ( μηχανισμός δύναμης άκρης), στο σχήμα - δυνάμεις FRPΚαι FNB. Ο ρόλος του ενός ή του άλλου μηχανισμού κίνησης, καθώς και ορισμένων δυνάμεων, αξιολογούνται ξεχωριστά για κάθε λιθοσφαιρική πλάκα.
Ο συνδυασμός αυτών των διεργασιών αντανακλά τη γενική γεωδυναμική διαδικασία, καλύπτοντας περιοχές από την επιφάνεια έως τις βαθιές ζώνες της Γης.
Συναγωγή μανδύα και γεωδυναμικές διεργασίες
Επί του παρόντος, στον μανδύα της Γης αναπτύσσεται συναγωγή μανδύα δύο κυψελών με κλειστά κύτταρα (σύμφωνα με το μοντέλο της μεταφοράς μέσω μανδύα) ή ξεχωριστή μεταφορά στον άνω και κάτω μανδύα με τη συσσώρευση πλακών κάτω από ζώνες καταβύθισης (σύμφωνα με τα δύο μοντέλο βαθμίδας). Οι πιθανοί πόλοι της ανόδου του υλικού του μανδύα βρίσκονται στη βορειοανατολική Αφρική (περίπου κάτω από τη ζώνη διασταύρωσης των αφρικανικών, σομαλικών και αραβικών πλακών) και στην περιοχή του Νησιού του Πάσχα (κάτω από τη μεσαία κορυφογραμμή του Ειρηνικού Ωκεανού - Η άνοδος του Ανατολικού Ειρηνικού) .
Ο ισημερινός της καθίζησης του μανδύα ακολουθεί μια κατά προσέγγιση συνεχή αλυσίδα συγκλίνων ορίων πλακών κατά μήκος της περιφέρειας του Ειρηνικού και του ανατολικού Ινδικού Ωκεανού.
Το σύγχρονο καθεστώς μεταφοράς του μανδύα, το οποίο ξεκίνησε πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια με την κατάρρευση της Πανγαίας και δημιούργησε σύγχρονους ωκεανούς, θα αλλάξει στο μέλλον σε καθεστώς μονοκυττάρων (σύμφωνα με το μοντέλο της μεταφοράς μέσω μανδύα) ή ( σύμφωνα με ένα εναλλακτικό μοντέλο) η μεταφορά θα γίνει διαμπερής λόγω της κατάρρευσης των πλακών κατά μήκος ενός διαχωρισμού 670 km. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σύγκρουση ηπείρων και στο σχηματισμό μιας νέας υπερηπείρου, της πέμπτης στην ιστορία της Γης.
6. Οι κινήσεις των πλακών υπακούουν στους νόμους της σφαιρικής γεωμετρίας και μπορούν να περιγραφούν με βάση το θεώρημα του Euler. Το θεώρημα περιστροφής του Euler δηλώνει ότι κάθε περιστροφή του τρισδιάστατου χώρου έχει έναν άξονα. Έτσι, η περιστροφή μπορεί να περιγραφεί από τρεις παραμέτρους: τις συντεταγμένες του άξονα περιστροφής (για παράδειγμα, το γεωγραφικό πλάτος και το μήκος του) και τη γωνία περιστροφής. Με βάση αυτή τη θέση, η θέση των ηπείρων σε παλαιότερες γεωλογικές εποχές μπορεί να ανακατασκευαστεί. Μια ανάλυση των κινήσεων των ηπείρων οδήγησε στο συμπέρασμα ότι κάθε 400-600 εκατομμύρια χρόνια ενώνονται σε μια ενιαία υπερήπειρο, η οποία στη συνέχεια υφίσταται αποσύνθεση. Ως αποτέλεσμα της διάσπασης μιας τέτοιας υπερηπείρου Πανγαίας, που συνέβη πριν από 200-150 εκατομμύρια χρόνια, σχηματίστηκαν σύγχρονες ήπειροι.
Μερικά στοιχεία της πραγματικότητας του μηχανισμού τεκτονικών λιθοσφαιρικών πλακών
Μεγαλύτερη ηλικία ωκεάνιου φλοιού με απόσταση από άξονες εξάπλωσης(βλέπε εικόνα). Στην ίδια κατεύθυνση, σημειώνεται αύξηση του πάχους και της στρωματογραφικής πληρότητας του ιζηματογενούς στρώματος.
Εικόνα - Χάρτης της ηλικίας των πετρωμάτων του ωκεανικού πυθμένα του Βόρειου Ατλαντικού (σύμφωνα με τους W. Pitman και M. Talvani, 1972). Τμήματα του βυθού του ωκεανού διαφορετικών διαστημάτων ηλικίας επισημαίνονται με διαφορετικά χρώματα. Οι αριθμοί δείχνουν την ηλικία σε εκατομμύρια χρόνια.
Γεωφυσικά δεδομένα.
Εικόνα - Τομογραφικό προφίλ μέσω της Ελληνικής Τάφρου, της Κρήτης και του Αιγαίου Πελάγους. Οι γκρίζοι κύκλοι είναι υποκέντρα σεισμού. Η πλάκα του κρύου μανδύα υποβίβασης εμφανίζεται με μπλε, ο θερμός μανδύας με κόκκινο (σύμφωνα με τον V. Spackman, 1989)
Τα υπολείμματα της τεράστιας πλάκας Faralon, η οποία εξαφανίστηκε στη ζώνη βύθισης κάτω από τη Βόρεια και Νότια Αμερική, καταγράφονται με τη μορφή πλακών του «ψυχρού» μανδύα (τμήμα σε όλη τη Βόρεια Αμερική, κατά μήκος των κυμάτων S). Σύμφωνα με τον Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, Αρ. 4, 1-7
Γραμμικές μαγνητικές ανωμαλίες στους ωκεανούς ανακαλύφθηκαν τη δεκαετία του '50 κατά τη διάρκεια γεωφυσικών μελετών στον Ειρηνικό Ωκεανό. Αυτή η ανακάλυψη επέτρεψε στους Hess και Dietz να διατυπώσουν τη θεωρία της εξάπλωσης του πυθμένα του ωκεανού το 1968, η οποία εξελίχθηκε στη θεωρία της τεκτονικής πλακών. Έγιναν ένα από τα πιο επιτακτικά στοιχεία της ορθότητας της θεωρίας.
Σχήμα - Σχηματισμός μαγνητικών ανωμαλιών λωρίδας κατά την εξάπλωση.
Ο λόγος για την προέλευση των μαγνητικών ανωμαλιών λωρίδων είναι η διαδικασία γέννησης του ωκεάνιου φλοιού στις ζώνες εξάπλωσης των μεσοωκεάνιων κορυφογραμμών· οι εκρηκτικοί βασάλτες, όταν ψύχονται κάτω από το σημείο Κιουρί στο μαγνητικό πεδίο της Γης, αποκτούν παραμένουσα μαγνήτιση. Η κατεύθυνση της μαγνήτισης συμπίπτει με την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου της Γης, ωστόσο, λόγω περιοδικών αναστροφών του μαγνητικού πεδίου της Γης, οι βασάλτες σχηματίζουν λωρίδες με διαφορετικές κατευθύνσεις μαγνήτισης: άμεση (συμπίπτει με τη σύγχρονη κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου) και αντίστροφη .
Εικόνα - Σχήμα σχηματισμού της δομής λωρίδας του μαγνητικά ενεργού στρώματος και μαγνητικές ανωμαλίες του ωκεανού (μοντέλο Vine – Matthews).
Διαβάστε περισσότερα στο άρθρο Ιστορία της θεωρίας της τεκτονικής πλακώνΗ βάση της θεωρητικής γεωλογίας στις αρχές του 20ου αιώνα ήταν η υπόθεση της συστολής. Η γη κρυώνει σαν ψημένο μήλο και πάνω της εμφανίζονται ρυτίδες με τη μορφή οροσειρών. Αυτές οι ιδέες αναπτύχθηκαν από τη θεωρία των γεωσύγκλινων, που δημιουργήθηκε με βάση τη μελέτη των διπλωμένων κατασκευών. Αυτή η θεωρία διατυπώθηκε από τον J. Dan, ο οποίος πρόσθεσε την αρχή της ισοστάσεως στην υπόθεση της συστολής. Σύμφωνα με αυτή την έννοια, η Γη αποτελείται από γρανίτες (ήπείρους) και βασάλτες (ωκεανούς). Όταν η Γη συστέλλεται, οι εφαπτομενικές δυνάμεις εμφανίζονται στις λεκάνες των ωκεανών, οι οποίες πιέζουν τις ηπείρους. Οι τελευταίες ανεβαίνουν σε οροσειρές και στη συνέχεια καταρρέουν. Το υλικό που προκύπτει από την καταστροφή εναποτίθεται στα βαθουλώματα.
Ο νωθρός αγώνας μεταξύ των φιξιστών, όπως ονομάζονταν οι υποστηρικτές της απουσίας σημαντικών οριζόντιων κινήσεων, και των κινητοποιών, που υποστήριζαν ότι εξακολουθούσαν να κινούνται, φούντωσε με ανανεωμένο σθένος τη δεκαετία του 1960, όταν, ως αποτέλεσμα της μελέτης του πυθμένα στους ωκεανούς, βρέθηκαν ενδείξεις για την κατανόηση της «μηχανής» που ονομάζεται Γη.
Στις αρχές της δεκαετίας του '60, συντάχθηκε ένας ανάγλυφος χάρτης του πυθμένα του ωκεανού, ο οποίος έδειξε ότι οι μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές βρίσκονται στο κέντρο των ωκεανών, οι οποίοι υψώνονται 1,5–2 km πάνω από τις αβυσσαλέες πεδιάδες που καλύπτονται με ίζημα. Αυτά τα δεδομένα επέτρεψαν στους R. Dietz και G. Hess να υποβάλουν την υπόθεση εξάπλωσης το 1962-1963. Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, η μεταφορά συμβαίνει στον μανδύα με ταχύτητα περίπου 1 cm/έτος. Οι ανερχόμενοι κλάδοι των κυψελών μεταφοράς μεταφέρουν υλικό μανδύα κάτω από κορυφογραμμές στο μέσο του ωκεανού, το οποίο ανανεώνει τον πυθμένα του ωκεανού στο αξονικό τμήμα της κορυφογραμμής κάθε 300-400 χρόνια. Οι ήπειροι δεν επιπλέουν στον ωκεάνιο φλοιό, αλλά κινούνται κατά μήκος του μανδύα, «κολλώντας» παθητικά σε λιθοσφαιρικές πλάκες. Σύμφωνα με την έννοια της εξάπλωσης, οι ωκεάνιες λεκάνες έχουν μεταβλητή και ασταθή δομή, ενώ οι ήπειροι είναι σταθερές.
Το 1963, η υπόθεση εξάπλωσης έλαβε ισχυρή υποστήριξη σε σχέση με την ανακάλυψη ριγέ μαγνητικών ανωμαλιών στον πυθμένα του ωκεανού. Έχουν ερμηνευτεί ως καταγραφή αντιστροφών του μαγνητικού πεδίου της Γης, που καταγράφηκε στη μαγνήτιση των βασαλτών του βυθού του ωκεανού. Μετά από αυτό, η τεκτονική πλακών ξεκίνησε τη θριαμβευτική της πορεία στις επιστήμες της γης. Όλο και περισσότεροι επιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι, αντί να χάνουμε χρόνο υπερασπιζόμενοι την έννοια του φιξισμού, ήταν καλύτερο να δούμε τον πλανήτη από τη σκοπιά μιας νέας θεωρίας και, τελικά, να αρχίσουμε να δίνουμε πραγματικές εξηγήσεις για τις πιο περίπλοκες γήινες διαδικασίες.
Η τεκτονική των πλακών έχει πλέον επιβεβαιωθεί με άμεσες μετρήσεις της ταχύτητας των πλακών χρησιμοποιώντας συμβολομετρία ακτινοβολίας από μακρινά κβάζαρ και μετρήσεις με χρήση GPS. Τα αποτελέσματα πολλών ετών έρευνας έχουν επιβεβαιώσει πλήρως τις βασικές αρχές της θεωρίας της τεκτονικής πλακών.
Τρέχουσα κατάσταση της τεκτονικής πλακών
Τις τελευταίες δεκαετίες, η τεκτονική πλακών έχει αλλάξει σημαντικά τις βασικές αρχές της. Σήμερα μπορούν να διατυπωθούν ως εξής:
- Το πάνω μέρος της στερεάς Γης χωρίζεται σε μια εύθραυστη λιθόσφαιρα και μια πλαστική ασθενόσφαιρα. Η μεταφορά στην ασθενόσφαιρα είναι η κύρια αιτία της κίνησης της πλάκας.
- Η λιθόσφαιρα χωρίζεται σε 8 μεγάλες πλάκες, δεκάδες μεσαίες πλάκες και πολλές μικρές. Οι μικρές πλάκες βρίσκονται σε ιμάντες μεταξύ μεγάλων πλακών. Η σεισμική, τεκτονική και μαγματική δραστηριότητα συγκεντρώνεται στα όρια των πλακών.
- Σε μια πρώτη προσέγγιση, οι λιθοσφαιρικές πλάκες περιγράφονται ως άκαμπτα σώματα και η κίνησή τους υπακούει στο θεώρημα περιστροφής του Euler.
- Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι σχετικών κινήσεων πλακών
- divergence (divergence), που εκφράζεται με ρήγμα και εξάπλωση.
- σύγκλιση (σύγκλιση) που εκφράζεται με βύθιση και σύγκρουση.
- κινήσεις ολίσθησης κατά μήκος σφαλμάτων μετασχηματισμού.
- Η εξάπλωση στους ωκεανούς αντισταθμίζεται από την καταβύθιση και τη σύγκρουση κατά μήκος της περιφέρειάς τους και η ακτίνα και ο όγκος της Γης είναι σταθερές (αυτή η δήλωση συζητείται συνεχώς, αλλά ποτέ δεν έχει διαψευσθεί)
- Η κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών προκαλείται από την παρασυρσή τους από συναγωγικά ρεύματα στην ασθενόσφαιρα.
Υπάρχουν δύο θεμελιωδώς διαφορετικοί τύποι φλοιού της γης - ο ηπειρωτικός φλοιός και ο ωκεάνιος φλοιός. Ορισμένες λιθοσφαιρικές πλάκες αποτελούνται αποκλειστικά από ωκεάνιο φλοιό (ένα παράδειγμα είναι η μεγαλύτερη πλάκα του Ειρηνικού), άλλες αποτελούνται από ένα μπλοκ ηπειρωτικού φλοιού συγκολλημένου στον ωκεάνιο φλοιό.
Περισσότερο από το 90% της επιφάνειας της Γης καλύπτεται από 8 μεγαλύτερες λιθοσφαιρικές πλάκες:
Οι μεσαίου μεγέθους πλάκες περιλαμβάνουν την αραβική υποήπειρο και τις πλάκες Cocos και Juan de Fuca, απομεινάρια της τεράστιας πλάκας Faralon που σχημάτιζε μεγάλο μέρος του πυθμένα του Ειρηνικού Ωκεανού, αλλά τώρα έχει εξαφανιστεί στη ζώνη βύθισης κάτω από την Αμερική.
Η δύναμη που κινεί τις πλάκες
Τώρα δεν υπάρχει πλέον καμία αμφιβολία ότι η κίνηση των πλακών συμβαίνει λόγω των θερμοβαρυτικών ρευμάτων του μανδύα - συναγωγή. Η πηγή ενέργειας για αυτά τα ρεύματα είναι η μεταφορά θερμότητας από τα κεντρικά μέρη της Γης, τα οποία έχουν πολύ υψηλή θερμοκρασία (η εκτιμώμενη θερμοκρασία του πυρήνα είναι περίπου 5000 ° C). Τα θερμαινόμενα πετρώματα διαστέλλονται (βλέπε θερμική διαστολή), η πυκνότητά τους μειώνεται και επιπλέουν προς τα πάνω, δίνοντας τη θέση τους σε ψυχρότερα πετρώματα. Αυτά τα ρεύματα μπορούν να κλείσουν και να σχηματίσουν σταθερά κελιά μεταφοράς. Σε αυτή την περίπτωση, στο πάνω μέρος του κελιού, η ροή της ύλης συμβαίνει σε οριζόντιο επίπεδο και αυτό το τμήμα της είναι που μεταφέρει τις πλάκες.
Έτσι, η κίνηση των πλακών είναι συνέπεια της ψύξης της Γης, κατά την οποία μέρος της θερμικής ενέργειας μετατρέπεται σε μηχανικό έργο και ο πλανήτης μας, κατά μία έννοια, είναι μια θερμική μηχανή.
Υπάρχουν αρκετές υποθέσεις σχετικά με την αιτία της υψηλής θερμοκρασίας του εσωτερικού της Γης. Στις αρχές του 20ου αιώνα, η υπόθεση της ραδιενεργής φύσης αυτής της ενέργειας ήταν δημοφιλής. Φαινόταν να επιβεβαιώνεται από εκτιμήσεις για τη σύνθεση του ανώτερου φλοιού, που έδειξαν πολύ σημαντικές συγκεντρώσεις ουρανίου, καλίου και άλλων ραδιενεργών στοιχείων, αλλά αργότερα αποδείχθηκε ότι η περιεκτικότητα σε ραδιενεργά στοιχεία μειώνεται απότομα με το βάθος. Ένα άλλο μοντέλο εξηγεί τη θέρμανση με χημική διαφοροποίηση της Γης. Ο πλανήτης ήταν αρχικά ένα μείγμα πυριτικών και μεταλλικών ουσιών. Ταυτόχρονα όμως με το σχηματισμό του πλανήτη ξεκίνησε η διαφοροποίησή του σε ξεχωριστά κελύφη. Το πιο πυκνό μεταλλικό τμήμα όρμησε στο κέντρο του πλανήτη και τα πυριτικά συγκεντρώθηκαν στα ανώτερα κελύφη. Ταυτόχρονα, η δυναμική ενέργεια του συστήματος μειώθηκε και μετατράπηκε σε θερμική ενέργεια. Άλλοι ερευνητές πιστεύουν ότι η θέρμανση του πλανήτη προέκυψε ως αποτέλεσμα της συσσώρευσης κατά την πρόσκρουση μετεωριτών στην επιφάνεια του εκκολαπτόμενου ουράνιου σώματος.
Δευτερεύουσες δυνάμεις
Η θερμική μεταφορά παίζει καθοριστικό ρόλο στις κινήσεις των πλακών, αλλά εκτός από αυτήν, μικρότερες αλλά όχι λιγότερο σημαντικές δυνάμεις δρουν στις πλάκες.
Καθώς ο ωκεάνιος φλοιός βυθίζεται στον μανδύα, οι βασάλτες από τους οποίους αποτελείται μεταμορφώνονται σε εκλογίτες, πετρώματα πυκνότερα από τα συνηθισμένα πετρώματα του μανδύα - περιδοτίτες. Επομένως, αυτό το τμήμα της ωκεάνιας πλάκας βυθίζεται στον μανδύα και τραβά μαζί του το τμήμα που δεν έχει ακόμη εκλογικοποιηθεί.
Αποκλίνοντα όρια ή όρια πλακών
Αυτά είναι όρια μεταξύ πλακών που κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Στην τοπογραφία της Γης, αυτά τα όρια εκφράζονται ως ρήγματα, όπου κυριαρχούν οι παραμορφώσεις εφελκυσμού, το πάχος του φλοιού μειώνεται, η ροή θερμότητας είναι μέγιστη και εμφανίζεται ενεργός ηφαιστειακός. Εάν ένα τέτοιο όριο σχηματίζεται σε μια ήπειρο, τότε σχηματίζεται ένα ηπειρωτικό ρήγμα, το οποίο αργότερα μπορεί να μετατραπεί σε μια ωκεάνια λεκάνη με ένα ωκεάνιο ρήγμα στο κέντρο. Στα ωκεάνια ρήγματα, ως αποτέλεσμα της εξάπλωσης σχηματίζεται νέος ωκεάνιος φλοιός.
Ρήγματα ωκεανών
Στον ωκεάνιο φλοιό, τα ρήγματα περιορίζονται στα κεντρικά τμήματα των μεσοωκεάνιων κορυφογραμμών. Σε αυτά σχηματίζεται νέος ωκεάνιος φλοιός. Το συνολικό τους μήκος είναι πάνω από 60 χιλιάδες χιλιόμετρα. Συνδέονται με πολλά, τα οποία μεταφέρουν σημαντικό μέρος της βαθιάς θερμότητας και των διαλυμένων στοιχείων στον ωκεανό. Οι πηγές υψηλής θερμοκρασίας ονομάζονται μαύροι καπνιστές και συνδέονται σημαντικά αποθέματα μη σιδηρούχων μετάλλων.
Ηπειρωτικά ρήγματα
Η διάσπαση της ηπείρου σε μέρη ξεκινά με το σχηματισμό ενός ρήγματος. Η κρούστα λεπταίνει και απομακρύνεται, και αρχίζει ο μαγματισμός. Σχηματίζεται μια εκτεταμένη γραμμική κοιλότητα με βάθος περίπου εκατοντάδων μέτρων, η οποία περιορίζεται από μια σειρά από ρήγματα. Μετά από αυτό, δύο σενάρια είναι πιθανά: είτε η επέκταση του ρήγματος σταματά και γεμίζει με ιζηματογενή πετρώματα, μετατρέποντας σε αουλακογόνο, είτε οι ήπειροι συνεχίζουν να απομακρύνονται και ανάμεσά τους, ήδη σε τυπικά ωκεάνια ρήγματα, αρχίζει να σχηματίζεται ωκεάνιος φλοιός. .
Συγκλίνοντα όρια
Διαβάστε περισσότερα στο άρθρο Subduction ZoneΤα συγκλίνοντα όρια είναι τα όρια όπου οι πλάκες συγκρούονται. Τρεις επιλογές είναι δυνατές:
- Ηπειρωτική πλάκα με την ωκεάνια πλάκα. Ο ωκεάνιος φλοιός είναι πιο πυκνός από τον ηπειρωτικό φλοιό και βυθίζεται κάτω από την ήπειρο σε μια ζώνη βύθισης.
- Ωκεάνια πλάκα με ωκεάνια πλάκα. Σε αυτή την περίπτωση, η μία από τις πλάκες σέρνεται κάτω από την άλλη και σχηματίζεται επίσης μια ζώνη βύθισης, πάνω από την οποία σχηματίζεται ένα νησιωτικό τόξο.
- Ηπειρωτική πλάκα με ηπειρωτική. Συμβαίνει μια σύγκρουση και εμφανίζεται μια ισχυρή διπλωμένη περιοχή. Ένα κλασικό παράδειγμα είναι τα Ιμαλάια.
Σε σπάνιες περιπτώσεις, ο ωκεάνιος φλοιός ωθείται στον ηπειρωτικό φλοιό - απαγωγή. Χάρη σε αυτή τη διαδικασία προέκυψαν οφιόλιθοι της Κύπρου, της Νέας Καληδονίας, του Ομάν και άλλων.
Στις ζώνες βύθισης, ο ωκεάνιος φλοιός απορροφάται, αντισταθμίζοντας έτσι την εμφάνισή του στο MOR. Σε αυτά λαμβάνουν χώρα εξαιρετικά πολύπλοκες διεργασίες και αλληλεπιδράσεις μεταξύ του φλοιού και του μανδύα. Έτσι, ο ωκεάνιος φλοιός μπορεί να τραβήξει μπλοκ ηπειρωτικού φλοιού στον μανδύα, τα οποία, λόγω της χαμηλής πυκνότητάς τους, εκταφεύονται πίσω στον φλοιό. Έτσι προκύπτουν μεταμορφικά συμπλέγματα υπερυψηλών πιέσεων, ένα από τα πιο δημοφιλή αντικείμενα της σύγχρονης γεωλογικής έρευνας.
Οι περισσότερες σύγχρονες ζώνες βύθισης βρίσκονται κατά μήκος της περιφέρειας του Ειρηνικού Ωκεανού, σχηματίζοντας τον Ειρηνικό Δακτύλιο της Φωτιάς. Οι διεργασίες που συμβαίνουν στη ζώνη μεταφοράς της πλάκας θεωρούνται δικαίως ως από τις πιο περίπλοκες στη γεωλογία. Αναμιγνύει μπλοκ διαφορετικής προέλευσης, σχηματίζοντας ένα νέο ηπειρωτικό φλοιό.
Ενεργά ηπειρωτικά περιθώρια
Διαβάστε περισσότερα στο άρθρο Ενεργό ηπειρωτικό περιθώριοΈνα ενεργό ηπειρωτικό περιθώριο εμφανίζεται όταν ο ωκεάνιος φλοιός υποβιβάζεται κάτω από μια ήπειρο. Το πρότυπο αυτής της γεωδυναμικής κατάστασης θεωρείται ότι είναι η δυτική ακτή της Νότιας Αμερικής· συχνά ονομάζεται Άνδεωνείδος ηπειρωτικού περιθωρίου. Το ενεργό ηπειρωτικό περιθώριο χαρακτηρίζεται από πολυάριθμα ηφαίστεια και γενικά ισχυρό μαγματισμό. Τα τήγματα έχουν τρία συστατικά: τον ωκεάνιο φλοιό, τον μανδύα από πάνω του και τον κατώτερο ηπειρωτικό φλοιό.
Κάτω από το ενεργό ηπειρωτικό περιθώριο, υπάρχει ενεργή μηχανική αλληλεπίδραση μεταξύ της ωκεάνιας και της ηπειρωτικής πλάκας. Ανάλογα με την ταχύτητα, την ηλικία και το πάχος του ωκεάνιου φλοιού, είναι πιθανά διάφορα σενάρια ισορροπίας. Εάν η πλάκα κινείται αργά και έχει σχετικά χαμηλό πάχος, τότε η ήπειρος αφαιρεί το ιζηματογενές κάλυμμα από αυτήν. Τα ιζηματογενή πετρώματα συνθλίβονται σε έντονες πτυχώσεις, μεταμορφώνονται και γίνονται μέρος του ηπειρωτικού φλοιού. Η δομή που σχηματίζεται ονομάζεται προσαυξητική σφήνα. Εάν η ταχύτητα της πλάκας καταβύθισης είναι υψηλή και το ιζηματογενές κάλυμμα είναι λεπτό, τότε ο ωκεάνιος φλοιός διαγράφει τον πυθμένα της ηπείρου και τον τραβάει στον μανδύα.
Νησιωτικά τόξα
Νησιώτικο τόξο
Διαβάστε περισσότερα στο άρθρο Island ArcΤα νησιωτικά τόξα είναι αλυσίδες ηφαιστειακών νησιών πάνω από μια ζώνη βύθισης, που εμφανίζονται όπου μια ωκεάνια πλάκα υποβιβάζεται κάτω από μια ωκεάνια πλάκα. Τα τυπικά σύγχρονα νησιωτικά τόξα περιλαμβάνουν τα νησιά Αλεούτια, Κουρίλες, Μαριάνες και πολλά άλλα αρχιπέλαγος. Τα Ιαπωνικά νησιά ονομάζονται επίσης συχνά νησιωτικό τόξο, αλλά η ίδρυσή τους είναι πολύ αρχαία και στην πραγματικότητα σχηματίστηκαν από πολλά συμπλέγματα νησιωτικών τόξων σε διαφορετικούς χρόνους, επομένως τα Ιαπωνικά νησιά είναι μια μικροήπειρος.
Τα νησιωτικά τόξα σχηματίζονται όταν δύο ωκεάνιες πλάκες συγκρούονται. Σε αυτή την περίπτωση, μια από τις πλάκες καταλήγει στο κάτω μέρος και απορροφάται στο μανδύα. Ηφαίστεια με τόξο νησιών σχηματίζονται στην επάνω πλάκα. Η καμπύλη πλευρά του νησιωτικού τόξου κατευθύνεται προς την απορροφούμενη πλάκα. Από αυτή την πλευρά υπάρχει μια τάφρος βαθέων υδάτων και μια γούρνα με πρόσθιο άκρο.
Πίσω από το νησιωτικό τόξο υπάρχει μια λεκάνη με οπίσθιο τόξο (τυπικά παραδείγματα: Θάλασσα του Οχότσκ, Θάλασσα της Νότιας Κίνας κ.λπ.) στην οποία μπορεί επίσης να σημειωθεί εξάπλωση.
Ηπειρωτική σύγκρουση
Σύγκρουση ηπείρων
Διαβάστε περισσότερα στο άρθρο Continental CollisionΗ σύγκρουση των ηπειρωτικών πλακών οδηγεί στην κατάρρευση του φλοιού και στο σχηματισμό οροσειρών. Παράδειγμα σύγκρουσης είναι η ορεινή ζώνη των Άλπεων-Ιμαλαΐων, που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα του κλεισίματος του ωκεανού της Τηθύος και της σύγκρουσης με την ευρασιατική πλάκα του Ινδουστάν και της Αφρικής. Ως αποτέλεσμα, το πάχος του φλοιού αυξάνεται σημαντικά· κάτω από τα Ιμαλάια φτάνει τα 70 km. Πρόκειται για μια ασταθή δομή· καταστρέφεται έντονα από την επιφανειακή και τεκτονική διάβρωση. Στον φλοιό με απότομα αυξημένο πάχος, οι γρανίτες λιώνουν από μεταμορφωμένα ιζηματογενή και πυριγενή πετρώματα. Έτσι σχηματίστηκαν οι μεγαλύτεροι βαθόλιθοι, για παράδειγμα, ο Angara-Vitimsky και ο Zerendinsky.
Μεταμορφώστε τα όρια
Όπου οι πλάκες κινούνται σε παράλληλες πορείες, αλλά με διαφορετικές ταχύτητες, προκύπτουν ρήγματα μετασχηματισμού - τεράστια ρήγματα διάτμησης, ευρέως διαδεδομένα στους ωκεανούς και σπάνια στις ηπείρους.
Μετασχηματισμός σφαλμάτων
Περισσότερες λεπτομέρειες στο άρθρο Βλάβη μετασχηματισμούΣτους ωκεανούς, τα ρήγματα μετασχηματισμού εκτείνονται κάθετα στις κορυφογραμμές του μέσου ωκεανού (MORs) και τα χωρίζουν σε τμήματα πλάτους κατά μέσο όρο 400 km. Μεταξύ των τμημάτων κορυφογραμμής υπάρχει ένα ενεργό τμήμα του σφάλματος μετασχηματισμού. Σεισμοί και οικοδόμηση βουνών συμβαίνουν συνεχώς σε αυτήν την περιοχή· πολυάριθμες φτερωτές κατασκευές σχηματίζονται γύρω από το ρήγμα - ωθήσεις, πτυχώσεις και γκράμπεν. Ως αποτέλεσμα, τα πετρώματα του μανδύα εκτίθενται συχνά στη ζώνη του ρήγματος.
Και στις δύο πλευρές των τμημάτων MOR υπάρχουν ανενεργά τμήματα σφαλμάτων μετασχηματισμού. Δεν υπάρχουν ενεργές κινήσεις σε αυτά, αλλά εκφράζονται ξεκάθαρα στην τοπογραφία του βυθού του ωκεανού με γραμμικές ανυψώσεις με κεντρική ύφεση. .
Τα σφάλματα μετασχηματισμού σχηματίζουν ένα κανονικό δίκτυο και, προφανώς, δεν προκύπτουν τυχαία, αλλά για αντικειμενικούς φυσικούς λόγους. Ένας συνδυασμός δεδομένων αριθμητικής μοντελοποίησης, θερμοφυσικών πειραμάτων και γεωφυσικών παρατηρήσεων κατέστησε δυνατό να διαπιστωθεί ότι η μεταφορά του μανδύα έχει μια τρισδιάστατη δομή. Εκτός από την κύρια ροή από το MOR, προκύπτουν διαμήκη ρεύματα στο συναγωγικό στοιχείο λόγω της ψύξης του άνω μέρους της ροής. Αυτή η ψυχρή ουσία κατευθύνεται προς τα κάτω κατά μήκος της κύριας κατεύθυνσης της ροής του μανδύα. Τα ρήγματα μετασχηματισμού εντοπίζονται στις ζώνες αυτής της δευτερεύουσας φθίνουσας ροής. Αυτό το μοντέλο συμφωνεί καλά με τα δεδομένα για τη ροή θερμότητας: παρατηρείται μείωση της ροής θερμότητας πάνω από σφάλματα μετασχηματισμού.
Ηπειρωτικές μετατοπίσεις
Περισσότερες λεπτομέρειες στο άρθρο ShiftΤα όρια πλάκας κρούσης-ολίσθησης στις ηπείρους είναι σχετικά σπάνια. Ίσως το μόνο ενεργό παράδειγμα ορίου αυτού του τύπου είναι το ρήγμα San Andreas, που χωρίζει την πλάκα της Βόρειας Αμερικής από την πλάκα του Ειρηνικού. Το ρήγμα San Andreas μήκους 800 μιλίων είναι μια από τις πιο σεισμικά ενεργές περιοχές στον πλανήτη: οι πλάκες μετακινούνται μεταξύ τους κατά 0,6 cm το χρόνο, σεισμοί με μέγεθος άνω των 6 μονάδων συμβαίνουν κατά μέσο όρο μία φορά κάθε 22 χρόνια. Η πόλη του Σαν Φρανσίσκο και μεγάλο μέρος της περιοχής του κόλπου του Σαν Φρανσίσκο είναι χτισμένα σε κοντινή απόσταση από αυτό το ρήγμα.
Διαδικασίες εντός της πλάκας
Οι πρώτες διατυπώσεις της τεκτονικής πλακών υποστήριξαν ότι ο ηφαιστειισμός και τα σεισμικά φαινόμενα συγκεντρώνονται κατά μήκος των ορίων των πλακών, αλλά σύντομα έγινε σαφές ότι συγκεκριμένες τεκτονικές και μαγματικές διεργασίες συμβαίνουν επίσης μέσα στις πλάκες, οι οποίες ερμηνεύτηκαν επίσης στο πλαίσιο αυτής της θεωρίας. Μεταξύ των ενδοπλακικών διεργασιών, ιδιαίτερη θέση κατέλαβαν τα φαινόμενα μακροχρόνιου βασαλτικού μαγματισμού σε ορισμένες περιοχές, τα λεγόμενα hot spots.
Hot Spots
Υπάρχουν πολλά ηφαιστειακά νησιά στον πυθμένα των ωκεανών. Μερικά από αυτά βρίσκονται σε αλυσίδες με διαδοχικά μεταβαλλόμενες ηλικίες. Ένα κλασικό παράδειγμα μιας τέτοιας υποβρύχιας κορυφογραμμής είναι η υποβρύχια κορυφογραμμή της Χαβάης. Ανεβαίνει πάνω από την επιφάνεια του ωκεανού με τη μορφή των νησιών της Χαβάης, από τα οποία μια αλυσίδα θαλάσσιων βουνών με συνεχώς αυξανόμενη ηλικία εκτείνεται στα βορειοδυτικά, μερικά από τα οποία, για παράδειγμα, η Ατόλη Midway, έρχονται στην επιφάνεια. Σε απόσταση περίπου 3000 χιλιομέτρων από τη Χαβάη, η αλυσίδα στρέφεται ελαφρώς προς τα βόρεια, και ονομάζεται ήδη Imperial Ridge. Διακόπτεται σε όρυγμα βαθέων υδάτων μπροστά από το τόξο των Αλεούτιων νησιών.
Για να εξηγηθεί αυτή η εκπληκτική δομή, προτάθηκε ότι κάτω από τα νησιά της Χαβάης υπάρχει ένα καυτό σημείο - ένα μέρος όπου μια ζεστή ροή μανδύα ανεβαίνει στην επιφάνεια, η οποία λιώνει τον ωκεάνιο φλοιό που κινείται από πάνω του. Υπάρχουν πολλά τέτοια σημεία εγκατεστημένα τώρα στη Γη. Η ροή του μανδύα που τα προκαλεί ονομάστηκε λοφίο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, θεωρείται μια εξαιρετικά βαθιά προέλευση της ύλης του λοφίου, μέχρι το όριο πυρήνα-μανδύα.
Παγίδες και ωκεάνια οροπέδια
Εκτός από τα μακροχρόνια καυτά σημεία, μερικές φορές εμφανίζονται τεράστιες εκροές τήγματος μέσα σε πλάκες, οι οποίες σχηματίζουν παγίδες σε ηπείρους και ωκεάνια οροπέδια στους ωκεανούς. Η ιδιαιτερότητα αυτού του τύπου μαγματισμού είναι ότι εμφανίζεται σε σύντομο γεωλογικό χρόνο της τάξης πολλών εκατομμυρίων ετών, αλλά καλύπτει τεράστιες εκτάσεις (δεκάδες χιλιάδες km²) και εκχύνεται ένας κολοσσιαίος όγκος βασάλτων, συγκρίσιμος με την ποσότητα τους. κρυσταλλώνεται σε μεσοωκεάνια κορυφογραμμές.
Οι παγίδες της Σιβηρίας στην Πλατφόρμα της Ανατολικής Σιβηρίας, οι παγίδες του Οροπεδίου του Ντέκαν στην ήπειρο Ινδουστάν και πολλές άλλες είναι γνωστές. Οι ροές θερμού μανδύα θεωρούνται επίσης ότι είναι η αιτία του σχηματισμού παγίδων, αλλά σε αντίθεση με τα θερμά σημεία, δρουν για μικρό χρονικό διάστημα και η διαφορά μεταξύ τους δεν είναι απολύτως σαφής.
Τα καυτά σημεία και οι παγίδες έδωσαν αφορμή για τη δημιουργία του λεγόμενου λοφίο γεωτεκτονική, το οποίο αναφέρει ότι όχι μόνο η κανονική μεταφορά, αλλά και τα λοφία παίζουν σημαντικό ρόλο στις γεωδυναμικές διεργασίες. Η τεκτονική των πλακών δεν έρχεται σε αντίθεση με την τεκτονική των πλακών, αλλά τη συμπληρώνει.
Η τεκτονική των πλακών ως σύστημα επιστημών
Χάρτης τεκτονικών πλακών
Τώρα η τεκτονική δεν μπορεί πλέον να θεωρηθεί ως μια καθαρά γεωλογική έννοια. Διαδραματίζει βασικό ρόλο σε όλες τις γεωεπιστήμες· σε αυτό έχουν προκύψει αρκετές μεθοδολογικές προσεγγίσεις με διαφορετικές βασικές έννοιες και αρχές.
Από άποψη κινηματική προσέγγιση, οι κινήσεις των πλακών μπορούν να περιγραφούν με τους γεωμετρικούς νόμους της κίνησης των μορφών σε μια σφαίρα. Η Γη θεωρείται ως ένα μωσαϊκό από πλάκες διαφορετικών μεγεθών που κινούνται μεταξύ τους και με τον ίδιο τον πλανήτη. Τα παλαιομαγνητικά δεδομένα μας επιτρέπουν να ανακατασκευάσουμε τη θέση του μαγνητικού πόλου σε σχέση με κάθε πλάκα σε διαφορετικά χρονικά σημεία. Η γενίκευση δεδομένων για διαφορετικές πλάκες οδήγησε στην ανακατασκευή ολόκληρης της ακολουθίας σχετικών κινήσεων των πλακών. Ο συνδυασμός αυτών των δεδομένων με πληροφορίες που ελήφθησαν από σταθερά θερμά σημεία κατέστησε δυνατό τον προσδιορισμό των απόλυτων κινήσεων των πλακών και της ιστορίας της κίνησης των μαγνητικών πόλων της Γης.
Θερμοφυσική προσέγγισηθεωρεί τη Γη ως μια θερμική μηχανή, στην οποία η θερμική ενέργεια μετατρέπεται εν μέρει σε μηχανική ενέργεια. Σε αυτήν την προσέγγιση, η κίνηση της ύλης στα εσωτερικά στρώματα της Γης μοντελοποιείται ως ροή ενός παχύρρευστου ρευστού, που περιγράφεται από τις εξισώσεις Navier-Stokes. Η μεταφορά του μανδύα συνοδεύεται από μεταπτώσεις φάσης και χημικές αντιδράσεις, οι οποίες παίζουν καθοριστικό ρόλο στη δομή των ροών του μανδύα. Με βάση δεδομένα γεωφυσικής ηχογράφησης, αποτελέσματα θερμοφυσικών πειραμάτων και αναλυτικών και αριθμητικών υπολογισμών, οι επιστήμονες προσπαθούν να αναλύσουν τη δομή της μεταφοράς του μανδύα, να βρουν τις ταχύτητες ροής και άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά βαθιών διεργασιών. Αυτά τα δεδομένα είναι ιδιαίτερα σημαντικά για την κατανόηση της δομής των βαθύτερων τμημάτων της Γης - του κατώτερου μανδύα και του πυρήνα, τα οποία είναι απρόσιτα για άμεση μελέτη, αλλά αναμφίβολα έχουν τεράστιο αντίκτυπο στις διεργασίες που συμβαίνουν στην επιφάνεια του πλανήτη.
Γεωχημική προσέγγιση. Για τη γεωχημεία, η τεκτονική των πλακών είναι σημαντική ως μηχανισμός για τη συνεχή ανταλλαγή ύλης και ενέργειας μεταξύ των διαφορετικών στρωμάτων της Γης. Κάθε γεωδυναμική ρύθμιση χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένους συνειρμούς βράχων. Με τη σειρά τους, αυτά τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό του γεωδυναμικού περιβάλλοντος στο οποίο σχηματίστηκε ο βράχος.
Ιστορική προσέγγιση. Όσον αφορά την ιστορία του πλανήτη Γη, η τεκτονική πλακών είναι η ιστορία των ηπείρων που ενώνονται και διασπώνται, η γέννηση και η αποσύνθεση ηφαιστειακών αλυσίδων και η εμφάνιση και το κλείσιμο των ωκεανών και των θαλασσών. Τώρα για μεγάλα τετράγωνα του φλοιού, η ιστορία των κινήσεων έχει καθιερωθεί με μεγάλη λεπτομέρεια και σε σημαντικό χρονικό διάστημα, αλλά για μικρές πλάκες οι μεθοδολογικές δυσκολίες είναι πολύ μεγαλύτερες. Οι πιο περίπλοκες γεωδυναμικές διεργασίες συμβαίνουν σε ζώνες σύγκρουσης πλακών, όπου σχηματίζονται οροσειρές, αποτελούμενες από πολλά μικρά ετερογενή τετράγωνα, που πραγματοποιήθηκαν το 1999 από τον διαστημικό σταθμό Proterozoic. Πριν από αυτό, ο μανδύας μπορεί να είχε μια διαφορετική δομή μεταφοράς μάζας, στην οποία η τυρβώδης συναγωγή και τα λοφία έπαιζαν σημαντικό ρόλο παρά οι σταθερές ροές μεταφοράς.
Προηγούμενες κινήσεις πιάτων
Διαβάστε περισσότερα στο άρθρο Ιστορία της κίνησης της πλάκαςΗ ανακατασκευή των κινήσεων των προηγούμενων πλακών είναι ένα από τα κύρια θέματα της γεωλογικής έρευνας. Με ποικίλους βαθμούς λεπτομέρειας, η θέση των ηπείρων και των τετράγωνων από τα οποία σχηματίστηκαν έχει ανακατασκευαστεί μέχρι την Αρχαία.
Κινείται βόρεια και συνθλίβει την ευρασιατική πλάκα, αλλά, προφανώς, ο πόρος αυτής της κίνησης έχει σχεδόν εξαντληθεί, και στον κοντινό γεωλογικό χρόνο θα προκύψει μια νέα ζώνη βύθισης στον Ινδικό Ωκεανό, στην οποία θα βρίσκεται ο ωκεάνιος φλοιός του Ινδικού Ωκεανού. απορροφάται κάτω από την ινδική ήπειρο.
Η επίδραση των κινήσεων των πλακών στο κλίμα
Η θέση των μεγάλων ηπειρωτικών μαζών στις υποπολικές περιοχές συμβάλλει στη γενική μείωση της θερμοκρασίας του πλανήτη, καθώς μπορεί να σχηματιστούν στρώματα πάγου στις ηπείρους. Όσο πιο διαδεδομένος είναι ο παγετώνας, τόσο μεγαλύτερο είναι το άλμπεντο του πλανήτη και τόσο χαμηλότερη είναι η μέση ετήσια θερμοκρασία.
Επιπλέον, η σχετική θέση των ηπείρων καθορίζει την ωκεάνια και την ατμοσφαιρική κυκλοφορία.
Ωστόσο, ένα απλό και λογικό σχήμα: ηπείροι στις πολικές περιοχές - παγετώνες, ήπειροι στις ισημερινές περιοχές - αύξηση της θερμοκρασίας, αποδεικνύεται λανθασμένο σε σύγκριση με γεωλογικά δεδομένα για το παρελθόν της Γης. Ο Τεταρτογενής παγετώνας συνέβη στην πραγματικότητα όταν η Ανταρκτική μετακινήθηκε στην περιοχή του Νότιου Πόλου και στο βόρειο ημισφαίριο, η Ευρασία και η Βόρεια Αμερική πλησίασαν τον Βόρειο Πόλο. Από την άλλη πλευρά, ο ισχυρότερος Πρωτοζωϊκός παγετώνας, κατά τον οποίο η Γη ήταν σχεδόν πλήρως καλυμμένη με πάγο, συνέβη όταν οι περισσότερες ηπειρωτικές μάζες βρίσκονταν στην περιοχή του ισημερινού.
Επιπλέον, σημαντικές αλλαγές στη θέση των ηπείρων συμβαίνουν σε μια περίοδο περίπου δεκάδων εκατομμυρίων ετών, ενώ η συνολική διάρκεια των παγετώνων είναι περίπου αρκετά εκατομμύρια χρόνια και κατά τη διάρκεια μιας εποχής παγετώνων συμβαίνουν κυκλικές αλλαγές παγετώνων και μεσοπαγετώνων περιόδων. Όλες αυτές οι κλιματικές αλλαγές συμβαίνουν γρήγορα σε σύγκριση με την ταχύτητα της ηπειρωτικής κίνησης, και επομένως η κίνηση των πλακών δεν μπορεί να είναι η αιτία.
Από τα παραπάνω προκύπτει ότι οι κινήσεις των πλακών δεν παίζουν καθοριστικό ρόλο στην κλιματική αλλαγή, αλλά μπορούν να αποτελέσουν σημαντικό πρόσθετο παράγοντα που τις «σπρώχνει».
Η έννοια της τεκτονικής πλακών
Η τεκτονική των πλακών έχει παίξει ρόλο στις επιστήμες της γης συγκρίσιμο με την ηλιοκεντρική έννοια στην αστρονομία ή την ανακάλυψη του DNA στη γενετική. Πριν από την υιοθέτηση της θεωρίας της τεκτονικής πλακών, οι επιστήμες της γης είχαν περιγραφικό χαρακτήρα. Πέτυχαν υψηλό επίπεδο τελειότητας στην περιγραφή των φυσικών αντικειμένων, αλλά σπάνια μπορούσαν να εξηγήσουν τις αιτίες των διεργασιών. Σε διαφορετικούς κλάδους της γεωλογίας θα μπορούσαν να κυριαρχούν αντίθετες έννοιες. Η τεκτονική των πλακών συνέδεσε τις διάφορες επιστήμες της γης και τους έδωσε προγνωστική δύναμη.
V. E. Khain. σε περιοχές και μικρότερες μικρότερες χρονικές κλίμακες.
Σύμφωνα με το σύγχρονο θεωρία πλακώνΟλόκληρη η λιθόσφαιρα χωρίζεται σε ξεχωριστά μπλοκ από στενές και ενεργές ζώνες - βαθιά ρήγματα - που κινούνται στο πλαστικό στρώμα του άνω μανδύα σε σχέση μεταξύ τους με ταχύτητα 2-3 cm ετησίως. Αυτά τα μπλοκ ονομάζονται λιθοσφαιρικές πλάκες.
Η ιδιαιτερότητα των λιθοσφαιρικών πλακών είναι η ακαμψία και η ικανότητά τους, ελλείψει εξωτερικών επιρροών, να διατηρούν το σχήμα και τη δομή τους αναλλοίωτα για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Οι λιθοσφαιρικές πλάκες είναι κινητές. Η κίνησή τους κατά μήκος της επιφάνειας της ασθενόσφαιρας συμβαίνει υπό την επίδραση των ρευμάτων μεταφοράς στον μανδύα. Οι μεμονωμένες λιθοσφαιρικές πλάκες μπορούν να απομακρυνθούν, να πλησιάσουν η μία την άλλη ή να γλιστρήσουν η μία σε σχέση με την άλλη. Στην πρώτη περίπτωση, μεταξύ των πλακών εμφανίζονται ζώνες τάσης με ρωγμές κατά μήκος των ορίων των πλακών, στη δεύτερη - ζώνες συμπίεσης, που συνοδεύονται από την ώθηση της μιας πλάκας πάνω στην άλλη (ώθηση - απόφραξη, ώθηση - υποβύθιση), στην τρίτη - ζώνες διάτμησης - ρήγματα κατά μήκος των οποίων συμβαίνει ολίσθηση γειτονικών πλακών .
Όπου οι ηπειρωτικές πλάκες συγκλίνουν, συγκρούονται και σχηματίζονται ζώνες βουνών. Έτσι προέκυψε, για παράδειγμα, το ορεινό σύστημα των Ιμαλαΐων στα σύνορα της ευρασιατικής και της ινδοαυστραλιανής πλάκας (Εικ. 1).
Ρύζι. 1. Σύγκρουση ηπειρωτικών λιθοσφαιρικών πλακών
Όταν η ηπειρωτική και η ωκεάνια πλάκα αλληλεπιδρούν, η πλάκα με τον ωκεάνιο φλοιό κινείται κάτω από την πλάκα με τον ηπειρωτικό φλοιό (Εικ. 2).
Ρύζι. 2. Σύγκρουση ηπειρωτικών και ωκεάνιων λιθοσφαιρικών πλακών
Ως αποτέλεσμα της σύγκρουσης ηπειρωτικών και ωκεάνιων λιθοσφαιρικών πλακών, σχηματίζονται χαρακώματα βαθέων υδάτων και νησιωτικά τόξα.
Η απόκλιση των λιθοσφαιρικών πλακών και ο σχηματισμός του ωκεάνιου φλοιού που προκύπτει φαίνεται στο Σχ. 3.
Οι αξονικές ζώνες των μεσοωκεάνιων κορυφογραμμών χαρακτηρίζονται από ρήγματα(από τα Αγγλικά ρήγμα -ρωγμή, ρωγμή, ρήγμα) - μια μεγάλη γραμμική τεκτονική δομή του φλοιού της γης εκατοντάδες, χιλιάδες σε μήκος, δεκάδες και μερικές φορές εκατοντάδες χιλιόμετρα πλάτος, που σχηματίζεται κυρίως κατά τη διάρκεια οριζόντιας τάνυσης του φλοιού (Εικ. 4). Πολύ μεγάλα ρήγματα λέγονται ζώνες ρήξης,ζώνες ή συστήματα.
Δεδομένου ότι η λιθοσφαιρική πλάκα είναι μια ενιαία πλάκα, κάθε ρήγμα της είναι πηγή σεισμικής δραστηριότητας και ηφαιστειότητας. Αυτές οι πηγές συγκεντρώνονται σε σχετικά στενές ζώνες κατά μήκος των οποίων εμφανίζονται αμοιβαίες κινήσεις και τριβή γειτονικών πλακών. Αυτές οι ζώνες ονομάζονται σεισμικές ζώνες.Οι ύφαλοι, οι μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές και οι τάφροι βαθέων υδάτων είναι κινητές περιοχές της Γης και βρίσκονται στα όρια λιθοσφαιρικών πλακών. Αυτό δείχνει ότι η διαδικασία σχηματισμού του φλοιού της γης σε αυτές τις ζώνες συμβαίνει επί του παρόντος πολύ εντατικά.
Ρύζι. 3. Απόκλιση λιθοσφαιρικών πλακών στη ζώνη μεταξύ της ωκεάνιας κορυφογραμμής
Ρύζι. 4. Σχέδιο σχηματισμού ρήγματος
Τα περισσότερα από τα ρήγματα των λιθοσφαιρικών πλακών εμφανίζονται στον πυθμένα των ωκεανών, όπου ο φλοιός της γης είναι λεπτότερος, αλλά συμβαίνουν επίσης και στην ξηρά. Το μεγαλύτερο ρήγμα στην ξηρά βρίσκεται στην ανατολική Αφρική. Εκτείνεται σε 4000 χλμ. Το πλάτος αυτού του ρήγματος είναι 80-120 km.
Επί του παρόντος, διακρίνονται επτά από τις μεγαλύτερες πλάκες (Εικ. 5). Από αυτά, η μεγαλύτερη σε έκταση είναι ο Ειρηνικός, ο οποίος αποτελείται εξ ολοκλήρου από ωκεάνια λιθόσφαιρα. Κατά κανόνα, η πλάκα Nazca, η οποία είναι αρκετές φορές μικρότερη σε μέγεθος από καθεμία από τις επτά μεγαλύτερες, ταξινομείται επίσης ως μεγάλη. Ταυτόχρονα, οι επιστήμονες προτείνουν ότι στην πραγματικότητα η πλάκα Nazca είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι βλέπουμε στον χάρτη (βλ. Εικ. 5), αφού ένα σημαντικό μέρος της πέρασε κάτω από γειτονικές πλάκες. Αυτή η πλάκα αποτελείται επίσης μόνο από ωκεάνια λιθόσφαιρα.
Ρύζι. 5. Λιθοσφαιρικές πλάκες της γης
Ένα παράδειγμα πλάκας που περιλαμβάνει τόσο ηπειρωτική όσο και ωκεάνια λιθόσφαιρα είναι, για παράδειγμα, η ινδοαυστραλιανή λιθοσφαιρική πλάκα. Η αραβική πλάκα αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από ηπειρωτική λιθόσφαιρα.
Η θεωρία των λιθοσφαιρικών πλακών είναι σημαντική. Πρώτα απ 'όλα, μπορεί να εξηγήσει γιατί υπάρχουν βουνά σε ορισμένα μέρη της Γης και πεδιάδες σε άλλα. Χρησιμοποιώντας τη θεωρία των λιθοσφαιρικών πλακών, είναι δυνατό να εξηγηθούν και να προβλεφθούν καταστροφικά φαινόμενα που συμβαίνουν στα όρια των πλακών.
Ρύζι. 6. Τα σχήματα των ηπείρων μοιάζουν πραγματικά συμβατά.
Θεωρία ηπειρωτικής μετατόπισης
Η θεωρία των λιθοσφαιρικών πλακών προέρχεται από τη θεωρία της ηπειρωτικής μετατόπισης. Πίσω στον 19ο αιώνα. Πολλοί γεωγράφοι έχουν σημειώσει ότι όταν κοιτάζει κανείς έναν χάρτη, μπορεί να παρατηρήσει ότι οι ακτές της Αφρικής και της Νότιας Αμερικής φαίνονται συμβατές όταν πλησιάζουν (Εικ. 6).
Η εμφάνιση της υπόθεσης της ηπειρωτικής μετακίνησης συνδέεται με το όνομα του Γερμανού επιστήμονα Άλφρεντ Βέγκενερ(1880-1930) (Εικ. 7), ο οποίος ανέπτυξε πληρέστερα αυτή την ιδέα.
Ο Βέγκενερ έγραψε: «Το 1910, μου προέκυψε για πρώτη φορά η ιδέα της μετακίνησης ηπείρων... όταν εντυπωσιάστηκα από την ομοιότητα των περιγραμμάτων των ακτών και στις δύο πλευρές του Ατλαντικού Ωκεανού». Πρότεινε ότι στην πρώιμη Παλαιοζωική υπήρχαν δύο μεγάλες ήπειροι στη Γη - η Λαυρασία και η Γκοντβάνα.
Η Λαυρασία ήταν η βόρεια ήπειρος, η οποία περιλάμβανε τα εδάφη της σύγχρονης Ευρώπης, την Ασία χωρίς την Ινδία και τη Βόρεια Αμερική. Η νότια ήπειρος - Gondwana ένωσε τα σύγχρονα εδάφη της Νότιας Αμερικής, της Αφρικής, της Ανταρκτικής, της Αυστραλίας και του Hindustan.
Μεταξύ Gondwana και Laurasia υπήρχε η πρώτη θάλασσα - η Τηθύς, σαν ένας τεράστιος κόλπος. Ο υπόλοιπος χώρος της Γης καταλήφθηκε από τον ωκεανό της Πανθάλασσας.
Πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια, η Gondwana και η Laurasia ενώθηκαν σε μια ενιαία ήπειρο - την Pangea (Παν - καθολική, Ge - γη) (Εικ. 8).
Ρύζι. 8. Η ύπαρξη ενιαίας ηπείρου της Παγγαίας (λευκό - στεριά, τελείες - ρηχή θάλασσα)
Πριν από περίπου 180 εκατομμύρια χρόνια, η ήπειρος της Παγγαίας άρχισε και πάλι να χωρίζεται στα συστατικά της μέρη, τα οποία αναμειγνύονταν στην επιφάνεια του πλανήτη μας. Η διαίρεση έγινε ως εξής: πρώτα η Λαυρασία και η Γκοντβάνα επανεμφανίστηκαν, μετά η Λαυρασία διασπάστηκε και μετά η Γκοντβάνα. Λόγω της διάσπασης και της απόκλισης τμημάτων της Πανγαίας, σχηματίστηκαν ωκεανοί. Ο Ατλαντικός και ο Ινδικός ωκεανός μπορούν να θεωρηθούν νέοι ωκεανοί. παλιά - Ήσυχα. Ο Αρκτικός Ωκεανός απομονώθηκε καθώς η ξηρά αυξήθηκε στο βόρειο ημισφαίριο.
Ρύζι. 9. Θέση και κατευθύνσεις της ηπειρωτικής μετατόπισης κατά την Κρητιδική περίοδο πριν από 180 εκατομμύρια χρόνια
Ο Α. Βέγκενερ βρήκε πολλές επιβεβαιώσεις για την ύπαρξη μιας ενιαίας ηπείρου της Γης. Βρήκε την ύπαρξη υπολειμμάτων αρχαίων ζώων -λιστόσαυρων- στην Αφρική και τη Νότια Αμερική ιδιαίτερα πειστική. Αυτά ήταν ερπετά, παρόμοια με τους μικρούς ιπποπόταμους, που ζούσαν μόνο σε υδάτινα σώματα γλυκού νερού. Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορούσαν να κολυμπήσουν τεράστιες αποστάσεις σε αλμυρό θαλασσινό νερό. Βρήκε παρόμοια στοιχεία στον φυτικό κόσμο.
Ενδιαφέρον για την υπόθεση της ηπειρωτικής μετακίνησης στη δεκαετία του '30 του 20ου αιώνα. μειώθηκε κάπως, αλλά αναβίωσε ξανά τη δεκαετία του '60, όταν, ως αποτέλεσμα μελετών για το ανάγλυφο και τη γεωλογία του βυθού των ωκεανών, ελήφθησαν δεδομένα που υποδεικνύουν τις διαδικασίες επέκτασης (εξάπλωσης) του ωκεάνιου φλοιού και την «κατάδυση» ορισμένων μέρη της κρούστας κάτω από άλλα (βύθιση).
