Mapa tektonických dosiek Zeme v ruštine. Litosféra a kôra

Dosková tektonika (dosková tektonika) je moderný geodynamický koncept založený na koncepcii veľkorozmerných horizontálnych pohybov relatívne integrálnych fragmentov litosféry (litosférických platní). Dosková tektonika sa teda zaoberá pohybmi a interakciami litosférických dosiek.

Prvý návrh o horizontálnom pohybe blokov zemskej kôry vyslovil Alfred Wegener v 20. rokoch 20. storočia v rámci hypotézy „kontinentálneho driftu“, ale táto hypotéza v tom čase nezískala podporu. Až v 60. rokoch 20. storočia priniesli štúdie oceánskeho dna presvedčivé dôkazy o horizontálnych pohyboch platní a procesoch expanzie oceánov v dôsledku tvorby (šírenia) oceánskej kôry. K oživeniu predstáv o prevládajúcej úlohe horizontálnych pohybov došlo v rámci „mobilistického“ trendu, ktorého rozvoj viedol k rozvoju modernej teórie doskovej tektoniky. Hlavné princípy doskovej tektoniky sformulovala v rokoch 1967-68 skupina amerických geofyzikov - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes pri vývoji skorších (1961-62) myšlienok tzv. Americkí vedci G. Hess a R. Digtsa o rozširovaní (šírení) oceánskeho dna

Základy doskovej tektoniky

Základné princípy doskovej tektoniky možno zhrnúť do niekoľkých zásadných

1. Horná skalnatá časť planéty je rozdelená na dve škrupiny, ktoré sa výrazne líšia v reologických vlastnostiach: tuhá a krehká litosféra a pod ňou umiestnená plastická a mobilná astenosféra.

2. Litosféra je rozdelená na platne, neustále sa pohybujúce po povrchu plastickej astenosféry. Litosféra je rozdelená na 8 veľkých dosiek, desiatky stredných dosiek a mnoho malých. Medzi veľkými a strednými doskami sú pásy zložené z mozaiky malých kôrových dosiek.

Hranice platní sú oblasti seizmickej, tektonickej a magmatickej aktivity; vnútorné oblasti dosiek sú slabo seizmické a vyznačujú sa slabým prejavom endogénnych procesov.

Viac ako 90 % zemského povrchu pripadá na 8 veľkých litosférických dosiek:

Austrálsky tanier,
Antarktická platňa,
Africký tanier,
euroázijský tanier,
Hindustan tanier,
Pacific Plate,
Severoamerický tanier,
Juhoamerický tanier.

Stredné platne: Arabské (subkontinent), Karibik, Filipíny, Nazca a Coco a Juan de Fuca atď.

Niektoré litosférické platne sú zložené výlučne z oceánskej kôry (napríklad Tichomorská platňa), iné zahŕňajú fragmenty oceánskej aj kontinentálnej kôry.

3. Existujú tri typy relatívnych pohybov platní: divergencia (divergencia), konvergencia (konvergencia) a šmykové pohyby.

Podľa toho sa rozlišujú tri typy hraníc hlavných dosiek.

Rozdielne hranice– hranice, pozdĺž ktorých sa dosky od seba pohybujú.

Procesy horizontálneho rozťahovania litosféry sa nazývajú rifting. Tieto hranice sú obmedzené na kontinentálne trhliny a stredooceánske hrebene v oceánskych panvách.

Pojem "rift" (z anglického rift - medzera, trhlina, medzera) sa vzťahuje na veľké lineárne štruktúry hlbokého pôvodu, ktoré vznikli počas napínania zemskej kôry. Z hľadiska štruktúry ide o štruktúry podobné drapákom.

Trhliny sa môžu vytvárať na kontinentálnej aj oceánskej kôre a tvoria jeden globálny systém orientovaný vzhľadom na os geoidu. V tomto prípade môže vývoj kontinentálnych riftov viesť k prerušeniu kontinuity kontinentálnej kôry a k premene tejto trhliny na oceánsku trhlinu (ak sa expanzia trhliny zastaví pred štádiom roztrhnutia kontinentálnej kôry, je vyplnená sedimentmi, ktoré sa menia na aulakogén).

Proces oddeľovania platní v zónach oceánskych riftov (stredooceánskych chrbtov) je sprevádzaný tvorbou novej oceánskej kôry v dôsledku magmatickej čadičovej taveniny prichádzajúcej z astenosféry. Tento proces tvorby novej oceánskej kôry v dôsledku prílevu materiálu plášťa sa nazýva rozširovanie, šírenie(z angl. spread – rozprestreť, rozvinúť).

Štruktúra stredooceánskeho hrebeňa

Pri rozširovaní je každý impulz predĺženia sprevádzaný príchodom novej časti plášťových tavenín, ktoré po stuhnutí vytvárajú okraje dosiek odchyľujúcich sa od osi MOR.

Práve v týchto zónach dochádza k tvorbe mladej oceánskej kôry.

Konvergentné hranice– hranice, pozdĺž ktorých dochádza k zrážkam dosiek. Počas kolízie môžu existovať tri hlavné možnosti interakcie: „oceánska – oceánska“, „oceánska – kontinentálna“ a „kontinentálna – kontinentálna“ litosféra. V závislosti od charakteru kolidujúcich dosiek môže dôjsť k niekoľkým rôznym procesom.

Subdukcia- proces subdukcie oceánskej platne pod kontinentálnu alebo inú oceánsku. Subdukčné zóny sú obmedzené na axiálne časti hlbokomorských priekop spojených s ostrovnými oblúkmi (ktoré sú prvkami aktívnych okrajov). Hranice subdukcie tvoria asi 80 % dĺžky všetkých konvergentných hraníc.

Pri zrážke kontinentálnej a oceánskej dosky je prirodzeným javom posunutie oceánskej (ťažšej) dosky pod okraj kontinentálnej; Keď sa dva oceány zrazia, starší (teda chladnejší a hustejší) z nich sa potopí.

Subdukčné zóny majú charakteristickú štruktúru: ich typickými prvkami sú hlbokomorská priekopa - vulkanický ostrovný oblúk - zadná oblúková panva. Hlbokomorská priekopa je vytvorená v zóne ohybu a podtlačenia podtlačnej dosky. Keď táto doska klesá, začína strácať vodu (nachádzajúcu sa v hojnosti v sedimentoch a mineráloch), ktorá, ako je známe, výrazne znižuje teplotu topenia hornín, čo vedie k vytvoreniu centier topenia, ktoré napájajú sopky ostrovných oblúkov. V zadnej časti vulkanického oblúka zvyčajne dochádza k určitému pretiahnutiu, ktoré určuje vytvorenie panvy zadného oblúka. V oblasti panvy zadného oblúka môže byť natiahnutie také významné, že vedie k pretrhnutiu doskovej kôry a otvoreniu panvy s oceánskou kôrou (tzv. proces šírenia zadného oblúka).

Ponorenie subdukčnej dosky do plášťa je vysledované ohniskami zemetrasení, ktoré sa vyskytujú na kontakte dosiek a vo vnútri subdukčnej dosky (chladnejšie, a preto krehkejšie ako okolité horniny plášťa). Táto seizmická ohnisková zóna je tzv Benioff-Zavaritsky zóna.

V subdukčných zónach začína proces tvorby novej kontinentálnej kôry.

Oveľa zriedkavejším procesom interakcie medzi kontinentálnymi a oceánskymi platňami je proces obdukcia– nasunutie časti oceánskej litosféry na okraj kontinentálnej platne. Treba zdôrazniť, že pri tomto procese sa oddeľuje oceánska platňa a dopredu sa posúva len jej vrchná časť – kôra a niekoľko kilometrov vrchného plášťa.

Keď sa zrazí kontinentálne platne, ktorých kôra je ľahšia ako materiál plášťa a v dôsledku toho nie je schopná sa do nej ponoriť, dochádza k procesu kolízie. Pri zrážke sa okraje narážajúcich kontinentálnych platní drvia, drvia a vznikajú sústavy veľkých ťahov, čo vedie k rastu horských štruktúr so zložitou vrásovo-náťahovou štruktúrou. Klasickým príkladom takéhoto procesu je kolízia Hindustanskej platne s euroázijskou platňou sprevádzaná rastom grandióznych horských systémov Himalájí a Tibetu.

Model procesu zrážky

Proces zrážky nahrádza proces subdukcie, čím sa dokončuje uzavretie oceánskej panvy. Navyše, na začiatku procesu zrážky, keď sa okraje kontinentov už priblížili k sebe, sa zrážka spája s procesom subdukcie (zvyšky oceánskej kôry sa naďalej ponárajú pod okraj kontinentu).

Pre kolízne procesy je typický veľkoplošný regionálny metamorfizmus a intruzívny granitoidný magmatizmus. Tieto procesy vedú k vytvoreniu novej kontinentálnej kôry (s jej typickou granitovo-rulovou vrstvou).

Transformujte hranice– hranice, pozdĺž ktorých dochádza k šmykovým posunom dosiek.

Hranice litosférických dosiek Zeme

1 – rozdielne hranice ( A - hrebene stredného oceánu, b – kontinentálne trhliny); 2 – transformovať hranice; 3 – konvergentné hranice ( A - ostrovný oblúk, b – aktívne kontinentálne okraje, V - konflikt); 4 – smer a rýchlosť (cm/rok) pohybu platní.

4. Objem oceánskej kôry absorbovanej v subdukčných zónach sa rovná objemu kôry vznikajúcej v zónach šírenia. Táto pozícia zdôrazňuje myšlienku, že objem Zeme je konštantný. Tento názor ale nie je jediný a definitívne preukázaný. Je možné, že objem roviny sa pulzne mení, prípadne sa ochladzovaním zmenšuje.

5. Hlavným dôvodom pohybu platní je konvekcia plášťa , spôsobené plášťovými termogravitačnými prúdmi.

Zdrojom energie pre tieto prúdy je rozdiel teplôt medzi centrálnymi oblasťami Zeme a teplotou jej blízkych povrchových častí. V tomto prípade sa hlavná časť endogénneho tepla uvoľňuje na rozhraní jadra a plášťa počas procesu hlbokej diferenciácie, ktorá podmieňuje rozpad primárnej chondritickej substancie, počas ktorej sa kovová časť rúti do stredu hore jadrom planéty a silikátová časť sa koncentruje v plášti, kde ďalej podlieha diferenciácii.

Horniny zahriate v centrálnych zónach Zeme sa rozširujú, ich hustota klesá a vznášajú sa, čím ustupujú chladnejším, a teda ťažším hmotám, ktoré sa už vzdali časti tepla v zónach blízkeho povrchu. Tento proces prenosu tepla prebieha nepretržite, výsledkom čoho je vytvorenie usporiadaných uzavretých konvekčných buniek. V tomto prípade v hornej časti bunky prebieha prúdenie hmoty takmer v horizontálnej rovine a práve táto časť prúdenia určuje horizontálny pohyb hmoty astenosféry a na nej umiestnených platní. Vo všeobecnosti sú vzostupné vetvy konvekčných buniek umiestnené pod zónami divergentných hraníc (MOR a kontinentálne rifty), zatiaľ čo zostupné vetvy sú umiestnené pod zónami konvergentných hraníc.

Hlavným dôvodom pohybu litosférických dosiek je teda „ťahanie“ konvekčnými prúdmi.

Okrem toho na dosky pôsobí množstvo ďalších faktorov. Najmä povrch astenosféry sa ukazuje byť trochu vyvýšený nad zónami vzostupných vetiev a viac stlačený v zónach poklesu, čo určuje gravitačné „kĺzanie“ litosférickej dosky umiestnenej na naklonenom plastovom povrchu. Okrem toho existujú procesy vťahovania ťažkej studenej oceánskej litosféry v subdukčných zónach do horúcej a v dôsledku toho menej hustej astenosféry, ako aj hydraulické klinovanie čadičmi v zónach MOR.

Obrázok - Sily pôsobiace na litosférické dosky.

Na základňu vnútrodoskových častí litosféry sú aplikované hlavné hnacie sily doskovej tektoniky - plášťové ťahové sily FDO pod oceánmi a FDC pod kontinentmi, ktorých veľkosť závisí predovšetkým od rýchlosti astenosférického prúdenia, resp. posledný je určený viskozitou a hrúbkou astenosférickej vrstvy. Keďže pod kontinentmi je hrúbka astenosféry oveľa menšia a viskozita je oveľa väčšia ako pod oceánmi, veľkosť sily FDC takmer o rádovo menšie ako FDO. Pod kontinentmi, najmä ich starovekými časťami (kontinentálnymi štítmi), sa astenosféra takmer zovrie, takže sa zdá, že kontinenty sú „uviaznuté“. Keďže väčšina litosférických platní modernej Zeme zahŕňa oceánske aj kontinentálne časti, malo by sa očakávať, že prítomnosť kontinentu v platni by mala vo všeobecnosti „spomaliť“ pohyb celej platne. Takto sa to v skutočnosti deje (najrýchlejšie sa pohybujúce takmer čisto oceánske platne sú Tichomorská, Kokosová a Nazca; najpomalšie sú euroázijské, severoamerické, juhoamerické, antarktické a africké platne, ktorých značnú časť plochy zaberajú kontinenty) . Nakoniec, na hraniciach konvergentných platní, kde ťažké a studené okraje litosférických platní (dosiek) klesajú do plášťa, ich negatívny vztlak vytvára silu FNB(index v označení sily - z angl negatívny vztlak). Pôsobenie tohto vedie k tomu, že subdukčná časť dosky klesá v astenosfére a ťahá celú dosku spolu s ňou, čím sa zvyšuje rýchlosť jej pohybu. Očividne silu FNB pôsobí epizodicky a len v určitých geodynamických situáciách, napríklad v prípadoch kolapsu dosiek opísaných vyššie v úseku 670 km.

Mechanizmy, ktoré uvádzajú do pohybu litosférické dosky, možno teda podmienečne klasifikovať do nasledujúcich dvoch skupín: 1) spojené so silami „ťahania“ plášťa ( mechanizmus ťahania plášťa), aplikované na ľubovoľné body základne dosiek, na obr. 2.5.5 – sily FDO A FDC; 2) spojené so silami pôsobiacimi na okraje dosiek ( okraj-silový mechanizmus), na obrázku - sily FRP A FNB. Úloha jedného alebo druhého hnacieho mechanizmu, ako aj určitých síl, sa posudzuje individuálne pre každú litosférickú dosku.

Kombinácia týchto procesov odráža všeobecný geodynamický proces pokrývajúci oblasti od povrchu až po hlboké zóny Zeme.

Plášťová konvekcia a geodynamické procesy

V súčasnosti sa v zemskom plášti rozvíja dvojbunková plášťová konvekcia s uzavretými bunkami (podľa modelu cez plášťovú konvekciu) alebo oddelená konvekcia v hornom a dolnom plášti s akumuláciou dosiek pod subdukčnými zónami (podľa dvoj- úrovňový model). Pravdepodobné póly vzostupu materiálu plášťa sa nachádzajú v severovýchodnej Afrike (približne pod spojovacou zónou africkej, somálskej a arabskej dosky) a v oblasti Veľkonočných ostrovov (pod stredným hrebeňom Tichého oceánu - Východný Tichý východ). .

Rovník poklesu plášťa sleduje zhruba súvislý reťazec konvergentných hraníc platní pozdĺž okraja Tichého oceánu a východnej časti Indického oceánu.

Moderný režim konvekcie plášťa, ktorý sa začal približne pred 200 miliónmi rokov kolapsom Pangey a dal vzniknúť moderným oceánom, sa v budúcnosti zmení na jednobunkový režim (podľa modelu konvekcie cez plášť) alebo ( podľa alternatívneho modelu) sa konvekcia stane cez plášť v dôsledku zrútenia dosiek cez 670 km predel. To môže viesť ku kolízii kontinentov a vytvoreniu nového superkontinentu, piateho v histórii Zeme.

6. Pohyby platní sa riadia zákonmi sférickej geometrie a možno ich opísať na základe Eulerovej vety. Eulerova rotačná veta hovorí, že každá rotácia trojrozmerného priestoru má os. Rotáciu teda možno opísať tromi parametrami: súradnicami osi rotácie (napríklad jej zemepisná šírka a dĺžka) a uhlom rotácie. Na základe tejto polohy je možné rekonštruovať postavenie kontinentov v minulých geologických obdobiach. Analýza pohybov kontinentov viedla k záveru, že každých 400-600 miliónov rokov sa spoja do jedného superkontinentu, ktorý sa následne rozpadne. V dôsledku rozdelenia takého superkontinentu Pangea, ku ktorému došlo pred 200-150 miliónmi rokov, vznikli moderné kontinenty.

Niektoré dôkazy o realite mechanizmu tektoniky litosférických dosiek

Starší vek oceánskej kôry so vzdialenosťou od šíriacich sa osí(pozri obrázok). V rovnakom smere je zaznamenaný nárast hrúbky a stratigrafickej úplnosti sedimentárnej vrstvy.

Obrázok - Mapa veku hornín oceánskeho dna severného Atlantiku (podľa W. Pitmana a M. Talvaniho, 1972). Časti oceánskeho dna rôznych vekových intervalov sú zvýraznené rôznymi farbami; Čísla udávajú vek v miliónoch rokov.

Geofyzikálne údaje.

Obrázok - Tomografický profil Helénskou priekopou, Krétou a Egejským morom. Sivé kruhy sú hypocentrá zemetrasenia. Doska subdukčného studeného plášťa je znázornená modrou farbou, horúci plášť je znázornený červenou farbou (podľa V. Spackmana, 1989)

Zvyšky obrovskej faralonskej platne, ktorá zmizla v subdukčnej zóne pod Severnou a Južnou Amerikou, sú zaznamenané vo forme dosiek „studeného“ plášťa (úsek naprieč Severnou Amerikou, pozdĺž S-vĺn). Podľa Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, č. 4, 1-7

​Lineárne magnetické anomálie v oceánoch boli objavené v 50. rokoch počas geofyzikálnych štúdií Tichého oceánu. Tento objav umožnil Hessovi a Dietzovi v roku 1968 sformulovať teóriu šírenia dna oceánov, ktorá prerástla do teórie doskovej tektoniky. Stali sa jedným z najpresvedčivejších dôkazov o správnosti teórie.

Obrázok - Vznik pásových magnetických anomálií pri šírení.

Príčinou vzniku pásových magnetických anomálií je proces zrodu oceánskej kôry v zónach šírenia stredooceánskych chrbtov, erupčné bazalty pri ochladzovaní pod Curieovým bodom v magnetickom poli Zeme získavajú remanentnú magnetizáciu. Smer magnetizácie sa zhoduje so smerom magnetického poľa Zeme, avšak v dôsledku periodických inverzií zemského magnetického poľa vytvárajú erupčné bazalty pásy s rôznymi smermi magnetizácie: priamy (zhodný s moderným smerom magnetického poľa) a reverzný. .

Obrázok - Schéma vzniku pásovej štruktúry magneticky aktívnej vrstvy a magnetických anomálií oceánu (Vine – Matthewsov model).

Tektonická platňa alebo litosférická platňa je fragment litosféry, ktorý sa pohybuje ako relatívne tuhý blok na astenosfére (hornom plášti). Slovo tektonika pochádza zo starogréckeho τέκτων, τέκτωνος: staviteľ.

Dosková tektonika je teória, ktorá vysvetľuje štruktúru a dynamiku zemského povrchu. Stanovuje, že litosféra (najvyššia dynamická zóna Zeme) je fragmentovaná na sériu dosiek, ktoré sa pohybujú pozdĺž astenosféry. Táto teória tiež popisuje pohyb platní, ich smery a interakcie. Litosféra Zeme je rozdelená na veľké dosky a iné malé. Seizmická, vulkanická a tektonická aktivita sa sústreďuje na okrajoch dosiek. To vedie k vytvoreniu veľkých pohorí a kotlín.

Zem je jedinou planétou v slnečnej sústave s aktívnymi tektonickými platňami, aj keď existujú dôkazy, že Mars, Venuša a niektoré mesiace, ako napríklad Európa, boli v staroveku tektonicky aktívne.

Tektonické platne sa voči sebe pohybujú rýchlosťou 2,5 cm za rok, čo je približne rýchlosť, akou rastú nechty. Keď sa dosky pohybujú po povrchu planéty, vzájomne na seba pôsobia pozdĺž svojich hraníc, čo spôsobuje vážne deformácie v zemskej kôre a litosfére. To má za následok vznik veľkých pohorí (napríklad Himaláje, Alpy, Pyreneje, Atlas, Ural, Apeniny, Apalačské pohorie, pohoria Ánd a mnohé iné) a súvisiace veľké zlomové systémy (napríklad zlomový systém San Andreas). Trecí kontakt medzi okrajmi dosiek je zodpovedný za väčšinu zemetrasení. Ďalšími súvisiacimi javmi sú sopky (najmä tie notoricky známe v tichomorskom ohnivom páse) a oceánske jamy.

Tektonické platne sa skladajú z dvoch rôznych typov litosféry: kontinentálnej kôry a oceánskej kôry, ktorá je relatívne tenká. Horná časť litosféry je známa ako zemská kôra, opäť dvoch typov (kontinentálna a oceánska). To znamená, že litosférická platňa môže byť kontinentálna platňa, oceánska platňa alebo oboje, ak áno, nazýva sa to zmiešaná platňa.

Pohyby tektonických platní zase určujú typ tektonických platní:

• Divergentný pohyb: Toto je, keď sa dve platne vzdialia a vytvoria v zemi priepasť alebo podvodné pohorie.
• Konvergentný pohyb: Keď sa dve platne spoja, tenšia platňa klesne pod hrubšiu. Vznikajú tak horské pásma.
• Posuvný pohyb: Dve dosky sa posúvajú v opačných smeroch.

Konvergentná dosková tektonika

Divergentná dosková tektonika

Posuvná tektonická platňa

Tektonické dosky sveta

V súčasnosti sa na svete na povrchu Zeme nachádzajú tektonické platne s viac či menej vymedzenými hranicami, ktoré sa delia na veľké a malé (alebo sekundárne) platne.

Tektonické dosky sveta

Hlavné tektonické platne

• Austrálsky tanier
• Antarktická platňa
• Africký tanier
• Eurázijský tanier
• Hindustanský tanier
• Tichomorská doska
• Severoamerický tanier
• Juhoamerický tanier

Medzi stredne veľké platne patrí Arabská platňa, ako aj Cocos Plate a Juan de Fuca Plate, zvyšky obrovskej platne Faralon, ktorá tvorila veľkú časť dna Tichého oceánu, ale teraz zmizla v subdukčnej zóne pod Amerikou.

Malé tektonické platne

• Amurian
• Apulská alebo jadranská platňa
• Altiplano tanier
• Anatolský tanier
• Barmský tanier
• Bismarck Sever
• Bismarck Juh
• Chiloe
• Futuna
• Hrubá doska
• Juan Fernandez
• Kermadeca
• Manusov tanier
• Maoke
• Nubia
• Ochotská platňa
• okinawský
• Panama
• Sendvičový tanier
• Shetland
• Tonga tanier
• Sonda
• Karolíne
• Doska Mariánskych ostrovov
• Nové Hebridy
• Severná Andská platňa
• Balmorský útes
• morský pás
• Egejský alebo grécky morský tanier
• Molucký tanier
• Plošina Šalamúnovho mora
• iránsky tanier
• Niuafou tanier
• Rivera tanier
• Somálsky tanier
• Drevená doska
• Yangtze tanier

Litosférické dosky Zeme sú obrovské bloky. Ich základ tvoria silne zvrásnené žulové metamorfované vyvreliny. Názvy litosférických dosiek budú uvedené v článku nižšie. Zhora sú pokryté troj- až štvorkilometrovým „krytom“. Vzniká zo sedimentárnych hornín. Plošina má topografiu pozostávajúcu z izolovaných pohorí a rozsiahlych plání. Ďalej sa budeme zaoberať teóriou pohybu litosférických dosiek.

Vznik hypotézy

Teória pohybu litosférických dosiek sa objavila na začiatku dvadsiateho storočia. Následne bola predurčená zohrať hlavnú úlohu pri prieskume planét. Vedec Taylor a po ňom Wegener predložili hypotézu, že v priebehu času sa litosférické dosky pohybujú v horizontálnom smere. V tridsiatych rokoch 20. storočia sa však presadil iný názor. Pohyb litosférických dosiek sa podľa neho uskutočňoval vertikálne. Tento jav bol založený na procese diferenciácie hmoty plášťa planéty. Začalo sa to nazývať fixizmus. Tento názov bol spôsobený skutočnosťou, že bola uznaná trvalo pevná poloha častí kôry vzhľadom na plášť. Ale v roku 1960, po objavení globálneho systému stredooceánskych chrbtov, ktoré obopínajú celú planétu a v niektorých oblastiach dosahujú aj pevninu, došlo k návratu k hypotéze zo začiatku 20. storočia. Teória však nadobudla novú podobu. Bloková tektonika sa stala vedúcou hypotézou vo vedách študujúcich štruktúru planéty.

Základné ustanovenia

Zistilo sa, že existujú veľké litosférické dosky. Ich počet je obmedzený. Existujú aj menšie litosférické dosky Zeme. Hranice medzi nimi sú nakreslené podľa koncentrácie v ohniskách zemetrasenia.

Názvy litosférických dosiek zodpovedajú kontinentálnym a oceánskym oblastiam umiestneným nad nimi. Je tu len sedem blokov s obrovskou rozlohou. Najväčšie litosférické dosky sú juhoamerická, severoamerická, euroázijská, africká, antarktická, tichomorská a indoaustrálska.

Bloky plávajúce na astenosfére sa vyznačujú pevnosťou a tuhosťou. Vyššie uvedené oblasti sú hlavné litosférické dosky. V súlade s pôvodnými myšlienkami sa verilo, že kontinenty si cestujú cez dno oceánu. V tomto prípade sa pohyb litosférických dosiek uskutočnil pod vplyvom neviditeľnej sily. V dôsledku štúdií sa zistilo, že bloky pasívne plávajú pozdĺž materiálu plášťa. Stojí za zmienku, že ich smer je najprv vertikálny. Materiál plášťa stúpa nahor pod hrebeňom hrebeňa. Potom dochádza k šíreniu v oboch smeroch. V súlade s tým sa pozoruje divergencia litosférických dosiek. Tento model predstavuje dno oceánu ako obrie, ktoré sa dostáva na povrch v riftových oblastiach stredooceánskych chrbtov. Potom sa ukryje v hlbokomorských priekopách.

Divergencia litosférických dosiek vyvoláva expanziu dna oceánov. Objem planéty však napriek tomu zostáva konštantný. Faktom je, že vznik novej kôry je kompenzovaný jej absorpciou v oblastiach subdukcie (podťahu) v hlbokomorských priekopách.

Prečo sa litosférické dosky pohybujú?

Dôvodom je tepelná konvekcia materiálu plášťa planéty. Litosféra je natiahnutá a stúpa, čo sa vyskytuje nad vzostupnými vetvami konvekčných prúdov. To vyvoláva pohyb litosférických dosiek do strán. Keď sa plošina vzďaľuje od stredooceánskych trhlín, plošina sa stáva hustejšou. Stáva sa ťažším, jeho povrch klesá. To vysvetľuje nárast hĺbky oceánu. V dôsledku toho sa plošina ponorí do hlbokomorských priekop. Ako sa vyhrievaný plášť rozkladá, ochladzuje sa a klesá a vytvára nádrže, ktoré sú naplnené sedimentom.

Zóny kolízie platní sú oblasti, kde dochádza k stlačeniu kôry a platformy. V tomto ohľade sa zvyšuje sila prvého. V dôsledku toho sa začína pohyb litosférických dosiek nahor. Vedie k vzniku hôr.

Výskum

Štúdia sa dnes vykonáva pomocou geodetických metód. Umožňujú nám vyvodiť záver o kontinuite a všadeprítomnosti procesov. Identifikované sú aj kolízne zóny litosférických dosiek. Rýchlosť zdvíhania môže byť až desiatky milimetrov.

Horizontálne veľké litosférické dosky plávajú o niečo rýchlejšie. V tomto prípade môže byť rýchlosť počas roka až desať centimetrov. Takže napríklad Petrohrad za celú dobu svojej existencie už stúpol o meter. Škandinávsky polostrov - o 250 m za 25 000 rokov. Materiál plášťa sa pohybuje relatívne pomaly. V dôsledku toho však vznikajú zemetrasenia a iné javy. To nám umožňuje dospieť k záveru o vysokej sile pohybu materiálu.

Pomocou tektonickej polohy dosiek výskumníci vysvetľujú mnohé geologické javy. Zároveň sa počas štúdie ukázalo, že zložitosť procesov prebiehajúcich na platforme bola oveľa väčšia, ako sa zdalo na samom začiatku hypotézy.

Dosková tektonika nedokázala vysvetliť zmeny intenzity deformácií a pohybu, prítomnosť globálnej stabilnej siete hlbokých zlomov a niektoré ďalšie javy. Otvorenou ostáva aj otázka historického začiatku akcie. Priame znaky naznačujúce doskové tektonické procesy sú známe už od neskorého proterozoického obdobia. Množstvo bádateľov však pozná ich prejav z archejského alebo včasného proterozoika.

Rozširovanie výskumných príležitostí

Nástup seizmickej tomografie viedol k prechodu tejto vedy na kvalitatívne novú úroveň. V polovici osemdesiatych rokov minulého storočia sa hĺbková geodynamika stala najperspektívnejším a najmladším smerom zo všetkých existujúcich geovied. Nové problémy sa však vyriešili nielen pomocou seizmickej tomografie. Na pomoc prišli aj iné vedy. Medzi ne patrí najmä experimentálna mineralógia.

Vďaka dostupnosti nového vybavenia bolo možné študovať správanie látok pri teplotách a tlakoch zodpovedajúcich maximám v hĺbke plášťa. Pri výskume boli použité aj izotopové geochemické metódy. Táto veda študuje najmä izotopovú rovnováhu vzácnych prvkov, ako aj vzácnych plynov v rôznych zemských schránkach. V tomto prípade sa ukazovatele porovnávajú s údajmi o meteoritoch. Využívajú sa metódy geomagnetizmu, pomocou ktorých sa vedci snažia odhaliť príčiny a mechanizmus zvratov v magnetickom poli.

Moderná maľba

Hypotéza platformovej tektoniky naďalej uspokojivo vysvetľuje proces vývoja zemskej kôry počas najmenej posledných troch miliárd rokov. Zároveň existujú satelitné merania, podľa ktorých je potvrdený fakt, že hlavné litosférické dosky Zeme nestoja. V dôsledku toho vzniká určitý obraz.

V priereze planéty sú tri najaktívnejšie vrstvy. Hrúbka každého z nich je niekoľko stoviek kilometrov. Predpokladá sa, že sú poverení zohrávať hlavnú úlohu v globálnej geodynamike. V roku 1972 Morgan podložil hypotézu o vzostupných prúdoch plášťa, ktorú v roku 1963 predložil Wilson. Táto teória vysvetlila fenomén vnútrodoskového magnetizmu. Výsledná vleková tektonika sa postupom času stala čoraz populárnejšou.

Geodynamika

S jeho pomocou sa skúma interakcia pomerne zložitých procesov, ktoré sa vyskytujú v plášti a kôre. V súlade s koncepciou načrtnutou Artyushkovom vo svojej práci „Geodynamika“ pôsobí ako hlavný zdroj energie gravitačná diferenciácia hmoty. Tento proces sa pozoruje v dolnom plášti.

Po oddelení ťažkých zložiek (železo atď.) od horniny zostáva ľahšia masa pevných látok. Klesá do jadra. Umiestnenie ľahšej vrstvy pod ťažšiu je nestabilné. V tomto ohľade sa hromadiaci materiál periodicky zhromažďuje do pomerne veľkých blokov, ktoré plávajú do horných vrstiev. Veľkosť takýchto útvarov je asi sto kilometrov. Tento materiál bol základom pre vytvorenie zvršku

Spodná vrstva pravdepodobne predstavuje nediferencovanú primárnu látku. Počas evolúcie planéty v dôsledku spodného plášťa rastie vrchný plášť a zväčšuje sa jadro. Je pravdepodobnejšie, že bloky ľahkého materiálu stúpajú v spodnom plášti pozdĺž kanálov. Teplota hmoty v nich je dosť vysoká. Viskozita je výrazne znížená. Nárast teploty je uľahčený uvoľnením veľkého množstva potenciálnej energie pri stúpaní hmoty do gravitačnej oblasti vo vzdialenosti približne 2000 km. V priebehu pohybu pozdĺž takéhoto kanála dochádza k silnému zahrievaniu ľahkých hmôt. V tomto ohľade látka vstupuje do plášťa pri pomerne vysokej teplote a výrazne nižšej hmotnosti v porovnaní s okolitými prvkami.

Vďaka zníženej hustote ľahký materiál pláva do horných vrstiev do hĺbky 100-200 kilometrov alebo menej. Pri znižovaní tlaku klesá teplota topenia zložiek látky. Po primárnej diferenciácii na úrovni jadro-plášť nastáva sekundárna diferenciácia. V malých hĺbkach sa ľahká látka čiastočne topí. Pri diferenciácii sa uvoľňujú hustejšie látky. Ponárajú sa do spodných vrstiev horného plášťa. Uvoľnené ľahšie zložky teda stúpajú nahor.

Komplex pohybov látok v plášti spojený s redistribúciou hmôt s rôznou hustotou v dôsledku diferenciácie sa nazýva chemická konvekcia. Vzostup svetelných hmôt nastáva s periodicitou približne 200 miliónov rokov. Nie všade sa však pozoruje prienik do vrchného plášťa. V spodnej vrstve sú kanály umiestnené v pomerne veľkej vzdialenosti od seba (až niekoľko tisíc kilometrov).

Zdvíhacie bloky

Ako už bolo spomenuté vyššie, v tých zónach, kde sa do astenosféry zavádzajú veľké masy ľahkého ohriateho materiálu, dochádza k čiastočnému topeniu a diferenciácii. V druhom prípade je zaznamenané uvoľnenie komponentov a ich následné stúpanie. Prechádzajú astenosférou pomerne rýchlo. Pri dosiahnutí litosféry sa ich rýchlosť znižuje. V niektorých oblastiach látka tvorí nahromadenia anomálneho plášťa. Spravidla ležia v horných vrstvách planéty.

Anomálny plášť

Jeho zloženie približne zodpovedá normálnej hmote plášťa. Rozdiel medzi anomálnym zhlukom je vyššia teplota (až 1300-1500 stupňov) a znížená rýchlosť elastických pozdĺžnych vĺn.

Vstup hmoty pod litosféru vyvoláva izostatický zdvih. V dôsledku zvýšenej teploty má anomálny zhluk nižšiu hustotu ako normálny plášť. Okrem toho existuje mierna viskozita kompozície.

V procese dosiahnutia litosféry je anomálny plášť pomerne rýchlo distribuovaný pozdĺž základne. Zároveň vytláča hustejšiu a menej zohriatu látku astenosféry. Ako pohyb postupuje, anomálna akumulácia vypĺňa tie oblasti, kde je základňa plošiny vo vyvýšenom stave (pasce) a prúdi okolo hlboko ponorených oblastí. V dôsledku toho v prvom prípade dochádza k izostatickému vzostupu. Nad ponorenými oblasťami zostáva kôra stabilná.

Pasce

Proces ochladzovania vrchnej plášťovej vrstvy a kôry do hĺbky asi sto kilometrov prebieha pomaly. Celkovo to trvá niekoľko stoviek miliónov rokov. V tomto ohľade majú heterogenity v hrúbke litosféry, vysvetlené horizontálnymi teplotnými rozdielmi, pomerne veľkú zotrvačnosť. V prípade, že sa pasca nachádza v blízkosti vzostupného toku anomálnej akumulácie z hĺbky, veľké množstvo látky zachytí veľmi zohriata látka. V dôsledku toho sa vytvára dosť veľký horský prvok. V súlade s touto schémou dochádza k vysokým zdvihom v oblasti epiplatformnej orogenézy v

Popis procesov

V pasci sa anomálna vrstva počas chladenia stlačí o 1-2 kilometre. Kôra umiestnená na vrchu klesá. Vo vytvorenom koryte sa začína hromadiť sediment. Ich závažnosť prispieva k ešte väčšiemu poklesu litosféry. V dôsledku toho môže byť hĺbka povodia od 5 do 8 km. Zároveň pri zhutňovaní plášťa v spodnej časti čadičovej vrstvy v kôre možno pozorovať fázovú premenu horniny na eklogit a granátový granulit. Vplyvom tepelného toku unikajúceho z anomálnej látky sa nadložný plášť zahrieva a jeho viskozita klesá. V tomto ohľade dochádza k postupnému vytesňovaniu normálnej akumulácie.

Horizontálne posuny

Keď sa na kontinentoch a oceánoch vytvoria výzdvihy, keď anomálny plášť vstupuje do kôry, potenciálna energia uložená v horných vrstvách planéty sa zvyšuje. Aby vypustili prebytočné látky, majú tendenciu sa vzďaľovať. V dôsledku toho sa vytvárajú dodatočné napätia. Sú spojené s rôznymi typmi pohybu platní a kôry.

Rozširovanie oceánskeho dna a vznášanie kontinentov sú dôsledkom súčasného rozpínania chrbtov a zostupovania plošiny do plášťa. Pod prvými sú veľké masy vysoko zahriatej anomálnej hmoty. V axiálnej časti týchto hrebeňov sa tieto nachádzajú priamo pod kôrou. Litosféra tu má výrazne menšiu hrúbku. Zároveň sa anomálny plášť šíri v oblasti vysokého tlaku - v oboch smeroch spod hrebeňa. Zároveň celkom ľahko trhá oceánsku kôru. Štrbina je vyplnená čadičovou magmou. Tá je zase roztavená z anomálneho plášťa. V procese tuhnutia magmy vzniká nová.Takto rastie dno.

Vlastnosti procesu

Pod stredovými hrebeňmi má anomálny plášť zníženú viskozitu v dôsledku zvýšenej teploty. Látka sa môže šíriť pomerne rýchlo. V tomto ohľade dochádza k rastu dna zvýšeným tempom. Oceánska astenosféra má tiež relatívne nízku viskozitu.

Hlavné litosférické dosky Zeme plávajú z hrebeňov na miesta poklesu. Ak sa tieto oblasti nachádzajú v rovnakom oceáne, proces prebieha pomerne vysokou rýchlosťou. Táto situácia je dnes typická pre Tichý oceán. Ak dôjde k expanzii dna a poklesu v rôznych oblastiach, potom sa kontinent nachádzajúci sa medzi nimi unáša v smere, kde dochádza k prehĺbeniu. Pod kontinentmi je viskozita astenosféry vyššia ako pod oceánmi. V dôsledku výsledného trenia sa objavuje výrazný odpor voči pohybu. Výsledkom je zníženie rýchlosti rozširovania morského dna, pokiaľ nedôjde k kompenzácii poklesu plášťa v tej istej oblasti. Expanzia v Tichom oceáne je teda rýchlejšia ako v Atlantiku.

Spolu s časťou vrchného plášťa ho tvorí niekoľko veľmi veľkých blokov nazývaných litosférické dosky. Ich hrúbka je rôzna – od 60 do 100 km. Väčšina platní zahŕňa kontinentálnu aj oceánsku kôru. Existuje 13 hlavných dosiek, z ktorých je 7 najväčších: americká, africká, indo-, amurská.

Platne ležia na plastovej vrstve horného plášťa (astenosféra) a pomaly sa voči sebe pohybujú rýchlosťou 1-6 cm za rok. Táto skutočnosť bola zistená porovnaním snímok zhotovených z umelých satelitov Zeme. Naznačujú, že konfigurácia v budúcnosti môže byť úplne odlišná od tej súčasnej, keďže je známe, že americká litosférická doska sa pohybuje smerom k Pacifiku a euroázijská doska sa približuje k africkej, indoaustrálskej a tiež Tichomoria. Americká a africká litosférická doska sa pomaly vzďaľujú.

Sily, ktoré spôsobujú divergenciu litosférických dosiek, vznikajú pri pohybe materiálu plášťa. Silné vzostupné prúdy tejto látky odtláčajú dosky od seba, trhajú zemskú kôru a vytvárajú v nej hlboké zlomy. V dôsledku podvodných výlevov láv sa pozdĺž zlomov vytvárajú vrstvy. Zmrazovaním akoby liečili rany – praskliny. Natiahnutie sa však opäť zväčšuje a opäť dochádza k prasknutiu. Postupne sa teda zvyšuje, litosférických platní rozchádzajú v rôznych smeroch.

Na súši sú zlomové zóny, no väčšina z nich je v oceánskych hrebeňoch, kde je zemská kôra tenšia. Najväčší zlom na súši sa nachádza na východe. Rozkladá sa na 4000 km. Šírka tohto zlomu je 80-120 km. Jeho okrajové časti sú posiate zaniknutými a aktívnymi.

Pozdĺž iných hraníc platní sú pozorované kolízie platní. Deje sa to rôznymi spôsobmi. Ak sa dosky, z ktorých jedna má oceánsku kôru a druhá kontinentálnu, priblížia k sebe, litosférická doska pokrytá morom sa ponorí pod kontinentálnu. V tomto prípade sa objavia oblúky () alebo pohoria (). Ak sa zrazia dve platne, ktoré majú kontinentálnu kôru, okraje týchto platní sa rozdrvia do záhybov hornín a vytvoria sa horské oblasti. Takto vznikli napríklad na rozhraní euroázijskej a indoaustrálskej dosky. Prítomnosť horských oblastí vo vnútorných častiach litosférickej platne naznačuje, že kedysi existovala hranica dvoch platní, ktoré boli navzájom pevne spojené a premenili sa na jednu väčšiu litosférickú platňu. Môžeme teda vyvodiť všeobecný záver: Hranice litosférických dosiek sú mobilné oblasti, na ktoré sa obmedzujú sopky, zóny, horské oblasti, stredooceánske chrbty, hlbokomorské depresie a priekopy. Práve na hranici litosférických dosiek vznikajú, ktorých vznik je spojený s magmatizmom.

Litosférické dosky majú vysokú tuhosť a sú schopné udržať si svoju štruktúru a tvar bez zmien po dlhú dobu bez vonkajších vplyvov.

Pohyb taniera

Litosférické platne sú v neustálom pohybe. Tento pohyb, ku ktorému dochádza v horných vrstvách, je spôsobený prítomnosťou konvekčných prúdov prítomných v plášti. Jednotlivé litosférické dosky sa k sebe približujú, rozchádzajú a kĺžu. Keď sa dosky spoja, vznikajú kompresné zóny a následné natlačenie (obdukcia) jednej z dosiek na susednú, alebo zatlačenie (subdukcia) susedných útvarov. Keď dôjde k divergencii, objavia sa napínacie zóny s charakteristickými trhlinami, ktoré sa objavia pozdĺž hraníc. Pri posúvaní sa vytvárajú poruchy, v rovine ktorých sú pozorované blízke platne.

Výsledky pohybu

V oblastiach konvergencie obrovských kontinentálnych platní pri ich zrážke vznikajú horské pásma. Podobne v istom čase vznikol horský systém Himaláje, ktorý sa vytvoril na hranici indoaustrálskej a euroázijskej dosky. Výsledkom zrážky oceánskych litosférických dosiek s kontinentálnymi útvarmi sú ostrovné oblúky a hlbokomorské priekopy.

V axiálnych zónach stredooceánskych chrbtov vznikajú pukliny (z angl. Rift - zlom, trhlina, štrbina) charakteristickej štruktúry. Podobné útvary lineárnej tektonickej stavby zemskej kôry s dĺžkou stoviek a tisícok kilometrov, so šírkou desiatok či stoviek kilometrov vznikajú v dôsledku horizontálneho rozťahovania zemskej kôry. Veľmi veľké trhliny sa zvyčajne nazývajú trhlinové systémy, pásy alebo zóny.

Vzhľadom na to, že každá litosférická platňa je jedna platňa, v jej zlomoch sa pozoruje zvýšená seizmická aktivita a vulkanizmus. Tieto zdroje sú umiestnené v pomerne úzkych zónach, v ktorých rovine dochádza k treniu a vzájomným pohybom susedných dosiek. Tieto zóny sa nazývajú seizmické pásy. Hlbokomorské priekopy, stredooceánske chrbty a útesy sú mobilné oblasti zemskej kôry, nachádzajú sa na hraniciach jednotlivých litosférických dosiek. To opäť potvrdzuje, že proces tvorby zemskej kôry v týchto miestach v súčasnosti pomerne intenzívne pokračuje.

Význam teórie litosférických dosiek nemožno poprieť. Pretože je to ona, ktorá dokáže vysvetliť prítomnosť hôr v niektorých oblastiach Zeme av iných. Teória litosférických dosiek umožňuje vysvetliť a predvídať výskyt katastrofických javov, ktoré sa môžu vyskytnúť v oblasti ich hraníc.