Ce este o placă tectonă. Cum este legată mișcarea plăcilor pământului cu viața de pe planetă

falie tectonica geomagnetica litosferica

Începând cu Proterozoicul timpuriu, rata de mișcare a plăcilor litosferice a scăzut constant de la 50 cm/an la sens contemporan aproximativ 5 cm/an.

Scăderea vitezei medii de mișcare a plăcilor va continua, până în momentul în care, din cauza creșterii puterii plăcilor oceanice și a frecării acestora între ele, aceasta nu se va opri deloc. Dar asta se va întâmpla, se pare, abia după 1-1,5 miliarde de ani.

Pentru a determina vitezele de mișcare a plăcilor litosferice, se folosesc de obicei date despre localizarea anomaliilor magnetice cu benzi pe fundul oceanului. Aceste anomalii, așa cum s-a stabilit acum, apar în zonele de rift ale oceanelor datorită magnetizării bazaltului izbucnit pe ele de câmpul magnetic care exista pe Pământ în momentul revărsării bazaltului.

Dar, după cum știți, câmpul geomagnetic din când în când își schimba direcția exact invers. Acest lucru a condus la faptul că bazalții au erupt în diferite perioade de geoinversii camp magnetic, au fost magnetizate în direcții opuse.

Dar, din cauza extinderii fundului oceanului în zonele de rift ale crestelor mijlocii oceanului, bazalții mai vechi se dovedesc întotdeauna mutați la distanțe mai mari de aceste zone și, împreună cu fundul oceanului, câmpul magnetic antic al Pământului. „înghețat” în bazalt se îndepărtează și de ele.

Orez.

Expansiunea scoarței oceanice împreună cu bazalții magnetizați diferit se dezvoltă de obicei strict simetric pe ambele părți ale faliei de rift. Prin urmare, anomaliile magnetice asociate sunt, de asemenea, localizate simetric de-a lungul ambilor versanți ai crestelor mijlocii oceanice și a bazinelor abisale din jur. Astfel de anomalii pot fi acum utilizate pentru a determina vârsta fundului oceanului și rata de expansiune a acestuia în zonele de rift. Cu toate acestea, pentru aceasta este necesar să se cunoască vârsta inversărilor individuale ale câmpului magnetic al Pământului și să se compare aceste inversări cu anomaliile magnetice observate pe fundul oceanului.

Vârsta inversărilor magnetice a fost determinată din studii paleomagnetice detaliate ale secvențelor bine datate ale foilor bazaltice și ale rocilor sedimentare ale continentelor și bazalților de pe fundul oceanului. Ca urmare a comparării scalei de timp geomagnetice obținute în acest fel cu anomaliile magnetice de pe fundul oceanului, a fost posibilă determinarea vârstei scoarței oceanice în majoritatea apelor Oceanului Mondial. Toate plăcile oceanice care s-au format înainte de Jurasicul târziu au reușit deja să se cufunde în manta sub zonele moderne sau antice de subîmpingere a plăcilor și, prin urmare, nu s-au păstrat anomalii magnetice mai vechi de 150 de milioane de ani pe fundul oceanului.

Concluziile de mai sus ale teoriei fac posibilă calcularea cantitativă a parametrilor de mișcare la începutul a două plăci adiacente și apoi pentru a treia, luate în tandem cu una dintre cele anterioare. În acest fel, se pot implica treptat principalele plăci litosferice identificate în calcul și se pot determina deplasările reciproce ale tuturor plăcilor de pe suprafața Pământului. În străinătate, astfel de calcule au fost efectuate de J. Minster și colegii săi, iar în Rusia de S.A. Ushakov și Yu.I. Galuşkin. S-a dovedit că fundul oceanului se depărtează cu viteză maximă în partea de sud-est a Oceanului Pacific (lângă Insula Paștelui). În acest loc, până la 18 cm de crustă oceanică nouă crește anual. În ceea ce privește scara geologică, aceasta este mult, deoarece în doar 1 milion de ani se formează în acest fel o fâșie de fund tânăr de până la 180 km lățime, în timp ce aproximativ 360 km3 de lave de bazalt sunt turnați la fiecare kilometru de ruptură. zonă în același timp! Conform acelorași calcule, Australia se îndepărtează de Antarctica cu o rată de aproximativ 7 cm/an, iar America de Sud se îndepărtează de Africa cu o rată de aproximativ 4 cm/an. retrage America de Nord din Europa apare mai lent - 2-2,3 cm/an. Marea Roșie se extinde și mai lent - cu 1,5 cm/an (în consecință, aici este mai puțin debit de bazalt - doar 30 km3 pe kilometru liniar al Riftului Mării Roșii în 1 milion de ani). Pe de altă parte, rata de „coliziune” dintre India și Asia ajunge la 5 cm/an, ceea ce explică intensele deformații neotectonice care se dezvoltă în fața ochilor noștri și creșterea sistemelor montane din Hindu Kush, Pamir și Himalaya. . Aceste deformații creează nivel inalt Activitatea seismică a întregii regiuni (impactul tectonic al coliziunii Indiei cu Asia afectează mult dincolo de zona de coliziune a plăcilor în sine, extinzându-se până la Lacul Baikal și regiunile liniei principale Baikal-Amur). Deformările Caucazului Mare și Mic sunt cauzate de presiunea plăcii arabe asupra acestei regiuni a Eurasiei, cu toate acestea, rata de convergență a plăcilor de aici este mult mai mică - doar 1,5-2 cm / an. Prin urmare, activitatea seismică a regiunii este, de asemenea, mai mică aici.

Metodele geodezice moderne, inclusiv geodezia spațială, măsurătorile cu laser de înaltă precizie și alte metode, au stabilit viteza de mișcare a plăcilor litosferice și s-a dovedit că plăcile oceanice se mișcă mai repede decât cele care includ un continent și cu cât litosfera continentală este mai groasă, cu atât viteza de mișcare a plăcilor este mai mică.

Poate că unii cititori au auzit discuții despre identificarea planetei Pământ cu un fel de superorganism viu. În special, se susține de obicei că Pământul însuși este capabil să controleze procesele care au loc pe el și odată cu el, pe lângă faptul că este responsabil pentru existența vieții. Este vorba despre teoria Gaia. Gaia, la rândul său, a fost zeiță greacă antică Pământ. În general, nu contează deloc dacă viața de pe planetă va fi rezultatul activității „conștiente” a planetei în sine ca organism, confluența unui număr de circumstanțe „aleatoare” sau consecința existenţa unei legi universale a zonelor favorabile vieţii.

Într-un fel sau altul, viața există pe planetă și este probabil ca, pentru ca aceasta să apară, au fost necesare multe coincidențe sau presupuneri de natură diferită. Una dintre acestea, desigur, este geologia planetei.

Plăcile tectonice sau litosferice sunt responsabile de activitatea geologică de pe Pământ.

Plăcile litosferice ale planetei noastre

Pentru o reprezentare mai vizuală, puteți vedea modelul 3D:

Se crede că mișcarea plăcilor poate afecta existența vieții pe planetă. Astfel, activitatea geologică este caracteristică nu numai Pământului, ci și corpuri cerești sistem solar. Cu toate acestea, Pământul nu este unic în prezența cutremurelor, care sunt chiar și pe Marte (care se numesc cutremure lunare și, respectiv, cutremur mars), ci mai degrabă prezența unei activități tectonice dezvoltate și puternice.

seismometru pe lună

Pământul este, de asemenea, singura planetă din sistem solar, a cărei crustă exterioară este spartă în plăci. Plăcile tectonice ajung la zeci de kilometri în grosime.

Puterea (grosimea) straturilor Pământului

Ei au încercat să descrie motivul mișcării plăcilor tectonice și a continentelor prin extinderea razei Pământului. Aceasta este o ipoteză foarte frumoasă, care este puțin probabil să aibă ceva în comun cu realitatea.

Modele de Christoph Hilgenberg care arată un Pământ în expansiune

De fapt, principalul motiv pentru mișcarea activă a plăcilor litosferice este convecția termică. Când sunt încălzite, straturile inferioare devin mai ușoare și plutesc, în timp ce cele superioare se răcesc departe de sursa de căldură și, devenind mai grele, se scufundă. Convecția poate fi observată atunci când vântul se mișcă, când în unele părți ale Pământului aerul se încălzește, în timp ce în altele se răcește în punctul de contact și se creează mișcare. Și dacă, de fapt, nu putem observa vântul și curenții de aer (este posibil doar să le simțim), atunci putem privi fenomenul de convecție într-o lampă de lavă.

Desigur, uleiul dintr-o lampă cu lavă nu este roci magmatice din manta, dar nu ar trebui să uităm de un astfel de factor precum timpul. Și anume faptul că pe scara secundelor (în care, de fapt, o persoană individuală trăiește și gândește), substanța mantalei Pământului este solidă, dar pe scara anilor și a deceniilor, această substanță capătă proprietăți lichide. Poate că depinde și de dimensiunea obiectului în cauză.

Comparația convecției în mantaua Pământului și a lămpilor cu lavă

În parte, acest lucru indică, de asemenea, că viața și viteza de percepție a spațiului înconjurător sunt cel mai de preferat exact pe scara secundelor (sau a minutelor maxime). În timp ce procesele globale și cosmice trebuie să existe la o scară de timp mai lentă. Se pare că, pe lângă necesitatea existenței unor zone favorabile pentru viață, este nevoie de o anumită fereastră de timp de o anumită scară. Dar despre asta vom vorbi mai târziu.

Va fi interesant să ne uităm la fenomenul de convecție în manta pe baza rezultatelor cercetare contemporană Schmelling, care prezintă regiuni reci (albastre) și calde (roșii) în mantaua Pământului.

Mișcarea convectivă în mantaua Pământului, culoarea reprezintă temperatura. Coordonata z afișează adâncimea până la limita mantalei cu miezul (decalajul Gutenberg), iar coordonata x afișează partea din circumferința miezului (sau golul Gutenberg)

Această imagine arată clar mișcarea convectivă în interiorul mantalei. Mișcarea cauzată de convecție duce la o serie de procese și anume mișcarea plăcilor tectonice și consecințele acesteia.

Mișcarea între două plăci poate fi evident fie convergentă și ciocnită, fie divergentă pentru a forma o falie. Convergența sau convergența duce la subducție (o placă se târăște sub alta) sau la ciocnire (prăbușirea a două plăci cu formarea lanțurilor muntoase). Divergența sau divergența duce la răspândire (depărtarea plăcilor cu formarea crestelor în oceane) și rifting (cu formarea unei ruperi în scoarța continentală). Există și un al treilea tip de mișcare a plăcilor - transformare, când plăcile se deplasează de-a lungul falii. Într-un fel sau altul, natura mișcării plăcilor ar trebui discutată separat, mai ales luând în considerare un numar mare de terminologie.

Viteza de mișcare a plăcilor tectonice ale Pământului și tipurile de mișcare ale acestor plăci la granițele lor

Merită menționat și grosimea plăcilor, sau puterea acestora. Scoarța terestră este continentală și oceanică; oceanic Scoarta terestra ajunge la 5–15 km, în timp ce crusta continentală ajunge la 15–80 km. Acest lucru sugerează că, în comparație cu mantaua, scoarța terestră este extrem de „subțire”. Prin urmare, mișcarea plăcilor și starea lor stabilă, chiar și pe o scară de secunde, este extrem de greu de imaginat (dacă este posibil). Și astfel, mișcarea plăcilor tectonice în sine poate provoca o surpriză extremă cu imposibilitatea sa de structură, complexitatea implementării și aparent nefiabilitate. Într-un fel sau altul, nimic mai bun nu ni se dă.

Rezultatul mișcării plăcilor, în plus față de viata existenta(deși nu sunt dovedite), se pot numi cutremure și vulcanism. Dacă vulcanii sunt distribuiți nu numai la granițele plăcilor, atunci harta cutremurelor din ultimele decenii conturează în mod clar granițele plăcilor tectonice, iar dependența aici este aparent directă. Inelul de vulcani din jurul plăcii Pacificului se numește Inelul de foc al Pacificului.

Harta cutremurelor recente și vulcanilor activi

La ce va duce mișcarea plăcilor tectonice pe Pământ în viitor și ce va rezulta din aceasta, vom spune în materialele ulterioare.

1)_Prima ipoteză a apărut în a doua jumătate a secolului al XVIII-lea și a fost numită ipoteza ridicării. A fost propus de M. V. Lomonosov, oamenii de știință germani A. von Humboldt și L. von Buch, Scot J. Hutton. Esența ipotezei este următoarea - ridicările de munți sunt cauzate de creșterea magmei topite din adâncurile Pământului, care pe drumul său a avut un efect de împingere asupra straturilor din jur, ducând la formarea de pliuri, abisuri. marimi diferite. Lomonosov a fost primul care a distins două tipuri de mișcări tectonice - lente și rapide, care provoacă cutremure.
2) La mijlocul secolului al XIX-lea, această ipoteză a fost înlocuită cu ipoteza de contracție a savantului francez Elie de Beaumont. S-a bazat pe ipoteza cosmogonică a lui Kant și Laplace despre originea Pământului ca corp inițial fierbinte cu răcire treptată ulterioară. Acest proces a dus la o scădere a volumului Pământului și, ca urmare, scoarța terestră a fost comprimată, iar structurile montane pliate au apărut similare cu „ridurile” gigantice.
3) La mijlocul secolului al XIX-lea, englezul D. Airy și preotul din Calcutta D. Pratt au descoperit un model în pozițiile anomaliilor gravitaționale - sus în munți, anomaliile s-au dovedit a fi negative, adică o masă. deficit a fost detectat, iar în oceane anomaliile au fost pozitive. Pentru a explica acest fenomen s-a propus o ipoteză conform căreia scoarța terestră plutește pe un substrat mai greu și mai vâscos și se află în echilibru izostatic, care este perturbat de acțiunea forțelor radiale externe.
4) Ipoteza cosmogonică a lui Kant-Laplace a fost înlocuită cu ipoteza lui O. Yu. Schmidt despre starea inițială solidă, rece și omogenă a Pământului. Era nevoie de o abordare diferită în explicarea formării scoarței terestre. O astfel de ipoteză a fost propusă de V. V. Belousov. Se numește migrație radio. Esența acestei ipoteze:
1. Principalul factor energetic este radioactivitatea. Încălzirea Pământului cu compactarea ulterioară a materiei s-a produs datorită căldurii dezintegrarii radioactive. elemente radioactive pe primele etape Dezvoltarea Pământului a fost distribuită uniform și, prin urmare, încălzirea a fost puternică și omniprezentă.
2. Încălzirea substanței primare și compactarea acesteia a dus la separarea magmei sau diferențierea acesteia în bazalt și granit. Acesta din urmă s-a concentrat elemente radioactive. Pe măsură ce o magmă granitică mai ușoară „a plutit în sus” în partea superioară a Pământului, în timp ce magma de bazalt s-a scufundat. În același timp, a existat și o diferență de temperatură.

Ipotezele geotectonice moderne sunt dezvoltate folosind ideile de mobilism. Această idee se bazează pe conceptul de predominanță a mișcărilor orizontale în mișcările tectonice ale scoarței terestre.

5) Pentru prima dată, pentru a explica mecanismul și succesiunea proceselor geotectonice, omul de știință german A. Wegener a propus ipoteza derivării continentale orizontale.
1. Asemănarea contururilor coastelor Oceanului Atlantic, în special în emisfera sudica(în America de Sud și Africa).
2. Similaritate structura geologică continente (coincidența unor lovituri tectonice regionale, asemănarea compoziției și a vechimii rocilor etc.).

ipoteza tectonicii plăcilor litosferice sau a noii tectonici globale. Principalele puncte ale acestei ipoteze sunt:

1. Scoarta terestra cu top Mantaua formează o litosferă, care este susținută de o astenosferă plastică. Litosfera este împărțită în blocuri mari (plăci). Limitele plăcilor sunt zone de rift, tranșee de apă adâncă, care sunt adiacente falii care pătrund adânc în manta - acestea sunt zonele Benioff-Zavaritsky, precum și zonele activității seismice moderne.
2. Plăcile litosferice se deplasează orizontal. Această mișcare este determinată de două procese principale - împingerea plăcilor în afară sau răspândirea, scufundarea unei plăci sub alta - subducție sau împingerea unei plăci pe alta - obducție.
3. Bazalții din manta intră periodic în zona de separare. Dovada separării este oferită de anomaliile magnetice ale benzilor din bazalt.
4. În regiunile arcurilor insulare se disting zone de acumulare a surselor de cutremure cu focalizare profundă, care reflectă zone de subsidență ale unei plăci cu crustă oceanică bazaltică sub crusta continentală, adică aceste zone reflectă zone de subducție. În aceste zone, din cauza strivirii și topirii, o parte a materialului se cedează, în timp ce cealaltă parte pătrunde în continent sub formă de vulcani și intruziuni, crescând astfel grosimea crustei continentale.

Tectonica plăcilor este o teorie geologică modernă despre mișcarea litosferei. Conform acestei teorii, procesele tectonice globale se bazează pe mișcarea orizontală a blocurilor relativ integrale ale litosferei - plăci litosferice. Astfel, tectonica plăcilor are în vedere mișcările și interacțiunile plăcilor litosferice. Alfred Wegener a sugerat pentru prima dată mișcarea orizontală a blocurilor crustale în anii 1920, ca parte a ipotezei „derivei continentale”, dar această ipoteză nu a primit sprijin în acel moment. Abia în anii 1960, studiile fundului oceanic au oferit dovezi incontestabile ale mișcării orizontale a plăcilor și ale proceselor de expansiune a oceanelor ca urmare a formării (răspândirii) crustei oceanice. Reînvierea ideilor despre rolul predominant al mișcărilor orizontale a avut loc în cadrul direcției „mobilistice”, a cărei dezvoltare a condus la dezvoltarea teoriei moderne a tectonicii plăcilor. Principalele prevederi ale tectonicii plăcilor au fost formulate în 1967-68 de un grup de geofizicieni americani - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes în dezvoltarea ideilor anterioare (1961-62) de Oamenii de știință americani G. Hess și R. Digts asupra expansiunii (întinderii) fundului oceanului. 1). Partea superioară de piatră a planetei este împărțită în două cochilii, care diferă semnificativ în proprietăți reologice: o litosferă rigidă și fragilă și o astenosferă plastică și mobilă subiacentă. 2). Litosfera este împărțită în plăci, mișcându-se constant de-a lungul suprafeței astenosferei plastice. Litosfera este împărțită în 8 plăci mari, zeci de plăci medii și multe mici. Între plăcile mari și medii se află centuri compuse dintr-un mozaic de plăci de crustă mici. 3). Există trei tipuri de mișcări relative ale plăcilor: divergență (divergență), convergență (convergență) și mișcări de forfecare. 4). Volumul crustei oceanice absorbit în zonele de subducție este egal cu volumul crustei formate în zonele de răspândire. Această prevedere subliniază opinia despre constanța volumului Pământului. 5). Principala cauză a mișcării plăcilor este convecția mantalei, cauzată de căldura mantalei și curenții gravitaționali.

Sursa de energie pentru acești curenți este diferența de temperatură dintre regiunile centrale ale Pământului și temperatura părților sale apropiate de suprafață. În același timp, cea mai mare parte a căldurii endogene este eliberată la limita miezului și a mantalei în timpul procesului de diferențiere profundă, ceea ce determină degradarea substanței condritice primare, în timpul căreia partea metalică se grăbește spre centru, crescând. nucleul planetei, iar partea de silicat este concentrată în manta, unde suferă în continuare diferențiere. 6). Mișcările plăcilor respectă legile geometriei sferice și pot fi descrise pe baza teoremei lui Euler. Teorema de rotație a lui Euler afirmă că orice rotație spatiu tridimensional are o osie. Astfel, rotația poate fi descrisă prin trei parametri: coordonatele axei de rotație (de exemplu, latitudinea și longitudinea acesteia) și unghiul de rotație.

Consecințele geografice ale mișcării plăcilor Lith (activitatea seismică crește, se formează falii, apar creste și așa mai departe). În teoria tectonicii plăcilor, poziția cheie este ocupată de conceptul de cadru geodinamic - o structură geologică caracteristică cu un anumit raport de plăci. În același cadru geodinamic, au loc același tip de procese tectonice, magmatice, seismice și geochimice.

Teoria tectonicii plăcilor este stiinta moderna asupra originii și dezvoltării litosferei Pământului. Ideile principale ale teoriei plăcilor tectonice sunt următoarele. Plăcile litosferice sunt situate deasupra carcasei plastice și vâscoase, astenosferă. Astenosfera este un strat de duritate și vâscozitate reduse în partea superioară a mantalei Pământului. Plăcile plutesc și se mișcă încet orizontal prin astenosferă.

Când plăcile se depărtează pe partea opusă a recifelor oceanice situate în mijlocul văii, apar crăpături, care sunt umplute cu bazalți tineri care se ridică din mantaua Pământului. Plăcile oceanice se găsesc uneori sub plăci continentale sau alunecă unele față de altele de-a lungul planurilor verticale de falie. Răspândirea și târarea plăcilor este compensată de nașterea unei noi cruste oceanice la locurile fisurii.

Știința modernă explică motivele mișcării plăcilor litosferice prin faptul că căldura se acumulează în intestinele Pământului, datorită căruia curenți de convecție materia mantalei. Jeturile de manta apar chiar si la limita dintre miez si manta. Și plăcile oceanice răcite se scufundă treptat în manta. Acest lucru dă impuls proceselor hidrodinamice. Plăcile în cădere persistă aproximativ 400 de milioane de ani la o limită de 700 km și după ce au acumulat suficientă greutate „eșuează» prin limite, în mantaua inferioară, ajungând la suprafaţa miezului. Acest lucru determină ridicarea jeturilor de manta la suprafață. La limita a 700 km, aceste jeturi se despart și pătrund în mantaua superioară, generând un flux ascendent în ea. Deasupra acestor curenți se formează o linie de separare a plăcilor. Sub influența jeturilor de manta se produce tectonica plăcilor.

În 1912, geofizicianul german, meteorologul Alfred Wegener, sa bazat pe asemănarea coastelor atlantice din nord și America de Sud cu Europa și Africa, precum și pe baza datelor paleontologice și geologice, s-a dovedit " deriva continentală". El a publicat aceste date în 1915 în Germania.

Conform acestei teorii, continentele „plutesc” pe „lacul” de bazalt inferior ca aisbergurile. Conform ipotezei lui Wegener, un supercontinent a existat acum 250 de milioane de ani Pangea(gr. pan - totul, și gay - Pământul, adică întregul Pământ). Cu aproximativ 200 de milioane de ani în urmă, Pangea s-a împărțit în Laurasiaîn nord şi gondwana pe Sud. Între ei era Marea Tethys.

Existența supercontinentului Gondwana la începutul erei mezozoice este confirmată de asemănarea reliefului din America de Sud, Africa, Australia și Peninsula Hindustan. În Antarctica au fost găsite zăcăminte de cărbune, ceea ce indică faptul că în trecutul îndepărtat a existat un climat cald și vegetație abundentă în aceste locuri.

Paleontologii au dovedit că flora și fauna continentelor care s-au format după prăbușirea Gondwana sunt aceleași și formează o singură familie. Asemănarea straturilor de cărbune din Europa și America de Nord și asemănarea rămășițelor dinozaurilor indică faptul că aceste continente s-au separat după perioada triasică.

În secolul al XX-lea, a devenit clar că în mijlocul oceanelor există munți submarin de aproximativ 2 km înălțime, 200 până la 500 km lățime și până la câteva mii de km lungime. Ei au fost chemați crestele mijlocii oceanice (SH). Aceste creste au înconjurat întreaga planetă. S-a stabilit că locurile cele mai active din punct de vedere seismic suprafața pământului sunt CX. Materialul principal al acestor munți este bazalt.

Oamenii de știință au descoperit tranșee oceanice adânci (aproximativ 10 km) sub oceane, care sunt situate în principal pe țărmurile continentelor sau insulelor. Au fost găsite în Pacific și Oceanele Indiane. Dar în Oceanul Atlantic nu sunt. Cel mai adânc șanț este Mariana Trench, cu o adâncime de 11022 m, situată în Oceanul Pacific. ÎN jgheaburi adânci există multă activitate seismică, iar scoarța terestră a unor astfel de locuri cade în manta.

Omul de știință american G. Hess a sugerat că substanța mantalei se ridică în părțile centrale ale SH prin fisuri de ruptură (ing. rift - îndepărtare, expansiune) și, umplând fisurile, cristalizează, orientându-se în direcția magnetică a Pământului. camp. După ceva timp, în cursul depărtării unul de celălalt, apare o altă fisură, iar procesul se repetă. Oamenii de știință, ținând cont de direcția câmpului magnetic al cristalelor de origine vulcanică și a Pământului, prin corelare au stabilit locația și direcția de mișcare a continentelor în diferite timpuri geologice. Extrapolândîn sens opus mișcării continentelor, au primit supercontinentele Gondwana și Pangea.

Cel mai activ loc al lanțurilor muntoase este trecerea liniei în mijlocul crestelor, unde apar defecte, ajungând până la manta. Lungimea faliilor ajunge de la 10 km la 100 km. Rifturile împart SH-ul în două părți. Rifturi situate între peninsulă Arabia și Africa au o lungime de aproximativ 6500 km. În total, lungimea rifturilor oceanice este de aproximativ 90 mii km.

De atunci s-au acumulat roci sedimentare jurasic. În apropierea SH nu există roci sedimentare, iar direcția câmpului magnetic al cristalelor coincide cu direcția câmpului magnetic al Pământului. Pe baza acestor date, în 1962, geologii americani G. Hess și R. Dietz au explicat cauzele apariției SH prin faptul că scoarța terestră de sub oceane alunecă în direcția opusă. Și din acest motiv, apar fisuriși SH. Cauzele derivei continentale sunt asociate cu apariția SH, care, extinzându-se, resping plăcile litosferice și, prin urmare, le pun în mișcare.

Sub apă farfuriile sunt grele, cad în mantaua Pământului când se întâlnesc cu plăcile continentale. În apropierea Venezuelei, Placa Caraibelor se mișcă sub Placa Sud-Americană. ÎN anul trecut, cu ajutor nava spatiala S-a constatat că vitezele de mișcare ale plăcilor sunt diferite. De exemplu, viteza peninsulei Hindustan la nord este de aproximativ 6 cm/an, America de Nord spre vest - 5 cm/an şi Australia spre nord-est - 14 cm/an.

Rata de formare a unei noi scoarțe terestre este de 2,8 km 2 /an. Suprafața SH este de 310 milioane km 2 , prin urmare, s-au format în 110 milioane de ani. Vârstă stânci crusta părții de vest a Oceanului Pacific este de 180 de milioane de ani. În ultimii 2 miliarde de ani, de aproximativ 20 de ori au apărut oceane noi și oceanele vechi au dispărut.

America de Sud s-a separat de Africa acum 135 de milioane de ani. America de Nord s-a separat de Europa acum 85 de milioane de ani. farfurie Hindustan acum 40 de milioane de ani s-a ciocnit cu eurasiatic, rezultând apariția munților Tibet și Himalaya. Știința a stabilit că după formarea scoarței terestre (acum 4,2 miliarde de ani) ca urmare a proceselor tectonice s-a prăbușit de patru oriși formarea Pangeei cu o perioadă de aproximativ un miliard de ani.

Activitatea vulcanică este concentrată la joncțiunile plăcilor. De-a lungul liniei de joncțiune a plăcilor există lanțuri de vulcani precum Insulele Hawaii și Groenlanda. Lungimea lanțurilor vulcanice este în prezent egală cu aproximativ 37 mii km. Oamenii de știință cred că în câteva sute de milioane de ani, Asia se va uni cu America de Nord și de Sud. Oceanul Pacific se va închide și Oceanul Atlantic se va extinde.

Întrebări pentru autocontrol

1. Cum se numește teoria originii și dezvoltării litosferei Pământului?

2. Cum se numește stratul de duritate și vâscozitate reduse din partea superioară a mantalei Pământului?

3. Unde se depărtează plăcile oceanice pe partea opusă?

4. Cum explică știința modernă motivele mișcării plăcilor litosferice?

5. Ce plăci sunt scufundate în mantaua Pământului?

6. Ce cauzează ridicarea jeturilor de manta la suprafață?

7. Cine și când, pe baza asemănării coastelor atlantice ale Americii de Nord și de Sud cu Europa și Africa, a dovedit " deriva continentală».

8. Cu câte milioane de ani în urmă a existat un supercontinent? Pangea?

9. Cu câte milioane de ani în urmă a fost împărțită Pangea Laurasiaîn nord şi gondwana la sud?

10. Unde era Marea Tethys?

11. Unde se găsesc zăcăminte de cărbune, ceea ce indică faptul că în trecutul îndepărtat a existat un climat cald și vegetație abundentă în aceste locuri?

12. Flora și fauna din care continente sunt aceleași și formează o singură familie?

13. Ce mărturisește asemănarea straturilor de cărbune din Europa și America de Nord?

14. Când au aflat că în mijlocul oceanelor există crestele oceanice?

15.crestele mijlocii oceaniceîn formă de inel acoperă întreaga planetă sau nu?

16. Unde sunt amplasate tranșeele oceanice?

17. Care este cel mai adânc șanț oceanic și unde se află?

18. Câte părți rifturile (fracturile) împart crestele oceanice?

19. Câte mii de km în total, lungimea rifturilor oceanice?

20. Cine și când a legat cauzele derivei continentale cu apariția crestelor mijlocii oceanice?

21. De ce plăcile subacvatice, când se întâlnesc cu plăcile continentale, cad în mantaua Pământului?

22. Câți cm/an este viteza de mișcare America de Nord spre vest?

23. Câți cm/an este viteza de mișcare Australia spre nord-est?

24. Câți km 2 / an este viteza de formare a unei noi scoarțe terestre?

25. Câte milioane km 2 zonă crestele oceanice?

26. Câte milioane de ani s-au format crestele oceanice?

27. Din ce motiv lanțuri de vulcani?

28. Pe ce insule se observă un lanț de vulcani?

29. Câte mii de kilometri este lungimea lanțurilor vulcanice, în prezent?

…******…
Tema 21. Ecologie și sănătate

În procesul de formare și apoi de dezvoltare a geologiei ca știință s-au propus multe ipoteze, fiecare dintre acestea, dintr-o poziție sau alta, a considerat și explicat fie probleme individuale, fie un complex de probleme legate de dezvoltarea scoarței terestre sau de Pământul ca întreg. Aceste ipoteze se numesc geotectonice. Unele dintre ele, din cauza persuasivității insuficiente, și-au pierdut rapid semnificația în știință, în timp ce altele s-au dovedit a fi mai durabile, din nou, până s-au acumulat fapte și idei noi, care au stat la baza unor noi ipoteze care sunt mai potrivite pentru o anumită etapă a dezvoltarea științei. În ciuda marilor succese obținute în studiul structurii și dezvoltării scoarței terestre, niciuna dintre ipotezele și teoriile moderne (chiar recunoscute) nu este capabilă să explice în mod adecvat și complet toate condițiile de formare a scoarței terestre.

Prima ipoteză științifică, ipoteza ridicării, a fost formulată în prima jumătate a secolului al XIX-lea. bazată pe ideile plutoniştilor despre rolul forţelor interne ale Pământului, care au jucat un rol pozitiv în lupta împotriva ideilor eronate ale neptuniştilor. În anii 50. secolul al 19-lea a fost înlocuită cu ipoteza contracției mai fundamentată la acea vreme (comprimată), prezentată de omul de știință francez Elie de Beaumont. Ipoteza contracției s-a bazat pe ipoteza cosmogonică a lui Laplace, care a recunoscut, după cum se știe, starea primară de fierbinte a Pământului și răcirea sa treptată ulterioară.

Esența ipotezei contracției este că răcirea Pământului determină comprimarea acestuia, urmată de o scădere a volumului său. Ca urmare, scoarța terestră, care s-a întărit înainte de zonele interioare ale planetei, este forțată să se șifoneze, motiv pentru care se formează munți îndoiți.

În a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Oamenii de știință americani J. Hall și J. Dan au formulat doctrina geosinclinalelor - zone mobile speciale ale scoarței terestre transformându-se în timp în structuri montane pliate. Această învățătură a întărit semnificativ poziția ipotezei contracției. Cu toate acestea, până la începutul secolului al XX-lea. în legătură cu primirea de noi date pe Pământ, această ipoteză a început să-și piardă semnificația, deoarece s-a dovedit a fi incapabilă de a explica periodicitatea mișcărilor de construcție a munților și a proceselor de magmatism, a ignorat procesele de întindere etc. În plus, ideile au apărut în știință despre formarea unei planete din particule reci, ceea ce a privat ipoteza de suportul său principal.

În același timp, doctrina geosinclinală a continuat să fie completată și dezvoltată. În acest sens, o mare contribuție a avut și oamenii de știință sovietici A. D. Arkhangelsky, N. S. Shatsky, M. V. Muratov și alții. şi mai ales de la începutul secolului al XX-lea. doctrina zonelor continentale relativ stabile - au început să se dezvolte platforme; dintre oamenii de știință domestici care au dezvoltat această doctrină, trebuie în primul rând să-i numim pe A. P. Karpinsky, A. D. Arkhangelsky, N. S. Shatsky, A. A. Bogdanov, A. L. Yanshin.

Doctrina geosinclinalelor și platformelor a devenit ferm stabilită în știința geologică și își păstrează semnificația până în prezent. Cu toate acestea, îi lipsește încă o bază teoretică solidă.

Dorința de a completa și elimina neajunsurile ipotezei contracției sau, dimpotrivă, de a o înlocui complet, a dus la apariția în prima jumătate a secolului al XX-lea. o serie de noi ipoteze geotectonice. Să notăm câteva dintre ele.

ipoteza pulsatiei. Se bazează pe ideea alternanței proceselor de compresie și expansiune a Pământului - procese care sunt foarte caracteristice Universului în ansamblu. M. A. Usov și V. A. Obruchev, care au dezvoltat această ipoteză, au asociat plierea, răsturnările și pătrunderea intruziunilor acide cu fazele de compresie și apariția fisurilor în scoarța terestră și revărsarea de lave în principal bazice alături de fazele de expansiune.

Ipoteza de diferențiere a substanței subcrustale și migrare a radioelementelor. Sub influența diferențierii gravitaționale și a încălzirii radiogene, are loc topirea periodică a componentelor lichide din atmosferă, care atrage după sine rupturi ale scoarței terestre, vulcanism, construirea munților și alte fenomene. Unul dintre autorii acestei ipoteze este celebrul om de știință sovietic VV Belousov.

Ipoteza derivei continentale. A fost prezentată în 1912 de omul de știință german A. Wegener și este fundamental diferită de toate celelalte ipoteze. Pe baza principiilor mobilismului - recunoaşterea unor mişcări orizontale semnificative ale unor mase continentale vaste. Cele mai multe dintre ipoteze au pornit de la principiile fixismului - recunoașterea unei poziții stabile, fixe părți separate scoarța terestră, raportată la mantaua subiacentă (astfel sunt ipotezele de contracție, diferențierea materiei subcrustale și migrarea radioelementelor etc.).

După ideile lui A. Wegener, stratul granitic al scoarței terestre „plutește” pe stratul de bazalt. Sub influența rotației Pământului, s-a dovedit a fi colectat pe un singur continent al Pangeei. La sfârșitul erei paleozoice (acum aproximativ 200-300 de milioane de ani), Pangea a fost împărțită în blocuri separate și deriva lor a început până când și-au ocupat poziția actuală. Sub influența derivei blocurilor din America de Nord și de Sud spre vest, a apărut Oceanul Atlantic, iar rezistența experimentată de aceste continente pe măsură ce se deplasau de-a lungul stratului de bazalt a contribuit la apariția unor munți precum Anzi și Cordillera. . Din aceleași motive, Australia și Antarctica s-au îndepărtat și s-au mutat spre sud etc.

A. Wegener a văzut confirmarea ipotezei sale în similitudinea contururilor și structurii geologice a coastelor de pe ambele maluri ale Oceanului Atlantic, în asemănarea organismelor fosile ale continentelor aflate la distanță una de alta, în structura diferită a scoarței terestre. în interiorul oceanelor și continentelor.

Apariţia ipotezei lui A. Wegener a provocat interes mare, dar s-a stins relativ repede, deoarece nu a putut explica multe fenomene și, cel mai important, posibilitatea deplasării continentelor de-a lungul stratului de bazalt. Cu toate acestea, după cum vom vedea mai jos, opiniile mobiliziste, dar pe o bază complet nouă, au fost reînviate și au primit o largă recunoaștere în a doua jumătate a secolului al XX-lea.

ipoteza rotationala. Ocupă un loc aparte în rândul ipotezelor geotectonice, întrucât vede manifestarea proceselor tectonice pe Pământ sub influența unor cauze extraterestre, și anume atracția Lunii și a Soarelui, determinând maree solide în scoarța și mantaua pământului, încetinind rotația Pământului și schimbarea formei acestuia. Consecința acestui lucru nu este doar deplasările verticale, ci și orizontale ale blocurilor individuale ale scoarței terestre. Ipoteza nu este acceptată pe scară largă, deoarece marea majoritate a oamenilor de știință consideră că tectogeneza este rezultatul manifestării forțelor interne ale Pământului. În același timp, trebuie luată în considerare, evident, și influența cauzelor extraterestre asupra formării scoarței terestre.

Teoria noii tectonici globale sau tectonicii plăcilor litosferice. De la începutul celei de-a doua jumătate a secolului XX. au fost lansate studii geologice și geofizice ample ale fundului oceanelor. Acestea au dus la apariția unor idei complet noi despre dezvoltarea oceanelor, cum ar fi, de exemplu, separarea plăcilor litosferice și formarea unei cruste oceanice tinere în văile rift, formarea crustei continentale în zonele de subducție a litosferiei. plăci etc. Aceste idei au condus la renașterea ideilor mobiliste în știința geologică și la apariția teoriei unei noi tectonici globale, sau tectonicii plăcilor litosferice.

Baza noua teorie S-a propus ideea că întreaga litosferă (adică scoarța terestră împreună cu stratul superior al mantalei) este împărțită de zone înguste active tectonic în plăci rigide separate care se deplasează de-a lungul astenosferei (un strat de plastic în mantaua superioară). Zonele tectonice active caracterizate prin seismicitate ridicată și vulcanism sunt zonele de rift ale crestelor mijlocii oceanice, sistemele de arce insulare și tranșee oceanice adânci și văile rift de pe continente. În zonele de rift ale crestelor mijlocii oceanice, plăcile se depărtează și se formează o nouă crustă oceanică, iar în tranșeele de adâncime, unele plăci sunt împinse sub altele și se formează crusta continentală. Este posibilă, de asemenea, o coliziune a plăcilor - formarea zonei de pliere Himalaya este considerată a fi rezultatul unui astfel de fenomen.

Există șapte plăci litosferice mari și mai multe Mai mult cei mici. Aceste plăci au primit următoarele denumiri: 1) Pacific, 2) America de Nord, 3) America de Sud, 4) Eurasia, 5) Africană, 6) Indo-australiană și 7) Antarctica. Fiecare dintre ele include unul sau mai multe continente sau părți ale acestora și crusta oceanică, cu excepția plăcii Pacificului, care este compusă aproape în întregime din crustă oceanică. Concomitent cu deplasările orizontale ale plăcilor au avut loc și rotațiile acestora.

Mișcarea plăcilor litosferice, conform acestei teorii, este cauzată de curenții convectivi ai materiei din manta, generați de căldura degajată în timpul dezintegrarii radioactive a elementelor și diferențierea gravitațională a materiei din intestinele Pământului. Cu toate acestea, argumentarea convecției termice în manta, conform multor oameni de știință, este insuficientă. Acest lucru se aplică și posibilității de scufundare a plăcilor oceanice în manta la o adâncime mare și o serie de alte prevederi. Expresia de suprafață a mișcării convective este zonele de rift ale crestelor oceanice, unde mantaua relativ mai caldă se ridică la suprafață și se topește. Se revarsă sub formă de lave bazaltice și îngheață. Mai mult, magma bazaltică intră din nou în aceste roci înghețate și împinge bazalții mai vechi în ambele direcții. Acest lucru se întâmplă de multe ori. În același timp, fundul oceanului crește, crește. Un astfel de proces se numește răspândirea. Rata de creștere a fundului oceanului variază de la câțiva mm până la 18 cm pe an.

Alte limite dintre plăcile litosferice sunt convergente, adică scoarța terestră din aceste zone este absorbită. Astfel de zone au fost numite zone de subducție. Sunt situate de-a lungul marginilor Oceanului Pacific și în estul Indiei. Litosfera oceanică grea și rece, apropiindu-se de cea continentală mai groasă și mai ușoară, trece pe sub ea, parcă se scufunda. Dacă două plăci oceanice intră în contact, atunci cea mai veche se scufundă, deoarece este mai grea și mai rece decât placa tânără.

Zonele în care are loc subducția sunt exprimate morfologic prin tranșee de adâncime, iar litosfera rece și elastică oceanică care se scufundă este bine stabilită din datele tomografiei seismice. Unghiul de tasare al plăcilor oceanice este diferit, până la verticală, iar plăcile pot fi urmărite până la limita mantalelor superioare și inferioare la o adâncime de aproximativ 670 km.

Când placa oceanică începe să se îndoaie brusc când se apropie de cea continentală, în ea apar tensiuni care, atunci când sunt descărcate, provoacă cutremure. Hipocentrii sau focarele de cutremur marchează în mod clar granița de frecare dintre cele două plăci și formează o zonă focală seismică înclinată care se afundă sub litosfera continentală la o adâncime de 700 km. Aceste zone sunt numite zone Benioff, în onoarea seismologului american care le-a studiat.

Scăderea litosferei oceanice duce la o consecință încă importantă. Când litosfera atinge o adâncime de 100 - 200 km în zonă temperaturi mariși presiune, fluide sunt eliberate din acesta - soluții minerale speciale supraîncălzite care provoacă topirea rocilor din litosfera continentală și formarea de camere magmatice care alimentează lanțurile de vulcani dezvoltate paralel cu șanțurile de adâncime pe marginile continentale active.

Astfel, datorită subducției, pe marginea continentală activă se observă o topografie puternic disecată, seismicitate ridicată și activitate vulcanică viguroasă.

Pe lângă fenomenul de subducție, există așa-numitul obductie, adică împingerea litosferei oceanice pe cea continentală, un exemplu al căruia este acoperirea tectonică uriașă de pe marginea de est a Peninsulei Arabice, compusă din crustă oceanică tipică.

Ar trebui să menționeze și coliziunea, sau ciocniri, două plăci continentale, care, datorită relativei legeri a materialului care le alcătuiesc, nu se pot scufunda una sub cealaltă, ci se ciocnesc, formând o centură de pliuri montane cu o structură internă foarte complexă.

Principalele prevederi ale tectonicii plăcilor litosferice sunt următoarele:

1.Prima premisă Tectonica plăcilor este împărțirea părții superioare a Pământului solid în două învelișuri care diferă semnificativ în proprietăți reologice (vâscozitate) - o litosferă rigidă și fragilă și o astenosferă mai plastică și mai mobilă. După cum sa menționat deja, aceste două cochilii se disting de datele seismologice sau magnetotelurice.

2.Poziția a doua Tectonica plăcilor, căreia îi datorează numele, constă în faptul că litosfera este subdivizată în mod natural într-un număr limitat de plăci - în prezent șapte mari și același număr de plăci mici.Baza pentru selecția lor și trasarea granițelor între ele este localizarea surselor de cutremur.

3.Poziția a treia Tectonica plăcilor se referă la natura mișcării lor reciproce. Există trei tipuri de astfel de deplasări și, în consecință, limitele dintre plăci: 1) granițe divergente, de-a lungul căruia plăcile se depărtează - se răspândesc; 2) frontiere convergente, pe care există o convergență a plăcilor, exprimată de obicei prin subducția unei plăci sub alta; când o placă oceanică se mișcă sub una continentală, acest proces se numește subducție, dacă placa oceanică se deplasează spre continentală - obducere; dacă două plăci continentale se ciocnesc, de asemenea, de obicei cu subducția uneia sub cealaltă, - coliziune; 3)transforma granițele, de-a lungul căreia are loc o alunecare orizontală a unei plăci față de cealaltă de-a lungul planului faliei de transformare verticală.

În natură predomină granițele primelor două tipuri.

La granițele divergente, în zonele de răspândire, are loc o naștere continuă de noi cruste oceanice; Prin urmare, aceste limite sunt numite și constructiv. Această crustă este deplasată de curentul astenosferic spre zonele de subducție, unde este absorbită la adâncime; acest lucru dă motive pentru a numi astfel de granițe distructiv.

Poziția a patra tectonica plăcilor constă în faptul că, în timpul mișcărilor lor, plăcile respectă legile geometriei sferice, sau mai bine zis teorema lui Euler, conform căreia orice mișcare a două puncte conjugate pe o sferă se realizează de-a lungul unui cerc desenat față de o axă care trece prin centrul Pământului.

5.Dispoziție a cincea Tectonica plăcilor afirmă că volumul crustei oceanice absorbit în zonele de subducție este egal cu volumul crustei originare din zonele de răspândire.

6.pozitia a sasea tectonica plăcilor vede principala cauză a mișcării plăcilor în manta convecție. Această convecție în modelul clasic din 1968 este pur termic și general-manta, iar felul în care afectează plăcile litosferice este că aceste plăci, care sunt în aderență vâscoasă cu astenosferă, sunt purtate de aceasta din urmă și se deplasează în felul unei benzi transportoare de la axele de împrăștiere la subducție. zone. În general, schema de convecție a mantalei, care duce la un model tectonic al plăcilor de mișcări ale litosferei, constă în faptul că ramurile ascendente ale celulelor convective sunt situate sub crestele oceanice, ramurile descendente sunt situate sub zonele de subducție, iar segmentele orizontale ale aceste celule.

Teoria noii tectonici globale, sau tectonicii plăcilor litosferice, este deosebit de populară în străinătate: este recunoscută și de mulți oameni de știință sovietici, care nu se limitează la recunoașterea generală, ci lucrează din greu pentru a-și clarifica principalele prevederi, completându-le, aprofundându-le și dezvoltându-le. . Omul de știință mobilizator sovietic A.V. Peivs, dezvoltând această teorie, a ajuns însă la concluzia că plăcile litosferice rigide gigantice nu există deloc, iar litosfera, datorită faptului că este pătrunsă de zone mobile orizontale, înclinate și verticale, constă a plăcilor separate („litoplaste”) care se deplasează diferențial. Aceasta este o privire esențial nouă asupra uneia dintre prevederile principale, dar controversate ale acestei teorii.

Trebuie remarcat faptul că o anumită parte a oamenilor de știință mobiliști (atât din străinătate, cât și din țară) arată în opiniile lor o atitudine extrem de negativă față de doctrina clasică a geosinclinalelor. de fapt, ei o resping complet, ignorând faptul că multe dintre prevederile acestei doctrine se bazează pe fapte și observații de încredere stabilite și efectuate în timpul studiilor geologice ale continentelor.

Evident, cel mai corect mod de a crea o teorie cu adevărat globală a Pământului nu este să contrastezi, ci să dezvălui unitatea și relația dintre tot ceea ce este pozitiv, reflectat în teoria clasică a geosinclinalelor, și tot ceea ce este nou care este dezvăluit în teoria noului. tectonica globală.