Наука о движении литосферных плит


Земная кора и верхний, твердый слой мантии образуют так называемую литосферу. Есть два типа литосферы. Океаническая литосфера имеет океаническую кору толщиной около 6 км. Она в основном покрыта морем. Материковую литосферу покрывает материковая кора толщиной от 35 до 70 км. Большей частью эта кора выступает над водой, образуя сушу.

Плиты

Хотя поверхность Земли выглядит сплошной, на самом деле она состоит из ряда огромных кусков, сложенных друг с другом наподобие гигантской мозаики. Эти куски называются плитами и постоянно движутся друг относительно друга. Плита может быть образована как материковой, так и океанической литосферой или же включать в себя литосферу обоих этих типов. Края этих плит называются их границами. В этих местах происходят почти все землетрясения и расположено большинство вулканов.

Горные породы и минералы


Любая горная порода состоит из частиц минералов, или природных химических веществ. Каждая порода содержит ту или иную комбинацию минералов, причем в определенном соотношении. К примеру, гранит состоит из двух минералов: кварца и полевого шпата (он может также содержать и малые количества других минералов, например слюды). Каждый из минералов, составляющих гранит, образован различными химическими — элементами. Скажем, кварц состоит из кремния и кислорода (подробнее об этом в статье «Горные породы и минералы«).

Движущиеся плиты

Плиты земной коры постоянно перемещаются в разных направлениях, хотя и очень медленно. Средняя скорость их движения равна 5 см в год. Примерно с такой же скоростью растут ваши ногти. Поскольку все плиты плотно прилегают друг к другу, движение любой из них действует на окружающие плиты, заставляя и их постепенно перемещаться. Плиты могут перемещаться по-разному, что можно видеть на их границах, но причины, вызывающие движение плит, ученым пока неизвестны. Видимо, этот процесс может не иметь ни начала, ни конца. Тем не менее некоторые теории утверждают, один тип движения плит может быть, так сказать, «первичным», а от него уже приходят в движение все прочие плиты.

Один из типов движения плит — это «подныривание» одной плиты под другую. Некоторые ученью полагают, что именно этот тип движения вызывает все прочие перемещения плит. На некоторых границах расплавленная порода, пробиваясь на поверхность между двумя плитами, затвердевает по их краям, расталкивая эти плиты. Этот процесс тоже может вызывать перемещение всех других плит. Считается также, что, помимо первичного толчка, движение плит стимулируют гигантские тепловые потоки, циркулирующие в мантии (см. статью «Движение плит«).


Дрейфующие материки

Ученые полагают, что со времени образования первичной земной коры движение плит изменяло положение, очертания и размеры материков и океанов. Этот процесс назвали тектоникой плит. Приводятся разные доказательства этой теории. Например, очертания таких материков, как Южная Америка и Африка, выглядят так, будто они когда-то составляли единое целое. Обнаружилось и несомненное сходство в строении и возрасте горных пород, слагающих древние горные цепи на обоих материках.

1. По мнению ученых, массивы суши, ныне образующие Южную Америку и Африку, более 200 млн. лет назад были соединены друг с другом.

2. Видимо, дно Атлантического океана постепенно расширялось, когда на границах плит формировалась новая порода.

3. Сейчас Южная Америка и Африка удаляются друг от друга со скоростью порядка 3,5 см в год из-за движения плит.

Источник: www.polnaja-jenciklopedija.ru

Тектонические плиты в науке


В настоящее время существует специальная область знаний, отвечающая за изучение развития сейсмической активности земной коры. Она получила название тектоники плит. Сама тектоническая (литосферная) плита представляет собой определенный структурный элемент в литосфере, который непрерывно движется в верхней мантии (астеносфере) планеты Земля.

В свою очередь, тектоника как самостоятельная наука в географии занимается изучением строения земной коры, а также динамики её движения на протяжении длительного периода времени. Она также устанавливает процесс взаимодействия литосферных блоков между собой.

Литосфера включает в себя как большие, так и маленькие плиты. На тех участках планеты, в которых отмечаются зоны с наиболее высокой сейсмической и вулканической активностью, образуются горные массивы, бассейны, каньоны, извержения вулканов, а также землетрясения катастрофического характера, приводящие к весьма печальным последствиям. В основном это происходит на границе огромных тектонических плит, которые приводят к разломам в земной поверхности.

Несомненно, изменению структуры рельефа способствует движение тектонических плит Земли. Схема развития этого явления может быть представлена в двух вариантах:

  • соединение литосферных блоков. Максимальное сближение плит приводит к их столкновению и образованию горных массивов и возвышенностей;
  • расхождение плит. Это способствует формированию впадин на дне океанов, а также разломов в земной коре.

Изучая карту мира, можно обнаружить, что очертания материков похожи друг на друга. Так, исследования ученых показали, что много миллионов лет назад тектонические плиты были единым целым. Такой материковый комплекс называется Пангея. Однако по мере эволюции сейсмическая активность Земли лишь возрастала, что привело к образованию отдельных литосферных блоков, отдаленных друг от друга на весьма значительное расстояние.

В настоящее время ученые различных стран мира сходятся во мнении, что через несколько веков процесс формирования материков будет иметь обратный характер, то есть литосферные блоки начнут вновь двигаться навстречу друг к другу.

Причина движения

Главной движущей силой материков является конвекция. Это явление представляет собой определенные процессы непрерывного движения веществ в земной коре. Так, особо высокая температура, выходящая за отметку 5 тыс. градусов по Цельсию, наблюдается в центральной части планеты. В процессе нагревания слои, находящиеся в недрах Земли, поднимаются. Со слоями более низкой температуры наблюдается прямо противоположная тенденция, поскольку они двигаются обратно к центру.


В результате конвекции образуется непрерывное движение веществ различной температуры, что и приводит к движению тектонических (литосферных) плит. Необходимо отметить тот факт, что скорость их передвижения составляет в среднем от двух до двух с половиной сантиметров в год. Такая характерная динамика сопоставима со скоростью роста человеческих ногтей.

Результатом деформации земной поверхности является возникновение целых горных комплексов, таких как Урал, Алтай и Кавказ, находящихся на территории России. Кроме того, сюда можно отнести Гималаи, Альпы, Анды, а также систему разломов Сан-Андреас.

При изучении сути тектоники необходимо определить, какие существуют виды тектонических структур. Так, среди них можно выделить следующие:

  • дивергентная. Суть этого вида состоит в отдалении двух литосферных блоков, в результате чего образуются пропасти или горный комплекс в разных частях планеты;
  • конвергентная. При этом типе происходит процесс максимального сближения двух плит, при котором более тонкий блок заходит на более плотный. Это приводит к формированию горных хребтов;
  • скользящая. Её основная цель состоит в отдалении двух блоков в прямо противоположных направлениях друг от друга.

К наиболее крупным литосферным блокам можно отнести Антарктическую, Африканскую, Евразийскую, Австралийскую, а также Тихоокеанскую плиту. Кроме того, сюда можно отнести Северо- и Южно-американскую, Индостанскую плиту. На их площадь приходится около 90 процентов всей земной поверхности.

Необходимо отметить тот факт, что скользящая тектоническая структура характерна для такого материка, как Африка. На её поверхности сейчас наблюдается много разломов, особенно на территории Кении. Ученые прогнозируют, что спустя десять миллионов лет африканский континент в качестве единого целого полностью прекратит свое существование. Помимо дивергентной, конвергентной, а также скользящей тектонической структуры, выделяют континентальные, океанические и смешанные литосферные блоки.

Характеристика теорий

Существует несколько теорий тектонических плит. Наиболее популярной из них является гипотеза, выдвинутая А. Вегенером. Она основывалась на предположении, что много миллионов лет назад западная Африка и восточная часть Южной Америки были единым целым.


Вегенер внёс значительный вклад в развитие тектоники. Прежде всего, он утверждал, что литосферные блоки разной весовой категории с довольно жёсткой структурой расположены на астеносфере Земли. Внешняя мантия была весьма пластичной, вследствие чего тектонические плиты постоянно находились в хаотичном движении.

Беспорядочное перемещение платформ приводило к их неизбежному столкновению. Плиты также могли заходить на поверхности друг друга. Все эти события способствовали появлению таких природных явлений, как извержения вулканов и катастрофических землетрясений. Участки земной коры, имеющие высокую степень сейсмической активности, смещались в пространстве приблизительно на восемнадцать сантиметров в год. На земной поверхности также можно было наблюдать извержение магмы из недр.

В настоящее время некоторые учёные считают, что именно магма принимала активное участие в формировании океанического дна. Лава, выходящая из недр Земли, постепенно остывала, в результате чего формировался новый рельеф. При этом те участки земной коры, которые не принимали участия в формировании структуры дна, с помощью дрейфа литосферных блоков снова проникали в земные недра, превращаясь в магму.

Кроме того, в своих научных исследованиях А. Вегенер уделял время изучению темы вулканов. Он рассматривал вопросы, касающиеся растяжения океанического дна и состава жидких веществ в недрах Земли.


Кроме А. Вегенера существенный вклад в развитие тектонической науки внёс Шмеллинг. В своих научных трудах он впервые открыл силу движения литосферных плит. Учёный установил, что главным движущим фактором является конвекция, при которой нижние земные слои с более высокой температурой поднимаются, а верхние постепенно остывают и проходят вниз к недрам Земли.

В настоящее время современная тектоническая наука включает в себя следующие основные положения:

  • земная кора состоит из литосферы и астеносферы. Первая из них имеет более хрупкое строение, в то время как последняя — более пластичную;
  • главной движущей силой тектонических (литосферных) блоков является конвекция, происходящая в астеносфере;
  • структура земной поверхности представлена восемью крупными плитами. Кроме того, она включает в себя как средние, так и более мелкие блоки;
  • чаще всего тектонические плиты самого малого размера располагаются между основными земными блоками;
  • наиболее сейсмически активными участками являются те зоны, которые находятся на границе двух платформ;
  • в процессе активного перемещения плит также принимают активное участие силы, подчиняющиеся теореме вращения Эйлера.

Таким образом, именно движение тектонических платформ, происходящее на протяжении многих миллионов лет, способствовало формированию отдельных материков, островов, континентальных рифов и каньонов, которые существуют в настоящее время. Учёные выявили устойчивую тенденцию в динамике плит. Так, скорость горизонтальных сдвигов блоков возросла примерно в два раза в течение ста миллионов лет. Однако, согласно прогнозам учёных, она должна была, наоборот, уменьшиться. Исходя из этого можно сделать вывод, что характер поведения плит не является слишком предсказуемым.


Исследователи утверждают, что основным фактором, влияющим на темп движения, является вода. Именно огромное скопление жидкости внутри земной поверхности способствует смягчению мантии, в результате чего скорость перемещения плит значительно повышается. Необходимо отметить тот факт, что процесс перемещения литосферных блоков все ещё не завершён. Образ земной поверхности до сих пор продолжает формироваться.

Источник: nauka.club

Тектоника плит

Тектонические плиты – это составные части литосферы, отвечающие за геологическую активность нашей планеты. Миллионы лет назад они представляли собой единое целое, составляя крупнейший сверхконтинент под названием Пангея. Однако в результате высокой активности в недрах Земли этот материк раскололся на континенты, которые удалились друг от друга на максимальное расстояние.


По версии ученых, через несколько сотен лет этот процесс пойдет в обратном направлении, и тектонические плиты вновь начнут совмещаться друг с другом.

Рис. 1. Тектонические плиты Земли.

Согласно тектонике – науке, изучающей литосферные пластины, огромные участки земной коры со всех сторон окружены зонами повышенной активности. На стыках соседних плит и происходят природные явления, которые чаще всего вызывают масштабные катастрофические последствия: извержения вулканов, сильнейшие землетрясения.

Движение тектонических плит Земли

Основной причиной, по которой вся литосфера земного шара находится в непрерывном движении, является тепловая конвекция. В центральной части планеты царят критически высокая температура. При нагревании верхние слои вещества, находящегося в недрах Земли, поднимаются, в то время как верхние слои, уже охлажденные, опускаются к центру. Непрерывная циркуляция вещества и приводит в движение участки земной коры.

Скорость движения литосферных плит составляет примерно 2-2,5 см в год. Поскольку их движение происходит на поверхности планеты, то на границе их взаимодействия возникают сильные деформации в земной коре. Как правило, это приводит к формированию горных хребтов и разломов. Например, на территории России так были образованы горные системы Кавказ, Урал, Алтай и другие.

Рис. 2. Большой Кавказ.

Существует несколько типов движения литосферных плит:

  • Дивергентное – две платформы расходятся, образуя подводную горную гряду или провал в земле.
  • Конвергентное – две пластины сближаются, при этом более тонкая погружается под более массивную. При этом формируются горные массивы.
  • Скользящее – две пластины движутся в противоположных направлениях.

Рис. 3. Трещины Африки.

Источник: obrazovaka.ru

ВОПРОС 1. Тектоника литосферных плит. Гипотеза мобилизма и развитие теории плитотектоники. Строение зон спрэдинга и субдукции. Механизмы континентального горообразования и развития земной коры.

Тектоника плит — современная геологическая теория о движении литосферы, согласно которой земная кора состоит из относительно целостных блоков — литосферных плит, которые находятся в постоянном движении относительно друг друга.

Гипотеза Мобилизма — имеет несколько вариантов. Впервые с такой идеей выступили американский геолог Тейлор, а затем в 1912 г. немецкий геофизик Вегенер. Г. м. исходила из того, что гранитная часть земной коры (сиаль) может перемещаться по подстилающему ее базальтовому слою (сима). Под влиянием вращения Земли сиаль стремится переместиться от полюсов к экватору (Тейлор) и с востока на запад (Вегенер). Идея перемещения (дрейфа) материков была изложена Вегенером более доходчиво и более убедительно обоснована, поэтому она получила широкую известность как гипотеза Вегенера . Когда доказали, что перемещение сиаль по сима по геофиз. данным маловероятно, гипотеза мобилизма видоизменилась в том отношении, что нижняя граница перемещения была опущена значительно глубже, в мантию, а самое перемещение континентов стали объяснять конвекцией в мантии. Иное направление Г. м. получила в связи с выделением Пейве глубинных разломов, рассекающих земную кору и нередко уходящих в верхнюю мантию. По таким разломам могут происходить перемещения отдельных глыб (сдвиги, надвиги) на десятки и сотни км.

В 1926 в америке собралась конференция геофизиков, чтобы разобраться с Вегенером, разгромили гипотезу. Неомобилизм- теория глобальной тектоники литосферных плит. Идеи: 1) Данные по изучению океанической коры и рельефу для мирового океана. Был изобретен аппарат Эхалот и стало понятно строение дна мирового океана.

А) рельеф  дна мирового океана совершенно уникален по отношению к материк. рельефу.  Новый тип хребтов- СОХ. Они длинные. Атлантический хребет проходит через всю атлантику.

Б) располагаются в центральных частях океана, а материковые где угодно.

В)Все связаны в единую систему.

Г) каждый океан имеет свой СОХ. Любой СОХ начинается на материке, основная часть находится в океане. Примеры Чешский хребет и Молский хребет

2) Обладают симметрией, есть оси и плоскость симметрии. Рифтовая долина или рифт- это продольная сильно вытянутое углубление с отвесными бортами, шириной до 50 км, длинной в сотни км. Борта долины ограничены двумя сбросами. Грабин глубина до 1 км.

3)рифтовая долина находится совместно с центрами подводного вулканизма и зонами  скопления эпицентра землятресения. Подушечная базальтовая лава. Вулканы гавайского типа похожи потому что извергают базальтовую лаву.

4)Трансформный разлом — гигантские сдвиги в океанической коре, которые располагаются перпендикулярно, и по которым происходит смещение его отдельных фрагментов.

5)Борта трансформного разлома всегда высокие и отвесные, глубиной до 2 км.

Согласно положениям концепции глобальной тектоники плит, зона субдукции является частной разновидностью конвергентных границ между литосферными плитами, приуроченным к осевым зонам глубоководных желобов, сопряженных с островными дугами либо активными континентальными окраинами. На этой границе происходит столкновение двух литосферных плит, чаще всего океанической и континентальной, и поддвигание более плотной и тонкой океанической плиты под континентальную. Согласно теории тектоники плит механизм субдукции (сокращения и разрушения океанической коры) компенсируется спредингом — механизмом формирования молодой океанической коры в срединно-океанических хребтах: Объем поглощаемой в зонах субдукции океанской коры равен объему коры, нарождающейся в зонах спрединга.

Зоны столкновения платформ специалисты называют геосинклинальными складчатыми поясами Земли. В пределах этих поясов и происходит горообразование. Горы, как айсберги, поднимаются над поверхностью Земли, но при этом их основания глубже погружаются в мантию. Активное горообразование идет не постоянно и не на всем протяжении складчатых поясов. Периоды горообразования, их называют эпохами складчатости, проявляются на различных участках поясов в разное время. Горы в эпоху складчатости образуются в два этапа. На первом происходит столкновение платформ. Чудовищная энергия их движения приводит в зоне столкновения к прогибанию земной коры. Прогибание идет очень медленно по несколько сантиметров в год и продолжается тысячи и миллионы лет. Прогибы заполняются морской водой. В мелководных теплых морях активно размножаются живые организмы. Отмирая, они образуют своими скелетами и панцирями километровые толщи осадочных пород: известняков, мергелей и др. Но вот энергия сталкивающихся платформ исчерпана. Встречное движение прекращается, прекращается и прогибание земной коры. Наступает второй этап горообразования. Под действием выталкивающей силы происходит медленное поднятие погруженных в мантию пород, смятие пластов и образование горных хребтов и межгорных впадин. Когда все силы уравновешиваются, горообразование прекращается и эпоха складчатости завершается. Район стабилизируется, превращаясь в молодую платформу (не путать с равниной!).

 

 

ВОПРОС 2. Историческая геология. История науки. Цели, задачи и методы исследования. 

ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ — наука, изучающая историю и закономерности геологического развития Земли.

Историческая геология состоит из 3 наук:

1) Стратиграфия. Наука о возрасте земных слоев.

2) Палеонтология. Наука об ископаемых организмах.

3) Палеогеография. Наука о реконструкции природных исчезнувших слоев. 

Задачи:

1) Провести систематизацию всех участков земной коры.

2) Прогнозировать поиск полезных ископаемых.

3) Познавательная наука. Изучение истории Земли.

4) Мировоззренческая. Фундаментальные знания о происхождении Земли, жизни и человека.

Первые серьезные исследования появились в 15 веке. Леонардо Да Винчи придумал палеоэкологию и палеонтологию. Официально историческая геология начинается с 1669. Нильс Стенсен отец ист.геологии, стратиграфии. Диссертация “О твердом, естественно содержащимся в твердом “. Положил основы стратиграфии и принцип определения возраста. В 18 веке  начинаются первые описания слоев. В первой половине 19  века в Англии и Франции на протяжении 50 лет были выделены эры и периоды с современной геологической шкалой.

Методы исследования:

1) Методы восстановления геологического прошлого.

2) Палеонтологические методы. Сущность палеонтологических методов заключается в определении относительного возраста слоев горных пород по содержащимся в них окаменелым органическим остаткам.

3)Непалеонтологические методы. Наиболее важными из непалеонтологических методов являются стратиграфический, минералого-петрографический, тектонический и геофизические.

4) Определение  относительного возраста магматических пород.

5) Периодизация истории Земли.

Источник: www.sites.google.com


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.