Почему литосферные плиты движутся


В статьях «Почему Земля вращается.» и «Марс и Венера.» я начал разговор на тему о том, что происходит в недрах планет, в свете того как это отражается на их поведении и на том, что происходит на поверхности планет. Логика исследования подсказывает, что без более тщательного осмысления процессов, происходящих внутри земной коры и под ней нельзя понять природу планетарных различий.
Например я написал, что марсианская кора гораздо более толстая, чем земная и логически обосновал это заявление, но ни чего не сказал о том, что же явилось причиной такого утолщения.
Что бы ответить на этот вопрос необходимо вначале изучить процессы происходящие в земной коре и тогда можно будет более или менее осмысленно предположить: что же произошло с Марсом.
Раздел науки, изучающий состояние и поведение заемной коры называется Тектоника.
Думаю не надо объяснять, что я обратился к этому разделу знаний не для того, что бы перепечатать статью из Википедии, а потому, что представления современных горе-учёных о тектонических процессах, мягко говоря, далеки от реальности.
Согласно современному представлению о строении земной коры, последняя состоит из отдельных, относительно целостных литосферных плит (далее ЛП).


, часть из которых является сушей, а часть дном океанов, движутся друг относительно друга. Причём, в одной части это движение приводит к расхождению ЛП, а в другом к столкновению. В той части, где ЛП расходятся, между ними образуется разлом, через который из недр земли выступает жидкая магма. Остывающая магма создаёт молодую кору. Эти зоны называются зонами спрединга. Там, где ЛП сталкиваются одна плита подныривает под другую, в результате чего образуются горные массивы. Такие зоны называются зонами субдукции.
Эту, безусловно гениальную, гипотезу высказал в 1920-х годах немецкий учёный Альфред Лотар Вегенер
На сегодняшний день, благодаря современным средствам измерения, гипотеза доказана и можно с полным правом назвать её теорией.
Почти пятьдесят лет сообщество горе-учёных не хотело принимать гипотезу Вегенера в качестве руководства к действию потому, что ни кто не мог им объяснить откуда берётся гигантская сила, движущая континенты, а сами они сделать этого не могли, по причине отсутствия способности мыслить.
Наконец, под давлением накопленных фактов, горе-учёные вынуждены были признать гипотезу Вегенера верной. Но факт её признания не отменял необходимости объяснения причин движения плит. И вот с этим у «научного» мира до сих пор большие проблемы.
Горе-учёные считают, что причиной движения ЛП являются конвективные потоки (далее КП) внутри мантии.

ичём источники тепла, рождающие КП горе-учёным неизвестны. Тем не менее, они считают, что восходящая часть КП внутри мантии ориентирована исключительно вдоль зон расхождения ЛП, а нисходящая — вдоль зон столкновения и ныряния одной ЛП под другую. На всём же тысячекилометровом пространстве между этими зонами, как полагают горе-ученые мантийный расплав движется параллельно ЛП вовлекая последнюю в движение. Причём конвективный поток, как считают горе-учёные движется с такой же скоростью, что и ЛП, т.е. со скоростью нескольких сантиметров в год.
За пятьдесят лет с момента признания гипотезы Вегенера и за сто с момента возникновения самой гипотезы горе-учёные не могли создать ни чего более путного чем то, что я кратко сформулировал в предыдущем абзаце.
Как говорится «Гора родила мышь».
Хочется спросить горе-учёных: а что же это за такие странные источники тепла, которые дают строго ориентированные вдоль линий разлома тепловые потоки? Если источник тепла находится в ядре, то почему тепло не расходится равномерно от центра к периферии, как и должно быть, согласно законам физики, а поднимается исключительно под зонами спрединга?
Если КП движется со скоростью несколько сантиметров в год, то каким образом тепловой поток умудряется дойти от ядра, где находится источник тепла, до ЛП не отдав .

точены по всему объему мантии.
И наконец каким образом магнитное поле Земли вообще могло образоваться, если бы КП в мантии двигались со скоростью несколько сантиметров в год?
Вопросы, которые я гипотетически задал гипотетическим горе-учёным, как вы понимаете, риторические. Риторические потому, что на них не существует ответа в рамках ныне существующей бредовой гипотезы объяснения движения ЛП. Поэтому, предлагаю забыть, как страшный сон, буйные фантазии горе-учёных и попробовать понять: чем же на самом деле обусловлено движение ЛП.

Для начала, следует сразу сказать, что конвективные потоки в мантии конечно же имеют место. Этот явление было мной объяснено в статье «Почему Земля вращается.». И совершенно логично предположить, что, по причинам, изложенным мной в вышеприведённых риторических вопросах, конвективные потоки распределены совершенно равномерно и симметрично по всему объёму мантии, ни как не привязаны к зонам спрединга-субдукции, поэтому ни как не могут влиять на движение ЛП.


r />Ранее я упоминал об источнике тепла, являющегося причиной существования конвективных потоков в мантии. Думаю, что, прежде чем продолжать разъяснять ситуацию с движением ЛП следует наконец сказать: откуда же берётся тепло внутри Земли.
Официальная наука, как и следовало ожидать, не имеет ни малейшего представления об этом. Одно время считалось, что тепло дают реакции ядерного распада, протекающие в ядре, но подсчёты показали, что ядерного топлива внутри Земли недостаточно для поддержания необходимого теплового потока. Ещё более жалкой выглядит гипотеза медленного остывания Земли.

Проведём мысленный эксперимент.
Представьте, что с Вашего стола (высотой — h) на пол упало некое тело (массой — m).
Из курса средней школы нам известно такое понятие как — потенциальная энергия в гравитационном поле Земли. Формула её:
E=mgh,
где m — масса тела, h — высота падения тела, g — ускорение свободного падения.
Очевидно, что чем больше высота стола, тем больше получаемая телом, при его падении, энергия. Когда тело падает на пол вся энергия, полученная им становится тепловой и поглощается поверхностями, участвующими в контакте. Я намеренно не упоминаю кинетическую энергию, т.к. в данном случае она не важна.
Весь процесс падения тела со стола можно разделить на два этапа:
— первый — накопление телом, двигающимся в гравитационном поле Земли, энергии;
— второй — переход этой энергии в тепловую, в момент падения.
Поскольку падающее тело получает энергию от гравитационного поля, будем называть её гравитационной энергией.
Итак, любое тело, падающее под действием гравитационного поля, накапливает гравитационную энергию, которая, в момент падения, переходит в тепловую.
Теперь представьте, что рядом с Вашим столом в полу дыра, а под этой дырой шахта глубиной до земного ядра.


гда гравитационная энергия, накопленная падающим телом, при падении, будет передана земному ядру. Таким образом, мы мысленно смоделировали тепловой насос, который перекачивает энергию из гравитационного поля Земли и преобразует её в тепловую энергию мантийного вещества.
На самом деле, гравитационное поле, конечно же, не является источником гравитационной энергии. Посредством полей, не только гравитационного, а вообще любых, энергия может только передаваться от источника к потребителю. Источником же гравитационной энергии является вещество, обладающее массой и создающее гравитационное поле. В данном случае таким источником является вещество Земли.
Таким образом, гравитационная энергия — это энергия внутриатомная. Следовательно, в нашем воображаемом эксперименте с падающим со стола телом происходит трансформация внутриатомной энергии вещества в тепловую посредством гравитационного поля. При этом, происходит перемещение полученной тепловой энергии в направлении действия гравитационного поля, а именно, к центру масс Земли.
Нетрудно сообразить, что конвективные потоки мантийного расплава подчиняются тем же законам, что и падающее тело в вышеописанном воображаемом эксперименте.

шележащие слои мантии отдают тепло литосфере, охлаждаются и, в соответствии с законом Архимеда, погружаются в более горячие нижние слои. Опускаясь, холодные потоки получают гравитационную энергию, которая их разогревает. Нагревшись они вновь становятся более лёгкими и начинают движение в обратном направлении, т.е. вверх. И так бесконечно. Простейшие расчёты позволяют сделать вывод о том, что при этом выделяется колоссальное количество энергии, часть из которой, как было сказано выше, передаётся литосфере и расходуется на физико-химические процессы протекающее в земной коре. Другая часть гравитационной энергии, ставшей тепловой, расходуется на синтез тяжелых элементов, в том числе того самого урана, который, как думают горе-учёные, якобы расщепляется в мантии. Это логично (синтез тяжелых элементов, конечно же, а не расщепление урана, в мантии), иначе откуда бы этим тяжелым элементам взяться на Земле, если на Солнце их нет, а ни какого другого источника вещества в Солнечной системе не существует.

Более или менее прояснив ситуацию с тем откуда берётся энергия, разогревающая мантию и ядро Земли, перейдём, наконец, к исследованию самого процесса движения ЛП.
Сразу порекомендую прочесть статью «Тайна океанических приливов и отливов.» тем, кто её не читал. Тем же кто прочёл и не успел забыть её содержание освежу память цитатой:
—————————————-—————————————-—————————————-——————————
Земна кора, в том числе и та её часть, что является дном океанов, под действием явления ПО, подвергается деформации.


д влиянием приливно-отливных сил земная кора, два раза в сутки, вначале шесть часов изгибается в одну сторону, а затем шесть часов в другую.

—————————————-—————————————-—————————————-———————————
Итак, из вышеуказанной статьи мы знаем, что приливные силы растягивают Землю в эллипсоид (не путать с эллипсоидом вращения), сориентированный в направлении Солнца. Вращение земли вокруг своей оси приводит к тому, что эллипсоид перемещается относительно поверхности Земли со скоростью вращения. При этом, земная кора (далее ЗК), будучи твёрдой, в отличие от жидкой мантии, сопротивляется действию приливных сил. В результате чего, в ней возникают растягивающие и сжимающие напряжения. Цикличность нагрузок — два раза в сутки.

е. два раза в сутки, по шесть часов, ЗК изгибается в сторону мантии, и два раза по шесть часов в обратную сторону.
Схематично ЗК можно считать состоящей из двух слоёв: верхнего, сформированного осадочными породами, и нижнего гранитного слоя. Почему именно гранитного, а не гранито-базальтового, как написано в разных научно-популярных источниках я объясню позже.
Деформация ЗК, обусловленная работой приливных сил, создаёт периодические растягивающие и сжимающие нагрузки в обоих слоях. Причём, максимальные напряжения возникают, естественно, в самых верхних уровнях осадочного слоя и самых нижних уровнях гранитного слоя, непосредственно контактирующего с мантийным расплавом. Циклические нагрузки приводят к усталостному разрушению
—————————————-—————————————-—————————————-—————————-
Усталостное разрушение — разрушение материала под действием повторно-переменных (часто циклических) напряжений…
… Одной из основных причин усталостного разрушения принято считать образование и развитие трещин.
—————————————-—————————————-—————————————-———————————
Таким образом, под действием периодических нагрузок, в гранитном слое, на его поверхности, контактирующей с мантийным расплавом, образуются радиально направленные трещины.

r />Каждая из множества трещин имеет сначала незначительные, буквально микроскопические, размеры, которые, в последующем, увеличиваются как вглубь гранитного массива, так и вдоль его поверхности. В конце концов трещина становится настолько большой, что при очередном цикле растяжения, когда трещина раскрывается, в неё затекает мантийный расплав. Напоминаю, что каждый цикл растяжения-сжатия продолжается шесть часов. В течении шести часов часть расплава, затёкшего в трещину кристаллизуется и затвердеет. Очевидно, что это будет та его часть, которая контактирует с поверхностью трещины. Как только начнётся цикл сжатия трещина схлопнется и часть, затёкшего в трещину расплава, выдавится, но та часть, которая успела кристаллизоваться на стенках трещины, там и останется. В результате трещина не сможет закрыться, а это значит, что площадь поверхности гранитного слоя увеличится на величину незакрывшейся трещины.
Последующие циклы растяжения-сжатия приведут к увеличению размера трещины, захвату новых порций мантийного расплава и кристаллизации его по поверхности трещины.

ким образом, в результате ряда последовательных циклов растяжения-сжатия внутри старого гранитного массива образуется нечто вроде вертикальной клинообразной вставки, состоящей из большого числа, последовательно кристаллизовавшихся, новых слоёв гранита. На срезе эта вставка будет похожа на сложенные в складку слои породы. Именно таким образом образуются складки горной породы в ЗК, а вовсе не в результате столкновения ЛП (литосферных плит), как об этом думают горе-учёные.
С течением времени гранитные складки, увеличиваясь, пробьют горизонтальное гранитное основание и начнут внедряться в осадочный слой, постепенно создавая нечто вроде подземного горного массива. В будущем, в месте столкновения ЛП, гранитные складки верхней ЛП, освободившись, при помощи эрозии, от закрывающих их осадочных пород, создадут горные массивы уже на поверхности ЗК.

Итак, вследствие многократной череды циклов растяжения сжатия внутри теоретически однородного гранитного слоя ЗК образуется сеть вертикальных клинообразных вставок, вплавленных в основной массив, и составляющих с ним единое целое, что приведёт к увеличению площади гранитного основания ЛП. Поскольку площадь земного шара неизменна, ЛП станут наслаиваться друг на друга.
Таким образом, мы доказали, что ЛП не плавают поверх магмы, движимые конвективными потоками, происходящими в последней, а просто растут из единого центра, которым в настоящее время является евро-азиатско-африканский материковый массив.
А что же осадочный слой? Что происходит с ним в то время когда растёт гранитное основание ЗК?
Очевидно, что осадочный слой тоже покроется сетью трещин. Причём, поскольку породы, из которых сложен осадочный слой, менее прочные, таких трещин будет больше и они будут не только вертикальные, как в гранитном слое, но и горизонтальные, между слоями осадочных пород. Сказанное касается только твердых осадочных пород (известняк, сланец и т.п.). Пластичные части осадочного слоя ЗК (глина, ил и т.п.) будут деформироваться без образования трещин, сыпучие (песок, гравий и т.п.) — проваливаться и заполнять трещины в твёрдых осадочных породах. В комбинации с водной эрозией, процесс расширения ЛП создает такое явление как карстовые провалы.
Более подробно процесс рождения, роста и гибели ЛП разберём в следующей статье.
(Продолжение следует)

Источник: dv-leonov.livejournal.com

Внутреннее строение Земли

Внутреннее строение Земли

Эксперты – геологи  допускают, что  для внутреннего строения нашей планеты характерны следующие слои:

  1. Литосфера (земная кора) – твердая оболочка земного шара.
  2. Мантия – расположена между земной корой и ядром. Верхняя часть мантии находится в твердом состоянии, и является составляющей литосферы. Имеет также жидкий слой – астеносферу, участвующую в перемещении частей земной коры. Занимает 80%  объема Земли.
  3. Ядро –  металлический центр Земли. Для него характерно двухслойность: внешняя часть – жидкая, внутренняя – твердая. Основой ядра являются железо и никель, которые формируют магнитное поле для защиты от радиации Солнца.

Строение литосферы

Термин «литосфера» был введен американским геологом Дж. Бареллом и свое происхождение берет от греческого слова «литос» — камень. Литосфера включает в себя  земную кору и твердую часть мантии,  соприкасающейся с астеносферой.

Земная кора – верхний слой литосферы, включающая в себя почти все элементы периодической таблицы Менделеева. 

Толщина и строение земной коры под океанами и континентами различаются. Глубина континентальной коры составляет 40-70 км, океаническая тоньше — показатель редко доходит до 15 км, поэтому континентальная как бы находится над уровнем моря. 

Континентальная кора – трехслойна. Верхний слой представлен осадочными породами, 2-ой — гранитом либо гнейсами, 3-ий состоит из базальта и  остальных метаморфических пород. У океанической коры средний слой отсутствует. Возрастные  показатели большей части пород материковой коры указывают на ее «преклонный» возраст относительно океанической коры. 

В основе земной коры лежат  горные породы и ископаемые. Горные породы представляют собой  естественные соединения множества минералов. Выделяют 3 вида горных пород:

  1. Магматические. Образуются путем кристаллизации магмы под высокой  температурой и давлением:
    • глубинные ( интрузивные) – затвердение происходит в толще коры (гранит)
    • излившиеся (эффузивные) –  затвердение происходит вследствие извержения магмы на поверхность  (базальт)
  2. Осадочные. Образуются путем скопления осадков на земной поверхности. Физико-химические изменения ранее образованных пород  дает начальный материал осадочным породам: 
    • обломочные —  образуются из пород, которые подверглись механическому воздействию, перемещению и отложению;
    • химические – формируются из веществ с хорошей растворимостью, в основном соли;
    • органические – появляются путем разложения живых организмов;
  3. Метаморфические  —   являются следствием  изменения других горных пород под действием температуры и давления на глубине.

В недрах земли расположено скопление минералов и горных пород – полезные ископаемые. На поверхности или в земных недрах полезные ископаемые находятся в 3 физических состояниях: жидкие (нефть, мин. воды), твердые (руды, металлы), газообразные (природный газ). В зависимости от составляющих компонентов полезные ископаемые различают: горючие (газ, уголь), металлические (свинец, медь) и неметаллические( известняк, глина).

Исчерпаемый  предел некоторых видов полезных ископаемых требует рационального использования в нуждах человечества.

Литосферные плиты и их движение

Литосфера состоит из массивных блоков – литосферных плит, движение которых видоизменяет очертания суши и океанов. Впервые предположение о перемещении частей земной коры выдвинул в начале XX века Альфред  Вегенер. Исследования ученого указывали на возможность дрейфа материков, но как это происходит, ученому не удалось объяснить. В начале 40 –х годов было доказано, что изменение земной поверхности напрямую связано с движением литосферных плит. 

Тиктоника плит

Литосферные плиты в движении расходятся или  двигаются навстречу друг другу. В  местах столкновения материковых плит горные породы собираются в складки и формируются  горные хребты. Так возникла горная система Гималаи. Если произошло сближение материковой и океанической плит, то вторая опускается под первую. Тяжелая,  материковая плита возвышается с образованными по краям складками. Вблизи берега появляются подводные желоба. На границах, где расходятся литосферные плиты,  образуются зоны растяжения. Эти участки характерны  для тонкой коры дна океана, где возникают разрывы и трещины. Чаще  в  зонах растяжения расположены срединно-океанические хребты, для которых свойственны извержения. Через расколы на поверхность изливается вещество магмы, и образуются новые участки коры. Зоны растяжения существуют и на материках.  На суше их называют рифтовыми  разломами. 

Земная поверхность представлена не только подвижными участками (сейсмические пояса), которые являются зонами повышенной сейсмичности и вулканизма. Существуют стабильные участки – платформы.  Они расположены посередине тектонических плит, поэтому процессы на границах не оказывают влияние на них. На платформах находятся равнины.

Процессы, связанные с движениями литосферных плит, напрямую влияют на внешний облик земной поверхности.

Рельеф. Движущие силы рельефообразования

Рельеф – эта форма постоянно меняющейся поверхности Земли или совокупность неровностей Земли, различного происхождения, размера и возраста. 
Трансформация земного рельефа происходит под влиянием внешних и внутренних сил. Они взаимосвязаны между собой. Эндогенные (внутренние) процессы образуют неровности поверхности, а экзогенные (внешние) путем разрушения выравнивают рельеф.

Рельеф

Внутренние процессы рельефообразования

Основной источник энергии эндогенных процессов – это энергия в недрах Земли. Наибольшее влияние среди эндогенных сил на рельефообразование оказывают: 

  • тектонические движения;
  • землетрясения;
  • вулканизм.

Тектонические движения движение коры Земли под влиянием сил мантии.

Землетрясения подземные толчки, приводящие к колебанию поверхности Земли.  Ежедневно возникают в разных уголках планеты.  Чаще всего на океанском дне и сейсмических поясах. 

В зависимости от причин возникновения толчков, землетрясения бывают:

  1. Тектонические землетрясения.  Тектонические плиты постоянно находятся в движении. Сталкиваясь друг с другом, они порождают землетрясения. Даже минимальная энергия, освобождаемая при сдвиге горных пород, деформирует земную поверхность и несет разрушения. 
  2. Техногенные землетрясения возникают путем губительного воздействия человечества на планету. Объекты добычи ископаемых, шахты и карьеры, большие искусственные водоемы – зоны повышенного количества земных толчков.
  3. Вулканические землетрясения происходят под давлением лавных потоков на поверхность Земли. Амплитуда толчков небольшая, но длительность явления достигает 2 недель. Часто предшествует извержению.
  4. Обвальные землетрясения образуются путем размывания подземными водами земной тверди и последующим появлением земляных пустот. Для этих землетрясений характерны оползни и обвалы.
  5. Искусственные землетрясения также связаны с деятельностью человека. Например, запуск спутника или испытание ядерного оружия могут спровоцировать подземные толчки.
  6. Подводные  землетрясения. Смещение плит в водах Мирового океана провоцирует сдвиг океанической коры, отягощенный возникновением гигантских волн- цунами.

Место столкновение плит и непосредственный центр землетрясения называется его очагом ( гипоцентром). Место над очагом на поверхности земли – эпицентр.  Именно в этом районе и происходят самые сильные разрушения.

Точно предугадать начало и место землетрясений невозможно.  Сейсмология — наука, изучающая очаги землетрясений, ставит перед собой задачу примерного выяснения района и силы природного явления.  Все данные  регистрируются специальными приборами – сейсмографами. Мощность землетрясений определяют по 10 – бальной шкале Рихтера. За расчет единицы берется амплитуда колебательных волн. Чем больше ее показатель, тем сильнее будут толчки.

Вулканизмприродное явление, связанное с перемещением жидкой магмы к земной поверхности и  излитием в виде лавы. Магма (расплавленное вещество) отличается от лавы тем, что содержит летучие вещества, которые на поверхности уходят в атмосферу. Извергаемые вещества формируют конусообразную гору – вулкан. Они могут быть действующими, потухшими и уснувшими, а также наземными и подводными. Расположены вулканы  в основном в сейсмических зонах:

  • Тихоокеанский сейсмический пояс окольцовывает Тихий океан. 
  • Средиземноморский сейсмический пояс имеет много потухших вулканов — в горах Кавказа.
  • Атлантический  пояс представлен наземными и действующими подводными вулканами.    

Внешние процессы рельефообразования

Основной источник энергии экзогенных процессов – это энергия на поверхности от солнечных лучей. Наибольшее влияние среди эндогенных сил на рельефообразование оказывают: 

  • выветривание;
  • деятельность вод;
  • деятельность ветра;
  • деятельность ледников.

Главным внешним процессом является выветривание —  процесс разрушения горных пород. Влияет на рыхлость пород и подготавливает их к перемещению.

Деятельность вод. Движение вод преобразуют рельеф до неузнаваемости. Они способны прорезать долины, каньоны и ущелья. Формируют овражно-балочный вид рельефа.

Изменяется рельеф и путем переноса большого количества песчаных частиц. Появление барханов и песчаных холмов заслуга деятельности ветра.

Деятельность ледников разнообразна: от сглаживания скал до образования водных холмов и гряд. Таяние ледников формирует песчаные равнины и ледниковые озера.

Формы поверхности Земли

Основные формы рельефа — равнины и горы.

Равнины — большие  пространства со спокойным, плоским или холмистым рельефом и относительно  небольшим  колебанием относительных высот.

Равнины

Равнины занимают более половины всей суши. По высоте над уровнем моря выделяют такие типы равнин:

  • низинные (>200 м);
  • возвышенные (200-500 м);
  • нагорные (< 500 м); 
  • впадины (ниже морского уровня).

Горы – возвышения над земной поверхностью. 

Горы

Представлены возвышения  одним пиком либо системой гор. Между равниной и горами расположена предгорная часть, формирующаяся путем воздействия тектоники.

В зависимости от возраста выделяют
  • молодые (> 50 млн. лет);
  • старые (< 50 млн. лет). 
По происхождению горы различают
  • тектонические; 
  • вулканические; 
  • эрозийные.

Разнообразие рельефа поражает: от впадин отдельных океанов до небольших кочек, ям и холмов.

Источник: bingoschool.ru

Виды движения

Все движения земной коры могут быть классифицированы по своему направлению либо как вертикальные, либо как горизонтальные перемещения. Вертикальные перемещения представляют собой подъем тех или иных участков коры либо их опускание. Опускание коры сопровождается наступлением моря на сушу, этот процесс называется трансгрессией. Например, Западная Сибирь 200 млн лет назад опускалась вниз, в результате чего на ее месте сформировалось море. Однако 33 млн лет назад начался обратный процесс – подъем суши, сопровождавшийся отступлением моря. Это явление называется регрессией.

Горизонтальные перемещения земной коры связаны с движением тектонических плит. Доказательством такого движения являются контуры материков. Видно, что восточный берег Южной Америки и западное побережье Африки сильно схожи, их можно было бы «приложить» друг к другу как части одной мозаики и получить единый материк. Дело в том, что ещё 175 млн лет назад существовал единый материк Пангея, который из-за горизонтальных перемещений земной коры распался на отдельные континенты.

Также различают медленное и быстрое движение земной коры. Обычно литосферные плиты движутся медленно, со скоростью от 1 до 6 см/год. В отдельных районах Земли, например, вблизи острова Пасхи, горизонтальная скорость плит достигает 18 см/год. Москва опускается вниз на 3,6 мм в год, а Курск примерно с такой же скоростью поднимается.

Иногда происходит резкое и очень быстрое смещение плит, которое часто сопровождается землетрясением. Например, во время землетрясения в Японии 2011 г. северная часть этой страны сместилась сразу на 2,4 м ближе к Северной Америке.

Ещё одна классификация движений коры выделяет три группы таких перемещений. К первой относятся так называемые амплитудные перемещения, чья скорость составляет 5-15 мм/год, а продолжительность оценивается в миллионы лет. Вторая группа – это разрывы земной коры, они возникают там, где горные породы недостаточно прочны, а потому они быстро разрушаются из-за смещения плит. Третья группа – это движение в складчатых областях, которое возникает в пластичных слоях. Оно имеет место на стыке сближающихся плит, при этом возникают горные системы.

Причины движения земной коры

Основная причина перемещений коры связан с процессами, протекающими в мантии Земли. Если литосферные плиты представляют собой твердые тела, то мантия считается уже жидким веществом, в которой литосферные плиты буквально плавают. Правда, свойства мантии и близко не похожи на свойства воды – ее вязкость в сотни триллионов раз превышает вязкость песка. Мантия разогрета до огромных температур (до 1500°С) и находится под огромным давлением, при этом более горячие слои мантии, находящиеся ближе к центру, поднимаются вверх, а холодные опускаются. Возникает циркуляция вещества мантии, она похожа на движение воды в кипящей кастрюле (но скорости значительно ниже). Движение жидкой мантии и вызывает движение литосферных плит.

Однако на движение коры могут влиять и другие факторы, например, наступление и отступление льдов во время ледниковых периодов. Известно, что из-за массивного ледяного щита Антарктида кора на этом континенте просела вниз примерно на 500 м. Если же лед растает, то снижение нагрузки на коры вызовет медленный подъем коры. Например, в ходе последнего ледникового периода ледяной щит закрывал значительную часть Канады. Когда лед отступил, земная кора в Канаде начала подниматься, и этот процесс до сих пор продолжается.

Источник: NatWorld.info

Появление гипотезы

Теория движения литосферных плит появилась в начале двадцатого столетия. Впоследствии ей суждено было сыграть основную роль в исследованиях планеты. Ученый Тейлор, а после него и Вегенер, выдвинул гипотезу о том, что с течением времени происходит дрейф литосферных плит в горизонтальном направлении. Однако в тридцатые годы 20-го века утвердилось другое мнение. Согласно ему, перемещение литосферных плит осуществлялось вертикально. В основе этого явления лежал процесс дифференциации мантийного вещества планеты. Оно стало называться фиксизмом. Такое наименование было обусловлено тем, что признавалось постоянно фиксированное положение участков коры относительно мантии. Но в 1960-м году после открытия глобальной системы срединно-океанических хребтов, которые опоясывают всю планету и выходят в некоторых районах на сушу, произошел возврат к гипотезе начала 20-го столетия. Однако теория обрела новую форму. Тектоника глыб стала ведущей гипотезой в науках, изучающих структуру планеты.

Основные положения

Было определено, что существуют крупные литосферные плиты. Их количество ограниченно. Также существуют литосферные плиты Земли меньшего размера. Границы между ними проводят по сгущению в очагах землетрясений.

Названия литосферных плит соответствуют расположенным над ними материковым и океаническим областям. Глыб, имеющих огромную площадь, всего семь. Наибольшие литосферные плиты – это Южно- и Северо-Американские, Евро-Азиатская, Африканская, Антарктическая, Тихоокеанская и Индо-Австралийская.

Глыбы, плывущие по астеносфере, отличаются монолитностью и жесткостью. Приведенные выше участки – это основные литосферные плиты. В соответствии с начальными представлениями считалось, что материки прокладывают себе дорогу через океаническое дно. При этом движение литосферных плит осуществлялось под воздействием невидимой силы. В результате проведенных исследований было выявлено, что глыбы плывут пассивно по материалу мантии. Стоит отметить, что их направление сначала вертикально. Мантийный материал поднимается под гребнем хребта вверх. Затем происходит распространение в обе стороны. Соответственно, наблюдается расхождение литосферных плит. Данная модель представляет океаническое дно в качестве гигантской конвейерной ленты. Она выходит на поверхность в рифтовых областях срединно-океанических хребтов. Затем скрывается в глубоководных желобах.

Расхождение литосферных плит провоцирует расширение океанических лож. Однако объем планеты, несмотря на это, остается постоянным. Дело в том, что рождение новой коры компенсируется ее поглощением в участках субдукции (поддвига) в глубоководных желобах.

Почему происходит движение литосферных плит?

Причина состоит в тепловой конвекции мантийного материала планеты. Литосфера подвергается растяжению и испытывает подъем, что происходит над восходящими ветвями от конвективных течений. Это провоцирует движение литосферных плит в стороны. По мере удаления от срединно-океанических рифтов происходит уплотнение платформы. Она тяжелеет, ее поверхность опускается вниз. Этим объясняется увеличение океанической глубины. В итоге платформа погружается в глубоководные желоба. При затухании восходящих потоков от разогретой мантии она охлаждается и опускается с формированием бассейнов, которые заполняются осадками.

Зоны столкновения литосферных плит – это области, где кора и платформа испытывают сжатие. В связи с этим мощность первой повышается. В результате начинается восходящее движение литосферных плит. Оно приводит к формированию гор.

Исследования

Изучение сегодня осуществляется с применением геодезических методов. Они позволяют сделать вывод о непрерывности и повсеместности процессов. Выявляются также зоны столкновения литосферных плит. Скорость подъема может составлять до десятка миллиметров.

Горизонтально крупные литосферные плиты плывут несколько быстрее. В этом случае скорость может составить до десятка сантиметров в течение года. Так, к примеру, Санкт-Петербург поднялся уже на метр за весь период своего существования. Скандинавский полуостров – на 250 м за 25 000 лет. Мантийный материал движется сравнительно медленно. Однако в результате происходят землетрясения, извержения вулканов и прочие явления. Это позволяет сделать вывод о большой мощности перемещения материала.

Используя тектоническую позицию плит, исследователи объясняют множество геологических явлений. Вместе с этим в ходе изучения выяснилась намного большая, нежели это представлялось в самом начале появления гипотезы, сложность процессов, происходящих с платформой.

Тектоника плит не смогла объяснить изменения интенсивности деформаций и движения, наличие глобальной устойчивой сети из глубоких разломов и некоторые другие явления. Остается также открытым вопрос об историческом начале действия. Прямые признаки, указывающие на плитно-тектонические процессы, известны с периода позднего протерозоя. Однако ряд исследователей признает их проявление с архея или раннего протерозоя.

Расширение возможностей для исследования

Появление сейсмотомографии обусловило переход этой науки на качественно новый уровень. В середине восьмидесятых годов прошлого века глубинная геодинамика стала самым перспективным и молодым направлением из всех существовавших наук о Земле. Однако решение новых задач осуществлялось с использованием не только сейсмотомографии. На помощь пришли и прочие науки. К ним, в частности, относят экспериментальную минералогию.

Благодаря наличию нового оборудования появилась возможность изучать поведение веществ при температурах и давлениях, соответствующих максимальным на глубинах мантии. Также в исследованиях использовались методы изотопной геохимии. Эта наука изучает, в частности, изотопный баланс редких элементов, а также благородных газов в различных земных оболочках. При этом показатели сравниваются с метеоритными данными. Применяются методы геомагнетизма, с помощью которых ученые пытаются раскрыть причины и механизм инверсий в магнитном поле.

Современная картина

Гипотеза тектоники платформы продолжает удовлетворительно объяснять процесс развития коры океанов и континентов в течение хотя бы последних трех миллиардов лет. При этом имеются спутниковые измерения, в соответствии с которыми подтвержден факт того, что основные литосферные плиты Земли не стоят на месте. В результате вырисовывается определенная картина.

В поперечном сечении планеты присутствует три самых активных слоя. Мощность каждого из них составляет несколько сотен километров. Предполагается, что исполнение главной роли в глобальной геодинамике возложено именно на них. В 1972 году Морган обосновал выдвинутую в 1963-м Вилсоном гипотезу о восходящих мантийных струях. Эта теория объяснила явление о внутриплитном магнетизме. Возникшая в результате плюм-тектоника становится с течением времени все более популярной.

Геодинамика

С ее помощью рассматривается взаимодействие достаточно сложных процессов, которые происходят в мантии и коре. В соответствии с концепцией, изложенной Артюшковым в его труде «Геодинамика», в качестве основного источника энергии выступает гравитационная дифференциация вещества. Этот процесс отмечается в нижней мантии.

После того как от породы отделяются тяжелые компоненты (железо и прочее), остается более легкая масса твердых веществ. Она опускается в ядро. Расположение более легкого слоя под тяжелым неустойчиво. В связи с этим накапливающийся материал собирается периодически в достаточно крупные блоки, которые всплывают в верхние слои. Размер подобных образований составляет около ста километров. Этот материал явился основой для формирования верхней мантии Земли.

Нижний слой, вероятно, представляет собой недифференцированное первичное вещество. В ходе эволюции планеты за счет нижней мантии происходит рост верхней и увеличение ядра. Более вероятно, что блоки легкого материала поднимаются в нижней мантии вдоль каналов. В них температура массы достаточно высока. Вязкость при этом существенно снижена. Повышению температуры способствует выделение большого объема потенциальной энергии в процессе подъема вещества в область силы тяжести примерно на расстояние в 2000 км. По ходу движения по такому каналу происходит сильный нагрев легких масс. В связи с этим в мантию вещество поступает, обладая достаточно высокой температурой и значительно меньшим весом в сравнении с окружающими элементами.

За счет пониженной плотности легкий материал всплывает в верхние слои до глубины в 100-200 и менее километров. С понижением давления падает температура плавления компонентов вещества. После первичной дифференциации на уровне «ядро-мантия» происходит вторичная. На небольших глубинах легкое вещество частично подвергается плавлению. При дифференциации выделяются более плотные вещества. Они погружаются в нижние слои верхней мантии. Выделяющиеся более легкие компоненты, соответственно, поднимаются вверх.

Комплекс движений веществ в мантии, связанных с перераспределением масс, обладающих разной плотностью в результате дифференциации, называют химической конвекцией. Подъем легких масс происходит с периодичностью примерно в 200 млн лет. При этом внедрение в верхнюю мантию отмечается не повсеместно. В нижнем слое каналы располагаются на достаточно большом расстоянии друг от друга (до нескольких тысяч километров).

Подъем глыб

Как было выше сказано, в тех зонах, где происходит внедрение крупных масс легкого нагретого материала в астеносферу, происходит частичное его плавление и дифференциация. В последнем случае отмечается выделение компонентов и последующее их всплытие. Они достаточно быстро проходят сквозь астеносферу. При достижении литосферы их скорость снижается. В некоторых областях вещество формирует скопления аномальной мантии. Они залегают, как правило, в верхних слоях планеты.

Аномальная мантия

Ее состав приблизительно соответствует нормальному мантийному веществу. Отличием аномального скопления является более высокая температура (до 1300-1500 градусов) и сниженная скорость упругих продольных волн.

Поступление вещества под литосферу провоцирует изостатическое поднятие. В связи с повышенной температурой аномальное скопление обладает более низкой плотностью, чем нормальная мантия. Кроме того, отмечается небольшая вязкость состава.

В процессе поступления к литосфере аномальная мантия довольно быстро распределяется вдоль подошвы. При этом она вытесняет более плотное и менее нагретое вещество астеносферы. По ходу движения аномальное скопление заполняет те участки, где подошва платформы находится в приподнятом состоянии (ловушки), а глубоко погруженные области она обтекает. В итоге в первом случае отмечается изостатическое поднятие. Над погруженными же областями кора остается стабильной.

Ловушки

Процесс охлаждения мантийного верхнего слоя и коры до глубины примерно ста километров происходит медленно. В целом он занимает несколько сотен миллионов лет. В связи с этим неоднородности в мощности литосферы, объясняемые горизонтальными температурными различиями, обладают достаточно большой инерционностью. В том случае, если ловушка располагается неподалеку от восходящего потока аномального скопления из глубины, большое количество вещества захватывается сильно нагретым. В итоге формируется достаточно крупный горный элемент. В соответствии с данной схемой происходят высокие поднятия на участке эпиплатформенного орогенеза в складчатых поясах.

Описание процессов

В ловушке аномальный слой в ходе охлаждения подвергается сжатию на 1-2 километра. Кора, расположенная сверху, погружается. В сформировавшемся прогибе начинают скапливаться осадки. Их тяжесть способствует еще большему погружению литосферы. В итоге глубина бассейна может составить от 5 до 8 км. Вместе с этим при уплотнении мантии в нижнем участке базальтового слоя в коре может отмечаться фазовое превращение породы в эклогит и гранатовый гранулит. За счет выходящего из аномального вещества теплового потока происходит прогревание вышележащей мантии и понижение ее вязкости. В связи с этим наблюдается постепенное вытеснение нормального скопления.

Горизонтальные смещения

При образовании поднятий в процессе поступления аномальной мантии к коре на континентах и океанах происходит увеличение потенциальной энергии, запасенной в верхних слоях планеты. Для сброса излишков вещества стремятся разойтись в стороны. В итоге формируются добавочные напряжения. С ними связаны разные типы движения плит и коры.

Разрастание океанического дна и плавание материков являются следствием одновременного расширения хребтов и погружения платформы в мантию. Под первыми располагаются крупные массы из сильно нагретого аномального вещества. В осевой части этих хребтов последнее находится непосредственно под корой. Литосфера здесь обладает значительно меньшей мощностью. Аномальная мантия при этом растекается в участке повышенного давления – в обе стороны из-под хребта. Вместе с этим она достаточно легко разрывает кору океана. Расщелина наполняется базальтовой магмой. Она, в свою очередь, выплавляется из аномальной мантии. В процессе застывания магмы формируется новая океаническая кора. Так происходит разрастание дна.

Особенности процесса

Под срединными хребтами аномальная мантия обладает сниженной вязкостью вследствие повышенной температуры. Вещество способно достаточно быстро растекаться. В связи с этим разрастание дна происходит с повышенной скоростью. Относительно низкой вязкостью также обладает океаническая астеносфера.

Основные литосферные плиты Земли плывут от хребтов к местам погружения. Если эти участки находятся в одном океане, то процесс происходит со сравнительно высокой скоростью. Такая ситуация характерна сегодня для Тихого океана. Если разрастание дна и погружение происходит в разных областях, то расположенный между ними континент дрейфует в ту сторону, где происходит углубление. Под материками вязкость астеносферы выше, чем под океанами. В связи с возникающим трением появляется значительное сопротивление движению. В результате снижается скорость, с которой происходит расширение дна, если отсутствует компенсация погружения мантии в той же области. Таким образом, разрастание в Тихом океане происходит быстрее, чем в Атлантическом.

Источник: FB.ru


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.