Литосферните плочи на Земята са огромни камъни. Основата им е образувана от силно нагънати гранитни метаморфозирани магмени скали. Имената на литосферните плочи ще бъдат дадени в статията по-долу. Отгоре са покрити с три-четири километрово "покритие". Образува се от седиментни скали. Платформата има релеф, състоящ се от отделни планински вериги и обширни равнини. След това ще бъде разгледана теорията за движението на литосферните плочи.
Появата на хипотеза
Теорията за движението на литосферните плочи се появява в началото на двадесети век. Впоследствие тя беше предопределена да играе основна роля в изследването на планетата. Ученият Тейлър, а след него и Вегенер, излагат хипотезата, че с течение на времето има дрейф на литосферни плочи в хоризонтална посока. През тридесетте години на 20 век обаче се налага различно мнение. Според него движението на литосферните плочи се извършвало вертикално. Това явление се основава на процеса на диференциация на материята на мантията на планетата. Стана известен като фиксизъм. Това име се дължи на факта, че е постоянно фиксиранположение на регионите на кората спрямо мантията. Но през 1960 г., след откриването на глобална система от средноокеански хребети, които обграждат цялата планета и излизат на сушата в някои райони, има връщане към хипотезата от началото на 20-ти век. Теорията обаче придоби нова форма. Блоковата тектоника се превърна във водещата хипотеза в науките, които изучават структурата на планетата.
Основи
Установено е, че има големи литосферни плочи. Броят им е ограничен. Има и по-малки литосферни плочи на Земята. Границите между тях се очертават според концентрацията в източниците на земетресения.
Имената на литосферните плочи съответстват на континенталните и океанските области, разположени над тях. Има само седем блока с огромна площ. Най-големите литосферни плочи са Южна и Северна Америка, Евро-Азиатска, Африканска, Антарктическа, Тихоокеанска и Индо-Австралийска.
Блоковете, плаващи през астеносферата, се характеризират със здравина и твърдост. Горните области са основните литосферни плочи. В съответствие с първоначалните идеи се е смятало, че континентите си проправят път през океанското дъно. В същото време движението на литосферните плочи се извършва под въздействието на невидима сила. В резултат на изследването се разкри, че блоковете плават пасивно над материала на мантията. Струва си да се отбележи, че тяхната посока в началото е вертикална. Материалът на мантията се издига под гребена на билото. След това има разпръскване и в двете посоки. Съответно има разминаване на литосферните плочи. Този модел представляваокеанското дъно като гигантска конвейерна лента. Излиза на повърхността в рифтовете на средноокеанските хребети. След това се крие в дълбоки морски окопи.
Разминаването на литосферните плочи провокира разширяването на океанските легла. Въпреки това, обемът на планетата остава постоянен. Факт е, че раждането на нова кора се компенсира от нейното поглъщане в зоните на субдукция (подтипа) в дълбоководни ровове.
Защо литосферните плочи се движат?
Причината е термичната конвекция на материала на мантията на планетата. Литосферата е опъната и издигната, което се случва над възходящи клони от конвективни течения. Това провокира движението на литосферните плочи встрани. Тъй като платформата се отдалечава от средноокеанските разломи, платформата се уплътнява. Той става по-тежък, повърхността му потъва надолу. Това обяснява увеличаването на дълбочината на океана. В резултат на това платформата се потапя в дълбоководни окопи. Тъй като възходящите течения от нагрятата мантия отшумяват, тя се охлажда и потъва, образувайки басейни, които са пълни с утайка.
Зоните на сблъсък на литосферните плочи са области, където кората и платформата изпитват компресия. В тази връзка силата на първия се увеличава. В резултат на това започва възходящото движение на литосферните плочи. Това води до образуването на планини.
Изследване
Проучването днес се извършва с помощта на геодезически методи. Те ни позволяват да заключим, че процесите са непрекъснати и повсеместни. са разкритисъщо зони на сблъсък на литосферни плочи. Скоростта на повдигане може да бъде до десетки милиметра.
Хоризонталните големи литосферни плочи плуват малко по-бързо. В този случай скоростта може да бъде до десет сантиметра през годината. Така например Санкт Петербург вече се е издигнал с метър през целия период на своето съществуване. Скандинавски полуостров - 250 м за 25 000 години. Материалът на мантията се движи сравнително бавно. В резултат на това обаче възникват земетресения, вулканични изригвания и други явления. Това ни позволява да заключим, че силата на движение на материала е висока.
Използвайки тектоничното положение на плочите, изследователите обясняват много геоложки феномени. В същото време по време на изследването се оказа, че сложността на процесите, протичащи с платформата, е много по-голяма, отколкото изглеждаше в самото начало на появата на хипотезата.
Тектониката на плочите не може да обясни промените в интензивността на деформациите и движението, наличието на глобална стабилна мрежа от дълбоки разломи и някои други явления. Остава открит и въпросът за историческото начало на действието. Преки знаци, показващи тектонски процеси на плочите, са известни още от късния протерозой. Въпреки това, редица изследователи разпознават тяхното проявление от архейския или ранния протерозой.
Разширяване на изследователските възможности
Появата на сеизмичната томография доведе до прехода на тази наука към качествено ново ниво. В средата на осемдесетте години на миналия век дълбоката геодинамика стана най-обещаваща имлада посока от всички съществуващи геонауки. Решаването на нови проблеми обаче беше извършено с помощта не само на сеизмична томография. На помощ се притекоха и други науки. Те включват по-специално експериментална минералогия.
Благодарение на наличието на ново оборудване стана възможно да се изследва поведението на веществата при температури и налягания, съответстващи на максимума в дълбочините на мантията. При изследванията са използвани и методите на изотопната геохимия. Тази наука изучава по-специално изотопния баланс на редки елементи, както и благородни газове в различни земни черупки. В този случай индикаторите се сравняват с метеоритни данни. Използват се методи на геомагнетизма, с помощта на които учените се опитват да разкрият причините и механизма на обръщанията в магнитното поле.
Модерна живопис
Хипотезата за тектоника на платформата продължава да обяснява задоволително процеса на развитие на кората на океаните и континентите през поне последните три милиарда години. В същото време има сателитни измервания, според които се потвърждава фактът, че основните литосферни плочи на Земята не стоят неподвижни. В резултат на това се появява определена картина.
В напречното сечение на планетата има три най-активни слоя. Дебелината на всеки от тях е няколкостотин километра. Предполага се, че на тях е отредена основната роля в глобалната геодинамика. През 1972 г. Морган обоснова хипотезата, издигната през 1963 г. от Уилсън за възходящите мантийни струи. Тази теория обяснява феномена на вътрешнопластовия магнетизъм. Полученият шлейфтектониката става все по-популярна с течение на времето.
Геодинамика
С негова помощ се разглежда взаимодействието на доста сложни процеси, протичащи в мантията и кората. В съответствие с концепцията, изложена от Артюшков в неговия труд "Геодинамика", гравитационната диференциация на материята действа като основен източник на енергия. Този процес е отбелязан в долната мантия.
След като тежките компоненти (желязо и др.) се отделят от скалата, остава по-лека маса от твърди вещества. Тя се спуска в ядрото. Разположението на по-лекия слой под тежкия е нестабилно. В тази връзка натрупващият се материал се събира периодично в доста големи блокове, които плуват в горните слоеве. Размерът на такива образувания е около сто километра. Този материал е в основата на образуването на горната мантия на Земята.
Долният слой вероятно е недиференцирана първична материя. По време на еволюцията на планетата, поради долната мантия, горната мантия расте и ядрото се увеличава. По-вероятно е блоковете от лек материал да се издигат в долната мантия по протежение на каналите. При тях температурата на масата е доста висока. В същото време вискозитетът е значително намален. Повишаването на температурата се улеснява от освобождаването на голямо количество потенциална енергия в процеса на повдигане на материята в областта на гравитацията на разстояние около 2000 km. В хода на движението по такъв канал се получава силно нагряване на леки маси. В тази връзка материята навлиза в мантията с достатъчно високотемпература и значително по-лек от околните елементи.
Поради намалената плътност, лекият материал плува в горните слоеве на дълбочина от 100-200 километра или по-малко. С намаляване на налягането точката на топене на компонентите на веществото намалява. След първичната диференциация на ниво "ядро-мантия" настъпва вторичната. На малка дълбочина леката материя е частично подложена на топене. При диференциацията се отделят по-плътни вещества. Те потъват в долните слоеве на горната мантия. По-леките компоненти, които се открояват, се издигат съответно.
Комплексът от движения на веществата в мантията, свързани с преразпределението на маси с различна плътност в резултат на диференциация, се нарича химическа конвекция. Издигането на светлинните маси се случва на интервали от около 200 милиона години. В същото време проникване в горната мантия не се наблюдава навсякъде. В долния слой каналите са разположени на достатъчно голямо разстояние един от друг (до няколко хиляди километра).
Повдигащи блокове
Както бе споменато по-горе, в тези зони, където големи маси от лек нагрят материал се въвеждат в астеносферата, се случва неговото частично топене и диференциране. В последния случай се отбелязва разделянето на компонентите и последващото им изкачване. Те бързо преминават през астеносферата. Когато стигнат до литосферата, скоростта им намалява. В някои области материята образува натрупвания от аномална мантия. Те лежат, като правило, в горните слоеве на планетата.
Аномална мантия
Съставът му приблизително съответства на нормалната материя на мантия. Разликата между аномалното натрупване е по-висока температура (до 1300-1500 градуса) и намалена скорост на еластичните надлъжни вълни.
Навлизането на материята под литосферата провокира изостатично издигане. Поради повишената температура аномалният куп има по-ниска плътност от нормалната мантия. Освен това има лек вискозитет на състава.
В процеса на навлизане в литосферата, аномалната мантия се разпределя доста бързо по подметката. В същото време той измества по-плътната и по-малко загрята материя на астеносферата. В хода на движението аномалното натрупване запълва онези области, където подметката на платформата е в повдигнато състояние (капани), и обтича дълбоко потопени зони. В резултат на това в първия случай се забелязва изостатично повдигане. Над потопените зони кората остава стабилна.
Капани
Процесът на охлаждане на горния мантиен слой и кората до дълбочина около сто километра е бавен. Като цяло са необходими няколкостотин милиона години. В тази връзка нехомогенностите в дебелината на литосферата, обяснени с хоризонтални температурни разлики, имат доста голяма инерция. В случай, че капанът е разположен недалеч от възходящия поток на аномалното натрупване от дълбочината, голямо количество от веществото се улавя силно загрят. В резултат на това се образува доста голям планински елемент. В съответствие с тази схема в района се появяват високи издиганияепиплатформен орогенез в сгънати колани.
Описание на процесите
В капана аномалният слой претърпява компресия с 1-2 километра по време на охлаждане. Кората, разположена отгоре, се потапя. В образуваното корито започват да се натрупват валежи. Тяхната тежест допринася за още по-голямо слягане на литосферата. В резултат на това дълбочината на басейна може да бъде от 5 до 8 км. В същото време при уплътняването на мантията в долната част на базалтовия слой в земната кора може да се наблюдава фазова трансформация на скалата в еклогит и гранат гранулит. Поради топлинния поток, напускащ аномалното вещество, горната мантия се нагрява и вискозитетът й намалява. В тази връзка има постепенно изместване на нормалния клъстер.
Хоризонтални отмествания
Когато се образуват издигания в процеса на достигане на аномална мантия до кората на континентите и океаните, потенциалната енергия, съхранявана в горните слоеве на планетата, се увеличава. За да изхвърлят излишните вещества, те са склонни да се разпръснат встрани. В резултат на това се образуват допълнителни напрежения. Те са свързани с различни видове движение на плочи и кори.
Разширяването на океанското дъно и изплуването на континентите са резултат от едновременното разширяване на хребетите и потъването на платформата в мантията. Под първия са големи маси от силно нагрята аномална материя. В аксиалната част на тези хребети последният е непосредствено под кората. Литосферата тук има много по-малка дебелина. В същото време аномалната мантия се разпространява в зоната на високо налягане - и в дветестрани от под гръбначния стълб. В същото време той доста лесно разбива кората на океана. Пукнатината е изпълнена с базалтова магма. Той от своя страна се разтопява от аномалната мантия. В процеса на втвърдяване на магмата се образува нова океанска кора. Ето как расте дъното.
Процесни функции
Под средните хребети аномалната мантия има намален вискозитет поради повишената температура. Веществото е в състояние да се разпространява доста бързо. В резултат на това растежът на дъното става с повишена скорост. Океанската астеносфера също има относително нисък вискозитет.
Основните литосферни плочи на Земята плуват от хребетите към местата на потапяне. Ако тези зони са в един и същи океан, тогава процесът протича с относително висока скорост. Тази ситуация е типична днес за Тихия океан. Ако разширяването на дъното и потъването се случват в различни области, тогава континентът, разположен между тях, се отклонява в посоката, където се случва задълбочаването. Под континентите вискозитетът на астеносферата е по-висок, отколкото под океаните. Поради полученото триене има значително съпротивление при движение. В резултат на това скоростта, с която се разширява дъното, се намалява, ако няма компенсация за слягане на мантията в същата област. Така растежът в Тихия океан е по-бърз, отколкото в Атлантическия.
