Разом з частиною верхньої мантії складається з декількох дуже великих блоків, які називаються плитами літосфери. Їх товщина різна - від 60 до 100 км. Більшість плит включають в себе як материкову, так і океанічну кору. Виділяють 13 основних плит, з них 7 найбільших: Американська, Африканська, Индо-, Амурська.
Плити лежать на пластичному шарі верхньої мантії (астеносфері) і повільно рухаються одна відносно одної зі швидкістю 1-6 см на рік. Цей факт був встановлений в результаті зіставлення знімків, зроблених з штучних супутників Землі. Вони дозволяють припустити, що конфігурація в майбутньому може бути абсолютно відмінною від сучасної, так як відомо, що Американська плита літосфери рухається назустріч Тихоокеанської, а Євразійська зближується з Африканської, Індо-Австралійської, а також з Тихоокеанської. Американська і Африканська плити літосфери повільно розходяться.
Сили, які викликають розбіжності літосферних плит, виникають при переміщенні речовини мантії. Потужні висхідні потоки цієї речовини розштовхують плити, розривають земну кору, утворюючи в ній глибинні розломи. За рахунок підводних виливів лав по розломах формуються товщі. Застигаючи, вони як би заліковують рани - тріщини. Однак розтягнення знову посилюється, і знову виникають розриви. Так, поступово нарощуючи, плити літосфери розходяться в різні боки.
Зони розломів є на суші, але найбільше їх в океанічних хребтах на, де земна кора тонша. Найбільший розлом на суші розташовується на сході. Він простягнувся на 4000 км. Ширина цього розлому - 80-120 км. Його околиці усіяні погаслими і діючими.
Уздовж інших кордонів плит спостерігається їх зіткнення. Воно відбувається по-різному. Якщо плити, одна з яких має океанічну кору, а інша материкову, зближуються, то плита літосфери, покрита морем, занурюється під материкову. При цьому виникають, дуги () або гірські хребти (). Якщо стикаються дві плити, які мають материкову кору, то відбувається зминання в складки гірських порід краю цих плит, і освіту гірських областей. Так виникли, наприклад, на кордоні Євразійської і Індо-Австралійської плити. Наявність гірських областей у внутрішніх частинах плит літосфери говорить про те, що колись тут проходив кордон двох плит, міцно спаяних один з одним і перетворилися в єдину, більшу літосферну пліту.Такім чином, можна зробити загальний висновок: кордону літосферних плит - рухливі області, до яких приурочені вулкани, зони, гірські області, серединно-океанічні хребти, глибоководні западини і жолоби. Саме на кордоні літосферних плит утворюються, походження яких пов'язане з магматизмом.
Відповідно до сучасної теорії літосферних плит вся літосфера вузькими і активними зонами - глибинними розломами - розділена на окремі блоки, що переміщаються в пластичному шарі верхньої мантії відносно один одного зі швидкістю 2-3 см на рік. Ці блоки називаються плитами літосфери.
Особливість літосферних плит - їх жорсткість і здатність при відсутності зовнішніх впливів тривалий час зберігати незмінними форму і будову.
Плити літосфери рухливі. Їх переміщення по поверхні астеносфери відбувається під впливом конвективних течій в мантії. Окремі плити літосфери можуть розходитися, зближатися або ковзати один щодо одного. У першому випадку між плитами виникають зони розтягування з тріщинами уздовж кордонів плит, у другому - зони стиснення, супроводжувані надвиганием однієї плити на іншу (насування - обдукція; поддвіганіе - субдукция), в третьому - зсувні зони - розломи, уздовж яких відбувається ковзання сусідніх плит .
У місцях сходження континентальних плит відбувається їх зіткнення, утворюються гірські пояси. Так виникла, наприклад, на кордоні Євразійської і Індо-Австралійської плити гірська система Гімалаїв (рис. 1).
Мал. 1. Зіткнення континентальних літосферних плит
При взаємодії континентальної і океанічної плит, плита з океанічною земною корою підсувається під плиту з континентальної земною корою (рис. 2).
Мал. 2. Зіткнення континентальної і океанічної літосферних плит
В результаті зіткнення континентальної і океанічної літосферних плит утворюються глибоководні жолоби і острівні дуги.
Розбіжність літосферних плит і утворення в результаті цього земної кори океанічного типу показано на рис. 3.
Для осьових зон серединно-океанічних хребтів характерні рифт (Від англ. rift - ущелина, тріщина, розлом) - велика лінійна тектонічна структура земної кори протяжністю в сотні, тисячі, шириною в десятки, а іноді і сотні кілометрів, що утворилася головним чином при горизонтальному розтягуванні кори (рис. 4). Дуже великі рифти називаються рифтовими поясами, зонами або системами.
Так як плита літосфери є єдиною пластину, то кожен її розлам - це джерело сейсмічної активності і вулканізму. Ці джерела зосереджені в межах порівняно вузьких зон, вздовж яких відбуваються взаємні переміщення і тертя суміжних плит. Ці зони одержали назву сейсмічних поясів. Рифи, серединно-океанічні хребти і глибоководні жолоби є рухомими областями Землі і розташовуються на межах літосферних плит. Це свідчить про те, що процес формування земної кори в цих зонах в даний час відбувається дуже інтенсивно.
Мал. 3. Розбіжність літосферних плит в зоні серед нно-океанічного хребта
Мал. 4. Схема освіти рифту
Найбільше розломів літосферних плит на дні океанів, де земна кора тонша, проте зустрічаються вони і на суші. Найбільший розлом на суші розташовується на сході Африки. Він простягнувся на 4000 км. Ширина цього розлому - 80-120 км.
В даний час можна виділити сім найбільш великих плит (рис. 5). З них найбільша за площею - Тихоокеанська, яка цілком складається з океанічної літосфери. Як правило, до великих відносять і плиту Наска, яка в кілька разів менше за розмірами, ніж кожна з семи найбільших. При цьому вчені припускають, що насправді плита Наска набагато більшого розміру, ніж ми бачимо її на карті (див. Рис. 5), так як значна частина її пішла під сусідні плити. Ця плита також складається тільки з океанічної літосфери.
Мал. 5. Літосферні плити Землі
Прикладом плити, яка включає як материкову, так і океанічну літосферу, може служити, наприклад, Індо-Авст- ралійская плита літосфери. Майже цілком складається з материкової літосфери Аравійська плита.
Теорія літосферних плит має важливе значення. Перш за все, вона може пояснити, чому в одних місцях Землі розташовані гори, а в інших - рівнини. За допомогою теорії літосферних плит можна пояснити і спрогнозувати катастрофічні явища, що відбуваються на кордонах плит.
Мал. 6. Обриси материків дійсно видаються сумісними
Теорія дрейфу материків
Теорія літосферних плит бере свій початок з теорії дрейфу материків. Ще в XIX в. багато географи відзначали, що при погляді на карту можна помітити, що берега Африки і Південної Америки при зближенні здаються сумісними (рис. 6).
Поява гіпотези руху материків пов'язують з ім'ям німецького вченого Альфреда Вегенера (1880-1930) (рис. 7), який найбільш повно розробив цю ідею.
Вегенер писав: «У 1910 р мені вперше прийшла в голову думка про переміщення материків ..., коли я був вражений схожістю обрисів берегів по обидва боки Атлантичного океану». Він припустив, що в ранньому палеозої на Землі існували два великих материка - Лавразия і Гондвана.
Лавразия - це був північний материк, який включав території сучасної Європи, Азії без Індії та Північної Америки. Південний материк - Гондвана об'єднував сучасні території Південної Америки, Африки, Антарктиди, Австралії та Індії.
Між Гондваною і Лавразию знаходиться перший морс - Тетіс, як величезну затоку. Інший простір Землі було зайнято океаном Панталасса.
Близько 200 млн років тому Гондвана і Лавразия були об'єднані в єдиний континент - Пангею (Пан - загальний, Ге - земля) (рис. 8).
Мал. 8. Існування єдиного материка Пангеї (біле - суша, точки - неглибоке море)
Приблизно 180 млн років тому материк Пангея знову почав розділятися на складові частини, які перемішалися але поверхні нашої планети. Поділ відбувалося наступним чином: спочатку знову з'явилися Лавразия і Гондвана, потім розділилася Лавразия, а потім розкололася і Гондвана. За рахунок розколу і розбіжності частин Пангеї утворилися океани. Молодими океанами можна вважати Атлантичний і Індійський; старим - Тихий. Північний Льодовитий океан відокремився при збільшенні суші в Північній півкулі.
Мал. 9. Розташування та напрямки дрейфу континентів в крейдяний період 180 млн років тому
А. Вегенер знайшов багато підтверджень існування єдиного материка Землі. Особливо переконливим здалося йому існування в Африці і в Південній Америці залишків стародавніх тварин - лістозавров. Це були плазуни, схожі на невеликих гіпопотамів, що жили тільки в прісноводних водоймах. Значить, проплисти величезні відстані по солоній морській воді вони не могли. Аналогічні докази він знайшов і в рослинному світі.
Інтерес до гіпотезі руху материків в 30-ті роки XX ст. дещо знизився, але в 60-ті роки відродився знову, коли в результаті досліджень рельєфу і геології океанічного дна були отримані дані, що свідчать про процеси розширення (спрединга) океанічної кори і «піднирювання» одних частин кори під інші (субдукції).
Теорія літосферних плит - найцікавіший напрямок в географії. Як припускають сучасні вчені, вся літосфера поділена на блоки, які дрейфують у верхньому шарі. Їх швидкість становить 2-3 см на рік. Вони іменуються плитами літосфери.
Засновник теорії літосферних плит
Хто ж заснував теорію літосферних плит? А. Вегенер одним з перших в 1920 р зробив припущення про те, що плити рухаються горизонтально, але його не підтримали. І тільки в 60-х роках обстеження океанічного дна підтвердили його припущення.
Воскресіння цих ідей привело до створення сучасної теорії тектоніки. Її найважливіші положення були визначені командою геофізиків з Америки Д. Морганом, Дж.Олівером, Л. Сайксом і ін. В 1967-68 р
Вчені не можуть сказати ствердно, що викликає такі зміщення і як формуються кордону. Ще в 1910 р Вегенер вважав, що на самому початку палеозойського періоду Земля складалася з двох материків.
Лавразия охоплювала область нинішньої Європи, Азії (Індія не входила), Північної Америки. Вона була північним материком. Гондвана включала Південну Америку, Африку, Австралію.
Десь двісті млн. Років тому ці два материка об'єдналися в один - Пангеї. А 180 млн. Років тому він знову ділиться на два. Згодом Лавразия і Гондвана також були розділені. За рахунок цього розколу були утворені океани. Причому Вегенер знайшов свідчення, яке підтверджувало його гіпотезу про єдиному материку.
Карта літосферних плит світу
За ті мільярди років, протягом яких здійснювався рух плит, неодноразово відбувалося їх злиття і поділ. На силу і енергійність руху материків великий вплив робить внутрішня температура Землі. З її підвищенням збільшується швидкість руху плит.
Скільки плит і яким чином на сьогоднішній день розташовуються плити літосфери на карті світу? Їх кордону дуже умовні. Зараз налічується 8 найважливіших плит. Вони покривають 90% всієї території планети:
- Австралійська;
- антарктична;
- Африканська;
- Євразійська;
- Індостанська;
- Тихоокеанська;
- Північно-Американська;
- Південно-Американська.
Вчені постійно проводять огляд та аналіз океанічного дна, і досліджують розломи. Відкривають нові плити і коректують лінії старих.
Найбільша плита літосфери
Яка ж плита літосфери найбільша? Самою значною є тихоокеанська плита, кора якої має океанічний тип складання. Її площа 10300000 км ². Розмір цієї плити, як і величина Тихого океану потроху зменшуються.
На півдні вона межує з Антарктичної плитою. З північного боку створює Алеут жолоб, а з західної - Маріанську западину.
Що ми знаємо про літосфері?
Тектонічні плити - це великі стабільні ділянки кори Землі, які є складовими частинами літосфери. Якщо звернутися до тектоніці, науки, що вивчає літосферні платформи, то ми дізнаємося, що великі за площею ділянки земної кори з усіх боків обмежені специфічними зонами: вулканічної, тектонічної і сейсмічної активностями. Саме на стиках сусідніх плит і відбуваються явища, які, як правило, мають катастрофічні наслідки. До них можна зарахувати як виверження вулканів, так і сильні за шкалою сейсмічної активності землетрусу. У процесі вивчення планети тектоніка платформ зіграла дуже важливу роль. Її значення можна порівняти з відкриттям ДНК або геліоцентричної концепцією в астрономії.
Якщо згадати геометрію, то ми можемо уявити, що одна точка може бути місцем зіткнення кордонів трьох і більше плит. Вивчення тектонічної структури земної кори показують, що найбільш небезпечними і швидко руйнуються, є стики чотирьох і більше платформ. Дане формування найбільш нестійка.
Літосфера ділиться на два типи плит, різних за своїми характеристиками: континентальну і океанічну. Варто виділити тихоокеанську платформу, складену з океанічної кори. Більшість інших складаються з так званого блоку, коли континентальна плита упаюється в океанічну.
Розташування платформ показує, що близько 90% поверхні нашої планети складається з 13 великих за розміром, стабільних ділянок земної кори. Решта 10% припадають на невеликі формування.
Вчені склали карту найбільших тектонічних плит:
- Австралійська;
- Аравійський субконтинент;
- антарктична;
- Африканська;
- Індостанська;
- Євразійська;
- Плита Наска;
- Плита Кокос;
- Тихоокеанська;
- Північно і південно-американські платформи;
- Плита Скотія;
- Філіпінскіе плита.
З теорії ми знаємо, що тверда оболонка землі (літосфера) складається не тільки з плит, які формують рельєф поверхні планети, а й з глибинної частини - мантії. Континентальні платформи мають товщину від 35 км (на рівнинних територіях) до 70 км (в зоні гірських масивів). Вченими доведено, що найбільшу товщину має плита в зоні Гімалаїв. Тут товщина платформи досягає 90 км. Найтонша літосфера знаходиться в зоні океанів. Її товщина не перевищує 10 км, а в деяких районах цей показник дорівнює 5 км. На підставі інформації про те, на якій глибині знаходиться епіцентр землетрусу і яка швидкість поширення сейсмічних хвиль, здійснюються розрахунки товщини ділянок земної кори.
Процес формування літосферних плит
Літосфера складається переважно з кристалічних речовин, що утворилися в результаті охолодження магми при виході на поверхню. Опис структури платформ говорить про їх неоднорідності. Процес формування земної кори відбувався тривалий період, і триває досі. Через мікротріщини в породі розплавлена \u200b\u200bрідка магма виходила на поверхню, створюючи нові химерні форми. Її властивості змінювалися в залежності від зміни температури, і утворювалися нові речовини. З цієї причини мінерали, які знаходяться на різній глибині, відрізняються за своїми характеристиками.
Поверхня земної кори залежить від впливу гідросфери та атмосфери. Постійно відбувається вивітрювання. Під дією цього процесу змінюються форми, а мінерали подрібнюються, змінюючи свої характеристики при незмінному хімічному складі. В результаті вивітрювання поверхню ставала більш пухкої, з'являлися тріщини і мікровпадіни. У цих місцях з'являлися відкладення, які нам відомі як грунт.
Карта тектонічних плит
На перший погляд здається, що літосфера є стабільною. Верхня її частина такою і є, але ось нижня, яка відрізняється в'язкістю і плинністю, рухлива. Літосфера ділиться на певне число частин, так званих тектонічних плит. Вчені не можуть сказати з скількох частин складається земна кора, оскільки крім великих платформ, є і більш дрібні формування. Назви найбільших плит були приведені вище. Процес формування земної кори відбувається постійно. Ми цього не помічаємо, оскільки дані дії відбуваються дуже повільно, але зіставивши результати спостережень за різні періоди, можна побачити, на скільки сантиметрів на рік зміщуються кордону утворень. З цієї причини тектонічна карта світу постійно оновлюється.
Тектонічна плита Кокос
Платформа Кокос є типовим представником океанічних частин земної кори. Вона розташована в Тихоокеанському регіоні. На заході її кордон проходить по хребту Східно-Тихоокеанського підняття, а на сході її кордон можна визначити умовною лінією вздовж узбережжя Північної Америки від Каліфорнії до Панамського перешийка. Дана плита підсувається під сусідню Карибську плиту. Ця зона відрізняється високою сейсмічною активністю.
Найсильніше від землетрусів в даному регіоні страждає Мексика. Серед усіх країн Америки саме на її території розташовано найбільше вимерлих і діючих вулканів. Країна перенесла велика кількість землетрусів з магнітудою вище 8 балів. Регіон досить густонаселений, тому крім руйнувань, сейсмічна активність призводить і до великої кількості жертв. На відміну від Кокоса, розташовані в іншій частині планети, Австралійська і Західно-Сибірська платформи відрізняються стабільністю.
Рух тектонічних плит
Довгий час вчені намагалися з'ясувати, чому в одному регіоні планети гориста місцевість, а в іншому рівнинна, і чому відбуваються землетруси і виверження вулканів. Різні гіпотези будувалися переважно на тих знаннях, які були доступні. Лише після 50-х років двадцятого століття вдалося більш детально вивчити земну кору. Вивчалися гори, утворені на місцях розлому плит, хімічний склад цих плит, а також створювалися карти регіонів з тектонічної активністю.
У вивченні тектоніки особливе місце зайняла гіпотеза про переміщення літосферних плит. Ще на початку двадцятого століття німецький геофізик А. Вегенер висунув сміливу теорію про те, чому вони рухаються. Він ретельно досліджував схему обрисів західного узбережжя Африки і східного узбережжя Південної Америки. Відправною точкою в його дослідженнях стала саме схожість обрисів даних континентів. Він припустив, що, можливо, ці материки були раніше єдиним цілим, а потім стався розлом і почався зсув частин кори Землі.
Його дослідження торкалися процеси вулканізму, розтягнення поверхні дна океанів, в'язко-рідку структуру земної кулі. Саме праці А. Вегенера були покладені в основу досліджень, що проводяться в 60-х роках минулого століття. Вони стали фундаментом для виникнення теорії «тектоніки літосферних плит».
Дана гіпотеза описувала модель Землі в такий спосіб: тектонічні платформи, мають жорстку структуру і володіють різною масою, розміщувалися на пластичному речовині астеносфери. Вони перебували в дуже нестійкому стані і постійно переміщалися. Для більш простого розуміння можна провести аналогію з айсбергами, які постійно дрейфують в океанічних водах. Так і тектонічні структури, перебуваючи на пластичному речовині, постійно переміщаються. Під час зсувів плити постійно стикалися, заходили одна на іншу, виникали стики і зони розсування плит. Даний процес відбувався через різницю в масі. У місцях зіткнень утворювалися області з підвищеною тектонічною активністю, виникали гори, відбувалися землетруси і виверження вулканів.
Швидкість зсуву складала не більше 18 см в рік. Утворювалися розломи, в які надходила магма з глибинних шарів літосфери. З цієї причини породи, складові океанічні платформи, мають різний вік. Але вчені висунули навіть більш неймовірну теорію. На думку деяких представників наукового світу, магма виходила на поверхню і поступово охолоджувалася, створюючи нову структуру дна, при цьому «надлишки» земної кори під дією дрейфу плит, занурювалися в земні надра і знову перетворювалися в рідку магму. Як би там не було, а руху материків відбуваються і в наш час, і з цієї причини створюються нові карти, для подальшого вивчення процесу дрейфу тектонічних структур.
Плити літосфери Землі є величезні брили. Їх фундамент утворений сильно зім'ятими в складки гранітними метаморфізованих магматическими породами. Назви літосферних плит будуть приведені в статті нижче. Зверху вони прикриті трьох-чотирикілометровим "чохлом". Він сформований з осадових порід. Платформа має рельєф, що складається з окремих гірських хребтів і великих рівнин. Далі буде розглянута теорія руху літосферних плит.
поява гіпотези
Теорія руху літосферних плит з'явилася на початку двадцятого століття. Згодом їй судилося зіграти основну роль в дослідженнях планети. Вчений Тейлор, а після нього і Вегенер, висунув гіпотезу про те, що з плином часу відбувається дрейф літосферних плит в горизонтальному напрямку. Однак в тридцяті роки 20-го століття утвердилася інша думка. Згідно з ним, переміщення літосферних плит здійснювалося вертикально. В основі цього явища лежав процес диференціації мантійного речовини планети. Воно стало називатися фіксизму. Таке найменування було обумовлено тим, що визнавалося постійно фіксоване положення ділянок кори щодо мантії. Але в 1960-му році після відкриття глобальної системи серединно-океанічних хребтів, які оперізують всю планету і виходять в деяких районах на сушу, відбулося повернення до гіпотези початку 20-го століття. Однак теорія знайшла нову форму. Тектоніка брил стала провідною гіпотезою в науках, що вивчають структуру планети.
Основні положення
Було визначено, що існують великі плити літосфери. Їх кількість обмежена. Також існують плити літосфери Землі меншого розміру. Межі між ними проводять по згущення в осередках землетрусів.
Назви літосферних плит відповідають розташованим над ними материковим і океанічних областях. Брил, що мають величезну площу, всього сім. Найбільші плити літосфери - це Південно-і Північно-Американські, Євро-Азіатська, Африканська, Антарктична, Тихоокеанська і Індо-Австралійська.
Брили, що пливуть по астеносфері, відрізняються монолітністю і жорсткістю. Наведені вище ділянки - це основні плити літосфери. Відповідно до початковими уявленнями вважалося, що материки прокладають собі дорогу через океанічне дно. При цьому рух літосферних плит здійснювалося під впливом невидимої сили. В результаті проведених досліджень було виявлено, що брили пливуть пасивно за матеріалом мантії. Варто відзначити, що їх напрямок спочатку вертикально. Мантійних матеріал піднімається під гребенем хребта вгору. Потім відбувається поширення в обидва боки. Відповідно, спостерігається розбіжність літосферних плит. Дана модель являє океанічне дно як гігантської Вона виходить на поверхню в рифтових областях серединно-океанічних хребтів. Потім ховається в глибоководних жолобах.
Розбіжність літосферних плит провокує розширення океанічних лож. Однак обсяг планети, незважаючи на це, залишається постійним. Справа в тому, що народження нової кори компенсується її поглинанням в ділянках субдукції (поддвига) в глибоководних жолобах.
Чому відбувається рух літосферних плит?
Причина полягає в тепловій конвекції мантійного матеріалу планети. Літосфера піддається розтягування і відчуває підйом, що відбувається над висхідними гілками від конвективних течій. Це провокує рух літосферних плит в сторони. У міру віддалення від серединно-океанічних Рифт відбувається ущільнення платформи. Вона стає важче, її поверхня опускається вниз. Цим пояснюється збільшення океанічної глибини. В результаті платформа занурюється в глибоководні жолоби. При згасанні від розігрітій мантії вона охолоджується і опускається з формуванням басейнів, які заповнюються опадами.
Зони зіткнення літосферних плит - це області, де кора і платформа відчувають стиснення. У зв'язку з цим потужність першої підвищується. В результаті починається висхідний рух літосферних плит. Воно призводить до формування гір.
дослідження
Вивчення сьогодні здійснюється із застосуванням геодезичних методів. Вони дозволяють зробити висновок про безперервність і повсюдності процесів. Виявляються також зони зіткнення літосферних плит. Швидкість підйому може становити до десятка міліметрів.
Горизонтально великі плити літосфери пливуть трохи швидше. У цьому випадку швидкість може скласти до десятка сантиметрів протягом року. Так, наприклад, Санкт-Петербург піднявся вже на метр за весь період свого існування. Скандинавський півострів - на 250 м за 25 000 років. Мантійних матеріал рухається порівняно повільно. Однак в результаті відбуваються землетруси, і інші явища. Це дозволяє зробити висновок про великої потужності переміщення матеріалу.
Використовуючи тектонічну позицію плит, дослідники пояснюють безліч геологічних явищ. Разом з цим в ході вивчення з'ясувалася набагато більша, ніж це уявлялося на самому початку появи гіпотези, складність процесів, що відбуваються з платформою.
Тектоніка плит не змогла пояснити зміни інтенсивності деформацій і руху, наявність глобальної стійкої мережі з глибоких розломів і деякі інші явища. Залишається також відкритим питання про історичне початку дії. Прямі ознаки, що вказують на плитно-тектонічні процеси, відомі з періоду пізнього протерозою. Однак ряд дослідників визнає їх прояв з архею або раннього протерозою.
Розширення можливостей для дослідження
Поява сейсмотомографии зумовило перехід цієї науки на якісно новий рівень. В середині вісімдесятих років минулого століття глибинна геодинаміка стала найперспективнішим і молодим напрямком з усіх, що існували наук про Землю. Однак рішення нових завдань здійснювалося з використанням не тільки сейсмотомографии. На допомогу прийшли і інші науки. До них, зокрема, відносять експериментальну мінералогію.
Завдяки наявності нового обладнання з'явилася можливість вивчати поведінку речовин при температурах і тисках, відповідних максимальним на глибинах мантії. Також в дослідженнях використовувалися методи ізотопної геохімії. Ця наука вивчає, зокрема, ізотопний баланс рідкісних елементів, а також благородних газів в різних земних оболонках. При цьому показники порівнюються з метеоритними даними. Застосовуються методи геомагнетизму, за допомогою яких вчені намагаються розкрити причини і механізм інверсій в магнітному полі.
сучасна картина
Гіпотеза тектоніки платформи продовжує задовільно пояснювати процес розвитку кори протягом хоча б останніх трьох мільярдів років. При цьому є супутникові вимірювання, відповідно до яких підтверджено факт того, що основні плити літосфери Землі не стоять на місці. В результаті вимальовується певна картина.
У поперечному перерізі планети присутній три найактивніших шару. Потужність кожного з них становить кілька сотень кілометрів. Передбачається, що виконання головної ролі в глобальній геодинаміці покладено саме на них. У 1972 році Морган обгрунтував висунуту в 1963-му Вілсоном гіпотезу про висхідних мантійних струменях. Ця теорія пояснила явище про внутріплітнимі магнетизм. Виникла в результаті плюм-тектоніка стає з плином часу все більш популярною.
геодинаміка
З її допомогою розглядається взаємодія досить складних процесів, які відбуваються в мантії і корі. Відповідно до концепції, викладеної Артюшкова в його праці "Геодинаміка", в якості основного джерела енергії виступає гравітаційна диференціація речовини. Цей процес відзначається в нижній мантії.
Після того як від породи відокремлюються важкі компоненти (залізо та інше), залишається легша маса твердих речовин. Вона опускається в ядро. Розташування легшого шару під важким нестійкий. У зв'язку з цим накопичується матеріал збирається періодично в досить великі блоки, які спливають у верхні шари. Розмір подібних утворень становить близько ста кілометрів. Цей матеріал став основою для формування верхньої
Нижній шар, ймовірно, є недиференційоване первинне речовина. В ході еволюції планети за рахунок нижньої мантії відбувається зростання верхньої і збільшення ядра. Більш ймовірно, що блоки легкого матеріалу піднімаються в нижній мантії вздовж каналів. У них температура маси досить висока. В'язкість при цьому істотно знижена. Підвищенню температури сприяє виділення великого обсягу потенційної енергії в процесі підйому речовини в область сили тяжіння приблизно на відстань в 2000 км. Під час поїздки по такому каналу відбувається сильне нагрівання легких мас. У зв'язку з цим в мантію речовина надходить, володіючи досить високою температурою і значно меншою вагою в порівнянні з оточуючими елементами.
За рахунок зниженої щільності легкий матеріал спливає в верхні шари до глибини в 100-200 і менш кілометрів. Зі зниженням тиску падає температура плавлення компонентів речовини. Після первинної диференціації на рівні "ядро-мантія" відбувається вторинна. На невеликих глибинах легке речовина частково піддається плавлення. При диференціації виділяються більш щільні речовини. Вони занурюються в нижні шари верхньої мантії. Виділяються легші компоненти, відповідно, піднімаються вгору.
Комплекс рухів речовин в мантії, пов'язаних з перерозподілом мас, що володіють різною щільністю в результаті диференціації, називають хімічної конвекцією. Підйом легких мас відбувається з періодичністю приблизно в 200 млн років. При цьому впровадження в верхню мантію відзначається не повсюдно. У нижньому шарі канали розташовуються на досить великій відстані один від одного (до декількох тисяч кілометрів).
підйом брил
Як було вище сказано, в тих зонах, де відбувається впровадження великих мас легкого нагрітого матеріалу в астеносферу, відбувається часткове його плавлення і диференціація. В останньому випадку зазначається виділення компонентів і подальше їх спливання. Вони досить швидко проходять крізь астеносферу. При досягненні літосфери їх швидкість знижується. У деяких областях речовина формує скупчення аномальної мантії. Вони залягають, як правило, у верхніх шарах планети.
аномальна мантія
Її склад приблизно відповідає нормальному мантійної речовини. Відмінністю аномального скупчення є більш висока температура (до 1300-1500 градусів) і знижена швидкість пружних поздовжніх хвиль.
Надходження речовини під літосферу провокує ізостатичне підняття. У зв'язку з підвищеною температурою аномальне скупчення володіє більш низькою щільністю, ніж нормальна мантія. Крім того, відзначається невелика в'язкість складу.
У процесі надходження до літосфері аномальна мантія досить швидко розподіляється уздовж підошви. При цьому вона витісняє більш щільне і менш нагріте речовина астеносфери. По ходу руху аномальне скупчення заповнює ті ділянки, де підошва платформи знаходиться в піднесеному стані (пастки), а глибоко занурені області вона обтікає. У підсумку в першому випадку відзначається ізостатичне підняття. Над зануреними же областями кора залишається стабільною.
пастки
Процес охолодження мантійного верхнього шару і кори до глибини приблизно ста кілометрів відбувається повільно. В цілому він займає кілька сотень мільйонів років. У зв'язку з цим неоднорідності в потужності літосфери, що пояснюється горизонтальними температурними відмінностями, мають досить великою інерційністю. У тому випадку, якщо пастка розташовується неподалік від висхідного потоку аномального скупчення з глибини, велика кількість речовини захоплюється сильно нагрітим. В результаті формується досить великий гірський елемент. Відповідно до даної схеми відбуваються високі підняття на ділянці епіплатформенного орогенеза в
опис процесів
У пастці аномальний шар в ході охолодження піддається стиску на 1-2 кілометри. Кора, розташована зверху, занурюється. У сформованому прогині починають накопичуватися опади. Їх тяжкість сприяє ще більше занурює літосфери. В результаті глибина басейну може скласти від 5 до 8 км. Разом з цим при ущільненні мантії в нижній ділянці базальтового шару в корі може відзначатися фазове перетворення породи в Еклогіт і гранатовий гранулит. За рахунок виходить з аномального речовини теплового потоку відбувається прогрівання вищерозміщеної мантії і зниження її в'язкості. У зв'язку з цим спостерігається поступове витіснення нормального скупчення.
горизонтальні зміщення
При утворенні підняттів в процесі надходження аномальної мантії до кори на континентах і океанах відбувається збільшення потенційної енергії, запасеної в верхніх шарах планети. Для скидання надлишків речовини прагнуть розійтися в сторони. В результаті формуються додаткові напруги. З ними пов'язані різні типи руху плит і кори.
Розростання океанічного дна і плавання материків є наслідком одночасного розширення хребтів і занурення платформи в мантію. Під першими розташовуються великі маси з сильно нагрітого аномального речовини. В осьовій частині цих хребтів останнім знаходиться безпосередньо під корою. Літосфера тут має значно меншу потужність. Аномальна мантія при цьому розтікається в ділянці підвищеного тиску - в обидва боки з-під хребта. Разом з цим вона досить легко розриває кору океану. Ущелина наповнюється базальтової магмою. Вона, в свою чергу, виплавляється з аномальною мантії. В процесі застигання магми формується нова Так відбувається розростання дна.
особливості процесу
Під серединними хребтами аномальна мантія володіє зниженою в'язкістю внаслідок підвищеної температури. Речовина здатна досить швидко розтікатися. У зв'язку з цим розростання дна відбувається з підвищеною швидкістю. Щодо низькою в'язкістю також володіє океанічна астеносфера.
Основні плити літосфери Землі пливуть від хребтів до місць занурення. Якщо ці ділянки знаходяться в одному океані, то процес відбувається з порівняно високою швидкістю. Така ситуація характерна сьогодні для Тихого океану. Якщо розростання дна і занурення відбувається в різних областях, то розташований між ними континент дрейфує в ту сторону, де відбувається поглиблення. Під материками в'язкість астеносфери вище, ніж під океанами. У зв'язку з виникаючим тертям з'являється значний опір руху. В результаті знижується швидкість, з якою відбувається розширення дна, якщо відсутня компенсація занурення мантії в тій же області. Таким чином, розростання в Тихому океані відбувається швидше, ніж в Атлантичному.