I henhold til den moderne teori om litosfæriske plader er hele litosfæren ved smalle og aktive zoner - dybe fejl - opdelt i separate blokke, der bevæger sig i plastlaget i den øverste mantel i forhold til hinanden med en hastighed på 2-3 cm pr. År. Disse blokke kaldes litosfæriske plader.
For første gang blev hypotesen om den horisontale bevægelse af skorpeblokke foretaget af Alfred Wegener i 1920'erne inden for rammerne af hypotesen om "kontinental drift", men denne hypotese modtog ikke støtte på det tidspunkt.
Det var først i 1960'erne, at undersøgelser af havbunden gav afgørende bevis for horisontale pladebevægelser og processerne med ekspansion af havet på grund af dannelsen (spredningen) af den oceaniske skorpe. Gendannelsen af ideer om den overvejende rolle som horisontale bevægelser fandt sted inden for rammerne af den "mobilistiske" retning, hvis udvikling førte til udviklingen af den moderne teori om pladetektonik. De vigtigste principper for pladetektonik blev formuleret i 1967-68 af en gruppe amerikanske geofysikere - W. J. Morgan, K. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes i udviklingen af tidligere (1961-62) ideer fra amerikanske forskere G. Hess og R. Digz om ekspansion (spredning) af havbunden.
Det hævdes, at forskere ikke er helt sikre på, hvad der forårsager netop disse forskydninger, og hvordan grænserne for tektoniske plader blev udpeget. Der er utallige forskellige teorier, men ingen af dem forklarer fuldt ud alle aspekter af tektonisk aktivitet.
Lad os i det mindste finde ud af, hvordan de forestiller sig det nu.
Wegener skrev: "I 1910 kom tanken om at flytte kontinent først op for mig … da jeg blev ramt af ligheden mellem kystlinjer på begge sider af Atlanterhavet." Han foreslog, at der i det tidlige Paleozoic var to store kontinenter på Jorden - Laurasia og Gondwana.
Laurasia var det nordlige kontinent, der omfattede territorierne i det moderne Europa, Asien uden Indien og Nordamerika. Det sydlige fastland - Gondwana forenede de moderne territorier i Sydamerika, Afrika, Antarktis, Australien og Hindustan.
Salgsfremmende video:
Mellem Gondwana og Laurasia var den første skaldyr - Tethys, som en enorm bugt. Resten af Jorden blev besat af Panthalassa Ocean.
For omkring 200 millioner år siden blev Gondwana og Laurasia forenet til et enkelt kontinent - Pangea (Pan - universal, Ge - earth).
For cirka 180 millioner år siden begyndte kontinentet Pangea igen at adskilles i dets bestanddele, som var blandet på overfladen af vores planet. Opdelingen fandt sted som følger: først dukkede Laurasia og Gondwana op igen, derefter splittede Laurasia og derefter splittede Gondwana. På grund af opdelingen og divergensen i dele af Pangea blev der dannet oceaner. De atlantiske og indiske oceaner kan betragtes som unge; gammel - Støjsvag. Det arktiske hav er blevet isoleret med stigningen i landmasse på den nordlige halvkugle.
A. Wegener fandt mange bekræftelser af eksistensen af et enkelt jordkontinent. Eksistensen i Afrika og Sydamerika af resterne af gamle dyr - Listosaurer syntes ham især overbevisende. De var krybdyr, svarende til små flodheste, der kun levede i ferskvandskroppe. Det betyder, at de ikke kunne svømme store afstande i salt havvand. Han fandt lignende bevis i planteriget.
Interesse for hypotesen om bevægelser af kontinenter i 30'erne af det XX århundrede. lidt faldt, men i 60'erne blev det genoplivet igen, da der som et resultat af undersøgelser af havbundens relieff og geologi blev opnået data, der indikerede processerne med ekspansion (spredning) af den oceaniske skorpe og "dykning" af nogle dele af skorpen under andre (subduktion).
Strukturen af den kontinentale rift.
Den øverste stenede del af planeten er opdelt i to skaller, der er markant forskellige i rheologiske egenskaber: den stive og skrøbelige litosfære og den underliggende plastiske og mobile asthenosfære.
Bunden af litosfæren er en isoterm på ca. 1300 ° C, hvilket svarer til smeltetemperaturen (solidus) af mantelmaterialet ved litostatisk tryk, der findes i dybderne af de første hundreder af kilometer. Klipperne, der ligger over denne isoterm i Jorden, er kolde nok og opfører sig som et hårdt materiale, mens de underliggende klipper med samme sammensætning er tilstrækkeligt opvarmet og relativt let deformeret.
Litosfæren er opdelt i plader, der konstant bevæger sig langs overfladen af den plastiske asthenosfære. Litosfæren er opdelt i 8 store plader, snesevis af mellemstore plader og mange små. Mellem de store og mellemstore plader er der bælter sammensat af mosaikker af små skorpeplatte.
Pladegrænser er områder af seismisk, tektonisk og magmatisk aktivitet; pladernes indre regioner er svagt seismiske og er kendetegnet ved en svag manifestation af endogene processer.
Mere end 90% af jordoverfladen falder på 8 store lithosfæriske plader:
Nogle litosfæriske plader består udelukkende af oceanisk skorpe (for eksempel Pacific Plate), andre inkluderer fragmenter af både oceanisk og kontinental skorpe.
Kvikformationsdiagram.
Der er tre typer af relative pladebevægelser: divergens (divergens), konvergens (konvergens) og forskydningsbevægelser.
Divergerende grænser er grænser, langs hvilke plader bevæger sig fra hinanden. Den geodynamiske ramme, hvor processen med vandret strækning af jordskorpen finder sted, ledsaget af fremkomsten af udstrakte, lineært langstrakte, slidsede eller grøftlignende fordybninger, kaldes rifting. Disse grænser er begrænset til kontinentale kløfter og midthavsryge i havbassiner. Udtrykket "klynge" (fra den engelske kløft - brud, knæk, spalte) anvendes på store lineære strukturer af dyb oprindelse, dannet under strækningen af jordskorpen. Med hensyn til struktur er de grabenlignende strukturer. Klinger kan lægges både på den kontinentale og på den oceaniske skorpe, hvilket danner et enkelt globalt system orienteret i forhold til geoidaksen. I dette tilfælde kan udviklingen af kontinentale kløfter føre til brud på kontinuiteten af den kontinentale skorpe og omdannelsen af denne kløft til en oceanisk rift (hvis udvidelsen af riftet stopper inden scenen med sprængning af den kontinentale skorpe, er den fyldt med sedimenter og bliver til en aulacogen).
Processen med glideplader i zoner af oceaniske kløfter (midt-oceaniske kamme) ledsages af dannelsen af en ny oceanisk skorpe på grund af magmatisk basaltisk smeltning, der kommer fra asthenosfæren. Denne proces til dannelse af en ny oceanisk skorpe på grund af tilstrømningen af mantelmateriale kaldes spredning (fra den engelske spredning - for at sprede, udvide).
Strukturen af midthavsryggen. 1 - asthenosfære, 2 - ultrabasiske klipper, 3 - basale klipper (gabbroider), 4 - et kompleks af parallelle diger, 5 - basalter af den oceaniske bund, 6 - segmenter af den oceaniske skorpe, der dannedes på forskellige tidspunkter (IV med ældning), 7 - magmatisk nær overflade kammer (med ultrabasisk magma i den nedre del og hoveddel i den øverste), 8 - sedimenter af havbunden (1-3 når de ophobes).
Under spredning ledsages hver forlængelsespuls af tilstrømningen af en ny del af mantel-smelter, som, mens de størkner, bygger op kanterne på plader, der adskiller sig fra MOR-aksen. Det er i disse zoner, at den unge oceaniske skorpe dannes
Kollision af kontinentale og oceaniske litosfæriske plader.
Subduktion er processen med at skifte en oceanisk plade under en kontinental eller anden oceanisk plade. Subduktionszoner er begrænset til de aksiale dele af dybhavsgrave, konjugeret med øbuer (som er elementer med aktive margener). Subduktionsgrænser tegner sig for ca. 80% af længden af alle konvergente grænser.
Når de kontinentale og oceaniske plader kolliderer, er et naturligt fænomen underdling af den oceaniske (tungere) plade under kanten af det kontinentale; når to oceaniske kolliderer, synker den ældre (det vil sige den køligere og tættere).
Subduktionszoner har en karakteristisk struktur: deres typiske elementer er en dybhavsgrav - en vulkansk øbue - en bagbue-bassin. Et dybhavsbrug dannes i bøjning og undermotorisk subduktionsplade. Når den synker, begynder denne plade at miste vand (som er rigeligt i sedimenter og mineraler). Sidstnævnte reducerer som bekendt smeltepunktet for klipper, hvilket fører til dannelse af smeltecentre, der foder vulkanerne i øbuer. På bagsiden af en vulkansk bue forekommer nogle strækninger normalt, hvilket bestemmer dannelsen af en bagbue-bassin. I zonen for bagbue-bassinet kan spændingen være så betydelig, at det fører til brud på pladekorpsen og åbningen af bassinet med den oceaniske skorpe (den såkaldte back-arc spredningsproces).
Volumenet af den oceaniske skorpe, der absorberes i subduktionszoner, er lig med volumenet af den skorpe, der opstår i spredningszoner. Denne holdning understreger udtalelsen om jordens volumen. Men denne udtalelse er ikke den eneste og definitivt bevist. Det er muligt, at volumen på planerne ændres pulserende, eller at der er et fald i dets fald på grund af afkøling.
Nedsænkningen af den subduktive plade i mantlen spores af jordskælvfocier, der opstår ved kontakten mellem pladerne og inde i den undertrådende plade (koldere og derfor mere skrøbelige end de omgivende mantelbergarter). Denne seismiske fokuszone blev benævnt zonen Benioff-Zavaritsky. I subduktionszoner begynder processen med dannelse af en ny kontinental skorpe. En meget sjældnere proces med interaktion mellem de kontinentale og oceaniske plader er processen med obduktion - trykket af en del af den oceaniske litosfære på kanten af den kontinentale plade. Det skal understreges, at i løbet af denne proces sker adskillelsen af den oceaniske plade, og kun dens øvre del - skorpen og flere kilometer af den øvre kappe - skrider frem.
Kollision af kontinentale lithosfæriske plader.
Når kontinentale plader kolliderer, hvis skorpe er lettere end mantelmaterialet og som et resultat ikke er i stand til at nedsænke den, finder kollisionsprocessen sted. Under kollisionen knuses, sammenkrøbes kantene på de sammenkolliderede kontinentale plader, og der dannes systemer med store trykfejl, hvilket fører til vækst af bjergstrukturer med en kompleks foldestubstruktur. Et klassisk eksempel på en sådan proces er kollisionen mellem Hindustan-pladen og den eurasiske, ledsaget af væksten i de grandiose bjergsystemer i Himalaya og Tibet. Kollisionsprocessen erstatter subduktionsprocessen og afslutter lukningen af havbassinet. På samme tid, i begyndelsen af kollisionsprocessen, når kantene på kontinenterne allerede er nærmet, kombineres kollisionen med subduktionsprocessen (havbunden af den oceaniske skorpe fortsætter under kanten af kontinentet). Storskala regional metamorfisme og påtrængende granitoid magmatisme er typisk for kollisionsprocesser. Disse processer fører til oprettelse af en ny kontinental skorpe (med dets typiske lag af granit-gneis).
Hovedårsagen til pladebevægelse er mantelkonvektion forårsaget af mantelvarmetyngdekraftstrømme.
Energikilden til disse strømme er temperaturforskellen mellem de centrale regioner på Jorden og temperaturen på dens næroverflader. I dette tilfælde frigives hoveddelen af den endogene varme ved grænsen til kernen og mantlen under processen med dyb differentiering, der bestemmer forfaldet af det primære chondritmateriale, hvor metaldelen løber hen til midten, forøger kernen af planeten, og silikatdelen koncentreres i mantlen, hvor den yderligere gennemgår differentiering.
Klipperne opvarmet i de centrale zoner af Jorden udvides, deres tæthed falder, og de stiger, hvilket giver plads til synkende koldere og derfor tungere masser, som allerede har frigivet en del af varmen i de nærliggende overfladszoner. Denne proces med varmeoverførsel fortsætter kontinuerligt, hvilket resulterer i dannelse af ordrede lukkede konvektive celler. I dette tilfælde forekommer strømmen af stof næsten i et vandret plan i celleens øvre del af cellen, og det er denne del af strømmen, der bestemmer den horisontale bevægelse af asthenosfærens stof og plader placeret på den. Generelt er de stigende grene af de konvektive celler placeret under zoner med divergerende grænser (MOR og kontinentale kløfter), og de faldende grene - under zoner med konvergente grænser. Således er hovedårsagen til bevægelse af litosfæriske plader "trækning" ved konvektive strømme. Udover,en række andre faktorer virker på pladerne. Især viser det sig, at asthenosfærens overflade er noget hævet over zonerne i stigende grene og mere sænket i fordybningszoner, hvilket bestemmer gravitations "glidningen" af den lithosfæriske plade placeret på en skråt plastoverflade. Derudover er der processer til at trække den tunge kolde oceaniske litosfære i subduktionszoner ind i det varme, og som en konsekvens, mindre tæt asthenosfære, samt hydraulisk kilning ved basalter i MOR-zoner. Derudover er der processer til at trække den tunge kolde oceaniske litosfære i subduktionszoner ind i det varme, og som en konsekvens, mindre tæt asthenosfære, samt hydraulisk kilning ved basalter i MOR-zoner. Derudover er der processer til at trække den tunge kolde oceaniske litosfære i subduktionszoner ind i det varme, og som en konsekvens, mindre tæt asthenosfære, samt hydraulisk kilning ved basalter i MOR-zoner.
De vigtigste drivkræfter for pladetektonik påføres basen af den intraplade dele af lithosfæren - kræfterne af manteltræk (træk) FDO under havene og FDC under kontinenterne, hvis størrelse hovedsagelig afhænger af den asthenosfæriske strømhastighed, og sidstnævnte bestemmes af viskositeten og tykkelsen af det asthenosfæriske lag. Da tykkelsen af asthenosfæren under kontinenterne er meget mindre, og viskositeten er meget højere end under oceanerne, er størrelsen af styrken FDC næsten en størrelsesorden lavere end FDO's størrelse. Under kontinentene, især deres gamle dele (kontinentale skjolde), kiler asthenosfæren næsten ud, så kontinenterne ser ud til at være”strandet”. Da de fleste af de moderne jordes litosfæriske plader inkluderer både oceaniske og kontinentale dele, må man forventeat tilstedeværelsen af et kontinent i pladen generelt bør "bremse" bevægelsen af hele pladen. Sådan sker det faktisk (de hurtigst bevægende næsten rent oceaniske plader i Stillehavet, Cocos og Nazca; de langsomste - den eurasiske, nordamerikanske, sydamerikanske, antarktiske og afrikanske del, hvoraf en betydelig del er besat af kontinenter). Endelig ved konvergente pladegrænser, hvor tunge og kolde kanter af litosfæriske plader (plader) synker ned i mantlen, skaber deres negative opdrift en kraft FNB (indekset i betegnelsen for kraft - fra den engelske negative opdrift). Sidstnævnte handling fører til det faktum, at den undergivende del af pladen synker i asthenosfæren og trækker hele pladen med sig, hvilket øger hastigheden for dens bevægelse. Naturligvis fungerer FNB-styrken sporadisk og kun i bestemte geodynamiske indstillinger,for eksempel i tilfælde af pladekollaps beskrevet ovenfor gennem 670 km sektionen.
Således kan mekanismerne, der driver litosfæriske plader, betinget tildeles til de følgende to grupper: 1) forbundet med kræfterne til manteltræk, anvendt på ethvert punkt på pladebasen, i figuren - kræfterne FDO og FDC; 2) forbundet med de kræfter, der påføres pladernes kanter (kantkraftmekanisme) i figuren - kræfterne fra FRP og FNB. Rollen af denne eller den samme køremekanisme såvel som disse eller andre kræfter vurderes individuelt for hver litosfæreplade.
Kombinationen af disse processer afspejler den generelle geodynamiske proces, der dækker områder fra overfladen til dybe zoner af Jorden. I øjeblikket udvikler sig en to-cellers mantelkonvektion med lukkede celler (i henhold til modellen med gennemgående mantelkonvektion) eller separat konvektion i den øverste og nedre mantel med ophobning af plader under subduktionszoner (ifølge en to-lags model) i jordens mantel. De sandsynlige poler for opløftningen af mantelmaterialet er beliggende i det nordøstlige Afrika (omtrent under krydsområdet mellem afrikanske, somaliske og arabiske plader) og i området påskeøen (under den midterste kam af Stillehavet - East Pacific Uplift). Ækvator af forekomsten af mantelmateriale følger en tilnærmelsesvis kontinuerlig kæde af konvergente pladegrænser langs periferien af Stillehavet og det østlige Indiske hav. Opløsningen af Pangea, der begyndte for omkring 200 millioner år siden og gav anledning til moderne oceaner, vil i fremtiden blive erstattet af et enkeltcelle-regime (i henhold til modellen gennem mantelkonvektionen) eller (ifølge en alternativ model) konvektion vil blive gennem mantelen på grund af sammenbruddet af plader gennem 670 km-sektionen. Dette vil muligvis føre til kollision af kontinenter og dannelsen af et nyt superkontinent, det femte i jordens historie.
Forskydninger af plader overholder lovene i sfærisk geometri og kan beskrives på baggrund af Eulers teorem. Euler's Rotation Theorem siger, at enhver rotation i tredimensionelt rum har en akse. Således kan rotation beskrives ved hjælp af tre parametre: koordinaterne for rotationsaksen (for eksempel dens breddegrad og længdegrad) og rotationsvinklen. Baseret på denne position kan kontinenternes position i de tidligere geologiske epoker rekonstrueres. Analyse af bevægelserne på kontinenterne førte til den konklusion, at de hver 400-600 millioner år forenes til et enkelt superkontinent, som gennemgår yderligere opløsning. Som et resultat af opdelingen af en sådan superkontinent Pangea, der fandt sted for 200-150 millioner år siden, blev de moderne kontinenter dannet.
Pladetektonik er det første generelle geologiske koncept, der kunne testes. Denne kontrol blev udført. I 70'erne. der blev arrangeret et dybvandsboreprogram. Inden for rammerne af dette program borede boreskibet "Glomar Challenger" flere hundrede brønde, som viste en god konvergens af aldre estimeret ud fra magnetiske anomalier med aldre bestemt ud fra basalter eller sedimentære horisonter. Distributionsskemaet for forskellige aldre områder af den oceaniske skorpe er vist i fig.:
Alder på den oceaniske skorpe baseret på magnetiske anomalier (Kenneth, 1987): 1 - områder med mangel på data og jord; 2-8 - alder: 2 - Holocene, Pleistocene, Pliocen (0-5 Ma); 3 - Miocen (5–23 Ma); 4 - Oligocen (23-38 Ma); 5 & mdash; Eocen (38-53 Ma); 6 - Paleocen (53-65 Ma) 7 - kridt (65-135 Ma) 8 - Jurassic (135-190 Ma).
I slutningen af 80'erne. et andet eksperiment til test af bevægelsen af lithosfæriske plader blev afsluttet. Det var baseret på måling af baselinjer i forhold til fjerne kvasarer. På to plader blev der valgt punkter, ved anvendelse af moderne radioteleskoper, afstanden til kvaserne og vinklen på deres deklination blev bestemt, og følgelig blev afstanden mellem punkterne på de to plader beregnet, dvs. baseline blev bestemt. Bestemmelsens nøjagtighed var de første centimeter. Flere år senere blev målingerne gentaget. Der blev opnået en meget god aftale mellem resultaterne beregnet ud fra de magnetiske afvigelser og dataene bestemt fra basislinjerne.
Diagram, der illustrerer resultaterne af målinger af den gensidige forskydning af litosfæriske plader opnået ved interferometri-metoden med en ultra-lang baseline - ISDB (Carter og Robertson, 1987). Pladenes bevægelse ændrer længden af baseline mellem radioteleskoper placeret på forskellige plader. Kortet over den nordlige halvkugle viser de basislinjer, der er blevet målt ved ISDB-metoden med tilstrækkelige data til at give et pålideligt skøn over ændringshastigheden i deres længde (i centimeter om året). Tallene i parentes angiver mængden af pladeforskydning beregnet ud fra den teoretiske model. I næsten alle tilfælde er de beregnede og målte værdier meget tæt.
Således er pladetektonik gennem årene blevet testet ved en række uafhængige metoder. Det anerkendes af verdens videnskabelige samfund som geologiens paradigme på det nuværende tidspunkt.
Når man kender polernes placering og hastigheden for den moderne bevægelse af de litosfæriske plader, hastigheden for ekspansion og absorption af den oceaniske bund, er det muligt at skitsere kontinenternes bevægelsessti i fremtiden og forestille sig deres position i en bestemt periode.
Denne prognose blev foretaget af de amerikanske geologer R. Dietz og J. Holden. I løbet af 50 millioner år, ifølge deres antagelser, vil Atlanterhavet og de indiske oceaner ekspandere på bekostning af Stillehavet, Afrika flytter sig mod nord, og takket være dette vil Middelhavet gradvist blive likvideret. Gibraltarsundet forsvinder, og det "vendte" Spanien lukker Biscayabugten. Afrika bliver delt af de store afrikanske kløfter, og dets østlige del flyttes til den nordøstlige del. Røde Hav vil udvide sig så meget, at det vil adskille Sinai-halvøen fra Afrika, Arabien vil flytte mod nordøst og lukke den persiske Golf. Indien vil i stigende grad bevæge sig mod Asien, hvilket betyder, at Himalaya-bjergene vil vokse. Californien langs San Andreas-fejlen vil adskille sig fra Nordamerika, og et nyt havbassin vil begynde at dannes på dette sted. Væsentlige ændringer finder sted på den sydlige halvkugle. Australien vil krydse ækvator og komme i kontakt med Eurasia. Denne prognose kræver betydelig forfining. Meget her er stadig diskutabel og uklar.