Litoszféra lemezek mozgási iránya térkép. A litoszféra lemezek mozgása

A Föld litoszféra lemezei hatalmas blokkok. Alapozásukat erősen gyűrött gránit metamorfizált magmás kőzetek alkotják. A litoszféra lemezek neveit az alábbi cikk tartalmazza. Felülről három-négy kilométeres „takaró” borítja őket. Üledékes kőzetekből keletkezik. A platform domborzata elszigetelt hegyláncokból és hatalmas síkságokból áll. Ezután a litoszféra lemezek mozgásának elméletét vizsgáljuk meg.

Egy hipotézis kialakulása

A litoszféra lemezek mozgásának elmélete a huszadik század elején jelent meg. Ezt követően a bolygókutatásban fontos szerepet szántak neki. Taylor tudós, és utána Wegener azt a hipotézist állította fel, hogy idővel a litoszféra lemezei vízszintes irányban sodródnak. A 20. század harmincas éveiben azonban ettől eltérő vélemény uralkodott. Szerinte a litoszféra lemezek mozgása függőlegesen történt. Ez a jelenség a bolygó köpenyanyagának differenciálódási folyamatán alapult. Ezt fixizmusnak hívták. Ez az elnevezés annak köszönhető, hogy felismerték a kéregszakaszok tartósan rögzített helyzetét a köpenyhez képest. De 1960-ban, miután felfedezték az óceánközépi gerincek globális rendszerét, amelyek az egész bolygót körülveszik, és egyes területeken elérik a szárazföldet, visszatértek a 20. század eleji hipotézishez. Az elmélet azonban új formát öltött. A blokktektonika a bolygó szerkezetét vizsgáló tudományok vezető hipotézisévé vált.

Alapvető rendelkezések

Megállapították, hogy léteznek nagy litoszféra lemezek. Számuk korlátozott. Vannak a Földön kisebb litoszférikus lemezek is. A határok közöttük a földrengési gócokban lévő koncentráció szerint húzódnak meg.

A litoszférikus lemezek neve megfelel a felettük elhelyezkedő kontinentális és óceáni régióknak. Csak hét tömb van hatalmas területtel. A legnagyobb litoszféra lemezek a dél- és észak-amerikai, euro-ázsiai, afrikai, antarktiszi, csendes-óceáni és indoausztráliai.

Az asztenoszférán lebegő blokkokat szilárdságuk és merevségük jellemzi. A fenti területek a fő litoszféra lemezek. A kezdeti elképzeléseknek megfelelően azt hitték, hogy a kontinensek átjutnak az óceán fenekén. Ebben az esetben a litoszféra lemezek mozgása láthatatlan erő hatására történt. A vizsgálatok eredményeként kiderült, hogy a tömbök passzívan lebegnek a köpenyanyagon. Érdemes megjegyezni, hogy irányuk először függőleges. A köpenyanyag felfelé emelkedik a gerinc gerince alatt. Ekkor a terjedés mindkét irányban megtörténik. Ennek megfelelően megfigyelhető a litoszféra lemezek divergenciája. Ez a modell óriásként ábrázolja az óceán fenekét. Aztán mélytengeri árkokba bújik.

A litoszféra lemezeinek eltérése az óceánok fenekének tágulását váltja ki. A bolygó térfogata azonban ennek ellenére változatlan marad. Az a tény, hogy az új kéreg megszületését kompenzálja annak felszívódása a mélytengeri árkokban lévő aláhúzódási területeken.

Miért mozognak a litoszféra lemezei?

Ennek oka a bolygó köpenyanyagának termikus konvekciója. A litoszféra megnyúlik és felemelkedik, ami a konvektív áramok felszálló ágai felett fordul elő. Ez provokálja a litoszféra lemezek oldalra mozgását. Ahogy a platform távolodik az óceánközépi hasadékoktól, a platform sűrűbbé válik. Nehezedik, felülete lesüllyed. Ez magyarázza az óceán mélységének növekedését. Ennek eredményeként a platform mélytengeri árkokba süllyed. Ahogy a felhevült köpeny lebomlik, lehűl és lesüllyed, medencéket képezve, amelyek megtelnek üledékkel.

A lemezek ütközési zónái olyan területek, ahol a kéreg és a platform összenyomódik. Ebben a tekintetben az első ereje nő. Ennek eredményeként megindul a litoszféra lemezek felfelé mozgása. Hegyek kialakulásához vezet.

Kutatás

A vizsgálat ma geodéziai módszerekkel történik. Lehetővé teszik, hogy következtetést vonjunk le a folyamatok folytonosságáról és mindenütt jelenvalóságáról. A litoszféra lemezek ütközési zónáit is azonosítják. Az emelési sebesség akár több tíz milliméter is lehet.

A vízszintesen nagy litoszféra lemezek valamivel gyorsabban lebegnek. Ebben az esetben a sebesség akár tíz centiméter is lehet egy év leforgása alatt. Így például Szentpétervár már egy méterrel emelkedett fennállásának teljes ideje alatt. Skandináv-félsziget - 250 méterrel 25 000 év alatt. A köpeny anyaga viszonylag lassan mozog. Ennek eredményeként azonban földrengések és egyéb jelenségek fordulnak elő. Ebből következtethetünk az anyagmozgás nagy erejére.

A lemezek tektonikus helyzetének felhasználásával a kutatók számos geológiai jelenséget magyaráznak. Ugyanakkor a vizsgálat során világossá vált, hogy a platformmal lezajló folyamatok összetettsége sokkal nagyobb, mint amilyennek a hipotézis legelején látszott.

A lemeztektonika nem tudta megmagyarázni a deformáció és a mozgás intenzitásának változásait, a mélytörések globális stabil hálózatának jelenlétét és néhány más jelenséget. Nyitott marad az akció történelmi kezdetének kérdése is. A lemeztektonikai folyamatokra utaló közvetlen jelek már a késő proterozoikum korszakától ismertek. Számos kutató azonban felismeri megnyilvánulásukat az archeusból vagy a korai proterozoikumból.

A kutatási lehetőségek bővítése

A szeizmikus tomográfia megjelenése e tudomány minőségileg új szintre való átmenetéhez vezetett. A múlt század nyolcvanas éveinek közepén a mélygeodinamika vált a létező geotudományok legígéretesebb és legfiatalabb irányává. Az új problémákat azonban nemcsak a szeizmikus tomográfia segítségével oldották meg. Más tudományok is segítségükre voltak. Ide tartozik különösen a kísérleti ásványtan.

Az új berendezések elérhetőségének köszönhetően lehetővé vált az anyagok viselkedésének vizsgálata a maximálisnak megfelelő hőmérsékleten és nyomáson a köpeny mélyén. A kutatás során izotópgeokémiai módszereket is alkalmaztak. Ez a tudomány különösen a ritka elemek izotópegyensúlyát vizsgálja, valamint a nemesgázok különböző földi héjakban. Ebben az esetben a mutatókat összehasonlítják a meteoritadatokkal. Geomágneses módszereket alkalmaznak, amelyek segítségével a tudósok megpróbálják feltárni a mágneses térben bekövetkező megfordulások okait és mechanizmusát.

Modern festészet

A platformtektonikai hipotézis továbbra is kielégítően magyarázza a kéregfejlődés folyamatát legalább az elmúlt három milliárd évben. Ugyanakkor vannak műholdas mérések, amelyek szerint megerősítik azt a tényt, hogy a Föld fő litoszféra lemezei nem állnak meg. Ennek eredményeként egy bizonyos kép rajzolódik ki.

A bolygó keresztmetszetében három legaktívabb réteg található. Mindegyik vastagsága több száz kilométer. Feltételezhető, hogy rájuk bízták a főszerepet a globális geodinamikában. 1972-ben Morgan alátámasztotta Wilson 1963-ban feltett hipotézisét a felszálló köpenyfúvókákról. Ez az elmélet megmagyarázta a lemezen belüli mágnesesség jelenségét. Az így létrejött tollatektonika idővel egyre népszerűbb lett.

Geodinamika

Segítségével a köpenyben és a kéregben előforduló, meglehetősen összetett folyamatok kölcsönhatását vizsgálják. Artyushkov „Geodinamika” című munkájában felvázolt koncepcióval összhangban az anyag gravitációs differenciálódása a fő energiaforrás. Ez a folyamat az alsó köpenyben figyelhető meg.

A nehéz komponensek (vas stb.) kőzettől való elválasztása után könnyebb szilárdanyag-tömeg marad vissza. Leszáll a magba. A könnyebb réteg elhelyezése egy nehezebb réteg alá instabil. Ebben a tekintetben a felhalmozódó anyagot időszakonként meglehetősen nagy tömbökbe gyűjtik, amelyek a felső rétegekhez úsznak. Az ilyen formációk mérete körülbelül száz kilométer. Ez az anyag volt az alapja a felsőrész kialakításának

Az alsó réteg valószínűleg differenciálatlan elsődleges anyagot képvisel. A bolygó evolúciója során az alsó köpenynek köszönhetően a felső köpeny nő, a mag pedig növekszik. Valószínűbb, hogy a csatornák mentén az alsó köpenyben könnyű anyagtömbök emelkednek fel. A tömeghőmérséklet bennük meglehetősen magas. A viszkozitás jelentősen csökken. A hőmérséklet növekedését elősegíti, hogy az anyagnak a gravitációs tartományba való felemelkedése során nagy mennyiségű potenciális energia szabadul fel körülbelül 2000 km távolságra. Az ilyen csatorna mentén történő mozgás során a könnyű tömegek erős felmelegedése következik be. Ebben a tekintetben az anyag meglehetősen magas hőmérsékleten és a környező elemekkel összehasonlítva lényegesen kisebb tömeggel lép be a köpenybe.

A csökkentett sűrűség miatt a könnyű anyag 100-200 kilométer vagy annál kisebb mélységig lebeg a felső rétegekbe. A nyomás csökkenésével az anyag komponenseinek olvadáspontja csökken. A mag-köpeny szintű elsődleges differenciálódás után másodlagos differenciálódás következik be. Kis mélységben a könnyű anyag részben megolvad. A differenciálódás során sűrűbb anyagok szabadulnak fel. A felső köpeny alsó rétegeibe süllyednek. A felszabaduló könnyebb alkatrészek ennek megfelelően felfelé emelkednek.

Kémiai konvekciónak nevezzük a köpenyben lévő anyagok mozgásának komplexét, amely a differenciálódás eredményeként eltérő sűrűségű tömegek újraeloszlásával jár. A fénytömegek növekedése körülbelül 200 millió éves periódussal történik. A felső köpenybe való behatolás azonban nem mindenhol figyelhető meg. Az alsó rétegben a csatornák meglehetősen nagy távolságra helyezkednek el egymástól (akár több ezer kilométerre).

Emelőblokkok

Amint fentebb említettük, azokban a zónákban, ahol nagy tömegű, könnyű hevített anyag kerül az asztenoszférába, részleges olvadás és differenciálódás történik. Az utóbbi esetben az alkatrészek kiszabadulását és az azt követő felemelkedésüket feljegyzik. Elég gyorsan átjutnak az asztenoszférán. Amikor elérik a litoszférát, sebességük csökken. Egyes területeken az anyag rendellenes köpeny felhalmozódását képezi. Általában a bolygó felső rétegeiben fekszenek.

Rendellenes köpeny

Összetétele megközelítőleg megfelel a normál köpenyanyagnak. Az anomális klaszter közötti különbség a magasabb hőmérséklet (akár 1300-1500 fok) és a rugalmas longitudinális hullámok csökkentett sebessége.

Az anyag bejutása a litoszféra alá izosztatikus emelkedést vált ki. A megnövekedett hőmérséklet miatt az anomális klaszter kisebb sűrűségű, mint a normál köpenyé. Ezenkívül a készítménynek enyhe viszkozitása van.

A litoszféra elérése során a rendellenes köpeny meglehetősen gyorsan eloszlik az alap mentén. Ugyanakkor kiszorítja az asztenoszféra sűrűbb és kevésbé melegített anyagát. A mozgás előrehaladtával a rendellenes felhalmozódás kitölti azokat a területeket, ahol az emelvény alapja megemelt állapotban van (csapdák), és a mélyen elmerült területeken körbefolyik. Ennek eredményeként az első esetben izosztatikus emelkedés következik be. A víz alatti területek felett a kéreg stabil marad.

Csapdák

A felső köpenyréteg és a kéreg mintegy száz kilométeres mélységig történő lehűlése lassan megy végbe. Összességében több száz millió évbe telik. Ebben a tekintetben a litoszféra vastagságának heterogenitása, amelyet a vízszintes hőmérsékleti különbségek magyaráznak, meglehetősen nagy tehetetlenséggel bírnak. Abban az esetben, ha a csapda a mélyből felfelé irányuló rendellenes felhalmozódás közelében helyezkedik el, nagy mennyiségű anyagot fog fel egy nagyon felhevült anyag. Ennek eredményeként egy meglehetősen nagy hegyi elem képződik. Ennek a sémának megfelelően nagy emelkedések fordulnak elő az epiplatform orogenezis területén

A folyamatok leírása

A csapdában a rendellenes réteg hűtés közben 1-2 kilométerrel összenyomódik. A tetején található kéreg lesüllyed. Az üledék elkezd felhalmozódni a kialakult vályúban. Súlyosságuk hozzájárul a litoszféra még nagyobb süllyedéséhez. Ennek eredményeként a medence mélysége 5-8 km lehet. Ugyanakkor, amikor a kéregben a bazaltréteg alsó részében a köpeny tömörödik, a kőzet fázisátalakulása eklogittá és gránátgranulittá figyelhető meg. Az anomáliás anyagból kilépő hőáram hatására a fedő köpeny felmelegszik, viszkozitása csökken. Ebben a tekintetben a normál felhalmozódás fokozatos eltolódása tapasztalható.

Vízszintes eltolások

Amikor a kontinenseken és az óceánokon rendellenes köpeny behatol a földkéregbe, emelkedők alakulnak ki, a bolygó felső rétegeiben tárolt potenciális energia megnő. A felesleges anyagok kiürítése érdekében hajlamosak eltávolodni egymástól. Ennek eredményeként további feszültségek keletkeznek. A lemezek és a kéreg különböző mozgási típusaihoz kapcsolódnak.

Az óceánfenék tágulása és a kontinensek lebegése a gerincek egyidejű kiterjedésének és a platform köpenybe süllyedésének a következménye. Az előbbi alatt nagy tömegű, erősen hevített rendellenes anyag található. Ezeknek a gerinceknek a tengelyirányú részében az utóbbi közvetlenül a kéreg alatt helyezkedik el. A litoszféra itt lényegesen kisebb vastagságú. Ugyanakkor a rendellenes köpeny nagy nyomású területen terjed – mindkét irányban a gerinc alól. Ugyanakkor elég könnyen felszakítja az óceán kérgét. A rés tele van bazaltos magmával. Ez viszont kiolvad a rendellenes köpenyből. A magma megszilárdulása során új keletkezik. Így nő az alja.

A folyamat jellemzői

A középső gerincek alatt a rendellenes köpeny viszkozitása csökkent a megnövekedett hőmérséklet miatt. Az anyag elég gyorsan terjedhet. Ebben a tekintetben a fenék növekedése fokozott ütemben történik. Az óceáni asztenoszféra viszkozitása is viszonylag alacsony.

A Föld fő litoszférikus lemezei a hegygerincekről lebegnek a süllyedési helyekre. Ha ezek a területek ugyanabban az óceánban találhatók, akkor a folyamat viszonylag nagy sebességgel megy végbe. Ez a helyzet ma jellemző a Csendes-óceánra. Ha a fenék tágulása és süllyedése különböző területeken történik, akkor a köztük lévő kontinens a mélyülés irányába sodródik. A kontinensek alatt az asztenoszféra viszkozitása magasabb, mint az óceánok alatt. A keletkező súrlódás miatt jelentős mozgási ellenállás jelenik meg. Az eredmény a tengerfenék tágulási sebességének csökkenése, hacsak nem kompenzálják a köpeny süllyedését ugyanazon a területen. Így a Csendes-óceánon gyorsabb a terjeszkedés, mint az Atlanti-óceánon.

Litoszférikus lemezek– a Föld litoszférájának nagy merev tömbjei, amelyeket szeizmikusan és tektonikusan aktív törészónák határolnak.

A lemezeket általában mély hibák választják el egymástól, és évente 2-3 cm sebességgel mozognak a köpeny viszkózus rétegén egymáshoz képest. Ahol a kontinentális lemezek összeérnek, összeütköznek és kialakulnak hegyi övek . Amikor a kontinentális és az óceáni lemezek kölcsönhatásba lépnek, az óceáni kéreggel rendelkező lemez a kontinentális kéreggel együtt a lemez alá tolódik, ami mélytengeri árkok és szigetívek kialakulását eredményezi.

A litoszféra lemezek mozgása a köpenyben lévő anyagmozgással függ össze. A köpeny bizonyos részein erőteljes hő- és anyagáramlások szállnak fel a mélyéből a bolygó felszínére.

A Föld felszínének több mint 90%-a borított 13 -a legnagyobb litoszféra lemezek.

Rés– a földkéreg hatalmas törése, amely annak vízszintes nyúlása során keletkezett (azaz ahol a hő- és anyagáramlás szétválik). A hasadékokban magma kiáramlik, új törések, hortok és grabens keletkeznek. Óceánközépi gerincek alakulnak ki.

Első kontinentális sodródás hipotézise (azaz a földkéreg vízszintes mozgása) a XX. A. Wegener. Ennek alapján készült litoszféra elmélet t Ezen elmélet szerint a litoszféra nem monolit, hanem az asztenoszférán „lebegő” nagy és kis lemezekből áll. A litoszféra lemezek közötti határterületeket ún szeizmikus övek - ezek a bolygó legnyugtalanabb területei.

A földkéreg stabil (platformok) és mobil területekre (hajtogatott területek – geoszinklinák) oszlik.

- erőteljes víz alatti hegyi építmények az óceán fenekén belül, leggyakrabban középső pozíciót foglalnak el. Az óceánközépi gerincek közelében a litoszféra lemezek eltávolodnak egymástól, és megjelenik a fiatal bazaltos óceáni kéreg. A folyamatot intenzív vulkanizmus és magas szeizmicitás kíséri.

A kontinentális hasadékzónák például a kelet-afrikai hasadékrendszer, a Bajkál-hasadékrendszer. A hasadékokat, akárcsak az óceánközépi gerinceket, szeizmikus aktivitás és vulkanizmus jellemzi.

Lemeztektonika- egy hipotézis, amely arra utal, hogy a litoszféra nagy lemezekre oszlik, amelyek vízszintesen mozognak a köpenyen keresztül. Az óceánközépi gerincek közelében a litoszféra lemezek eltávolodnak egymástól és nőnek a Föld beléből felszálló anyag miatt; mélytengeri árkokban az egyik lemez a másik alá mozog, és elnyeli a köpeny. A lemezek ütközésénél redős szerkezetek jönnek létre.

Lemeztektonika (lemeztektonika) egy modern geodinamikai koncepció, amely a litoszféra viszonylag integrált töredékeinek (litoszféra lemezeinek) nagy léptékű vízszintes mozgásának koncepcióján alapul. Így a lemeztektonika a litoszféra lemezek mozgásával és kölcsönhatásaival foglalkozik.

A kéregtömbök vízszintes mozgására az első felvetést Alfred Wegener tette fel az 1920-as években a „kontinensdrift” hipotézis keretein belül, de ez a hipotézis akkor még nem kapott támogatást. Csak az 1960-as években az óceán fenekével kapcsolatos tanulmányok döntő bizonyítékot adtak az óceáni kéreg kialakulása (terjedése) miatti vízszintes lemezmozgások és az óceán tágulási folyamataira. A horizontális mozgások domináns szerepére vonatkozó elképzelések újjáéledése a „mobilisztikus” irányzat keretein belül következett be, melynek fejlődése a lemeztektonika modern elméletének kialakulásához vezetett. A lemeztektonika fő elveit 1967-68-ban fogalmazta meg amerikai geofizikusok egy csoportja - W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes korábbi (1961-62) elképzeléseinek kidolgozása során. G. Hess és R. Digtsa amerikai tudósok az óceán fenekének tágulásáról (terjedése)

A lemeztektonika alapjai

A lemeztektonika alapelvei több alapvetésben is összefoglalhatók

1. A bolygó felső sziklás része két, reológiai tulajdonságaiban jelentősen eltérő héjra tagolódik: egy merev és rideg litoszférára, valamint az alatta lévő műanyag és mozgékony asztenoszférára.

2. A litoszféra lemezekre oszlik, folyamatosan mozogva a műanyag asztenoszféra felületén. A litoszféra 8 nagy lemezre, több tucat közepes lemezre és sok kicsire oszlik. A nagy és közepes födémek között kis kéreglapok mozaikjából összeállított övek helyezkednek el.

A lemezhatárok szeizmikus, tektonikus és magmatikus aktivitású területek; a lemezek belső részei gyengén szeizmikusak, és az endogén folyamatok gyenge megnyilvánulása jellemzi.

A Föld felszínének több mint 90%-a 8 nagy litoszféra lemezre esik:

ausztrál lemez,
Antarktiszi lemez,
afrikai tányér,
Eurázsiai lemez,
Hindusztán lemez,
Csendes-óceáni lemez,
Észak-amerikai lemez,
Dél-amerikai lemez.

Középső lemezek: arab (szubkontinens), karibi, fülöp-szigeteki, Nazca és Coco és Juan de Fuca stb.

Egyes litoszférikus lemezek kizárólag óceáni kéregből állnak (például a Csendes-óceáni lemez), mások az óceáni és a kontinentális kéreg töredékeit egyaránt tartalmazzák.

3. A lemezek relatív mozgásának három típusa van: divergencia (divergencia), konvergencia (konvergencia) és nyírómozgások.

Ennek megfelelően háromféle főlemezhatárt különböztetünk meg.

Eltérő határok– határok, amelyek mentén a lemezek eltávolodnak egymástól.

A litoszféra vízszintes nyújtásának folyamatait ún riftelés. Ezek a határok az óceáni medencékben található kontinentális hasadékokra és az óceánközépi gerincekre korlátozódnak.

A "rift" kifejezést (az angol rift - rés, repedés, rés) a földkéreg nyúlása során keletkező, mély eredetű nagy lineáris szerkezetekre alkalmazzák. Szerkezetüket tekintve grabenszerű szerkezetek.

Hasadékok mind a kontinentális, mind az óceáni kérgen kialakulhatnak, egyetlen, a geoid tengelyéhez képest orientált globális rendszert alkotva. Ebben az esetben a kontinentális hasadékok kialakulása a kontinentális kéreg folytonosságának megszakadásához és ennek a hasadéknak óceáni hasadékgá való átalakulásához vezethet (ha a hasadék tágulása a kontinentális kéreg szakadási szakasza előtt megáll, üledékekkel megtelve aulakogénné alakul).

Az óceáni hasadékok zónáiban (az óceánközéphátságokon) a lemezelválás folyamatát az asztenoszférából érkező magmás bazaltolvadék következtében új óceáni kéreg képződése kíséri. Ezt a folyamatot, amelyben a köpenyanyag beáramlása következtében új óceáni kéreg keletkezik, ún terjed(az angol terjedésből - terítsd ki, bontsd ki).

Az óceánközépi gerinc szerkezete

A terítés során minden kiterjesztési impulzust egy új köpenyolvadék-rész érkezése kísér, amely megszilárdulva felépíti a MOR tengelytől eltérő lemezek széleit.

Ezekben a zónákban történik a fiatal óceáni kéreg kialakulása.

Konvergens határok– határok, amelyek mentén a lemezütközések előfordulnak. Az ütközés során három fő interakciós lehetőség lehet: „óceáni – óceáni”, „óceáni – kontinentális” és „kontinentális – kontinentális” litoszféra. Az ütköző lemezek természetétől függően többféle folyamat is előfordulhat.

Szubdukció- egy óceáni lemez kontinentális vagy más óceáni lemez alá való alászállásának folyamata. A szubdukciós zónák a mélytengeri árkok szigetívekhez kapcsolódó tengelyirányú részeire korlátozódnak (amelyek az aktív peremek elemei). A szubdukciós határok az összes konvergens határ hosszának körülbelül 80%-át teszik ki.

A kontinentális és az óceáni lemezek ütközésekor természetes jelenség az óceáni (nehezebb) lemez eltolódása a kontinentális lemez széle alá; Amikor két óceán ütközik, az ősibb (vagyis a hűvösebb és sűrűbb) elsüllyed.

A szubdukciós zónák jellegzetes szerkezetűek: jellemző elemeik a mélytengeri árok - egy vulkáni szigetív - egy hátsó ívű medence. Az aláhúzó lemez hajlítási és alátolási zónájában mélytengeri árok képződik. Ahogy ez a lemez elsüllyed, vizet kezd veszíteni (az üledékekben és ásványi anyagokban bőven található), ez utóbbi, mint ismeretes, jelentősen csökkenti a kőzetek olvadási hőmérsékletét, ami olvadáspontok kialakulásához vezet, amelyek táplálják a szigetívek vulkánjait. A vulkáni ív hátulján általában előfordul némi nyúlás, ami meghatározza a hátsó ív medence kialakulását. A hátíves medencezónában a nyújtás olyan jelentős lehet, hogy a lemezkéreg felszakadásához és egy óceáni kéregű medence megnyílásához vezet (ún. back-arc spreading folyamat).

A szubdukciós lemez köpenybemerülését a lemezek érintkezésénél és az alátétlemez belsejében fellépő földrengések gócai követik (hidegebbek és ezért törékenyebbek, mint a környező köpenykőzetek). Ezt a szeizmikus fókuszzónát ún Benioff-Zvaritsky zóna.

A szubdukciós zónákban megindul az új kontinentális kéreg kialakulásának folyamata.

A kontinentális és az óceáni lemezek közötti kölcsönhatás sokkal ritkább folyamata a folyamat obdukció– az óceáni litoszféra egy részének a kontinentális lemez peremére lökése. Hangsúlyozni kell, hogy e folyamat során az óceánlemez elválik, és csak a felső része - a kéreg és a felső köpeny több kilométere - mozog előre.

Kontinentális lemezek ütközésekor, amelyek kérge könnyebb, mint a köpeny anyaga, és emiatt nem tud belemerülni, folyamat megy végbe. ütközések. Az ütközés során az ütköző kontinentális lemezek szélei összenyomódnak, összenyomódnak, nagy tolóerőrendszerek jönnek létre, ami összetett redő-tolószerkezetű hegyi építmények növekedéséhez vezet. Egy ilyen folyamat klasszikus példája a hindusztáni lemez ütközése az eurázsiai lemezzel, amelyet a Himalája és Tibet grandiózus hegyrendszereinek növekedése kísér.

Ütközési folyamatmodell

Az ütközési folyamat felváltja a szubdukciós folyamatot, és ezzel teljessé válik az óceáni medence lezárása. Sőt, az ütközési folyamat kezdetén, amikor a kontinensek szélei már közelebb kerültek egymáshoz, az ütközés a szubdukciós folyamattal párosul (az óceáni kéreg maradványai tovább süllyednek a kontinens széle alá).

Az ütközési folyamatokra jellemző a nagy kiterjedésű regionális metamorfizmus és az intruzív granitoid magmatizmus. Ezek a folyamatok egy új kontinentális kéreg kialakulásához vezetnek (a rá jellemző gránitgneisz réteggel).

A határok átalakítása– határok, amelyek mentén a lemezek nyírási elmozdulásai következnek be.

A Föld litoszféra lemezeinek határai

1 – eltérő határok ( A -óceán közepén, b – kontinentális szakadások); 2 – átalakítja a határokat; 3 – konvergens határok ( A - sziget-ív, b – aktív kontinentális peremek, V - konfliktus); 4 – a lemezmozgás iránya és sebessége (cm/év).

4. A szubdukciós zónákban elnyelt óceáni kéreg térfogata megegyezik a terjedési zónákban megjelenő kéreg térfogatával. Ez az álláspont azt az elképzelést hangsúlyozza, hogy a Föld térfogata állandó. De ez a vélemény nem az egyetlen és végérvényesen bizonyított. Lehetséges, hogy a sík térfogata pulzálóan változik, vagy lehűlés hatására csökken.

5. A lemezmozgás fő oka a köpeny konvekciója , amelyet a köpeny termogravitációs áramai okoznak.

Ezeknek az áramlatoknak az energiaforrása a Föld középső régiói közötti hőmérséklet-különbség és felszínközeli részeinek hőmérséklete. Ebben az esetben az endogén hő fő része a mag és a köpeny határán szabadul fel a mély differenciálódási folyamat során, amely meghatározza az elsődleges kondritos anyag szétesését, amely során a fém rész a központba rohan, épület felfelé a bolygó magjában, a szilikát rész pedig a köpenyben koncentrálódik, ahol tovább differenciálódik.

A Föld középső zónáiban felhevült kőzetek kitágulnak, sűrűségük csökken, felúsznak, helyet adva a hidegebb és ezért nehezebb tömegeknek, amelyek a felszínhez közeli zónákban már leadtak a hő egy részét. Ez a hőátadási folyamat folyamatosan megy végbe, ami rendezett zárt konvektív cellák kialakulását eredményezi. Ebben az esetben a sejt felső részében az anyagáramlás szinte vízszintes síkban történik, és az áramlásnak ez a része határozza meg az asztenoszféra anyagának és a rajta elhelyezkedő lemezek vízszintes mozgását. Általánosságban elmondható, hogy a konvektív sejtek felszálló ágai a divergens határok (MOR és kontinentális hasadékok) zónái alatt, míg a leszálló ágak a konvergens határok zónái alatt helyezkednek el.

Így a litoszféra lemezek mozgásának fő oka a konvektív áramok „húzása”.

Ezenkívül számos más tényező is befolyásolja a födémeket. Különösen az asztenoszféra felülete kissé megemelkedett a felszálló ágak zónái felett, és süllyedtebb a süllyedés zónáiban, ami meghatározza a ferde műanyag felületen elhelyezkedő litoszféra lemez gravitációs „csúszását”. Ezenkívül léteznek olyan folyamatok, amelyek során a szubdukciós zónákban erős hideg óceáni litoszférát vonnak be a forró, és ennek következtében kevésbé sűrű asztenoszférába, valamint a MOR zónákban a bazaltok hidraulikus beékelődése.

ábra - Litoszféra lemezekre ható erők.

A lemeztektonika fő mozgatórugói a litoszféra lemezen belüli részeinek alapjaira vonatkoznak - a köpenyellenállás az óceánok alatt az FDO-t, a kontinensek alatt pedig az FDC-t kényszeríti, amelyek nagysága elsősorban az asztenoszféra áramlási sebességétől függ, és a ez utóbbit az asztenoszférikus réteg viszkozitása és vastagsága határozza meg. Mivel a kontinensek alatt az asztenoszféra vastagsága sokkal kisebb, a viszkozitása pedig sokkal nagyobb, mint az óceánok alatt, az erő nagysága FDC csaknem egy nagyságrenddel kisebb, mint FDO. A kontinensek, különösen az ősi részeik (kontinenspajzsok) alatt az asztenoszféra szinte kicsípődik, így a kontinensek „sodortnak” tűnnek. Mivel a modern Föld legtöbb litoszférikus lemeze egyaránt tartalmaz óceáni és kontinentális részeket, várható, hogy egy kontinens jelenléte a lemezben általában „lelassítja” az egész lemez mozgását. Ez valójában így történik (a leggyorsabban mozgó szinte tisztán óceáni lemezek a Csendes-óceán, a Kókusz és a Nazca; a leglassabbak az eurázsiai, észak-amerikai, dél-amerikai, antarktiszi és afrikai lemezek, amelyek területének jelentős részét kontinensek foglalják el) . Végül a konvergens lemezhatárokon, ahol a litoszféra lemezek (lemezek) nehéz és hideg élei a köpenybe süllyednek, negatív felhajtóerejük erőt hoz létre. FNB(index az erősség megjelölésében - angolból negatív felhajtóerő). Ez utóbbi hatása oda vezet, hogy a lemez aláhúzó része elsüllyed az asztenoszférában, és magával húzza az egész lemezt, ezáltal növeli a mozgás sebességét. Nyilván az erő FNB epizodikusan és csak bizonyos geodinamikai helyzetekben fejti ki hatását, például a 670 km-es szakaszon keresztül a fent leírt födémek összeomlása esetén.

Így a litoszféra lemezeket mozgásba hozó mechanizmusok feltételesen a következő két csoportba sorolhatók: 1) a köpeny „húzóereje” ( palásthúzó mechanizmus), a födémek aljzatának bármely pontjára felhordva, az ábra szerint. 2.5.5 – erők FDOÉs FDC; 2) a lemezek szélére ható erőkhöz kapcsolódik ( élerő mechanizmus), az ábrán - erők FRPÉs FNB. Az egyik vagy másik hajtómechanizmus szerepét, valamint bizonyos erőket minden egyes litoszféra lemez esetében egyedileg értékelik.

E folyamatok kombinációja az általános geodinamikai folyamatot tükrözi, a felszíntől a Föld mély zónáiig terjedő területeket.

Köpenykonvekciós és geodinamikai folyamatok

Jelenleg kétcellás köpenykonvekció van kialakulóban zárt cellákkal a Föld köpenyében (az átmenő köpeny konvekció modellje szerint), vagy külön konvekció a felső és alsó köpenyben a szubdukciós zónák alatti födémek felhalmozódásával (a két- szintű modell). A köpenyanyag felemelkedésének valószínű pólusai Afrika északkeleti részén (körülbelül az afrikai, szomáliai és arab lemezek találkozási zónájában) és a Húsvét-szigetek régiójában (a Csendes-óceán középső gerince alatt - a Csendes-óceán keleti emelkedése) találhatók. .

A köpeny süllyedésének egyenlítője a konvergens lemezhatárok nagyjából folyamatos láncolatát követi a Csendes-óceán és az Indiai-óceán keleti részének perifériáján.

A köpenykonvekció modern rezsimje, amely körülbelül 200 millió évvel ezelőtt, a Pangea összeomlásával kezdődött és modern óceánokat eredményezett, a jövőben egysejtű rendszerre változik (a köpenyen keresztüli konvekció modellje szerint) vagy ( alternatív modell szerint) a konvekció a födémek összeomlása miatt egy 670 km-es szakaszon átmenő köpennyé válik. Ez kontinensek ütközéséhez és egy új szuperkontinens kialakulásához vezethet, a Föld történetében az ötödik.

6. A lemezek mozgása a gömbgeometria törvényeinek engedelmeskedik, és az Euler-tétel alapján írható le. Az Euler-féle forgástétel kimondja, hogy a háromdimenziós tér bármely forgásának van tengelye. Így az elforgatás három paraméterrel írható le: a forgástengely koordinátáival (például szélessége és hosszúsága) és az elforgatási szög. Ezen álláspont alapján rekonstruálható a kontinensek helyzete az elmúlt geológiai korszakokban. A kontinensek mozgásának elemzése arra a következtetésre jutott, hogy 400-600 millió évenként egyesülnek egyetlen szuperkontinenssé, amely ezt követően szétesik. Egy ilyen szuperkontinens Pangea kettéválása következtében, amely 200-150 millió évvel ezelőtt történt, modern kontinensek jöttek létre.

Néhány bizonyíték a litoszféra lemeztektonika mechanizmusának valóságára

Az óceáni kéreg régebbi kora a szétterülő tengelyektől való távolsággal(Lásd a képen). Ugyanebben az irányban az üledékes réteg vastagságának és rétegtani teljességének növekedése figyelhető meg.

ábra - Az Atlanti-óceán északi részének óceánfenékének kőzeteinek korának térképe (W. Pitman és M. Talvani, 1972 szerint). Az óceán fenekének különböző korintervallumú szakaszai különböző színekkel vannak kiemelve; A számok az életkort jelzik évmilliókban.

Geofizikai adatok.

ábra - Tomografikus profil a Görög-árokon, Krétán és az Égei-tengeren keresztül. A szürke körök a földrengések hipocentrumai. Az aláhúzó hidegköpeny lemeze kékkel, a melegköpeny pirossal látható (V. Spackman, 1989 szerint)

Az Észak- és Dél-Amerika alatti szubdukciós zónában eltűnt hatalmas Faralon-lemez maradványait a „hideg” köpeny lemezei formájában rögzítették (Észak-Amerikán átívelő szakasz, az S-hullámok mentén). Grand szerint, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, sz. 4, 1-7

​Az óceánok lineáris mágneses anomáliáit az 50-es években fedezték fel a Csendes-óceán geofizikai vizsgálatai során. Ez a felfedezés lehetővé tette Hess és Dietz számára, hogy 1968-ban megfogalmazzák az óceánfenék terjedésének elméletét, amely a lemeztektonika elméletévé nőtte ki magát. Az elmélet helyességének egyik legmeggyőzőbb bizonyítékává váltak.

ábra - Szalagmágneses anomáliák kialakulása szórás közben.

A csíkmágneses anomáliák kialakulásának oka az óceáni kéreg születési folyamata az óceánközépi gerincek terjedési zónáiban, amikor a Föld mágneses terének Curie-pontja alá hűlnek a bazaltok, amelyek remanens mágnesességet szereznek. A mágnesezés iránya egybeesik a Föld mágneses mezejének irányával, azonban a Föld mágneses mezejének időszakos inverziói miatt a kitört bazaltok különböző mágnesezési irányú csíkokat alkotnak: közvetlen (a mágneses tér modern irányával egybeeső) és fordított irányban. .

ábra - Az óceán mágnesesen aktív rétegének szalagszerkezetének és mágneses anomáliáinak kialakulásának sémája (Vine – Matthews modell).

A földkérget vetések bontják litoszférikus lemezekre, amelyek hatalmas tömör tömbök, amelyek elérik a köpeny felső rétegeit. Ezek a földkéreg nagy, stabil részei, folyamatos mozgásban, a Föld felszínén csúszva. A litoszférikus lemezek vagy kontinentális, vagy óceáni kéregből állnak, és némelyik kontinentális masszívumot óceánival kombinál. 7 legnagyobb litoszféra lemez van, amelyek bolygónk felszínének 90% -át elfoglalják: Antarktisz, Eurázsia, Afrika, Csendes-óceáni, Indo-ausztrál, dél-amerikai, észak-amerikai. Rajtuk kívül több tucat közepes méretű födém és sok kicsi. A közepes és nagy lapok között kis kéreglapokból álló mozaik formájában szalagok vannak.

A lemeztektonika elmélete

A litoszféra lemezek elmélete a mozgásukat és a mozgáshoz kapcsolódó folyamatokat vizsgálja. Ez az elmélet azt állítja, hogy a globális tektonikai változások oka a litoszféra blokkok - lemezek - vízszintes mozgása. A lemeztektonika a földkéreg blokkjainak kölcsönhatását és mozgását vizsgálja.

Wagner elmélete

Az ötlet, hogy a litoszféra lemezek vízszintesen mozognak, először Alfred Wagner vetette fel az 1920-as években. Hipotézist állított fel a „kontinens sodródásáról”, de azt akkoriban nem ismerték el megbízhatónak. Később, az 1960-as években az óceánfenék vizsgálata is megtörtént, melynek eredményeként beigazolódtak Wagner sejtései a lemezek vízszintes mozgásáról, valamint az óceáni kéreg kialakulása (terjedés) okozta óceántágulási folyamatok jelenléte. , derült ki. Az elmélet főbb rendelkezéseit 1967-68-ban J. Isaacs, C. Le Pichon, L. Sykes, J. Oliver, W. J. Morgan amerikai geofizikusok fogalmazták meg. Ezen elmélet szerint a lemezhatárok tektonikus, szeizmikus és vulkáni aktivitású zónákban helyezkednek el. A határok divergensek, transzformatívak és konvergensek.

A litoszféra lemezek mozgása

A litoszférikus lemezek a köpeny felső részében elhelyezkedő anyagmozgás következtében elkezdenek mozogni. A szakadási zónákban ez az anyag áttöri a kérget, szétnyomva a lemezeket. A legtöbb repedés az óceán fenekén található, mivel ott a földkéreg sokkal vékonyabb. A legnagyobb szárazföldi hasadékok a Bajkál-tó és az Afrikai Nagy-tavak közelében találhatók. A litoszféra lemezek mozgása évi 1-6 cm sebességgel történik. Ha egymásnak ütköznek, határaikon kontinentális kéreg jelenlétében hegyrendszerek keletkeznek, és abban az esetben, ha az egyik lemezen óceáni eredetű kéreg van, mélytengeri árkok keletkeznek.

A lemeztektonika alapelvei több pontra bontakoznak ki.

1. A Föld felső sziklás részén két kagyló található, amelyek geológiai jellemzőiben jelentősen eltérnek egymástól. Ezek a kagylók a kemény és törékeny litoszféra és az alatta lévő mozgékony asztenoszféra. A litoszféra alapja egy forró izoterma, melynek hőmérséklete 1300°C.
2. A litoszféra a földkéreg lemezeiből áll, amelyek folyamatosan mozognak az asztenoszféra felszínén.

A litoszférikus lemezek nagy merevséggel rendelkeznek, és külső hatások nélkül is képesek hosszú ideig megőrizni szerkezetüket és alakjukat változás nélkül.

Lemezmozgás

A litoszféra lemezek állandó mozgásban vannak. Ez a felső rétegekben fellépő mozgás a köpenyben jelen lévő konvektív áramoknak köszönhető. Az egyes litoszféra lemezek egymáshoz képest közelednek, eltérnek és elcsúsznak. Amikor a lemezek összeérnek, kompressziós zónák keletkeznek, és ezt követően az egyik lemez rátolása (elnyomódása) a szomszédos lemezre, vagy a szomszédos képződmények kitolása (subdukciója). Ha eltérés lép fel, feszültségi zónák jelennek meg, jellegzetes repedésekkel a határok mentén. Csúszáskor hibák keletkeznek, amelyek síkjában a közeli lemezek figyelhetők meg.

Mozgási eredmények

A hatalmas kontinentális lemezek konvergenciájának területein, amikor ütköznek, hegyláncok keletkeznek. Hasonlóan egy időben keletkezett a Himalája hegyrendszer, amely az indoausztrál és eurázsiai lemezek határán alakult ki. Az óceáni litoszféra lemezek és a kontinentális képződmények ütközésének eredménye szigetívek és mélytengeri árkok.

Az óceánközépi gerincek axiális zónáiban jellegzetes szerkezetű hasadékok keletkeznek (az angol Riftből - törés, repedés, rés). A földkéreg lineáris tektonikus szerkezetének hasonló, több száz és ezer kilométer hosszúságú, több tíz vagy száz kilométer szélességű képződményei a földkéreg vízszintes megnyúlása következtében keletkeznek. A nagyon nagy hasadékokat általában riftrendszereknek, öveknek vagy zónáknak nevezik.

Tekintettel arra, hogy minden litoszféra lemez egy lemez, töréseiben fokozott szeizmikus aktivitás és vulkanizmus figyelhető meg. Ezek a források meglehetősen szűk zónákban helyezkednek el, amelyek síkjában a szomszédos lemezek súrlódása és kölcsönös mozgása következik be. Ezeket a zónákat szeizmikus öveknek nevezzük. A mélytengeri árkok, az óceánközépi gerincek és a zátonyok a földkéreg mozgékony területei, az egyes litoszféra lemezek határán helyezkednek el. Ez ismét megerősíti, hogy a földkéreg kialakulásának folyamata ezeken a helyeken jelenleg is meglehetősen intenzíven zajlik.

A litoszféra lemezek elméletének fontossága tagadhatatlan. Mivel ő képes megmagyarázni a hegyek jelenlétét a Föld egyes régióiban és másokban. A litoszféra lemezek elmélete lehetővé teszi a határaik területén előforduló katasztrofális jelenségek megmagyarázását és előrejelzését.