Podľa modernej teórie litosférických dosiek je celá litosféra úzkymi a aktívnymi zónami - hlboko zakorenené chyby - rozdelená na samostatné bloky, ktoré sa pohybujú v plastickej vrstve horného plášťa relatívne k sebe rýchlosťou 2 až 3 cm za rok. Tieto bloky sa nazývajú litosférické platne.
Hypotézu horizontálneho pohybu kôrových blokov prvýkrát vypracoval Alfred Wegener v 20. rokoch 20. storočia v rámci hypotézy „kontinentálneho unášania“, ale táto hypotéza v tom čase nepodporovala.
Až v šesťdesiatych rokoch 20. storočia boli štúdie oceánskeho dna presvedčivým dôkazom horizontálnych pohybov platní a procesov rozširovania oceánu v dôsledku formovania (šírenia) oceánskej kôry. Oživenie myšlienok o dominantnej úlohe horizontálnych pohybov sa uskutočnilo v rámci „mobilistického“smerovania, ktorého vývoj viedol k rozvoju modernej teórie doskovej tektoniky. Hlavné princípy doskovej tektoniky sformulovala v rokoch 1967-68 skupina amerických geofyzikov - W. J. Morgan, K. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes pri vývoji predchádzajúcich (1961-62) myšlienok amerických vedcov G. Hessa. a R. Digz o expanzii (rozšírení) dna oceánu.
Tvrdí sa, že vedci si nie sú úplne istí, čo spôsobuje tieto veľmi posuny a ako sa určujú hranice tektonických platní. Existuje nespočetné množstvo rôznych teórií, ale žiadna z nich plne nevysvetľuje všetky aspekty tektonickej činnosti.
Poďme aspoň zistiť, ako si to teraz myslia.
Wegener napísal: „V roku 1910 ma prvýkrát napadla myšlienka pohybu kontinentov … keď ma zarazila podobnosť pobrežia na oboch stranách Atlantického oceánu.“Navrhol, že na začiatku paleozoika boli na Zemi dva veľké kontinenty - Laurasia a Gondwana.
Laurasia bola severným kontinentom, ktorý zahŕňal územia modernej Európy, Ázie bez Indie a Severnej Ameriky. Južná pevnina - Gondwana spojila moderné územia Južnej Ameriky, Afriky, Antarktídy, Austrálie a Hindustanu.
Propagačné video:
Medzi Gondwanou a Laurasiou boli prvé morské plody - Tethys, ako obrovská zátoka. Zvyšok Zeme obsadil oceán Panthalassa.
Asi pred 200 miliónmi rokov sa Gondwana a Laurasia spojili do jedného kontinentu - Pangea (Pan - universal, Ge - earth).
Približne pred 180 miliónmi rokov sa kontinent Pangea opäť začal deliť na jednotlivé časti, ktoré boli zmiešané na povrchu našej planéty. Rozdelenie sa uskutočnilo nasledovne: najprv sa znovu objavili Laurasia a Gondwana, potom sa rozdelila Laurasia a potom sa rozdelila Gondwana. Kvôli rozdeleniu a divergencii častí Pangea sa vytvorili oceány. Atlantický a indický oceán možno považovať za mladý; old - Quiet. Severný ľadový oceán sa izoloval zvyšujúcim sa objemom pôdy na severnej pologuli.
A. Wegener našiel veľa potvrdení o existencii jediného kontinentu Zeme. Existencia pozostatkov starých zvierat v Afrike a Južnej Amerike - Listosaurs sa mu zdala obzvlášť presvedčivá. Boli to plazy, podobné malým hrochom, ktoré žili iba v sladkovodných telách. To znamená, že nemohli plávať obrovské vzdialenosti v slanej morskej vode. Podobné dôkazy našiel v rastlinnej ríši.
Záujem o hypotézu pohybu kontinentov v 30. rokoch 20. storočia. mierne klesol, ale v 60. rokoch sa opäť oživil, keď v dôsledku štúdií reliéfu a geológie dna oceánu boli získané údaje naznačujúce procesy rozširovania (šírenia) oceánskej kôry a „potápania“niektorých častí kôry pod ostatnými (subduction).
Štruktúra kontinentálnej trhliny.
Horná skalná časť planéty je rozdelená do dvoch škrupín, čo sa výrazne líši v reologických vlastnostiach: tuhá a krehká litosféra a plastová a pohyblivá astenosféra.
Dno litosféry je izoterma približne 1300 ° C, čo zodpovedá teplote topenia (solidus) plášťového materiálu pri lithostatickom tlaku existujúcom v hĺbkach prvých stoviek kilometrov. Horniny ležiace nad touto izotermou na Zemi sú dostatočne chladné a správajú sa ako tvrdý materiál, zatiaľ čo horniny nachádzajúce sa v rovnakom zložení sú dostatočne zahriate a relatívne ľahko deformovateľné.
Litosféra je rozdelená na doštičky, ktoré sa neustále pohybujú po povrchu plastickej astenosféry. Litosféra je rozdelená na 8 veľkých dosiek, desiatky stredných dosiek a veľa malých dosiek. Medzi veľkými a strednými doskami sú pásy zložené z mozaík malých kôrovitých dosiek.
Hranice dosiek sú oblasti seizmickej, tektonickej a magmatickej aktivity; vnútorné oblasti doštičiek sú slabo seizmické a vyznačujú sa slabým prejavom endogénnych procesov.
Viac ako 90% zemského povrchu padá na 8 veľkých litosférických platní:
Niektoré litosférické platne sa skladajú výlučne z morskej kôry (napríklad Pacific Plate), iné zahŕňajú fragmenty z morskej aj kontinentálnej kôry.
Nákres formácie posunu.
Existujú tri typy relatívnych pohybov dosiek: divergencia (divergencia), konvergencia (konvergencia) a šmykové pohyby.
Rozdielne hranice sú hranice, pozdĺž ktorých sa platne pohybujú od seba. Geodynamické prostredie, v ktorom sa vyskytuje proces horizontálneho napínania zemskej kôry, sprevádzané vznikom predĺžených lineárne predĺžených štrbinových alebo priekopových depresií, sa nazýva rifting. Tieto hranice sú obmedzené na kontinentálne trhliny a hrebene stredného oceánu v oceánskych kotlinách. Pojem „trhlina“(z anglického trhliny - prasknutie, prasklina, medzera) sa používa na veľké lineárne štruktúry hlbokého pôvodu, ktoré sa tvoria pri napínaní zemskej kôry. Pokiaľ ide o štruktúru, jedná sa o drapákové štruktúry. Trhliny môžu byť položené na kontinentálnej aj na oceánskej kôre a tvoria jediný globálny systém orientovaný vzhľadom na geoidnú os. V tomto prípade môže vývoj kontinentálnych štrbín viesť k prasknutiu kontinuity kontinentálnej kôry ak premene tohto štrku na oceánsku štrbinu (ak sa expanzia štrku zastaví pred fázou prasknutia kontinentálnej kôry, vyplní sa sedimentami a zmení sa na aulakogén).
Proces posuvných dosiek v zónach oceánskych trhliniek (stredo-oceánske hrebene) je sprevádzaný vytvorením novej oceánskej kôry v dôsledku magmatickej čadičovej taveniny pochádzajúcej z astenosféry. Tento proces vytvárania novej oceánskej kôry v dôsledku prítoku plášťového materiálu sa nazýva šírenie (z anglického šírenia - rozširovanie, rozširovanie).
Štruktúra hrebeňa stredného oceánu. 1 - astenosféra, 2 - ultrabázické horniny, 3 - základné horniny (gabbroidy), 4 - komplex rovnobežných hrádzí, 5 - bazálne dna oceánskeho dna, 6 - segmenty oceánskej kôry, ktoré sa vytvorili v rôznych časoch (IV so starnutím), 7 - magmatický povrch takmer komora (s ultrabázickou magmou v dolnej časti a hlavnou v hornej), 8 - sedimenty oceánskeho dna (1-3, ako sa akumulujú).
Pri rozprestieraní je každý predlžovací impulz sprevádzaný prítokom novej časti plášťov topiacich sa plášťov, ktoré pri tuhnutí vytvárajú okraje dosiek rozbiehajúcich sa od osi MOR. V týchto zónach sa vytvára mladá oceánska kôra
Zrážka kontinentálnych a oceánskych litosférických dosiek.
Subdukcia je proces posúvania oceánskej platne pod kontinentálnu alebo inú oceánsku platňu. Subdukčné zóny sú obmedzené na axiálne časti hlbokomorských zákopov spojené s ostrovnými oblúkmi (ktoré sú prvkami aktívnych okrajov). Hranice tlmenia predstavujú asi 80% dĺžky všetkých konvergentných hraníc.
Keď sa kontinentálne a oceánske platne zrazia, prirodzeným javom je pokles oceánskeho (ťažšieho) taniera pod okraj kontinentálneho kontinentu; keď sa zrazia dve oceánske, klesne tá staršia (tj chladnejšia a hustejšia).
Tlmivé zóny majú charakteristickú štruktúru: ich typickými prvkami sú hlbokomorské priekopy - sopečný ostrovný oblúk - povodie v zadnom oblúku. V ohybovej a submotorovej doskovej doske je vytvorený hlbokomorský žľab. Keď klesá, táto doska začína strácať vodu (ktorá je hojná v sedimentoch a mineráloch), ktorá, ako je známe, významne znižuje teplotu topenia hornín, čo vedie k tvorbe centier topenia, ktoré napájajú sopky ostrovných oblúkov. V zadnej časti vulkanického oblúka zvyčajne dochádza k určitému napínaniu, ktoré určuje tvorbu povodia zadného oblúka. V zóne zadného oblúka môže byť také napätie také veľké, že vedie k prasknutiu doskovej kôry a k otvoreniu nádrže s oceánskou kôrou (tzv. Proces šírenia zadného oblúka).
Objem oceánskej kôry absorbovanej v subdukčných zónach sa rovná objemu kôry vznikajúcej v zónach šírenia. Táto pozícia zdôrazňuje názor na stálosť objemu Zeme. Tento názor však nie je jediný a definitívne dokázaný. Je možné, že objem plánov sa mení pulzujúco, alebo sa zníži jeho pokles v dôsledku chladenia.
Ponorenie tlmiacej platne do plášťa je sledované ložiskami zemetrasenia vznikajúcimi pri kontakte dosiek a vo vnútri tlmiacej platne (chladnejšie a preto krehkejšie ako okolité horniny plášťa). Táto seizmická fokálna zóna sa volala zóna Benioff-Zavaritsky. V subdukčných zónach sa začína proces formovania novej kontinentálnej kôry. Omnoho vzácnejším procesom interakcie medzi kontinentálnymi a oceánskymi doskami je proces obduction - ťah časti oceánskej litosféry na okraj kontinentálneho taniera. Je potrebné zdôrazniť, že v priebehu tohto procesu dochádza k oddeľovaniu oceánskeho taniera a postupuje iba jeho horná časť - kôra a niekoľko kilometrov horného plášťa.
Zrážka kontinentálnych litosférických dosiek.
Keď sa kontinentálne platne zrazia, ktorých kôra je ľahšia ako materiál plášťa, a preto sa do nej nemôže ponoriť, nastáva kolízny proces. Počas zrážky sa okraje zrážajúcich sa kontinentálnych dosiek rozdrvia, zmačkajú a vytvoria sa systémy veľkých ťahov, čo vedie k rastu horských štruktúr so zložitou skladačno-ťahovou štruktúrou. Klasickým príkladom takého procesu je zrážka doštičky s Hindustanom a euráziou, sprevádzaná rastom grandióznych horských systémov Himalájí a Tibetu. Kolízny proces nahrádza proces tlmenia a dokončí uzavretie oceánskej kotliny. Zároveň, na začiatku kolízneho procesu, keď sa už okraje kontinentov priblížili, sa kolízia kombinuje s procesom tlmenia (pokles morskej kôry pokračuje pod okrajom kontinentu). Pre kolízne procesy je typický rozsiahly regionálny metamorfizmus a rušivý granitoidný magmatizmus. Tieto procesy vedú k vytvoreniu novej kontinentálnej kôry (s jej typickou vrstvou žuly a ruly).
Hlavným dôvodom pohybu dosky je konvekcia plášťa spôsobená tepelnými gravitačnými prúdmi plášťa.
Zdrojom energie pre tieto prúdy je teplotný rozdiel medzi centrálnymi oblasťami Zeme a teplotou jej blízkych povrchových častí. V tomto prípade je hlavná časť endogénneho tepla uvoľňovaná na hranici jadra a plášťa počas procesu hlbokej diferenciácie, čo určuje rozklad primárneho chondritového materiálu, počas ktorého sa kovová časť ponáhľa do stredu, zvyšuje jadro planéty a silikátová časť sa koncentruje v plášti, kde ďalej podlieha diferenciácii.
Horniny vyhrievané v centrálnych zónach sa rozširujú, ich hustota sa znižuje a stúpajú, čím sa uvoľňujú klesajúce chladnejšie, a teda ťažšie masy, ktoré už vydali časť tepla v zónach blízko povrchu. Tento proces prenosu tepla pokračuje nepretržite, čo vedie k tvorbe usporiadaných uzavretých konvekčných buniek. V tomto prípade sa v hornej časti bunky tok hmoty vyskytuje takmer v horizontálnej rovine a je to práve táto časť toku, ktorá určuje horizontálny pohyb hmoty v astenosfére a na nej umiestnené platne. Všeobecne sú vzostupné vetvy konvektívnych buniek umiestnené pod zónami divergentných hraníc (MOR a kontinentálne trhliny), zostupné vetvy - pod zónami konvergentných hraníc. Hlavným dôvodom pohybu litosférických dosiek je teda „ťahanie“konvekčnými prúdmi. Okrem toho,na doštičky pôsobí množstvo ďalších faktorov. Najmä sa ukazuje, že povrch astenosféry je trochu zvýšený nad zónami stúpajúcich vetiev a znížený v zónach ponorenia, čo určuje gravitačné „kĺzanie“litosférickej platne umiestnené na naklonenom plastovom povrchu. Okrem toho existujú procesy vťahovania ťažkej studenej oceánskej litosféry v subdukčných zónach do horúcich av dôsledku toho aj menej hustej astenosféry, ako aj hydraulické zaklinovanie bazálnymi frakciami v zónach MOR. Okrem toho existujú procesy vťahovania ťažkej studenej oceánskej litosféry v subdukčných zónach do horúcich av dôsledku toho aj menej hustej astenosféry, ako aj hydraulické zaklinovanie bazálnymi frakciami v zónach MOR. Okrem toho existujú procesy vťahovania ťažkej studenej oceánskej litosféry v subdukčných zónach do horúcich av dôsledku toho aj menej hustej astenosféry, ako aj hydraulické zaklinovanie bazálnymi frakciami v zónach MOR.
Hlavné hnacie sily doskovej tektoniky sú aplikované na základňu vnútomých platových častí litosféry - sily plášťa ťahať (ťahať) FDO pod oceánmi a FDC pod kontinentmi, ktorých veľkosť závisí predovšetkým od rýchlosti prúdenia asthenosféry a druhá je určená viskozitou a hrúbkou asthenosférickej vrstvy. Pretože hrúbka astenosféry pod kontinentmi je oveľa menšia a viskozita je oveľa vyššia ako pod oceánmi, veľkosť sily FDC je takmer rádovo nižšia ako veľkosť FDO. Pod kontinentmi, najmä ich starými časťami (kontinentálne štíty), sa asthenosféra takmer vysunula, takže sa zdá, že sú kontinenty „uviaznuté“. Pretože väčšina litosférických dosiek modernej Zeme zahŕňa oceánske aj kontinentálne časti, človek by mal očakávaťže prítomnosť kontinentu v doske by mala vo všeobecnosti „spomaliť“pohyb celej dosky. Takto sa to skutočne deje (najrýchlejšie sa pohybujúce takmer čisto oceánske platne v Tichomorí, Cocose a Nazci; najpomalšie - euroázijský, severoamerický, juhoamerický, antarktický a africký, ktorých významnú časť zaujímajú kontinenty). Nakoniec na hraniciach konvergentných dosiek, kde ťažké a studené okraje litosférických dosiek (dosiek) klesajú do plášťa, ich negatívny vztlak vytvára silu FNB (index v označení sily - z anglického negatívneho vztlaku). Pôsobenie tejto dosky vedie k tomu, že subduktujúca časť dosky klesá v astenosfére a ťahá celú dosku spolu s ňou, čím sa zvyšuje rýchlosť jej pohybu. Je zrejmé, že sila FNB pôsobí sporadicky a iba v určitých geodynamických nastaveniach,napríklad v prípadoch kolapsu dosky opísaného vyššie v úseku 670 km.
Mechanizmy poháňajúce litosférické platne môžu byť teda podmienečne priradené nasledujúcim dvom skupinám: 1) spojené s mechanizmom ťahania plášťa aplikovaným na akékoľvek body dna platne, na obrázku - sily FDO a FDC; 2) spojené so silami pôsobiacimi na okraje dosiek (mechanizmus sily okraja), na obrázku - sily FRP a FNB. Úloha tohto alebo tohto hnacieho mechanizmu, ako aj sily alebo iné sily, sa posudzuje individuálne pre každú litosférickú platňu.
Kombinácia týchto procesov odráža všeobecný geodynamický proces pokrývajúci oblasti od povrchu po hlboké zóny Zeme. V zemskom plášti sa v súčasnosti vyvíja dvojčlánková konvekcia s uzavretými bunkami (podľa modelu konvekčnej konvekcie) alebo samostatná konvekcia v hornom a dolnom plášti s akumuláciou dosiek v subdukčných zónach (podľa dvojstupňového modelu). Pravdepodobné póly zvýšenia plášťovej hmoty sa nachádzajú v severovýchodnej Afrike (približne pod spojovacou zónou afrických, somálskych a arabských platní) a v oblasti Veľkonočného ostrova (pod stredným hrebeňom Tichého oceánu - východným Tichým oceánom). Rovník poklesu materiálu plášťa sleduje približne súvislý reťaz hraníc zbiehajúcich sa dosiek pozdĺž periférie Tichého oceánu a východného Indického oceánu. Súčasný režim prúdenia plášťa,Dezintegrácia Pangea, ktorá sa začala asi pred 200 miliónmi rokov a viedla k vzniku moderných oceánov, bude v budúcnosti nahradená jednobunkovým režimom (podľa modelu konvekčnej konvekcie) alebo (podľa alternatívneho modelu) konvekcia sa stane plášťom v dôsledku kolapsu dosiek v úseku 670 km. To pravdepodobne povedie ku kolízii kontinentov ak vytvoreniu nového superkontinentu, piateho v histórii Zeme.
Posuny dosiek sa riadia zákonmi sférickej geometrie a môžu byť opísané na základe Eulerovej vety. Eulerova rotačná veta uvádza, že každá rotácia v trojrozmernom priestore má os. Rotáciu teda možno opísať tromi parametrami: súradnicami osi rotácie (napríklad jej šírka a dĺžka) a uhol rotácie. Na základe tejto polohy je možné zrekonštruovať polohu kontinentov v minulých geologických epochách. Analýza pohybov kontinentov viedla k záveru, že každých 400 - 600 miliónov rokov sa zjednocujú do jediného superkontinentu, ktorý podlieha ďalšiemu rozpadu. V dôsledku rozdelenia takého superkontinentu Pangea, ku ktorému došlo pred 200 - 150 miliónmi rokov, vznikli moderné kontinenty.
Dosková tektonika je prvý všeobecný geologický koncept, ktorý by sa mohol otestovať. Táto kontrola sa vykonala. V 70. rokoch. Bol zorganizovaný program hlbokých vrtov. V rámci tohto programu vŕtacia nádoba „Glomar Challenger“vyvŕtala niekoľko stoviek vrtov, čo ukázalo dobrú konvergenciu vekov odhadovanú z magnetických anomálií s vekami určenými z bazálnych alebo sedimentárnych horizontov. Schéma distribúcie rôznych vekových oblastí oceánskej kôry je znázornená na obrázku:
Vek oceánskej kôry na základe magnetických anomálií (Kenneth, 1987): 1 - oblasti nedostatku údajov a pôdy; 2-8 - vek: 2 - Holocén, pleistocén, pliocén (0-5 Ma); 3 - miocén (5 - 23 Ma); 4 - Oligocén (23 - 38 Ma); 5 & mdash; Eocén (38-53 Ma); 6 - Paleocén (53 - 65 Ma) 7 - krieda (65-135 Ma) 8 - Jurassic (135-190 Ma).
Na konci 80. rokov. dokončil sa ďalší experiment na testovanie pohybu litosférických doštičiek. Bol založený na meraní základných línií vo vzťahu k vzdialeným kvázarom. Na dvoch doskách sa vybrali body, pri ktorých sa pomocou moderných rádioteleskopov určila vzdialenosť kvazarov a uhol ich sklonu a podľa toho sa vypočítali vzdialenosti medzi bodmi na dvoch doskách, t. J. Stanovila sa základná čiara. Presnosť stanovenia bola v prvých centimetroch. O niekoľko rokov neskôr sa merania zopakovali. Veľmi dobrá zhoda sa dosiahla medzi výsledkami vypočítanými z magnetických anomálií a údajmi stanovenými z východiskových hodnôt.
Schéma znázorňujúca výsledky meraní vzájomného posunu litosférických dosiek získaných metódou interferometrie s ultra dlhou základnou líniou - ISDB (Carter a Robertson, 1987). Pohyb dosiek mení dĺžku základnej čiary medzi rádioteleskopy nachádzajúcimi sa na rôznych platniach. Mapa severnej pologule ukazuje základné línie, ktoré boli zmerané metódou ISDB, s dostatočným počtom údajov na spoľahlivé stanovenie miery zmeny ich dĺžky (v centimetroch za rok). Čísla v zátvorkách označujú množstvo posunu doštičky vypočítané z teoretického modelu. V takmer všetkých prípadoch sú vypočítané a namerané hodnoty veľmi podobné.
Tektonika dosiek sa teda v priebehu rokov testovala radom nezávislých metód. Svetová vedecká komunita ho v súčasnosti uznáva ako paradigma geológie.
Znalosť polohy pólov a rýchlosť moderného pohybu litosférických dosiek, rýchlosť expanzie a absorpcie dna oceánu, je možné načrtnúť cestu pohybu kontinentov v budúcnosti a predstaviť si ich polohu na určité časové obdobie.
Túto predpoveď vypracovali americkí geológovia R. Dietz a J. Holden. Za 50 miliónov rokov sa Atlantický a Indický oceán podľa svojich predpokladov rozšíri na úkor Tichého oceánu, Afrika sa presunie na sever a vďaka tomu sa postupne zlikviduje Stredozemné more. Gibraltársky prieliv zmizne a „obrátené“Španielsko uzavrie Biskajský záliv. Afrika bude rozdelená veľkými africkými trhlinami a jej východná časť bude presunutá na severovýchod. Červené more sa rozšíri natoľko, že oddelí Sinajský polostrov od Afriky, Arábia sa presunie na severovýchod a uzavrie Perzský záliv. India sa bude stále viac posúvať smerom k Ázii, čo znamená, že himalájske hory budú rásť. Kalifornia pozdĺž San Andreas Fault sa oddelí od Severnej Ameriky a na tomto mieste sa začne tvoriť nová oceánska kotlina. Na južnej pologuli dôjde k významným zmenám. Austrália prekročí rovník a príde do styku s Euráziou. Táto predpoveď si vyžaduje výrazné spresnenie. Mnohé z nich sú stále diskutabilné a nejasné.