2 Тектоника (движение) литосферных плит




Скачать 375.45 Kb.
Название2 Тектоника (движение) литосферных плит
страница1/4
Дата конвертации20.03.2013
Размер375.45 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3   4




РАЗДЕЛ 2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛИТОСФЕРЫ

2.1. Тектоника (движение) литосферных плит


Литосфера — внешняя, относительно твердая оболочка Земли, расположенная над менее вязкой и более пластичной астеносферой. Она включает в себя верхнюю мантию и земную кору. Это наиболее изученная сфера планеты Земля. Геодезические измерения показывают, что практически вся поверхность Земли находится непрерывно в движении. Скорость тектонических движений невелика, она изменятся от сотых долей до первых десятков мм/год, и только накопления этих движений в ходе очень продолжительного (десятки — сотни млн лет) геологического времени приводят к крупным суммарным перемещениям отдельных участков земной коры (рис. 2.1). Такие участки земной коры геологи называют литосферными плитами.





Рис. 2.1. Направление движения литосферных плит по астеносфере


Более 90% поверхности Земли покрыто 8 крупнейшими литосферными плитами. Это Австралийская, Антарктическая, Африканская, Евразийская, Индостанская, Тихоокеанская, Северо-Американская и Южно-Американская плиты.





Рис. 2.2. Основные литосферные плиты


Среди плит среднего размера можно выделить Аравийский полуостров, плиту Кокос и плиту Хуан де Фука, остатки огромной плиты Фаралон, слагавшей значительную часть дна Тихого океана, но ныне исчезнувшую в зоне субдукции под Северной и Южной Америками.

Одни литосферные плиты сложены исключительно океанической корой (пример — крупнейшая Тихоокеанская плита), другие состоят из континентальной и океанической коры.

Литосферные плиты постоянно меняют свои очертания. Они могут раскалываться и раздвигаться, сталкиваться и спаиваться, а также могут тонуть в мантии планеты за счет конвекции.

В зонах раскалывания и раздвигания (спрединга), образуется новая океаническая кора, а в зонах сталкивания и спаивания (субдукции) старая поглощается.

Таким образом, спрединг в океанах компенсируется субдукцией и коллизией по периферии литосферных плит.

Миграция (тектоника) плит подтверждена прямыми измерениями скорости плит методом интерферометрии излучения от далёких квазаров и измерениями с помощью спутниковых навигационных систем GPS. Результаты многолетних исследований полностью подтвердили основные положения теории тектоники плит.

Существует три основных типа относительных перемещений плит:

  1. Расхождение (дивергенция), выражено спредингом и рифтингом.

  2. Схождение (конвергенция), выраженное субдукцией и коллизией.

  3. Сдвиговые перемещения по трансформным геологическим разломам.

Расхождение земной коры. Этот процесс представлен активные участки земной коры, где преобладают деформации растяжения, мощность коры пониженная, тепловой поток максимален, и все дополняется активным вулканизмом.

В результате растяжения земной коры образуется крупная линейная впадина. В морфологическом плане это величественные горные сооружения, т.н. срединно-океанические хребты, шириной в несколько сотен километров и высотой около 2 – 3 км. Они состоят из нескольких параллельных горных гряд.





Рис. 2.3. Дно Атлантического океана. Шовная (спрединговая) зона разделяет океаническую впадину на две части, каждая из них перемещается в сторону континентов


Спрединговые зоны – многочисленные вулканические аппараты, которые поставляют на земную поверхность глубинные магматические породы и растворённые химические элементы (рис. 2.3). Последние – это высокотемпературные гидротермальные источники, т.е. «чёрные курильщики», с ними связаны значительные запасы цветных металлов. Над жерлами, из которых выделяются струи горячей воды, насыщенные растворенными газами (водородом, углекислым газом), поднимаются облака из тонкодисперсных сульфидов, сульфатов и окислов металлов, имеющие обычно черный цвет (рис. 2.4). Эти растворы выглядят как черный дым, идущий из трубы, что и дало название этим образованиям.

Гидротермальные источники с меньшими температурами выделяют растворы белого цвета, содержащие большое количество выделяемых соединений, цвет подводных облаков может быть белым ("белые курильщики").




Рис. 2.4. Черные курильщики Рис. 2.5. Схематическое распределение химических элементов при извержении вулканических эманаций


Отложения сульфидов и других соединений достигают мощности в десятки метров и являются примером современного вулканогенно-осадочного рудообразования. Благодаря высокой концентрации сероводорода вокруг гидротерм бурно развиваются бактерии, служащие пищей для более высокоорганизованных организмов, в том числе весьма своеобразных, ранее неизвестных науке (рис. 2.5).

Трансформные разломы. Там, где плиты двигаются параллельным курсом, но с разной скоростью, возникают трансформные разломы — грандиозные сдвиговые нарушения, широко распространённые в океанах и редкие на континентах.

В океанах трансформные разломы идут перпендикулярно срединно-океаническим хребтам и разбивают их на сегменты шириной в среднем 400 км (рис. 2.6).

Между сегментами хребта находится активная часть трансформного разлома. На этом участке постоянно происходят землетрясения и горообразования, вокруг разлома формируются многочисленные оперяющие структуры — надвиги, складки.





Рис. 2.6. Схема движения блоков в зоне спрединга


По обе стороны от сегментов срединно-океанического хребта находятся неактивные части трансформных разломов. Активных движений в них не происходит, но они чётко выражены в рельефе дна океанов линейными поднятиями с центральной депрессией.

Трансформные разломы формируют закономерную сетку и, очевидно, возникают не случайно, а в силу объективных физических причин. Совокупность данных численного моделирования, теплофизических экспериментов и геофизических наблюдений позволила выяснить, что мантийная конвекция имеет трёхмерную структуру. Кроме основного течения по срединно-океаническим хребтам, в конвективной ячейке за счёт остывания верхней части потока возникают продольные течения. Это остывшее вещество устремляется вниз, вдоль основного направления течения мантии. В зонах этого второстепенного опускающегося потока и находятся трансформные разломы. Такая модель хорошо согласуется с данными о тепловом потоке: над трансформными разломами наблюдается его понижение.

Континентальный рифт – расхождение земной коры на континенте (рифтинг), что приводит к утонению земной коры. Формируется протяжённая линейная впадина глубиной порядка сотен метров, ограниченная серией сбросов. Созданная ослабленная зона в земной коре служит местом для проникновения магматических расплавов из мантии. Отрицательный рельеф способствует образованию лагун, озер, болот, где происходит накопление самых различных осадков.

Развитие континентального рифта может иметь два варианта:

1 вариант. Расширение рифта прекращается на начальных этапах, созданная им впадина начинает заполняться магматическими и осадочными породами. Таким образом, рифт превращается в авлакоген (рис. 2.7). Типичным примером может служить Днепрово-Донецкая впадина, сформированная в мезозое и заполненная магматическими, осадочными породами.



Рис. 2.8. Геологический разрез через Днепрово-Донецкую впадину



Рис. 2.7. Схема раздвижения тектонических плит


2 вариант. Континенты раздвигаются и между ними начинает формироваться океаническая кора. Ярким представителем образования рифта на континенте может служит Мертвое и Красное моря.



Рис. 2.9. Красное море. Слева схема раздвижения плит и формирование океанической коры. Справа снимок из космоса


Красное море находится в рифтовой зоне на границе Африканской и Аравийской литосферных плит. Его формирование началось около 40 млн лет назад, когда в земной коре появилась трещина и образовался Восточно-Африканский разлом. Под действием центробежной силы из-за вращения Земли Африканская континентальная плита отделилась от Аравийской и с их разворотом образовалась «спираль», закручивающаяся на северо-восток, и между ними в земной коре образовался провал, который постепенно на протяжении тысячелетий заполнялся морской водой. Плиты постоянно расходятся в разные стороны со скоростью 1 см в год, или 1 м в столетие (ученые говорят, что при таком темпе расширения в ближайшие 200 млн лет Красное море станет шириной с Атлантический океан).

Схождение земной коры (зона субдукции). Зона субдукции – место, где океаническая кора, как более тяжелая, погружается в мантию. Геоморфологическим выражением зон субдукции являются глубоководные желоба, т.е. это узкая глубокая впадина на дне океана. В настоящее время известно несколько таких впадин.

Марианская впадина, или Марианский желоб – океаническая впадина на западе Тихого океана, являющаяся глубочайшим из известных в мире географических объектов.

По результатам измерений судна «Витязь», максимальная глубина впадины доходит до 11022 м (хотя по данным последних наблюдений эта величина не превышает 10911 – 10924 м). Таким образом, глубочайшая точка впадины находится намного дальше от уровня моря, чем гора Эверест — над ним.

Впадина протянулась вдоль Марианских островов на 1500 км; она имеет У-образный профиль, крутые (7 – 9°) склоны, плоское дно шириной 1 – 5 км, которое разделено порогами на несколько замкнутых депрессий. У дна давление воды достигает 108,6 МПа, что более чем в 1000 раз больше нормального атмосферного давления на уровне Мирового океана. Впадина находится на границе стыковки двух тектонических плит, в зоне движения по разломам, где Тихоокеанская плита уходит под Филиппинскую плиту.





Рис. 2.10. Вид из космоса. Марианская впадина

Рис. 2.11. Яванский желоб

Яванская впадина или Яванский (Зондский) жёлоб — глубочайшая океаническая впадина в Индийском океане. Расположена у подножия южного склона Зондской островной дуги.

В Яванском жёлобе Австралийская плита подныривает под плиту Сунда, формируя зону субдукции. Впадина тянется на 5370 км, от Никобарских островов до острова Саву, и входит в систему океанических желобов, ограничивающих с севера Австралийскую плиту. Яванская впадина сейсмически активна, она является частью тихоокеанского огненного кольца.

Наибольшая глубина Яванского жёлоба — 7450 м, что является глубочайшей точкой в Индийском океане. Ширина по изобате 6000 м около 28 км. Изобата – линя, соединяющая на карте точки с равными значениями глубины. Склоны впадины осложнены вторичными поднятиями, дно — плоская равнина шириной около 3 – 5 км, сложенная терригенными осадками мощностью до 2 км.

Жёлоб Пуэрто-Рико — океанический жёлоб, расположенный на границе Карибского моря и Атлантического океана. Образование жёлоба связано со сложным переходом между зоной субдукции с юга вдоль островной дуги Малых Антильских островов и зоной трансформного разлома (границей плит), простирающейся на восток между Кубой и Испаньолой через жёлоб Кайман к побережью Центральной Америки. Проведенные исследования подтвердили возможность появления значительных цунами в результате землетрясений в этом районе.





Рис. 2.12. Вид из космоса на Жёлоб Пуэрто-Рико


Остров Пуэрто-Рико находится непосредственно с юга от жёлоба. Длина жёлоба составляет 1754 км, ширина около 97 км, наибольшая глубина составляет 8380 м, что является максимальной глубиной Атлантического океана. Измерения, сделанные в 1955 г. с американского судна «Вима», показали глубину желоба 8385 м.

С зонами субдукции связаны три широко распространенные структуры: активные континентальные окраины, островные дуги, горячие точки.

Активная континентальная окраина возникает там, где под континент погружается океаническая кора. В результате трения плит образуются магматические очаги. Поэтому активные континентальные окраины характеризуются многочисленными вулканами (рис. 2.13).





Рис. 2.13. Расположения вулканов на космическом снимке


Эталоном такой тектонической обстановки считается западное побережье Южной Америки, её часто называют андийским типом континентальной окраины, противопоставляя пассивной окраине. Под активной континентальной окраиной происходит интенсивное механическое взаимодействие океанической и континентальной плит. В зависимости от скорости, возраста и мощности океанической коры возможны несколько сценариев равновесия. Если плита движется медленно и имеет относительно малую мощность, то континент соскабливает с неё осадочный чехол. Осадочные породы сминаются в интенсивные складки и становятся частью континентальной коры.

Если скорость погружающейся плиты высока, а осадочный чехол тонок, то океаническая кора стирает низ континента и вовлекает его в мантию.

Островные дуги — цепочки вулканических островов над зоной субдукции, возникающие там, где одна океаническая плита погружается под другую (рис. 2.15). В качестве типичных современных островных дуг можно назвать Алеутские, Курильские, Марианские острова и многие другие архипелаги. Японские острова также часто называют островной дугой, но их фундамент очень древний и на самом деле, они образованы несколькими разновременными комплексами островных дуг, поэтому Японские острова являются микроконтинентом.





Рис. 2.14. Курильские острова островные дуги в Охотском море

Рис. 2.15. Модель формирования островных дуг


За островной дугой расположен задуговый морской бассейн (типичные примеры: Охотское море, Южно-Китайское море и т.д.), в котором также может происходить спрединг.

Горячие точки. Магматические внутриплитные породы океана отражают области подъема горячего глубинного вещества, которые носят название горячих точек. На дне океанов расположены многочисленные вулканические острова. Некоторые из них расположены цепочками с последовательно изменяющимся возрастом. К наиболее известным горячим точкам планеты относятся Гавайские острова и о. Исландия. Гавайские острова представляют собою цепь щитовых вулканов длиной в 2000 км в центральной части Тихого океана, возраст которых омолаживается в юго-восточном направлении. Самые молодые из них находятся на о. Гавайи. Часть из них активно действует в настоящее время.

От Гавайских островов на северо-запад идёт цепочка подводных гор с непрерывно увеличивающимся возрастом, некоторые из них, например, острова Мидуэй, выходят на поверхность (рис. 2.17). Вокруг них образуются коралловые постройки.





Рис. 2.16. Схема расположения островов Мидуэй


Для объяснения этой удивительной структуры было сделано предположение, что под Гавайскими островами находится горячая точка — место, где к поверхности поднимается горячий мантийный поток, который проплавляет двигающуюся над ним океаническую кору. Таких точек сейчас на Земле установлено множество. Мантийный поток, который их вызывает, был назван плюмом.





Рис. 2.17. Космический снимок Исландии

Рис. 2.18. Компьютерная модель плюмов

В некоторых случаях предполагается исключительно глубинное происхождение вещества плюмов, вплоть до границы ядра — мантии.

В зонах субдукции происходят наиболее сильные землетрясения и цунами.

Коллизия континентов или схождение плит на континентах. Столкновение континентальных плит приводит к смятию коры и образованию горных цепей. В результате мощность коры значительно увеличивается, под Гималаями она составляет 70 км.

Примером коллизии является Алипийско-Гималайский горный пояс, образовавшийся в результате столкновения с Евразийской плитой Индостана и Африки.





Рис. 2.19. Гималаи, вид из космоса


Изучение истории перемещений континентов показало, что с периодичностью около 600 млн лет все континентальные блоки собираются в единый блок, который затем раскалывается на плиты, и расходятся. Так, например, в истории Земли в настоящее время установлено несколько древних суперконтинентов:

Гондвана (600 - 30 млн лет назад);

Лавразия (300 - 60 млн лет назад);

Пангея (300 - 180 млн лет назад);

Лавруссия (300 млн лет назад);

Паннотия (600 - 540 млн лет назад);

Родиния (1,1 млрд лет назад – 750 млн лет назад);

Коламбия, также известен как Нуна (1,8 – 1,5 млрд лет назад);

Кенорланд (около 2,7 млрд лет назад);

Ур (3 млрд лет назад).

Ученые на основании спутниковых наблюдений за перемещением материков предсказывают образование очередного суперконтинента через 50 млн лет. При этом Африка сольется с Европой, Австралия и дальше будет двигаться на север и объединится с Азией, а Атлантический океан после некоторого расширения исчезнет вовсе.

В настоящее время известно три современных суперконтинента:

Афроевразия (5 млн лет назад — наши дни);

Америка (15 млн лет назад — наши дни);

Евразия (60 млн лет назад — наши дни).

Суперконтиненты разбиты на отдельные тектонические структуры. В основу выделения тектонических структур положен возраст тектонических движений, в результате которых подвижные геосинклинальные области превратились в платформы.

  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

2 Тектоника (движение) литосферных плит iconУрок по географии 7-й класс. Тема
Цель: Формирование представлений о земной коре, об образовании материковых платформ, о теории литосферных плит. Развитие навыков...
2 Тектоника (движение) литосферных плит iconС. В. Баранов, А. Н. Виноградов А. Н кольский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Геофизической службы ран, г. Апатиты
Особенности очагов землетрясений на границе евразийской и североамериканской литосферных плит
2 Тектоника (движение) литосферных плит iconКонспект урока по теме «Вулканы Земли»
Оборудование: учебник §7, рабочая тетрадь, картосхема литосферных плит рис. 13, контурные карты и магниты, персональный компьютер,...
2 Тектоника (движение) литосферных плит iconЛиния для производства теплоизоляционных плит
Линия предназначена для производства теплоизоляционных плит на синтетическом связующем из базальтового тонкого волокна общестроительного...
2 Тектоника (движение) литосферных плит iconКак превратить рабочее место в тренажерный зал?
Дит к лишнему весу, к развитию сердечно-сосудистых заболеваний и диабета, к атрофии мышц… Но особенно страдает позвоночник. Между...
2 Тектоника (движение) литосферных плит iconПартизанское движение в годы Великой Отечественной войны
Партизанское движение в тылу немецко-фашистских захватчиков явилось составной частью
2 Тектоника (движение) литосферных плит iconКинематика зачет Прямолинейное равномерное движение
Прямолинейное движение точки. Координаты. Система отсчета. Различные способы описания движения. Равномерное прямолинейное движение,...
2 Тектоника (движение) литосферных плит iconКвантовые точки это искусственные атомы, свойствами которых можно управлять
В зависимости от числа измерений, по которым ограничено движение носителей заряда, выделяют: квантовые точки – движение носителей...
2 Тектоника (движение) литосферных плит iconВопросы к экзамену по курсу геотектоника с основами геодинамики
Континентальные рифты: рельеф, тектоника, сейсмичность, тепловой поток, вулканизм
2 Тектоника (движение) литосферных плит iconВторой циркуляр международное тектоническое совещание
«полярные области земли: геология, тектоника, ресурсное значение, природная среда»
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©kk.docdat.com 2013
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница