Теория литосферных плит. Складчатые области. Глобальные складчатые пояса
Типы земной коры
В размещении крупных форм рельефа на Земле есть определенные закономерности (см. Рис. 1).
Рис. 1. Блок-схема «Рельеф Земли»
Выступы материков соответствуют материковой земной коре, а в областях распространения океанической коры лежат впадины, заполненные водой океанов.
Большие равнины соответствуют древним участкам литосферных плит – платформам.
Горные складчатые области, глубоководные желоба на дне океана расположены на границах литосферных плит.
Рис. 2
Теория движения литосферных плит
В начале XX века немецкий ученый Альфред Вегенер выдвинул гипотезу дрейфа материков. Он предположил, что материки, как льдины, движутся (дрейфуют) по поверхности мантии
По гипотезе Вегенера, материки, сложенные сравнительно легким веществом, как бы плавали по поверхности вещества более тяжелого, которым сложено океаническое дно. Гипотеза была очень популярна, но вскоре выяснилось, что физические законы не подтверждают ее.
Лишь после того, как гипотеза Вегенера была полностью отвергнута, ей на смену пришла теория литосферных плит.
По теории литосферных плит, двигаются большие участки литосферы, а в каждой плите может быть и океаническая, и континентальная земная кора.
Движение плит литосферы, как предполагают, происходит под действием потоков вещества в мантии.
Согласно последней теории, литосфера глубинными разломами разделена на 7 крупных и много мелких блоков – плит, находящихся в постоянном медленном движении (см. Рис. 3).
Границы литосферных плит – это самые подвижные, самые активные участки земной коры. Литосферные плиты сталкиваются, раздвигаются или скользят рядом друг с другом.
Рис. 3. Литосферные плиты
Границы литосферных плит не совпадают с границами материков, хотя иногда и близки к ним. С движением плит связывают и представление о горообразовании. Там, где сталкиваются две плиты с континентальным типом коры, возникают горные системы планетарного масштаба. Так объясняется возникновение Гималаев – самой высокогорной части Альпийско-Гималайского горного пояса.
Правильность гипотезы расколов, расхождения и соединения материков подтверждает и геологическое строение суши разных материков. Возраст пород по обе стороны Атлантики говорит о том, что некогда эти континенты представляли собой одно целое. Благодаря тектонике плит стало возможно восстановить древние страницы истории Земли и положения материков в прошлом.
Древний материк Пангея
В истории развития Земли ученые выделяют 4 крупных этапа. Каждый из них заканчивался образованием суперматерика, омываемого водами одного океана.
Первый такой материк – МОНОГЕЯ – включал всю континентальную кору, возник около 2,5 миллиардов лет назад. Второй – МЕТАГЕЯ – около 1,8 миллиарда лет назад. Третий – МЕЗОГЕЯ – около 1 миллиарда лет назад. Последний – примерно 200 млн лет назад. Ученые назвали его Пангея («всеобщая Земля») (см. Рис. 4). Спустя миллионы лет этот древний материк в древнем Океане раскололся сначала на две части – Лавразию (северный материк) и Гондвану (южный), а затем еще на несколько частей. Так образовались современные материки.
Рис. 4. Пангея
Список литературы
Основная
1. География. Земля и люди. 7 класс: Учебник для общеобраз. уч. / А.П. Кузнецов, Л.Е. Савельева, В.П. Дронов, серия «Сферы». – М.: Просвещение, 2011.
2. География. Земля и люди. 7 кл.: атлас. Серия «Сферы».
Дополнительная
1. Н.А. Максимов. За страницами учебника географии. – М.: Просвещение.
Рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Русское географическое общество (Источник).
2. Российское образование (Источник).
3. Учебное пособие по географии (Источник).
Пересмотрены сроки начала тектонической активности Земли
Вот уже не одно десятилетие геологи спорят о том, когда началась тектоника литосферных плит Земли, запустившая процесс, позволяющий планете эволюционировать и в итоге сформировавший современные континенты. Одни ученые полагают, что это произошло около четырех миллиардов лет назад, другие – что прошло не более миллиарда лет. Исследовательская группа, возглавляемая Гарвардским университетом (США), в поисках ответа на давний вопрос обратилась к древним породам (старше 3 миллиардов лет) из Австралии и Южной Африки и обнаружила, что плиты земной коры двигались как минимум 3,2 миллиарда лет назад. Выводы ученых представлены в журнале Science Advances.
«По сути, это одно из геологических свидетельств, отодвигающих начало истории тектонической активности к периоду молодой Земли», – заявил Алек Бреннер, один из ведущих авторов исследования и член палеомагнитной лаборатории Гарвардского университета.
Тектоника является ключом к эволюции жизни и развитию планеты. Сегодня внешняя оболочка Земли состоит из 13 крупных и множества меньших блоков коры, на которых расположены материки и океаны. Движение этих плит определило расположение континентов и создало уникальные формы ландшафта, в частности, горные цепи. Оно поднимало из недр новые породы, что приводило к химическим реакциям с атмосферой и стабилизировало температуру поверхности Земли на протяжении миллиардов лет. Кроме этого, сегодня тектоника плит помогает планетологам изучать и другие миры.
«В настоящее время Земля является единственным известным планетарным телом с тектонической активностью любого типа. Для поиска экзопланет, пригодных для жизни, нам действительно необходимо разобраться с процессами, которые инициировали движение земной коры, учитывая его прямое влияние на эволюцию жизни и стабилизацию климата планеты. Так мы получим подсказки о том, какие миры за пределами Солнечной системы являются лучшими кандидатами на существование внеземной жизни», – рассуждают авторы исследования.
Похожие на Землю экзопланеты в представлении художника. Credit: NASA/Ames/JPL-CaltechУчастники проекта отправились к кратону Пилбара в Западной Австралии возрастом примерно 3,5 миллиарда лет для бурения и сбора каменистых образцов. Кратоны – это изначальные, толстые и очень устойчивые фрагменты коры. Они обычно находятся в середине тектонических плит и являются сердцами древних континентов, что делает их естественным местом для изучения ранней Земли.
Собранные образцы были отправлены в лабораторию для изучения магнитометрами и инструментами для размагничивания, раскрывшими магнитную историю породы.
«Мы использовали свои данные и данные других исследователей, которые размагничивали камни в близлежащих районах, чтобы датировать перемещение породы. В результате мы обнаружили смещение на 2,5 сантиметра в год», – сообщают авторы.
Тем не менее, исследователи указывают, что они не смогли исключить феномен, называемый «истинным полярным блужданием», который также может вызвать смещение поверхности Земли. Их результаты больше склоняются к тектонике плит из-за временного интервала этого геологического движения.
Команда геологов планирует в будущих экспериментах продолжить анализ данных из кратона Пилбара и других образцов со всего мира.
«История Земли – неотъемлемая часть нашего наследия», – заключил Алек Бреннер.
Литосферные плиты
Литосферные плиты — крупнейшие блоки литосферы. Земная кора вместе с частью верхней мантии состоит из нескольких очень больших блоков, которые называются литосферными плитами. Их толщина различна — от 60 до 100 км. Большинство плит включают в себя как материковую, так и океаническую кору. Выделяют 13 основных плит, из них 7 наиболее крупных: Американская, Африканская, Антарктическая, Индо-Австралийская, Евразийская, Тихоокеанская, Амурская.
Плиты лежат на пластичном слое верхней мантии (астеносфере) и медленно движутся друг относительно друга со скоростью 1-6 см в год. Этот факт был установлен в результате сопоставления снимков, сделанных с искусственных спутников Земли. Они позволяют предположить, что конфигурация материков и океанов в будущем может быть совершенно отличной от современной, так как известно, что Американская литосферная плита движется навстречу Тихоокеанской, а Евразийская сближается с Африканской, Индо-Австралийской, а также с Тихоокеанской. Американская и Африканская литосферные плиты медленно расходятся.
Силы, которые вызывают расхождение литосферных плит, возникают при перемещении вещества мантии. Мощные восходящие потоки этого вещества расталкивают плиты, разрывают земную кору, образуя в ней глубинные разломы. За счет подводных излияний лав по разломам формируются толщи магматических горных пород. Застывая, они как бы залечивают раны — трещины. Однако растяжение вновь усиливается, и снова возникают разрывы. Так, постепенно наращиваясь, литосферные плиты расходятся в разные стороны.
Зоны разломов есть на суше, но больше всего их в океанических хребтах на дне океанов, где земная кора тоньше. Наиболее крупный разлом на суше располагается на востоке Африки. Он протянулся на 4000 км. Ширина этого разлома — 80-120 км. Его окраины усеяны потухшими и действующими вулканами.
Вдоль других границ плит наблюдается их столкновение. Оно происходит по-разному. Если плиты, одна из которых имеет океаническую кору, а другая материковую, сближаются, то литосферная плита, покрытая морем, погружается под материковую. При этом возникают глубоководные желоба, островные дуги (Японские острова) или горные хребты (Анды). Если сталкиваются две плиты, имеющие материковую кору, то происходит смятие в складки горных пород края этих плит, вулканизм и образование горных областей. Так возникли, например, на границе Евразийской и Индо-Австралийской плиты Гималаи. Наличие горных областей во внутренних частях литосферной плиты говорит о том, что когда-то здесь проходила граница двух плит, прочно спаявшихся друг с другом и превратившихся в единую, более крупную литосферную плиту.Таким образом, можно сделать общий вывод: границы литосферных плит — подвижные области, к которым приурочены вулканы, зоны землетрясений, горные области, срединно-океанические хребты, глубоководные впадины и желоба. Именно на границе литосферных плит образуются рудные полезные ископаемые, происхождение которых связано с магматизмом.
Посмотрите, как двигались тектонические плиты на протяжении миллиарда лет — Wylsacom
Группа из 11 учёных из разных стран мира воссоздала карту движения тектонических плит, начиная с Неопротерозоя — периода, который проходил 1000–520 млн лет назад. Исследование учёных будет опубликовано в мартовском номере научного журнала Earth-Science Reviews.
Тектонические плиты — это огромные плиты, часть которых может быть скрыта водой, а часть является привычной нам сушей. Тепло от радиоактивных процессов внутри нашей планеты заставляет эти плиты перемещаться, из-за чего и происходит движение материков. Оно не слишком быстрое — не больше чем по сантиметру в год, поэтому вы можете и не заметить его. Однако если увеличить временной промежуток отслеживания до миллионов лет, это самое движение будет легко оценить.
Интересен и ещё один момент: все континенты были во всех уголках нашей планеты. Например, Антарктида когда-то давно была на экваторе. Приятное местечко для отпуска!
Новшеством исследования стал временной промежуток — учёные впервые реконструировали непрерывные тектонические движения, длившиеся около 1 млрд лет назад. До этого либо самой далёкой была отметка в 500 млн лет назад, либо показывали отдельные части исторического движения.
Объединение Аравийско-Нубийского щита в Гондвану вдоль восточноафриканского орогена произошло меньше чем за 300 млн лет. Источник: Earth-Science ReviewsУчёные использовали палеомагнитные данные, которые включают в себя земной магнетизм прошлых геологических эпох.
Отслеживание движения тектонических плит поможет учёным разобраться в будущем нашей планеты. Например, какие ресурсы понадобятся для жизни на планете с низким уровнем углеродных выбросов, а также насколько вообще Земля будет пригодна для жизни.
Движение земной коры: схема и виды
На первый взгляд почва под ногами кажется абсолютно неподвижной, но на самом деле это не так. Земля имеет подвижную структуру, которая совершает движения различного характера. Движение земной коры, вулканизм в большинстве случаев может нести колоссальную разрушающую силу, однако есть и другие движения, слишком медленные и невидимые невооружённому человеческому глазу.
Понятие движения земной коры
Земная кора состоит из нескольких больших тектонических плит, каждая из которых совершает движения под воздействием внутренних процессов Земли. Движение земной коры – это очень медленное, можно сказать, вековое явление, которое не ощутимо органами чувств человека, и тем не менее этот процесс играет огромную роль в нашей жизни. Заметные проявления перемещения тектонических пластов – это образование горных цепей, сопровождаемое землетрясениями.
Причины возникновения тектонических движений
Твёрдая составляющая нашей планеты – литосфера — состоит из трёх слоёв: ядра (самого глубинного), мантии (промежуточный слой) и земной коры (поверхностная часть). В ядре и мантии слишком высокая температура заставляет твёрдую материю переходить в текучее состояние с образованием газов и повышения давления. Поскольку мантия ограничена земной корой, и вещество мантии не может увеличиваться в объёме, то в результате возникает эффект парового котла, когда происходящие в недрах земли процессы активируют движение земной коры. При этом перемещение тектонических плит сильнее в участках с наибольшей температурой и давлением мантии на верхние слои литосферы.
История изучения
О возможном смещении пластов земной поверхности догадывались ещё задолго до нашей эры. Так, истории известны первые предположения древнегреческого учёного – географа Страбона. Он выдвинул гипотезу о том, что некоторые участки Земли периодически поднимаются и опускаются. Позже русский энциклопедист Ломоносов писал, что тектонические движения земной коры – это незаметные для человека землетрясения. Догадывались о перемещении земной поверхности и жители средневековой Скандинавии, которые замечали, что их селения, некогда основанные в прибрежной зоне, через столетия оказывались вдалеке от морского побережья.
Всё же движение земной коры, вулканизм начали целенаправленно и масштабно изучать во время активного развития научно-технического прогресса, который имел место в XIX веке. Исследования проводили как наши российские геологи (Белоусов, Косыгин, Тетяев и др.), так и зарубежные учёные (А.Вегенер, Дж.Уилсон, Джилберт).
Классификация видов движения земной коры
Схема движения земной коры образуется из двух видов:
- Горизонтальные.
- Вертикальные движения тектонических плит.
Оба эти вида тектоники самодостаточны, независимы друг от друга и могут происходить одновременно. И первые, и вторые играют основополагающую роль в формировании рельефа нашей планеты. Помимо этого, виды движения земной коры являются первостепенным объектом исследования геологов, поскольку они:
- Являются прямой причиной создания и преобразования современного рельефа, а также трансгрессии и регрессии некоторых участков морских территорий.
- Разрушают первичные рельефные структуры складчатого, наклонного и разрывного типа, создавая на их месте новые.
- Обеспечивают обмен веществ между мантией и земной корой, а также обеспечивают выход магматического вещества через каналы на поверхность.
Горизонтальные тектонические движения земной коры
Как было сказано выше, поверхность нашей планеты состоит из тектонических плит, на которых размещаются материки и океаны. Более того, многие геологи нашего времени считают, что формирование нынешнего образа континентов произошло благодаря горизонтальному смещению этих самых огромных пластов земной коры. Когда смещается тектоническая плита, вместе с ней смещается и материк, который на ней находится. Таким образом, горизонтальные и при этом очень медленные движения земной коры привели к тому, что географическая карта на протяжении многих миллионов лет преображалась, одни и те же материки отдалялись друг от друга.
Наиболее точно изучена тектоника последних трёх столетий. Движение земной коры на современном этапе исследуется с помощью высокоточного оборудования, благодаря которому удалось выяснить, что горизонтальные тектонические смещения земной поверхности носят исключительно однонаправленный характер и преодолевают ежегодно всего несколько см.
При смещении тектонические плиты в каких-то местах сходятся, а в каких-то расходятся. В зонах столкновения плит образуются горы, а в зонах расхождения плит – трещины (разломы). Ярким примером расхождения литосферных плит, наблюдаемым в нынешнее время, являются так называемые Великие Африканские разломы. Они отличаются не только наибольшей протяжённостью трещин в земной коре (более 6000 км), но и чрезвычайной активностью. Разлом африканского континента происходит настолько быстро, что вероятно не в таком далёком будущем восточная часть материка отделится и образуется новый океан.
Вертикальное движение земной коры
Вертикальные движения литосферы, также называемые радиальными, в отличие от горизонтальных имеют двойную направленность, то есть суша может подниматься и через некоторое время опускаться. Следствием вертикальных передвижения литосферы также являются и поднятие (трансгрессия) и опускание (регрессия) уровня моря. Вековые движения земной коры вверх и вниз, происходившие многие столетия назад можно проследить по оставленным следам, а именно: неапольский храм, построенный ещё в 4-м веке н.э., на данный момент находится на высоте более 5 м над уровнем моря, однако его колонны усыпаны ракушками моллюсков. Это является явным свидетельством того, что храм долгое время находился под водой, а значит этот участок почвы систематически двигался в вертикальном направлении то по восходящей оси, то по нисходящей. Этот цикл движений известен как колебательные виды движения земной коры.
Регрессия моря приводит к тому, что некогда морское дно становится сушей и образуются равнины, среди которых можно назвать Северо- и Западно-Сибирскую равнины, Амазонскую, Туранскую и др. В настоящее время в Европе наблюдаются поднятие суши (Скандинавский полуостров, Исландия, Украина, Швеция) и опускание (Голландия, юг Англии, север Италии).
Землетрясения и вулканизм как следствие движения литосферы
Горизонтальное передвижение земной коры ведёт к столкновению или разлому тектонических плит, что проявляется землетрясениями различной силы, которая измеряется по шкале Рихтера. Сейсмические волны до 3 баллов по этой шкале не ощутимы человеком, колебания грунта с магнитудой от 6 и до 9 уже способны привести к значительным разрушениям и гибели людей.
Вследствие горизонтального и вертикального движения литосферы на границах тектонических пластин образуются каналы, по которым вещество мантии под давлением извергается на земную поверхность. Этот процесс называется вулканизмом, его мы можем наблюдать в виде вулканов, гейзеров и тёплых источников. На Земле существует множество вулканов, часть из которых активна до сих пор. они могут быть как на суше, так и под водой. Вместе с магматическими пародами они извергают в атмосферу сотни тонн дыма, газа и пепла. Подводные вулканы являются основной причиной возникновения цунами, по силе извержения они превосходят наземные. В настоящее время подавляющее большинство вулканических образований на морском дне неактивны.
Значение тектоники для человека
В жизни человечества движения земной коры играют огромную роль. И это касается не только формирования горных пород, постепенного влияния на климат, но и саму жизнь целых городов.
Так например, ежегодная трансгрессия Венеции грозит городу тем, что в скором будущем он окажется под водой. Подобные случаи в истории неоднократны, множество древних поселений уходили под воду, а через определённое время вновь оказывались над уровнем моря.
Движение литосферных плит Земли
Движение литосферных плит — это процесс смещения литосферных плит, на которые разделена земная кора. В науке данное направление называется Тектоника плит, и именно оно объясняет изменение рельефа планеты и возникновение некоторых природных явлений, наблюдающихся на стыке тектонических плит.
Процессы движения литосферных плит
Земная кора нашей планеты разделена на сегменты (блоки), называющиеся литосферными плитами. Из-за конвекционных процессов, происходящих в земной мантии, плиты движутся. Находясь в постоянном движении, они взаимодействуют друг с другом, либо сближаясь, либо отдаляясь. В местах сближения литосферных плит образуются возвышенности и горы, в местах расхождения — провалы, обычно заполняющиеся новыми горными породами.
Изучением данных процессов и их активностью занимается тектоника плит. Благодаря данному научному направлению можно сказать, как выглядела наша планета миллионы лет назад и как она изменится через миллионы лет. Кроме того, тектоника объясняет различные процессы и явления, происходящие на стыке литосферных плит. Наибольшая геологическая активность наблюдается именно там.
Правда, не всё поддаётся научному объяснению. К примеру, в последнее время замечена тенденция ускорения движения литосферных плит. Это, в свою очередь, порождает увеличенное количество других процессов и геологических явлений. Всё это вызывает беспокойство, в том числе и отсутствием объяснения причин данного явления.
Влияние движения литосферных плит
Процесс движения тектонических плит оказывает прямое влияние на рельеф планеты. Правда, из-за малой скорости смещения плит изменение рельефа становится заметным лишь спустя тысячелетия. За это время меняется расположение материков, вырастают новые возвышенности и горы, появляются впадины, да и вообще рельеф изменяется. К примеру, самая высокая гора в мире (Эверест) продолжает увеличиваться в высоту на 1 сантиметр за 2-3 года.
На стыке литосферных плит очень часто возникают такие геологические явления как землетрясения и вулканические извержения. Объясняется это смещением горных пород в недрах нашей планеты и различными конвекционными процессами, происходящими в земной мантии. Именно так устроен наш мир.
ИЗК СО РАН — Институт земной коры СО РАН
Более месяца назад в лентах новостей появились «сенсационные» сообщения: новосибирские ученые спрогнозировали, что через 20 миллионов лет Байкал станет океаном, а сам континент Евразия расколется на две части. Однако на самом деле новость оказалось не новостью — к выводу о вероятном расколе материка по озеру Байкал иркутские ученые пришли еще 30 лет назад.
Поводом для появления новостей о зарождении океана на месте озера Байкал послужила статья в известном зарубежном журнале Gondwana Research, в которой говорится о результатах работы ученых из Института геологии и минералогии им. В.С.Соболева СО РАН. Связывая между собой тектонические процессы и накопление осадков во впадинах Байкальской рифтовой зоны, новосибирские ученые прогнозируют его будущее. Так, по их мнению, Байкальская рифтовая зона — огромный раскол в земной коре, находящийся посередине Евразии, — постепенно расширяется, и, если не изменится геодинамическая обстановка, через несколько десятков миллионов лет самый большой континент разорвется на две части, а на месте Байкала появится новый океан.
Движение идет
Между тем такой сценарий нашего очень далекого будущего уже был описан иркутскими учеными. Первую статью о вероятном зарождении океана на месте озера Байкал ученые Кирилл Леви и Семен Шерман из Института земной коры СО РАН опубликовали еще в середине 70-х годов.
— Под воздействием высоких температур и давления верхней мантии все континенты, все литосферные плиты пребывают в постоянном движении относительно друг друга. Это давно известный факт, — поясняет Кирилл Леви, профессор, доктор геолого-минералогических наук, сотрудник Института земной коры СО РАН. — Байкальская рифтовая зона находится на стыке двух литосферных плит: Сибирской и Забайкальской, по-другому — Амурской. Первая пребывает в относительном покое — она смещается в сторону севера, но крайне медленно. Ее движению мешает североатлантический рифт. Вторая, Забайкальская, движется куда более активно, смещаясь к востоку в сторону Тихого океана.
Изучением Байкальской рифтовой зоны с точки зрения тектоники литосферных плит Кирилл Леви и его коллеги — известные талантливые ученые Семен Шерман, Михаил Кузьмин и Лев Зоненшайн — начали заниматься в 70-х годах. Тогда наряду с изучением тектонических процессов ученые активно работали на берегах Байкала, исследуя признаки смещения плит.
— Мы искали молодые движения. Но не в скальных породах, где определить их практически невозможно, а в глинистых. И обнаружили, — рассказывает Кирилл Леви. — Оказалось, что в глинах, которые лежат поверх байкальских разломов, встречаются трещинки с шелковистыми штрихами скольжения. Причем не только вертикальными штрихами, которые легко объяснить вероятными оползнями, но и, самое главное, горизонтальными. Последние и стали еще одним подтверждением того, что породы смещаются, движение идет.
Шире на 3—4 мм в год
Первая публикация о том, что представляет собой Байкальская рифтовая зона, какие процессы способствуют ее раскрытию, вышла у Семена Шермана и Кирилла Леви в 1976 году. Далее, продолжая заниматься геодинамикой, ученые работали над картированием, над анализом сейсмических данных, над точными расчетами линии «раскола».
— За двадцать с лишним лет у нас вышло немало монографий и статей, посвященных геодинамике Байкальской рифтовой зоны. Мы неоднократно публиковались, выступали на международных симпозиумах, конференциях, — поясняет Кирилл Леви. — В середине 90-х здесь, в Иркутске, вышли в свет два атласа по Байкалу, в работе над которыми я принимал участие. В них впервые были представлены схемы рифтовой зоны с подробными пояснениями того, какие перемены ожидают Байкал в будущем, если тектонические процессы в недрах Земли будут проявлять себя по-прежнему.
Так, согласно данным ученых Института земной коры СО РАН, озеро становится шире примерно на 3—4 мм в год. Соответственно, на эти же значения увеличивается расстояние между Иркутском и Улан-Удэ. Для преобразования Байкала в соленый океан потребуется по меньшей мере 60 миллионов лет.
— В целом же новость о том, что Байкал — это будущий океан, которая преподносится сейчас как открытие новосибирских ученых, скажу честно, вызывает лишь недоумение, — говорит Кирилл Леви. — Публикацию коллег из Института геологии и минералогии им. В.С.Соболева в журнале Gondwana Research я читал в оригинале и был крайне удивлен, что в длинном списке научных статей, на которые ссылаются авторы, нет ни единого упоминания о той команде специалистов, которая работала над изучением геодинамики Байкальской рифтовой зоны.
Источник: ИА «Байкал Инфо»
Тектоника плит | Национальное географическое общество
Во многом так же, как географические границы разделялись, сталкивались и перерисовывались на протяжении всей истории человечества, границы тектонических плит расходились, сходились и меняли форму Земли на протяжении всей ее геологической истории. Сегодня наука показала, что поверхность Земли находится в постоянном изменении. Мы можем наблюдать и измерять подъем и эрозию гор, расширение и сокращение океанов, извержения вулканов и землетрясения.
До того, как в 1977 году была опубликована карта морского дна Тарпа-Хизена, ученые плохо понимали геологические особенности, характеризующие морское дно, особенно в глобальном масштабе. Данные и наблюдения, представленные картой Тарпа-Хизена, стали решающими факторами в принятии теорий тектоники плит и континентального дрейфа. Теория тектоники плит утверждает, что твердая внешняя кора Земли, литосфера, разделена на плиты, которые движутся над астеносферой, расплавленной верхней частью мантии.Океанические и континентальные плиты соединяются, расходятся и взаимодействуют на границах по всей планете.
Каждый тип границы плит порождает различные геологические процессы и формы рельефа. На расходящихся границах плиты разделяются, образуя узкую рифтовую долину. Здесь гейзеры выбрасывают струю перегретой воды, а магма, или расплавленная порода, поднимается из мантии и затвердевает в базальт, образуя новую кору. Таким образом, на расходящихся границах образуется океаническая кора. Срединно-океанический хребет, самый длинный горный хребет Земли, имеет расходящуюся границу длиной 65 000 километров (40 390 миль) и шириной 1 500 километров (932 мили).В Исландии, одном из самых геологически активных мест на Земле, можно наблюдать дивергенцию Северо-Американской и Евразийской плит вдоль Срединно-Атлантического хребта, когда хребет поднимается над уровнем моря.
На сходящихся границах пластины сталкиваются друг с другом. Столкновение искривляет край одной или обеих плит, создавая горный хребет или погружая одну из плит под другую, создавая глубокую траншею на морском дне. На сходящихся границах создается континентальная кора, а океаническая кора разрушается по мере того, как она субдуктирует, тает и становится магмой.Конвергентное движение плит также вызывает землетрясения и часто образует цепочки вулканов. Самый высокий горный хребет над уровнем моря, Гималаи, образовался 55 миллионов лет назад, когда сошлись континентальные плиты Евразии и Индо-Австралии. Средиземноморский остров Кипр образовался на сходящейся границе между Африканской и Евразийской плитами. Затвердевшие насыпи лавы, называемые подушечными лавами, когда-то были на дне океана, где произошло это слияние, но были вытолкнуты вверх и теперь видны на поверхности.
Управление океанических исследований и исследований NOAA
Существует три типа тектонических границ плит: расходящиеся, сходящиеся и трансформируемые границы плит.
На этом изображении показаны три основных типа границ плит: расходящиеся, сходящиеся и трансформирующиеся. Изображение любезно предоставлено Геологической службой США. Загрузить изображение (jpg, 76 KB).
Литосфера Земли, включающая кору и верхнюю мантию, состоит из серии частей или тектонических плит, которые медленно перемещаются во времени.
Расходящаяся граница возникает, когда две тектонические плиты удаляются друг от друга. Вдоль этих границ обычны землетрясения, и магма (расплавленная порода) поднимается от мантии Земли к поверхности, затвердевая и образуя новую океаническую кору. Срединно-Атлантический хребет является примером расходящихся границ плит.
Когда две пластины соединяются, это называется сходящейся границей . Удар сталкивающихся плит может привести к изгибу краев одной или обеих плит в горные хребты, или одна из плит может прогнуться в глубокую траншею на морском дне. Цепи вулканов часто образуются параллельно сходящимся границам плит, и вдоль этих границ часто случаются сильные землетрясения. Тихоокеанское огненное кольцо является примером сходящейся границы плит.
На границах сходящихся плит океаническая кора часто вытесняется в мантию, где начинает таять.Магма поднимается в другую плиту и через нее, затвердевая в гранит, скалу, из которой состоят континенты. Таким образом, на конвергентных границах создается континентальная кора, а океаническая кора разрушается.
Две пластины, скользящие друг мимо друга, образуют границу трансформируемой пластины . Одна из самых известных границ трансформных плит находится в зоне разлома Сан-Андреас, которая простирается под водой. Природные или созданные руками человека структуры, пересекающие границу трансформации, смещаются — разделяются на части и переносятся в противоположных направлениях.Скалы, выстилающие границу, измельчаются по мере того, как плиты скользят вдоль, образуя долину с линейным разломом или подводный каньон. По этим разломам часто происходят землетрясения. В отличие от сходящихся и расходящихся границ, корка трескается и разрушается на границах трансформации, но не создается и не разрушается.
причин движения тектонических плит — видео и стенограмма урока
Тепловая конвекция
Ученые считают, что одной из основных сил движения плит является тепловая конвекция .Тепловая конвекция — это когда тепло от ядра Земли передается на поверхность Земли мантией. Мантия — это толстый, в основном твердый слой Земли между корой и ядром. Тепловая конвекция очень похожа на кастрюлю с кипящей водой, что можно увидеть на этой анимации.
При конвекции тепло от печи нагревает ближайшую к ней воду, заставляя воду расширяться и подниматься. Более холодная вода у поверхности кастрюли опускается, чтобы заменить поднимающуюся воду.При этом создается течение воды, текущее к поверхности и снова вниз. В этой модели печь похожа на ядро, а вода — это жидкая мантия, которая вращается. Плиты на поверхности Земли будут плавать на поверхности воды. Эти токи толкают пластины в соответствии с направлением потока. Геологи считают, что то же самое явление происходит внутри Земли. Жидкая порода около мантии нагревается и поднимается к коре. Камень у поверхности более холодный и опускается обратно к ядру.Это формирует такой же тип конвекционного тока, который заставляет пластины двигаться. Ученые считают, что этот цикл подъема магмы от ядра к коре и обратно занимает тысячи лет.
В верхней части мантии скала встречается с тонкой корой, и, когда она отталкивает ее, лава вытекает из мантии, образуя новую океаническую кору.При этом пластины врезаются друг в друга, скользят мимо друг друга или проталкиваются под другую пластину. Это движение плиты вместе с подъемом мантии конвекционными потоками может также вызвать вторичные действия, которые способствуют движению плиты.
Толкание хребта
В толчке хребта мантия поднимается вверх из-за конвекции и поднимает края расширяющихся океанических плит. Поскольку эти плиты находятся выше в центре распространения, они вынуждены опускаться под действием силы тяжести и в конечном итоге выравниваются до дна океана.Гравитация вызывает это движение вниз по гребню и толкает пластину, поскольку за пластиной в центре распространения образуется новая корка. Это как те монетные бульдозеры на ярмарке, где одна новая монета может вытолкнуть вперед и сбить с пути другие!
Вытягивание плиты
Другой механизм, который образуется в результате движения плиты, — это вытягивание плиты . По мере того как пластина продвигается вперед, она может натолкнуться на другую пластину. Океаническая кора легко вытесняется под другую плиту и возвращается обратно в мантию.Эти сходящиеся границы можно определить по глубоким океанским желобам, которые отмечают место, где одна плита скользит под другой. Когда он скользит под другую пластину и выталкивается обратно в мантию, гравитация снова работает, чтобы тянуть ее, давая пластине еще одну силу, чтобы она продолжала двигаться. Эти два механизма разные. При вытягивании плиты гравитация действует на переднюю часть плиты; в толчке на гребень он заставляет двигаться заднюю часть.
Всасывающий канал
Третья сила, которая образуется в результате движения пластины, известна как всасывание из траншеи .Когда пластина отталкивается обратно в мантию (как мы видели на примере вытягивания плиты), она опускается под углом. Мало того, что гравитация тянет его вниз в модели вытягивания плиты, на него также может действовать другая сила. Под и за пластиной может образоваться небольшой конвекционный поток, вызванный ныряющей корой, который может помочь втянуть пластину в Землю. Это очень похоже на силу, которая удерживает плот в ловушке всасывания под водопадом. Эта сила помогает отодвинуть пластину обратно вглубь Земли, чтобы снова расплавиться.Это также отличается от толчка гребня и тяги плиты, потому что это не результат силы тяжести.
Резюме урока
Итак, резюмируя, есть несколько механизмов, которые ученые используют для объяснения движения гигантских кусков земной коры (называемых тектоническими плитами ). Сила, которая вызывает большую часть движения плит, — это тепловая конвекция , где тепло из недр Земли заставляет течь потоки горячей поднимающейся магмы и более холодной опускающейся магмы, перемещая плиты коры вместе с ними.
Дополнительные механизмы, которые могут способствовать перемещению плит, включают выталкивание ребра , вытягивание плиты и всасывание траншеи . При толкании гребня и вытягивании плиты на плиту действует сила тяжести, вызывая движение. Области, где кора толкается вверх за счет поднимающейся магмы, также притягиваются вниз под действием силы тяжести, заставляя края плит возвращаться в недра Земли. Эти процессы тянут за собой всю пластину. При всасывании траншеи небольшой конвекционный поток формируется переплавленной пластиной, когда она толкается обратно внутрь, и этот ток создает силу, которая тянет пластину вниз.
Результат обучения
По завершении этого урока вы должны уметь описывать тепловую конвекцию, выталкивание гребня, вытягивание плиты и всасывание в траншею.
Тектоника плит
Земная кора и верхняя мантия разбиты на множество плит, называемых тектоническими плитами, которые похожи на кусочки мозаики. Есть семь основных плит, которые составляют 94% поверхности Земли, и множество меньших плит, составляющих остальные 6%.
Источник: USGS, http: // pubs.usgs.gov/publications/text/slabs.html, Public domain, via Wikimedia Commons
Тектонические плиты находятся в движении, и считается, что они находились в движении с самого начала истории Земли. Слово тектоническое относится к строению Земли и процессам, происходящим на ней. Ирландия имеет долгую и интересную тектоническую историю, и поэтому у нас есть большое разнообразие типов горных пород на относительно небольшой территории.
Области, где встречаются эти плиты, называются границами плит.Существует три типа границы плиты:
Дивергент или co n s t ruc t iv e pla te boundarie s
Плиты расходятся, и это приводит к образованию новой породы.
Это происходит, когда две тектонические плиты расходятся, и порода из мантии поднимается вверх через отверстие, образуя новую поверхностную породу, когда она остывает.Это происходит в начале нового океана и продолжается у срединно-океанического хребта, пока океан открывается. Это связано с рифтингом (крупномасштабными разломами) и вулканами.
Источник: Wikimedia Commons
Примером этого является Срединно-Атлантический хребет.
Палеогеновые породы в Ирландии, в том числе в Кули, графство Лаут, и у Дороги гигантов в графстве Антрим, образовались при открытии Северной Атлантики приблизительно 60 миллионов лет назад.
См. Вулканы для получения дополнительной информации о влиянии расходящихся границ плит (перенаправьте в раздел «Темы»).
Конвергентный или d e s t ruc t iv e pla te граница s
Это когда две тектонические плиты движутся навстречу друг другу и сталкиваются. Результат зависит от типа используемых пластин. Возможно столкновение двух океанических плит, океанической плиты и континентальной плиты или двух континентальных плит.
Субдукция возникает, когда есть разница в плотности пластин. Океаническая кора обычно более плотная, чем континентальная, и при столкновении с континентальной корой вытесняется вниз в горячую мантию. Менее плотная конитинентальная корка вытесняется вверх.
Это произошло в Ирландии после закрытия океана Япет более 450 миллионов лет назад. Вначале океаническая кора Япета была погружена под континентальную кору, но в конце концов океаническая кора исчезла, и континенты столкнулись.Каледонские горы сформировались в это время, и считается, что они были такими же высокими, как современные Гималаи, когда образовались.
Источник: Wikimedia Commons
Гималаи — это пример столкновения двух континентальных плит, когда Индийская плита врезается в Евразийскую плиту и движется вверх. Они постоянно растут со средней скоростью 1 см в год, через 1 миллион лет это будет 10 км.
См. Землетрясения, цунами и вулканы для получения дополнительной информации о влиянии конвергентных границ плит (перенаправьте в раздел «Темы»).
Пассивный плита bo u ndarie s
Также известен как границы сдвига или трансформации.
Это когда две пластины скользят друг мимо друга. При движении плит зазубренные края границ плит зацепляются, зацепляются друг за друга и могут заклиниваться. Это вызывает повышение давления. Когда плиты в конце концов пересекают друг друга, давление сбрасывается в виде землетрясения.Ближайшая к Ирландии граница пассивных плит — это граница между Африканской и Евразийской плитами к югу от Португалии.
Источник: Wikimedia Commons
Движение двух плит может происходить в противоположных направлениях или в одном направлении, но с разной скоростью, например, разлом Сан-Андреас в Калифорнии.
Свидетельства движения плит — геология (Служба национальных парков США)
Внешняя оболочка Земли разбита на тектонические плиты, которые движутся относительно друг друга.Пластины разрываются на расходящихся границах пластин, сталкиваются друг с другом на сходящихся границах пластин и скользят друг мимо друга на границах трансформируемых пластин.На основе «Красавица чудовища: тектоника плит и ландшафты северо-запада Тихого океана» Роберта Дж. Лилли, Wells Creek Publishers, 92 стр., 2015 г., www.amazon.com/dp/1512211893).
Действие на грани
Так почему же на западе США так много тектонической активности (землетрясения, извержения вулканов и образование горных хребтов) по сравнению с востоком? Тектоническая активность обычно происходит вдоль границ движущихся плит.Тихоокеанское побережье Соединенных Штатов совпадает с границами плит и, следовательно, имеет землетрясения, извержения вулканов и развивающиеся горные цепи. Побережья Атлантического океана и Персидского залива, хотя изначально образовались в результате активности границ плит, теперь находятся далеко от границ плит и сопутствующих им тектонических событий.
Горное здание
Большинство горных хребтов длинные и узкие, потому что они образуются на границах плит или в горячих точках. Самый большой горный хребет на Земле — это система срединно-океанических хребтов, линия подводных вулканов, образующихся на морском дне по мере расхождения плит.Дивергенция плит иногда разрывает континент, образуя длинные горные цепи, разделенные глубокими рифтовыми долинами. Там, где плиты сходятся вдоль активной окраины континента, плита с тонкой океанической корой опускается («субдуцирует») под континент, образуя две параллельные горные цепи. Один представляет собой прибрежную гряду, состоящую из материала, выдавленного из моря, другой — вулканическую цепь дальше вглубь суши, где горячая вода поднимается с нисходящей плиты. Самые высокие горы на Земле, Гималаи, образуются там, где толстые блоки континентальной коры (Индия и Азия) сталкиваются в результате конвергенции плит.Изрезанные горные хребты и долины образуются в узкой зоне, где одна плита скользит мимо другой на границе трансформной плиты. И образуется горная цепь вулканов, где плита движется над горячей точкой; вулканы стареют и опускаются по мере того, как плита перемещает их от очага опасностей.
Ссылки по теме — Mountain Building
Извержения вулканов
Вулканическая активность происходит над местами на Земле, где давление, температура и присутствие воды способствуют плавлению породы.Есть два основных способа плавления земных материалов: 1) горячая мантия поднимается и разжимается; и 2) вода течет через горячую породу. Первый тип плавления происходит на расходящихся границах плит (срединно-океанические хребты; континентальные рифтовые зоны) и горячих точках, где мантия под плитами горячая, но остается твердой, потому что находится под большим давлением. Когда горячая мантия поднимается, внезапное падение давления вызывает таяние, так же как снятие крышки с скороварки заставляет перегретую воду превращаться в пар. Второй механизм приводит к вулканизму на конвергентных границах плит.Когда одна пластина погружается (погружается) под другую, она нагревается и выделяет горячие жидкости (подобно тому, как мы потеем, когда становимся горячими). Жидкости (в основном вода) поднимаются, смачивая горячую породу на своем пути и заставляя некоторую часть камня плавиться.
Ссылки по теме — Извержения вулканов
Землетрясения
Для возникновения землетрясений необходимы две вещи: 1) движение внутри Земли, которое напрягает и деформирует материал; и 2) материал, который деформируется путем разрушения, а не текучести. Движущиеся плиты холодной, хрупкой литосферы вызывают большинство землетрясений, особенно там, где они деформированы и сталкиваются друг с другом вдоль своих границ.
Ссылки по теме — Землетрясения
Тектоника пластин апельсиновой корки — Геология для детей
внутри Земли состоит из четырех основных слоев. Внутреннее ядро, внешнее ядро, мантия и кора. Кора — самый тонкий из слоев и состоит из движущихся частей, называемых пластинами из твердой породы. Есть два типа коры: океаническая и континентальная. Это занятие является отличным введением в теорию тектоники плит .
Теория тектонических плит
Под плитами находится слой частично расплавленной породы (верхняя часть верхней мантии ), тектонические плиты постоянно перемещаются по этому более слабому расплавленному слою.По мере того, как пластины перемещаются, в местах их встречи происходят разные вещи. Разломы образуются в точках, где две плиты расходятся, а землетрясения и извержения вулканов происходят там, где плиты сталкиваются друг с другом. Этот процесс называется тектоникой плит. Большая часть геологической активности Земли вызвана движением тектонических плит.
Карта Земли с тектоническими плитамиСуществует три типа тектонических границ, созданных движением плит.
Границы тектонической плиты
Граница расходящейся пластины
Это , — это место, где пластины расходятся, и его также называют конструктивной границей пластин .
На суше расходящихся границ сек ведут к гигантским впадинам. Великая рифтовая долина в Африке является примером этого. Великая рифтовая долина заставляет Восточную Африку медленно отдаляться от остальной части континента.
Когда тектонические плиты расходятся под водой, давление под корой уменьшается, что позволяет горячей мантийной породе плавиться и извергаться. По мере того, как разлом увеличивается в размерах, все больше и больше лавы извергается и затвердевает, добавляя новые новые камни на дно океана.
Граница сходящейся пластины
Это , где пластины движутся навстречу друг другу. Его также называют границей разрушающей пластины .
Горы образуются там, где плиты сталкиваются и корка сморщивается. Чем больше плиты сталкиваются, тем выше гора.
Под океаном одна плита часто скользит под другую, образуя огромные траншеи, иногда подводные вулканы образуются, когда часть коры тает и извергается.Примером этого является Японский желоб , образовавшийся в результате погружения Тихоокеанской плиты под Североамериканскую плиту. Японский желоб является частью кольца подводных желобов в Тихом океане.
Преобразование границы пластины
Это i s , где пластины движутся бок о бок друг с другом. Кора здесь не разрушена, но движение все еще может быть опасным, если две плиты сцепляются вместе, вызывая напряжение, а затем внезапно ломаются, вызывая землетрясение. Примером границы преобразования является разлом Сан-Андреас в Калифорнии.
Этот вид границы также называется консервативной границей плиты c .
Диаграмма границы плиты
Плиты составляют внешнюю оболочку Земли (литосферу).
Границы тарелки апельсиновой корки
В этом упражнении используется апельсин для демонстрации тектонических плит .
Апельсин с кожурой представляет Землю.
Кожура представляет собой земную кору (континентальную и океаническую).
Вам понадобится1 оранжевый
Пластиковый нож
Пластина
Инструкции — Границы тарелки апельсиновой коркиСнимите кожуру с апельсина как можно большим кусочком и отложите в сторону.
Разделите кожуру на 3-4 части, это ваши тарелки.
Попробуйте снова положить кожуру на апельсин. Каждый отдельный кусочек кожуры представляет собой континентальную тарелку.
Дополнительный вызовНа этот раз, прежде чем снова надевать кожуру на апельсин, сначала покройте апельсин джемом.Это частично расплавленный слой верхней мантии. Варенье должно позволить апельсиновой цедре более свободно перемещаться.
Переместите пластины апельсиновой корки и посмотрите, что произойдет со слоем с вареньем.
Интересный факт — Большинство плит, составляющих земную кору, перемещаются примерно на 2–4 дюйма в год.
Примеры границ тектонических плит
Каждая тектоническая плита может иметь разные типы границ плит с другими плитами.
Плита Наска / Южноамериканская плита — это деструктивная граница плиты , где плита Наска выдвигается под S за пределы Американской плиты .
Разлом Сан-Андреас в Калифорнии, это пример границы трансформируемой плиты .
Срединно-Атлантический хребет — это цепь гор под водой, образованная как Североамериканская плита и Евразийская плита на севере, а также Южноамериканская плита и Африканская плита на юге. отдельно. Это расходящаяся граница плиты .
Больше идей по тектонической активности плит
Сделайте сейсмометр модели с обувной коробкой!
Playdough to Plato обладает прекрасной тектонической активностью плит Грэма.
Обучение обезьяны в школе имеет съедобную деятельность по дрейфу континентов.
Попробуйте мое исследование съедобного землетрясения .
Книги о землетрясениях
1.5 Основы тектоники плит — Физическая геология
Глава 1 Введение в геологию
Тектоника плит — это модель или теория, которая использовалась в течение последних 60 лет для понимания развития и структуры Земли, в частности, происхождения континентов и океанов, складчатых горных пород и горных хребтов, землетрясений и вулканов, а также континентальных образований. дрейф.Он подробно объясняется в главе 10, но вводится здесь, потому что включает концепции, которые важны для многих тем, рассматриваемых в следующих нескольких главах.
Ключом к пониманию тектоники плит является понимание внутренней структуры Земли, которая проиллюстрирована на Рисунке 1.6. Ядро Земли состоит в основном из железа. Внешнее ядро достаточно горячее, чтобы утюг оставался жидким. Внутреннее ядро, хотя и более горячее, находится под таким большим давлением, что становится твердым.Мантия состоит из минералов силиката железа и магния . Основная часть мантии, окружающей внешнее ядро, представляет собой твердую породу, но достаточно пластична, чтобы течь медленно. Эту часть мантии окружает частично расплавленный слой (астеносфера ), а самая внешняя часть мантии является жесткой. Кора , состоящая в основном из гранита на континентах и в основном из базальта под океанами, также является твердой. Кора и крайняя жесткая мантия вместе составляют литосферу .Литосфера разделена примерно на 20 тектонических плит , которые движутся в разных направлениях по поверхности Земли. (Для более точного изображения компонентов недр Земли см. Рис. 9.2.)
Важным свойством Земли (и других планет) является то, что температура увеличивается с глубиной, от почти 0 ° C на поверхности до примерно 7000 ° C в центре ядра. В земной коре скорость повышения температуры составляет около 30 ° C / км. Это известно как геотермальный градиент .
Рис. 1.6 Структура недр Земли, показывающая внутреннее и внешнее ядро, различные слои мантии и коры [Википедия]Тепло непрерывно течет наружу из недр Земли, и передача тепла от ядра к мантии вызывает конвекцию в мантии (рис. 1.7). Эта конвекция является основной движущей силой движения тектонических плит. В местах, где конвекционные течения в мантии движутся вверх, формируется новая литосфера (на океанских хребтах), и плиты расходятся (расходятся).Там, где две плиты сходятся (и конвективный поток направлен вниз), одна плита будет погружена на (толкнута вниз) в мантию под другой. Многие из крупных землетрясений и извержений вулканов на Земле связаны с сходящимися границами.
Рис. 1.7 Модель конвекции в мантии Земли [http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/Oceanic_spreading.svg/1280px-Oceanic_spreading.svg.png]Основные тектонические плиты Земли, а также направления и скорости их расхождения на гребнях морского дна показаны на Рисунке 1.8.
Упражнение 1.2 Движение плиты в течение вашей жизни
Используя карту тектонических плит из Интернета или рисунок 1.8, определите, на какой тектонической плите вы находитесь сейчас, приблизительно с какой скоростью она движется и в каком направлении. Насколько далеко эта плита переместилась относительно ядра Земли с момента вашего рождения?
Рис. 1.8 Тектонические плиты и тектонические элементы Земли, проявившиеся в течение последнего миллиона лет [http://commons.