Umiestnenie zemských tektonických dosiek. Tektonika je veda o čom? Globálna tektonika. Tektonika v architektúre

Viac sa dočítate v článku História teórie platňovej tektoniky

Základom teoretickej geológie na začiatku 20. storočia bola hypotéza kontrakcie. Zem chladne ako pečené jablko a objavujú sa na nej vrásky v podobe pohorí. Tieto myšlienky rozvinula teória geosynklinál, vytvorená na základe štúdia skladaných štruktúr. Túto teóriu sformuloval J. Dan, ktorý k hypotéze kontrakcie pridal princíp izostázy. Podľa tohto konceptu sa Zem skladá zo žuly (kontinenty) a bazaltov (oceány). Keď sa Zem zmršťuje, v oceánskych panvách vznikajú tangenciálne sily, ktoré tlačia na kontinenty. Tie druhé stúpajú pohoria a potom sú zničené. Materiál, ktorý je výsledkom deštrukcie, sa ukladá v priehlbinách.

Pomalý boj medzi fixistami, ako sa nazývali zástancovia absencie výraznejších horizontálnych pohybov, a mobilistami, ktorí tvrdili, že sú stále v pohybe, sa s novou silou rozhorel v 60. rokoch, keď v dôsledku štúdia dna tzv. oceány, našli sa stopy na pochopenie „stroja“ nazývaného Zem.

Začiatkom 60-tych rokov bola zostavená reliéfna mapa oceánskeho dna, ktorá ukázala, že stredooceánske hrebene sa nachádzajú v strede oceánov, ktoré stúpajú 1,5–2 km nad priepasťami pokrytými sedimentmi. Tieto údaje umožnili R. Dietzovi a G. Hessovi predložiť hypotézu šírenia v rokoch 1962–1963. Podľa tejto hypotézy dochádza ku konvekcii v plášti rýchlosťou asi 1 cm/rok. Vzostupné vetvy konvekčných buniek vynášajú materiál plášťa pod stredooceánskymi hrebeňmi, ktorý obnovuje oceánske dno v axiálnej časti hrebeňa každých 300–400 rokov. Kontinenty neplávajú na oceánskej kôre, ale pohybujú sa pozdĺž plášťa, pričom sú pasívne „spájkované“ do litosférických dosiek. Podľa koncepcie šírenia majú oceánske panvy premenlivú a nestabilnú štruktúru, zatiaľ čo kontinenty sú stabilné.

V roku 1963 získala hypotéza šírenia silnú podporu v súvislosti s objavom pruhovaných magnetických anomálií na dne oceánu. Boli interpretované ako záznam zvratov magnetického poľa Zeme, zaznamenaný pri magnetizácii bazaltov oceánskeho dna. Potom začala dosková tektonika svoj víťazný pochod v zemských vedách. Čoraz viac vedcov si uvedomovalo, že než strácať čas obhajovaním konceptu fixizmu, je lepšie pozrieť sa na planétu z pohľadu novej teórie a konečne začať dávať skutočné vysvetlenia najzložitejších pozemských procesov.

Dosková tektonika bola teraz potvrdená priamym meraním rýchlosti dosiek pomocou interferometrie žiarenia zo vzdialených kvazarov a meraním pomocou GPS. Výsledky dlhoročného výskumu plne potvrdili základné princípy teórie platňovej tektoniky.

Súčasný stav platňovej tektoniky

Dosková tektonika za posledné desaťročia výrazne zmenila svoje základné princípy. V súčasnosti ich možno formulovať takto:

Horná časť pevnej Zeme je rozdelená na krehkú litosféru a plastickú astenosféru. Konvekcia v astenosfére - hlavný dôvod pohyby tanierov.

Litosféra je rozdelená na 8 veľkých dosiek, desiatky stredných dosiek a mnoho malých. Malé dosky sú umiestnené v pásoch medzi veľkými doskami. Seizmická, tektonická a magmatická aktivita sa sústreďuje na hraniciach dosiek.

Pri prvej aproximácii sú litosférické dosky opísané ako tuhé telesá a ich pohyb sa riadi Eulerovou vetou o rotácii.

Existujú tri hlavné typy relatívnych pohybov platní

divergencia (divergencia), vyjadrená riftovaním a rozširovaním;
konvergencia (konvergencia) vyjadrená subdukciou a zrážkou;
strike-slip pohyby pozdĺž transformačných porúch.

Šírenie v oceánoch je kompenzované subdukciou a kolíziami pozdĺž ich periférie a polomer a objem Zeme sú konštantné (o tomto tvrdení sa neustále diskutuje, ale nikdy nebolo vyvrátené)

Pohyb litosférických dosiek je spôsobený ich strhávaním konvekčnými prúdmi v astenosfére.

V zásade sú dve rôzne typy Zemská kôra - kontinentálna kôra a oceánska kôra. Niektoré litosférické platne sú zložené výlučne z oceánskej kôry (príkladom je najväčšia tichomorská platňa), iné pozostávajú z bloku kontinentálnej kôry zvareného do oceánskej kôry.

Viac ako 90 % zemského povrchu pokrýva 8 najväčších litosférických platní:

Medzi stredne veľké platne patrí arabský subkontinent a platne Cocos a Juan de Fuca, zvyšky obrovskej platne Faralon, ktorá tvorila veľkú časť dna Tichého oceánu, ale teraz zmizla v subdukčnej zóne pod Amerikou.

Sila, ktorá hýbe platňami

Teraz už niet pochýb o tom, že k pohybu platní dochádza v dôsledku plášťových termogravitačných prúdov - konvekcie. Zdrojom energie pre tieto prúdy je prenos tepla z centrálnych častí Zeme, ktoré majú veľmi vysokú teplotu (odhadovaná teplota jadra je asi 5000 °C). Zahriate horniny sa rozpínajú (pozri tepelná rozťažnosť), ich hustota klesá a vznášajú sa, čím ustupujú chladnejším horninám. Tieto prúdy sa môžu uzavrieť a vytvoriť stabilné konvekčné bunky. V tomto prípade v hornej časti bunky prebieha prúdenie hmoty v horizontálnej rovine a práve táto jej časť prenáša platne.

Pohyb platní je teda dôsledkom ochladzovania Zeme, pri ktorom sa premieňa časť tepelnej energie na mechanická práca a naša planéta je v istom zmysle tepelný stroj.

Existuje niekoľko hypotéz týkajúcich sa príčiny vysokej teploty vnútra Zeme. Na začiatku 20. storočia bola populárna hypotéza o rádioaktívnej povahe tejto energie. Zdalo sa, že to potvrdzujú odhady zloženia vrchnej kôry, ktoré vykazovali veľmi významné koncentrácie uránu, draslíka a iných rádioaktívnych prvkov, no neskôr sa ukázalo, že obsah rádioaktívnych prvkov s hĺbkou prudko klesá. Iný model vysvetľuje zahrievanie chemickou diferenciáciou Zeme. Planéta bola pôvodne zmesou silikátových a kovových látok. Ale súčasne s formovaním planéty sa začala jej diferenciácia na samostatné škrupiny. Hustejšia kovová časť sa ponáhľala do stredu planéty a kremičitany sa koncentrovali v horných škrupinách. Súčasne sa znížila potenciálna energia systému a premenila sa na tepelnú energiu. Iní vedci sa domnievajú, že k zahrievaniu planéty došlo v dôsledku narastania počas dopadov meteoritu na povrch rodiaceho sa nebeského telesa.

Sekundárne sily

Rozhodujúcu úlohu pri pohyboch platní zohráva tepelná konvekcia, no okrem nej pôsobia na platne menšie, no nemenej dôležité sily.

Keď oceánska kôra klesá do plášťa, bazalty, z ktorých sa skladá, sa premieňajú na eklogity, horniny hustejšie ako obyčajné plášťové horniny – peridotity. Preto sa táto časť oceánskej dosky ponorí do plášťa a stiahne so sebou časť, ktorá ešte nebola eklogitizovaná.

Divergentné hranice alebo hranice platní

Sú to hranice medzi doskami, ktoré sa pohybujú v opačných smeroch. V topografii Zeme sú tieto hranice vyjadrené ako trhliny, kde prevládajú ťahové deformácie, zmenšuje sa hrúbka kôry, maximálny tepelný tok a dochádza k aktívnemu vulkanizmu. Ak sa takáto hranica vytvorí na kontinente, potom sa vytvorí kontinentálna trhlina, ktorá sa neskôr môže zmeniť na oceánsku panvu s oceánskou trhlinou v strede. V oceánskych trhlinách sa v dôsledku šírenia vytvára nová oceánska kôra.

Oceánske trhliny

Na oceánskej kôre sú trhliny obmedzené na centrálne časti stredooceánskych chrbtov. Vytvára sa v nich nová oceánska kôra. Ich celková dĺžka je viac ako 60 tisíc kilometrov. Sú spojené s mnohými, ktoré nesú značnú časť hlbokého tepla a rozpustených prvkov do oceánu. Vysokoteplotné zdroje sa nazývajú čierne fajčiarky a spájajú sa s nimi značné zásoby farebných kovov.

Kontinentálne trhliny

Rozpad kontinentu na časti začína vytvorením trhliny. Kôra sa stenčuje a vzďaľuje a začína sa magmatizmus. Vzniká rozšírená lineárna depresia s hĺbkou okolo stoviek metrov, ktorá je ohraničená radom zlomov. Potom sú možné dva scenáre: buď sa expanzia trhliny zastaví a tá sa vyplní sedimentárnymi horninami, ktoré sa premenia na aulakogén, alebo sa kontinenty ďalej od seba vzďaľujú a medzi nimi sa už v typických oceánskych trhlinách začne vytvárať oceánska kôra. .

Konvergentné hranice

Prečítajte si viac v článku Subdukčná zóna

Konvergentné hranice sú hranice, kde sa dosky zrážajú. Možné sú tri možnosti:

Kontinentálna platňa s oceánskou platňou. Oceánska kôra je hustejšia ako kontinentálna kôra a klesá pod kontinent v subdukčnej zóne.
Oceánska platňa s oceánskou platňou. V tomto prípade sa jedna z platní podlieza pod druhú a tiež vzniká subdukčná zóna, nad ktorou sa vytvára ostrovčekový oblúk.
Kontinentálny tanier s kontinentálnym. Nastane kolízia a objaví sa silná zložená oblasť. Klasickým príkladom sú Himaláje.

V ojedinelých prípadoch sa oceánska kôra natlačí na kontinentálnu kôru – obdukcia. Vďaka tomuto procesu vznikli ofioliti Cypru, Novej Kaledónie, Ománu a ďalších.

V subdukčných zónach je oceánska kôra absorbovaná, čím sa kompenzuje jej výskyt v MOR. Prebiehajú v nich mimoriadne zložité procesy a interakcie medzi kôrou a plášťom. Oceánska kôra teda dokáže vtiahnuť do plášťa bloky kontinentálnej kôry, ktoré sa vďaka svojej nízkej hustote exhumujú späť do kôry. Takto vznikajú metamorfné komplexy ultravysokých tlakov, jeden z najobľúbenejších objektov moderného geologického výskumu.

Väčšina moderných subdukčných zón sa nachádza pozdĺž okraja Tichého oceánu a tvorí tichomorský ohnivý kruh. Procesy prebiehajúce v doskovej konvekčnej zóne sa právom považujú za najzložitejšie v geológii. Mieša bloky rôzneho pôvodu a vytvára novú kontinentálnu kôru.

Aktívne kontinentálne okraje

Prečítajte si viac v článku Aktívna kontinentálna marža

Aktívny kontinentálny okraj sa vyskytuje tam, kde oceánska kôra subdukuje pod kontinent. Za štandard tejto geodynamickej situácie sa považuje západné pobrežie Južnej Ameriky andský typ kontinentálneho okraja. Aktívny kontinentálny okraj je charakterizovaný početnými sopkami a všeobecne silným magmatizmom. Taveniny majú tri zložky: oceánsku kôru, plášť nad ňou a spodnú kontinentálnu kôru.

Pod aktívnym kontinentálnym okrajom prebieha aktívna mechanická interakcia medzi oceánskymi a kontinentálnymi platňami. V závislosti od rýchlosti, veku a hrúbky oceánskej kôry je možných niekoľko rovnovážnych scenárov. Ak sa platňa pohybuje pomaly a má relatívne malú hrúbku, potom z nej kontinent zoškrabuje sedimentárny obal. Sedimentárne horniny sú rozdrvené do intenzívnych vrás, metamorfované a stávajú sa súčasťou kontinentálnej kôry. Štruktúra, ktorá sa tvorí, je tzv akrečný klin. Ak je rýchlosť subdukčnej dosky vysoká a sedimentárny obal tenký, potom oceánska kôra vymaže dno kontinentu a vtiahne ho do plášťa.

Ostrovné oblúky

Ostrovný oblúk

Prečítajte si viac v článku Ostrovný oblúk

Ostrovné oblúky sú reťazce vulkanických ostrovov nad subdukčnou zónou, ktoré sa vyskytujú tam, kde oceánska platňa subdukuje pod oceánsku platňu. Medzi typické moderné ostrovné oblúky patria Aleutské ostrovy, Kurilské ostrovy, Mariánske ostrovy a mnohé ďalšie súostrovia. Japonské ostrovy sa tiež často nazývajú ostrovný oblúk, ale ich základ je veľmi starobylý a v skutočnosti ich tvorilo niekoľko ostrovných oblúkových komplexov v rôznych časoch, takže japonské ostrovy sú mikrokontinentom.

Ostrovné oblúky vznikajú pri zrážke dvoch oceánskych platní. V tomto prípade jedna z dosiek končí na dne a absorbuje sa do plášťa. Na hornej doske sa tvoria ostrovné oblúkové sopky. Zakrivená strana ostrovčekového oblúka smeruje k absorbovanej doske. Na tejto strane je hlbokomorská priekopa a predlaktie.

Za ostrovným oblúkom sa nachádza zadná oblúková panva (typické príklady: Okhotské more, Juhočínske more atď.), v ktorej môže dôjsť aj k šíreniu.

Kontinentálna kolízia

Zrážka kontinentov

Viac sa dočítate v článku Kontinentálna kolízia

Zrážka kontinentálnych dosiek vedie k rozpadu kôry a vzniku horských pásiem. Príkladom zrážky je alpsko-himalájsky horský pás, ktorý vznikol v dôsledku uzavretia oceánu Tethys a zrážky s euroázijskou doskou Hindustanu a Afriky. V dôsledku toho sa hrúbka kôry výrazne zvyšuje pod Himalájami a dosahuje 70 km. Ide o nestabilnú štruktúru, ktorá je intenzívne deštruovaná povrchovou a tektonickou eróziou. V kôre s prudko zväčšenou hrúbkou sú žuly vytavené z metamorfovaných sedimentárnych a vyvrelých hornín. Takto vznikli najväčšie batolity, napríklad Angara-Vitimsky a Zerendinsky.

Transformujte hranice

Kde sa platne pohybujú v paralelnom chode, ale s pri rôznych rýchlostiach, vznikajú transformačné zlomy - obrovské šmykové zlomy, rozšírené v oceánoch a na kontinentoch zriedkavé.

Poruchy transformácie

Viac podrobností v článku Porucha transformácie

V oceánoch prebiehajú transformačné zlomy kolmo na stredooceánske chrbty (MOR) a rozdeľujú ich na segmenty v priemere 400 km široké. Medzi hrebeňovými segmentmi sa nachádza aktívna časť transformačnej poruchy. V tejto oblasti neustále dochádza k zemetraseniam a horskej stavbe; okolo zlomu sa vytvárajú početné perové štruktúry - ťahy, záhyby a drapáky. V dôsledku toho sú plášťové horniny často odkryté v zlomovej zóne.

Na oboch stranách segmentov MOR sú neaktívne časti transformačných porúch. Nie sú v nich žiadne aktívne pohyby, ale v topografii oceánskeho dna sú jasne vyjadrené lineárnymi zdvihmi s centrálnou depresiou. .

Transformačné chyby tvoria pravidelnú sieť a samozrejme nevznikajú náhodne, ale objektívne fyzické dôvody. Kombinácia údajov numerického modelovania, termofyzikálnych experimentov a geofyzikálnych pozorovaní umožnila zistiť, že plášťová konvekcia má trojrozmernú štruktúru. Okrem hlavného toku z MOR vznikajú v konvekčnej bunke pozdĺžne prúdy v dôsledku ochladzovania hornej časti toku. Táto ochladená látka sa rúti dole pozdĺž hlavného smeru toku plášťa. Transformačné poruchy sa nachádzajú v zónach tohto sekundárneho zostupného prúdenia. Tento model dobre súhlasí s údajmi na prúdenie tepla: jeho pokles je pozorovaný nad transformačnými poruchami.

Kontinentálne posuny

Viac podrobností v článku Posun

Hranice strike-slip platní na kontinentoch sú pomerne zriedkavé. Snáď jediným v súčasnosti aktívnym príkladom hranice tohto typu je zlom San Andreas, oddeľujúci Severoamerickú dosku od Pacifickej. 800-míľový zlom San Andreas je jednou zo seizmicky najaktívnejších oblastí na planéte: dosky sa voči sebe pohybujú o 0,6 cm za rok, zemetrasenia s magnitúdou viac ako 6 jednotiek sa vyskytujú v priemere raz za 22 rokov. Mesto San Francisco a veľká časť oblasti Sanfranciského zálivu sú postavené v tesnej blízkosti tohto zlomu.

Procesy v rámci dosky

Prvé formulácie platňovej tektoniky tvrdili, že vulkanizmus a seizmické javy sú sústredené pozdĺž hraníc platní, ale čoskoro sa ukázalo, že špecifické tektonické a magmatické procesy prebiehajú aj v rámci platní, ktoré boli tiež interpretované v rámci tejto teórie. Medzi vnútrodoskovými procesmi zaujímali osobitné miesto fenomény dlhodobého bazaltového magmatizmu v niektorých oblastiach, takzvané horúce miesta.

Horúce miesta

Na dne oceánov je ich veľa sopečné ostrovy. Niektoré z nich sú umiestnené v reťazcoch s postupne sa meniacim vekom. Klasickým príkladom takéhoto podvodného hrebeňa je Hawaiian Underwater Ridge. Vypína sa nad hladinou oceánu v podobe Havajských ostrovov, z ktorých na severozápad smeruje reťaz podmorských hôr s neustále sa zvyšujúcim vekom, z ktorých niektoré, napríklad atol Midway, vychádzajú na povrch. Vo vzdialenosti asi 3000 km od Havaja sa reťaz mierne stáča na sever a už sa nazýva Imperial Ridge. Je prerušená v hlbokomorskej priekope pred aleutským ostrovným oblúkom.

Na vysvetlenie tejto úžasnej štruktúry sa navrhovalo, že pod Havajskými ostrovmi sa nachádza horúce miesto – miesto, kde na povrch stúpa horúci plášťový prúd, ktorý roztápa oceánsku kôru pohybujúcu sa nad ním. Na Zemi je teraz nainštalovaných veľa takýchto bodov. Plášťový tok, ktorý ich spôsobuje, sa nazýval chochol. V niektorých prípadoch sa predpokladá výnimočne hlboký pôvod oblakovej hmoty až po hranicu jadro-plášť.

Pasce a oceánske náhorné plošiny

Okrem dlhodobých horúcich miest sa niekedy vo vnútri dosiek vyskytujú aj obrovské výlevy tavenín, ktoré tvoria pasce na kontinentoch a oceánskych plošinách v oceánoch. Zvláštnosťou tohto typu magmatizmu je, že sa vyskytuje v krátkom geologickom čase rádovo niekoľko miliónov rokov, ale pokrýva obrovské oblasti (desaťtisíce km²) a vylieva sa obrovské množstvo bazaltov, porovnateľné s ich množstvom. kryštalizujúce v stredooceánskych chrbtoch.

Známe sú sibírske pasce na Východosibírskej platforme, pasce Deccan Plateau na Hindustanskom kontinente a mnohé ďalšie. Za príčinu vzniku pascí sa považujú aj horúce príkrovové prúdy, ktoré však na rozdiel od horúcich miest pôsobia krátko, rozdiel medzi nimi nie je celkom jasný.

Horúce miesta a pasce dali podnet k vytvoreniu tzv vleková geotektonika, v ktorom sa uvádza, že nielen pravidelná konvekcia, ale aj vlečky zohrávajú významnú úlohu v geodynamických procesoch. Vleková tektonika nie je v rozpore s doskou, ale dopĺňa ju.

Dosková tektonika ako systém vied

Mapa tektonických platní

Teraz už tektoniku nemožno považovať za čisto geologický pojem. Vo všetkých geovedách zohráva kľúčovú úlohu niekoľko metodologických prístupov s rôznymi základnými konceptmi a princípmi.

Z pohľadu kinematický prístup, pohyby dosiek možno opísať geometrickými zákonmi pohybu obrazcov po gule. Zem je vnímaná ako mozaika dosiek rôzne veľkosti, pohybujúce sa voči sebe navzájom a voči samotnej planéte. Paleomagnetické údaje nám umožňujú rekonštruovať polohu magnetického pólu vzhľadom na každú dosku v rôznych časových bodoch. Zhrnutie údajov na rôzne taniere viedla k rekonštrukcii celej sekvencie relatívnych pohybov platničiek. Kombinácia týchto údajov s informáciami získanými z fixných horúcich miest umožnila určiť absolútne pohyby platní a históriu pohybu magnetické póly Zem.

Termofyzikálny prístup považuje Zem za tepelný stroj, v ktorom tepelná energiačiastočne prechádza do mechanického. V rámci tohto prístupu je pohyb hmoty vo vnútorných vrstvách Zeme modelovaný ako prúdenie viskóznej tekutiny opísanej Navierovými-Stokesovými rovnicami. Plášťová konvekcia je sprevádzaná fázovými prechodmi a chemické reakcie, ktoré zohrávajú rozhodujúcu úlohu v štruktúre príkrovových tokov. Na základe geofyzikálnych sondážnych údajov, výsledkov termofyzikálnych experimentov a analytických a numerických výpočtov sa vedci snažia podrobne opísať štruktúru konvekcie plášťa, nájsť rýchlosti prúdenia a iné. dôležité vlastnosti hlboké procesy. Tieto údaje sú dôležité najmä pre pochopenie štruktúry najhlbších častí Zeme – spodného plášťa a jadra, ktoré sú neprístupné pre priame štúdium, no nepochybne majú obrovský vplyv na procesy prebiehajúce na povrchu planéty.

Geochemický prístup. Pre geochémiu je dosková tektonika dôležitá ako mechanizmus nepretržitej výmeny hmoty a energie medzi rôznymi vrstvami Zeme. Každé geodynamické prostredie je charakterizované špecifickými skalnými asociáciami. Na druhej strane, tieto charakteristické znaky možno použiť na určenie geodynamického prostredia, v ktorom hornina vznikla.

Historický prístup. Z hľadiska histórie planéty Zem je dosková tektonika históriou spájania a rozdeľovania kontinentov, zrodu a zániku vulkanických reťazcov a objavenia sa a uzavretia oceánov a morí. Teraz pre veľké bloky kôry bola história pohybov stanovená veľmi podrobne a počas významného časového obdobia, ale pre malé dosky sú metodologické ťažkosti oveľa väčšie. Najzložitejšie geodynamické procesy prebiehajú v zónach kolízie dosiek, kde vznikajú horské pásma zložené z mnohých malých heterogénnych blokov – terránov, ktoré v roku 1999 uskutočnila proterozoická vesmírna stanica. Predtým mohol mať plášť inú štruktúru prenosu hmoty, v ktorej zohrávali hlavnú úlohu turbulentná konvekcia a oblaky, a nie stabilné konvekčné toky.

Minulé pohyby tanierov

Prečítajte si viac v článku História pohybu platní

Rekonštrukcia minulých pohybov platní je jedným z hlavných predmetov geologického výskumu. S rôznym stupňom detailov bola poloha kontinentov a blokov, z ktorých boli sformované, zrekonštruovaná až po archean.

Pohybuje sa na sever a rozdrví euroázijskú platňu, ale zdroj tohto pohybu je zjavne takmer vyčerpaný a v blízkom geologickom čase vznikne v Indickom oceáne nová subdukčná zóna, v ktorej bude oceánska kôra Indického oceánu. absorbované pod indickým kontinentom.

Vplyv pohybu platní na klímu

Umiestnenie veľkých kontinentálnych hmôt v subpolárnych oblastiach prispieva k všeobecnému poklesu teploty planéty, pretože na kontinentoch sa môžu vytvárať ľadové štíty. Čím je zaľadnenie rozšírenejšie, tým väčšie je albedo planéty a tým nižšia je priemerná ročná teplota.

okrem toho relatívnu polohu kontinentov určuje oceánsku a atmosférickú cirkuláciu.

Jednoduchá a logická schéma: kontinenty v polárnych oblastiach – zaľadnenie, kontinenty v rovníkových oblastiach – zvýšenie teploty, sa však v porovnaní s geologickými údajmi o minulosti Zeme ukazuje ako nesprávna. Kvartérne zaľadnenie skutočne nastalo, keď sa Antarktída objavila v oblasti južného pólu a na severnej pologuli Eurázie a Severná Amerika sa priblížil k severnému pólu. Na druhej strane, najsilnejšie proterozoické zaľadnenie, počas ktorého bola Zem takmer úplne pokrytá ľadom, nastalo, keď sa väčšina kontinentálnych más nachádzala v rovníkovej oblasti.

okrem toho významné zmeny Polohy kontinentov sa vyskytujú v období asi desiatok miliónov rokov, pričom celkové trvanie ľadových dôb je rádovo niekoľko miliónov rokov a počas jednej ľadovej doby dochádza k cyklickým zmenám zaľadnenia a medziľadových dôb. Všetky tieto klimatické zmeny sa vyskytujú rýchlo v porovnaní s rýchlosťou kontinentálneho pohybu, a preto nemôže byť príčinou pohyb platní.

Z vyššie uvedeného vyplýva, že pohyby platní nehrajú rozhodujúcu úlohu pri zmene klímy, ale môžu byť dôležitým dodatočným faktorom, ktorý ich „tlačí“.

Význam platňovej tektoniky

Dosková tektonika zohrala vo vedách o Zemi úlohu porovnateľnú s heliocentrickým konceptom v astronómii alebo objavom DNA v genetike. Pred prijatím teórie platňovej tektoniky mali vedy o Zemi popisný charakter. Dosiahli vysokej úrovni dokonalosť v opise prírodných objektov, ale len zriedka dokáže vysvetliť príčiny procesov. V rôznych odvetviach geológie môžu dominovať opačné pojmy. Dosková tektonika spájala rôzne vedy o Zemi a dávala im predikčnú silu.

V. E. Khain. v regiónoch a menších menších časových rozsahoch.

Základom teoretickej geológie na začiatku 20. storočia bola hypotéza kontrakcie. Zem chladne ako pečené jablko a objavujú sa na nej vrásky v podobe pohorí. Tieto myšlienky rozvinula teória geosynklinál, vytvorená na základe štúdia skladaných štruktúr. Túto teóriu sformuloval James Dana, ktorý k hypotéze kontrakcie pridal princíp izostázy. Podľa tohto konceptu sa Zem skladá zo žuly (kontinenty) a bazaltov (oceány). Keď sa Zem zmršťuje, v oceánskych panvách vznikajú tangenciálne sily, ktoré tlačia na kontinenty. Tie stúpajú do pohorí a potom sa zrútia. Materiál, ktorý je výsledkom deštrukcie, sa ukladá v priehlbinách.

Okrem toho Wegener začal hľadať geofyzikálne a geodetické dôkazy. Vtedajšia úroveň týchto vied však zjavne nestačila na zaznamenanie moderného pohybu kontinentov. V roku 1930 Wegener zomrel počas expedície v Grónsku, no už pred smrťou vedel, že vedecká komunita jeho teóriu neprijala.

Na začiatku teória kontinentálneho driftu bol priaznivo prijatý vedeckou komunitou, ale v roku 1922 bol vystavený tvrdej kritike od niekoľkých známych odborníkov. Hlavným argumentom proti teórii bola otázka sily, ktorá hýbe platňami. Wegener veril, že kontinenty sa pohybujú po čadičoch oceánskeho dna, ale to si vyžadovalo obrovskú silu a nikto nevedel pomenovať zdroj tejto sily. Ako zdroj pohybu platní bola navrhnutá Coriolisova sila, slapové javy a niektoré ďalšie, ale najjednoduchšie výpočty ukázali, že všetky boli absolútne nedostatočné na presun obrovských kontinentálnych blokov.

Kritici Wegenerovej teórie sa zamerali na otázku sily pohybujúcej sa kontinentmi a ignorovali všetky mnohé fakty, ktoré túto teóriu určite potvrdili. V podstate našli jediný problém, v ktorom bol nový koncept bezmocný, a bez konštruktívnej kritiky odmietli hlavné dôkazy. Po smrti Alfreda Wegenera bola teória kontinentálneho driftu odmietnutá, stala sa okrajovou vedou a prevažná väčšina výskumov sa naďalej realizovala v rámci teórie geosynklinály. Pravdaže, musela hľadať aj vysvetlenia histórie osídľovania zvierat na kontinentoch. Na tento účel boli vynájdené pozemné mosty, ktoré spájali kontinenty, no ponorili sa do hlbín mora. To bol ďalší zrod legendy o Atlantíde. Stojí za zmienku, že niektorí vedci neuznali verdikt svetových autorít a pokračovali v hľadaní dôkazov o kontinentálnom pohybe. Tak du Toit ( Alexander du Toit) vysvetlil vznik himalájskych hôr zrážkou Hindustanu a euroázijskej platne.

Pomalý boj medzi fixistami, ako sa nazývali zástancovia absencie významných horizontálnych pohybov, a mobilistami, ktorí tvrdili, že kontinenty sa pohybujú, sa s novou silou rozhorel v 60. rokoch, keď v dôsledku štúdia dna oceánov , našli sa stopy na pochopenie „stroja“ zvaného Zem.

Začiatkom 60. rokov 20. storočia bola zostavená reliéfna mapa oceánskeho dna, ktorá ukázala, že stredooceánske hrebene sa nachádzajú v strede oceánov, ktoré sa týčia 1,5 až 2 km nad priepasťami pokrytými sedimentmi. Tieto údaje umožnili R. Dietzovi a Harrymu Hessovi v roku 1963 predložiť hypotézu šírenia. Podľa tejto hypotézy dochádza ku konvekcii v plášti rýchlosťou asi 1 cm/rok. Vzostupné vetvy konvekčných buniek vynášajú pod stredooceánske chrbty materiál plášťa, ktorý každých 300 – 400 rokov obnovuje oceánske dno v axiálnej časti hrebeňa. Kontinenty neplávajú na oceánskej kôre, ale pohybujú sa pozdĺž plášťa, pričom sú pasívne „spájkované“ do litosférických dosiek. Podľa koncepcie šírenia majú oceánske panvy premenlivú a nestabilnú štruktúru, zatiaľ čo kontinenty sú stabilné.

Rovnaká hnacia sila (výškový rozdiel) určuje stupeň elastického horizontálneho stlačenia kôry silou viskózneho trenia prúdenia o zemskú kôru. Veľkosť tohto stlačenia je v oblasti vzostupu prúdenia plášťa malá a s približovaním sa k miestu zostupu prúdenia sa zvyšuje (v dôsledku prenosu tlakového napätia cez stacionárnu tvrdú kôru v smere od miesta vzostupu do miesta zostupu toku). Nad klesajúcim prúdením je tlaková sila v kôre taká veľká, že z času na čas dôjde k prekročeniu pevnosti kôry (v oblasti najnižšej pevnosti a najvyššieho napätia) a k nepružnej (plastickej, krehkej) deformácii kôry. - zemetrasenie. Súčasne sa z miesta deformácie kôry (v niekoľkých fázach) vytláčajú celé pohoria, napríklad Himaláje.

Pri plastickej (krehkej) deformácii sa napätie v ňom — tlaková sila v zdroji zemetrasenia a jeho okolí — veľmi rýchlo znižuje (pri rýchlosti posunu zemskej kôry pri zemetrasení). Ale hneď po skončení nepružnej deformácie veľmi pomalý nárast napätia (elastická deformácia), prerušený zemetrasením, pokračuje v dôsledku veľmi pomalého pohybu toku viskózneho plášťa, čím sa začína cyklus prípravy na ďalšie zemetrasenie.

Pohyb platní je teda dôsledkom prenosu tepla z centrálnych zón Zeme veľmi viskóznou magmou. V tomto prípade sa časť tepelnej energie premení na mechanickú prácu na prekonanie trecích síl a časť, ktorá prešla zemskou kôrou, je vyžarovaná do okolitého priestoru. Naša planéta je teda v istom zmysle tepelný stroj.

Existuje niekoľko hypotéz týkajúcich sa príčiny vysokej teploty vnútra Zeme. Na začiatku 20. storočia bola populárna hypotéza o rádioaktívnej povahe tejto energie. Zdalo sa, že to potvrdzujú odhady zloženia vrchnej kôry, ktoré vykazovali veľmi významné koncentrácie uránu, draslíka a iných rádioaktívnych prvkov, no neskôr sa ukázalo, že obsah rádioaktívnych prvkov v horninách zemskej kôry bol úplne nedostačujúci. poskytnúť pozorovaný hlboký tepelný tok. A o obsahu rádioaktívnych prvkov v podkôrovom materiáli (zložením blízkym bazaltom oceánskeho dna) možno povedať, že je zanedbateľný. To však nevylučuje pomerne vysoký obsah ťažkých rádioaktívnych prvkov, ktoré vytvárajú teplo v centrálnych zónach planéty.

Iný model vysvetľuje zahrievanie chemickou diferenciáciou Zeme. Planéta bola pôvodne zmesou silikátových a kovových látok. Ale súčasne s formovaním planéty sa začala jej diferenciácia na samostatné škrupiny. Hustejšia kovová časť sa ponáhľala do stredu planéty a kremičitany sa koncentrovali v horných škrupinách. Súčasne sa znížila potenciálna energia systému a premenila sa na tepelnú energiu.

Iní vedci sa domnievajú, že k zahrievaniu planéty došlo v dôsledku narastania počas dopadov meteoritu na povrch rodiaceho sa nebeského telesa. Toto vysvetlenie je pochybné - počas akrécie sa teplo uvoľnilo takmer na povrch, odkiaľ ľahko uniklo do vesmíru, a nie do centrálnych oblastí Zeme.

Sekundárne sily

Rozhodujúcu úlohu pri pohyboch dosiek zohráva sila viskózneho trenia vznikajúca v dôsledku tepelnej konvekcie, no okrem nej pôsobia na dosky aj iné, menšie, ale aj dôležité sily. Sú to Archimedove sily, zabezpečujúce vznášanie sa ľahšej kôry na povrchu ťažšieho plášťa. Slapové sily spôsobené gravitačným vplyvom Mesiaca a Slnka (rozdiel v ich gravitačnom vplyve na body Zeme v rôznych vzdialenostiach od nich). Teraz je prílivový „hrb“ na Zemi spôsobený príťažlivosťou Mesiaca v priemere asi 36 cm. Predtým bol Mesiac bližšie a to bolo vo veľkom meradle, deformácia plášťa vedie k jeho zahrievaniu. Napríklad vulkanizmus pozorovaný na Io (mesiac Jupitera) je spôsobený práve týmito silami - príliv na Io je asi 120 m, rovnako ako sily vyplývajúce zo zmien atmosférický tlak do rôznych oblastí zemského povrchu- sily atmosférického tlaku sa často menia o 3 %, čo zodpovedá súvislej vrstve vody s hrúbkou 0,3 m (alebo žuly s hrúbkou aspoň 10 cm). Navyše k tejto zmene môže dôjsť v zóne širokej stovky kilometrov, zatiaľ čo zmena slapových síl prebieha plynulejšie – na vzdialenosti tisícok kilometrov.

Divergentné hranice alebo hranice platní

Oceánske trhliny

Schéma štruktúry stredooceánskeho hrebeňa

Kontinentálne trhliny

Konvergentné hranice

Konvergentné hranice sú hranice, kde sa dosky zrážajú. Možné sú tri možnosti:

Kontinentálna platňa s oceánskou platňou. Oceánska kôra je hustejšia ako kontinentálna kôra a klesá pod kontinent v subdukčnej zóne.
Oceánska platňa s oceánskou platňou. V tomto prípade sa jedna z platní podlieza pod druhú a tiež vzniká subdukčná zóna, nad ktorou sa vytvára ostrovčekový oblúk.
Kontinentálny tanier s kontinentálnym. Nastane kolízia a objaví sa silná zložená oblasť. Klasickým príkladom sú Himaláje.

V ojedinelých prípadoch sa oceánska kôra natlačí na kontinentálnu kôru – obdukcia. Vďaka tomuto procesu vznikli ofioliti Cypru, Novej Kaledónie, Ománu a ďalších.

Subdukčné zóny absorbujú oceánsku kôru, čím kompenzujú jej vzhľad v stredooceánskych hrebeňoch. Prebiehajú v nich mimoriadne zložité procesy a interakcie medzi kôrou a plášťom. Oceánska kôra teda dokáže vtiahnuť do plášťa bloky kontinentálnej kôry, ktoré sa vďaka svojej nízkej hustote exhumujú späť do kôry. Takto vznikajú metamorfné komplexy ultravysokých tlakov, jeden z najobľúbenejších objektov moderného geologického výskumu.

Väčšina moderných subdukčných zón sa nachádza pozdĺž okraja Tichého oceánu a tvorí tichomorský ohnivý kruh. Procesy prebiehajúce v zóne konvergencie dosiek sa právom považujú za najzložitejšie v geológii. Mieša bloky rôzneho pôvodu a vytvára novú kontinentálnu kôru.

Aktívne kontinentálne okraje

Aktívny kontinentálny okraj

Pod aktívnym kontinentálnym okrajom prebieha aktívna mechanická interakcia medzi oceánskymi a kontinentálnymi platňami. V závislosti od rýchlosti, veku a hrúbky oceánskej kôry je možných niekoľko rovnovážnych scenárov. Ak sa platňa pohybuje pomaly a má relatívne malú hrúbku, potom z nej kontinent zoškrabuje sedimentárny obal. Sedimentárne horniny sú rozdrvené do intenzívnych vrás, metamorfované a stávajú sa súčasťou kontinentálnej kôry. Výsledná štruktúra je tzv akrečný klin. Ak je rýchlosť subdukčnej dosky vysoká a sedimentárny obal tenký, potom oceánska kôra vymaže dno kontinentu a vtiahne ho do plášťa.

Ostrovné oblúky

Ostrovný oblúk

Ostrovné oblúky sú reťazce sopečných ostrovov nad subdukčnou zónou, ktoré sa vyskytujú tam, kde oceánska platňa subdukuje pod inú oceánsku platňu. Medzi typické moderné ostrovné oblúky patria Aleutské ostrovy, Kurilské ostrovy, Mariánske ostrovy a mnohé ďalšie súostrovia. Japonské ostrovy sa tiež často nazývajú ostrovný oblúk, ale ich základ je veľmi starobylý a v skutočnosti ich tvorilo niekoľko ostrovných oblúkových komplexov v rôznych časoch, takže japonské ostrovy sú mikrokontinentom.

Za ostrovným oblúkom sa nachádza zadná oblúková panva (typické príklady: Okhotské more, Juhočínske more atď.), v ktorej môže dôjsť aj k šíreniu.

Kontinentálna kolízia

Zrážka kontinentov

Transformujte hranice

Tam, kde sa dosky pohybujú paralelne, ale rôznou rýchlosťou, vznikajú transformačné zlomy – obrovské šmykové zlomy, rozšírené v oceánoch a zriedkavé na kontinentoch.

Poruchy transformácie

Transformačné poruchy tvoria pravidelnú sieť a samozrejme nevznikajú náhodou, ale z objektívnych fyzikálnych príčin. Kombinácia údajov numerického modelovania, termofyzikálnych experimentov a geofyzikálnych pozorovaní umožnila zistiť, že plášťová konvekcia má trojrozmernú štruktúru. Okrem hlavného toku z MOR vznikajú v konvekčnej bunke pozdĺžne prúdy v dôsledku ochladzovania hornej časti toku. Táto ochladená látka sa rúti dole pozdĺž hlavného smeru toku plášťa. Transformačné poruchy sa nachádzajú v zónach tohto sekundárneho zostupného prúdenia. Tento model dobre súhlasí s údajmi o tepelnom toku: pokles tepelného toku je pozorovaný nad transformačnými poruchami.

Kontinentálne posuny

Procesy v rámci dosky

Horúce miesta

Na dne oceánov je množstvo sopečných ostrovov. Niektoré z nich sú umiestnené v reťazcoch s postupne sa meniacim vekom. Klasickým príkladom takéhoto podvodného hrebeňa je Hawaiian Underwater Ridge. Vypína sa nad hladinou oceánu v podobe Havajských ostrovov, z ktorých sa na severozápad rozprestiera reťaz podmorských hôr s neustále sa zvyšujúcim vekom, z ktorých niektoré, napríklad atol Midway, vychádzajú na povrch. Vo vzdialenosti asi 3000 km od Havaja sa reťaz stáča mierne na sever a nazýva sa Imperial Ridge. Je prerušená v hlbokomorskej priekope pred aleutským ostrovným oblúkom.

Na vysvetlenie tejto úžasnej štruktúry sa navrhovalo, že pod Havajskými ostrovmi sa nachádza horúce miesto – miesto, kde na povrch stúpa horúci plášťový prúd, ktorý roztápa oceánsku kôru pohybujúcu sa nad ním. Na Zemi je teraz nainštalovaných veľa takýchto bodov. Plášťový tok, ktorý ich spôsobuje, sa nazýval chochol. V niektorých prípadoch sa predpokladá mimoriadne hlboký pôvod oblakovej hmoty až po hranicu jadro-plášť.

Pasce a oceánske náhorné plošiny

Okrem dlhodobých horúcich miest sa niekedy vo vnútri dosiek vyskytujú aj obrovské výlevy tavenín, ktoré tvoria pasce na kontinentoch a oceánskych plošinách v oceánoch. Zvláštnosťou tohto typu magmatizmu je, že sa vyskytuje v krátkom geologickom čase - rádovo niekoľko miliónov rokov, ale pokrýva obrovské oblasti (desiatky tisíc km²); zároveň sa vyleje kolosálny objem bazaltov porovnateľný s ich množstvom kryštalizujúcim v stredooceánskych chrbtoch.

Horúce miesta a pasce dali podnet k vytvoreniu tzv vleková geotektonika, v ktorom sa uvádza, že nielen pravidelná konvekcia, ale aj vlečky zohrávajú významnú úlohu v geodynamických procesoch. Vleková tektonika nie je v rozpore s doskou, ale dopĺňa ju.

Dosková tektonika ako systém vied

Z pohľadu kinematický prístup, pohyby dosiek možno opísať geometrickými zákonmi pohybu obrazcov po gule. Zem je vnímaná ako mozaika dosiek rôznych veľkostí, ktoré sa pohybujú voči sebe navzájom a voči samotnej planéte. Paleomagnetické údaje nám umožňujú rekonštruovať polohu magnetického pólu vzhľadom na každú dosku v rôznych časových bodoch. Zovšeobecnenie údajov pre rôzne platne viedlo k rekonštrukcii celej postupnosti relatívnych pohybov platní. Spojenie týchto údajov s informáciami získanými z fixných horúcich miest umožnilo určiť absolútne pohyby platní a históriu pohybu magnetických pólov Zeme.

Termofyzikálny prístup považuje Zem za tepelný stroj, v ktorom sa tepelná energia čiastočne premieňa na mechanickú energiu. V rámci tohto prístupu je pohyb hmoty vo vnútorných vrstvách Zeme modelovaný ako prúdenie viskóznej tekutiny opísanej Navierovými-Stokesovými rovnicami. Plášťová konvekcia je sprevádzaná fázovými prechodmi a chemickými reakciami, ktoré zohrávajú rozhodujúcu úlohu v štruktúre plášťových tokov. Na základe geofyzikálnych sondážnych údajov, výsledkov termofyzikálnych experimentov a analytických a numerických výpočtov sa vedci snažia podrobne opísať štruktúru konvekcie plášťa, nájsť rýchlosti prúdenia a ďalšie dôležité charakteristiky hĺbkových procesov. Tieto údaje sú dôležité najmä pre pochopenie štruktúry najhlbších častí Zeme – spodného plášťa a jadra, ktoré sú neprístupné pre priame štúdium, no nepochybne majú obrovský vplyv na procesy prebiehajúce na povrchu planéty.

Geochemický prístup. Pre geochémiu je dosková tektonika dôležitá ako mechanizmus nepretržitej výmeny hmoty a energie medzi rôznymi vrstvami Zeme. Každé geodynamické prostredie je charakterizované špecifickými skalnými asociáciami. Na druhej strane, tieto charakteristické znaky možno použiť na určenie geodynamického prostredia, v ktorom hornina vznikla.

Historický prístup. Z hľadiska histórie planéty Zem je dosková tektonika históriou spájania a rozdeľovania kontinentov, zrodu a rozpadu vulkanických reťazcov a objavenia sa a uzavretia oceánov a morí. Teraz pre veľké bloky kôry bola história pohybov stanovená veľmi podrobne a počas významného časového obdobia, ale pre malé dosky sú metodologické ťažkosti oveľa väčšie. Najzložitejšie geodynamické procesy prebiehajú v zónach kolízie dosiek, kde vznikajú horské pásma zložené z mnohých malých heterogénnych blokov – terránov. Pri štúdiu Skalistých hôr vznikol špeciálny smer geologického výskumu - terénna analýza, ktorá zahŕňala súbor metód na identifikáciu terranov a rekonštrukciu ich histórie.

Dosková tektonika na iných planétach

V súčasnosti neexistujú dôkazy o modernej doskovej tektonike na iných planétach slnečnej sústavy. Výskum magnetické poleŠtúdie Marsu uskutočnené vesmírnou stanicou Mars Global Surveyor naznačujú možnosť platňovej tektoniky na Marse v minulosti.

V minulosti [ kedy?] prúdenie tepla z vnútra planéty bolo väčšie, takže kôra bola tenšia, tlak pod oveľa tenšou kôrou bol tiež oveľa nižší. A to pri výrazne nižšom tlaku a mierne vyššia teplota viskozita plášťových konvekčných prúdov priamo pod kôrou bola oveľa nižšia ako dnes. Preto sa v kôre plávajúcej na povrchu plášťového toku, menej viskóznej ako dnes, vyskytli len relatívne malé elastické deformácie. A mechanické napätia generované v kôre konvekčnými prúdmi, ktoré boli menej viskózne ako dnes, nestačili na to, aby prekonali pevnosť v ťahu kôrových hornín. Preto tu azda nebola taká tektonická aktivita ako v neskoršom období.

Minulé pohyby tanierov

Ďalšie informácie o tejto téme nájdete v časti: História pohybu platní.

Z analýzy pohybov kontinentov vyplynulo empirické pozorovanie, že kontinenty sa každých 400-600 miliónov rokov zhromažďujú do obrovského kontinentu, ktorý obsahuje takmer celú kontinentálnu kôru - superkontinent. Moderné kontinenty vznikli pred 200 až 150 miliónmi rokov v dôsledku rozpadu superkontinentu Pangea. Teraz sú kontinenty v štádiu takmer maximálnej separácie. Atlantický oceán sa rozširuje a Tichý oceán sa uzatvára. Hindustan sa pohybuje na sever a drví euroázijskú platňu, ale zdroj tohto pohybu je zjavne takmer vyčerpaný a v blízkej geologickej dobe vznikne v Indickom oceáne nová subdukčná zóna, v ktorej bude oceánska kôra Indického oceánu. absorbovať pod indický kontinent.

Vplyv pohybu platní na klímu

Okrem toho relatívna poloha kontinentov určuje oceánsku a atmosférickú cirkuláciu.

Jednoduchá a logická schéma: kontinenty v polárnych oblastiach – zaľadnenie, kontinenty v rovníkových oblastiach – zvýšenie teploty, sa však v porovnaní s geologickými údajmi o minulosti Zeme ukazuje ako nesprávna. Kvartérne zaľadnenie skutočne nastalo, keď sa Antarktída presunula do oblasti južného pólu a na severnej pologuli sa Eurázia a Severná Amerika priblížili k severnému pólu. Na druhej strane, najsilnejšie proterozoické zaľadnenie, počas ktorého bola Zem takmer úplne pokrytá ľadom, nastalo, keď sa väčšina kontinentálnych más nachádzala v rovníkovej oblasti.

Okrem toho dochádza k výrazným zmenám polohy kontinentov v období asi desiatok miliónov rokov, pričom celkové trvanie ľadových dôb je asi niekoľko miliónov rokov a počas jednej ľadovej doby dochádza k cyklickým zmenám zaľadnenia a medziľadových dôb. Všetky tieto klimatické zmeny nastávajú rýchlo v porovnaní s rýchlosťou kontinentálneho pohybu, a preto nemôže byť príčinou pohyb platní.

Z vyššie uvedeného vyplýva, že pohyby platní nehrajú rozhodujúcu úlohu pri zmene klímy, ale môžu byť dôležitým dodatočným faktorom, ktorý ich „tlačí“.

Význam platňovej tektoniky

Dosková tektonika zohrala vo vedách o Zemi úlohu porovnateľnú s heliocentrickým konceptom v astronómii alebo objavom DNA v genetike. Pred prijatím teórie platňovej tektoniky mali vedy o Zemi popisný charakter. Dosiahli vysokú úroveň dokonalosti v opise prírodných objektov, ale len zriedka dokázali vysvetliť príčiny procesov. V rôznych odvetviach geológie môžu dominovať opačné pojmy. Dosková tektonika spájala rôzne vedy o Zemi a dávala im predikčnú silu.

Pozri tiež

Poznámky

Literatúra

Wegener A. Pôvod kontinentov a oceánov / trans. s ním. P. G. Kaminský, vyd. P. N. Kropotkin. - L.: Nauka, 1984. - 285 s.
Dobretsov N. L., Kirdyashkin A. G. Hlboká geodynamika. - Novosibirsk, 1994. - 299 s.
Zonenshain, Kuzmin M. I. Dosková tektonika ZSSR. V 2 zväzkoch.
Kuzmin M.I., Korolkov A.T., Dril S.I., Kovalenko S.N. Historická geológia so základmi platňovej tektoniky a metalogenézy. - Irkutsk: Irkut. univ., 2000. - 288 s.
Cox A., Hart R. Dosková tektonika. - M.: Mir, 1989. - 427 s.
N.V. Koronovsky, V.E. Khain, Yasamanov N.A. Historická geológia: učebnica. M.: Vydavateľstvo Academy, 2006.
Lobkovskij L. I., Nikishin A. M., Khain V. E. Súčasné problémy geotektonika a geodynamika. - M.: Vedecký svet, 2004. - 612 s. - ISBN 5-89176-279-X.
Khain, Viktor Efimovič. Hlavné problémy modernej geológie. M.: Vedecký svet, 2003.

Odkazy

V ruštine

Khain, Viktor Efimovich Moderná geológia: problémy a perspektívy
V. P. Trubitsyn, V. V. Rykov. Plášťová konvekcia a globálna tektonika Zeme Spoločný ústav fyziky Zeme RAS, Moskva
Príčiny tektonických porúch, kontinentálneho driftu a fyzikálnej tepelnej bilancie planéty (USAP)
Khain, Viktor Efimovič Dosková tektonika, ich štruktúry, pohyby a deformácie

V angličtine

Tektonika je oblasť geológie, ktorá študuje štruktúru zemskej kôry a pohyb litosférických dosiek. Je však natoľko všestranný, že hrá významnú úlohu v mnohých iných geovedách. Tektonika sa využíva v architektúre, geochémii, seizmológii, pri štúdiu sopiek a v mnohých ďalších oblastiach.

Veda tektoniky

Tektonika je relatívne mladá veda, ktorá študuje pohyb litosférických dosiek. Myšlienka pohybu platní bola prvýkrát vyjadrená v teórii kontinentálneho driftu Alfredom Wegenerom v 20-tych rokoch 20. Rozvoja sa však dočkala až v 60. rokoch 20. storočia, po výskume reliéfu na kontinentoch a na dne oceánov. Výsledný materiál nám umožnil nový pohľad na predtým existujúce teórie. Teória litosférických dosiek vznikla ako výsledok vývoja myšlienok z teórie kontinentálneho driftu, teórie geosynklinál a hypotézy kontrakcie.

Tektonika je veda, ktorá študuje silu a povahu síl, ktoré formujú horské pásma, drvia horniny do záhybov a naťahujú zemskú kôru. Je základom všetkého geologické procesy deje na planéte.

Hypotéza kontrakcie

Hypotézu kontrakcie predložil geológ Elie de Beaumont v roku 1829 na stretnutí Francúzskej akadémie vied. Vysvetľuje procesy budovania hôr a vrásnenia zemskej kôry pod vplyvom zmenšovania objemu Zeme v dôsledku ochladzovania. Hypotéza bola založená na myšlienkach Kanta a Laplacea o primárnom ohnivo-kvapalnom stave Zeme a jej ďalšom ochladzovaní. Preto sa procesy budovania a vrásnenia hôr vysvetľovali ako procesy stláčania zemskej kôry. Následne, keď sa ochladzovala, Zem zmenšila svoj objem a zložila sa do záhybov.

Kontrakčná tektonika, ktorej definícia potvrdila novú doktrínu geosynklinály, vysvetlila nerovnomernú stavbu zemskej kôry a stala sa pevným teoretickým základom pre ďalší rozvoj vedy.

Geosynklinálna teória

Existoval na prelome konca 19. a začiatku 20. storočia. Tektonické procesy vysvetľuje cyklickými oscilačnými pohybmi zemskej kôry.

Pozornosť geológov upriamila na skutočnosť, že horniny sa môžu vyskytovať horizontálne aj dislokované. Horizontálne ležiace horniny boli klasifikované ako plošiny a dislokované horniny boli klasifikované ako zvrásnené oblasti.

Podľa teórie geosynklinály sa na počiatočné štádium V dôsledku aktívnych tektonických procesov dochádza k vychýleniu a poklesu zemskej kôry. Tento proces je sprevádzaný odstraňovaním sedimentov a tvorbou hrubej vrstvy sedimentárnych usadenín. Následne dochádza k procesu budovania hôr a vzhľadu skladania. Geosynklinálny režim je nahradený platformovým režimom, ktorý je charakterizovaný menšími tektonickými pohybmi s tvorbou malej hrúbky sedimentárnych hornín. Poslednou fázou je fáza formovania kontinentu.

Takmer 100 rokov dominovala geosynklinálna tektonika. Vtedajšia geológia zaznamenala nedostatok faktografického materiálu, následne nahromadené údaje viedli k vytvoreniu novej teórie.

Teória platní

Tektonika je jednou z oblastí geológie, ktorá tvorila základ modernej teórie pohybu litosférických dosiek.

Podľa teórie sú súčasťou zemskej kôry litosférické dosky, ktoré sú v nepretržitom pohybe. Ich pohyb nastáva voči sebe navzájom. V zónach rozšírenia zemskej kôry (stredooceánske chrbty a kontinentálne rifty) vzniká nová oceánska kôra (zóna šírenia). V zónach poklesu blokov zemskej kôry dochádza k pohlcovaniu starej kôry, ako aj k subdukcii oceánskej kôry pod kontinentálnu kôru (subdukčná zóna). Teória tiež vysvetľuje procesy budovania hôr a sopečnej činnosti.

Globálna dosková tektonika zahŕňa taký kľúčový koncept, akým je geodynamické prostredie. Vyznačuje sa súborom geologických procesov v rámci jedného územia v určitom čase. Rovnaké geologické procesy sú charakteristické pre rovnakú geodynamickú situáciu.

Štruktúra zemegule

Tektonika je oblasť geológie, ktorá študuje štruktúru planéty Zem. Zem má, zhruba povedané, tvar splošteného elipsoidu a skladá sa z niekoľkých škrupín (vrstiev).

Rozlišujú sa tieto vrstvy:

Zemská kôra.
Plášť.
Core.

Zemská kôra je vonkajšia pevná vrstva Zeme, je oddelená od plášťa hranicou nazývanou Mohorovic povrch.

Plášť je zase rozdelený na horný a spodný. Hranica oddeľujúca vrstvy plášťa je vrstva Golitsin. Zemská kôra a vrchná časť Plášť až po astenosféru je litosférou Zeme.

Jadro je stred zemegule, oddelený od plášťa Guttenbergovou hranicou. Delí sa na tekuté vonkajšie a pevné vnútorné jadro, medzi ktorými je prechodová zóna.

Štruktúra zemskej kôry

Veda tektoniky priamo súvisí so štruktúrou zemskej kôry. Geológia študuje nielen procesy prebiehajúce v útrobách Zeme, ale aj jej štruktúru.

Zemská kôra je vrchná časť litosféry, je to vonkajšia pevná časť a je zložená z hornín rôzneho fyzikálneho a chemického zloženia. Podľa fyzikálnych a chemických parametrov sa delí na tri vrstvy:

Čadičové.
Žula-rula.
Sedimentárne.

Existuje aj rozdelenie v štruktúre zemskej kôry. Existujú štyri hlavné typy zemskej kôry:

kontinentálny.
oceánsky.
Subkontinentálne.
Suboceánske.

Kontinentálna kôra je zastúpená všetkými tromi vrstvami, jej hrúbka sa pohybuje od 35 do 75 km. Horná sedimentárna vrstva je široko vyvinutá, ale spravidla má malú hrúbku. Ďalšia vrstva, žula-rula, má maximálnu hrúbku. Tretia vrstva, čadič, je tvorená metamorfovanými horninami.

Predstavujú ho dve vrstvy – sedimentárna a bazaltová, jej hrúbka je 5 – 20 km.

Subkontinentálna kôra sa rovnako ako kontinentálna kôra skladá z troch vrstiev. Rozdiel je v tom, že hrúbka granitovo-rulovej vrstvy v subkontinentálnej kôre je oveľa menšia. Tento typ kôry sa nachádza na hranici medzi kontinentom a oceánom, v oblasti aktívneho vulkanizmu.

Suboceánska kôra je blízko oceánskej kôry. Rozdiel je v tom, že hrúbka sedimentárnej vrstvy môže dosiahnuť 25 km. Tento typ kôry je obmedzený na hlboké žľaby zemskej kôry (vnútrozemské moria).

Litosférická doska

Litosférické dosky sú veľké bloky zemskej kôry, ktoré sú súčasťou litosféry. Dosky sú schopné pohybovať sa navzájom pozdĺž hornej časti plášťa - astenosféry. Dosky sú od seba oddelené hlbokomorskými priekopami, stredooceánskymi hrebeňmi a horskými systémami. Charakteristickým znakom litosférických dosiek je, že sú schopné dlhodobo udržiavať tuhosť, tvar a štruktúru.

Zemská tektonika naznačuje, že litosférické dosky sú v neustálom pohybe. Postupom času zmenia svoj obrys - môžu sa rozdeliť alebo rásť spolu. Doteraz bolo identifikovaných 14 veľkých litosférických dosiek.

Dosková tektonika

Proces, ktorý formuje vzhľad Zeme, priamo súvisí s tektonikou litosférických dosiek. Tektonika sveta naznačuje, že sa nepohybujú kontinenty, ale litosférické dosky. Navzájom sa zrážajú a vytvárajú horské pásma alebo hlboké oceánske priekopy. Zemetrasenia a sopečné erupcie sú dôsledkom pohybu litosférických dosiek. Aktívne geologická činnosť obmedzené hlavne na okraje týchto útvarov.

Pohyb litosférických dosiek bol zaznamenaný pomocou satelitov, ale povaha a mechanizmus tohto procesu stále zostáva záhadou.

V oceánoch sú procesy ničenia a hromadenia sedimentov pomalé, takže tektonické pohyby sa zreteľne odrážajú v reliéfe. Topografia dna má zložitú členitú štruktúru. Existujú štruktúry vytvorené ako výsledok vertikálnych pohybov zemskej kôry a štruktúry vyplývajúce z horizontálnych pohybov.

Štruktúry oceánskeho dna zahŕňajú terénne formy, ako sú priepasťové pláne, oceánske panvy a stredooceánske hrebene. V zóne kotlín sa spravidla pozoruje pokojná tektonická situácia v zóne stredooceánskych chrbtov, tektonická aktivita zemská kôra.

Oceánska tektonika zahŕňa aj štruktúry, ako sú hlbokomorské priekopy, oceánske hory a gilotíny.

Dôvody, ktoré posúvajú taniere

Hnacou geologickou silou je tektonika sveta. Hlavným dôvodom, prečo sa dosky pohybujú, je plášťová konvekcia, vytvorená termogravitačnými prúdmi v plášti. K tomu dochádza v dôsledku teplotného rozdielu medzi povrchom a stredom Zeme. Horniny vo vnútri sa zahrievajú, rozširujú sa a ich hustota klesá. Ľahké frakcie začnú plávať a na ich mieste sa potopia studené a ťažké hmoty. Proces prenosu tepla prebieha nepretržite.

Existuje množstvo ďalších faktorov, ktoré ovplyvňujú pohyb platničiek. Napríklad astenosféra v zónach vzostupných tokov je zvýšená a v zónach poklesu je znížená. Vznikne tak naklonená rovina a nastáva proces „gravitačného“ posúvania litosférickej dosky. Vplyv majú aj subdukčné zóny, kde sa studená a ťažká oceánska kôra vťahuje pod horúcu kontinentálnu kôru.

Hrúbka astenosféry pod kontinentmi je oveľa menšia a jej viskozita je väčšia ako pod oceánmi. Pod starými časťami kontinentov nie je prakticky žiadna astenosféra, takže sa na týchto miestach nepohybujú a zostávajú na mieste. A keďže litosférická doska zahŕňa kontinentálnu aj oceánsku časť, prítomnosť starovekej kontinentálnej časti bude brániť pohybu dosky. Pohyb čisto oceánskych platní prebieha rýchlejšie ako zmiešaných a ešte viac kontinentálnych.

Existuje mnoho mechanizmov, ktoré uvedú taniere do pohybu, možno ich rozdeliť do dvoch skupín:

Súbor procesov hnacích síl vo všeobecnosti odráža geodynamický proces, ktorý pokrýva všetky vrstvy Zeme.

Architektúra a tektonika

Tektonika nie je len čisto geologická veda spojená s procesmi prebiehajúcimi v útrobách Zeme. Používa sa aj v každodenný život osoba. Najmä tektonika sa využíva v architektúre a stavbe akýchkoľvek stavieb, či už ide o budovy, mosty alebo podzemné stavby. Základom sú tu zákony mechaniky. V tomto prípade tektonika označuje stupeň pevnosti a stability konštrukcie v danej konkrétnej oblasti.

Teória litosférických platní nevysvetľuje súvislosť medzi pohybmi platní a hlbokými procesmi. Potrebujeme teóriu, ktorá by vysvetlila nielen štruktúru a pohyb litosférických dosiek, ale aj procesy prebiehajúce vo vnútri Zeme. Rozvoj takejto teórie je spojený so zjednotením špecialistov ako sú geológovia, geofyzici, geografi, fyzici, matematici, chemici a mnohí ďalší.

. - Hlavné litosférické dosky. - - - Litosférické dosky Ruska.

Z čoho sa skladá litosféra?

V tomto čase, na hranici oproti poruche, kolízia litosférických dosiek. Táto kolízia môže prebiehať odlišne v závislosti od typu kolidujúcich dosiek.

Keď sa zrazí oceánske a kontinentálne platne, prvá platňa sa podsúva pod druhú. Vznikajú tak hlbokomorské priekopy, ostrovné oblúky (japonské ostrovy) alebo horské pásma (Andy).
Ak sa zrazia dve kontinentálne litosférické dosky, potom sa okraje dosiek rozdrvia do záhybov, čo vedie k vytvoreniu sopiek a pohorí. Himaláje tak vznikli na hranici euroázijskej a indoaustrálskej dosky. Vo všeobecnosti, ak sú v strede kontinentu hory, znamená to, že to bolo kedysi miesto kolízie dvoch litosférických dosiek zlúčených do jednej.

Zemská kôra je teda v neustálom pohybe. Vo svojom nezvratnom vývoji sú pohyblivé oblasti geosynklinály- premieňajú sa dlhodobými premenami na relatívne pokojné oblasti - platformy.

Litosférické dosky Ruska.

Rusko sa nachádza na štyroch litosférických doskách.

Eurázijský tanier- väčšina západných a severných častí krajiny,
Severoamerický tanier- severovýchodná časť Ruska,
Amurská litosférická doska- južne od Sibíri,
Doska Okhotské more- Okhotské more a jeho pobrežie.

Obrázok 2. Mapa litosférických dosiek v Rusku.

V štruktúre litosférických dosiek sa rozlišujú relatívne ploché staroveké plošiny a mobilné skladané pásy. V stabilných oblastiach platforiem sú roviny a v oblasti vrásových pásov sú horské masívy.

Obrázok 3. Tektonická štruktúra Ruska.

Rusko sa nachádza na dvoch starovekých platformách (východoeurópskej a sibírskej). V rámci platforiem existujú dosky A štíty. Doska je časť zemskej kôry, ktorej zložená základňa je pokrytá vrstvou sedimentárnych hornín. Štíty, na rozdiel od dosiek, majú veľmi málo sedimentov a len tenkú vrstvu pôdy.

V Rusku sa rozlišuje Baltský štít na Východoeurópskej platforme a Aldanský a Anabarský štít na Sibírskej platforme.

Obrázok 4. Plošiny, dosky a štíty na území Ruska.

Zemská kôra je rozdelená zlomami na litosférické dosky, čo sú obrovské pevné bloky, ktoré zasahujú do horných vrstiev plášťa. Sú to veľké, stabilné časti zemskej kôry a sú v nepretržitom pohybe, posúvajú sa po povrchu Zeme. Litosférické platne pozostávajú buď z kontinentálnej alebo oceánskej kôry a niektoré kombinujú kontinentálny masív s oceánskym. Nachádza sa tu 7 najväčších litosférických dosiek, ktoré zaberajú 90% povrchu našej planéty: Antarktída, Eurázijská, Africká, Tichomorská, Indoaustrálska, Juhoamerická, Severoamerická. Okrem nich existujú desiatky stredne veľkých dosiek a veľa malých. Medzi strednými a veľkými doskami sú pásy vo forme mozaiky malých dosiek kôry.

Teória platňovej tektoniky

Teória litosférických dosiek študuje ich pohyb a procesy s týmto pohybom spojené. Táto teória tvrdí, že príčinou globálnych tektonických zmien je horizontálny pohyb litosférických blokov – dosiek. Dosková tektonika skúma interakciu a pohyb blokov zemskej kôry.

Wagnerova teória

Myšlienku, že litosférické dosky sa pohybujú horizontálne, prvýkrát navrhol v 20. rokoch 20. storočia Alfred Wagner. Predložil hypotézu o „kontinentálnom unášaní“, ale v tom čase nebola uznávaná ako spoľahlivá. Neskôr, v 60. rokoch 20. storočia, sa uskutočnili štúdie oceánskeho dna, v dôsledku čoho sa potvrdili Wagnerove odhady o horizontálnom pohybe dosiek a o prítomnosti procesov expanzie oceánov spôsobených tvorbou oceánskej kôry (šírením) , bolo odhalené. Hlavné ustanovenia teórie sformulovali v rokoch 1967-68 americkí geofyzici J. Isaacs, C. Le Pichon, L. Sykes, J. Oliver, W. J. Morgan. Podľa tejto teórie sa hranice dosiek nachádzajú v zónach tektonickej, seizmickej a vulkanickej aktivity. Hranice sú divergentné, transformatívne a konvergentné.

Pohyb litosférických dosiek

Litosférické platne sa začínajú pohybovať v dôsledku pohybu hmoty umiestnenej v hornom plášti. V riftových zónach táto látka preráža kôru a odtláča dosky od seba. Väčšina trhlín sa nachádza na dne oceánu, pretože tam zemská kôra oveľa tenšie. Najväčšie trhliny, ktoré existujú na súši, sa nachádzajú v blízkosti jazera Bajkal a afrických Veľkých jazier. Pohyb litosférických dosiek nastáva rýchlosťou 1-6 cm za rok. Pri vzájomných zrážkach vznikajú na ich hraniciach horské systémy v prítomnosti kontinentálnej kôry a v prípade, že jedna z dosiek má kôru oceánskeho pôvodu, vznikajú hlbokomorské priekopy.

Základné princípy doskovej tektoniky sa týkajú niekoľkých bodov.

V hornej skalnatej časti Zeme sú dve škrupiny, ktoré sa výrazne líšia v geologických charakteristikách. Tieto škrupiny sú tvrdá a krehká litosféra a mobilná astenosféra pod nimi. Základom litosféry je horúca izoterma s teplotou 1300°C.
Litosféra pozostáva z dosiek zemskej kôry, ktoré sa nepretržite pohybujú po povrchu astenosféry.