Žemės litosferos plokštės yra didžiuliai rieduliai. Jų pamatą sudaro labai susilenkusios granito metamorfinės magminės uolienos. Litosferos plokščių pavadinimai bus pateikti žemiau esančiame straipsnyje. Iš viršaus jie uždengti trijų keturių kilometrų „dangteliu“. Jis susidaro iš nuosėdinių uolienų. Platformoje yra reljefas, kurį sudaro atskiros kalnų grandinės ir didžiulės lygumos. Toliau bus nagrinėjama litosferos plokščių judėjimo teorija.
Hipotezės atsiradimas
Litosferos plokščių judėjimo teorija atsirado XX amžiaus pradžioje. Vėliau jai buvo lemta atlikti svarbų vaidmenį tyrinėjant planetą. Mokslininkas Tayloras, o po jo ir Wegeneris, iškėlė hipotezę, kad laikui bėgant litosferos plokštės slenka horizontalia kryptimi. Tačiau XX amžiaus trečiajame dešimtmetyje buvo suformuota kitokia nuomonė. Anot jo, litosferos plokščių judėjimas buvo vykdomas vertikaliai. Šis reiškinys buvo pagrįstas planetos mantijos materijos diferenciacijos procesu. Jis tapo žinomas kaip fiksizmas. Šis pavadinimas buvo dėl to, kad visam laikui fiksuotasplutos sričių padėtis mantijos atžvilgiu. Tačiau 1960 m., atradus pasaulinę vandenyno vidurio kalnagūbrių sistemą, kuri juosia visą planetą ir kai kuriose srityse išeina į sausumą, buvo grįžta prie XX amžiaus pradžios hipotezės. Tačiau teorija įgavo naują formą. Blokų tektonika tapo pagrindine planetos sandarą tiriančių mokslų hipoteze.
Pagrindai
Nustatyta, kad yra didelių litosferos plokščių. Jų skaičius ribotas. Taip pat yra ir mažesnių Žemės litosferinių plokščių. Ribos tarp jų brėžiamos pagal koncentraciją žemės drebėjimų š altiniuose.
Litosferos plokščių pavadinimai atitinka virš jų esančias žemynines ir vandenynines sritis. Yra tik septyni kvartalai su didžiuliu plotu. Didžiausios litosferos plokštės yra Pietų ir Šiaurės Amerikos, Europos ir Azijos, Afrikos, Antarkties, Ramiojo vandenyno ir IndoAustralijos.
Astenosferoje plūduriuojantys blokai pasižymi tvirtumu ir standumu. Minėtos sritys yra pagrindinės litosferos plokštės. Pagal pradines idėjas buvo manoma, kad žemynai skinasi kelią per vandenyno dugną. Tuo pačiu metu litosferos plokščių judėjimas buvo vykdomas veikiant nematomai jėgai. Atlikus tyrimą paaiškėjo, kad blokai pasyviai plūduriuoja virš mantijos medžiagos. Verta pažymėti, kad jų kryptis iš pradžių yra vertikali. Mantijos medžiaga pakyla po keteros ketera. Tada plinta į abi puses. Atitinkamai yra litosferos plokščių skirtumai. Šis modelis atstovaujavandenyno dugnas kaip milžiniškas konvejeris. Jis patenka į paviršių vandenyno vidurio kalnagūbrių plyšiuose. Tada slepiasi giliavandeniuose apkasuose.
Litosferos plokščių divergencija išprovokuoja vandenyno dugno plėtimąsi. Tačiau planetos tūris, nepaisant to, išlieka pastovus. Faktas yra tas, kad naujos plutos atsiradimą kompensuoja jos įsisavinimas giliavandenių tranšėjų subdukcijos (pažeminimo) srityse.
Kodėl juda litosferos plokštės?
Priežastis yra šiluminė planetos mantijos medžiagos konvekcija. Litosfera yra ištempta ir pakilusi, o tai atsiranda virš kylančių šakų nuo konvekcinių srovių. Tai provokuoja litosferos plokščių judėjimą į šonus. Kai platforma tolsta nuo vandenyno vidurio plyšių, platforma sutankinama. Jis tampa sunkesnis, jo paviršius grimzta žemyn. Tai paaiškina vandenyno gylio padidėjimą. Dėl to platforma pasineria į giliavandenes tranšėjas. Kai šildomos mantijos srautas mažėja, jis atvėsta ir nuskendo, sudarydamas baseinus, užpildytus nuosėdomis.
Litosferos plokščių susidūrimo zonos yra sritys, kuriose susispaudžia pluta ir platforma. Šiuo atžvilgiu didėja pirmojo galia. Dėl to prasideda litosferos plokščių judėjimas aukštyn. Tai veda prie kalnų susidarymo.
Tyrimai
Šiandien tyrimas atliekamas naudojant geodezinius metodus. Jie leidžia daryti išvadą, kad procesai yra nuolatiniai ir visur vykstantys. yra atskleistostaip pat litosferos plokščių susidūrimo zonos. Kėlimo greitis gali būti iki dešimčių milimetrų.
Horizontalios didelės litosferos plokštės plūduriuoja šiek tiek greičiau. Tokiu atveju greitis per metus gali siekti iki dešimties centimetrų. Taigi, pavyzdžiui, Sankt Peterburgas per visą savo gyvavimo laikotarpį jau pakilo metru. Skandinavijos pusiasalis – 250 m per 25 000 metų. Mantijos medžiaga juda palyginti lėtai. Tačiau dėl to įvyksta žemės drebėjimai, ugnikalnių išsiveržimai ir kiti reiškiniai. Tai leidžia daryti išvadą, kad medžiagos judėjimo galia yra didelė.
Naudodami plokščių tektoninę padėtį, mokslininkai paaiškina daugelį geologinių reiškinių. Tuo pačiu metu tyrimo metu paaiškėjo, kad su platforma vykstančių procesų sudėtingumas yra daug didesnis, nei atrodė pačioje hipotezės atsiradimo pradžioje.
Plokštelių tektonika negalėjo paaiškinti deformacijų ir judėjimo intensyvumo pokyčių, pasaulinio stabilaus gilių lūžių tinklo buvimo ir kai kurių kitų reiškinių. Atviras lieka ir istorinės veiksmo pradžios klausimas. Tiesioginiai ženklai, rodantys plokščių tektoninius procesus, buvo žinomi nuo vėlyvojo proterozojaus. Tačiau daugelis tyrinėtojų atpažįsta jų pasireiškimą iš archeaninio ar ankstyvojo proterozojaus.
Tyrimo galimybių išplėtimas
Seisminės tomografijos atsiradimas paskatino šio mokslo perėjimą į kokybiškai naują lygį. Praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio viduryje gilioji geodinamika tapo perspektyviausia irjauna kryptimi iš visų esamų geomokslų. Tačiau naujų problemų sprendimas buvo atliktas naudojant ne tik seisminę tomografiją. Į pagalbą atėjo ir kiti mokslai. Tai visų pirma apima eksperimentinę mineralogiją.
Dėl galimybės gauti naują įrangą, tapo įmanoma ištirti medžiagų elgseną esant maksimaliai temperatūrai ir slėgiui mantijos gylyje. Tyrimuose buvo naudojami ir izotopų geochemijos metodai. Šis mokslas visų pirma tiria retų elementų, taip pat tauriųjų dujų izotopų pusiausvyrą įvairiuose žemiškuose apvalkaluose. Tokiu atveju rodikliai lyginami su meteorito duomenimis. Naudojami geomagnetizmo metodai, kurių pagalba mokslininkai bando atskleisti magnetinio lauko apsisukimų priežastis ir mechanizmą.
Šiuolaikinė tapyba
Platformos tektonikos hipotezė ir toliau patenkinamai paaiškina vandenynų ir žemynų plutos vystymosi procesą mažiausiai per pastaruosius tris milijardus metų. Kartu atliekami ir palydoviniai matavimai, pagal kuriuos pasitvirtina faktas, kad pagrindinės Žemės litosferos plokštės nestovi vietoje. Dėl to susidaro tam tikras vaizdas.
Planetos skerspjūvyje yra trys aktyviausi sluoksniai. Kiekvieno iš jų storis – keli šimtai kilometrų. Daroma prielaida, kad jiems skiriamas pagrindinis vaidmuo globalioje geodinamikoje. 1972 m. Morganas pagrindė 1963 m. Wilsono iškeltą hipotezę apie kylančius mantijos purkštukus. Ši teorija paaiškino plokštelinio magnetizmo reiškinį. Gautas plunksnastektonika laikui bėgant tampa vis populiaresnė.
Geodinamika
Jo pagalba nagrinėjama gana sudėtingų procesų, vykstančių mantijoje ir plutoje, sąveika. Remiantis Artjuškovo savo darbe „Geodinamika“išdėstyta koncepcija, gravitacinė materijos diferenciacija veikia kaip pagrindinis energijos š altinis. Šis procesas pažymėtas apatinėje mantijoje.
Atskyrus sunkiuosius komponentus (geležies ir kt.) nuo uolienų, lieka lengvesnė kietųjų medžiagų masė. Ji nusileidžia į šerdį. Lengvesnio sluoksnio vieta po sunkiuoju yra nestabili. Šiuo atžvilgiu kaupiamoji medžiaga periodiškai surenkama į gana didelius blokus, kurie plūduriuoja į viršutinius sluoksnius. Tokių darinių dydis siekia apie šimtą kilometrų. Ši medžiaga buvo viršutinės Žemės mantijos susidarymo pagrindas.
Apatinis sluoksnis tikriausiai yra nediferencijuota pirminė medžiaga. Planetos evoliucijos metu dėl apatinės mantijos auga viršutinė mantija, o šerdis didėja. Labiau tikėtina, kad išilgai kanalų apatinėje mantijoje kyla lengvos medžiagos blokai. Juose masės temperatūra gana aukšta. Tuo pačiu metu žymiai sumažėja klampumas. Temperatūros padidėjimą palengvina didelio kiekio potencialios energijos išsiskyrimas, kai medžiaga pakeliama į gravitacijos sritį maždaug 2000 km atstumu. Judant tokiu kanalu, įvyksta stiprus lengvų masių kaitinimas. Šiuo atžvilgiu medžiaga patenka į mantiją pakankamai aukštatemperatūros ir žymiai lengvesnis nei aplinkiniai elementai.
Dėl sumažėjusio tankio lengva medžiaga plūduriuoja į viršutinius sluoksnius iki 100-200 kilometrų ar mažiau gylio. Mažėjant slėgiui, mažėja medžiagos komponentų lydymosi temperatūra. Po pirminės diferenciacijos „šerdies-mantijos“lygyje atsiranda antrinė. Sekliame gylyje lengvoji medžiaga iš dalies tirpsta. Diferenciacijos metu išsiskiria tankesnės medžiagos. Jie nugrimzta į apatinius viršutinės mantijos sluoksnius. Atitinkamai pakyla lengvesni komponentai, kurie išsiskiria.
Medžiagų judėjimo mantijoje kompleksas, susijęs su skirtingo tankio masių persiskirstymu dėl diferenciacijos, vadinamas chemine konvekcija. Šviesos masės kilimas vyksta maždaug 200 milijonų metų intervalais. Tuo pačiu metu įsiskverbimas į viršutinę mantiją pastebimas ne visur. Apatiniame sluoksnyje kanalai yra pakankamai dideliu atstumu vienas nuo kito (iki kelių tūkstančių kilometrų).
Kėlimo blokai
Kaip minėta pirmiau, tose zonose, kuriose į astenosferą patenka didelės masės lengvai įkaitintos medžiagos, jos dalinis tirpimas ir diferenciacija vyksta. Pastaruoju atveju pažymimas komponentų atskyrimas ir vėlesnis jų kilimas. Jie greitai praeina per astenosferą. Kai jie pasiekia litosferą, jų greitis mažėja. Kai kuriose srityse medžiaga sudaro anomalios mantijos sankaupas. Paprastai jie yra viršutiniuose planetos sluoksniuose.
Anomali mantija
Jo sudėtis maždaug atitinka normalią mantijos medžiagą. Skirtumas tarp anomalaus kaupimosi yra aukštesnė temperatūra (iki 1300–1500 laipsnių) ir sumažėjęs elastingų išilginių bangų greitis.
Materijos patekimas po litosfera sukelia izostatinį pakilimą. Dėl padidėjusios temperatūros anomalios grupės tankis yra mažesnis nei įprastos mantijos. Be to, yra nedidelis kompozicijos klampumas.
Įeinant į litosferą, anomali mantija gana greitai pasiskirsto palei padą. Tuo pačiu jis išstumia tankesnę ir mažiau įkaitusią astenosferos medžiagą. Judėjimo metu anomali sankaupa užpildo tas vietas, kur platformos padas yra pakilęs (spąstai), ir teka aplink giliai apsemtas vietas. Dėl to pirmuoju atveju pastebimas izostatinis pakilimas. Virš panardintų zonų pluta išlieka stabili.
Spąstai
Viršutinio mantijos sluoksnio ir plutos atšalimo iki maždaug šimto kilometrų gylio procesas vyksta lėtai. Apskritai tai trunka kelis šimtus milijonų metų. Šiuo atžvilgiu litosferos storio nehomogeniškumas, paaiškinamas horizontaliais temperatūrų skirtumais, turi gana didelę inerciją. Tuo atveju, jei spąstai yra netoli nuo anomalios sankaupos srauto iš gylio, didelis medžiagos kiekis sugaunamas labai įkaitus. Dėl to susidaro gana didelis kalnų elementas. Pagal šią schemą vietovėje vyksta dideli pakilimaiepiplatforminė orogenija sulankstytuose diržuose.
Procesų aprašymas
Spąstoje anomalinis sluoksnis aušinimo metu suspaudžiamas 1–2 kilometrais. Viršuje esanti žievė panardinama. Susidariusiame lovelyje pradeda kauptis krituliai. Jų sunkumas prisideda prie dar didesnio litosferos nuslūgimo. Dėl to baseino gylis gali būti nuo 5 iki 8 km. Tuo pačiu metu, sutankinant mantiją apatinėje baz alto sluoksnio dalyje, plutoje galima stebėti fazinį uolienų virsmą į eklogitą ir granatinį granulitą. Dėl šilumos srauto, paliekančio anomalią medžiagą, dengianti mantija įkaista ir mažėja jos klampumas. Šiuo atžvilgiu laipsniškas įprasto klasterio poslinkis.
Horizontalūs poslinkiai
Kai žemynuose ir vandenynuose susidaro pakilimai, kai anomali mantija pasiekia plutą, padidėja potenciali energija, sukaupta viršutiniuose planetos sluoksniuose. Norėdami išmesti medžiagų perteklių, jie linkę išsisklaidyti į šonus. Dėl to susidaro papildomi įtempiai. Jie siejami su skirtingais plokščių ir plutos judėjimo tipais.
Vandenyno dugno plėtimasis ir žemynų plūduriavimas yra tuo pat metu plečiasi kalnagūbriai ir platforma grimzta į mantiją. Po pirmuoju yra didelės masės labai įkaitintų anomalinių medžiagų. Ašinėje šių keterų dalyje pastaroji yra tiesiai po pluta. Čia esančios litosferos storis yra daug mažesnis. Tuo pačiu metu anomali mantija plinta aukšto slėgio srityje - abiejosešonus iš po stuburo. Tuo pačiu jis gana lengvai sulaužo vandenyno plutą. Plyšys užpildytas baz altine magma. Jis, savo ruožtu, išsilydo iš anomalios mantijos. Magmai kietėjant susidaro nauja vandenyno pluta. Taip auga dugnas.
Proceso funkcijos
Po vidurio briaunos anomalios mantijos klampumas sumažėjo dėl padidėjusios temperatūros. Medžiaga gali plisti gana greitai. Dėl to dugno augimas vyksta padidintu greičiu. Okeaninės astenosferos klampumas taip pat yra palyginti mažas.
Pagrindinės Žemės litosferos plokštės plūduriuoja nuo keterų iki panardinimo vietų. Jei šios sritys yra tame pačiame vandenyne, procesas vyksta gana dideliu greičiu. Tokia padėtis šiandien būdinga Ramiajam vandenynui. Jei dugno išsiplėtimas ir įdubimas vyksta skirtingose srityse, tai tarp jų esantis žemynas dreifuoja ta kryptimi, kur vyksta gilėjimas. Po žemynais astenosferos klampumas yra didesnis nei po vandenynais. Dėl susidariusios trinties atsiranda didelis pasipriešinimas judėjimui. Dėl to dugno išsiplėtimo greitis sumažėja, jei nėra kompensacijos už mantijos nusėdimą tame pačiame plote. Taigi augimas Ramiajame vandenyne spartesnis nei Atlanto.
