Podle moderní teorie litosférických desek je celá litosféra úzkými a aktivními zónami - hluboké poruchy - rozdělena do samostatných bloků, které se pohybují v plastové vrstvě horního pláště relativně vůči sobě rychlostí 2–3 cm ročně. Tyto bloky se nazývají litosférické desky.
Poprvé byla hypotéza horizontálního pohybu krustových bloků vypracována Alfredem Wegenerem ve dvacátých letech v rámci hypotézy „kontinentálního driftu“, ale tato hypotéza v té době nezískala podporu.
Teprve v 60. letech byly studie o dně oceánů přesvědčivým důkazem horizontálních pohybů desek a procesů expanze oceánu v důsledku formování (šíření) oceánské kůry. K oživení představ o dominantní roli horizontálních pohybů došlo v rámci „mobilistického“směru, jehož vývoj vedl k vývoji moderní teorie deskové tektoniky. Hlavní principy deskové tektoniky byly formulovány v letech 1967-68 skupinou amerických geofyziků - W. J. Morgana, K. Le Pichona, J. Olivera, J. Isaaca, L. Sykese při vývoji dřívějších (1961-62) myšlenek amerických vědců G. Hessa a R. Digz na expanzi (rozšíření) mořského dna.
Tvrdí se, že vědci si nejsou zcela jisti, co tyto příčiny způsobuje a jak byly stanoveny hranice tektonických desek. Existuje nespočet různých teorií, ale žádná z nich plně nevysvětluje všechny aspekty tektonické činnosti.
Pojďme alespoň zjistit, jak si to nyní představují.
Wegener napsal: „V roce 1910 se mi poprvé objevila myšlenka pohybujících se kontinentů … když mě zarazila podobnost pobřeží na obou stranách Atlantického oceánu.“Navrhl, že na počátku paleozoika byly na Zemi dva velké kontinenty - Laurasia a Gondwana.
Laurasia byla severní kontinent, který zahrnoval území moderní Evropy, Asie bez Indie a Severní Ameriky. Jižní pevnina - Gondwana spojila moderní území Jižní Ameriky, Afriky, Antarktidy, Austrálie a Hindustanu.
Propagační video:
Mezi Gondwanou a Laurasií byly první mořské plody - Tethys, jako obrovská zátoka. Zbytek Země byl obsazen oceánem Panthalassa.
Asi před 200 miliony let byly Gondwana a Laurasia spojeny do jediného kontinentu - Pangea (Pan - universal, Ge - earth).
Přibližně před 180 miliony let se kontinent Pangea opět začal rozdělit na své součásti, které byly smíchány na povrchu naší planety. Rozdělení proběhlo následovně: nejprve se znovu objevily Laurasia a Gondwana, poté se Laurasia rozštěpila a poté se Gondwana rozštěpila. Kvůli rozdělení a divergenci částí Pangea vznikly oceány. Atlantský a indický oceán lze považovat za mladý; old - Quiet. Arktický oceán se izoloval zvýšením hmotnosti půdy na severní polokouli.
A. Wegener našel mnoho potvrzení o existenci jediného kontinentu Země. Existence pozůstatků starověkých zvířat v Africe a Jižní Americe - Listosaurs mu připadala zvláště přesvědčivá. Byli to plazi, podobně jako malí hroši, kteří žili pouze ve sladkovodních tělesech. To znamená, že nemohli plavat obrovské vzdálenosti ve slané mořské vodě. Podobné důkazy našel v rostlinném království.
Zájem o hypotézu pohybu kontinentů ve 30. letech XX. Století. mírně poklesl, ale v 60. letech se znovu oživil, když v důsledku studií reliéfu a geologie dna oceánu byly získány údaje naznačující procesy expanze (šíření) oceánské kůry a „potápění“některých částí kůry pod ostatními (subduction).
Struktura kontinentální trhliny.
Horní skalní část planety je rozdělena do dvou skořápek, které se výrazně liší v reologických vlastnostech: tuhá a křehká litosféra a základní plastová a mobilní astenosféra.
Dno litosféry je izoterma přibližně 1300 ° C, což odpovídá teplotě tání (solidus) materiálu pláště při lithostatickém tlaku existujícím v hloubkách prvních stovek kilometrů. Horniny ležící na Zemi nad touto izotermou jsou dostatečně chladné a chovají se jako tvrdý materiál, zatímco základní horniny stejného složení jsou dostatečně zahřáté a relativně snadno deformovatelné.
Litosféra je rozdělena na desky neustále se pohybující po povrchu plastové astenosféry. Litosféra je rozdělena na 8 velkých desek, desítky středních desek a mnoho malých. Mezi velkými a středními deskami jsou pásy složené z mozaiky malých krustálních desek.
Hranice talířů jsou oblasti seismické, tektonické a magmatické činnosti; vnitřní oblasti desek jsou slabě seismické a vyznačují se slabým projevem endogenních procesů.
Více než 90% zemského povrchu padá na 8 velkých litosférických desek:
Některé litosférické desky jsou složeny výhradně z oceánské kůry (například Pacific Plate), jiné zahrnují fragmenty oceánské i kontinentální kůry.
Zvedněte diagram formace.
Existují tři typy relativních pohybů desky: divergence (divergence), konvergence (konvergence) a smykové pohyby.
Divergentní hranice jsou hranice, podél nichž se desky pohybují od sebe. Geodynamické nastavení, ve kterém nastává proces horizontálního natahování zemské kůry, doprovázené vznikem prodloužených lineárně protáhlých štěrbinových nebo příkopových depresí, se nazývá rifting. Tyto hranice jsou omezeny na kontinentální trhliny a střední oceánské hřebeny v oceánských pánvích. Termín “trhlina” (od anglické trhliny - prasknutí, prasklina, mezera) je aplikována na velké lineární struktury hlubokého původu, vytvořené během natahování zemské kůry. Co se týče struktury, jedná se o drapákové struktury. Rozestupy mohou být položeny jak na kontinentální, tak na oceánské kůře a tvoří jediný globální systém orientovaný vzhledem k ose geoidů. V tomto případě může vývoj kontinentálních trhlin vést k prasknutí kontinuity kontinentální kůry ak přeměně této trhliny na oceánskou trhlinu (pokud se expanze trhliny zastaví před fází prasknutí kontinentální kůry, naplní se sedimenty a změní se na aulakogen).
Proces posuvných desek v zónách oceánských trhlin (střední oceánské hřebeny) je doprovázen vytvořením nové oceánské kůry v důsledku magmatické bazaltické taveniny pocházející z astenosféry. Tento proces utváření nové oceánské kůry v důsledku přílivu plášťové hmoty se nazývá šíření (od anglického šíření - šíření, rozšiřování).
Struktura hřebene středního oceánu. 1 - astenosféra, 2 - ultrabasické horniny, 3 - základní horniny (gabbroidy), 4 - komplex rovnoběžných hrází, 5 - bazalty oceánského dna, 6 - segmenty oceánské kůry, které se tvořily v různých časech (IV se stárnutím), 7 - magmatický povrch komora (s ultrabasickým magmatem ve spodní části a hlavní v horní), 8 - sedimenty oceánského dna (1-3, jak se hromadí).
Během rozmetání je každý prodlužovací impuls doprovázen přítokem nové části taveniny pláště, která při tuhnutí vytváří okraje desek rozbíhajících se od osy MOR. Právě v těchto zónách vzniká mladá oceánská kůra
Kolize kontinentálních a oceánských litosférických desek.
Subduction je proces posouvání oceánské desky pod kontinentální nebo jinou oceánskou desku. Subduction zóny jsou omezeny na axiální části hlubinných zákopů, sdružené s ostrovními oblouky (které jsou prvky aktivních okrajů). Hranice tlumení představují asi 80% délky všech konvergentních hranic.
Když se kontinentální a oceánské desky srazí, přirozeným jevem je pokles oceánské (těžší) desky pod okrajem kontinentálního; když se srazí dva oceánští, klesne ten starší (tj. chladnější a hustší).
Subukční zóny mají charakteristickou strukturu: jejich typickými prvky jsou hlubinný příkop - sopečný ostrovní oblouk - povodí zadního oblouku. V ohybové a sub-motorové subdukční desce je vytvořen hluboký mořský žlab. Jak se potápí, začíná tato deska ztrácet vodu (která je bohatá na složení sedimentů a minerálů), která, jak je známo, významně snižuje bod tání hornin, což vede k tvorbě středů tání, které živí sopky ostrovních oblouků. V zadní části vulkanického oblouku obvykle dochází k určitému roztažení, které určuje tvorbu povodí zadního oblouku. V zóně povodí zadního oblouku může být napětí tak významné, že vede k prasknutí deskové kůry a otevření mísy s oceánskou kůrou (tzv. Proces šíření zadního oblouku).
Objem oceánské kůry absorbované v subdukčních zónách je stejný jako objem kůry vznikající v rozptylových zónách. Tato pozice zdůrazňuje názor na stálost objemu Země. Tento názor však není jediný a definitivně prokázaný. Je možné, že se objem plánů pulzně mění nebo dochází ke snížení jeho poklesu v důsledku chlazení.
Ponoření subductové desky do pláště je sledováno ložisky zemětřesení vznikajícími při kontaktu desek a uvnitř subductingové desky (chladnější, a proto křehčí než okolní pláště hornin). Tato seismická fokální zóna se nazývala Benioffova-Zavaritská zóna. V subdukčních zónách začíná proces formování nové kontinentální kůry. Mnohem vzácnějším procesem interakce mezi kontinentálními a oceánskými deskami je proces obduction - tah části oceánské litosféry na okraj kontinentální desky. Je třeba zdůraznit, že v průběhu tohoto procesu dochází k oddělení oceánské desky a postupuje pouze její horní část - kůra a několik kilometrů horního pláště.
Kolize kontinentálních litosférických desek.
Když se kontinentální desky srazí, jejichž kůra je světlejší než materiál pláště, a v důsledku toho se do ní nemůže ponořit, dochází ke koliznímu procesu. Během srážky se okraje sbíhajících se kontinentálních desek rozdrtí, zmačkají a vytvoří se systémy velkých tahů, což vede k růstu horských struktur se složitou strukturou složenou v tahu. Klasickým příkladem takového procesu je srážka hindustanské desky s eurasijskou, doprovázená růstem grandiózních horských systémů Himalájí a Tibetu. Kolizní proces nahrazuje proces subduction a dokončí uzavření oceánské pánve. Současně, na začátku kolizního procesu, kdy se již okraje kontinentů již přiblížily, je kolize kombinována s procesem subdukce (pokles mořské kůry pokračuje pod okrajem kontinentu). Pro kolizní procesy jsou typické rozsáhlé regionální metamorfózy a rušivý granitoidní magmatismus. Tyto procesy vedou k vytvoření nové kontinentální kůry (s typickou vrstvou žulovo-rula).
Hlavním důvodem pohybu desky je konvekce pláště způsobená tepelně gravitačními proudy pláště.
Zdrojem energie pro tyto proudy je teplotní rozdíl mezi centrálními oblastmi Země a teplotou jejích blízkých povrchových částí. V tomto případě je hlavní část endogenního tepla uvolňována na hranici jádra a pláště během procesu hluboké diferenciace, což určuje rozpad primárního chondritového materiálu, během něhož kovová část spěchá do středu, zvyšuje jádro planety a silikátová část je koncentrována v plášti, kde podléhá diferenciaci.
Horniny zahřívané ve středních zónách Země se rozšiřují, jejich hustota se snižuje a stoupají, čímž se uvolňují chladnější a tudíž těžší hmoty, které již uvolnily část tepla v zónách blízkého povrchu. Tento proces přenosu tepla pokračuje nepřetržitě, což má za následek vytvoření uspořádaných uzavřených konvekčních buněk. V tomto případě se v horní části buňky tok hmoty vyskytuje téměř v horizontální rovině a právě tato část toku určuje horizontální pohyb hmoty v asthenosféře a na ní umístěné desky. Obecně jsou vzestupné větve konvektivních buněk umístěny pod zónami divergentních hranic (MOR a kontinentální trhliny) a sestupné větve - pod zónami konvergentních hranic. Hlavním důvodem pohybu litosférických desek je tedy „tažení“konvekčními proudy. Kromě,na desky působí řada dalších faktorů. Zejména se ukazuje, že povrch astenosféry je poněkud zvednut nad zónami vzestupných větví a snížen v zónách poklesu, což určuje gravitační „posuv“litosférické desky umístěné na nakloněném plastovém povrchu. Kromě toho fungují procesy tažení těžké studené oceánské litosféry v subdukčních zónách do horké a v důsledku toho i méně husté astenosféry, jakož i hydraulické zaklínání bazalty v zónách MOR. Kromě toho fungují procesy tažení těžké studené oceánské litosféry v subdukčních zónách do horké a v důsledku toho i méně husté astenosféry, jakož i hydraulické zaklínání bazalty v zónách MOR. Kromě toho existují procesy tažení těžké studené oceánské litosféry v subdukčních zónách do horkých a v důsledku toho méně husté asthenosféry, jakož i hydraulické zaklínání bazalty v zónách MOR.
Hlavní hnací síly deskové tektoniky jsou aplikovány na základnu intraplate částí litosféry - síly tahu pláště (drag) FDO pod oceány a FDC pod kontinenty, jejichž velikost závisí primárně na rychlosti asthenosférického proudu a ta je určována viskozitou a tloušťkou asthenosférické vrstvy. Protože tloušťka astenosféry pod kontinenty je mnohem menší a viskozita je mnohem vyšší než pod oceány, velikost síly FDC je téměř o řád nižší než velikost FDO. Pod kontinenty, zejména jejich starodávnými částmi (kontinentální štíty), se asthenosféra téměř stáhla, takže se zdá, že jsou kontinenty „uvízlé“. Protože většina litosférických desek moderní Země zahrnuje jak oceánskou, tak kontinentální část, je třeba očekávatže přítomnost kontinentu v desce by obecně měla „zpomalit“pohyb celé desky. Takto se to skutečně děje (nejrychleji se pohybující téměř čistě oceánské talíře Tichého oceánu, Kokosu a Nazky; nejpomalejší - euroasijský, severoamerický, jihoamerický, antarktický a africký, z nichž významnou část zaujímají kontinenty). Nakonec, na hranicích konvergentních desek, kde těžké a studené okraje litosférických desek (desek) klesají do pláště, vytváří jejich negativní vztlak sílu FNB (index v označení síly - z anglického negativního vztlaku). Působení posledně jmenovaného vede ke skutečnosti, že subductující část desky klesá v astenosféře a táhne celou desku spolu s ní, čímž se zvyšuje rychlost jejího pohybu. Síla FNB samozřejmě působí sporadicky a pouze v určitých geodynamických podmínkách,například v případech zhroucení desky popsaných výše v úseku 670 km.
Mechanismy pohánějící litosférické desky tedy mohou být podmíněně přiřazeny následujícím dvěma skupinám: 1) spojené se silami tažení pláště, aplikovanými na jakékoli body základny desky, na obrázku - síly FDO a FDC; 2) spojené se silami působícími na okraje desek (mechanismus okrajová síla), na obrázku - síly FRP a FNB. Role tohoto nebo toho hnacího mechanismu, stejně jako síly nebo jiné síly, je posuzována individuálně pro každou litosférickou desku.
Kombinace těchto procesů odráží obecný geodynamický proces pokrývající oblasti od povrchu po hluboké zóny Země. V zemském plášti se v současné době vyvíjí dvoučlánková konvekce se zavřenými buňkami (podle modelu konvekční konvekce) nebo samostatná konvekce v horním a dolním plášti s akumulací desek v subdukčních zónách (podle dvouúrovňového modelu). Pravděpodobné póly vzestupu plášťové hmoty se nacházejí v severovýchodní Africe (přibližně pod spojovací zónou afrických, somálských a arabských desek) a v oblasti Velikonočního ostrova (pod středním hřebenem Tichého oceánu - východním Tichém oceánu). Rovník dopadu materiálu pláště sleduje přibližně souvislý řetěz hranic konvergentních desek podél periferie Tichého oceánu a východoindického oceánu. Současný režim konvekce pláště,Rozpad Pangea, který začal asi před 200 miliony let a dal vznik moderním oceánům, bude v budoucnu nahrazen jednobuněčným režimem (podle modelu konvekční konvekce) nebo (podle alternativního modelu) konvekcí se stane pláštěm kvůli zhroucení desek v úseku 670 km. To pravděpodobně povede ke srážce kontinentů ak vytvoření nového superkontinentu, pátého v historii Země.
Posun desek se řídí zákony sférické geometrie a lze jej popsat na základě Eulerovy věty. Eulerova věta o rotaci uvádí, že každá rotace v trojrozměrném prostoru má osu. Rotaci lze tedy popsat třemi parametry: souřadnice osy rotace (například její zeměpisná šířka a délka) a úhel rotace. Na základě této pozice lze rekonstruovat polohu kontinentů v minulých geologických epochách. Analýza pohybů kontinentů vedla k závěru, že každých 400–600 miliónů let se spojí do jediného superkontinentu, který podléhá dalšímu rozpadu. V důsledku rozdělení takového superkontinentu Pangea, ke kterému došlo před 200 až 150 miliony let, vznikly moderní kontinenty.
Desková tektonika je první obecný geologický koncept, který by mohl být testován. Tato kontrola byla provedena. V 70. letech. byl uspořádán program hlubokých vrtů. V rámci tohoto programu vyvrtala vrtná nádoba „Glomar Challenger“několik stovek vrtů, což ukázalo dobrou konvergenci věků odhadovanou z magnetických anomálií s věky určenými z bazálních nebo sedimentárních horizontů. Schéma distribuce různě starých oblastí oceánské kůry je znázorněno na obrázku:
Věk oceánské kůry na základě magnetických anomálií (Kenneth, 1987): 1 - oblasti nedostatku údajů a půdy; 2-8 - věk: 2 - Holocen, pleistocen, pliocen (0-5 Ma); 3 - miocen (5–23 Ma); 4 - Oligocen (23–38 Ma); 5 & mdash; Eocen (38-53 Ma); 6 - Paleocen (53-65 Ma) 7 - křída (65-135 Ma) 8 - Jurassic (135-190 Ma).
Na konci 80. let. byl dokončen další experiment k testování pohybu litosférických destiček. Byla založena na měření základních linií ve vztahu ke vzdáleným kvasarům. Na dvou destičkách byly vybrány body, ve kterých byly pomocí moderních radioteleskopů stanoveny vzdálenosti kvazarů a úhel jejich deklinace, a podle toho byly vypočteny vzdálenosti mezi body na dvou destičkách, tj. Byla stanovena základní linie. Přesnost stanovení byla první centimetry. O několik let později byla měření opakována. Velmi dobrá shoda byla získána mezi výsledky vypočtenými z magnetických anomálií a údaji stanovenými ze základních linií.
Schéma znázorňující výsledky měření vzájemného přemístění litosférických desek získaných metodou interferometrie s ultra dlouhou základní linií - ISDB (Carter a Robertson, 1987). Pohyb desek mění délku základní linie mezi radioteleskopy umístěnými na různých deskách. Mapa severní polokoule ukazuje základní linie, které byly měřeny metodou ISDB, s dostatkem údajů, aby bylo možné spolehlivě odhadnout míru změny jejich délky (v centimetrech za rok). Čísla v závorce označují množství posunutí desky vypočítané z teoretického modelu. V téměř všech případech jsou vypočtené a změřené hodnoty velmi blízké.
Desková tektonika byla v průběhu let testována řadou nezávislých metod. Světová vědecká komunita je uznávána jako paradigma geologie v současnosti.
Znát polohu pólů a rychlost moderního pohybu litosférických desek, rychlost expanze a absorpce dna oceánu, je možné nastínit cestu pohybu kontinentů v budoucnosti a představit si jejich polohu po určitou dobu.
Tuto prognózu vypracovali američtí geologové R. Dietz a J. Holden. Za 50 milionů let se Atlantik a Indické oceány podle svých předpokladů rozšíří na úkor Tichého oceánu, Afrika se přesune na sever a díky tomu bude postupně likvidována Středozemní moře. Gibraltarská úžina zmizí a „obrácené“Španělsko uzavře Biskajský záliv. Afrika bude rozdělena velkými africkými trhlinami a její východní část bude přesunuta na severovýchod. Rudé moře se rozšíří natolik, že oddělí Sinajský poloostrov od Afriky, Arábie se přesune na severovýchod a uzavře Perský záliv. Indie se bude stále více pohybovat směrem k Asii, což znamená, že himálajské hory porostou. Kalifornie podél San Andreas Fault se oddělí od Severní Ameriky a na tomto místě se začne tvořit nová oceánská pánev. Na jižní polokouli dojde k významným změnám. Austrálie překročí rovník a přijde do kontaktu s Eurasií. Tato předpověď vyžaduje výrazné upřesnění. Hodně zde je stále diskutabilní a nejasné.