Tektonika płyt litosferycznych. Ruch płyt

Litosfera to skalista skorupa Ziemi. Od greckiego „lithos” – kamień i „kula” – piłka

Litosfera to zewnętrzna, stała skorupa Ziemi, która obejmuje całą skorupę ziemską wraz z częścią górnego płaszcza Ziemi i składa się ze skał osadowych, magmowych i metamorficznych. Dolna granica litosfery jest niejasna i wyznaczana jest przez gwałtowny spadek lepkości skał, zmianę prędkości propagacji fal sejsmicznych i wzrost przewodności elektrycznej skał. Grubość litosfery na kontynentach i pod oceanami jest zróżnicowana i wynosi średnio odpowiednio 25–200 i 5–100 km.

Rozważmy ogólnie budowę geologiczną Ziemi. Trzecia planeta oddalona od Słońca, Ziemia, ma promień 6370 km, średnią gęstość 5,5 g/cm3 i składa się z trzech powłok - kora, płaszcz i i. Płaszcz i rdzeń dzielą się na części wewnętrzne i zewnętrzne.

Skorupa ziemska to cienka górna skorupa Ziemi, która na kontynentach ma grubość 40-80 km, pod oceanami 5-10 km i stanowi zaledwie około 1% masy Ziemi. Osiem pierwiastków – tlen, krzem, wodór, aluminium, żelazo, magnez, wapń, sód – stanowi 99,5% skorupy ziemskiej.

Według badań naukowych naukowcom udało się ustalić, że litosfera składa się z:

• Tlen – 49%;
• Krzem – 26%;
• Aluminium – 7%;
• Żelazo – 5%;
• Wapń – 4%
• Litosfera zawiera wiele minerałów, z których najpowszechniejszymi są drzewce i kwarc.

Na kontynentach skorupa jest trójwarstwowa: skały osadowe pokrywają skały granitowe, a skały granitowe - skały bazaltowe. Pod oceanami skorupa jest „oceaniczna”, dwuwarstwowa; skały osadowe po prostu leżą na bazaltach, nie ma warstwy granitu. Występuje także przejściowy typ skorupy ziemskiej (strefy łuków wyspowych na obrzeżach oceanów i niektórych obszarów na kontynentach, np. Morza Czarnego).

Skorupa ziemska jest najgrubsza w regionach górskich(pod Himalajami – ponad 75 km), średnia – w rejonach platform (pod Niziną Zachodniosyberyjską – 35-40, w granicach Platformy Rosyjskiej – 30-35), a najmniejsza – w środkowej regiony oceanów (5-7 km). Przeważającą część powierzchni Ziemi stanowią równiny kontynentów i dno oceanów.

Kontynenty otoczone są szelfem – płytkim pasem o głębokości do 200 g i średniej szerokości około 80 km, który po ostrym, stromym zakolu dna przechodzi w stok kontynentalny (nachylenie waha się od 15 -17 do 20-30°). Zbocza stopniowo się wyrównują i przekształcają w równiny głębinowe (głębokość 3,7-6,0 km). Największe głębokości mają rowy oceaniczne (9-11 km), z których zdecydowana większość znajduje się na północnych i zachodnich krańcach Oceanu Spokojnego.

Główną część litosfery tworzą skały magmowe magmowe (95%), wśród których na kontynentach dominują granity i granitoidy, a w oceanach bazalty.

Bloki litosfery – płyty litosfery – poruszają się wzdłuż stosunkowo plastycznej astenosfery. Badaniu i opisowi tych ruchów poświęcona jest część geologii poświęcona tektonice płyt.

Do określenia zewnętrznej powłoki litosfery używano przestarzałego już terminu sial, wywodzącego się od nazw głównych pierwiastków skalnych Si (łac. Krzem – krzem) i Al (łac. Aluminium – aluminium).

Płyty litosferyczne

Warto zaznaczyć, że na mapie bardzo dobrze widoczne są największe płyty tektoniczne i są to:

• Pacyfik- największa płyta na planecie, wzdłuż której granic dochodzi do ciągłych zderzeń płyt tektonicznych i tworzą się uskoki - jest to przyczyną jej ciągłego zmniejszania się;
• eurazjatycki– obejmuje prawie całe terytorium Eurazji (z wyjątkiem Hindustanu i Półwyspu Arabskiego) i obejmuje największą część skorupy kontynentalnej;
• Indo-australijski– obejmuje kontynent australijski i subkontynent indyjski. Z powodu ciągłych zderzeń z płytą eurazjatycką jest ona w trakcie pękania;
• latynoamerykanin– składa się z kontynentu południowoamerykańskiego i części Oceanu Atlantyckiego;
• północno Amerykański– obejmuje kontynent północnoamerykański, część północno-wschodniej Syberii, północno-zachodnią część Atlantyku i połowę oceanów arktycznych;
• afrykanin– składa się z kontynentu afrykańskiego i skorupy oceanicznej Oceanu Atlantyckiego i Indyjskiego. Co ciekawe, sąsiadujące z nim płyty poruszają się w przeciwnym kierunku niż on, dlatego właśnie tutaj znajduje się największy uskok na naszej planecie;
• Płyta antarktyczna– składa się z kontynentu Antarktydy i pobliskiej skorupy oceanicznej. Ze względu na to, że płyta jest otoczona grzbietami śródoceanicznymi, pozostałe kontynenty stale się od niej oddalają.

Ruch płyt tektonicznych w litosferze

Płyty litosfery, łącząc się i oddzielając, stale zmieniają swoje kontury. Pozwala to naukowcom wysunąć teorię, że około 200 milionów lat temu w litosferze istniała tylko Pangea - pojedynczy kontynent, który następnie podzielił się na części, które zaczęły stopniowo oddalać się od siebie z bardzo małą prędkością (średnio około siedmiu centymetrów na rok ).

To jest interesujące! Zakłada się, że dzięki ruchowi litosfery za 250 milionów lat na naszej planecie utworzy się nowy kontynent w wyniku zjednoczenia poruszających się kontynentów.

Kiedy płyta oceaniczna i kontynentalna zderzają się, krawędź skorupy oceanicznej podsuwa się pod skorupę kontynentalną, natomiast po drugiej stronie płyty oceanicznej jej granica odbiega od sąsiedniej płyty. Granicę, wzdłuż której następuje ruch litosfer, nazywa się strefą subdukcji, w której rozróżnia się górną i subdukcyjną krawędź płyty. Co ciekawe, płyta zanurzona w płaszczu zaczyna się topić, gdy górna część skorupy ziemskiej zostaje ściśnięta, w wyniku czego powstają góry, a jeśli wybuchnie również magma, wówczas wulkany.

W miejscach styku płyt tektonicznych znajdują się strefy maksymalnej aktywności wulkanicznej i sejsmicznej: podczas ruchu i zderzenia litosfery skorupa ziemska ulega zniszczeniu, a gdy się rozchodzą, powstają uskoki i zagłębienia (litosfera i topografia Ziemi są ze sobą powiązane). Z tego powodu największe formy terenu na Ziemi – pasma górskie z aktywnymi wulkanami i rowami głębinowymi – znajdują się wzdłuż krawędzi płyt tektonicznych.

Problemy litosfery

Intensywny rozwój przemysłu doprowadził do tego, że człowiek i litosfera zaczęły ostatnio wyjątkowo słabo dogadywać się ze sobą: zanieczyszczenie litosfery nabiera katastrofalnych rozmiarów. Stało się to na skutek wzrostu ilości odpadów przemysłowych w połączeniu z odpadami bytowymi oraz nawozami i pestycydami stosowanymi w rolnictwie, co niekorzystnie wpływa na skład chemiczny gleby i organizmów żywych. Naukowcy obliczyli, że na osobę rocznie wytwarza się około tony śmieci, w tym 50 kg odpadów trudno ulegających rozkładowi.

Dziś zanieczyszczenie litosfery stało się palącym problemem, ponieważ natura nie jest w stanie sama sobie z tym poradzić: samooczyszczanie skorupy ziemskiej zachodzi bardzo powoli, dlatego stopniowo gromadzą się szkodliwe substancje, które z czasem negatywnie wpływają głównym winowajcą problemu – człowiekiem.

Razem z częścią górnego płaszcza składa się z kilku bardzo dużych bloków zwanych płytami litosfery. Ich miąższość jest różna – od 60 do 100 km. Większość płyt obejmuje skorupę kontynentalną i oceaniczną. Jest 13 głównych płyt, z czego 7 jest największych: amerykańska, afrykańska, indo-, amurska.

Płyty leżą na plastikowej warstwie górnego płaszcza (astenosfery) i powoli poruszają się względem siebie z prędkością 1-6 cm na rok. Fakt ten ustalono porównując zdjęcia wykonane ze sztucznych satelitów Ziemi. Sugerują, że konfiguracja w przyszłości może być zupełnie inna od obecnej, gdyż wiadomo, że amerykańska płyta litosferyczna przesuwa się w stronę Pacyfiku, a płyta eurazjatycka zbliża się do Afryki, Indo-Australii, a także Pacyfik. Płyty litosferyczne amerykańska i afrykańska powoli się od siebie oddalają.

Siły powodujące rozbieżność płyt litosferycznych powstają, gdy materiał płaszcza się porusza. Silne strumienie tej substancji ku górze rozpychają płyty, rozrywając skorupę ziemską, tworząc w niej głębokie uskoki. W wyniku podwodnych wylewów lawy wzdłuż uskoków tworzą się warstwy. Zamrażając, zdają się leczyć rany - pęknięcia. Jednakże rozciąganie ponownie wzrasta i ponownie pojawiają się pęknięcia. Zatem stopniowo zwiększając płyty litosfery rozchodzą się w różnych kierunkach.

Na lądzie występują strefy uskoków, ale większość z nich znajduje się w grzbietach oceanicznych, gdzie skorupa ziemska jest cieńsza. Największy uskok na lądzie znajduje się na wschodzie. Rozciąga się na długości 4000 km. Szerokość tego uskoku wynosi 80-120 km. Jego obrzeża są usiane wymarłymi i aktywnymi.

Wzdłuż innych granic płyt obserwuje się zderzenia płyt. Dzieje się to na różne sposoby. Jeśli płyty, z których jedna ma skorupę oceaniczną, a druga kontynentalną, zbliżą się do siebie, wówczas płyta litosferyczna pokryta morzem zapadnie się pod płytę kontynentalną. W tym przypadku pojawiają się łuki () lub pasma górskie (). Jeśli zderzą się dwie płyty posiadające skorupę kontynentalną, krawędzie tych płyt zostaną zmiażdżone w fałdy skalne i uformują się obszary górskie. W ten sposób powstały np. na pograniczu płyt euroazjatyckiej i indoaustralijskiej. Obecność obszarów górskich w wewnętrznych częściach płyty litosferycznej sugeruje, że kiedyś istniała granica dwóch płyt, które zostały ze sobą mocno stopione i zamieniły się w jedną, większą płytę litosferyczną.Możemy zatem wyciągnąć ogólny wniosek: Granice płyt litosferycznych to ruchome obszary, do których ograniczają się wulkany, strefy, obszary górskie, grzbiety śródoceaniczne, zagłębienia głębinowe i rowy. Tworzą się na granicy płyt litosferycznych, których pochodzenie wiąże się z magmatyzmem.

Istnieją dwa rodzaje litosfery. Litosfera oceaniczna ma skorupę oceaniczną o grubości około 6 km. W większości pokrywa go morze. Litosferę kontynentalną pokrywa skorupa kontynentalna o grubości od 35 do 70 km. Większość tej skorupy wystaje powyżej, tworząc ląd.

Talerze

Skały i minerały

Ruchome talerze

Płyty skorupy ziemskiej stale poruszają się w różnych kierunkach, choć bardzo powoli. Średnia prędkość ich ruchu wynosi 5 cm rocznie. Twoje paznokcie rosną mniej więcej w tym samym tempie. Ponieważ wszystkie płyty ściśle do siebie przylegają, ruch dowolnej z nich wpływa na otaczające je płyty, powodując ich stopniowy ruch. Płyty mogą poruszać się na różne sposoby, co widać na ich granicach, jednak naukowcy nie znają jeszcze przyczyn, które powodują ruch płyt. Najwyraźniej proces ten może nie mieć początku ani końca. Niemniej jednak niektóre teorie twierdzą, że jeden rodzaj ruchu płyt może być, że tak powiem, „pierwotny” i od niego zaczynają się poruszać wszystkie inne płyty.

Jednym z rodzajów ruchu płyt jest „nurkowanie” jednej płyty pod drugą. Niektórzy uczeni uważają, że to właśnie ten rodzaj ruchu powoduje wszystkie inne ruchy płyt. Na niektórych granicach roztopiona skała wypychająca się na powierzchnię pomiędzy dwiema płytami krzepnie na ich krawędziach, odpychając płyty od siebie. Proces ten może również spowodować przesunięcie wszystkich pozostałych płyt. Uważa się również, że oprócz pierwotnego szoku ruch płyt jest stymulowany przez gigantyczne przepływy ciepła krążące w płaszczu (patrz artykuł „”).

Dryfujące kontynenty

Naukowcy uważają, że od czasu powstania pierwotnej skorupy ziemskiej ruch płyt zmienił położenie, kształt i wielkość kontynentów i oceanów. Proces ten nazwano tektonika płyty. Podano różne dowody tej teorii. Na przykład zarysy kontynentów, takich jak Ameryka Południowa i Afryka, wyglądają tak, jakby kiedyś tworzyły jedną całość. Niewątpliwe podobieństwa odkryto także w budowie i wieku skał tworzących starożytne pasma górskie na obu kontynentach.

1. Według naukowców masy lądowe, które obecnie tworzą Amerykę Południową i Afrykę, zostały ze sobą połączone ponad 200 milionów lat temu.

2. Najwyraźniej dno Oceanu Atlantyckiego stopniowo się rozszerzało, gdy na granicach płyt utworzyły się nowe skały.

3. Obecnie Ameryka Południowa i Afryka oddalają się od siebie w tempie około 3,5 cm rocznie na skutek ruchu płyt.

Skorupa ziemska jest podzielona uskokami na płyty litosferyczne, które są ogromnymi, solidnymi blokami sięgającymi górnych warstw płaszcza. Są to duże, stabilne części skorupy ziemskiej, będące w ciągłym ruchu, ślizgające się po powierzchni Ziemi. Płyty litosferyczne składają się ze skorupy kontynentalnej lub oceanicznej, a niektóre łączą masyw kontynentalny z masywem oceanicznym. Istnieje 7 największych płyt litosferycznych, które zajmują 90% powierzchni naszej planety: Antarktyczna, Eurazjatycka, Afrykańska, Pacyfik, Indo-Australijska, Południowoamerykańska, Północnoamerykańska. Oprócz nich jest kilkadziesiąt płyt średniej wielkości i wiele małych. Pomiędzy średnimi i dużymi płytami znajdują się pasy w formie mozaiki małych płyt kory.

Teoria tektoniki płyt

Teoria płyt litosferycznych bada ich ruch i procesy związane z tym ruchem. Teoria ta głosi, że przyczyną globalnych zmian tektonicznych jest poziomy ruch bloków litosfery – płyt. Tektonika płyt bada interakcję i ruch bloków skorupy ziemskiej.

Teoria Wagnera

Pomysł, że płyty litosfery poruszają się poziomo, został po raz pierwszy zaproponowany w latach dwudziestych XX wieku przez Alfreda Wagnera. Wysunął hipotezę o „dryfie kontynentalnym”, która jednak nie była wówczas uznawana za wiarygodną. Później, w latach 60. XX wieku, przeprowadzono badania dna oceanicznego, w wyniku których potwierdziły się domysły Wagnera dotyczące poziomego ruchu płyt i obecności procesów ekspansji oceanicznej, spowodowanych tworzeniem się skorupy oceanicznej (rozprzestrzenianie się) , zostało ujawnionie. Główne założenia teorii sformułowali w latach 1967-68 amerykańscy geofizycy J. Isaacs, C. Le Pichon, L. Sykes, J. Oliver, W. J. Morgan. Zgodnie z tą teorią granice płyt znajdują się w strefach aktywności tektonicznej, sejsmicznej i wulkanicznej. Granice są rozbieżne, transformacyjne i zbieżne.

Ruch płyt litosferycznych

Płyty litosferyczne zaczynają się poruszać w wyniku ruchu materii znajdującej się w górnym płaszczu. W strefach ryftów substancja ta przebija się przez skorupę, rozpychając płyty. Większość szczelin znajduje się na dnie oceanu, ponieważ skorupa ziemska jest tam znacznie cieńsza. Największe szczeliny istniejące na lądzie znajdują się w pobliżu jeziora Bajkał i Wielkich Jezior Afrykańskich. Ruch płyt litosferycznych odbywa się z prędkością 1-6 cm rocznie. Kiedy zderzają się ze sobą, na ich granicach powstają systemy górskie w obecności skorupy kontynentalnej, a w przypadku, gdy jedna z płyt ma skorupę pochodzenia oceanicznego, powstają rowy głębinowe.

Podstawowe zasady tektoniki płyt sprowadzają się do kilku punktów.

1. W górnej skalistej części Ziemi znajdują się dwie muszle, które znacznie różnią się właściwościami geologicznymi. Powłoki te to twarda i krucha litosfera oraz mobilna astenosfera znajdująca się pod spodem. Podstawę litosfery stanowi gorąca izoterma o temperaturze 1300°C.
2. Litosfera składa się z płyt skorupy ziemskiej, które stale poruszają się po powierzchni astenosfery.

W takim razie na pewno chciałbyś wiedzieć co to są płyty litosferyczne.

Tak więc płyty litosferyczne są ogromnymi blokami, na które podzielona jest stała warstwa powierzchniowa ziemi. Biorąc pod uwagę fakt, że skała pod nimi jest stopiona, płyty poruszają się powoli, z prędkością od 1 do 10 centymetrów rocznie.

Obecnie istnieje 13 największych płyt litosferycznych, które pokrywają 90% powierzchni Ziemi.

Największe płyty litosferyczne:

• Płyta australijska- 47 000 000 km²
• Płyta antarktyczna- 60 900 000 km²
• Subkontynent Arabski- 5 000 000 km²
• Płyta afrykańska- 61 300 000 km²
• Płyta euroazjatycka- 67 800 000 km²
• Płyta Hindustanu- 11 900 000 km²
• Talerz Kokosowy - 2 900 000 km²
• Płyta Nazca - 15 600 000 km²
• Płyta Pacyfiku- 103 300 000 km²
• Płyta północnoamerykańska- 75 900 000 km²
• Somalijski talerz- 16 700 000 km²
• Płyta południowoamerykańska- 43 600 000 km²
• Płyta filipińska- 5 500 000 km²

Tutaj trzeba powiedzieć, że istnieje skorupa kontynentalna i oceaniczna. Niektóre płyty składają się wyłącznie z jednego rodzaju skorupy (np. płyta Pacyfiku), a inne są typu mieszanego, gdzie płyta zaczyna się w oceanie i płynnie przechodzi na kontynent. Grubość tych warstw wynosi 70-100 kilometrów.

Płyty litosferyczne unoszą się na powierzchni częściowo stopionej warstwy ziemi - płaszcza. Kiedy płyty się od siebie oddalają, szczeliny między nimi wypełniają płynne skały zwane magmą. Kiedy magma zestala się, tworzy nowe skały krystaliczne. Więcej o magmie porozmawiamy w artykule o wulkanach.

Mapa płyt litosferycznych

Na początku XX wieku amerykański F.B. Taylor i Niemiec Alfred Wegener jednocześnie doszli do wniosku, że położenie kontynentów powoli się zmienia. Swoją drogą, w dużej mierze tak właśnie jest. Jednak naukowcom nie udało się wyjaśnić, jak to się dzieje, aż do lat 60. XX wieku, kiedy rozwinęła się doktryna procesów geologicznych zachodzących na dnie morskim.

Główną rolę odegrały tu skamieniałości. Na różnych kontynentach znaleziono skamieniałe szczątki zwierząt, które najwyraźniej nie potrafiły przepłynąć oceanu. Doprowadziło to do założenia, że ​​kiedyś wszystkie kontynenty zostały połączone, a zwierzęta spokojnie przemieszczały się między nimi.

Subskrybuj. Mamy wiele ciekawych faktów i fascynujących historii z życia ludzi.