В каком направлении движутся литосферные плиты: В каком направлении движутся литосферные плиты

В каком направлении движутся литосферные плиты

Движения литосферных плит.Силы, способные двигать плиты литосферы, зарождаются внутри нашей планеты. Поэтому их называют внутренними силами Земли. Они возникают при распаде радиоактивных веществ и перемещения расплава в верхней мантии. Внутренние силы толкают литосферные плиты, и они движутся вдоль разломов. Различают медленные горизонтальные и вертикальные движения земной коры.

Наиболее значительны горизонтальные движениялитосферных плит. Двигаясь, плиты способны сближаться, раздвигаться или смещаться друг относительно друга. Если плиты сближаются, То при столкновения их края зминаються в складки и на поверхности образуются горы. Например, на стыке плит Индо-Австралийской и Евразийской возникли горы Гималаи. Если же сталкиваются материковая и океаническая плиты, то океаническая, что имеет большую плотность, погружается под материковую. Тогда на материке равно возникают горы, а вдоль побережья — глубоководные впадины (желоба). Например, на стыке плит Наска і Южноамериканской возникли горы Анды и Перуанский и Чилийский глубоководные желоба.

Если плиты раздвигаются, То образуются разломы. Больше разломов возникает на дне океанов, где земная кора тоньше. Разломами расплавленная вещество мантии поднимается из недр. Она расталкивает края плит, выливается и застывает, заполняя пространство между ними. Так в местах разрывов на дне океана происходит наращивание земной коры. Там образуются новые участки земной коры в виде гигантских валоподибних поднятий, которые называют срединно-океаническими хребтами. Например, при раздвижении Южноамериканской и Африканской плит на дне Атлантического океана образовался Южноатлантическиесрединно-океаническими позвоночник. Итак, под океанами земная кора непрерывно обновляется.

Внутренние силы Земли вызывают и вертикальные движения:медленные поднятия и опускания отдельных участков земной коры. Например, северная часть Скандинавского полуострова поднимается на 1 см в год, а море отступает. Об этом свидетельствуют слои песка и глины с остатками морских организмов, залегающих на высоте свыше 150 м над уровнем моря. Следовательно, эта территория некогда была его дном, а потом поднялась на такую высоту. В то же время побережье Нидерландовуже несколько веков опускается со скоростью 3 мм в год и Северное море наступает на сушу. Жители вынуждены защищать обжитые земли, возводя высокие (До 25 м) дамбы и плотины вдоль побережья. Отдельные участки в этой стране уже находятся ниже уровня моря. В Украине наибольшие поднятия зафиксировано на востоке Кировоградской и севера Житомирской областей — Почти 9 мм / год. В то же время побережья Черного моря в районе Одессы опускается со скоростью почти 1 см / год. Вертикальные движения происходят очень медленно, но постоянно и повсеместно. Они охватывают огромные участки и сопровождаются отступлением или наступлением моря. Поднятие участков со временем меняется опусканием и наоборот. Поэтому вертикальные движения называют колеблющимися движениями земной коры. Такие движения происходят очень медленно — от 2 до 10 см в год. Они незаметны для человека. Обнаружить их удалось благодаря сопоставлению космических снимков, сделанных из искусственных спутников Земли.

Как видим, мантия несет на себе земную кору, как тонкий лист бумаги, двигая ее, местами разрывая или сминая в складки.

В каком направлении движутся литосферные плиты: География

Тогда на материке равно возникают горы, а вдоль побережья — глубоководные впадины (желоба). Например, на стыке плит Наска і Южноамериканской возникли горы Анды и Перуанский и Чилийский глубоководные желоба.

Поэтому вертикальные движения называют колеблющимися движениями земной коры. Такие движения происходят очень медленно — от 2 до 10 см в год. Они незаметны для человека. Обнаружить их удалось благодаря сопоставлению космических снимков, сделанных из искусственных спутников Земли.

Литосферные плиты, их движение, реконструкция положения материков.

Длительное время в геологической науке господствовала гипотеза о неизменном положении континентов и океанов. Было принято считать, что те и другие возникли сотни миллионов лет назад и никогда не меняли своего положения. Лишь изредка, когда высота континентов существенно снижалась, а уровень Мирового океана повышался, море наступало на низменности и затапливало их.

Среди геологов утвердилось мнение, что земная кора испытывает только медленное вертикальное перемещение и благодаря этому создается наземный и подводный рельеф.

С мыслью, что «земная твердь» находится в беспрестанном вертикальном движении, за счет которого формируется рельеф Земли, абсолютное большинство геологов согласилось давно. Часто эти движения имеют большую амплитуду и скорость и приводят к крупным катастрофам, например землетрясениям. Однако имеются еще и очень медленные, не ощутимые даже самыми чувствительными приборами вертикальные движения с переменным знаком. Это так называемые колебательные движения. Только за очень продолжительный промежуток времени обнаруживается, что горные вершины выросли на несколько сантиметров, а речные долины углубились.

В конце XIX — начале XX в. некоторые естествоиспытатели усомнились в справедливости этих предположений и стали осторожно высказывать идеи о единстве материков в геологическом прошлом, в настоящее время разделенных обширными океанами. Эти ученые, как и многие люди прогрессивных взглядов, оказались в затруднительном положении, поскольку их предположение было бездоказательно.

Действительно, если вертикальные колебания земной коры можно было объяснил, какими-то внутренними силами (например, воздействием тепла Земли), то перемещение громадных континентов по земной поверхности сложно было представить.

ГИПОТЕЗА ВЕГЕНЕРА

В начале XX в. большую популярность среди естествоиспытателей, благодаря трудам немецкого геофизика А. Вегенера, получила идея перемещения материков. Он провел многие годы в экспедициях и в ноябре 1930 г. (точная дата неизвестна) погиб на ледниках Гренландии. Научный мир был потрясен известием о гибели А. Вегенера, находившегося в расцвете творческих сил. К этому времени достигла зенита популярность его идеи о дрейфе материков. Многие геологи и геофизики, палеогеографы и биогеографы с интересом восприняли их, стали появляться талантливые работы, в которых развивались эти идеи.

А. Вегенеру пришла мысль о возможном перемещении материков, когда он внимательно рассматривал географическую карту мира. Его поразило удивительное сходство очертаний берегов Южной Америки и Африки. Позднее, А. Вегенер познакомился с палеонтологическими материалами, свидетельствующими о существовании некогда сухопутных связей между Бразилией и Африкой. В свою очередь, это послужило толчком к проведению более детального анализа имеющихся геологических и палеонтологических данных и привело к твердому убеждению о правильности его предположения.

Преодолеть господство хорошо разработанной концепции о неизменности положения материков, или гипотезы фиксизма, остроумным, по чисто умозрительным предположением мобилистов, основанным пока только па сходстве конфигураций противоположных берегов Атлантического океана, в первое время было сложно. А. Вегенер считал, что он сможет убедить всех своих оппонентов в справедливости дрейфа материков лишь тогда, когда будут собраны веские доказательства, основанные на обширном геологическом и палеонтологическом материалах.

Для подтверждения дрейфа материков А. Вегенер и его сторонники приводили четыре группы независимых доказательств: геоморфологические, геологические, палеонтологические и палеоклиматические. Итак, все началось с определенного сходства береговых линий материков, расположенных по обе стороны от Атлантического океана, менее четкое совпадение имеют очертания береговых линий материки, окружающие Индийский океан. А. Вегенер предположил, что около 250 млн. лет назад все материки были сгруппированы в единый гигантский суперматерик — Пангею. Этот суперматерик состоял из двух частей. На севере располагалась Лавразия, которая объединяла Евразию (без Индии) и Северную Америку, а на юге — Гондвана, представленная Южной Америкой, Африкой, Индостаном, Австралией и Антарктидой.

Реконструкция Пангеи была основана главным образом на геоморфологических данных. Они полностью подтверждаются сходством геологических разрезов отдельных материков и ареалами развития определенных типов животного и растительного царств. Вся древняя флора и фауна южных гондванских материков образует единое сообщество. Многие наземные и пресноводные позвоночные, а также мелководные беспозвоночные формы, не способные активно перемещаться на большие расстояния и жившие как будто бы на разных материках, оказались удивительно близкими и похожими друг на друга. Трудно представить, каким образом могла расселиться древняя флора, если бы материки были отдалены один от другого на такое же огромное расстояние как в настоящее время.

Убедительные доказательства в пользу существования Пангеи, Гондваны и Лавразии получены А. Вегенером после обобщения палеоклиматических данных. В то время уже было хорошо известно, что почти на всех южных материках обнаружены следы крупнейшего покровного оледенения, которое произошло около 280 млн. лет назад. Ледниковые образования в виде фрагментов древних морен (их называют тиллитами), остатков форм ледникового рельефа и следов движения ледника известны в Южной Америке (Бразилия, Аргентина), Южной Африке, Индии, Австралии и Антарктиде. Трудно представить, как при современном положении материков могло возникнуть оледенение почти одновременно в столь удаленных друг от друга районах. Кроме того, большинство из перечисленных районов оледенения располагаются и настоящее время в экваториальных широтах.

Противники гипотезы дрейфа материков выставляли следующие аргументы. По их мнению, хотя все эти континенты в прошлом располагались в экваториальных и тропических широтах, они находились на значительно более высоком, чем в настоящее время, гипсометрическом положении, что обусловило появление в их пределах льда и снега. Ведь сейчас на горе Килиманджаро имеется многолетний снег и лед. Однако маловероятно, чтобы общая высота материков в то далекое время составляла 3500—4000 м. Для этого предположения нет никаких оснований, так как в этом случае материки подвергались бы интенсивному размыву и на их обрамлении должны были скопиться толщи грубообломочного материала, подобные накоплениям в конечных бассейнах стока горных рек. В действительности же на шельфе материков отлагались лишь тонкозернистые и хемогенные осадки.

Поэтому наиболее приемлемое объяснение этому уникальному явлению, т. е. нахождению в современной экваториальной и тропической областях Земли древних морен, состоит в том, что 260 — 280 млн. лет назад материк Гондвана, состоящий из собранных воедино Южной Америки, Индии, Африки, Австралии и Антарктиды, находился в высоких широтах, вблизи Южного географического полюса.

Противники гипотезы дрейфа не могли представить, каким образом материки перемещались на столь большие расстояния. А. Вегенер объяснял это на примере движения айсбергов, которое осуществлялось под влиянием центробежных сил, обусловленных вращением планеты.

Благодаря простоте и наглядности и, главное, убедительности приводимых в защиту гипотезы дрейфа материков фактов, она довольно быстро стала популярной. Однако вслед за успехом довольно скоро наступил кризис. Начало критическому отношению к гипотезе положили геофизики. Они получили большое число фактов и физических противоречий в цепи логических доказательств перемещения материков. Это им позволило доказывать неубедительность способа и причин дрейфа материков, и к началу 40-х годов эта гипотеза растеряла почти всех своих сторонников. К 50-м годам XX в. большинству геологов казалось, что гипотеза дрейфа материков должна быть окончательно оставлена и может рассматриваться лишь как один из исторических парадоксов науки, не получивших подтверждения и не выдержавший проверку временем.

ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ И НЕОМОБИЛИЗМ

С середины XX в. ученые приступили к интенсивному исследованию рельефа и геологии океанического дна его глубинных недр, а также физики, химии и биологии океанических вод. Морское дно стали прощупывать многочисленными приборами. Расшифровывая записи сейсмографов и магнитометров, геофизики получали новые факты. Было установлено, что многие горные породы в процессе своего образования приобретали намагниченность по направлению существующего геомагнитного полюса. В большинстве случаев эта остаточная намагниченность остается без изменения многие миллионы лет.

В настоящее время уже хорошо разработаны методики отбора образцов и определения их намагниченности на специальных приборах — магнитометрах. Определяя направление намагниченности горных пород различного возраста, можно узнать, как менялось в каждом, конкретно взятом районе направление геомагнитного поля за тот или иной промежуток времени.

Изучение остаточной намагниченности горных пород привело к двум фундаментальным открытиям. Во-первых, установлено, что в течение длительной истории Земли намагниченность менялась многократно — от нормальной, т. е. соответствующей современной, до обратной. Это открытие было подтверждено в начале 60-х годов нашего столетия. Оказалось, что ориентация намагниченности четко зависит от времени и на основании этого были построены шкалы обращений магнитного поля.

Во-вторых, при изучении колонок лав, залегающих по обе стороны от срединно-океанических хребтов, обнаружена определенная симметрия. Это явление получило название полосовой магнитной аномалии. Такие аномалии симметрично располагаются по обе стороны от срединно-океанического хребта, и каждая их симметричная пара имеет один и тот же возраст. Причем последний закономерно увеличивается по мере удаления от оси срединно-океанического хребта в сторону материков. Полосовые магнитные аномалии представляют собой как бы запись инверсий, т. е. изменений направления магнитного поля на гигантской «магнитной ленте».

Американский ученый Г. Хесс высказал предположение, многократно подтвержденное впоследствии, что частично расплавленное мантийное вещество поднимается на поверхность по трещинам и через рифтовые долины, расположенные в осевой части срединно-океанического хребта. Оно растекается в разные стороны от оси хребта и при этом как бы растаскивает, раскрывает океаническое дно. Мантийное вещество постепенно заполняет рифтовую трещину, застывает в ней, намагничивается исходя из существующей магнитной полярности, а затем, разрываясь примерно посередине, отодвигается новой порцией расплава. На основании времени инверсии и порядка чередования прямой и обратной намагниченности определяется возраст океанов и расшифровывается история их развития.

Полосовые магнитные аномалии океанического дна оказались наиболее удобной информацией для восстановления эпох полярности геомагнитного поля в геологическом прошлом. Но имеется еще очень важное направление изучения магматических пород. Основываясь на остаточной намагниченности древних пород, удается определить направление палеомеридианов, а следовательно, и координаты Северного и Южного полюсов в ту или иную геологическую эпоху.

Первые определения положения древних полюсов показали, что чем древнее исследуемая эпоха, тем сильнее отличается местонахождение магнитного полюса от современного. Однако главное заключается в том, что координаты полюсов, определенные по одновозрастным горным породам, для каждого в отдельности континента одинаковые, а для разных континентов имеют расхождение, которое увеличивается по мере углубления в далекое прошлое.

Одним из феноменов палеомагнитных исследований была несовместимость положения магнитных древних и современных полюсов. При попытке совместить их каждый раз требовалось передвигать континенты. Примечательно, что при совмещении позднепалеозойских и раннемезозойских магнитных полюсов с современными континенты сдвигались в единый огромный материк, очень похожий на Пангею.

Столь ошеломляющие результаты палеомагнитных исследований способствовали возвращению к гипотезе о дрейфе материков со стороны широких научных кругов. Английский геофизик Е. Буллард и его коллеги решили проверить исходную предпосылку дрейфа материков — сходство контуров материковых глыб, разобщенных в настоящее время Атлантическим океаном. Совмещение проводилось с помощью электронно-вычислительных машин, но уже не по контуру береговых линий, как это делал А. Вегенер, а по изобате 1800 м, которая проходит примерно посередине континентального склона. Контуры материков, расположенные по обоим краям Атлантики, на значительном протяжении совпали.

ТЕКТОНИКА ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ

Открытия первичной намагниченности, полюсов магнитных аномалий с переменным знаком, симметричных осям срединно-океанических хребтов, изменение положения магнитных полюсов со временем и целый ряд других открытий привели к возрождению гипотезы дрейфа материков.

Представление о расширении дна океанов от осей срединно-океанических хребтов к периферии получило многократное подтверждение, особенно после глубоководного бурения. Большой вклад в развитие идей мобилизма (дрейфа материков) внесли сейсмологи. Их исследования позволили уточнить картину распределения зон сейсмической активности на земной поверхности. Оказалось, что эти зоны довольно узкие, но протяженные. Они приурочены к окраинам материков, островным дугам, а также к срединно-океаническим хребтам.

Возрожденная гипотеза дрейфа материков получила название тектоники литосферных плит. Эти плиты медленно перемещаются по поверхности нашей планеты. Их толщина иногда достигает 100—120 км, но чаще составляет 80—90 км. Литосферных плит на Земле немного (рис. 1) — восемь крупных и около полутора десятков мелких. Последние часто называют микроплитами. Две крупные плиты расположены в пределах Тихого океана и представлены тонкой и легко проницаемой океанической корой. Антарктическая, Индо-Австралийская, Африканская, Северо-Американская, Южно-Американская и Евразийская литосферные плиты обладают корой континентального типа. Они имеют различные края (границы). В тех случаях, когда плиты расходятся, их края называют дивергентными. Поскольку они расходятся, в образующуюся трещину (рифтовую зону) поступает мантийное вещество. Оно застывает на поверхности дна и наращивает океаническую кору. Новые порции мантийного вещества расширяют рифтовую зону, что заставляет двигаться литосферные плиты. На месте их раздвига образуется океан, размеры которого все время увеличиваются. Этот тип границ фиксируется современными океаническими рифтовыми трещинами вдоль осей срединно-океанических хребтов.

Рис. 1. Современные литосферные плиты Земли и направление их движения.

1 — оси раздвижения и разломы; 2 — планетарные пояса сжатия; 3 — конвергентные границы плит; 4 — современные континенты

Когда литосферные плиты сходятся, их границы носят название конвергентных. В зоне сближения происходят сложные процессы. Можно выделить два главных. В случае, когда океаническая плита сталкивается с другой океанической или континентальной, она погружается в мантию. Процесс этот сопровождается короблением и разламыванием. В зоне погружения возникают глубокофокусные землетрясения. Именно в этих местах располагаются зоны Заварицкого — Беньоффа.

Океаническая плита поступает в мантию и там частично переплавляется. При этом наиболее легкие ее компоненты, расплавляясь, вновь поднимаются на поверхность в виде вулканических извержений. Именно такую природу имеет Тихоокеанское огненное кольцо. Тяжелые компоненты медленно погружаются в мантию и могут опускаться вплоть до границ ядра.

В случае, когда сталкиваются две континентальные литосферные плиты, возникает эффект типа торошения.

Его мы многократно наблюдаем во время ледохода, при этом льдины сталкиваются и раздрабливаются, надвигаясь друг на друга. Земная кора континентов значительно легче, чем мантия, поэтому плиты не погружаются в мантию. При столкновении они сжимаются и на их краях возникают крупные горные сооружения.

Многочисленные и многолетние наблюдения позволили геофизикам установить средние скорости перемещения литосферных плит. В пределах Альпийско-Гималайского пояса сжатия, который образовался в результате столкновения Африканской и Индостанской плит с Евразийскои, скорости сближения составляют от 0,5 см/год в районе Гибралтара до 6 см/год в районах Памира и Гималаев.

В настоящее время Европа «отплывает» от Северной Америки со скоростью до 5 см/год. Однако Австралия «уходит» от Антарктиды с максимальной скоростью — в среднем 14 см/год.

Наиболее высокими скоростями перемещения обладают океанические литосферные плиты — их скорость в 3—7 раз выше скорости континентальных литосферных плит. Самой «быстрой» является Тихоокеанская плита, а самой «медленной» — Евразийская.

МЕХАНИЗМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ

Сложно вообразить, что обширные и массивные материки могут медленно перемещаться. Еще труднее ответить на вопрос, почему они перемещаются? Земная кора представляет охлажденную и полностью раскристаллизованную массу. Снизу она подстилается частично расплавленной астеносферой. Легко предположить, что литосферные плиты возникли при остывании частично расплавленного вещества астеносферы аналогично процессу образования льда в водоемах в зимний период. Однако разница заключается в том, что лед легче воды, а раскристаллизованные силикаты литосферы тяжелее своего расплава.

Каким же образом формируются океанические литосферные плиты?

В пространство между ними поднимается горячее и частично расплавленное вещество астеносферы, которое, попадая на поверхность океанического дна, охлаждается и, кристаллизуясь, превращается в породы литосферы (рис. 2). Образовавшиеся ранее участки литосферы как бы «промерзают» еще сильнее и раскалываются трещинами. Новая порция горячего вещества поступает в эти трещины и, застывая, увеличиваясь в объеме, раздвигает их. Процесс многократно повторяется.

Рис. 2. Схема движения жестких литосферных плит (по Б. Айзексу и др.)

Породы литосферы тяжелее подстилающего горячего вещества астеносферы и, следовательно, чем она толще, тем глубже опускается, или проседает, в мантию. Почему же литосферные плиты, если они тяжелее вещества расплавленной мантии, не тонут в ней? Ответ довольно прост. Они не тонут потому, что к тяжелой мантийной части континентальных плит сверху «припаяна» легкая земная кора, выполняющая роль поплавка. Поэтому средняя плотность пород континентальных плит всегда меньше средней плотности горячего вещества мантии.

Океанические же плиты тяжелее мантии, и поэтому они рано или поздно погружаются в мантию и тонут под более легкими континентальными плитами.

Довольно длительное время океаническая литосфера, подобно гигантским «расплющенным блюдцам», удерживается на поверхности. В соответствии с законом Архимеда масса вытесненной из-под них астеносферы равна массе самих плит и заполняющих литосферные понижения воды. Возникает существующая длительное время плавучесть. Однако долго так продолжаться не может. Целостность «блюдца» временами нарушается в местах возникновения избыточных напряжений, причем они тем сильнее,чем глубже погружаются плиты в мантию, а следовательно, чем они древнее. Вероятно, в литосферных плитах, имевших возраст древнее 150 млн. лет, возникали напряжения, намного превышающие предел прочности самой литосферы, они раскалывались и погружались в горячую мантию.

ГЛОБАЛЬНЫЕ РЕКОНСТРУКЦИИ

На основании изучения остаточной намагниченности горных пород континентов и океанического дна устанавливаются положение полюсов и широтная зональность в геологическом прошлом. Палеошироты, как правило, не совпадают с современными географическими широтами, и эта разница все сильнее увеличивается по мере удаления от настоящего времени.

Совокупное использование геофизических (палеомагнитных и сейсмических), геологических, палеогеографических и палеоклиматических данных позволяет осуществить реконструкции положения материков и океанов для различных отрезков времени геологического прошлого. В этих исследованиях принимают участие многие специалисты: геологи, палеонтологи, палеоклиматологи, геофизики, а также специалисты по вычислительной технике, поскольку не сами расчеты векторов остаточной намагниченности, а интерпретация их немыслима без применения ЭВМ. Реконструкции осуществлялись независимо друг от друга советскими, канадскими и американскими учеными.

На протяжении почти всего палеозоя южные материки были объединены в единый огромный континент Гондвану. Нет никаких достоверных свидетельств существования в палеозое Южной Атлантики и Индийского океана.

В начале кембрийского периода, примерно 550 – 540 млн. лет назад, наиболее крупным материком являлась Гондвана. Ей противостояли в северном полушарии разобщенные материки (Северо-Американский, Восточно-Европейский и Сибирский), а также небольшое число микроконтинентов. Между Сибирским и Восточно-Европейским континентами, с одной стороны, и Гондваной, с другой, располагался Палеоазиатский океан, а между Северо-Американским материком и Гондваной находился палео-Атлантический океан. Кроме них, в то далекое время существовало обширное океаническое пространство — аналог современного Тихого океана. Конец ордовика, около 450 — 480 млн. лет назад, характеризовался сближением континентов в северном полушарии. Их столкновения с островными дугами приводили к наращиванию окраинных частей Сибирской и Северо-Американской суши. Палеоазиатский и палео-Атлантический океаны начинают сокращаться в размерах. Через некоторое время на этом месте возникает новый океан — Палеотетис. Он занимал территорию современной Южной Монголии, Тянь-Шаня, Кавказа, Турции, Балкан. Новый водный бассейн возник и на месте современного Уральского хребта. Ширина Уральского океана превышала 1500 км. Согласно палеомагнитным определениям, Южный полюс в это время находился в северо-западной части Африки.

В первой половине девонского периода, 370 — 390 млн. лет назад, материки начинали объединяться: Северо-Американский с Западной Европой, в результате чего возник, правда не надолго, новый материк — Еврамерика. Современные горные сооружения Аппалачей и Скандинавии образовались за счет столкновения этих континентов. Палеотетис несколько сократился в размерах. На месте Уральского и Палеоазиатского океанов сохранялись небольшие реликтовые бассейны. Южный полюс находился в районе нынешней Аргентины.

Значительная часть Северной Америки располагалась в южном полушарии. В тропических и экваториальных широтах находились Сибирский, Китайский, Австралийский континенты и восточная часть Еврамерики.

Ранний карбон, примерно 320—340 млн. лет назад, характеризовался продолжающимся сближением континентов (рис. 3). В местах их столкновения возникли складчатые области и горные сооружения — Урал, Тянь-Шань, горные массивы Южной Монголии и Западного Китая, Салаир и др. Возникает новый океан Палеотетис II (Палеотетис второй генерации). Он отделял Китайский континент от Сибирского и Казахстанского.

Рис.3. Положение материков в раннем карбоне (340 млн. лет назад)

В середине каменноугольного периода значительная часть Гондваны оказалась в полярном районе южного полушария, что привело к одному из величайших в истории Земли оледенений.

Поздний карбон — начало пермского периода 290 — 270 млн. лет назад, ознаменовался объединением материков в гигантскую континентальную глыбу — суперматерик Пангею (рис. 4). Он состоял из Гондваны на юге и Лавразии на севере. Лишь Китайский континент отделялся океаном Палеотетис II от Пангеи.

Рис.4. Положение материков в позднем карбоне и начале перми (290-270 млн. лет назад)

Во второй половине триасового периода, 200 — 220 млн. лет назад, хотя расположение континентов было примерно таким же, как и в конце палеозоя, тем не менее произошли изменения в очертаниях континентов и океанов (рис. 5). Китайский континент соединился с Евразией, прекратил существование Палеотетис II.

Рис.5. Положение материков в триасовом периоде (200 млн. лет назад)

Однако почти одновременно возник и начал усиленно расширяться новый океанический бассейн — Тетис. Он отделил Гондвану от Евразии. Внутри его сохранились изолированные микроконтиненты — Индокитайский Иранский, Родопский, Закавказский и др.

Возникновение нового океана было обусловлено дальнейшим развитием литосферы — распадом Пангеи и разделением всех известных в настоящее время материков. В начале раскололась Лавразия — в районе со временного Атлантического и Северного Ледовитого океанов. Затем отдельные ее части стали отодвигаться друг от друга и тем самым освободили место для Северной Атлантики.

Позднеюрская эпоха, около 140 — 160 млн. лет назад, — это время дробления Гондваны (рис. 6). На месте раскола возникли Атлантический океанический бассейн и срединно-океанические хребты. Продолжал развиваться океан Тетис, на севере которого располагалась система островных дуг. Они находились на месте современного Малого Кавказа, Эльбурса и гор Афганистана и отделяли от океана окраинные моря.

Рис.6. Положение материков в позднюрскую эпоху (140 млн. лет назад)

В течение позднеюрского и мелового времени осуществлялось перемещение континентов в широтном направлении. Возникли Лабрадорское море и Бискайский залив, Индостан и Мадагаскар отделились от Африки. Между Африкой и Мадагаскаром появился пролив. Длительное путешествие Индостанской плиты завершилось в конце палеогена столкновением с Азией. Здесь и образовались гигантские горные сооружения — Гималаи.

Океан Тетис начинал последовательно сокращаться и замыкаться, главным образом за счет сближения Африки и Евразии. На его северной окраине возникала цепь вулканических островных дуг. Аналогичный вулкапический пояс сформировался и на восточной окраине Азии. В конце мелового периода Северная Америка и Евразия соединились в районе Чукотки и Аляски.

В течение кайнозоя полностью замкнулся океан Тетис, реликтом которого сейчас является Средиземное море. Столкновение Африки с Европой привело к образованию Альпийско-Кавказской горной системы. Континенты начали постепенно сходиться в северном полушарии и расходиться в стороны в южном, распадаясь на отдельные изолированные блоки и массивы.

Сравнивая положения континентов в отдельные геологические периоды, мы приходим к мысли, что в развитии Земли существовали крупные циклы, на протяжении которых материки то сходились воедино, то расходились в разные стороны. Продолжительность каждого такого цикла составляет не менее 600 млн. лет. Есть основания считать, что образование Пангеи и ее распад не были единичными моментами в истории нашей планеты. Подобный супергигантский материк возник и в глубокой древности примерно 1 млрд. лет назад.

ГЕОСИНКЛИНАЛИ — СКЛАДЧАТЫЕ ГОРНЫЕ СИСТЕМЫ

В горах мы восхищаемся открывающейся красочной панорамой, поражаемся безграничными созидательными и разрушительными силами природы. Величественно стоят седые горные вершины, огромные ледники языками спускаются в долины, в глубоких каньонах бурлят горные реки. Нас удивляют не только дикая красота горных областей, но и те факты, о которых мы слышим от геологов, а они утверждают, что на месте обширных горных сооружений в далеком прошлом находились необозримые морские просторы.

Когда Леонардо да Винчи обнаружил высоко в горах остатки раковин морских моллюсков, он сделал правильный вывод о существовании там в древности моря, но ему тогда мало кто поверил. Каким же образом в горах на высоте 2—3 тыс. м могло оказаться море? Не одно поколение ученых-естествоиспытателей приложило большие усилия для того, чтобы доказать вероятность такого, казалось бы, небывалого случая.

Великий итальянец был прав. Поверхность нашей планеты все время находится в движении — горизонтальном или вертикальном. При ее опускании неоднократно случались грандиозные трансгрессии, когда свыше 40% современной поверхности суши покрывалось морем. При восходящем движении земной коры высота материков увеличивалась и море отступало. Происходила так называемая регрессия моря. Но каким же образом образовались грандиозные горные сооружения и обширные горные массивы?

Длительное время в геологии господствовали идеи преобладании вертикальных движений. В связи с этим существовало мнение, что благодаря таким движениям и образовались горы. Большинство горных сооружений земного шара сосредоточено в определенных поясах протяженностью в тысячи километров и шриной в несколько десятков или даже первых сотен километров. Для них характерны интенсивная складчатость, проявления разнообразных разрывов, интрузий магматических пород, даек, секущих толщи осадочных и метаморфических пород. Непрерывное медленное воздымание, сопровождающееся эрозионными процессами, формируют рельеф горных сооружений.

Горные области Аппалачей, Кордильер, Урала, Алтая, Тянь-Шаня, Гиндукуша, Памира, Гималаев, Альп, Кавказа — это складчатые системы, которые образовать в различные периоды геологического прошлого в эпохи тектонической и магматической активности. Для этих горных систем типична огромная мощность накопившихся осадочных образований, часто превышающая 10 км, что в десятки раз больше мощности аналогичных пород в пределах равнинной, платформенной части.

Открытие необычайно мощных толщ осадочных пород, смятых в складки, пронизанных интрузиями и дайками магматических пород, к тому же имеющих большую протяженность при сравнительно небольшой ширине, привело к созданию в середине XIX в. геосинклинальной теории формирования гор. Протяженная область мощных осадочных толщ, со временем превращающаяся горную систему, получила название геосинклинали. В противоположность ей устойчивые участки земной коры большой мощностью осадочных пород называют платформами.

Почти все горные системы земного шара, обладающие складчатостью, разрывами и магматизмом, -это древние геосинклинали, расположенные на краях континентов. Несмотря на огромную мощность, абсолютное большинство осадков имеют мелководное происхождение. Нередко на поверхностях напластований встречаются отпечатки знаков ряби, остатки мелководных донных животных и даже трещины усыхания. Большая мощность отложений свидетельствует о значительном и при этом достаточно быстром погружении земной коры. Наряду с типично мелководными осадками встречаются и глубоководные (например, радиоляриты и тонкозернистые осадки со своебразной слоистостью и текстурами).

Геосинклинальные системы изучаются в течение целого столетия и благодаря трудам многих поколений ученых разработана, казалось бы, стройная система последовательности их возникновения и эволюции. Единственным необъяснимым фактом до сих пор остается отсутствие современного аналога геосинклинали. Что можно считать современной геосинклиналью? Окраинное море или весь океан?

Однако с развитием концепции тектоники литосферных плит геосинклинальная теория претерпела некоторые изменения и было найдено место геосинклинальных систем в периоды растяжения, перемещения и столкновения литоеферных плит.

Каким же образом происходило развитие складчатых систем? На тектонически активных окраинах континентов располагались протяженные области, испытывающие медленное погружение. В окраинных морях накапливались отложения мощностью от 6 до 20 км. Одновременно с ними здесь формировались вулканические образования в виде магматических интрузий, даек и лавовых покровов. Осадконакопление длилось десятки, а иногда даже и сотни миллионов лет.

Затем в орогенный этап происходили медленная деформация и преобразование геосинклинальной системы. Ее площадь сократилась, она как бы сплющилась. Возникли складки и разрывы, а также интрузии расплавленных магматических пород. В процессе деформации произошло смещение глубоководных и мелководных осадков и при высоких давлениях и температурах они подвергались метаморфизму.

В это время происходило воздымание, море полностью покидает территорию и образовались горные хребты массивы. Последующие процессы размыва горных пород, транспортировки и накопления обломочных осадков привели в конце концов к тому, что эти горы постепенно разрушались вплоть до отметок,близких к уровню моря. К такому же результату приводило и медленное погружение складчатых систем, находящихся на краях континентальной плиты.

В процессе формирования геосинклинальных систем принимают участие не только горизонтальные перемещения, но и вертикальные, осуществляемые главным образом в результате медленного движения литосферных плит. В случае, когда одна плита погружалась под другую, мощные осадки геосинклиналей в пределах окраинных морей, островных дуг и глубоководных желобов подвергались активному воздействию высоких температур и давления. Области погружения плиты носят название зон субдукции. Здесь породы опускаются в мантию, расплавляются и перерабатываются. Для этой зоны характерны сильнейшие землетрясения и вулканизм.

Там, где давление и температура были не столь высоки, происходило смятие горных пород в систему складок, а в местах наибольшей твердости пород их сплошность нарушалась разрывами и перемещениями отдельных блоков.

В областях сближения, а затем сталкивания континентальных литосферных плит ширина геосинклинальнои системы сильно уменьшалась. Одни части ее опускались глубоко в мантию, а другие, наоборот, надвигались на ближайшую плиту. Выжатые из глубины и смятые в складки осадочные и метаморфические образования многократно наслаиваясь друг на друга в виде гигантских чешуи, и в конце концов возникли горные массивы. Например, Гималаи образовались в результате столкновения двух больших литосферных плит — Индостанской и Евроазиатской. Горные системы южной Европы и Северной Африки, Крым, Кавказ, горные области Турции, Иран, Афганистан в основном сформировались в результате столкновения Африканской и Евроазиатской плит. Аналогичным образом, но в более древнее время возникли Уральские горы, Кордильеры, Аппалачи и другие горные области.

ИСТОРИЯ СРЕДИЗЕМНОГО МОРЯ

Моря и океаны формировались длительное время, пока не приобрели современный вид. Из истории развития морских бассейнов особый интерес представляет эволюция Средиземного моря. Вокруг него возникли первые цивилизованные государства, а история народов, населявших его побережье, хорошо известна. Но нам придется начать свое описание за много миллионов лет до появления здесь первого человека.

В глубокой древности, почти 200 млн. лет назад, на месте современного Средиземного моря существовал широкий и глубокий океан Тетис, Африка от Европы в то время отстояла на несколько тысяч километров. В океане находились крупные и мелкие архипелаги островов. Эти всем хорошо известные области, в настоящее время расположенные в Южной Европе, на Ближнем и Среднем Востоке — Иран, Турция, Синайский полуостров, Родопский, Апулийский, Татрский массивы, Южная Испания, Калабрия, Мезета, Канарские острова, Корсика, Сардиния, находились далеко к югу от современного их местоположения.

В мезозое между Африкой и Северной Америкой возник разлом. Он отделил от Африки Родопо-Турецкий массив и Иран, и по нему внедрялась базальтовая магма, формировалась океаническая литосфера и происходило раздвижение земной коры, или спрединг. Океан Тетис располагался в тропической области Земли и простирался от современного Атлантического океана через Индийский (последний составлял его часть) до Тихого. Максимальной широты Тетис достиг примерно 100— 120 млн. лет назад, а затем началось его последовательное сокращение. Медленно Африканская литосферная плита сближалась с Евроазиатской. Около 50 — 60 млн. лет назад от Африки отделилась Индия и начала свой беспримерный дрейф к северу, пока не столкнулась с Евразией. Размеры океана Тетис постепенно сокращались. Всего 20 млн. лет назад на месте обширного океана остались окраинные моря — Средиземное, Черное и Каспийское, размеры которых, однако, намного превышали современные. Не менее масштабные события происходили в последующее время.

В начале 70-х годов нашего столетия в Средиземном море под слоем рыхлых осадков мощностью в несколько сот метров были обнаружены эвапориты — разнообразные каменные соли, гипсы и ангидриты. Они образовались путем усиленного испарения воды около 6 млн. лет назад. Но неужели Средиземное море могло высохнуть? Именно такая гипотеза была высказана и поддерживается многими геологами. Предполагается, что 6 млн. лет назад Гибралтарский пролив закрылся и примерно через тысячу лет Средиземное море превратилось в огромную котловину глубиной 2 — 3 км с мелкими пересыхающими солеными озерами. Дно моря покрывалось слоем затвердевшего доломитового ила, гипса и каменной соли.

Геологи установили, что Гибралтарский пролив периодически открывался и вода через него из Атлантического океана попадала на дно Средиземного моря. При открытии Гибралтара атлантические воды низвергались в виде водопада, который по крайней мере в 15 — 20 раз превышал расход крупнейшего водопада Виктория на р. Замбези в Африке (200 км³/год). Закрытие и открытие Гибралтара происходило не менее 11 раз, и это обеспечило накопление толщи эвапоритов мощностью около 2 км.

В периоды осушения Средиземного моря на крутых склонах его глубокой котловины стекавшие с суши реки прорезывали протяженные и глубокие каньоны. Один из таких каньонов обнаружен и прослежен на расстоянии около 250 км от современной дельты р. Рона по материковому склону. Он заполнен очень молодыми, плиоценовыми осадками. Другим примером такого каньона является подводное продолжение р. Нила в виде заполненного осадками каньона, прослеженного на расстоянии 1200 км от дельты.

Во время потери связи Средиземного моря с открытым океаном на его месте располагался своеобразный сильно опресненный бассейн, остатками которого в настоящее время являются Черное и Каспийское моря, этот пресноводный, а временами и засолоненный бассейн простирался от Центральной Европы до Урала и Аральского моря и назван Паратетисом.

Зная положение полюсов и скорости современного перемещения литосферных плит, скорости раздвижения и поглощения океанического дна, можно наметить путь движения континентов в будущем и представить их положение на какой-то отрезок времени.

Такой прогноз был сделан американскими геологами Р. Дитцем и Дж. Холденом. Через 50 млн. лет, по их предположениям, Атлантический и Индийский океаны разрастутся за счет Тихого, Африка сместится на север и благодаря этому постепенно ликвидируется Средиземное море. Гибралтарский пролив исчезнет, а «повернувшаяся» Испания закроет Бискайский залив. Африка будет расколота великими африканскими разломами и восточная ее часть сместится на северо-восток. Красное море настолько расширится, что отделит Синайский полуостров от Африки, Аравия переместится на северо-восток и закроет Персидский залив. Индия все сильнее будет надвигаться на Азию, а значит, Гималайские горы будут расти. Калифорния по разлому Сан-Андреас отделится от Северной Америки, и на этом месте начнет формироваться новый океанический бассейн. Значительные изменения произойдут в южном полушарии. Австралия пересечет экватор и придет в соприкосновение с Евразией. Этот прогноз требует значительного уточнения. Многое здесь еще остается дискуссионным и неясным.

Из книги «Современная геология». Н.А. Ясаманов. М. Недра. 1987 г.

Смотрите также на этом сайте книгу Н.А. Ясаманова «Популярная палеогеография» 1985 г.

Литосферные плиты

Литосферные плиты — крупнейшие блоки литосферы. Земная кора вместе с частью верхней мантии состоит из нескольких очень больших блоков, которые называются литосферными плитами. Их толщина различна — от 60 до 100 км. Большинство плит включают в себя как материковую, так и океаническую кору. Выделяют 13 основных плит, из них 7 наиболее крупных: Американская, Африканская, Антарктическая, Индо-Австралийская, Евразийская, Тихоокеанская, Амурская.

Плиты лежат на пластичном слое верхней мантии (астеносфере) и медленно движутся друг относительно друга со скоростью 1-6 см в год. Этот факт был установлен в результате сопоставления снимков, сделанных с искусственных спутников Земли. Они позволяют предположить, что конфигурация материков и океанов в будущем может быть совершенно отличной от современной, так как известно, что Американская литосферная плита движется навстречу Тихоокеанской, а Евразийская сближается с Африканской, Индо-Австралийской, а также с Тихоокеанской. Американская и Африканская литосферные плиты медленно расходятся.

Силы, которые вызывают расхождение литосферных плит, возникают при перемещении вещества мантии. Мощные восходящие потоки этого вещества расталкивают плиты, разрывают земную кору, образуя в ней глубинные разломы. За счет подводных излияний лав по разломам формируются толщи магматических горных пород. Застывая, они как бы залечивают раны — трещины. Однако растяжение вновь усиливается, и снова возникают разрывы. Так, постепенно наращиваясь, литосферные плиты расходятся в разные стороны.

Зоны разломов есть на суше, но больше всего их в океанических хребтах на дне океанов, где земная кора тоньше. Наиболее крупный разлом на суше располагается на востоке Африки. Он протянулся на 4000 км. Ширина этого разлома — 80-120 км. Его окраины усеяны потухшими и действующими вулканами.

Вдоль других границ плит наблюдается их столкновение. Оно происходит по-разному. Если плиты, одна из которых имеет океаническую кору, а другая материковую, сближаются, то литосферная плита, покрытая морем, погружается под материковую. При этом возникают глубоководные желоба, островные дуги (Японские острова) или горные хребты (Анды). Если сталкиваются две плиты, имеющие материковую кору, то происходит смятие в складки горных пород края этих плит, вулканизм и образование горных областей. Так возникли, например, на границе Евразийской и Индо-Австралийской плиты Гималаи. Наличие горных областей во внутренних частях литосферной плиты говорит о том, что когда-то здесь проходила граница двух плит, прочно спаявшихся друг с другом и превратившихся в единую, более крупную литосферную плиту.Таким образом, можно сделать общий вывод: границы литосферных плит — подвижные области, к которым приурочены вулканы, зоны землетрясений, горные области, срединно-океанические хребты, глубоководные впадины и желоба. Именно на границе литосферных плит образуются рудные полезные ископаемые, происхождение которых связано с магматизмом.

Горизонтальные движения земной коры — урок. География, 5 класс.

Верхняя твёрдая оболочка Земли испытывает постоянные движения. Некоторые из них настолько медленные, что люди их совсем не ощущают. Земная кора движется как горизонтально, так и вертикально. «Засечь» эти движения могут только специальные приборы, которыми пользуются учёные.

Согласно историческим источникам, уже древние греки знали об поднятиях и опусканиях земной коры. Викинги, жившие на Скандинавском полуострове, замечали, что приморские поселения их предков оказались далеко от моря.

Тектонические движения — движения земной коры под воздействием внутренних сил Земли, приводящие к деформациям горных пород.

Так как движения земной коры происходят во всех направлениях, выделяют два вида: горизонтальные и вертикальные.

Горизонтальные движения земной коры

Движения, которые происходят в направлении, параллельном земной поверхности, называю горизонтальными движениями земной коры.

Такие движения связаны с дрейфом литосферных плит по пластичному слою астеносферы. Континенты и острова движутся вместе с литосферными плитами с небольшой скоростью (\(2\)—\(4\) см в год). Но это движение происходит очень долгое время, поэтому материки изменили своё местоположение на несколько сотен или тысяч километров.

С помощью горизонтальных движений литосферных плит формируется новый рельеф.

Там где литосферные плиты сталкиваются — образуются горы на суше, горные породы при этом сминаются в складки.

Литосферные плиты расходятся в основном на дне океанов, при этом образуются горные хребты. Эти хребты сложены в основном базальтами, которые в виде магмы попадают на поверхность.

Великие Африканские разломы

Зона Великих Африканских разломов — это самая протяжённая система разломов в земной коре на суше (\(6\) тыс. км, от Юго-Восточной Турции через Сирию, Ливан и Израиль к Красному морю и далее от Эфиопии до реки Замбези). Это система впадин-грабенов шириной до нескольких десятков километров. Впадины имеют плоское дно и крутые, часто обрывистые склоны высотой до \(1,5\)–\(2\) км. Многие впадины заполнены водой. Это Красное море, озёра Ньяса, Танганьика, Рудольф, Мёртвое море.

Зона Великих Африканских разломов отличается высокой активностью. Постоянные сдвиги вдоль линий разломов увеличивают глубину впадин, размеры озёр и рек.

Тектонические плиты и их движение

Тектоника плит

Определение 1

Тектоническая плита – это движущаяся часть литосферы, которая перемещается на астеносфере как относительно жесткий блок.

Замечание 1

Тектоника плит – наука, изучающая структуру и динамику поверхности земли. Установлено, что верхняя динамическая зона Земли фрагментирована в плиты, движущиеся по астеносфере. Тектоника плит описывает, в каком направлении перемещаются литосферные плиты, а также особенности их взаимодействия.

Вся литосфера разделена на большие и более мелкие плиты. Тектоническая, вулканическая и сейсмическая активность проявляется по краям плит, что ведет к формированию крупных горных бассейнов. Тектонические движения способны изменять рельеф планеты. В месте их соединения формируются горы и возвышенности, в местах расхождения образуются впадины и трещины в земле.

В настоящее время движение тектонических плит продолжается.

Движение тектонических плит

Литосферные плиты перемещаются относительно друг друга в среднем со скоростью 2,5 см в год. При движении плиты между собой взаимодействуют, особенно вдоль границ, вызывая значительные деформации в земной коре.

В результате взаимодействия тектонических плит между собой образовались массивные горные хребты и связанные с ними системы разломов (например, Гималаи, Пиренеи, Альпы, Урал, Атлас, Аппалачи, Апеннины, Анды, система разломов Сан-Андреас и др.).

Трение между плитами вызывает большую часть землетрясений на планете, вулканическую активность и образование океанических ям.

В состав тектонических плит входит два типа литосферы: континентальная кора и океаническая кора.

Тектоническая плита может быть трех типов:

континентальная плита,
океаническая плита,
смешанная плита.

Теории движения тектонических плит

В изучении движения тектонических плит особая заслуга принадлежит А. Вегенеру, предположившему, что Африка и восточная часть Южной Америки ранее были единым континентом. Однако после произошедшего много млн. лет назад разлома, начался сдвиг частей земной коры.

Согласно гипотезе Вегенера, тектонические платформы, обладающие разной массой и имеющие жесткую структуру, размещались на пластичной астеносфере. Они пребывали в неустойчивом состоянии и все время перемещались, в результате чего сталкивались, заходили друг на друга, формировались зоны раздвижения плит и стыки. В местах столкновений формировались участки с повышенной тектонической активностью, образовывались горы, извергались вулканы и происходили землетрясения. Смещение происходило со скоростью до 18 см в год. Из глубинных слоев литосферы в разломы проникала магма.

Некоторые исследователи считают, что выходящая на поверхность магма постепенно остывала и формировала новую структуру дна. Незадействованная земная кора под действие дрейфа плит погружалась в недра и снова превращалась в магму.

Исследования Вегенера затронули процессы вулканизма, изучение вопросов растяжения поверхности дна океанов, а также вязко-жидкой внутренней структуры земли. Труды А. Вегенера стали фундаментом для развития теории тектоники литосферных плит.

Исследования Шмеллинга доказали существование конвективного движения внутри мантии и приводящего к движению литосферных плит. Ученый считал, что основная причина движения тектонических плит – тепловая конвекция в мантии планеты, при которой нижние слои земной коры нагреваются и поднимаются, а верхние – остывают и постепенно опускаются.

Основное положение в теории тектоники плит занимает понятие геодинамической обстановки, характерной структуры с определенным соотношением тектонических плит. В одинаковой геодинамической обстановке наблюдаются однотипные магматические, тектонические, геохимические и сейсмические процессы.

Теория тектоники плит не объясняет полностью связи между движениями плит и происходящими в глубине планеты процессами. Необходима теория, которая могла бы описать внутреннее строение самой земли, процессы, происходящие в ее недрах.

Положения современной тектоники плит:

верхняя часть земной коры включает литосферу, обладающую хрупкой структурой и астеносферу, имеющую пластичную структуру;
основная причина движения плит – конвекция в астеносфере;
современная литосфера состоит из восьми крупных тектонических плит, порядка десяти средних плит и множества мелких;
мелкие тектонические плиты располагаются между крупными;
магматическая, тектоническая и сейсмическая активность сосредоточены на границах плит;
движение тектонических плит подчиняется теореме вращения Эйлера.

Типы движений тектонических плит

Выделяют различные типы движений тектонических плит:

дивергентное движение – две плиты расходятся, и между ними образуется подводная горная цепь или пропасть в земле;
конвергентное движение – две плиты сходятся, и более тонкая плита перемещается под более большую плиту, вследствие чего формируются горные хребты;
скользящее движение – плиты перемещаются в противоположных направлениях.

В зависимости от типа движения выделяют дивергентные, конвергентные и скользящие тектонические плиты.

Конвергенция приводит к субдукции (одна плита находится над другой) или к коллизии (две плиты сминаются и образуются горные цепи).

Дивергенция ведет к спредингу (расхождение плит и формированием океанических хребтов) и рифтингу (формирование разлома континентальной коры).

Трансформный тип движения тектонических плит подразумевает их перемещение вдоль разлома.

Рисунок 1. Типы движений тектонических плит. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

ГДЗ География 5‐6 класс. Учебник Дронов В.П., Савельева Л.Е. 2015 » Страница 25 » Shkola.Center

§24. Движения земной коры

Движется ли земная кора?

Земная кора находится в постоянном движении.

Что такое литосферные плиты?

Крупные блоки земной коры.

Австралия и Южная Америка удаляются друг от друга со скоростью 3 см в год. Подсчитайте, на сколько километров в год они отодвинутся через 10 млн. лет.

Если материки отдаляются со скоростью 3 см в год, то через 10 млн. лет они будут на расстоянии 3×10 000 000= 30 000 000 см (300 км).

Подсчитайте, какую высоту могли бы приобрести горы через миллион лет, если бы они не разрушались, а поднятие происходило бы со скоростью 1 см в год.

Если бы поднятие происходило на 1 см в год, то через миллион лет горы бы имели высоту 1 000 000 см= 10 км.

Вопросы и задания

1. Какие движения земной коры называются горизонтальными, вертикальными? Какая у них скорость?

Горизонтальные движения земной коры — это движения, параллельные поверхности Земли. Их скорость несколько см в год.

Вертикальные движения земной коры — это движения, перпендикулярные поверхности Земли. Их скорость несколько мм в год на равнинах и несколько см в год в горах.

2. В чем состоит роль горизонтальных и вертикальных движений для формирования рельефа Земли?

Горизонтальные движения – причина формирования горных хребтов. При столкновении литосферных плит слои горных пород сминаются в складки и образуются горы суши. Там, где плиты расходятся, возникают горные хребты дна океанов. Вертикальные движения поднимают или опускают отдельные участки суши и дна океанов. Опускающаяся суша затапливается морем, поднимающееся дно моря, наоборот, становится сушей.

3. Каково первичное залегание горных пород? Как оно может изменяться благодаря движениям земной коры?

Первичное залегание горных пород – залегание горных пород горизонтальными слоями. В результате движений земной коры эти слои могут сминаться в складки.

4. Где чаще всего встречаются смятые в складки горные породы?

Смятые в складки горные породы чаще всего встречаются в горах.

5. С помощью рисунков 69 и 71 определите, в каком направлении относительно друг друга движутся Африка и Южная Америка.

Африка и Южная Америка движутся в противоположных направлениях.

6. Используя рисунок 71 и карту полушарий (или глобус), попробуйте найти доказательства того, что отдельные материки были когда-то соединены между собой.

Доказательством того, что все материки когда-то были единым целым, служат очертания береговой линии. Все материки можно сложить в единый проматерик.

1 … 21 22 23 24 25 26 27 28 29 … 70ГДЗ 5 класс 6 класс География Учебник 2015 Дронов Савельева ВертикальЕсли заметили в тексте ошибку, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Тектоника плит | Тихоокеанская северо-западная сейсмическая сеть

Тектоника плит описывает движения 15-20 больших твердых и хрупких тектонических плит, на которые разбивается самый внешний слой Земли (называемый «литосферой»). Он хорошо объясняет распределение большинства землетрясений, гор и других геологических особенностей и особенно хорошо объясняет особенности дна океана. Однако перед ним стоит задача объяснить детали более старых пород на континентах, а также возникновение деформаций и землетрясений за границами плит.

Помимо простого описания текущих движений плит, тектоника плит обеспечивает всеобъемлющую основу, которая соединяет многие элементы науки о Земле. Тектоника плит — относительно молодая научная теория, которая нуждалась в развитии наблюдательных и вычислительных технологий в 1950-х и 1960-х годах, чтобы стать полностью разработанной. Его объяснительная гравитация и масса данных наблюдений превзошли первоначальный скептицизм по поводу того, насколько подвижна поверхность Земли на самом деле, и тектоника плит быстро стала общепризнанной учеными всего мира.

Эта анимация очень преувеличенно показывает виды движений, которые подразумевает тектоника плит. Тектоника плит — это теория движений на поверхности Земли, но чтобы управлять этими движениями, она полагается на планету с очень активной внутренней жизнью. Важно помнить, что минутный фильм на самом деле представляет миллионы лет!

Это карта основных тектонических плит, составляющих поверхность Земли:

На северо-западе Тихого океана движение трех тектонических плит создает опасность землетрясений.Тихоокеанская плита движется на северо-запад со скоростью от 7 до 11 сантиметров (см) или ~ 3-4 дюйма в год.

Североамериканская плита перемещается на запад-юго-запад примерно на 2,3 см (~ 1 дюйм) в год за счет центра распространения, создавшего Атлантический океан, Срединно-Атлантического хребта. Это может показаться небольшим и медленным движением, но в геологическом масштабе времени эти движения в сумме составляют сотни и тысячи километров и могут преобразовывать части поверхности Земли.

Маленькая плита Хуан-де-Фука, движущаяся с востока на северо-восток на 4 см (~ 1,6 дюйма) в год, когда-то была частью гораздо большей океанической плиты, называемой плитой Фараллон. Плита Фараллон раньше включала в себя то, что сейчас является плитой Кокос у побережья Мексики и Центральной Америки, и плитой Хуан-де-Фука в нашем регионе от острова Н. Ванкувер до мыса Мендосино, Калифорния, а также большой участок недвижимости на морском дне между ними. Но центральная часть старой плиты Фараллон исчезла под Северной Америкой. Он был погружен под Калифорнию, оставив после себя систему разломов Сан-Андреас в качестве контакта между Северной Америкой и Тихоокеанской плитами.

Плита Хуан-де-Фука все еще активно погружается под Северную Америку. Его движение не плавное, а скорее липкое; Напряжение нарастает до тех пор, пока разлом не сломается, и несколько метров Хуана де Фука ускользнет под Северную Америку в результате большого землетрясения Megathrust. Это действие происходит вдоль границы раздела плит от морского падения желоба Хуан-де-Фука до тех пор, пока разлом не станет слишком слабым, чтобы накапливать какое-либо упругое напряжение. Ширина запертой зоны варьируется от нескольких десятков километров (км) вдоль побережья Орегона до, возможно, сотни и более километров от Олимпийского полуострова Вашингтона, а ее длина составляет около 1000 км.Для генерации землетрясений в зоне субдукции M9, сотрясающих наш регион примерно каждые 550 лет, требуется большое скольжение (десятки метров) на очень большой площади.

Эти движения плит являются основным источником деформации литосферы, которая приводит к землетрясениям в нашем регионе. В Калифорнии большая часть деформации, создаваемой трением Тихоокеанской плиты о Северную Америку, принимается землетрясениями в разломе Сан-Андреас и связанных с ним структурах, но на этом сдвиговые действия не заканчиваются.

Блок Сьерра-Невада движется на северо-северо-запад в прибрежный хребет Орегона. Этот блок земной коры поворачивается на запад и продвигается на север, в штат Вашингтон.

Однако Британская Колумбия является частью жесткой Северной Америки и движется вместе с ней. Это приводит к тому, что Пьюджет-Лоуленд сжимается и искривляется как аккордеон с чередованием поднятой и опускающейся деформированной местности, сокращающей расстояние между Централией, Вашингтоном и границей Канадии.Доктор Рэй Уэллс из Геологической службы США разработал модель, демонстрирующую этот процесс, и произвел мультипликационную анимацию, расположенную над векторной картой GPS.

Удаление всех осадочных отложений с пород фундамента, лежащих под низменностью Пьюджет, определенно было бы одним из способов выявить эту закономерность. Но для этого потребуется слишком много копать! К счастью, геофизика позволяет нам гораздо проще обнаружить подвал — измерить силу тяжести.

Эта карта остатков силы тяжести, измеренная над низменностью Пьюджет, показывает структуру глубоких бассейнов, ограниченных разломами (холодные цвета) и поднятий (теплые цвета).Обратите внимание на зону разлома Сиэтла, ограничивающую бассейн Сиэтла на юге. Разлом Саут-Уидби-Айленд и разлом Даррингтон-Девилс-Маунтин ограничивают бассейн Эверетт.

Информация и факты о тектонике плит

Есть несколько горсток крупных плит и десятки меньших или второстепенных плит. Шесть из основных названы в честь континентов, расположенных внутри них, таких как Североамериканская, Африканская и Антарктическая плиты. Несмотря на меньшие размеры, несовершеннолетние не менее важны, когда дело доходит до формирования Земли.Крошечная плита Хуан де Фука в значительной степени ответственна за вулканы, которые усеивают Тихоокеанский северо-запад Соединенных Штатов.

Плиты составляют внешнюю оболочку Земли, называемую литосферой. (Это включает кору и самую верхнюю часть мантии.) Взбалтывающие потоки в расплавленных породах ниже толкают их, как беспорядок конвейерных лент в негодном состоянии. Большая часть геологической активности проистекает из взаимодействия, где плиты встречаются или разделяются.

Движение плит создает тектонические границы трех типов: сходящиеся, когда плиты переходят одна в другую; расходящиеся, где пластины расходятся; и преобразовать, когда пластины перемещаются боком относительно друг друга.

Они перемещаются со скоростью от одного до двух дюймов (от трех до пяти сантиметров) в год.

Конвергентные границы

Там, где плиты, обслуживающие сушу, сталкиваются, кора сминается и изгибается в горные хребты. Индия и Азия рухнули около 55 миллионов лет назад, медленно дав начало Гималаям, самой высокой горной системе на Земле. По мере того как перемешивание продолжается, горы становятся выше. Гора Эверест, самая высокая точка на Земле, может быть завтра немного выше, чем сегодня.

Эти сходящиеся границы также встречаются там, где океаническая плита ныряет под сушу в процессе, называемом субдукцией. По мере подъема вышележащей плиты она также образует горные цепи. Кроме того, ныряющая плита плавится и часто извергается в результате извержений вулканов, таких как те, которые сформировали некоторые горы в Андах в Южной Америке.

При слиянии океана и океана одна плита обычно погружается под другую, образуя глубокие желоба, подобные Марианской впадине в северной части Тихого океана, самой глубокой точке на Земле.Эти типы столкновений также могут привести к подводным вулканам, которые в конечном итоге превращаются в островные дуги, такие как Япония.

Расходящиеся границы

На расходящихся границах в океанах магма из глубины мантии Земли поднимается к поверхности и раздвигает две или более плиты. По пласту возвышаются горы и вулканы. Процесс обновляет дно океана и расширяет гигантские бассейны. Единая система срединно-океанических хребтов соединяет мировые океаны, что делает хребет самым длинным горным хребтом в мире.

На суше гигантские желоба, такие как Великая рифтовая долина в Африке, образуют места, где плиты разрываются. Если плиты там продолжат расходиться, через миллионы лет Восточная Африка отделится от континента, образуя новый массив суши. Тогда граница между плитами обозначит срединно-океанический хребет.

Вдоль разлома Сан-Андреас видны горы и разлом.

Фотография Ллойда Клаффа, Corbis

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Границы трансформации

Разлом Сан-Андреас в Калифорнии является примером границы трансформации, когда две плиты скользят мимо друг друга вдоль так называемых сдвиговых разломов. Эти границы не создают впечатляющих объектов, таких как горы или океаны, но остановка движения часто вызывает сильные землетрясения, такие как землетрясение 1906 года, опустошившее Сан-Франциско.

Землетрясения могут оставить после себя невероятные разрушения, а также создать одни из самых великолепных образований на планете.Узнайте о геофизике землетрясений, о том, как они измеряются, и о том, где произошло самое сильное землетрясение из когда-либо существовавших.

Понимание движений плит [This Dynamic Earth, USGS]

Понимание движений платформ [This Dynamic Earth, USGS]

Ученые теперь довольно хорошо понимают, как движутся пластины. и как такие движения связаны с сейсмической активностью. Большинство движений происходит вдоль узких зон между плитами, где действуют тектонические силы плит наиболее очевидны.

Существует четыре типа границ пластин:

Расходящиеся границы — где новая кора образуется в виде плит отдалятся друг от друга.
Конвергентные границы — там, где кора разрушается при погружении одной плиты под другим.
Преобразование границ — там, где корка не образуется и не разрушается поскольку пластины скользят горизонтально друг за другом.
Пограничные зоны плит — широкие полосы, границы которых нечеткие определены, а эффекты взаимодействия пластин неясны.

Иллюстрация основных типов пластин Границы [55 k]

Расходящиеся границы

Расходящиеся границы возникают вдоль центров распространения, где движутся плиты. отдельно друг от друга, и новая кора создается за счет выталкивания магмы из мантии. Картина две гигантские конвейерные ленты, обращенные друг к другу, но медленно движущиеся навстречу друг другу направлениях, поскольку они переносят новообразованную океаническую кору прочь от хребта гребень.

Возможно, самая известная из расходящихся границ — Срединно-Атлантический хребет. Этот подводный горный хребет, простирающийся от Северного Ледовитого океана и дальше южная оконечность Африки, это всего лишь один сегмент глобального срединно-океанического хребта система, которая окружает Землю. Скорость распространения по Средней Атлантике В среднем хребет составляет около 2,5 сантиметра в год (см / год), или 25 км на миллион. годы. Эта скорость может показаться медленной по человеческим меркам, но поскольку этот процесс длится миллионы лет, это привело к движению плит тысяч километров.Распространение морского дна за последние 100-200 лет миллионов лет привели к тому, что Атлантический океан вырос из крошечной бухты вода между континентами Европы, Африки и Америки в огромный океан, который существует сегодня.

Средняя Атлантика Ридж [26 k]

Вулканическая страна Исландия, расположенная на Срединно-Атлантическом хребте, предлагает ученым естественную лабораторию для изучения процессов на суше. также происходит вдоль затопленных частей гребня спрединга.Исландия разделение по центру спрединга между Североамериканским и Евразийским Плиты, поскольку Северная Америка движется на запад относительно Евразии.

Карта, показывающая Срединно-Атлантический хребет, разделяющий Исландию и разделяющий Североамериканские и евразийские плиты. На карте также изображена столица Рейкьявик. Исландии, области Тингвеллир и местоположения некоторых исландских действующие вулканы (красные треугольники), в том числе Крафла.

Последствия движения плит легко увидеть вокруг вулкана Крафла, в северо-восточной части Исландии.Здесь существующие трещины в грунте расширились. а новые появляются каждые несколько месяцев. С 1975 по 1984 годы многочисленные эпизоды из рифтинг (растрескивание поверхности) произошел по трещине Крафла зона. Некоторые из этих рифтовых событий сопровождались вулканической активностью; земля будет постепенно подниматься на 1-2 м, а затем резко опускаться, сигнализируя надвигающееся извержение. Между 1975 и 1984 годами смещения, вызванные рифтинг составил около 7 м.

Лава Фонтаны, вулкан Крафла [35 k]

Thingvellir Зона трещин, Исландия [80 k]

В Восточной Африке процессы распространения уже оторвали Саудовскую Аравию от остальной части африканского континента, образуя Красное море.Активно раскол Африканской плиты и Аравийской плиты встречаются в том, что геологи называют тройной перекресток , , где Красное море встречается с Аденским заливом. Новый центр распространения может развиваться под Африкой вдоль Восточноафриканского рифта. Зона. Когда континентальная кора выходит за свои пределы, растяжение дает трещину. начинают появляться на поверхности Земли. Магма поднимается и проталкивается расширяющиеся трещины, иногда извергающиеся и образующие вулканы. Поднимающаяся магма, независимо от того, извергается он или нет, оказывает большее давление на кору, чтобы произвести дополнительные трещины и, в конечном итоге, рифтовая зона.

Исторически Действующие вулканы, Восточная Африка [38 k]

Восточная Африка может быть местом следующего крупного океана Земли. Взаимодействие с пластинами в регионе предоставить ученым возможность из первых рук изучить, как Атлантика, возможно, начала формироваться около 200 миллионов лет назад. Геологи считают, что, если распространение продолжится, три плиты, которые встречаются в край современного африканского континента полностью отделится, что позволит Индийский океан, чтобы затопить территорию и сделать самый восточный угол Африка (Африканский Рог) большой остров.

Кратер на высшем уровне Эрта ‘Эль [55 k]

Oldoinyo Ленгаи, Восточноафриканская рифтовая зона [38 k]

Сходящиеся границы

Размер Земли существенно не изменился за последние 600 лет. миллионов лет, и, скорее всего, не сразу после его образования 4.6 миллиард лет назад. Неизменный размер Земли подразумевает, что кора должна уничтожаться примерно с той же скоростью, что и создается, как Гарри Гесс предположил.Такое разрушение (переработка) коры происходит по сходящимся границы, где плиты движутся навстречу друг другу, а иногда одна плита раковина ( субдуцирована ) под другую. Место, где тонет площади плиты называется зоной субдукции .

Тип конвергенции, который некоторые называют очень медленным «столкновением». — то, что происходит между плитами, зависит от типа литосферы. Конвергенция может происходить между океанической и преимущественно континентальной плитами, или между двумя преимущественно океаническими плитами, или между двумя преимущественно континентальными тарелки.

Конвергенция океана и континентов

Если бы по волшебству мы могли вытащить пробку и осушить Тихий океан, мы бы увидели Поразительное зрелище — ряд длинных узких, изогнутых траншей тысячи километров в длину и от 8 до 10 км в глубину, врезаясь в океан пол. Траншеи — самые глубокие части дна океана и создаются по субдукции.

У берегов Южной Америки вдоль желоба Перу-Чили, океанический Плита Наска продвигается и погружается под континентальную часть Южноамериканской плиты.В свою очередь, преобладающая Южноамериканская плита поднимается вверх, создавая высокие горы Анд, основу континента. Сильные разрушительные землетрясения и быстрое поднятие горные хребты обычны в этом регионе. Хотя плита Наска как целое плавно и непрерывно опускается в траншею, самая глубокая часть погружающейся плиты распадается на более мелкие части, которые блокируются на месте в течение длительных периодов времени, прежде чем внезапно двигаться, чтобы произвести большие землетрясения.Такие землетрясения часто сопровождаются поднятием суши. на целых несколько метров.

Конвергенция Наска и Южноамериканские плиты [65 k]

9 июня 1994 года землетрясение магнитудой 8,3 произошло примерно в 320 км к северо-востоку. Ла-Паса, Боливия, на глубине 636 км. Это землетрясение в субдукции зона между плитой Наска и Южноамериканской плитой была одной из самых глубоких и крупнейшие субдукционные землетрясения, зарегистрированные в Южной Америке.К счастью, несмотря на то, что это мощное землетрясение ощущалось так далеко, как Миннесота и Торонто, Канада, он не причинил серьезного ущерба из-за своей большой глубины.

Огненное кольцо [76 k]

Конвергенция океанов и континентов также поддерживает многие активные земные вулканы, например, в Андах и Каскадном хребте в Тихом океане Северо-Запад. Эруптивная активность явно связана с субдукцией, но ученые активно обсуждают возможные источники магмы: является ли магма образованный частичным плавлением субдуцированной океанической плиты или вышележащей континентальная литосфера или и то, и другое?

Океано-океаническая конвергенция

Как и в случае конвергенции океана и континента, когда две океанические плиты сходятся, одна обычно погружается под другую, и при этом траншея сформирован.Марианская впадина (параллельно Марианским островам), например, отмечает, где быстро движущаяся Тихоокеанская плита сходится к более медленно движущейся Филиппинская плита. Глубина Челленджера, на южной оконечности Марианских островов. Желоб погружается глубже в недра Земли (почти на 11000 м), чем Гора Эверест, самая высокая гора в мире, поднимается над уровнем моря (около 8 854 м).

Процессы субдукции в конвергенции океанических и океанических плит также являются следствием в образовании вулканов.За миллионы лет извергнувшаяся лава и вулканический мусор накапливается на дне океана до подводного вулкана поднимается над уровнем моря, образуя островной вулкан. Такие вулканы обычно растянутые в цепочки, называемые островными дугами. Как следует из названия, вулканический островные дуги, которые близко параллельны траншеям, обычно изогнуты. Траншеи — ключ к пониманию того, как островные дуги, такие как Марианские острова и образовались Алеутские острова, и почему они испытывают многочисленные сильные землетрясения.Магмы, образующие островные дуги, образуются в результате частичного плавления нисходящей плиты и / или вышележащей океанической литосферы. Нисходящий пластина также является источником напряжения, поскольку две пластины взаимодействуют, ведущие к частым умеренным и сильным землетрясениям.

Конвергентно-континентальная конвергенция

Гималайский горный массив наглядно демонстрирует один из самых заметных и впечатляющие последствия тектоники плит.Когда встречаются два континента лобовой части, ни один из них не подвергается субдукции, поскольку континентальные породы относительно легкие и, как два сталкивающихся айсберга, сопротивляются нисходящему движению. Вместо, корка имеет тенденцию коробиться и толкаться вверх или вбок. Столкновение Из Индии в Азию 50 миллионов лет назад Индийская и Евразийская плиты смяли в зоне столкновения. После столкновения медленное непрерывное конвергенция этих двух плит за миллионы лет подтолкнула Гималаи вверх и Тибетское нагорье до нынешних высот.Большая часть этого роста произошла в течение последних 10 миллионов лет. Гималаи, возвышающиеся на 8 854 м над уровнем моря, образуют самые высокие континентальные горы в мире. Более того, соседнее Тибетское плато, на средней высоте около 4600 м, выше, чем все вершины Альп, кроме Монблана. и Монте-Роза, и находится значительно выше вершин большинства гор в Соединенных Штатах. Состояния.

Вверху: Столкновение Индийской и Евразийской плит. поднял Гималаи и Тибетское плато.Внизу: Мультяшный крест разделы, показывающие встречу этих двух пластин до и после их столкновение. Контрольные точки (маленькие квадраты) показывают величину подъема. воображаемой точки земной коры во время этого горообразования процесс.

| Гималаи: два континента сталкиваются |

Преобразовать границы

Зона между двумя пластинами, скользящими горизонтально друг за другом, называется граница преобразования -разлом, или просто граница преобразования . концепция трансформных разломов возникла у канадского геофизика Дж. Тузо. Уилсоном, который предположил, что эти большие разломы или зоны разломов соединяют два центра распространения (расходящиеся границы плит) или, реже, траншеи (сходящиеся границы пластин). Большинство трансформационных разломов находится в океане. пол. Обычно они компенсируют активные гребни разбрасывания, создавая зигзагообразные края плит и обычно определяются мелкими землетрясениями. Тем не мение, некоторые встречаются на суше, например, в зоне разлома Сан-Андреас в Калифорнии.Этот трансформационный разлом соединяет Восточно-Тихоокеанское поднятие, расходящуюся границу. на юг, с Южной Горда — Хуан де Фука — Эксплорер Ридж, другой расходящаяся граница на север.

Зоны разломов Бланко, Мендосино, Мюррей и Молокаи являются одними из многих зон разломов (трансформных разломов), пронизывающих океан перекрытия и смещения гребней (см. текст). San Andreas — один из немногих разломы обнажены на суше.

Зона разлома Сан-Андреас протяженностью около 1300 км, местами десятки километров в ширину, проходит через две трети длины Калифорнии. Вдоль него Тихоокеанская плита двигалась горизонтально мимо Северной Американская плита в течение 10 миллионов лет, со средней скоростью около 5 см / год. Земля на западной стороне зоны разлома (на Тихоокеанской плите) движется в северо-западном направлении относительно земли на восточной стороне зона разлома (на Североамериканской плите).

Сан Андреас разлом [52 k]

Зоны океанических разломов — это долины на дне океана, которые смещены по горизонтали. раскидистые гряды; некоторые из этих зон от сотен до тысяч километров в длину и целых 8 км в глубину. Примеры этих больших шрамов включают Зоны разломов Кларион, Молокаи и Пионер в северо-восточной части Тихого океана побережье Калифорнии и Мексики. Эти зоны в настоящее время неактивны, но смещения рисунков магнитных полос свидетельствуют о том, что их предыдущая трансформационно-разломная деятельность.

Плита-пограничные зоны

Не все границы плит столь же просты, как основные типы, рассмотренные выше. В некоторых регионах границы четко не определены, поскольку движение плит возникающая там деформация распространяется на широкий пояс (называемый границей пластины ). зона ). Одна из этих зон отмечает средиземноморско-альпийский регион между Евразийская и Африканская плиты, внутри которых несколько более мелких фрагментов пластин (микропланшетов) были распознаны.Поскольку плита-граница зоны включают по крайней мере две большие чашки и одну или несколько микропланшетов, захваченных между ними, как правило, они имеют сложное геологическое строение и модели землетрясений.

Скорость движения

Сегодня мы можем измерить, насколько быстро движутся тектонические плиты, но как ученые знаете, какие скорости движения плит были в течение геологического времени? В океаны являются одним из ключевых элементов головоломки.Потому что дно океана магнитная полоса регистрирует триггеры в магнитном поле Земли, ученые, зная примерную продолжительность разворота, могут вычислить средняя скорость движения плиты за данный промежуток времени. Эти средние Скорость разделения пластин может варьироваться в широких пределах. У Арктического хребта самый медленный скорость (менее 2,5 см / год) и Восточно-Тихоокеанское поднятие у острова Пасхи, в южной части Тихого океана примерно в 3400 км к западу от Чили, имеет самую высокую скорость (более 15 см / год).

Пасха Островной монолит [80 k]

Доказательства скорости движения плит в прошлом также можно получить из геологических данных. картографические исследования. Если горная порода известного возраста — с характерным составом, структура или окаменелости — нанесенные на карту на одной стороне границы плиты могут быть сопоставлены с тем же образованием на другой стороне границы, затем измеряя расстояние, на которое была смещена формация, может дать оценку средняя скорость движения плиты.Эта простая, но эффективная техника имеет использовался для определения скорости движения пластины на расходящихся границах, например, Срединно-Атлантический хребет, и границы трансформации, такие как Разлом Сан-Андреас.

GPS Спутниковый и наземный приемник [63 k]

Текущее движение плит можно отслеживать напрямую с помощью наземных или космические геодезические измерения; геодезия наука размера и формы Земли.Проведены наземные измерения. обычными, но очень точными методами наземной съемки с использованием лазерно-электронных инструменты. Однако, поскольку движения плит глобальны по масштабу, они лучше всего измеряется спутниковыми методами. Конец 1970-х гг. Стал свидетелем стремительного роста рост космической геодезии, термин, применяемый к космической технике для проведения точных, многократных измерений в тщательно выбранных точках на поверхность Земли разделена сотнями и тысячами километров.В три наиболее часто используемых метода космической геодезии — очень длинная базовая линия интерферометрия (VLBI), спутниковая лазерная локация (SLR) и глобальное позиционирование Система (GPS) — основана на технологиях, разработанных для военной и аэрокосмической промышленности. исследования, особенно радиоастрономия и спутниковое слежение.

Среди этих трех методов на сегодняшний день GPS является наиболее полезным для изучение движений земной коры. Двадцать один спутник в настоящее время на орбите 20 000 км над Землей в составе системы NavStar U.С. Министерство обороны. Эти спутники непрерывно передают радио сигналы обратно на Землю. Чтобы определить его точное положение на Земле (долгота, широта, высота), каждая наземная станция GPS должна одновременно принимать сигналы как минимум с четырех спутников, записывая точное время и место каждый спутник, когда был получен его сигнал. Повторно измеряя расстояния между конкретными точками геологи могут определить, были ли активные движение по разломам или между плитами.Разделение между сайтами GPS уже регулярно измеряются в районе Тихоокеанского бассейна. Путем мониторинга взаимодействие между Тихоокеанской плитой и окружающей средой, в основном континентальной пластины, ученые надеются узнать больше о событиях, ведущих к землетрясениям. и извержения вулканов в Тихоокеанском огненном кольце. Космически-геодезические данные уже подтвердили, что скорость и направление движения плит, усредненные за несколько лет, сравните с показателями и направлением пластины движение в среднем за миллионы лет.

«Содержание»

«Горячие точки»

Домашняя страница USGS

Начало этой страницы

URL: https://pubs.usgs.gov/publications/text/understanding.html
Последнее обновление: 15.09.14
Контакты: [email protected]

Движение континентов по тектонике плит

Тектонические плиты Земли

Земная кора разбита на отдельные части, называемые тектоническими плитами (рис.7.14). Напомним, кора — это твердая скалистая внешняя оболочка планеты. Он состоит из двух совершенно разных типов материала: менее плотной континентальной коры и более плотной океанической коры. Оба типа коры покоятся на твердом материале верхней мантии. Верхняя мантия, в свою очередь, плавает на более плотном слое нижней мантии, который очень похож на толстый расплавленный гудрон.

Каждая тектоническая плита свободно плавает и может двигаться независимо. Землетрясения и вулканы являются прямым результатом движения тектонических плит на линиях разломов.Термин разлом используется для описания границы между тектоническими плитами. Большинство землетрясений и извержений вулканов в бассейне Тихого океана — узор, известный как «огненное кольцо» — вызваны движением тектонических плит в этом регионе. Другие наблюдаемые результаты краткосрочного движения плит включают постепенное расширение озер Великого разлома в восточной Африке и подъем Гималайского горного хребта. Движение пластин можно описать четырьмя основными схемами:

Столкновение : когда две континентальные плиты сталкиваются вместе
Субдукция : когда одна плита погружается под другую (рис.7.15)
Распространение : когда две пластины раздвинуты (рис. 7.15)
Преобразование разлом : когда две пластины скользят мимо друг друга (рис. 7.15)

Подъем Гималайского горного хребта происходит из-за продолжающегося столкновения Индийской плиты с Евразийской плитой. Землетрясения в Калифорнии происходят из-за трансформируемого движения разломов.

Геологи выдвинули гипотезу, что движение тектонических плит связано с конвекционными потоками в мантии Земли.С онвекционные токи описывают подъем, распространение и опускание газа, жидкости или расплавленного материала, вызванные приложением тепла. Пример конвекционного тока показан на рис. 7.16. Внутри химического стакана горячая вода поднимается вверх в том месте, где применяется тепло. Горячая вода поднимается на поверхность, затем растекается и охлаждается. Более прохладная вода опускается на дно.

Твердая кора Земли действует как теплоизолятор для горячих недр планеты. Магма — это расплавленная порода под корой в мантии.Огромное тепло и давление внутри земли заставляют горячую магму течь конвекционными токами. Эти течения вызывают движение тектонических плит, составляющих земную кору.

Деятельность

Моделируйте распространение тектонических плит, моделируя конвекционные потоки, возникающие в мантии.

Деятельность

Изучите карту тектонических плит Земли. Основываясь на свидетельствах, которые были обнаружены на границах плит, сделайте несколько гипотез о движении этих плит.

Земля изменилась во многих отношениях с момента своего образования 4,5 миллиарда лет назад. Расположение основных массивов суши сегодня сильно отличается от их местоположения в прошлом (рис. 7.18). Они постепенно перемещались в течение сотен миллионов лет — поочередно объединяясь в суперконтиненты и отделяясь друг от друга в процессе, известном как дрейф континентов . Суперконтинент Пангея образовался в результате постепенного объединения массивов суши примерно между 300 и 100 млн лет назад.В конечном итоге суши планеты переместились на свои нынешние позиции и будут продолжать двигаться в будущем.

Тектоника плит — это научная теория, объясняющая движение земной коры. Сегодня это широко признано учеными. Вспомните, что и континентальные массивы суши, и дно океана являются частью земной коры, и что кора разбита на отдельные части, называемые тектоническими плитами (рис. 7.14). Движение этих тектонических плит, вероятно, вызвано конвекционными потоками в расплавленной породе мантии Земли под корой.Землетрясения и извержения вулканов — краткосрочные результаты этого тектонического движения. Долгосрочный результат тектоники плит — движение целых континентов за миллионы лет (рис. 7.18). Присутствие одного и того же типа окаменелостей на континентах, которые в настоящее время широко разделены, свидетельствует о том, что континенты изменились в геологической истории.

Деятельность

Оценить и интерпретировать несколько свидетельств дрейфа континентов в геологических временных масштабах.

Свидетельства движения континентов

Формы континентов дают ключ к разгадке движения континентов в прошлом. Края континентов на карте кажутся сложенными вместе, как головоломка. Например, на западном побережье Африки есть выемка, в которую входит выпуклость вдоль восточного побережья Южной Америки. Формы континентальных шельфов — затопленного массива суши вокруг континентов — показывают, что соответствие между континентами еще более поразительно (рис.7.19).

Некоторые окаменелости свидетельствуют о том, что когда-то континенты были ближе друг к другу, чем сегодня. Окаменелости морской рептилии Mesosaurus (рис. 7.20 A) и наземной рептилии Cynognathus (рис. 7.20 B) были найдены в Южной Америке и Южной Африке. Другой пример — ископаемое растение под названием Glossopteris, которое встречается в Индии, Австралии и Антарктиде (рис. 7.20 C). Присутствие идентичных окаменелостей на континентах, которые в настоящее время широко разделены, является одним из основных свидетельств, которые привели к первоначальной идее о том, что континенты изменились в геологической истории.

Свидетельства континентального дрейфа также обнаруживаются в типах горных пород на континентах. В Африке и Южной Америке есть каменные пояса, которые совпадают, когда концы континентов соединяются. Горы сопоставимого возраста и структуры находятся в северо-восточной части Северной Америки (Аппалачи) и через Британские острова в Норвегию (Каледонские горы). Эти массивы суши можно собрать так, чтобы горы образовали непрерывную цепь.

Палеоклиматологи ( палео, = древний; климат, = долгосрочные температуры и погодные условия) изучают свидетельства доисторического климата. Свидетельства ледниковых полос в скалах, глубоких бороздок на суше, оставленных движением ледников, показывают, что 300 млн лет назад были большие пласты льда, покрывающие части Южной Америки, Африки, Индии и Австралии. Эти полосы указывают на то, что направление движения ледников в Африке было в сторону бассейна Атлантического океана, а в Южной Америке — из бассейна Атлантического океана.Эти данные свидетельствуют о том, что Южная Америка и Африка когда-то были связаны, и что ледники перемещались по Африке и Южной Америке. Нет никаких ледниковых свидетельств движения континентов в Северной Америке, потому что 300 миллионов лет назад не было льда, покрывавшего континент. Северная Америка могла быть ближе к экватору, где высокие температуры препятствовали образованию ледяного покрова.

Распространение морского дна на хребтах Срединного океана

Конвекционные токи приводят в движение твердые тектонические плиты Земли в жидкой расплавленной мантии планеты.В местах, где конвекционные потоки поднимаются к поверхности земной коры, тектонические плиты удаляются друг от друга в процессе, известном как растекание морского дна (рис. 7.21). Горячая магма поднимается на поверхность земной коры, на дне океана появляются трещины, и магма поднимается вверх и наружу, образуя срединные океанические хребты. Срединно-океанические хребты или центры спрединга — это линии разломов, по которым две тектонические плиты удаляются друг от друга.

Срединно-океанические хребты — крупнейшие непрерывные геологические образования на Земле.Их длина составляет десятки тысяч километров, они проходят через большинство океанических бассейнов и соединяют их. Океанографические данные показывают, что расширение морского дна медленно расширяет бассейн Атлантического океана, Красное море и Калифорнийский залив (рис. 7.22).

Постепенный процесс расширения морского дна медленно раздвигает тектонические плиты, образуя новую породу из остывшей магмы. Скалы океанского дна вблизи срединно-океанического хребта не только моложе далеких пород, но и демонстрируют постоянные полосы магнетизма в зависимости от их возраста (рис.7.22.1). Каждые несколько сотен тысяч лет магнитное поле Земли меняет направление на противоположное в процессе, известном как геомагнитное изменение направления. Некоторые полосы горных пород образовались в то время, когда полярность магнитного поля Земли была обратной полярности нынешней. Геомагнитная инверсия позволяет ученым изучать движение дна океана с течением времени.

Палеомагнетизм — это исследование магнетизма древних горных пород. Когда расплавленная порода охлаждается и затвердевает, частицы внутри породы выравниваются с магнитным полем Земли.Другими словами, частицы будут указывать в направлении магнитного поля, присутствующего при охлаждении породы. Если пластина, содержащая скалу, дрейфует или вращается, то частицы в скале больше не будут выровнены с магнитным полем Земли. Ученые могут сравнить направленный магнетизм частиц горной породы с направлением магнитного поля в текущем местоположении горной породы и оценить, где была плита, когда образовалась горная порода (рис. 7.22.1).

Расширение морского дна постепенно раздвигает тектонические плиты на срединно-океанических хребтах.Когда это происходит, противоположный край этих плит прижимается к другим тектоническим плитам. Субдукция происходит, когда две тектонические плиты встречаются и одна движется под другой (рис. 7.23). Океаническая кора в основном состоит из базальта, что делает ее немного более плотной, чем континентальная кора, состоящая в основном из гранита. Поскольку океаническая кора более плотная, когда встречаются океаническая кора и континентальная кора, она опускается ниже континентальной коры. Это столкновение океанической коры одной плиты с континентальной корой второй плиты может привести к образованию вулканов (рис.7.23). Когда океаническая кора входит в мантию, давление разрушает породу земной коры, тепло от трения расплавляет ее, и образуется бассейн магмы. Эта мощная магма, называемая андезитовой лавой, состоит из смеси базальта океанической коры и гранита континентальной коры. Под действием огромного давления он в конечном итоге течет по более слабым каналам земной коры к поверхности. Магма периодически прорывается сквозь кору, образуя огромные взрывоопасные составные вулканы — крутые конические горы, подобные горам в Андах на окраине Южно-Американской плиты (рис.7.23).

Столкновение континентов происходит, когда две плиты, несущие континенты, сталкиваются. Поскольку континентальные корки состоят из одного и того же материала с низкой плотностью, одна из них не опускается под другую. Во время столкновения кора движется вверх, и материал коры складывается, изгибается и разрушается (рис. 7.24 A). Многие из крупнейших горных хребтов в мире, такие как Скалистые горы и Гималаи, образовались в результате столкновения континентов, в результате чего земная кора поднялась вверх (рис.7.24 В). Гималаи образовались в результате столкновения индийской и евразийской тектонических плит.

Океанские желоба — крутые впадины на морском дне, образованные в зонах субдукции, где одна плита движется вниз под другой (рис. 7.24 C). Эти траншеи бывают глубокими (до 10,8 км), узкими (около 100 км) и длинными (от 800 до 5900 км) с очень крутыми склонами. Самая глубокая океанская впадина — это Марианская впадина к востоку от Гуама.Он расположен в зоне субдукции, где Тихоокеанская плита погружается под край Филиппинской плиты. Зоны субдукции также являются очагами глубоководных землетрясений.

Разломы трансформации обнаружены там, где две тектонические плиты движутся мимо друг друга. Когда плиты скользят друг мимо друга, возникает трение, и может возникнуть сильное натяжение, прежде чем произойдет проскальзывание, что в конечном итоге приведет к неглубоким землетрясениям. Люди, живущие вблизи разлома Сан-Андреас, трансфертного разлома в Калифорнии, регулярно испытывают такие землетрясения.

Горячие точки

Напомним, что некоторые вулканы образуются вблизи границ плит, особенно вблизи зон субдукции, где океаническая кора движется под континентальной корой (рис. 7.24). Однако некоторые вулканы образуются над горячими точками в середине тектонических плит вдали от зон субдукции (рис. 7.25). Горячая точка — это место, где магма поднимается из мантии Земли к поверхности коры. Когда магма извергается и течет на поверхности, она называется лавой , .Базальтовая лава, обычно встречающаяся в горячих точках, течет, как горячий густой сироп, и постепенно образует щитовые вулканы. Щитовой вулкан имеет форму купола с пологими сторонами. Эти вулканы гораздо менее взрывоопасны, чем составные вулканы, образовавшиеся в зонах субдукции.

Некоторые щитовые вулканы, такие как острова Гавайского архипелага, начали формироваться на дне океана над горячей точкой. Каждый щитовой вулкан медленно растет с повторяющимися извержениями, пока не достигнет поверхности воды, образуя остров (рис.7.25). Самый высокий пик на острове Гавайи достигает 4,2 км над уровнем моря. Однако основание этого вулканического острова находится почти на 7 км ниже поверхности воды, что делает вершины Гавайев одними из самых высоких гор на Земле — намного выше, чем гора Эверест. Почти все острова бассейна среднего Тихого и Атлантического океанов образовались подобным образом над горячими точками вулкана. Спустя миллионы лет по мере движения тектонической плиты вулкан, который находился над горячей точкой, удаляется, перестает извергаться и гаснет (рис.7.25). Эрозия и проседание (опускание земной коры) в конечном итоге приводят к тому, что старые острова опускаются ниже уровня моря. Острова могут разрушаться в результате естественных процессов, таких как ветер и потоки воды. Рифы продолжают расти вокруг эродированной суши и образуют окаймляющие рифы, как это видно на Кауаи на основных Гавайских островах (рис. 7.26).

В конце концов от острова осталось только кольцо коралловых рифов. Атолл представляет собой кольцевой коралловый риф или группу коралловых островков, выросших по краю потухшего затопленного вулкана, образующего центральную лагуну (рис.7.27). Формирование атолла зависит от эрозии земли и роста коралловых рифов вокруг острова. Атоллы коралловых рифов могут встречаться только в тропических регионах, оптимальных для роста кораллов. Все главные Гавайские острова, вероятно, станут коралловыми атоллами через миллионы лет в будущем. Старые северо-западные Гавайские острова, многие из которых сейчас являются атоллами, были образованы той же самой горячей точкой вулкана, что и более молодые главные Гавайские острова.

Теория тектонических плит — Карта тектонических плит, движение и границы

31 августа 2020

Тектонические плиты

Тектонические плиты, большие каменные плиты, разделяющие земную кору, постоянно перемещаются, изменяя ландшафт Земли.Система идей, лежащая в основе теории тектоники плит, предполагает, что внешняя оболочка Земли (литосфера) разделена на несколько плит, которые скользят по внутреннему скалистому слою Земли над мягким ядром (мантией). Плиты действуют как твердая и жесткая оболочка по сравнению с мантией Земли. Мантия находится между плотным, очень горячим ядром Земли и ее тонким внешним слоем, корой.

Тектоника плит стала объединяющей теорией геологии. Он объясняет движение земной поверхности, текущее и прошлое, в результате чего образовались самые высокие горные хребты и самые глубокие океаны.

Некоторые ученые считают, что движущиеся плиты, способные регулировать температуру нашей планеты на протяжении миллиардов лет, являются жизненно важным элементом для жизни.

Посмотрите этот анимационный ролик для получения дополнительной информации.

что такое тектонические плиты?

Тектонические плиты — это гигантские части земной коры и верхней мантии. Они состоят из океанической коры и континентальной коры. Землетрясения происходят вокруг срединно-океанических хребтов и крупных разломов, отмечающих края плит.

Мировой Атлас называет семь основных плит: Африканскую, Антарктическую, Евразийскую, Индо-Австралийскую, Североамериканскую, Тихоокеанскую и Южноамериканскую.

Калифорния расположена на стыке Тихоокеанской плиты, которая является самой большой плитой в мире площадью 39 768 522 квадратных миль, и Североамериканской плиты.

Карта тектонических плит с изображением Огненного кольца

^{Источник: Служба национальных парков (общественное достояние)}

Земля всегда находится в движении из-за движения тектонических плит.Семь основных плит составляют большую часть семи континентов и Тихого океана. Они названы в честь близлежащих массивов суши, океанов или регионов.

Что такое огненное кольцо?

Огненное кольцо находится в Тихом океане. Он состоит из череды вулканов, глубоких океанских желобов и высоких горных хребтов. Это место землетрясений на краю Тихого океана.

Карта тектонических плит Земли показывает, где происходили горообразование, вулканы и землетрясения.

сколько там тектонических плит?

Есть большая, малая и микротектоническая плиты. Есть семь основных плит: африканская, антарктическая, евразийская, индо-австралийская, североамериканская, тихоокеанская и южноамериканская.

Гавайские острова были образованы Тихоокеанской плитой, которая является самой большой плитой в мире площадью 39 768 522 квадратных миль.

что такое граница тектонической плиты?

Граница тектонических плит — это граница между двумя плитами. Тектонические плиты медленно и постоянно движутся, но в разных направлениях.Кто-то движется навстречу друг другу, кто-то расходится, а кто-то протискивается мимо друг друга. Границы тектонических плит делятся на три основных типа в зависимости от различных движений.

тип границ плит

Изучение границ плит и их движения похоже на решение постоянно движущейся головоломки. Понимание типов границ плит жизненно важно для понимания истории Земли. Зоны субдукции или сходящиеся окраины — это один из трех типов границ плит.

Остальные расходятся и трансформируют поля.

Зона субдукции

В зонах субдукции сходящаяся граница возникает, когда две тектонические плиты сталкиваются вместе. Когда океаническая плита и континентальная плита сталкиваются, океанская плита скользит под континентальную плиту и наклоняется вниз.

Дивергентная маржа

Дивергентная окраина возникает, когда две плиты расходятся друг от друга, как на хребтах морского дна или в континентальных рифтовых зонах, таких как Восточно-Африканский рифт.Расплавленная порода поднимается из центра Земли, чтобы заполнить брешь.

Маржа преобразования

Поля трансформации отмечают скользящие пластины, такие как разлом Сан-Андреас в Калифорнии. Разлом Сан-Андреас отмечает место, где плиты Северной Америки и Тихого океана сталкиваются друг с другом в горизонтальном движении.

Плиты не скользят плавно, а создают напряжение и снимают его в виде землетрясения.

как тектонические плиты создают землетрясения, вулканы и горы?

Согласно тектонической теории, поверхность Земли движется на 1-2 дюйма в год.Многие тектонические плиты постоянно смещаются и взаимодействуют. Это движение меняет форму внешнего слоя Земли. Землетрясения, вулканы и горы — результат этого процесса.

Также действуют конвекция и гравитация:

Ученые обнаружили, что континенты соединялись и расходились по крайней мере трижды за историю Земли. Геологи считают, что это движение вызвано конвекцией в мантии Земли, которая заставляет горячие породы подниматься, а более холодные — опускаться.
Когда более плотная тектоническая плита погружается под другую плиту, это происходит из-за высокой энергии гравитации Земли, которая толкает мантию. Земные приливы, вызванные гравитационным притяжением Луны и Солнца, также создают дополнительную нагрузку на геологические разломы.

как подготовиться к землетрясению

Ничто не может предотвратить следующее крупное землетрясение в Калифорнии. Ключ к безопасности во время землетрясения — подготовка. Несмотря на то, что после землетрясения вам пригодится комплект для защиты от землетрясений, наиболее важны разговоры о планировании, которые вы ведете с членами вашей семьи перед землетрясением.

Составьте план безопасности при землетрясении для вас и ваших близких.

Рассмотрите возможность сейсмической модернизации, которая включает усиление фундамента вашего дома, чтобы сделать его более устойчивым к сотрясениям. CEA предлагает премиальные скидки на модернизированные дома и мобильные дома. Узнайте о грантах на помощь в модернизации по программе Earthquake Brace + Bolt и CEA Brace + Bolt.

Понимание геологических и структурных рисков

Узнайте о потенциальных геологических угрозах вашему дому в случае сильного землетрясения.Сильная сотрясение от землетрясений может:

Разорвите землю.
Вызов оползней.
Превратите поверхность земли в жидкость.

Если ваш дом был построен до 1980 года, у вас могут быть структурные риски, которые могут повлиять на вашу безопасность.

Руководство по личной готовности

Выполните семь шагов к сейсмостойкости. Уменьшите риск повреждений и травм в результате сильного землетрясения, определив возможные домашние опасности:

Высокая тяжелая мебель, которая может опрокинуться, например книжные шкафы, фарфоровые шкафы или модульные навесные шкафы.
Водонагреватели, не соответствующие нормативам, могут взорваться.
Печи и электроприборы, которые могут сдвинуться с места, чтобы разорвать газ или электричество
Подвешивание растений в тяжелых горшках, которые могут раскачиваться без крючков.
Тяжелые рамы для картин или зеркала над кроватью, которые могут упасть во время сна.
Защелки на кухонных или других шкафах, которые не будут удерживать дверь закрытой при встряхивании.
Бьющиеся или тяжелые предметы, которые хранятся на высоких или открытых полках, могут упасть и сломаться, что приведет к дополнительным повреждениям и угрозе безопасности.
Дымоход из каменной кладки может обрушиться и провалиться через крышу без опоры.
Легковоспламеняющиеся жидкости, такие как краски или чистящие средства, будут безопаснее в гараже или под навесом.

Ваш дом может пострадать от землетрясения?

Знаете ли вы об основных геологических опасностях в месте вашего проживания? Эта информация может повлиять на безопасность вашей семьи и дома во время землетрясения. Посетите карту рисков округа CEA, чтобы узнать, живете ли вы рядом с действующим разломом.

Опасность и риск землетрясения зависят от местоположения вашего дома, конструкции вашего дома и расположения вашего дома рядом с активной зоной разлома. Другие факторы включают:

Плотность населения в вашем районе.
Строительные нормы и правила.
Готовность вашей семьи к чрезвычайным ситуациям.

Если ваш дом был построен до 1980 года, он также может быть уязвим для серьезных структурных повреждений. Благодаря планированию безопасности, укреплению конструкции вашего дома, защите вашего личного имущества и покупке страховки от землетрясения у вас больше шансов пережить следующее землетрясение в Калифорнии.

Узнайте, как подготовить свой дом

Консультированные источники:

Назад ко всем сообщениям блога

NWS JetStream Max — основные тектонические плиты мира

Поскольку землетрясения являются причиной почти 90% зарегистрированных цунами, полезно лучше понять землетрясения и силы, которые их вызывают. Для этого необходимо изучить устройство Земли.

Земля состоит из слоев. Ученые определяют эти слои двумя способами. Наиболее широко известны три основных слоя, определяемых на основе их химического состава: кора, мантия и ядро.

Другой способ определения слоев Земли связан с тем, как они реагируют на изменения давления и температуры (в основном, как они движутся). Это литосфера, астеносфера, мезосфера и ядро.

Слои земли.

Вместе кора и верхняя часть мантии образуют литосферу, твердую внешнюю оболочку Земли. Этот каменистый, хрупкий слой разбит на семь основных и несколько второстепенных тектонических плит (также известных как литосферные плиты), которые соединяются вместе, как кусочки головоломки.

Слои земли.

Эти пластины находятся в постоянном движении. Они могут двигаться со скоростью до четырех дюймов (10 сантиметров) в год, но большинство движется намного медленнее. Различные части пластины движутся с разной скоростью. Пластины движутся в разных направлениях, сталкиваясь, удаляясь и скользя друг относительно друга.

Большинство плит состоит как из океанической, так и из континентальной коры. Исключение составляет Тихоокеанская плита, почти вся океаническая кора. Океаническая кора (базальтовая) тоньше и плотнее, чем толстая и плавучая континентальная (гранитная) кора.

Из-за различий в движении и составе пластины взаимодействуют друг с другом по-разному. Эти взаимодействия происходят на границах плит.

Тектоника плит — это теория, которая описывает, как плиты движутся, ведут себя и формируют наш ландшафт.

Границы плиты

Есть три типа границ плит. Они определяются на основе того, как пластины перемещаются относительно друг друга (т. Е. Сталкиваются, удаляются, скользят мимо). Кроме того, каждый тип границ связан с определенной геологической деятельностью, такой как землетрясения, образование гор и вулканов.Большинство землетрясений и вулканической активности происходит вдоль границ плит или вблизи них.

Интерактивная карта, показывающая тектонические плиты и их движение в различных точках (в миллиметрах в год) относительно Африканской плиты. Нажмите на варианты ниже, чтобы узнать больше.

На сходящихся границах плиты сталкиваются и высвобождают великие геологические силы, такие как сильные землетрясения и взрывные вулканы. Когда они сталкиваются, край одной или обеих плит может быть вытеснен в горный хребет, подобный Гималаям, который образовался на границе Евразийской и Индийской плит (Индийская плита теперь является частью Индо-Австралийской плиты). .Если одна из плит покрыта океанической корой, она вытесняется (погружается) под более легкую плиту, создавая зону субдукции.

Зоны субдукции — это места, где происходят крупнейшие в мире землетрясения, мощные цунами, взрывные вулканы и массивные оползни. Эти зоны отмечены глубокими океанскими желобами и цепями вулканических горных хребтов или островными дугами, которые образуются параллельно границам плит. Пример такого рода конвергенции происходит в зоне субдукции Каскадия у побережья Тихоокеанского Северо-Запада.

Поперечный разрез структуры тектонической плиты Земли. Источник: This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonics, U.S. Geological Survey

. На расходящихся границах плиты удаляются друг от друга. Вулканическая активность и землетрясения происходят на расходящихся границах, но они не такие сильные, как на сходящихся границах.

Там, где плиты расходятся ниже океана, магма (расплавленная порода) поднимается из мантии, заполняя пространство между плитами, и затвердевает, образуя подводные горные хребты, называемые срединно-океаническими хребтами.Самый большой хребет — Среднеатлантический хребет, где Северо-Американские плиты расходятся от Евразийской и Африканской плит.

На суше образуются рифтовые долины там, где расходятся плиты. Хорошим примером этого является Восточноафриканская рифтовая долина.

На границах трансформации пластины скользят друг мимо друга по горизонтали в разных направлениях. Преобразование границ может вызвать сильные землетрясения, но вулканы случаются редко. Разлом Сан-Андреас, отделяющий Североамериканскую плиту от Тихоокеанской плиты и ответственный за многие землетрясения в Калифорнии, расположен на границе трансформ.

Разломы и землетрясения

Обратный сброс Нормальный сбой Ударно-сдвижной сбой

При движении пластин их неровные края могут застревать друг на друге. Это останавливает движение на границе, в то время как остальные пластины продолжают двигаться.

Напряжение накапливается, и когда оно становится слишком большим, плиты внезапно скользят друг мимо друга, и скалистая, хрупкая литосфера трескается. Эти трещины называются разломами. Именно энергия, выделяемая при внезапном движении этих разломов, вызывает большинство землетрясений.

Границы плит состоят из множества разломов. То, как плиты перемещаются относительно друг друга, частично определяет тип разломов на их границах. Различают три основных типа разломов: обратные (или надвиговые), нормальные и сдвиговые. Землетрясения часто описывают в зависимости от типа разлома, на котором они происходят.

Обратные землетрясения (или надвиги) вызваны скольжением по пологому разлому, где скала над разломом выдвигается вверх относительно скалы внизу.Обычно они возникают на сходящихся границах. Большинство цунами, и самые крупные, возникают в результате обратных землетрясений. Просмотрите анимацию обратного разлома из Геологической службы США. Обратный отказ.
Нормальные землетрясения вызваны скольжением по наклонному разлому, где скала над разломом движется вниз относительно скалы внизу. Они часто возникают на расходящихся границах. Просмотрите обычную анимацию разломов от Геологической службы США. Нормальная неисправность.
Сдвиговые землетрясения вызваны горизонтальным смещением по разлому. Они часто возникают на границах трансформации. Просмотрите анимацию сдвигового разлома из Геологической службы США. Забастовка-ошибка.

Однако землетрясения обычно не так просты. Обычно движения разлома включают в себя как движения вверх-вниз, так и бок о бок вместе.

Кроме того, не все землетрясения происходят на границах плит.Разломы, расположенные далеко от границ плит, также вызывают землетрясения, но реже, и их трудно объяснить.

Измерение землетрясений

Землетрясение локализовано на компьютере с помощью автоматизированного процесса, основанного на информации от сейсмических станций.

Сейсмические станции содержат инструменты, которые обнаруживают, измеряют, записывают и передают информацию о сотрясениях, вызванных землетрясением (сейсмические волны). Ученые полагаются на сети сейсмических станций, чтобы определить место и размер землетрясения.

Магнитуда

— это наиболее распространенный способ описания силы землетрясения. Это мера энергии, выделяемой землетрясением. Это одинаково независимо от того, где вы находитесь и как себя трясет.

Землетрясения с большой магнитудой обычно длятся дольше и выделяют свою энергию на больших площадях, чем землетрясения с меньшей магнитудой. Есть много способов определить магнитуду землетрясения, но U.Центры предупреждения о цунами S. используют шкалу моментных магнитуд, являющуюся расширением исходной шкалы магнитуд Рихтера, поскольку она обеспечивает наиболее точные измерения для сильных землетрясений, которые могут вызвать цунами.

Магнитуды

сложно, но важно понимать, что для сильных землетрясений незначительное увеличение магнитуды приводит к огромным скачкам высвобождаемой энергии.

С увеличением величины каждого целого числа выделение энергии увеличивается примерно в 32 раза. А при увеличении двух целых чисел выделение энергии увеличивается примерно в 1000 раз.Например, землетрясение магнитудой 8,0 высвобождает примерно в 32 раза больше энергии, чем землетрясение магнитудой 7,0, и в 1000 раз больше энергии, чем землетрясение магнитудой 6,0.

Землетрясение в Индийском океане 26 декабря 2004 г. магнитудой 9,1 балла. Три месяца спустя, 28 марта 2005 г., землетрясение магнитудой 8,7 произошло на той же линии разлома, что и декабрьское событие. Несмотря на небольшую численную разницу в магнитуде (всего 0,4), декабрьское землетрясение высвободило на в четыре раза больше энергии, чем мартовское землетрясение.

Возможно, вам будет проще понять другое измерение силы землетрясения, его интенсивность. Интенсивность основана на наблюдаемых эффектах сотрясения землетрясения (например, сотрясении земли и повреждении) и измеряется с использованием модифицированной шкалы интенсивности Меркалли.

Эта шкала имеет увеличивающийся уровень интенсивности (эффектов) и варьируется от незаметного до полного урона. В отличие от величины, интенсивность зависит от местоположения. (Поскольку значения интенсивности присваиваются после землетрясения, они не поддерживают потребности центров предупреждения о цунами в реальном времени.)

Землетрясения — обычное дело. По данным Геологической службы США, ежегодно в мире происходит около 500000 обнаруживаемых землетрясений. 100000 из них можно почувствовать, и 100 из них наносят ущерб.

Землетрясения силой
баллов и менее, которые можно даже не почувствовать, происходят несколько сотен раз в день. В среднем землетрясения с магнитудой более 7,0 происходят чаще, чем один раз в месяц, а землетрясения с магнитудой более 8,0 случаются примерно раз в год.
Вы почувствовали землетрясение? Сообщите об этом на U.Сайт С. Геологической службы «Ты это почувствовал».
Подробнее о тектонике плит и землетрясениях
Быстрые факты
«С геологической точки зрения плита — это большая жесткая плита из твердой породы. Слово тектоника происходит от греческого корня« строить ». Объединив эти два слова, мы получим термин тектоника плит, который относится к тому, как поверхность Земли состоит из плит ».
(из «This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonics», U.S. Geological Survey)
Глава 1: Тектоника плит — История Земли: Руководство по наблюдениям
Цели данной главы:
Определите типы границ плит и сравните их характерные землетрясения и вулканическую деятельность
Оцените основные свидетельства, подтверждающие тектонику плит
Объясните, как границы древних плит влияют на современный рельеф.
Тектоника плит — это великая объединяющая теория в геологии.Он получил такое название, потому что многие темы геологии можно каким-то образом объяснить движением тектонических плит. Тектонические плиты состоят из земной коры и самой верхней твердой части мантии. Вместе они называются литосферой . Земная кора бывает двух видов: океанической и континентальной (таблица 1.1).
Таблица 1.1 — Сравнение океанической и континентальной коры
Имущество Океаническая кора Континентальная корка
Толщина 7-10 км 25-80 км
Плотность 3.0 г / см ³ 2,7 г / см ³
Кремнезем (SiO ₂) Содержание 50% 60%
Состав Силикаты Fe, Mg и Ca К, силикаты натрия и алюминия
Цвет Темный Свет
Литосферные плиты движутся вокруг земного шара в разных направлениях и бывают самых разных форм и размеров. Скорость их движения составляет от миллиметров до нескольких сантиметров в год, примерно так же, как ваши ногти.Движение между тектоническими плитами может быть расходящимся , сходящимся или переходящим . В расходящихся границах плиты удаляются друг от друга; в сходящихся границах пластины движутся навстречу друг другу; а в границах трансформации пластины скользят друг мимо друга. Тип корки на каждой плите определяет геологическое поведение границы (рис. 1.1).
Рисунок 1.1 — Эти модели показывают 6 основных типов тектонических границ плит. Синий цвет указывает на океан, зеленый — на сушу, коричневый — на литосферу, а оранжевый — на астеносферу.Жирные стрелки на пластинах указывают их относительное движение. Также показаны серые вулканы. Преобразованные границы океан-океан (не показаны) существуют в небольшом масштабе, связанном с распространением по срединно-океаническим хребтам, а преобразование континент-океан и расходящиеся границы редки (первое) или не существуют (последнее). Изображение предоставлено пользователем Wikimedia Commons Domdomegg, CC BY. Основы тектоники плит начались с немецкого ученого по имени Альфред Вегенер, который предложил идею дрейфа континентов в 1915 году.Подумайте об этом, 1915 год. Какие доказательства могут быть у кого-то, чтобы выдвинуть такую грандиозную идею? Оказывается, у Вегенера было 4 доказательства, которые, как он утверждал, подтверждали его идею: 1) континенты выглядели так, как будто они соединены вместе, как кусочки головоломки; 2) Соответствующие окаменелости были найдены на континентах, разделенных океанами; 3) На континентах, разделенных океанами, были соответствующие горные хребты; 4) Существовало свидетельства палеоклимата , которые предполагали, что в прошлом некоторые континенты были ближе к полярным регионам, а некоторые — к экватору.Вегенер сделал еще один шаг вперед и предположил, что все континенты были вместе в один гигантский суперконтинент 200 миллионов лет назад под названием Пангея . Как и многие великие идеи в науке, идея Вегенера о дрейфе континентов не была принята его коллегами отчасти потому, что у него не было хорошо разработанной гипотезы, объясняющей, что вызывает дрейф континентов. Лишь в 1960-х годах его идея была расширена такими учеными, как Гарри Гесс.
Когда Альфред Вегенер выдвинул свою гипотезу о дрейфе континентов в начале 1900-х годов, он использовал несколько линий доказательств в поддержку своей идеи.Он также предположил, что 200 миллионов лет назад все континенты были вместе в один суперконтинент под названием Пангея. В этом упражнении вы будете использовать соответствие континентов и сопоставление ископаемых останков, чтобы собрать воедино Пангею. Это упражнение адаптировано из книги «Эта динамическая планета» Геологической службы США.
По отдельности или в группе составьте суперконтинент Пангею.
Обозначьте участки суши каждого континента на Рисунке 1.2.
Раскрасьте ископаемые участки в соответствии с легендой ниже.
Вырежьте каждый из континентов по краю континентального шельфа (крайняя темная линия).
Попытайтесь логически соединить континенты вместе так, чтобы они образовали гигантский суперконтинент.
Когда вы удовлетворены соответствием континентов, обсудите доказательства со своими одноклассниками и решите, убедительны они или нет. Объясните свое решение и рассуждения на основе доказательств.
Пангея начала распадаться около 200 млн лет назад, что привело к образованию Атлантического океана.Используя карту на Рисунке 1.3, рассчитайте скорость распространения Срединно-Атлантического хребта в мм / год. (Подсказка: измерьте расстояние от самой восточной оконечности Южной Америки до внутренней кривой Западной Африки).
____________________
Рисунок 1.2 — Континентальные вырезы для упражнения 1.1. Изображение предоставлено Геологической службой США, общественное достояние.
Рисунок 1.3 — Пустая карта южной части Атлантического океана для упражнения 1.1. Изображение предоставлено: Даниэль Хауптвогель, CC BY-NC-SA.
Тектонические границы плит часто связаны с землетрясениями и вулканической деятельностью.Глядя на карты распределения землетрясений и вулканов по всему миру (рис. 1.4–1.5), вы можете интерпретировать границы между основными тектоническими плитами. Как правило, расходящиеся границы плит характеризуются мелкими землетрясениями и некоторым вулканизмом. Сходящиеся границы имеют диапазон глубин землетрясений от мелких до глубоких, и многие из них имеют вулканы в результате субдукции . Субдукция происходит в сходящихся границах, где более плотная океаническая плита спускается в мантию под доминирующей плитой.Сходящиеся границы также имеют тенденцию образовывать линейные и изогнутые горные пояса . Границы трансформации обычно имеют неглубокие землетрясения и не имеют вулканов.
Рисунок 1.4 — На этой карте показано расположение вулканов, которые были активными в течение последних 10 000 лет (красные треугольники). Ориентировочный масштаб карты — 30 ° широты. Изображение предоставлено: Даниэль Хауптвогель, CC BY-NC-SA. Рисунок 1.5 — На этой карте показаны места всех землетрясений с магнитудой более 4,5 за 2015 и 2016 годы.Цвета указывают на глубину землетрясения; красный <35 км, зеленый 35-100 км и синий> 100 км. Обратите внимание, что на этой карте много красных точек перекрывается зелеными точками. Ориентировочный масштаб карты — 30 ° широты. Изображение предоставлено: Даниэль Хауптвогель, CC BY-NC-SA.
Каждый тип границ плит имеет отчетливую картину землетрясений и вулканизма. Используя навыки наблюдательности и критического мышления, ответьте на следующие вопросы:
Обратите внимание на закономерности на картах расположения землетрясений и вулканов (Рисунки 1.4-1,5). Придумайте, где, по вашему мнению, существуют основные границы плит, и нарисуйте эти границы на пустой карте на рисунке 1.6, используя три разных цвета, чтобы определить тип движения для каждой границы (например: красный для расходящихся границ, синий для сходящихся границ и зеленый для преобразования границы).
Какой тип границы (расходящаяся, сходящаяся или трансформирующаяся) наиболее распространен? ______________________________________
На той же карте, где вы нарисовали границы пластин (Рисунок 1.6) определите места, где расположены эти границы каждого типа:
Конвергенция Континент (CCC)
Конвергенция океана и океана (OOC)
Конвергенция континента и океана (COC)
Дивергенция континент-континент (CCD)
Дивергенция океана и океана (OOD)
Преобразование континент-континент (CCT)
Какой тип границы плит связан с большинством глубоких землетрясений? ______________________
Опишите картину глубины землетрясения от побережья до материка в зонах субдукции.
Критическое мышление: Разлом Сан-Андреас в Калифорнии является трансформационным разломом. Есть ли какие-либо свидетельства землетрясения и вулканической активности, которые предполагают, что этот разлом не всегда имел трансформирующее движение? Объяснять.
Рисунок 1.6 — Это пустая карта мира, которая будет использоваться в упражнении 1.2. Ориентировочный масштаб карты — 30 ° широты. Изображение предоставлено: Даниэль Хауптвогель, CC BY-NC-SA. Места землетрясения
могут рассказать вам больше о местности, чем тип границы плит.Например, в зонах субдукции большинство землетрясений происходит вдоль границы между погружающейся плитой и перекрывающей плитой. Угол субдукции не всегда постоянен и может меняться от одной границы к другой и даже может меняться вдоль одной и той же границы. Когда плита погружается под небольшим углом, это называется субдукцией плоской плиты. Эффекты субдукции плоских плит многочисленны, включая землетрясения на мелководье, поднятие гор, а также расположение и активность вулканов.
Западная окраина Южной Америки — это тектонически активный регион, где плита Наска погружается под Южноамериканскую плиту (рис.7), создавая горы Анды. Несмотря на то, что все побережье является частью одной и той же зоны субдукции, процесс субдукции не выглядит одинаково повсюду. Таблицы 1.3 и 1.4 содержат данные о землетрясениях в двух разных точках зоны субдукции: одно в центральной части Чили, а другое — около границы Чили и Перу. Данные о местоположении — это расстояние, на котором каждое землетрясение находилось от траншеи , и насколько глубоко оно было на Земле.
Используя миллиметровую бумагу, предоставленную вашим инструктором, нанесите расстояние от очагов землетрясений (гипоцентров) до желоба по горизонтальной оси и глубину землетрясений по вертикальной оси; рекомендуемый масштаб 1 см = 10 км.Соедините нанесенные точки, чтобы создать приблизительное поперечное сечение зоны субдукции в двух местах.
Посмотрите на построенный вами график, какой регион имеет более крутой угол субдукции, граница Чили и Перу или центральная часть Чили? ____________________
Частичное плавление астеносферы над погружающейся плитой происходит на определенной глубине и приводит к вулканизму. Как вы думаете, в каком месте вулканы находятся ближе к береговой линии? Почему?
Рисунок 1.7 — Тектоническая карта плит Южной Америки и прилегающих плит.Границы, отмеченные треугольниками, представляют собой сходящиеся зоны. Две стрелки в противоположных направлениях указывают расходящиеся границы. На границах преобразования есть стрелки, показывающие движение вправо и влево. Красный и белый цвета обозначают большие высоты, зеленый и желтый — более низкие, а фиолетовый и синий — области ниже уровня моря. Изображение предоставлено: карта тектонических границ, нарисованная с помощью программного обеспечения GPlates.
Таблица 1.3 — Данные о местоположении землетрясения на границе Чили и Перу (данные Martinod et al., 2010)
Расстояние от траншеи (км) Глубина (км)
160 10
200 30
220 50
300 65
370 125
500 190
300 100
250 65
210 40
280 80
450 175
400 140
410 150
Таблица 1.4 — Данные о местоположении землетрясения в центральной части Чили (данные Martinod et al., 2010)
Расстояние от траншеи (км) Глубина (км)
100 10
170 40
220 65
400 90
200 50
120 20
500 110
350 85
300 75
250 60
280 75
200 55
260 90
1.3 Тектоника плит и топография
Геологи могут наблюдать большинство процессов, происходящих на тектонических границах плит сегодня (землетрясения, вулканы, горообразование и т. Д.). Однако понять тектоническую активность плит геологического прошлого сложнее, потому что события уже произошли. Следовательно, геологи используют процессы, происходящие в настоящем, для интерпретации процессов, происходивших в прошлом. Это известно как униформизм . Один из способов, которым геологи могут интерпретировать древнюю тектоническую активность плит, — это посмотреть на топографию местности.Топография — это изучение форм и особенностей земной поверхности. При изучении объектов на морском дне топография вместо этого называется батиметрией, потому что эти данные относятся к глубине объекта. Существует множество способов взглянуть на топографию поверхности Земли, включая спутниковые снимки, топографические карты, карты с затемненным рельефом и цифровые модели рельефа.
Ниже представлены пять топографических профилей, показывающих различные конфигурации границ плит. Топографический профиль — это график, на котором показаны изменения высоты при переходе от одной точки на Земле к другой.Все они сделаны с вертикальным увеличением (длина / высота) 50: 1. Это преувеличивает изменения в топографии. На всех этих профилях значение 0 на вертикальной оси соответствует уровню моря.
Для топографических профилей в Таблице 1.4 определите, какие типы границ плит показаны, используя названия из Рисунка 1.1. Обратите особое внимание на ось y по сравнению с осью x.
На каждом профиле нарисуйте границу между двумя пластинами. Вы можете показать это как одну строку.
Для каждого профиля отметьте такие элементы, как океаническая и / или континентальная кора, срединно-океанические хребты, вулканы, горные пояса и желоба.
Укажите, в каком направлении движется каждая тектоническая плита (для этого можно использовать стрелки).
Геологи могут использовать топографию, чтобы получить общее представление о тектонической истории местности. Вообще говоря, тектоническая активность плит имеет тенденцию вызывать изменения высоты на границе плит или вблизи нее, особенно в условиях конвергенции.Столкновение двух пластин приводит к наложению швов ; две пластины становятся одной, когда столкновение заканчивается. Свидетельством существования этих древних границ чаще всего являются линейные горные пояса, которые в настоящее время не находятся вблизи тектонической границы плит. Например, размытый линейный горный пояс в середине континента будет указывать на то, что этот район был частью сходящейся границы в глубине геологического прошлого и, вероятно, столкнулся с континентом. Уральские горы в России подходят под это описание (Рисунок 1.8). Они сформировались во время орогенеза от 240 до 300 миллионов лет назад и теперь служат границей между Европой и Азией.
Рисунок 1.8 — Карта заштрихованного рельефа Уральских гор в России. Красный и белый цвета обозначают большие высоты, зеленый и желтый — более низкие, а фиолетовый и синий — области ниже уровня моря. Уральские горы — это узкая линейная цепь гор, которая тянется с севера на юг через территорию России. Ориентировочный масштаб карты — 60 ° широты. Изображение предоставлено: Даниэль Хауптвогель, CC BY-NC-SA.
Со временем горные цепи выветриваются и размываются, и топография медленно возвращается к исходному уровню. Как вы думаете, что будет старше: горный пояс с более высокими отметками или горный пояс с более низкими отметками? Объясните свои рассуждения.
Посмотрите на топографическую карту части Северной Америки (рис. 1.9). Отметьте две области, которые, по вашему мнению, подверглись значительному сближению тектонических плит.
Какая из двух областей, по вашему мнению, старше? Какие свидетельства на карте подтверждают вашу гипотезу?
Посмотрите внимательно на западную часть североамериканского континента.Вы должны заметить различия в узорах, из которых состоят горы. Каждый узор представляет собой отдельный геологический регион. Нарисуйте на карте границы, разделяющие эти разные геологические регионы, а затем опишите закономерности, которые вы наблюдали, чтобы различать их (Подсказка: их как минимум три).
Активность тектонических плит часто ассоциируется с горообразованием. Основываясь на топографии Австралии (рис. 1.10), объясните, считаете ли вы этот регион тектонически активным сегодня или нет?
На топографической карте Австралии (Рисунок 1.10) отметьте область, которая, по вашему мнению, была границей плит в геологическом прошлом, но больше не активна сегодня. Объясните, почему вы отметили эту область.
Critical Thinking: Обе эти карты содержат области на континентах, которые находятся ниже уровня моря. Придумайте гипотезу, объясняющую, как это может произойти.
Рисунок 1.9 — Карта США с заштрихованным рельефом. Красный и белый цвета обозначают большие высоты, зеленый и желтый — более низкие, а фиолетовый и синий — области ниже уровня моря.Ориентировочный масштаб карты — 40 ° широты. Изображение предоставлено: Дэниел Хауптвогель, CC BY-NC-SA. Рисунок 1.10 — Карта Австралии с заштрихованным рельефом. Красный и белый цвета обозначают большие высоты, зеленый и желтый — более низкие, а фиолетовый и синий — области ниже уровня моря. Базовый масштаб карты составляет -20 ° широты. Изображение предоставлено: Даниэль Хауптвогель, CC BY-NC-SA.
Когда большинство людей думают о границах тектонических плит, они часто представляют себе параллельные симметричные линии, разделяющие плиты. В реальном мире это не всегда так, поскольку многие границы пластин изогнуты или сегментированы; это потому, что Земля — сфера.Подумайте об этом: если бы вы взяли мяч и попытались обернуть его плоским листом бумаги, была бы бумага, обернутая вокруг него, идеально гладкой? Ответ — нет; бумага будет в некоторых местах складываться, а в других порваться. Тектонические плиты ведут себя так же, как бумага. Конечно, на форму границы влияют и другие факторы. Доказательства этих границ плит также содержатся в топографии континентов, потому что не все горные пояса являются прямыми линиями.
Ниже представлена топографическая карта Техаса, Оклахомы, Нью-Мексико и северо-востока Мексики (Рисунок 1.11). Сегодня эта область не находится рядом с активной тектонической границей плит; ближайшая граница находится в Мексиканском заливе. Однако в этой топографии есть свидетельства того, что она была частью тектонической границы плит, по крайней мере, дважды в геологическом прошлом.
На основании топографии отметьте две области, которые в геологическом прошлом были частью тектонической границы плит. Топографические изменения не обязательно должны быть симметричными, поскольку некоторые тектонические процессы не являются симметричными.
Одна из этих границ старше другой.Обозначьте старые и молодые границы.
Одна из этих границ имеет взлеты и падения внутри пояса. Какой тектонический процесс создает низкий рельеф?
Одна из этих границ разделяется на две ветви. Какой угол между этими ветками?
Рисунок 1.11 — Закрашенная карта рельефа Техаса. Красный и белый цвета обозначают большие высоты, зеленый и желтый — более низкие, а фиолетовый и синий — области ниже уровня моря. Ориентировочный масштаб карты — 30 ° широты.Изображение предоставлено: Даниэль Хауптвогель, CC BY-NC-SA.
По мере движения тектонических плит они перемещаются по стационарным « горячим точкам » тепла от мантии . Горячие точки — все еще плохо изученное геологическое явление, но они позволяют чрезвычайно горячему материалу мантии подниматься близко к поверхности. Горячие точки отмечены вулканами, которые возникают в результате таяния мантии и коры непосредственно над горячей точкой. Если они встречаются под океанической корой, они производят базальты. С другой стороны, если они находятся под континентальной корой, они образуют как базальты, так и риолиты, что часто называют бимодальным вулканизмом.Под Северной Америкой есть две горячие точки: горячая точка Йеллоустоун, которая в настоящее время находится под Йеллоустонским национальным парком в Вайоминге и Монтане, и горячая точка Анахим в центральной части Британской Колумбии, Канада. Когда Североамериканская плита движется по этим горячим точкам, кальдеры формируются в результате вулканической активности; одно из крупнейших вулканических извержений когда-либо произошло, когда 2 миллиона лет назад извержение туфа Гекльберри-Ридж произошло над горячей точкой Йеллоустоуна.
Рисунок 1.12. — Топографическая карта северо-запада США и юго-запада Канады.Наложено распределение вулканической активности (черные области) как для Анахим (северная цепь вулканов и плутонов), так и для Йеллоустона (южная цепь вулканов). Эти цепи вулканов называют горячими точками. Рядом с каждым вулканическим районом указан возраст первоначального вулканизма в миллионах лет. Некоторые из этих мест имеют более одной кальдеры; они накладываются друг на друга в пространстве и времени. Красный и белый цвета обозначают большие высоты, зеленый и желтый — более низкие, а фиолетовый и синий — области ниже уровня моря.Масштаб карты — 45 ° широты. Изображение предоставлено: Дэниел Хауптвогель и Вирджиния Сиссон, CC BY-NC-SA. Расположение вулканических центров адаптировано из Wikimedia Commons Sémhur CC BY-SA для горячей точки Анахим и Kelvin Case CC BY для горячей точки Йеллоустоуна.
Используйте рис. 1.12, чтобы ответить на следующие вопросы о горячих точках в Северной Америке.
Используйте транспортир, чтобы измерить направление движения пластины для каждой горячей точки. Это называется азимутом и обычно измеряется по часовой стрелке с севера.
Угол для Йеллоустоуна: ____________________
Угол для Анахим: ____________________
Как быстро Североамериканская плита движется над этими горячими точками? Измерьте длину очага извержения от самого молодого до самого старого. Если вы разделите длину на максимальный возраст, это даст вам скорость движения пластины. Преобразуйте это в мм / год (км / год), поскольку большинство движений плит имеют низкую скорость.
Скорость движения плиты для Йеллоустоуна: ____________________
Скорость движения плиты для Анахим: ____________________
Это одно и то же для двух точек доступа? ____________________
Если нет, то почему азимут и скорость различаются, если Северная Америка представляет собой твердый тектонический блок плит?
Ответ может быть неочевидным, поскольку мы не часто перемещаем предметы по сфере.Вместо этого мы думаем о движении как о прямой линии от точки a до точки b. Эти горячие точки находятся на Североамериканской плите, что означает, что плита вращается вокруг точки в центре северного Квебека. Поскольку они вращаются вокруг точки на сфере, разные точки на пластине движутся с разными скоростями и направлениями. Геофизики называют это полюсом Эйлера.
Геофизики измерили мгновенные глобальные движения плит с помощью различных методов, таких как спутники глобального позиционирования (GPS) и интерферометрия с очень длинной базой (VLBI).Эти данные используются для расчета скорости движения между двумя пластинами. Доступно несколько онлайн-калькуляторов движения пластин; мы будем использовать созданный UNAVCO. Используйте широту и долготу для молодого конца каждой горячей точки и вычислите скорость и направление движения плиты. Заполните это в Таблице 1.6. Этот веб-сайт предоставит вам другую информацию, не имеющую отношения к этому лабораторному упражнению.
Таблица 1.6 — Область ответов для упражнения 1.7c
Точка доступа Скорость (мм / год) Азимут Направление
Йеллоустон
Анахим
Критическое мышление: Сходны ли результаты UNAVCO с вашими расчетными результатами из b ? Если нет, то почему вы можете получить разные ответы?
Была ли скорость движения Североамериканской плиты постоянной вдоль трассы горячей точки?
В какой из горячих точек больше вулканизма? Йеллоустон или Анахим? Обязательно сравните вулканизм за тот же период времени.При ответе на этот вопрос учитывайте размер кальдер.
Critical Thinking: Можете ли вы объяснить, почему на одном из них происходят более крупные извержения вулканов? Возможно, вы сможете использовать топографию, чтобы понять тектоническую историю каждой области и ответить на этот вопрос.
Взносы на учения
Даниэль Хауптвогель, Вирджиния Сиссон, Карлос Андраде, Мелисса Хансен
Список литературы
Мартинод, Дж., Хассон, Л., Роперч, П., Гийом, Б., Эспурт, Н., 2010 г., Зоны горизонтальной субдукции, скорость конвергенции и построение Анд. Письма о Земле и планетологии, т. 299, стр. 299-309. DOI: 10.1016 / j.epsl.2010.09.010.
.

Имущество	Океаническая кора	Континентальная корка
Толщина	7-10 км	25-80 км
Плотность	3.0 г / см ³	2,7 г / см ³
Кремнезем (SiO ₂) Содержание	50%	60%
Состав	Силикаты Fe, Mg и Ca	К, силикаты натрия и алюминия
Цвет	Темный	Свет

Расстояние от траншеи (км)	Глубина (км)
160	10
200	30
220	50
300	65
370	125
500	190
300	100
250	65
210	40
280	80
450	175
400	140
410	150

Расстояние от траншеи (км)	Глубина (км)
100	10
170	40
220	65
400	90
200	50
120	20
500	110
350	85
300	75
250	60
280	75
200	55
260	90

Расстояние от траншеи (км)	Глубина (км)
160	10
200	30
220	50
300	65
370	125
500	190
300	100
250	65
210	40
280	80
450	175
400	140
410	150

Расстояние от траншеи (км)	Глубина (км)
100	10
170	40
220	65
400	90
200	50
120	20
500	110
350	85
300	75
250	60
280	75
200	55
260	90