Lage der Lithosphärenplatten. Bewegung der Kontinente. Grenzen der Lithosphärenplatten der Erde

An letzte Woche Die Öffentlichkeit war schockiert über die Nachricht, dass sich die Halbinsel Krim nicht nur dank des politischen Willens der Bevölkerung, sondern auch gemäß den Naturgesetzen in Richtung Russland bewegte. Was sind Lithosphärenplatten und auf welcher davon liegt Russland geografisch? Was bringt sie dazu, sich zu bewegen und wohin? Welche Gebiete wollen sich Russland noch „anschließen“ und welche drohen mit der „Flucht“ in die USA?

„Wir gehen irgendwo hin“

Ja, wir gehen alle irgendwohin. Während Sie diese Zeilen lesen, bewegen Sie sich langsam: Wenn Sie sich in Eurasien befinden, dann mit einer Geschwindigkeit von etwa 2-3 Zentimetern pro Jahr nach Osten, wenn Sie in sind Nordamerika, dann mit der gleichen Geschwindigkeit nach Westen und wenn irgendwo ganz unten Pazifik See(Wie bist du dorthin gekommen?), er trägt ihn pro Jahr um 10 Zentimeter nach Nordwesten.

Wenn Sie sich zurücklehnen und etwa 250 Millionen Jahre warten, werden Sie sich auf einem neuen Superkontinent wiederfinden, der alle vereinen wird Land der Erde, - auf dem Kontinent Pangaea Ultima, so benannt in Erinnerung an den alten Superkontinent Pangaea, der vor genau 250 Millionen Jahren existierte.

Daher kann die Nachricht, dass „die Krim sich bewegt“, kaum als Neuigkeit bezeichnet werden. Erstens, weil die Krim zusammen mit Russland, der Ukraine, Sibirien und der Europäischen Union Teil der eurasischen Lithosphärenplatte ist und sich seit hundert Millionen Jahren alle gemeinsam in eine Richtung bewegt. Allerdings gehört auch die Krim zum sogenannten Der mobile Mittelmeergürtel liegt auf der skythischen Platte und der größte Teil des europäischen Teils Russlands (einschließlich der Stadt St. Petersburg) liegt auf der osteuropäischen Platte.

Und hier kommt es oft zu Verwirrung. Tatsache ist, dass es neben riesigen Abschnitten der Lithosphäre, wie etwa der Eurasischen oder der Nordamerikanischen Platte, auch ganz andere kleinere „Kacheln“ gibt. Grob gesagt besteht die Erdkruste aus kontinentalen Lithosphärenplatten. Sie selbst bestehen aus alten und sehr stabilen Plattformenund Gebirgsbaugebiete (alt und modern). Und die Plattformen selbst sind in Platten unterteilt – kleinere Abschnitte der Kruste, bestehend aus zwei „Schichten“ – einem Fundament und einer Abdeckung – und Schilden – „einschichtigen“ Aufschlüssen.

Die Bedeckung dieser Nicht-Lithosphärenplatten besteht aus Sedimentgesteinen (z. B. Kalkstein, bestehend aus vielen Schalen von Meerestieren, die im prähistorischen Ozean über der Oberfläche der Krim lebten) oder magmatischen Gesteinen (von Vulkanen ausgeworfenen und gefrorenen Lavamassen). ). Ein fFundamentplatten und -platten bestehen meist aus sehr altem Material Felsen, hauptsächlich metamorphen Ursprungs. Das nennt man magmatisch und Sedimentgestein in die Tiefe stürzen Erdkruste, wo unter dem Einfluss hohe Temperaturen und enormem Druck treten bei ihnen verschiedene Veränderungen auf.

Mit anderen Worten: Der größte Teil Russlands (mit Ausnahme von Tschukotka und Transbaikalien) liegt auf der eurasischen Lithosphärenplatte. Allerdings ist sein Territorium „aufgeteilt“. Westsibirische Platte, Aldan-Schild, sibirische und osteuropäische Plattformen und skythische Platte.

Wahrscheinlich hat der Direktor des Instituts für Angewandte Astronomie (IAP RAS), Doktor der physikalischen und mathematischen Wissenschaften Alexander Ipatov, über die Bewegung der letzten beiden Platten geäußert. Und später stellte er in einem Interview mit Indicator klar: „Wir beschäftigen uns mit Beobachtungen, die es uns ermöglichen, die Bewegungsrichtung der Erdkrustenplatten zu bestimmen. Die Platte, auf der sich die Simeiz-Station befindet, bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 29 Millimetern pro Sekunde.“ Jahr nach Nordosten, also dorthin, wo Russland „Und die Platte, auf der St. Petersburg liegt, bewegt sich sozusagen in Richtung Iran, nach Südsüdwesten.“Dies ist jedoch keine solche Entdeckung, da diese Bewegung seit mehreren Jahrzehnten bekannt ist und sie selbst im Känozoikum begann.

Wegeners Theorie wurde mit Skepsis aufgenommen – vor allem, weil er keinen zufriedenstellenden Mechanismus zur Erklärung der Kontinentalbewegungen anbieten konnte. Er glaubte, dass sich die Kontinente bewegen und dank dessen wie Eisbrecher die Erdkruste durchbrechen Zentrifugalkraft von der Erdrotation und den Gezeitenkräften. Seine Gegner sagten, dass „Eisbrecher“-Kontinente ihr Aussehen bis zur Unkenntlichkeit verändern würden, wenn sie sich bewegten, und dass Zentrifugal- und Gezeitenkräfte zu schwach seien, um als „Motor“ für sie zu dienen. Ein Kritiker berechnete, dass die Gezeitenkraft, wenn sie stark genug wäre, um die Kontinente so schnell zu bewegen (Wegener schätzte ihre Geschwindigkeit auf 250 Zentimeter pro Jahr), die Erdrotation in weniger als einem Jahr stoppen würde.

Ende der 1930er Jahre wurde die Theorie der Kontinentalverschiebung als unwissenschaftlich verworfen, doch Mitte des 20. Jahrhunderts musste sie wieder aufgegriffen werden: Mittelozeanische Rücken wurden entdeckt und es stellte sich heraus, dass in der Zone dieser Rücken die Bildung von Neokortex, wodurch sich die Kontinente auseinanderbewegen. Geophysiker haben die Magnetisierung von Gesteinen entlang mittelozeanischer Rücken untersucht und „Streifen“ mit multidirektionaler Magnetisierung entdeckt.

Es stellte sich heraus, dass die neue ozeanische Kruste den Zustand „aufzeichnet“. Magnetfeld Die Erde im Moment ihrer Entstehung, und Wissenschaftler verfügen über ein hervorragendes „Lineal“, um die Geschwindigkeit dieses Förderers zu messen. In den 1960er Jahren tauchte die Theorie der Kontinentalverschiebung zum zweiten Mal auf, dieses Mal endgültig. Und dieses Mal konnten Wissenschaftler verstehen, was die Kontinente bewegt.

„Eisschollen“ in einem kochenden Ozean

„Stellen Sie sich einen Ozean vor, in dem Eisschollen schwimmen, d ”, - erklärt korrespondierendes Mitglied des RAS Valery Trubitsyn, Chef wissenschaftlicher Mitarbeiter Institut für Erdphysik, benannt nach O.Yu. Schmidt.

Bereits in den 1960er Jahren stellte er eine Theorie über den Aufbau von Riesenplaneten auf und begann Ende des 20. Jahrhunderts mit der Entwicklung einer mathematisch fundierten Theorie der Kontinentaltektonik.

Die Zwischenschicht zwischen der Lithosphäre und dem heißen Eisenkern im Erdmittelpunkt – der Erdmantel – besteht aus Silikatgesteinen. Die Temperatur darin schwankt zwischen 500 Grad Celsius an der Spitze und 4000 Grad Celsius an der Kerngrenze. Aus einer Tiefe von 100 Kilometern, wo die Temperatur bereits mehr als 1300 Grad beträgt, verhält sich das Mantelmaterial daher wie ein sehr dickes Harz und fließt mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 10 Zentimetern pro Jahr, sagt Trubitsyn.

Dadurch entstehen im Mantel Konvektionszellen, ähnlich wie in einem Topf mit kochendem Wasser – Bereiche, in denen heiße Substanz an einem Ende nach oben steigt und abgekühlte Substanz am anderen Ende absinkt.

„Es gibt ungefähr acht davon im Erdmantel. große Zellen und viele weitere kleine“, sagt der Wissenschaftler. Mittelozeanische Rücken (zum Beispiel in der Mitte des Atlantiks) sind Orte, an denen Mantelmaterial an die Oberfläche steigt und neue Kruste entsteht. Darüber hinaus gibt es Subduktionszonen, Stellen, an denen die Platte beginnt, unter die Nachbarplatte zu „kriechen“ und in den Erdmantel abzusinken. Subduktionszonen sind zum Beispiel Westküste Südamerika. Hier ereignen sich die stärksten Erdbeben.

„Auf diese Weise nehmen die Platten an der konvektiven Zirkulation der Mantelsubstanz teil, die an der Oberfläche vorübergehend fest wird. Beim Absinken in den Mantel erwärmt sich die Plattensubstanz erneut und erweicht“, erklärt der Geophysiker.

Darüber hinaus steigen einzelne Materiestrahlen – Plumes – aus dem Erdmantel an die Oberfläche, und diese Strahlen haben jede Chance, die Menschheit zu zerstören. Schließlich sind es Mantelwolken, die die Entstehung von Supervulkanen verursachen (siehe). Solche Punkte sind in keiner Weise mit lithosphärischen Platten verbunden und können auch dann an Ort und Stelle bleiben, wenn sich die Platten bewegen. Wenn die Wolke austritt, erscheint ein riesiger Vulkan. Es gibt viele solcher Vulkane, sie befinden sich auf Hawaii, Island, ein ähnliches Beispiel ist die Yellowstone-Caldera. Supervulkane können tausendmal stärkere Ausbrüche hervorrufen als die meisten gewöhnlichen Vulkane wie der Vesuv oder der Ätna.

„Vor 250 Millionen Jahren tötete ein solcher Vulkan auf dem Territorium des modernen Sibirien fast alle Lebewesen, nur die Vorfahren der Dinosaurier überlebten“, sagt Trubitsyn.

Wir waren uns einig – wir trennten uns

Lithosphärenplatten bestehen aus relativ schwerer und dünner ozeanischer Basaltkruste und leichteren, aber viel dickeren Kontinenten. Eine Platte mit einem Kontinent und einer um sie herum „eingefrorenen“ ozeanischen Kruste kann sich vorwärts bewegen, während die schwere ozeanische Kruste unter ihren Nachbarn sinkt. Doch wenn Kontinente kollidieren, können sie nicht mehr untereinander abtauchen.

Vor etwa 60 Millionen Jahren löste sich beispielsweise die indische Platte von dem, was später Afrika wurde, und wanderte nach Norden, und vor etwa 45 Millionen Jahren traf sie auf die eurasische Platte, und der Himalaya wuchs am Ort der Kollision – am stärksten hohe Berge auf der Erde.

Die Bewegung der Platten wird früher oder später alle Kontinente zu einem zusammenführen, so wie Blätter in einem Strudel zu einer Insel zusammenlaufen. In der Erdgeschichte kamen Kontinente etwa vier- bis sechsmal zusammen und wieder auseinander. Der letzte Superkontinent Pangäa existierte vor 250 Millionen Jahren, davor gab es den Superkontinent Rodinia, vor 900 Millionen Jahren gab es noch zwei weitere. „Und es scheint, dass die Vereinigung des neuen Kontinents bald beginnen wird“, stellt der Wissenschaftler klar.

Er erklärt, dass Kontinente als thermische Isolatoren wirken, der Mantel darunter beginnt sich zu erwärmen, Aufwinde entstehen und Superkontinente daher nach einiger Zeit wieder auseinanderbrechen.

Amerika wird Tschukotka „wegnehmen“.

Große lithosphärische Platten werden in Lehrbüchern dargestellt; jeder kann sie benennen: Antarktische Platte, eurasische, nordamerikanische, südamerikanische, indische, australische, pazifische Platte. Doch an den Plattengrenzen herrscht bei vielen Mikrotiterplatten wahres Chaos.

Beispielsweise folgt die Grenze zwischen der nordamerikanischen Platte und der eurasischen Platte nicht Beringstraße und viel weiter westlich, entlang des Chersky-Kamms. Somit stellt sich heraus, dass Tschukotka Teil der nordamerikanischen Platte ist. Darüber hinaus liegt Kamtschatka teilweise in der Zone der Ochotskischen Mikroplatte und teilweise in der Zone der Beringmeer-Mikroplatte. Und Primorje liegt auf der hypothetischen Amur-Platte, westlicher Rand die an den Baikalsee grenzt.

Jetzt „drehen“ sich der östliche Rand der eurasischen Platte und der westliche Rand der nordamerikanischen Platte wie Zahnräder: Amerika dreht sich gegen den Uhrzeigersinn und Eurasien dreht sich im Uhrzeigersinn. Infolgedessen könnte sich Tschukotka endlich „an einer Naht“ lösen, und in diesem Fall könnte auf der Erde eine riesige kreisförmige Naht entstehen, die durch den Atlantik, den Indischen Ozean, den Pazifik und den Norden verläuft arktischer Ozean(wo es derzeit geschlossen ist). Und Tschukotka selbst wird sich weiterhin „im Orbit“ Nordamerikas bewegen.

Tachometer für die Lithosphäre

Wegeners Theorie wurde nicht wiederbelebt letzter Ausweg weil Wissenschaftler die Möglichkeit haben, die Verschiebung von Kontinenten genau zu messen. Jetzt verwenden sie es dafür Satellitensysteme Navigation, aber es gibt auch andere Methoden. Sie alle werden benötigt, um ein einziges zu bauen internationales System Koordinaten - Internationaler terrestrischer Referenzrahmen (ITRF).

Eine dieser Methoden ist die Very Long Baseline Radio Interferometry (VLBI). Sein Kern liegt in der gleichzeitigen Beobachtung mit mehreren Radioteleskopen verschiedene Punkte Erde. Durch den unterschiedlichen Zeitpunkt des Signalempfangs können Verschiebungen mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Zwei weitere Möglichkeiten zur Geschwindigkeitsmessung sind Laserentfernungsmessungen von Satelliten und Doppler-Messungen. Alle diese Beobachtungen, auch mit GPS, werden an Hunderten von Stationen durchgeführt, alle diese Daten werden zusammengeführt und als Ergebnis erhalten wir ein Bild der Kontinentalverschiebung.

Beispielsweise „reist“ der Krim-Simeiz, wo sich eine Lasersondierungsstation sowie eine Satellitenstation zur Koordinatenbestimmung befinden, mit einer Geschwindigkeit von etwa 26,8 Millimetern pro Jahr nach Nordosten (im Azimut von etwa 65 Grad). Swenigorod, in der Nähe von Moskau gelegen, bewegt sich etwa einen Millimeter pro Jahr schneller (27,8 Millimeter pro Jahr) und bewegt sich weiter nach Osten – etwa 77 Grad. Und sagen wir, der hawaiianische Vulkan Mauna Loa bewegt sich doppelt so schnell nach Nordwesten – 72,3 Millimeter pro Jahr.

Auch Lithosphärenplatten können deformiert werden und ihre Teile können insbesondere an den Grenzen „ein Eigenleben führen“. Obwohl das Ausmaß ihrer Unabhängigkeit viel bescheidener ist. Beispielsweise bewegt sich die Krim immer noch unabhängig mit einer Geschwindigkeit von 0,9 Millimetern pro Jahr nach Nordosten (und wächst gleichzeitig um 1,8 Millimeter), und Swenigorod bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit irgendwo nach Südosten (und nach unten - um 0). 2 Millimeter pro Jahr).

Trubitsyn sagt, dass diese Unabhängigkeit teilweise erklärt wird durch „ persönliche Geschichte" verschiedene Teile Kontinente: Die Hauptteile von Kontinenten, Plattformen, können Fragmente alter Lithosphärenplatten sein, die mit ihren Nachbarn „verschmolzen“ sind. Beispielsweise ist der Uralkamm eine der Nahtstellen. Die Plattformen sind relativ steif, die Teile um sie herum können sich jedoch von selbst verziehen und bewegen.

Plattentektonik (Plattentektonik) ist ein modernes geodynamisches Konzept, das auf dem Konzept großräumiger horizontaler Bewegungen relativ integraler Fragmente der Lithosphäre (Lithosphärenplatten) basiert. Die Plattentektonik befasst sich daher mit den Bewegungen und Wechselwirkungen lithosphärischer Platten.

Der erste Vorschlag zur horizontalen Bewegung von Krustenblöcken wurde von Alfred Wegener in den 1920er Jahren im Rahmen der „Kontinentaldrift“-Hypothese gemacht, diese Hypothese fand jedoch damals keine Unterstützung. Erst in den 1960er Jahren lieferten Untersuchungen des Meeresbodens schlüssige Beweise für horizontale Plattenbewegungen und Ozeanausdehnungsprozesse aufgrund der Bildung (Ausbreitung) ozeanischer Kruste. Wiederbelebung der Vorstellungen über die vorherrschende Rolle horizontale Bewegungen erfolgte im Rahmen des „mobilistischen“ Trends, dessen Entwicklung zur Entwicklung führte moderne Theorie Plattentektonik. Die Hauptprinzipien der Plattentektonik wurden 1967–68 von einer Gruppe amerikanischer Geophysiker – W. J. Morgan, C. Le Pichon, J. Oliver, J. Isaacs, L. Sykes – in der Entwicklung früherer (1961–62) Ideen formuliert Die amerikanischen Wissenschaftler G. Hess und R. Digtsa über die Ausdehnung (Ausbreitung) des Meeresbodens

Grundlagen der Plattentektonik

Die Grundprinzipien der Plattentektonik lassen sich in mehrere Grundprinzipien zusammenfassen

1. Der obere felsige Teil des Planeten ist in zwei Schalen unterteilt, die sich in ihren rheologischen Eigenschaften deutlich unterscheiden: eine starre und spröde Lithosphäre und eine darunter liegende plastische und bewegliche Asthenosphäre.

2. Die Lithosphäre ist in Platten unterteilt, die sich ständig entlang der Oberfläche der plastischen Asthenosphäre bewegen. Die Lithosphäre ist in 8 unterteilt große Platten, Dutzende mittlerer Platten und viele kleine. Zwischen den großen und mittleren Platten gibt es Gürtel, die aus einem Mosaik kleiner Krustenplatten bestehen.

Plattengrenzen sind Bereiche seismischer, tektonischer und magmatischer Aktivität; Die inneren Bereiche der Platten sind schwach seismisch und durch eine schwache Manifestation endogener Prozesse gekennzeichnet.

Mehr als 90 % der Erdoberfläche liegen auf 8 großen Lithosphärenplatten:

Australischer Teller,
Antarktische Platte,
Afrikanischer Teller,
Eurasische Platte,
Hindustan-Teller,
Pazifische Platte,
Nordamerikanische Platte,
Südamerikanische Platte.

Mittlere Platten: Arabisch (Subkontinent), Karibik, Philippinisch, Nazca und Coco und Juan de Fuca usw.

Einige Lithosphärenplatten bestehen ausschließlich aus ozeanischer Kruste (z. B. die Pazifische Platte), andere enthalten Fragmente sowohl ozeanischer als auch ozeanischer Kruste kontinentale Kruste.

3. Es gibt drei Arten von Relativbewegungen von Platten: Divergenz (Divergenz), Konvergenz (Konvergenz) und Scherbewegungen.

Dementsprechend werden drei Arten von Hauptplattengrenzen unterschieden.

Divergente Grenzen– Grenzen, entlang derer sich Platten auseinander bewegen.

Man nennt die Prozesse der horizontalen Streckung der Lithosphäre rissig. Diese Grenzen beschränken sich auf kontinentale Rifts und mittelozeanische Rücken in Ozeanbecken.

Der Begriff „Rift“ (von englisch rift – Gap, Crack, Gap) wird für große lineare Strukturen tiefen Ursprungs verwendet, die bei der Dehnung der Erdkruste entstehen. Von der Struktur her handelt es sich um grabenartige Strukturen.

Risse können sich sowohl auf der kontinentalen als auch auf der ozeanischen Kruste bilden und ein einziges bilden globales System relativ zur Geoidachse ausgerichtet. In diesem Fall kann die Entwicklung kontinentaler Rifts zu einem Bruch in der Kontinuität der kontinentalen Kruste und zur Umwandlung dieses Rifts in einen ozeanischen Rift führen (wenn die Ausdehnung des Rifts vor dem Stadium des Bruchs der kontinentalen Kruste aufhört, ist dies der Fall ist mit Sedimenten gefüllt und verwandelt sich in ein Aulacogen.

Der Prozess der Plattentrennung in Zonen ozeanischer Rifts (mittelozeanische Rücken) geht mit der Bildung neuer ozeanischer Kruste aufgrund der magmatischen Basaltschmelze aus der Asthenosphäre einher. Dieser Prozess der Bildung neuer ozeanischer Kruste aufgrund des Zustroms von Mantelmaterial wird als bezeichnet Verbreitung(aus dem Englischen spread – ausbreiten, entfalten).

Struktur des mittelozeanischen Rückens

Während der Ausbreitung geht jeder Ausdehnungsimpuls mit dem Eintreffen einer neuen Portion Mantelschmelzen einher, die beim Erstarren die Kanten von Platten bilden, die von der MOR-Achse abweichen.

In diesen Zonen findet die Bildung junger ozeanischer Kruste statt.

Konvergente Grenzen– Grenzen, entlang derer Plattenkollisionen auftreten. Bei einer Kollision kann es im Wesentlichen drei Interaktionsmöglichkeiten geben: „ozeanische – ozeanische“, „ozeanische – kontinentale“ und „kontinentale – kontinentale“ Lithosphäre. Abhängig von der Beschaffenheit der kollidierenden Platten können verschiedene Prozesse ablaufen.

Subduktion- der Prozess der Subduktion einer ozeanischen Platte unter eine kontinentale oder andere ozeanische Platte. Subduktionszonen sind auf die axialen Teile von Tiefseegräben beschränkt, die mit Inselbögen (die Elemente sind) verbunden sind aktiver Stadtrand). Subduktionsgrenzen machen etwa 80 % der Länge aller konvergenten Grenzen aus.

Wenn kontinentale und ozeanische Platten Naturphänomen ist der Untergang des Ozeanischen (schwereren) unter dem Rand des Kontinentalen; Wenn zwei Ozeane kollidieren, sinkt der ältere (also kühlere und dichtere) Ozean.

Subduktionszonen haben charakteristische Struktur: ihre typische Elemente dienen als Tiefseegraben – ein vulkanischer Inselbogen – ein Back-Arc-Becken. Im Bereich der Biegung und Unterschiebung der subduzierenden Platte entsteht ein Tiefseegraben. Wenn diese Platte sinkt, beginnt sie Wasser zu verlieren (das in Sedimenten und Mineralien reichlich vorhanden ist). Letzteres senkt bekanntermaßen die Schmelztemperatur von Gesteinen erheblich, was zur Bildung von Schmelzzentren führt, die Vulkane von Inselbögen speisen. Im hinteren Bereich eines Vulkanbogens kommt es normalerweise zu einer gewissen Dehnung, die die Bildung eines Hinterbogenbeckens bestimmt. In der Back-Arc-Beckenzone kann die Dehnung so stark sein, dass sie zum Bruch der Plattenkruste und zur Öffnung eines Beckens mit ozeanischer Kruste führt (der sogenannte Back-Arc-Spreading-Prozess).

Das Eintauchen der subduzierenden Platte in den Erdmantel wird durch die Erdbebenherde verfolgt, die am Kontakt der Platten und im Inneren der subduzierenden Platte auftreten (kälter und daher zerbrechlicher als die umgebenden Mantelgesteine). Diese seismische Fokuszone wird aufgerufen Benioff-Zavaritsky-Zone.

In Subduktionszonen beginnt der Prozess der Bildung neuer Kontinentalkruste.

Ein viel seltenerer Prozess der Wechselwirkung zwischen kontinentalen und ozeanischen Platten ist der Prozess Obduktion– Überschiebung eines Teils der ozeanischen Lithosphäre an den Rand der Kontinentalplatte. Es sollte betont werden, dass bei diesem Prozess die ozeanische Platte abgetrennt wird, und zwar nur sie selbst Oberer Teil– Kruste und mehrere Kilometer oberer Erdmantel.

Bei einer Kollision Kontinentalplatten, dessen Kruste leichter ist als die Substanz des Erdmantels und daher nicht in diesen versinken kann, kommt es zu dem Prozess Kollisionen. Bei der Kollision werden die Kanten kollidierender Kontinentalplatten gequetscht, gequetscht und es bilden sich Systeme großer Überschiebungen, was zum Wachstum von Gebirgsstrukturen mit einer komplexen Falten-Überschiebungs-Struktur führt. Klassisches Beispiel Die Kollision der Hindustan-Platte mit der Eurasischen Platte, begleitet von der Entstehung grandioser Ausmaße Gebirgssysteme Himalaya und Tibet.

Kollisionsprozessmodell

Der Kollisionsprozess ersetzt den Subduktionsprozess und vervollständigt die Schließung des Ozeanbeckens. Darüber hinaus wird zu Beginn des Kollisionsprozesses, wenn die Ränder der Kontinente bereits näher zusammengerückt sind, die Kollision mit dem Prozess der Subduktion kombiniert (die Überreste der ozeanischen Kruste sinken weiter unter den Rand des Kontinents).

Typisch für Kollisionsprozesse sind großräumige regionale Metamorphose und intrusiver Granitoidmagmatismus. Diese Prozesse führen zur Bildung einer neuen kontinentalen Kruste (mit ihrer typischen Granit-Gneis-Schicht).

Grenzen verändern– Grenzen, entlang derer Scherverschiebungen von Platten auftreten.

Grenzen der Lithosphärenplatten der Erde

1 – divergierende Grenzen ( A - Mittelozeanische Rücken, B - Kontinentalrisse); 2 – Grenzen transformieren; 3 – konvergente Grenzen ( A - Inselbogen, B - aktiv Kontinentalränder, V - Konflikt); 4 – Richtung und Geschwindigkeit (cm/Jahr) der Plattenbewegung.

4. In Subduktionszonen absorbiertes Volumen Ozeankruste gleich dem Krustenvolumen, das in Ausbreitungszonen entsteht. Diese Position unterstreicht die Idee, dass das Volumen der Erde konstant ist. Diese Meinung ist jedoch nicht die einzige und endgültig bewiesene. Es ist möglich, dass sich das Volumen der Ebene pulsierend verändert oder durch Abkühlung abnimmt.

5. Der Hauptgrund für die Plattenbewegung ist die Mantelkonvektion , verursacht durch thermogravitative Strömungen im Erdmantel.

Die Energiequelle für diese Ströme ist die Temperaturdifferenz zentrale Regionen Die Erde und die Temperatur ihrer oberflächennahen Teile. In diesem Fall wird der Hauptteil der endogenen Wärme an der Grenze zwischen Kern und Mantel während des Prozesses der Tiefendifferenzierung freigesetzt, der den Zerfall der primären chondritischen Substanz bestimmt, bei dem der Metallteil zur Mitte strömt und sich bildet Der Silikatanteil konzentriert sich im Erdmantel und erfährt dort eine weitere Differenzierung.

Erhitzte Gesteine ​​in den zentralen Zonen der Erde dehnen sich aus, ihre Dichte nimmt ab, sie schwimmen auf und weichen kälteren und damit schwereren Massen ab, die in den oberflächennahen Zonen bereits einen Teil der Wärme abgegeben haben. Dieser Prozess der Wärmeübertragung erfolgt kontinuierlich und führt zur Bildung geordneter geschlossener Konvektionszellen. In diesem Fall erfolgt der Stofffluss im oberen Teil der Zelle nahezu gleichmäßig horizontale Ebene, und dieser Teil der Strömung bestimmt die horizontale Bewegung der Substanz der Asthenosphäre und der darauf befindlichen Platten. Im Allgemeinen befinden sich die aufsteigenden Zweige konvektiver Zellen unter den Zonen divergenter Grenzen (MOR und Kontinentalrisse), während die absteigenden Zweige unter den Zonen konvergenter Grenzen liegen.

Auf diese Weise, der Hauptgrund Bewegung lithosphärischer Platten – „Ziehen“ durch Konvektionsströme.

Darüber hinaus wirken noch eine Reihe weiterer Faktoren auf die Platten ein. Insbesondere stellt sich heraus, dass die Oberfläche der Asthenosphäre über den Zonen aufsteigender Zweige etwas erhöht und in den Senkungszonen stärker abgesenkt ist, was das gravitative „Gleiten“ der lithosphärischen Platte bestimmt, die sich auf einer geneigten Kunststoffoberfläche befindet. Darüber hinaus gibt es Prozesse, bei denen schwere kalte ozeanische Lithosphäre in Subduktionszonen in die heiße und dadurch weniger dichte Asthenosphäre gezogen wird, sowie hydraulische Verkeilungen durch Basalte in den MOR-Zonen.

Abbildung - Kräfte, die auf Lithosphärenplatten wirken.

An der Basis der Intraplatte sind die wichtigsten Teile der Lithosphäre befestigt Antriebskräfte Plattentektonik – Mantelwiderstandskräfte FDO unter den Ozeanen und FDC unter den Kontinenten, deren Größe in erster Linie von der Geschwindigkeit der asthenosphärischen Strömung abhängt und letztere durch die Viskosität und Dicke der asthenosphärischen Schicht bestimmt wird. Da unter den Kontinenten die Dicke der Asthenosphäre viel geringer und die Viskosität viel größer ist als unter den Ozeanen, ist die Größe der Kraft größer FDC fast eine Größenordnung kleiner als FDO. Unter den Kontinenten, insbesondere ihren antiken Teilen (Kontinentalschilden), schrumpft die Asthenosphäre fast zusammen, sodass die Kontinente „gestrandet“ zu sein scheinen. Da die meisten lithosphärischen Platten moderne Erde Da sie sowohl ozeanische als auch kontinentale Teile umfassen, ist mit dem Vorhandensein eines Kontinents in der Platte zu rechnen Allgemeiner Fall sollte die Bewegung der gesamten Platte „verlangsamen“. So geschieht es tatsächlich (die sich am schnellsten bewegenden, fast rein ozeanischen Platten sind die Pazifik-, Kokos- und Nazca-Platten; die langsamsten sind die eurasische, nordamerikanische, südamerikanische, antarktische und afrikanische Platte). signifikanter Teil deren Fläche von Kontinenten eingenommen wird). An konvergenten Plattengrenzen schließlich, wo die schweren und kalten Kanten der Lithosphärenplatten (Platten) in den Mantel sinken, erzeugt ihr negativer Auftrieb eine Kraft FNB(Index in der Stärkebezeichnung - aus dem Englischen negativer Auftrieb). Letzteres führt dazu, dass der subduzierende Teil der Platte in die Asthenosphäre sinkt und die gesamte Platte mit sich zieht, wodurch sich die Geschwindigkeit ihrer Bewegung erhöht. Offensichtlich Stärke FNB wirkt episodisch und nur in bestimmten geodynamischen Situationen, beispielsweise bei den oben beschriebenen Fällen des Einsturzes von Platten auf dem 670 km langen Abschnitt.

Somit können die Mechanismen, die lithosphärische Platten in Bewegung setzen, bedingt in die folgenden zwei Gruppen eingeteilt werden: 1) verbunden mit den Kräften des Mantel-„Widerstands“ ( Mantelwiderstandsmechanismus), angewendet auf beliebige Punkte der Plattenbasis, in Abb. 2.5.5 – Kräfte FDO Und FDC; 2) verbunden mit Kräften, die auf die Kanten der Platten ausgeübt werden ( Kantenkraftmechanismus), in der Abbildung - Kräfte FRP Und FNB. Die Rolle des einen oder anderen Antriebsmechanismus sowie bestimmter Kräfte wird für jede Lithosphärenplatte individuell beurteilt.

Die Kombination dieser Prozesse spiegelt den allgemeinen geodynamischen Prozess wider, der Bereiche von der Oberfläche bis in die tiefen Zonen der Erde abdeckt.

Mantelkonvektion und geodynamische Prozesse

Derzeit entwickelt sich im Erdmantel eine zweizellige Mantelkonvektion mit geschlossenen Zellen (nach dem Modell der Durchgangskonvektion) oder eine getrennte Konvektion im oberen und unteren Mantel mit Ansammlung von Platten unter Subduktionszonen (nach dem Modell der Durchmantelkonvektion) Stufenmodell). Die wahrscheinlichen Pole des Aufstiegs von Mantelmaterial liegen im Nordosten Afrikas (ungefähr unterhalb der Übergangszone von Afrika, Somalia und Afrika). Arabische Teller) und im Bereich der Osterinsel (unter dem mittleren Rücken des Pazifischen Ozeans – dem East Pacific Rise).

Der Äquator der Mantelsenkung folgt einer ungefähr kontinuierlichen Kette konvergenter Plattengrenzen entlang der Peripherie des Pazifiks und des östlichen Indischen Ozeans.

Das moderne Regime der Mantelkonvektion, das vor etwa 200 Millionen Jahren mit dem Zerfall von Pangäa begann und den Ursprung von moderne Ozeane, wird in Zukunft zu einem Einzelzellenregime wechseln (gemäß dem Modell der Konvektion durch den Mantel) oder (gemäß einem alternativen Modell) wird die Konvektion aufgrund des Zusammenbruchs von Platten durch einen Abschnitt von 670 zu einer Konvektion durch den Mantel km. Dies könnte zu einer Kollision von Kontinenten und der Bildung eines neuen Superkontinents führen, dem fünften in der Geschichte der Erde.

6. Die Bewegungen von Platten gehorchen den Gesetzen der Kugelgeometrie und können anhand des Satzes von Euler beschrieben werden. Der Rotationssatz von Euler besagt, dass jede Drehung des dreidimensionalen Raums eine Achse hat. Somit kann die Rotation durch drei Parameter beschrieben werden: die Koordinaten der Rotationsachse (z. B. deren Breiten- und Längengrad) und den Rotationswinkel. Anhand dieser Situation lässt sich die Lage der Kontinente in der Vergangenheit rekonstruieren geologische Epochen. Eine Analyse der Bewegungen der Kontinente führte zu dem Schluss, dass sie sich alle 400-600 Millionen Jahre zu einem einzigen Superkontinent vereinen, der anschließend zerfällt. Durch die Spaltung eines solchen Superkontinents Pangäa vor 200-150 Millionen Jahren entstanden moderne Kontinente.

Einige Beweise für die Realität des Mechanismus der Lithosphärenplattentektonik

Älteres Alter der ozeanischen Kruste mit Abstand von den Ausbreitungsachsen(siehe Bild). In die gleiche Richtung ist eine Zunahme der Mächtigkeit und stratigraphischen Vollständigkeit der Sedimentschicht zu beobachten.

Stock Illustration - Karte, von, dass, alter, von, felsen, von, dass, ozean, boden Nordatlantik(nach W. Pitman und M. Talvani, 1972). Verschiedene Farben Abschnitte des Meeresbodens unterschiedlicher Altersintervalle wurden identifiziert; Die Zahlen geben das Alter in Millionen Jahren an.

Geophysikalische Daten.

Abbildung – Tomographisches Profil durch den Hellenischen Graben, Kreta und die Ägäis. Graue Kreise sind Erdbebenhypozentren. Die Platte des subduzierenden kalten Mantels ist blau dargestellt, die Platte des heißen Mantels ist rot dargestellt (nach V. Spackman, 1989)

Die Überreste der riesigen Faralon-Platte, die in der Subduktionszone unter Nord- und Südamerika verschwand, werden in Form von Platten des „kalten“ Mantels (Schnitt durch Nordamerika, entlang S-Wellen) aufgezeichnet. Laut Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, Nr. 4, 1-7

​Lineare magnetische Anomalien in den Ozeanen wurden in den 50er Jahren bei geophysikalischen Untersuchungen des Pazifischen Ozeans entdeckt. Diese Entdeckung ermöglichte es Hess und Dietz, 1968 die Theorie der Meeresbodenausbreitung zu formulieren, aus der sich die Theorie der Plattentektonik entwickelte. Sie wurden zu einem der überzeugendsten Beweise für die Richtigkeit der Theorie.

Abbildung - Streifenbildung magnetische Anomalien beim Ausbreiten.

Der Grund für die Entstehung streifenförmiger magnetischer Anomalien ist der Entstehungsprozess der ozeanischen Kruste in den Ausbreitungszonen mittelozeanischer Rücken; ausgebrochene Basalte erhalten beim Abkühlen unter den Curie-Punkt im Erdmagnetfeld eine remanente Magnetisierung. Die Magnetisierungsrichtung stimmt mit der Richtung des Erdmagnetfeldes überein, jedoch bilden die ausgebrochenen Basalte aufgrund periodischer Umkehrungen des Erdmagnetfeldes Streifen mit in verschiedene Richtungen Magnetisierung: direkt (wie moderne Richtung magnetisches Feld) und umgekehrt.

Abbildung - Schema der Bildung der Streifenstruktur der magnetisch aktiven Schicht und der magnetischen Anomalien des Ozeans (Vine-Matthews-Modell).

Zusammen mit einem Teil des oberen Erdmantels besteht er aus mehreren sehr großen Blöcken, den sogenannten Lithosphärenplatten. Ihre Dicke variiert zwischen 60 und 100 km. Die meisten Teller enthalten sowohl kontinentale als auch Ozeanische Kruste. Es gibt 13 Hauptplatten, von denen 7 die größten sind: Amerikanisch, Afrikanisch, Indo- und Amur-Platte.

Die Platten liegen auf einer Kunststoffschicht des oberen Erdmantels (Asthenosphäre) und bewegen sich langsam relativ zueinander mit einer Geschwindigkeit von 1-6 cm pro Jahr. Diese Tatsache wurde durch den Vergleich von Fotos festgestellt, die mit aufgenommen wurden Künstliche Satelliten Erde. Sie deuten darauf hin, dass die Konfiguration in der Zukunft völlig anders sein könnte als die heutige, da bekannt ist, dass sich die amerikanische Lithosphärenplatte in Richtung Pazifik bewegt und die eurasische Platte sich der afrikanischen, indo-australischen und auch der afrikanischen Platte nähert Pazifik. Die amerikanische und die afrikanische Lithosphärenplatte bewegen sich langsam auseinander.

Die Kräfte, die die Divergenz lithosphärischer Platten verursachen, entstehen, wenn sich das Material des Mantels bewegt. Kraftvolle Aufwärtsströme dieser Substanz drücken die Platten auseinander, reißen die Erdkruste auseinander und bilden tiefe Verwerfungen darin. Aufgrund von Unterwasserausbrüchen von Lava bilden sich Schichten entlang von Verwerfungen. Durch das Einfrieren scheinen sie Wunden – Risse – zu heilen. Allerdings nimmt die Dehnung wieder zu und es kommt erneut zu Brüchen. Also allmählich zunehmend, Lithosphärenplatten divergieren in verschiedene Richtungen.

An Land gibt es Verwerfungszonen, die meisten davon befinden sich jedoch in den Meeresrücken, wo die Erdkruste dünner ist. Die größte Verwerfung an Land befindet sich im Osten. Es erstreckt sich über 4000 km. Die Breite dieser Verwerfung beträgt 80-120 km. Seine Außenbezirke sind übersät mit ausgestorbenen und aktiven Arten.

Entlang anderer Plattengrenzen werden Plattenkollisionen beobachtet. Es geschieht auf unterschiedliche Weise. Wenn Platten, von denen eine ozeanische und die andere kontinentale Kruste aufweist, einander näher kommen, sinkt die vom Meer bedeckte Lithosphärenplatte unter die kontinentale Platte. In diesem Fall erscheinen Bögen () oder Gebirgszüge (). Wenn zwei Platten mit kontinentaler Kruste kollidieren, werden die Ränder dieser Platten zu Gesteinsfalten zerdrückt und es entstehen Gebirgsregionen. So entstanden sie beispielsweise an der Grenze der Eurasischen und Indo-Australischen Platte. Das Vorhandensein von Berggebieten in Innenteile Lithosphärenplatte weist darauf hin, dass es einst eine Grenze zwischen zwei Platten gab, die fest miteinander verschweißt und in eine einzige, größere Lithosphärenplatte umgewandelt wurden. Somit ist es möglich, sie herzustellen Allgemeine Schlussfolgerung: Grenzen lithosphärischer Platten – bewegliche Gebiete, zu denen Vulkane, Zonen, bergige Landschaften, mittelozeanische Rücken, Tiefseegräben und Dachrinnen. Sie entstehen an der Grenze lithosphärischer Platten, deren Ursprung mit Magmatismus verbunden ist.

Es gibt zwei Arten von Lithosphären. Die ozeanische Lithosphäre hat eine etwa 6 km dicke ozeanische Kruste. Es ist größtenteils vom Meer bedeckt. Die kontinentale Lithosphäre ist bedeckt kontinentale Kruste Mächtigkeit von 35 bis 70 km. Hauptsächlich Diese Kruste ragt nach oben und bildet Land.

Platten

Gesteine ​​und Mineralien

Bewegliche Platten

Die Platten der Erdkruste bewegen sich ständig, wenn auch sehr langsam, in verschiedene Richtungen. Durchschnittsgeschwindigkeit ihre Bewegung beträgt 5 cm pro Jahr. Ihre Nägel wachsen ungefähr im gleichen Tempo. Da alle Platten fest zusammenpassen, wirkt sich die Bewegung einer von ihnen auf die umliegenden Platten aus und führt dazu, dass diese sich allmählich bewegen. Platten können sich auf unterschiedliche Weise bewegen, was an ihren Grenzen zu sehen ist, aber die Gründe, die zu Plattenbewegungen führen, sind den Wissenschaftlern noch unbekannt. Offenbar hat dieser Prozess weder Anfang noch Ende. Dennoch behaupten einige Theorien, dass eine Art der Plattenbewegung sozusagen „primär“ sein kann und von ihr aus alle anderen Platten beginnen, sich zu bewegen.

Eine Art der Plattenbewegung ist das „Tauchen“ einer Platte unter eine andere. Einige Wissenschaftler glauben, dass diese Art von Bewegung alle anderen Plattenbewegungen verursacht. An manchen Grenzen verfestigt sich geschmolzenes Gestein, das zwischen zwei Platten an die Oberfläche drückt, an deren Rändern und drückt die Platten auseinander. Dieser Vorgang kann auch dazu führen, dass sich alle anderen Platten bewegen. Es wird auch angenommen, dass zusätzlich zum primären Stoß die Bewegung der Platten durch Riesen angeregt wird Wärmeströme, im Erdmantel zirkulierend (siehe Artikel „“).

Driftende Kontinente

Wissenschaftler glauben, dass seit der Bildung der primären Erdkruste die Bewegung der Platten die Position, Form und Größe von Kontinenten und Ozeanen verändert hat. Dieser Vorgang wurde aufgerufen Tektonik Platten. Sind gegeben unterschiedliche Beweise diese Theorie. Zum Beispiel die Umrisse von Kontinenten wie Südamerika und Afrika sehen aus, als wären sie einst eins. Zweifelsohne wurden auch Ähnlichkeiten in der Struktur und dem Alter der Gesteine ​​entdeckt, aus denen die Antike bestand Bergketten auf beiden Kontinenten.

1. Wissenschaftlern zufolge waren die Landmassen, die heute Südamerika und Afrika bilden, vor mehr als 200 Millionen Jahren miteinander verbunden.

2. Anscheinend unten Atlantischer Ozean allmählich ausgedehnt, da sich an den Plattengrenzen neues Gestein bildete.

3. Derzeit entfernen sich Südamerika und Afrika aufgrund der Plattenbewegung mit einer Geschwindigkeit von etwa 3,5 cm pro Jahr voneinander.