Тектоника литосферных плит презентация

Тектоника литосферных плит
В геологии сложилось 2 представления о литосфере:
1. Фиксизм – научная концепция, отрицающая горизонтальные перемещения частей литосферы.
2. Мобилизм – научная концепция, признающая горизонтальные перемещения частей литосферы.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Владимир Белоусов, приверженец фиксизма, возглавлял борьбу против теории ТЛП в СССР.
Альфред Вегенер, приверженец мобилизма, в 1912 г. создал гипотезу дрейфа материков.

Теория дрейфа материков
Исходной посылкой к созданию теории стало совпадение очертаний западного побережья Африки и восточного Южной Америки. Если эти континенты сдвинуть, то они совпадают, как если бы образовались в результате раскола одного праматерика.
Другим направлением доказательства теории стали палеоклиматические реконструкции, палеонтологические и биогеографические аргументы. Многие животные и растения имеют ограниченные ареалы, по обе стороны Атлантического океана. Они очень схожи, но разделены многокилометровым водным пространством, и трудно предположить, что они пересекли океан.

Основные положения ТЛП:
1. Литосфера и астеносфера
Верхняя часть твёрдой Земли делится на хрупкую литосферу и пластичную астеносферу.
Литосфера – верхняя, твёрдая оболочка Земли, нижняя граница которой является изотерма +1300°С. Ниже – астеносфера. Она состоит из горных пород такого же состава, но уже подплавленных и пластичных.

2. Литосферные плиты
Литосфера разделена на плиты, движущиеся по астеносфере.
Выделяют 7 наиболее крупных литосферных плит:
1. Австралийская,
2. Антарктическая,
3. Африканская,
4. Евразийская,
5. Североамериканская,
6. Южноамериканская,
7. Тихоокеанская.

2. Литосферные плиты. Закон Эйлера
Перемещения плит подчиняются законам сферической геометрии и могут быть описаны на основе теоремы Эйлера.
Теорема вращения Эйлера утверждает, что любое вращение трёхмерного пространства имеет ось. Таким образом, вращение может быть описана тремя параметрами: координаты оси вращения (например, её широта и долгота) и угол поворота.
На основании этого положения может быть реконструировано положение континентов в прошлые геологические эпохи. Анализ перемещений континентов привёл к выводу, что каждые 400-600 млн. лет они объединяются в единый суперконтинент, подвергающийся в дальнейшем распаду. В результате раскола такого суперконтинента Пангеи, произошедшего 200-150 млн. лет назад, и образовались современные континенты.

3. Движения литосферных плит

Главные литосферные плиты
1 – поддвиговые (субдукционные), 2 – раздвиговые, 3 – сдвиговые (трансформные), в том числе сплошные – активные, штриховые – неактивные, трассируемые по магнитным данным, 4 – неуверенные; 5 – направления относительных перемещений плит; 6 – эпицентры глубокофокусных землетрясений.

Дивергентные перемещения приводят к образованию рифтов.
Рифт – линейно вытянутая тектоническая структура, представляющая собой расселину в месте дивергенции литосферных плит.

В результате спрединга возникают срединно-океанические хребты.
СОХ – крупная тектоническая структура на дне Мирового океана, представляющая собой горную систему, образовавшуюся вдоль зоны рифта.
С образованием океанического рифта связан спрединг.
Спрединг – процесс расширения океанического дна за счёт внедрения магмы в зоне рифта.
Скорость спрединга, варьируется от 1,5 до 15—18 см/год

Континентальные рифты превращаются:
А) при разрыве материковой ЗК – в океанические рифты (пример: Красное море)
Б) при остановке роста – в авлакогены (континентальные разломы, заполненные осадками; пример: Донецкий прогиб).

При конвергенции существует 3 варианта взаимодействия ЛП:
Субдукция (лат. – «проведение под») – опускание «океанической» ЛП под другую ЛП.
Средняя скорость субдукции – от 2 до 8 см/год.
Случай А: О → ← О;
Пример: Тихоокеанская ЛП ↘ Филиппинскую ЛП
Результат: Марианский желоб и Марианские острова

Случай Б: О → ← К;
Пример: Наска ЛП ↘ Южноамериканскую ЛП
Результат: Чилийский и Перуанский желоба
и горы Анды

2. Обдукция (лат. – «покрывание») – надвиг «океанической» ЛП на «материковую».
Случай: О ↗ К
Пример: Евразийская ЛП ↗ Аравийскую ЛП
Результат: Оманские горы (Хаджар)

3. Коллизия (лат. – «столкновение») – столкновение двух «материковых» ЛП.
Случай: К →← К
Пример: Индостанская ЛП →← Евразийская ЛП
Результат: горы Гималаи, нагорье Тибет.

При сдвиговых перемещениях возникают трансформные разломы.
Большинство трансформных разломов расположены на океаническом дне. Направление сдвига бывает левое и правое.
Классический пример: разлом Сан-Андреас (Калифорния, США).

4. Причины движения литосферных плит
Основной причиной движения ЛП является конвекция магмы, обусловленная мантийными теплогравитационными течениями.
_________________________________________
Конвекция магмы - дифференциация химического состава магмы в результате снижения T и P, обусловливающих отделение основной фазы, растворенной в магме.
Артур Холмс – автор теории конвекции магмы (1929 год), объясняющей механизм движения литосферных плит.

5. Объём Земли
Объём поглощённой в зонах субдукции океанской коры равен объёму коры, возникающей в зонах спрединга. Это положении подчёркивает мнение о постоянстве объёма Земли.

6. Суперконтинентальные циклы
Анализ движений материков приводит к выводу, что каждые несколько сот миллионов лет они объединяются в единый суперконтинент, в дальнейшем подвергающийся распаду.
Возможно, через 200-300 млн лет все нынешние материки соединятся в суперконтинент Пангея Ультима (Последняя Пангея).

Будущее Земли
Интроверсия (Кристофер Скотезе) – Пангея Ультима
Ортоверсия
Экстраверсия (Пол Ф. Хоффман)

Минусы геосинклинальной гипотезы
В этой гипотезе нет конкретного объяснения истории образования и геологического развития океанов. Некоторые ученые поступали довольно просто: они продолжали в океан выделяемые на континентах структуры. Погрузив участки кратонов и горно-складчатых поясов на абиссальное дно, они выводили их на поверхность у берегов противолежащих континентов, стараясь создать единую схему распространения известных на континентах образований.
По мнению Кропоткина, опускание (без раздвигания материков в области Атлантического и Индийского океанов) привело бы к перемещению вод океана во вновь образовавшиеся впадины. В этом случае уровень океана должен понизиться на 1 км, а это должно было вызвать огромную регрессию в течение мезозоя и кайнозоя. Но геологические данные показывают, что в это время наоборот были самые крупные трансгрессии.

Недостатки тектоники литосферных плит
Распределение более разогретых и менее разогретых областей в мантии соответствует картине распределения литосферных плит и континентов и океанов лишь до глубин 300 — 400 км максимум, ниже эта картина существенно другая. Это означает, что названная глубина, отвечающая границе верхней и средней мантии, является нижним пределом действия тектоники плит.
Описание является чисто кинематическим, не раскрывает существа сил, вызывающих перемещение плит, а ограничивается общим указанием, что их причиной служит конвекция в мантии Земли;
Данные исторической геологии, касающиеся континентов, позволяют утверждать, что в своей современной форме геотектоника плит действовала лишь в течение последнего миллиарда лет истории Земли;
Отсутствует объяснение внутриплитных деформаций, и особенно магматизма (были предложены кроме конвекционных ячеек плюмы).

В 1994 г. появилось основание считать, что наступает новый момент очередной смены парадигмы. В Японии в первом номере юбилейного, 100-го тома журнала Японского геологического общества, опубликована подборка статей японских геологов и геофизиков по конкретным вопросам геодинамики, которые положили начало двум новым научным направлениям – глобальная геодинамика и историческая геодинамика.
В новой теории глобальной геодинамики в Земле выделяется по характеру господствующих геодинамических процессов три главных области: тектоносфера, охватывающая кору и верхнюю мантию с переходной зоной; нижняя мантия и ядро. В тектоносфере господствует тектоника плит, в нижней мантии – плюм-тектоника мантийных струй и в ядре – «тектоника ядра», выражающаяся в разрастании внутреннего ядра за счет внешнего.
Глобальная геодинамика как новая теория пока находится в своем развитии. Есть вопросы, которые она не решает. В качестве недостатка описанной модели можно указать то, что Земля в ней трактуется как замкнутая система, в то время как она в действительности является открытой, непрерывно взаимодействующей с космосом.