Dugo je vremena geološkom znanošću dominirala hipoteza o nepromjenjivom položaju kontinenata i oceana. Općenito je prihvaćeno da su obje nastale prije stotina milijuna godina i nikada nisu promijenile svoj položaj. Tek povremeno, kad bi se visina kontinenata znatno smanjila, a razina Svjetskog oceana povisila, more bi nadiralo nizine i plavilo ih.

Među geolozima je uvriježeno mišljenje da zemljina kora doživljava samo sporo vertikalno kretanje, pa se zbog toga stvara kopneni i podvodni reljef.

S idejom da je "zemaljski nebeski svod" u stalnom vertikalnom kretanju, zahvaljujući kojem se formira Zemljin reljef, velika većina geologa se odavno složila. Često ta kretanja imaju veliku amplitudu i brzinu i dovode do velikih katastrofa, poput potresa. No, postoje i vrlo spori vertikalni pokreti promjenjivog predznaka koji nisu zamjetni ni najosjetljivijim instrumentima. To su takozvana oscilatorna gibanja. Tek u vrlo dugom vremenskom razdoblju ustanovljeno je da su planinski vrhovi narasli za nekoliko centimetara, a riječne doline su se produbile.

Krajem XIX - početkom XX stoljeća. neki prirodoslovci sumnjali su u valjanost ovih pretpostavki i počeli su oprezno izražavati ideje o jedinstvu kontinenata u geološkoj prošlosti, trenutno odvojenih golemim oceanima. Ovi znanstvenici, kao i mnogi naprednjaci, našli su se u teškoj poziciji jer njihova pretpostavka nije bila dokazana. Doista, ako bi se vertikalne oscilacije zemljine kore mogle objasniti nekim unutarnjim silama (na primjer, djelovanjem Zemljine topline), tada je kretanje golemih kontinenata duž zemljine površine bilo teško zamislivo.

WEGENEROVA HIPOTEZA

Početkom XX. stoljeća. Veliku popularnost među prirodoslovcima, zahvaljujući radovima njemačkog geofizičara A. Wegenera, dobila je ideja o pomicanju kontinenata. Proveo je mnogo godina na ekspedicijama iu studenom 1930. (točan datum nije poznat) umro je na ledenjacima Grenlanda. Znanstveni svijet šokirala je vijest o smrti A. Wegenera, koji je bio u naponu svojih stvaralačkih snaga. Do tog vremena popularnost njegove ideje o pomicanju kontinenata dosegnula je svoj zenit. Mnogi geolozi i geofizičari, paleogeografi i biogeografi su ih prihvatili sa zanimanjem, počela su se pojavljivati ​​talentirana djela u kojima su te ideje razvijene.

A. Wegener je došao na ideju o mogućem pomicanju kontinenata kada je pažljivo pregledao geografsku kartu svijeta. Bio je zadivljen nevjerojatnom sličnošću obrisa obala Južne Amerike i Afrike. Kasnije se A. Wegener upoznaje s paleontološkim materijalima koji svjedoče o postojanju nekoć kopnenih veza između Brazila i Afrike. To je pak poslužilo kao poticaj za detaljniju analizu dostupnih geoloških i paleontoloških podataka i dovelo do čvrstog uvjerenja da je njegova pretpostavka točna.

Isprva je bilo teško prevladati dominaciju dobro razrađenog koncepta nepromjenjivosti položaja kontinenata, odnosno hipoteze fiksizma, od strane duhovite, prema čisto spekulativnoj pretpostavci mobilista, koja se dosad temeljila samo na na sličnosti konfiguracija suprotnih obala Atlantskog oceana, isprva je bilo teško. A. Wegener je vjerovao da će sve svoje protivnike moći uvjeriti u valjanost pomicanja kontinenata tek kada se prikupe čvrsti dokazi temeljeni na opsežnoj geološkoj i paleontološkoj građi.

Da bi potvrdili pomicanje kontinenata, A. Wegener i njegovi pristaše naveli su četiri skupine neovisnih dokaza: geomorfološke, geološke, paleontološke i paleoklimatske. Dakle, sve je počelo s određenom sličnošću obala kontinenata koji se nalaze s obje strane Atlantskog oceana; obrisi obala kontinenata koji okružuju Indijski ocean imaju manje jasnu podudarnost. A. Wegener je pretpostavio da su prije oko 250 milijuna godina svi kontinenti bili grupirani u jedan divovski superkontinent - Pangeu. Ovaj superkontinent sastojao se od dva dijela. Na sjeveru je bila Laurasia, koja je ujedinila Euroaziju (bez Indije) i Sjevernu Ameriku, a na jugu - Gondwana, predstavljena Južnom Amerikom, Afrikom, Hindustanom, Australijom i Antarktikom.

Rekonstrukcija Pangee temeljila se uglavnom na geomorfološkim podacima. Njih u potpunosti potvrđuje sličnost geoloških presjeka pojedinih kontinenata i područja razvoja pojedinih vrsta životinjskih i biljnih carstava. Sva drevna flora i fauna južnih gondvanskih kontinenata čini jedinstvenu zajednicu. Mnogi kopneni i slatkovodni kralježnjaci, kao i oblici plitkovodnih beskralješnjaka, koji se ne mogu aktivno kretati na velike udaljenosti i žive kao da su na različitim kontinentima, pokazali su se iznenađujuće bliskim i sličnim jedni drugima. Teško je zamisliti kako bi se drevna flora mogla naseliti ako su kontinenti bili odvojeni jedan od drugog istom velikom udaljenosti kao sada.

Uvjerljive dokaze u korist postojanja Pangee, Gondwane i Laurasije dobio je A. Wegener nakon sažimanja paleoklimatskih podataka. Tada se već dobro znalo da gotovo svi južni kontinenti imaju tragove najveće ledene ploče, koja se dogodila prije oko 280 milijuna godina. Ledenjačke formacije u obliku fragmenata drevnih morena (nazivaju se tiliti), ostaci ledenjačkih oblika i tragovi kretanja ledenjaka poznati su u Južnoj Americi (Brazil, Argentina), Južnoj Africi, Indiji, Australiji i na Antarktici. Teško je zamisliti kako bi se, s obzirom na trenutni položaj kontinenata, glacijacija mogla dogoditi gotovo istovremeno u područjima tako udaljenim jedno od drugog. Osim toga, većina navedenih područja glacijacije trenutno se nalazi u ekvatorijalnim širinama.

Protivnici hipoteze o pomicanju kontinenata iznijeli su sljedeće argumente. Po njihovom mišljenju, iako su se svi ovi kontinenti u prošlosti nalazili u ekvatorijalnim i tropskim širinama, bili su na mnogo višem hipsometrijskom položaju nego sada, što je dovelo do pojave leda i snijega unutar njih. Uostalom, sada je na planini Kilimandžaro vječni snijeg i led. Međutim, malo je vjerojatno da ukupna visina Kontinenata u tom dalekom vremenu iznosila je 3500-4000 m. Za ovu pretpostavku nema temelja, jer bi u tom slučaju kontinenti bili podvrgnuti intenzivnoj eroziji i na njihovom bi se okviru trebali nakupljati slojevi grubog klastičnog materijala, slično nakupinama u završnim slivovima planinskih rijeka. U stvarnosti su na epikontinentalnom pojasu taloženi samo sitnozrnati i kemogeni sedimenti.

Stoga je najprihvatljivije objašnjenje ovog jedinstvenog fenomena, odnosno prisutnosti drevnih morena u modernim ekvatorijalnim i tropskim područjima Zemlje, da je prije 260 - 280 milijuna godina kontinent Gondwana, koji se sastojao od Južne Amerike, Indije, Afrike , Australija i Antarktika, nalazila se na visokim geografskim širinama, blizu Južnog geografskog pola.

Protivnici hipoteze o pomicanju nisu mogli zamisliti kako su se kontinenti pomicali na tako velikim udaljenostima. A. Wegener je to objasnio primjerom kretanja santi leda, koje se odvijalo pod utjecajem centrifugalnih sila zbog rotacije planeta.

Zbog jednostavnosti i jasnoće, a što je najvažnije, uvjerljivosti činjenica koje se navode u obranu hipoteze o pomicanju kontinenata, brzo je postala popularna. No, nakon uspjeha ubrzo je uslijedila kriza. Početak kritičkog stava prema hipotezi postavili su geofizičari. Primili su veliki brojčinjenice i fizičke proturječnosti u lancu logičkih dokaza za kretanje kontinenata. To im je omogućilo da dokažu neuvjerljivu prirodu metode i uzroka pomicanja kontinenata, a do početka 1940-ih ova je hipoteza izgubila gotovo sve svoje pristaše. Do 50-ih godina XX. stoljeća. većini geologa se činilo da hipotezu o pomicanju kontinenata treba konačno napustiti i da se može smatrati samo jednim od povijesnih paradoksa znanosti koji nisu dobili potvrdu i nisu izdržali test vremena.

PALEOMAGNETIZAM I NEOMOBILIZAM

Od sredine XX. stoljeća. znanstvenici su započeli intenzivno proučavanje reljefa i geologije oceanskog dna njegove duboke unutrašnjosti, kao i fizike, kemije i biologije oceanskih voda. Morsko dno je sondirano brojnim instrumentima. Dešifrirajući zapise seizmografa i magnetometra, geofizičari su došli do novih činjenica. Utvrđeno je da su mnoge stijene u procesu svog nastanka stekle magnetizaciju u smjeru postojećeg geomagnetskog pola. U većini slučajeva, ta zaostala magnetizacija ostaje nepromijenjena mnogo milijuna godina.

Trenutno već postoje dobro razvijene metode za uzimanje uzoraka i određivanje njihove magnetizacije specijalni uređaji- magnetometri. Određivanjem smjera magnetizacije stijena različite starosti, može se saznati kako se smjer geomagnetskog polja mijenjao u svakom pojedinom području za određeno vremensko razdoblje.

Proučavanje zaostale magnetizacije stijena dovelo je do dva temeljna otkrića. Prvo, utvrđeno je da se tijekom duge povijesti Zemlje magnetizacija mnogo puta mijenjala - od normalne, tj. koja odgovara modernoj, do obrnute. Ovo je otkriće potvrđeno početkom 60-ih godina našeg stoljeća. Pokazalo se da orijentacija magnetiziranja jasno ovisi o vremenu, pa su na temelju toga konstruirane ljestvice preokreta magnetskog polja.

Drugo, utvrđena je određena simetrija u proučavanju stupova lave koji leže s obje strane srednjooceanskih grebena. Taj se fenomen naziva magnetska anomalija. Takve su anomalije simetrično smještene s obje strane srednjooceanskog grebena, a svaki od njihovih simetričnih parova ima istu starost. Štoviše, potonji se prirodno povećava s udaljenošću od osi srednjooceanskog grebena prema kontinentima. Trakaste magnetske anomalije su, takoreći, zapis preokreta, tj. promjena smjera magnetskog polja na golemoj "magnetskoj vrpci".

Američki znanstvenik G. Hess je sugerirao, kasnije mnogo puta potvrđeno, da se djelomično rastaljena tvar plašta diže na površinu duž pukotina i kroz rascjepne doline koje se nalaze u aksijalnom dijelu srednjooceanskog hrpta. Širi se u različitim smjerovima od osi grebena i u isto vrijeme, kao da se razdvaja, otkriva dno oceana. Tvar plašta postupno ispunjava pukotinu pukotine, smrzava se u njoj, magnetizira se na temelju postojećeg magnetskog polariteta, a zatim je, probijajući se otprilike u sredini, odguruje novi dio taline. Na temelju vremena inverzije i redoslijeda izmjene izravne i obrnute magnetizacije određuje se starost oceana i dešifrira povijest njihova razvoja.

Pokazalo se da su trakaste magnetske anomalije oceanskog dna najprikladnija informacija za rekonstrukciju epoha polariteta geomagnetskog polja u geološkoj prošlosti. Ali ima još puno toga važan smjer proučavanje magmatskih stijena. Na temelju remanentne magnetizacije drevnih stijena moguće je odrediti smjer paleomeridijana, a time i koordinate sjevernog i južnog pola u određenoj geološkoj epohi.

Prva određivanja položaja drevnih polova pokazala su da što je starija era koja se proučava, to se više razlikuje položaj magnetskog pola od modernog. No, glavna stvar je da su koordinate polova, određene iz stijena iste starosti, iste za svaki pojedini kontinent, a za različite kontinente imaju odstupanje koje se povećava kako idete dublje u daleku prošlost.

Jedan od fenomena paleomagnetskih studija bila je nekompatibilnost položaja magnetskih drevnih i modernih polova. Kada ih pokušavate kombinirati, svaki put je bilo potrebno pomaknuti kontinente. Važno je napomenuti da su se magnetski polovi kasnog paleozoika i ranog mezozoika spojili s modernim kontinentima, pomaknuli u jedan golemi kontinent, vrlo sličan Pangei.

Takvi zapanjujući rezultati paleomagnetskih istraživanja pridonijeli su vraćanju hipoteze o pomicanju kontinenata sa strane širokih znanstvenih krugova. Engleski geofizičar E. Bullard i njegovi kolege odlučili su provjeriti početnu premisu pomicanja kontinenata - sličnost kontura kontinentalnih blokova, trenutno odvojenih Atlantskim oceanom. Kombinacija je provedena uz pomoć elektroničkih računala, ali ne po konturi obalnih linija, kao što je to učinio A. Wegener, već po izobati od 1800 m, koja se proteže otprilike sredinom kontinentalne padine. Konture kontinenata, smještenih s obje strane Atlantika, podudarale su se na znatnoj udaljenosti.

TEKTONIKA LITOSFERNIH PLOČA

Otkrića primarne magnetizacije, polova magnetskih anomalija s promjenjivim predznakom, simetričnih osi srednjooceanskih grebena, promjena položaja magnetskih polova tijekom vremena i niz drugih otkrića doveli su do oživljavanja hipoteza pomicanja kontinenata.

Ideja o širenju oceanskog dna od osi srednjooceanskih grebena do periferije više je puta potvrđena, osobito nakon dubinskog bušenja. Seizmolozi su dali veliki doprinos razvoju ideja mobilizma (pomicanja kontinenata). Njihova su istraživanja omogućila razjašnjavanje obrasca raspodjele zona seizmičke aktivnosti na zemljinoj površini. Pokazalo se da su te zone prilično uske, ali proširene. Ograničeni su na rubove kontinenata, otočne lukove, a također i na srednjooceanske hrptove.

Ponovno oživljena hipoteza o pomicanju kontinenata naziva se tektonika litosferne ploče. Te se ploče polako kreću po površini našeg planeta. Njihova debljina ponekad doseže 100-120 km, ali češće je 80-90 km. Na Zemlji postoji nekoliko litosfernih ploča (slika 1) - osam velikih i desetak malih. Potonje se često nazivaju mikroploče. Dvije velike ploče nalaze se unutar Tihog oceana i predstavljene su tankom i lako propusnom oceanskom korom. Antarktička, indoaustralska, afrička, sjevernoamerička, južnoamerička i euroazijska litosferna ploča imaju kontinentalni tip kore. Imaju različite rubove (bordere). U slučajevima kada se ploče razilaze, njihovi se rubovi nazivaju divergentnim. Budući da se razilaze, tvar plašta ulazi u nastalu pukotinu (zonu rascjepa). Smrzava se na površini dna i gradi oceansku koru. Novi dijelovi tvari plašta proširuju zonu rascjepa, što uzrokuje pomicanje litosfernih ploča. Na mjestu njihovog odvajanja nastaje ocean čija se veličina stalno povećava. Ova vrsta granice je fiksirana modernim oceanskim pukotinama duž osi srednjooceanskih grebena.

Riža. 1. Moderne litosferne ploče Zemlje i smjer njihova kretanja.

1 - osi širenja i rasjedi; 2 - planetarni kompresijski remeni; 3 - konvergentne granice ploča; 4 - moderni kontinenti

Kada litosferne ploče konvergiraju, njihove se granice nazivaju konvergentnim. U zoni konvergencije odvijaju se složeni procesi. Mogu se razlikovati dva glavna. Kada se oceanska ploča sudari s drugom oceanskom ili kontinentalnom, ona tone u plašt. Ovaj proces je popraćen savijanjem i lomljenjem. Potresi dubokog fokusa javljaju se u zoni slijeganja. Na tim mjestima nalaze se Zavaritsky-Benioffove zone.

Oceanska ploča ulazi u plašt i tamo se djelomično pretapa. Istodobno, njegove najlakše komponente, topeći se, ponovno se dižu na površinu u obliku vulkanskih erupcija. Ovo je priroda pacifičkog vatrenog prstena. Teške komponente polako tonu u plašt i mogu potonuti sve do granica jezgre.

U slučaju sudara dviju kontinentalnih litosfernih ploča dolazi do efekta kao što je hummocking.

Opažamo ga više puta tijekom kretanja leda, dok se sante leda sudaraju i razbijaju krećući se jedna prema drugoj. Kora kontinenata mnogo je lakša od plašta, pa ploče ne tonu u plašt. Kada se sudare, stisnu se i na njihovim se rubovima pojavljuju velike planinske strukture.

Brojna i dugotrajna promatranja omogućila su geofizičarima da utvrde prosječne brzine kretanja litosfernih ploča. Unutar alpsko-himalajskog kompresijskog pojasa, koji je nastao kao rezultat sudara afričke i hindustanske ploče s euroazijskom, stope konvergencije kreću se od 0,5 cm / godišnje u regiji Gibraltara do 6 cm / godina u regijama Pamira i Himalaje. .

Trenutno Europa "plovi" iz Sjeverne Amerike brzinom do 5 cm / godišnje. Međutim, Australija "napušta" Antarktiku maksimalnom brzinom - u prosjeku 14 cm / godišnje.

Najveće brzine kretanja imaju oceanske litosferne ploče - njihova brzina je 3-7 puta veća od brzine kontinentalnih litosfernih ploča. “Najbrža” je Tihooceanska ploča, a “najsporija” je Euroazijska.

MEHANIZAM GIBANJA LITOSFERNIH PLOČA

Teško je zamisliti da se ogromni i masivni kontinenti mogu sporo kretati. Još je teže odgovoriti na pitanje zašto se sele? Zemljina kora je ohlađena i potpuno kristalizirana masa. Odozdo je ispod njega djelomično rastaljena astenosfera. Lako je pretpostaviti da su litosferne ploče nastale tijekom hlađenja djelomično rastaljene tvari astenosfere, slično procesu stvaranja leda u vodenim tijelima zimi. Međutim, razlika je u tome što je led lakši od vode, dok su kristalizirani silikati litosfere teži od svoje taline.

Kako nastaju oceanske litosferne ploče?

Vruća i djelomično rastaljena tvar astenosfere diže se u prostor između njih, koja se, padajući na površinu oceanskog dna, hladi i, kristalizirajući, pretvara u stijene litosfere (slika 2). Prethodno formirani dijelovi litosfere, kao da se još više "zamrzavaju" i cijepaju u pukotine. Novi dio vruće tvari ulazi u ove pukotine i, skrućujući se, povećavajući volumen, gura ih. Proces se ponavlja mnogo puta.

Riža. 2. Shema kretanja krutih litosfernih ploča (prema B. Isaacsu i dr.)

Stijene litosfere teže su od vruće materije astenosfere koja leži ispod nje i, stoga, što su deblje, to dublje tonu ili ulegnu u plašt. Zašto litosferne ploče, ako su teže od tvari rastaljenog plašta, ne tonu u njemu? Odgovor je prilično jednostavan. Ne tonu jer je laka zemljina kora, koja ima ulogu plovka, odozgo "zalemljena" na teški plaštani dio kontinentalnih ploča. Stoga je prosječna gustoća stijena na kontinentalnim pločama uvijek manja od prosječne gustoće tvari vrućeg plašta.

S druge strane, oceanske ploče teže su od plašta i zato prije ili kasnije utonu u plašt i potone ispod lakših kontinentalnih ploča.

Prilično dugo se oceanska litosfera, poput divovskih "spljoštenih tanjura", drži na površini. U skladu s Arhimedovim zakonom, masa astenosfere pomaknute ispod njih jednaka je masi samih ploča i vode koja ispunjava litosferske depresije. Postoji dugotrajni uzgon. Međutim, to se ne može dugo nastaviti. Cjelovitost "tanjurića" ponekad je narušena na mjestima gdje se javljaju prekomjerna naprezanja, a ona su to jača što ploče tonu dublje u plašt, a samim tim i starije. Vjerojatno su u litosfernim pločama starijim od 150 milijuna godina nastala naprezanja koja su daleko nadmašivala krajnju čvrstoću same litosfere, razdvojile se i potonule u vrući plašt.

GLOBALNE REKONSTRUKCIJE

Položaj polova i geografska zonalnost u geološkoj prošlosti utvrđuju se na temelju proučavanja zaostale magnetizacije stijena kontinenata i oceanskog dna. Paleolatitudes se u pravilu ne podudaraju s modernim zemljopisne širine, a ta se razlika povećava s povećanjem udaljenosti od sadašnjeg vremena.

Kombinirana uporaba geofizičkih (paleomagnetskih i seizmičkih), geoloških, paleogeografskih i paleoklimatskih podataka omogućuje rekonstrukciju položaja kontinenata i oceana za različita vremenska razdoblja u geološkoj prošlosti. U tim istraživanjima sudjeluju brojni stručnjaci: geolozi, paleontolozi, paleoklimatolozi, geofizičari, kao i računalni stručnjaci, jer ne sami izračuni vektora zaostale magnetizacije, već njihova interpretacija nezamisliva je bez upotrebe računala. Rekonstrukcije su neovisno izveli sovjetski, kanadski i američki znanstvenici.

Tijekom gotovo cijelog paleozoika južni su kontinenti bili ujedinjeni u jedan golemi kontinent, Gondvanu. Nema pouzdanih dokaza o postojanju južnog Atlantika i Indijskog oceana u paleozoiku.

Na početku kambrijskog razdoblja, prije otprilike 550 - 540 milijuna godina, Gondwana je bila najveći kontinent. Na sjevernoj hemisferi su joj se suprotstavljali različiti kontinenti (sjevernoamerički, istočnoeuropski i sibirski), kao i manji broj mikrokontinenata. Između sibirskog i istočnoeuropskog kontinenta, s jedne strane, i Gondvane, s druge strane, nalazio se Paleoazijski ocean, a između sjevernoameričkog kontinenta i Gondvane bio je Paleo-Atlantski ocean. Osim njih, u to daleko vrijeme postojao je ogroman oceanski prostor - analog modernog Tihog oceana. Kraj ordovicija, prije otprilike 450 - 480 milijuna godina, karakterizirala je konvergencija kontinenata na sjevernoj hemisferi. Njihovi sudari s otočnim lukovima doveli su do rasta rubnih dijelova sibirskog i sjevernoameričkog kopna. Paleoazijski i paleoatlantski oceani počinju se smanjivati. Nakon nekog vremena na ovom se mjestu pojavljuje novi ocean - Paleotethys. Zauzimao je teritorij moderne južne Mongolije, Tien Shana, Kavkaza, Turske i Balkana. Novi vodeni bazen također je nastao na mjestu modernog planinskog lanca Ural. Širina Uralskog oceana premašila je 1500 km. Prema paleomagnetskim određenjima Južni se pol u to vrijeme nalazio u sjeverozapadnom dijelu Afrike.

U prvoj polovici devonskog razdoblja, prije 370 - 390 milijuna godina, počeli su se spajati kontinenti: Sjeverna Amerika sa Zapadnom Europom, uslijed čega je nastao novi kontinent, Euramerica, ali ne zadugo. Suvremene planinske strukture Apalača i Skandinavije nastale su zbog sudara ovih kontinenata. Paleotethys je donekle smanjen u veličini. Na mjestu Uralskog i Paleoazijskog oceana sačuvani su mali reliktni bazeni. Južni pol se nalazio na području današnje Argentine.

Velik dio Sjeverne Amerike nalazio se na južnoj hemisferi. Sibirski, kineski, australski kontinent i istočni dio Euramerice nalazili su se u tropskim i ekvatorijalnim širinama.

Rani karbon, prije otprilike 320-340 milijuna godina, karakterizirala je stalna konvergencija kontinenata (slika 3). Na mjestima njihovog sudara nastala su naborana područja i planinske strukture - Ural, Tien Shan, planinski lanci Južne Mongolije i Zapadne Kine, Salair itd. Nastaje novi ocean, Paleotethys II (Paleotethys druge generacije). Odvajao je kineski kontinent od sibirskog i kazahstanskog.

sl.3. Položaj kontinenata u ranom karbonu (prije 340 milijuna godina)

Sredinom razdoblja karbona značajan dio Gondvane nalazio se u polarnom području južne hemisfere, što je dovelo do jedne od najvećih glacijacija u povijesti Zemlje.

Kasni karbon - početak permskog razdoblja prije 290 - 270 milijuna godina obilježen je ujedinjenjem kontinenata u divovski kontinentalni blok - superkontinent Pangea (Sl. 4). Sastojala se od Gondvane na jugu i Laurazije na sjeveru. Samo je kineski kontinent bio odvojen oceanom Paleotethys II od Pangee.

U drugoj polovici trijasa, prije 200 - 220 milijuna godina, iako je položaj kontinenata bio približno isti kao na kraju paleozoika, ipak je došlo do promjena u obrisima kontinenata i oceana (slika 5.) . Kineski kontinent povezan s Euroazijom, Paleotethys II je prestao postojati.

No, gotovo istovremeno, nastao je novi oceanski bazen, Tethys, koji se počeo intenzivno širiti. Odvojio je Gondvanu od Euroazije. Unutar njega sačuvani su izolirani mikrokontinenti - indokineski iranski, rodopski, transkavkaski itd.

Pojava novog oceana bila je posljedica daljnjeg razvoja litosfere - kolapsa Pangee i odvajanja svih trenutno poznatih kontinenata. U početku se Laurasia raspala - u području modernog Atlantskog i Arktičkog oceana. Tada su se njegovi pojedini dijelovi počeli udaljavati jedan od drugoga i tako napravili mjesta sjevernom Atlantiku.

Kasna jura, prije oko 140 - 160 milijuna godina, vrijeme je drobljenja Gondwane (slika 6). Na mjestu rascjepa nastao je bazen Atlantskog oceana i srednjooceanski grebeni. Nastavio se razvijati ocean Tethys, na čijem se sjeveru nalazio sustav otočnih lukova. Nalazili su se na mjestu današnjeg Malog Kavkaza, Elburza i planina Afganistana i odvajali su rubna mora od oceana.

Tijekom kasne jure i krede kontinenti su se pomicali u geografskoj širini. Nastali su Labradorsko more i Biskajski zaljev, Hindustan i Madagaskar su se odvojili od Afrike. Između Afrike i Madagaskara pojavio se tjesnac. Dugo putovanje Hindustanske ploče završilo je na kraju paleogena sudarom s Azijom. Ovdje su nastale divovske planinske strukture - Himalaje.

Ocean Tethys počeo se stalno smanjivati ​​i zatvarati, uglavnom zbog konvergencije Afrike i Euroazije. Lanac vulkanskih otočnih lukova nastao je na njegovom sjevernom rubu. Sličan vulkanski pojas formirao se na istočnoj periferiji Azije. Na kraju krede, Sjeverna Amerika i Euroazija spojile su se u području Čukotke i Aljaske.

Tijekom kenozoika potpuno se zatvorio ocean Tethys, čiji je ostatak danas Sredozemno more. Sudar Afrike s Europom doveo je do formiranja alpsko-kavkaskog planinskog sustava. Kontinenti su se počeli postupno približavati na sjevernoj hemisferi i razilaziti na strane na južnoj, razbijajući se u zasebne izolirane blokove i nizove.

Uspoređujući položaje kontinenata u pojedinim geološkim razdobljima, dolazimo do zaključka da su u razvoju Zemlje postojali veliki ciklusi, tijekom kojih su se kontinenti ili spajali, ili razilazili u različitim smjerovima. Trajanje svakog takvog ciklusa je najmanje 600 milijuna godina. Postoji razlog za vjerovanje da formiranje Pangee i njezin kolaps nisu bili izolirani trenuci u povijesti našeg planeta. Sličan superdivovski kontinent nastao je u davna vremena, prije otprilike 1 milijarde godina.

GEOSINKLINE - NABORANI PLANINSKI SUSTAVI

U planinama se divimo šarenoj panorami koja se otvara, divimo se bezgraničnim kreativnim i razornim silama prirode. Sjedi planinski vrhovi veličanstveno stoje, ogromni ledenjaci spuštaju se u doline poput jezika, planinske rijeke bjesne u dubokim kanjonima. Iznenađuje nas ne samo divlja ljepota planinskih krajeva, već i činjenice o kojima slušamo od geologa, a oni tvrde da su na mjestu golemih planinskih građevina u dalekoj prošlosti bila bezgranična morska prostranstva.

Kad je Leonardo da Vinci otkrio ostatke ljuštura morskih mekušaca visoko u planinama, ispravno je zaključio o postojanju mora u antici, no tada mu je malo tko vjerovao. Kako bi moglo biti mora u planinama na visini od 2-3 tisuće metara? Više od jedne generacije prirodoslovaca uložilo je velike napore da dokaže vjerojatnost takvog naizgled neviđenog događaja.

Veliki Talijan bio je u pravu. Površina našeg planeta stalno je u pokretu - vodoravno ili okomito. Kada je spušten, više puta su se dogodili grandiozni prijestupi, kada je više od 40% površine današnjeg kopna bilo prekriveno morem. Pomicanjem zemljine kore prema gore povećavala se visina kontinenata i povlačilo se more. Došlo je do takozvane regresije mora. Ali kako su nastale grandiozne planinske strukture i golemi planinski lanci?

Dugo je vremena geologijom dominirala ideja o prevlasti vertikalnih kretanja. S tim u vezi, postojalo je mišljenje da su zahvaljujući takvim pokretima formirane planine. Većina svjetskih planinskih struktura koncentrirana je u određenim pojasevima dugim tisućama kilometara i širokim nekoliko desetaka ili čak nekoliko stotina kilometara. Karakteriziraju ih intenzivno nabiranje, manifestacije raznih pukotina, intruzije magmatskih stijena, nasipi koji sijeku slojeve sedimentnih i metamorfnih stijena. Kontinuirano sporo izdizanje, praćeno erozijskim procesima, oblikuje reljef planinskih struktura.

Planinska područja Appalachians, Cordillera, Ural, Altaj, Tien Shan, Hindu Kush, Pamir, Himalaja, Alpe, Kavkaz su presavijeni sustavi koji se formiraju u različitim razdobljima geološke prošlosti u eri tektonske i magmatske aktivnosti. Za ove planinskih sustava tipična je enormna debljina akumuliranih sedimentnih tvorevina, često veća od 10 km, što je desetke puta više od debljine sličnih stijena unutar ravnog, platformskog dijela.

Otkriće neobično moćnih slojeva sedimentnih stijena, zgužvanih u nabore, probijenih intruzijama i nasipima magmatskih stijena, štoviše, velikog opsega s relativno malom širinom, dovelo je do stvaranja sredinom 19. stoljeća. geosinklinalna teorija formiranja planina. Prošireno područje debelih sedimentnih slojeva, koje se na kraju pretvara u planinski sustav, naziva se geosinklinala. Nasuprot tome, stabilna područja zemljine kore s velikom debljinom sedimentnih stijena nazivaju se platformama.

Gotovo svi planinski sustavi svijeta, koji imaju preklapanja, rupture i magmatizam, drevne su geosinklinale smještene na rubovima kontinenata. Unatoč enormnoj debljini, velika većina oborina potječe iz plitke vode. Nerijetko se na površinama slojeva nalaze otisci tragova mreškanja, ostaci životinja plitkovodnog dna, pa čak i pukotine od sušenja. Velika debljina naslaga ukazuje na značajno i, u isto vrijeme, prilično brzo slijeganje zemljine kore. Uz tipične plitkovodne sedimente, postoje i dubokovodni (na primjer, radiolariti i sitnozrnati sedimenti osebujne slojevitosti i teksture).

Geosinklinalni sustavi proučavaju se cijelo stoljeće, a zahvaljujući radu mnogih generacija znanstvenika razvijen je naizgled skladan sustav slijeda njihova nastanka i evolucije. Jedina neobjašnjiva činjenica još uvijek ostaje nepostojanje suvremenog analoga geosinklinale. Što se može smatrati modernom geosinklinalom? Rubno more ili cijeli ocean?

Međutim, s razvojem koncepta tektonike litosfernih ploča, geosinklinalna teorija je doživjela neke promjene i mjesto geosinklinalnih sustava pronađeno je u razdobljima istezanja, pomicanja i sudaranja litofernih ploča.

Kako je došlo do razvoja preklopnih sustava? Na tektonski aktivnim rubovima kontinenata nalazila su se proširena područja koja su doživljavala sporo slijeganje. Sedimenti debljine 6 do 20 km nakupljali su se u rubnim morima. Istodobno s njima, ovdje su se formirale vulkanske formacije u obliku magmatskih intruzija, nasipa i pokrova od lave. Sedimentacija je trajala desetke, a ponekad i stotine milijuna godina.

Zatim je u orogenom stadiju došlo do polagane deformacije i transformacije geosinklinalnog sustava. Površina mu se smanjila, čini se da se spljoštio. Pojavili su se nabori i lomovi, kao i prodori rastopljenih magmatskih stijena. U procesu deformacije došlo je do pomicanja dubokovodnih i plitkovodnih sedimenata, a kod visoki pritisci i temperature, doživjeli su metamorfizam.

U to vrijeme dolazi do izdizanja, more potpuno napušta teritorij i formiraju se planinski lanci. Naknadni procesi erozije stijena, transporta i nakupljanja detritalnih sedimenata na kraju su doveli do činjenice da su ove planine postupno uništene do razina blizu razine mora. Sporo slijeganje naboranih sustava smještenih na rubovima kontinentalne ploče dovelo je do istog rezultata.

U procesu formiranja geosinklinalnih sustava sudjeluju ne samo horizontalna kretanja, već i vertikalna, uglavnom kao rezultat sporog kretanja litosfernih ploča. U slučaju kada je jedna ploča potonula pod drugu, moćni sedimenti geosinklinala unutar rubnih mora, otočnih lukova i dubokomorskih rovova bili su aktivno pod utjecajem visokih temperatura i tlaka. Područja subdukcije ploče nazivaju se subdukcijskim zonama. Ovdje stijene tonu u plašt, tope se i recikliraju. Ovu zonu karakteriziraju jaki potresi i vulkanizam.

Tamo gdje tlak i temperatura nisu bili tako visoki, stijene su bile zgnječene u sustav nabora, a na mjestima najveće tvrdoće stijena njihov je kontinuitet prekinut lomovima i pomacima pojedinih blokova.

U područjima konvergencije, a potom i sudaranja kontinentalnih litosfernih ploča, širina geosinklinalnog sustava znatno se smanjila. Neki su njegovi dijelovi potonuli duboko u plašt, dok su se drugi, naprotiv, pomaknuli prema najbližoj ploči. Sedimentne i metamorfne tvorevine istisnute iz dubina i zgužvane u nabore više puta se naslanjaju jedna na drugu u obliku divovskih ljuski, da bi na kraju nastali planinski lanci. Na primjer, Himalaje su nastale kao rezultat sudara dviju velikih litosferskih ploča - Hindustanske i Euroazijske. Planinski sustavi južne Europe i Sjeverne Afrike, Krima, Kavkaza, planinskih područja Turske, Irana, Afganistana uglavnom su nastali kao rezultat sudara afričke i euroazijske ploče. Na sličan način, ali u starija vremena, nastale su Uralske planine, Kordiljeri, Apalači i druga planinska područja.

POVIJEST SREDOZEMLJA

Mora i oceani nastajali su dugo, dok nisu stekli moderan izgled. Iz povijesti razvoja morskih bazena posebno je zanimljiva evolucija Sredozemnog mora. Oko njega su nastale prve civilizirane države, a poznata je i povijest naroda koji su naseljavali njegovu obalu. Ali morat ćemo započeti naš opis mnogo milijuna godina prije pojave prvog čovjeka ovdje.

U davna vremena, prije gotovo 200 milijuna godina, na mjestu današnjeg Sredozemnog mora nalazio se širok i dubok ocean Tethys, Afrika je u to vrijeme bila nekoliko tisuća kilometara udaljena od Europe. U oceanu su postojali veliki i mali arhipelazi otoka. Ova dobro poznata područja, koja se trenutno nalaze u južnoj Europi, na Bliskom i Srednjem istoku - Iran, Turska, Sinajski poluotok, Rodopi, Apulija, masivi Tatra, južna Španjolska, Kalabrija, Mezeta, Kanarski otoci, Korzika, Sardinija, bili daleko južno od svoje sadašnje lokacije.

U mezozoiku je nastao rasjed između Afrike i Sjeverne Amerike. Odvajala je Rodopsko-turski masiv i Iran od Afrike, a uz nju se unosila bazaltna magma, stvarala se oceanska litosfera, širila se, ili širila, zemljina kora. Ocean Tethys nalazio se u tropskom području Zemlje i protezao se od modernog Atlantskog oceana preko Indijskog oceana (potonji je bio njegov dio) do Pacifika. Tethys je dosegao svoju maksimalnu širinu prije otprilike 100-120 milijuna godina, a tada je počelo njegovo sukcesivno smanjivanje. Polako se afrička litosferna ploča približavala euroazijskoj. Prije otprilike 50 - 60 milijuna godina Indija se odvojila od Afrike i započela svoje neviđeno kretanje prema sjeveru, sve dok se nije sudarila s Euroazijom. Veličina oceana Tethys postupno se smanjivala. Prije samo 20 milijuna godina, umjesto golemog oceana, ostala su rubna mora - Sredozemno, Crno i Kaspijsko, čije su dimenzije, međutim, bile mnogo veće od modernih. Ništa manje veliki događaji nisu se dogodili ni kasnije.

Početkom 70-ih godina našeg stoljeća u Sredozemnom moru, ispod sloja rastresitih sedimenata debljine nekoliko stotina metara, otkriveni su evaporiti - razne kamene soli, gips i anhidriti. Nastali su pojačanim isparavanjem vode prije otprilike 6 milijuna godina. Ali je li Mediteran mogao presušiti? To je hipoteza koju su izrazili i podržali mnogi geolozi. Pretpostavlja se da se prije 6 milijuna godina Gibraltarski tjesnac zatvorio, a oko tisuću godina kasnije Sredozemno more pretvorilo se u ogroman bazen dubok 2 - 3 km s malim slanim jezerima koja se suše. Dno mora bilo je prekriveno slojem stvrdnutog dolomitnog mulja, gipsa i kamene soli.

Geolozi su utvrdili da se Gibraltarski tjesnac povremeno otvarao i voda kroz njega iz Atlantskog oceana padala na dno Sredozemnog mora. Pri otvaranju Gibraltara vode Atlantika sjurile su se u obliku vodopada, koji je bio najmanje 15 do 20 puta veći od protoka najvećih Viktorijinih slapova na rijeci. Zambezi u Africi (200 km 3 / godišnje). Zatvaranje i otvaranje Gibraltara dogodilo se najmanje 11 puta, što je osiguralo nakupljanje sekvence evaporita debljine oko 2 km.

U razdobljima isušivanja Sredozemnog mora, na strmim padinama njegova dubokog bazena, rijeke koje teku s kopna usjeku duge i duboke kanjone. Jedan od tih kanjona otkriven je i trasiran na udaljenosti od oko 250 km od moderne delte rijeke. Rhone na kontinentalnoj padini. Ispunjena je vrlo mladim, pliocenskim sedimentima. Drugi primjer takvog kanjona je podvodni nastavak rijeke. Nil u obliku kanjona ispunjenog sedimentima, ucrtan na udaljenosti od 1200 km od delte.

Tijekom gubitka komunikacije između Sredozemnog mora i otvorenog oceana, na njegovom mjestu je bila neka vrsta izrazito desaliniziranog bazena, čiji su ostaci trenutno Crno i Kaspijsko more, ovaj slatkovodni, a ponekad i slani bazen protezao se od srednje Europe do Urala i Aralskog jezera i nazvan je Paratetis.

Poznavajući položaj polova i brzinu trenutnog kretanja litosfernih ploča, brzinu širenja i upijanja oceanskog dna, moguće je ocrtati putanju kretanja kontinenata u budućnosti i zamisliti njihov položaj za određeno vrijeme. razdoblje.

Takvu prognozu dali su američki geolozi R. Dietz i J. Holden. Za 50 milijuna godina, prema njihovim pretpostavkama, Atlantski i Indijski ocean će se proširiti na račun Pacifika, Afrika će se pomaknuti prema sjeveru, a zbog toga će se Sredozemno more postupno likvidirati. Gibraltarski tjesnac će nestati, a "preokrenuta" Španjolska zatvorit će Biskajski zaljev. Afrika će biti rascijepljena velikim afričkim rasjedima i njezin će se istočni dio pomaknuti prema sjeveroistoku. Crveno more će se toliko proširiti da će odvojiti Sinajski poluotok od Afrike, Arabija će se pomaknuti prema sjeveroistoku i zatvoriti Perzijski zaljev. Indija će se sve više kretati prema Aziji, što znači da će Himalaje rasti. Kalifornija će se rasjedom San Andreas odvojiti od Sjeverne Amerike i na tom će se mjestu početi formirati novi oceanski bazen. Na južnoj hemisferi dogodit će se značajne promjene. Australija će prijeći ekvator i doći u dodir s Euroazijom. Ova prognoza zahtijeva značajnu doradu. Mnogo toga je tu još sporno i nejasno.

Iz knjige "Moderna geologija". NA. Yasamanov. M. Nedra. 1987. godine

Priroda kretanja ploča također određuje što se događa na njihovim granicama. Neke se ploče odmiču, druge sudaraju, a neke se trljaju jedna o drugu.

sudarajuće ploče

Na mjestima gdje se ploče pomiču postoje granične ploče nekoliko vrsta, ovisno o vrsti ploča koje se sudaraju. Na primjer, na granici između oceanske i kontinentalne ploče, koju čini oceanska kora, "uroni" ispod kontinentalne, stvarajući duboku udubinu ili jarak na površini. Zona u kojoj se to događa naziva se subduktivnom. Uranjajući dublje u plašt, ploča se počinje topiti. Kora gornje ploče je stisnuta, a na njoj rastu planine. Neke od njih formira magma koja se raspada kroz litosferu.

Zone u kojima se ploče udaljavaju jedna od druge pojavljuju se u nekim područjima oceanskog dna. Karakteriziraju ih planinski lanci vulkanskih stijena. Takvi vulkani nemaju strme padine niti stožasti oblik. Obično su to dugi lanci planina s blagim padinama. Dva su lanca odvojena dubokom pukotinom koja označava granicu između ploča. Pukotina se otvara kada se magma (otopljena stijena) izbaci na površinu, uzdižući se iz astenosfere. Jednom kada se nađe na površini, magma se hladi i skrućuje uz rubove ploča, tvoreći nove dijelove oceanskog dna. Magma sve više gura ploče jednu od druge. Ovom procesu, poznatom kao širenje morskog dna, nema kraja jer se pukotina uvijek iznova otvara. Mjesto gdje se to događa naziva se središnji greben.

Duboke depresije također nastaju na granicama dviju ploča oceanske litosfere koje se sudaraju. Jedna od tih ploča ide ispod druge i topi se, tonući u plašt. Magma juri kroz litosferu, a lanac vulkana formira se blizu granice na ploči koja je na vrhu.

Kontinentalne ploče

Na onim mjestima gdje se frontalno sudaraju dvije ploče kontinentalne litosfere, formiraju se visoki planinski lanci. Na granici se kontinentalna kora obiju ploča skuplja, puca i skuplja se u divovske nabore. Daljnjim pomicanjem ploča planinski lanci postaju sve viši, budući da se sav taj ton sve više gura prema gore.

oceanski rovovi

Udubljenja koja se formiraju na granicama ploča su najdublji kvarovi na zemljinoj površini. Najdublja je Marijanska brazda u Tihom oceanu (11.022 metara ispod razine mora). Mogla bi potopiti najviši Mount Everest na svijetu (8848 metara nadmorske visine). Za proučavanje oceanskih depresija koriste se takva dubokomorska vozila.

Frikcijske ploče

Ne odmiču se sve ploče jedna od druge niti se frontalno sudaraju. Neki od njih trljaju se bočno, krećući se ili u suprotnim smjerovima ili u istom smjeru, ali s različite brzine. Na granici takvih ploča, kako na kopnu tako i na morsko dno, ne nastaje nova litosfera, a postojeća se ne uništava. Kada se ploče kontinentalne litosfere pomiču jedna prema drugoj, cijela se granična zona gura prema gore, tvoreći visoke planinske lance. Kada se ploče kreću jedna pored druge različitim brzinama, čini se da se kreću u suprotnim smjerovima.

tektonski rasjed lithospheric geomagnetic

Počevši od ranog proterozoika, brzina kretanja litosfernih ploča dosljedno se smanjivala od 50 cm/god. suvremeno značenje oko 5 cm/god.

Smanjenje prosječne brzine kretanja ploča će se nastaviti, sve do trenutka kada se, zbog povećanja snage oceanskih ploča i njihovog međusobnog trenja, uopće neće zaustaviti. Ali to će se dogoditi, očito, tek nakon 1-1,5 milijardi godina.

Za određivanje brzina kretanja litosfernih ploča obično se koriste podaci o položaju trakastih magnetskih anomalija na dnu oceana. Te se anomalije, kako je sada utvrđeno, pojavljuju u zonama rascjepa oceana zbog magnetiziranja bazalta koje je na njih izbilo magnetsko polje koje je postojalo na Zemlji u vrijeme izlijevanja bazalta.

Ali, kao što znate, geomagnetsko polje je s vremena na vrijeme promijenilo smjer u potpuno suprotno. To je dovelo do činjenice da su bazalti koji su izbili u različita razdoblja pokazalo se da su preokreti geomagnetskog polja magnetizirani u suprotnim smjerovima.

Ali zbog širenja oceanskog dna u zonama rascjepa srednjooceanskih grebena, stariji bazalti uvijek se pomaknu na veće udaljenosti od tih zona, a zajedno s oceanskim dnom, drevno magnetsko polje Zemlje “smrznuto” u bazalte također se udaljava od njih.

Riža.

Širenje oceanske kore zajedno s različito magnetiziranim bazaltima obično se razvija strogo simetrično s obje strane rasjeda rifta. Stoga su povezane magnetske anomalije također smještene simetrično duž obje padine srednjooceanskih grebena i okolnih ponornih bazena. Takve se anomalije sada mogu koristiti za određivanje starosti oceanskog dna i njegove brzine širenja u zonama rascjepa. Međutim, za to je potrebno znati starost pojedinih obrata Zemljinog magnetskog polja i usporediti te obrate s magnetskim anomalijama opaženim na dnu oceana.

Starost magnetskih preokreta određena je detaljnim paleomagnetskim studijama dobro datiranih sekvenci bazaltnih ploča i sedimentnih stijena kontinenata i bazalta na dnu oceana. Kao rezultat usporedbe tako dobivene geomagnetske vremenske skale s magnetskim anomalijama na dnu oceana, bilo je moguće odrediti starost oceanske kore u većini voda Svjetskog oceana. Sve oceanske ploče koje su se formirale prije kasne jure već su uspjele potonuti u plašt ispod modernih ili drevnih zona povlačenja ploča, pa stoga na dnu oceana nisu sačuvane magnetske anomalije starije od 150 milijuna godina.

Gornji zaključci teorije omogućuju kvantitativno izračunavanje parametara gibanja na početku dviju susjednih ploča, a zatim za treću, uzetu u tandemu s jednom od prethodnih. Na taj način se postupno u proračun mogu uključiti glavne od identificiranih litosfernih ploča i odrediti međusobni pomaci svih ploča na Zemljinoj površini. U inozemstvu su takve izračune izvršili J. Minster i njegovi kolege, au Rusiji S.A. Ushakov i Yu.I. Galuškin. Pokazalo se da se dno oceana najvećom brzinom razmiče u jugoistočnom dijelu Tihog oceana (u blizini Uskršnjeg otoka). Na ovom mjestu godišnje izraste do 18 cm nove oceanske kore. U geološkim razmjerima to je puno jer se u samo milijun godina na taj način formira pojas mladog dna širok i do 180 km, dok se na svakom kilometru pukotine izlije približno 360 km3 bazaltne lave. zoni u isto vrijeme! Prema istim izračunima, Australija se udaljava od Antarktike brzinom od oko 7 cm/god., a Južna Amerika od Afrike brzinom od oko 4 cm/god. Potiskivanje Sjeverne Amerike od Europe je sporije - 2-2,3 cm/god. Crveno more se širi još sporije - za 1,5 cm/godišnje (sukladno tome, ovdje je manje istjecanja bazalta - samo 30 km3 po dužnom kilometru pukotine Crvenog mora u 1 milijun godina). S druge strane, stopa "sudaranja" Indije i Azije doseže 5 cm/god., što objašnjava intenzivne neotektonske deformacije koje se razvijaju pred našim očima i rast planinskih sustava Hindukuša, Pamira i Himalaje. . Ove deformacije stvaraju visoka razina seizmička aktivnost cijele regije (tektonski utjecaj sudara Indije s Azijom utječe daleko izvan same zone sudara ploča, protežući se sve do Bajkalskog jezera i područja Bajkalsko-Amurske magistrale). Deformacije Velikog i Malog Kavkaza uzrokovane su pritiskom Arapske ploče na ovo područje Euroazije, međutim, stopa konvergencije ploča ovdje je mnogo manja - samo 1,5-2 cm / godišnje. Stoga je i seizmička aktivnost regije ovdje manja.

Suvremenim geodetskim metodama, uključujući svemirsku geodeziju, visokoprecizna laserska mjerenja i druge metode, utvrđena je brzina kretanja litosfernih ploča te je dokazano da se oceanske ploče kreću brže od onih koje uključuju kontinent, a što je kontinentalna litosfera deblja, manja je brzina kretanja ploče.

Pomicanje kontinenata

Okrenimo se najvažnijim za stanovnike Zemlje idejama teorije tektonike litosfernih ploča - velikim, do nekoliko milijuna km 2, blokovima zemljine litosfere, čiji temelj čine magmatske, metamorfizirane i granitne stijene snažno zgužvan u nabore, odozgo prekriven 3-4 km "poklopcem" sedimentnih stijena. . Reljef platforme čine prostrane ravnice i pojedinačni planinski lanci. Jezgra svakog kontinenta je jedna ili više drevnih platformi, omeđenih planinskim lancima. U osnovi je kretanje litosfernih ploča.

Početak 20. stoljeća obilježen je pojavom hipoteze kojoj je suđeno da igra ključnu ulogu u znanostima o Zemlji. F. Taylor (1910.), a nakon njega A. Wegener (1912.) izrazili su ideju o horizontalnim pomicanjima kontinenata na velikim udaljenostima (kontinentalni drift), ali "30-ih godina 20. stoljeća uspostavljena je struja u tektonici , koji je vodećim tipom kretanja smatrao vertikalna kretanja zemljine kore, koja su se temeljila na procesima diferencijacije supstance Zemljinog plašta.Nazvan je fiksizmom, jer je prepoznavao položaj blokova kore u odnosu na ispod plašta. da se stalno popravlja. Međutim, 1960-ih. nakon otkrića u oceanima globalnog sustava srednjooceanskih grebena koji okružuju čitavu kuglu zemaljsku i ponegdje dopiru do kopna, te niza drugih rezultata, dolazi do povratka idejama s početka 20. stoljeća. o pomicanju kontinenata, ali u novom obliku - tektonici ploča, koja ostaje vodeća teorija u znanostima o Zemlji. Ona je istisnula ideju koja je dominirala sredinom 20. stoljeća o vodećoj ulozi vertikalnih gibanja u pomacima i deformacijama zemljine kore i stavila u prvi plan horizontalna gibanja litosfernih ploča, koja su uključivala ne samo koru, već i vrhovi plašta.

Glavne odredbe tektonike ploča su sljedeće. Pod litosferom se nalazi manje viskozna astenosfera. Litosfera je podijeljena na ograničen broj velikih (7) i malih ploča, čije su granice povučene prema koncentraciji izvora potresa. Velike ploče uključuju: Pacifičku, Euroazijsku, Sjevernoameričku, Južnoameričku, Afričku, Indo-australsku, Antarktičku. Litosferne ploče koje se kreću duž astenosfere su krute i čvrste. U isto vrijeme, “kontinenti se ne probijaju kroz dno oceana pod utjecajem neke nevidljive sile (što je pretpostavljeno u izvornoj verziji “kontinentalnog pomicanja”), već pasivno plutaju na materijalu plašta koji se uzdiže ispod vrha. grebena i zatim se s njega širi u oba smjera. strane." U ovom modelu oceansko dno "se predstavlja kao ogromna pokretna traka koja izlazi na površinu u zonama rascjepa srednjooceanskih grebena i zatim se skriva u dubokomorskim jarcima": širenje (širenje) oceanskog dna zbog divergencija ploča duž osi srednjooceanskih grebena i rađanje nove oceanske kore nadoknađuje se njenom apsorpcijom u zonama povlačenja (subdukcije) oceanske kore u dubokomorskim jarcima, zbog čega se volumen Zemlja ostaje konstantna. Ovaj proces je popraćen „brojnim potresima plitkog fokusa (s epicentrima na dubinama od nekoliko desetaka kilometara) u zonama rascjepa i potresima dubokog fokusa u području dubokih rovova (Sl. 12.2, 12.3) .

Riža. 12.2. Shema konvekcijskog toka u plaštu uzrokovana razlikom u gustoćama (prema Ringwoodu i Greenu (iz [Stacey, str. 80]). Ova shema prikazuje očekivane fazne i kemijske transformacije koje prate konvekcijska kretanja materije plašta zbog na promjene tlaka i temperature na različitim dubinama.

sl.12.3. Shematski presjek Zemlje na temelju hipoteze širenja (širenja) oceanskog dna - b; područje dubokovodnog rova ​​- u: litosferna ploča zaranja u astenosferu (A), prislanja na njezino dno (B i C) i lomi se - odlomi se dio ("ploča") (D) -. U zoni "trenja" ploča - potresi plitkog fokusa (crni krugovi), u zoni "stop" i "rasjeda" ploče - potresi dubokog fokusa (bijeli krugovi) (prema Ueda, 1980.)

"Podaci seizmičke tomografije pokazuju da nagnute zone povećanih seizmičkih brzina - ploče oceanske litosfere - tonu duboko u plašt. Ovi podaci koincidiraju s seizmičkim žarišnim površinama koje su dugo uspostavljene u hipocentrima potresa, dosežući krov donjeg plašta. Za prvi put je otkriveno da se u nekim slučajevima ploče spuštaju i do velikih dubina, prodirući u donji plašt. tonu dublje, dok neke idu u velike dubine, u nekim područjima dosežući jezgru... Važan rezultat najnovije seizmike tomografskim studijama je otkriće odvajanja donjeg dijela ploče koja tone.Ta pojava također nije bila potpuno iznenađenje. neke dubine izvora potresa, a zatim njihova pojava opet još dublje" [Khain 2002].

Razlog kretanja litosfernih ploča je toplinska konvekcija u Zemljinom plaštu. Iznad uzlaznih grana konvektivnih struja, litosfera doživljava uzdizanje i širenje, što dovodi do odvajanja ploča u zonama pukotina u nastajanju. S udaljavanjem od srednjooceanskih pukotina, litosfera postaje gušća, teža, njena površina tone, što objašnjava povećanje dubine oceana, i na kraju tone u duboke morske brazde. U kontinentalnim pukotinama, slabljenje uzlaznih tokova zagrijanog plašta dovodi do hlađenja i slijeganja litosfere uz stvaranje bazena ispunjenih sedimentima. U zonama konvergencije i sudaranja ploča, kora i litosfera doživljavaju kompresiju, debljina kore se povećava i počinju intenzivni pokreti prema gore, što dovodi do izgradnje planina. Svi ti procesi, uključujući kretanje litosfernih ploča i ploča, izravno su povezani s mehanizmima nastanka minerala.

Suvremeni tektonski pokreti proučavaju se geodetskim metodama, pokazujući da se događaju kontinuirano i posvuda. Brzina okomitih kretanja je od frakcija do nekoliko desetaka mm, horizontalna kretanja su za red veličine veća - od frakcija do nekoliko desetaka cm godišnje (Skandinavski poluotok porastao je za 250 m u 25 tisuća godina, St. Petersburgu porastao za 1 m tijekom svog postojanja). Oni. Potresi, vulkanske erupcije, spora vertikalna (planine visoke tisuće metara nastaju tijekom milijuna godina) i horizontalna kretanja (tijekom stotina milijuna godina to dovodi do pomaka od tisuća kilometara) uzrokovana su sporim, ali iznimno snažnim pokretima materija plašta.

“Odredbe teorije tektonike ploča eksperimentalno su ispitane tijekom dubinskog bušenja započetog 1968. s američkog istraživačkog broda Glomar Challenger, koje je potvrdilo nastanak oceana u procesu širenja, kao rezultat studija riftne doline središnjih grebena, dna Crvenog mora i Adenskog zaljeva sa spuštajućim ronilicama, čime je također utvrđena stvarnost širenja i postojanje transformacijskih rasjeda koji prelaze središnje grebene, te, konačno, u proučavanju suvremenih pomicanja ploča raznim metodama svemirske geodezije. Sa stajališta tektonike ploča objašnjavaju se mnogi geološki fenomeni, ali se u isto vrijeme pokazalo da je složenost procesa međusobnog pomicanja ploča veća nego što je predviđala izvorna teorija ... U tektonici ploča periodički promjena intenziteta tektonskih pomaka i deformacija, postojanje stabilne globalne mreže dubinskih rasjeda i nekih itd. Pitanje početka djelovanja tektonike ploča u povijesti Zemlje ostaje otvoreno, budući da izravni znakovi ploča- tektonski procesi ... poznati su tek od kasnog proterozoika. Ipak, neki istraživači prepoznaju manifestaciju tektonike ploča još od arheja ili ranog proterozoika. Od ostalih planeta Sunčevog sustava, neki znakovi tektonike ploča vide se na Veneri.

Tektonika ploča, u početku naišla na skepticizam, posebno u našoj zemlji, piše akademik V.E. Khain, dobio je uvjerljivu potvrdu tijekom dubinskog bušenja i promatranja s podvodnih spuštajućih vozila u oceanima, u izravnim mjerenjima kretanja litosfernih ploča pomoću metoda svemirske geodezije, u podacima o paleomagnetizmu i drugim materijalima, te se pretvorio u prvi istinski znanstvena teorija u povijesti geologije. Istodobno, tijekom proteklih četvrt stoljeća, s akumulacijom nove i raznovrsnije činjenične građe dobivene uz pomoć novih alata i metoda, postalo je sve očitije da tektonika ploča ne može zahtijevati vrijednost sveobuhvatnog istraživanja. , istinski globalni model razvoja Zemlje" (Geologija ..., str.43) Stoga, "prilično brzo nakon svog formiranja, tektonika ploča počela se pretvarati u temelj drugih znanosti o čvrstoj Zemlji" ... Vrlo velika međusobni utjecaj ... pronađen je između geotektonike i geofizike s jedne strane, te petrologije (znanosti o stijenama) i geokemije s druge strane. geodinamika, proučavanje cjelokupnog skupa dubokih, endogenih (unutarnjih) procesa koji mijenjaju litosferu i određuju evoluciju njezine strukture, proučavanje fizičkih procesa koji određuju razvoj čvrste Zemlje kao cjeline i sila koje ih uzrokuju. “Podaci seizmičkog “prijenosa” Zemlje, nazvani “seizmotomografija”, pokazali su da aktivni procesi, koji u konačnici dovode do promjena u strukturi zemljine kore i topografije, potječu puno dublje - u donjem plaštu, pa čak i na njegovoj granici. s jezgrom. jezgra je, kako se nedavno saznalo, uključena u te procese ...

Pojava seizmičke tomografije odredila je prijelaz geodinamike na višu razinu, a sredinom 80-ih iznjedrila je dubinsku geodinamiku, koja je postala najmlađi i najperspektivniji smjer u znanostima o Zemlji. U rješavanju novih problema, osim seizmičke tomografije, u pomoć su priskočile i neke druge znanosti: eksperimentalna mineralogija, koja zahvaljujući novoj opremi sada ima priliku proučavati ponašanje mineralne tvari pri tlakovima i temperaturama koji odgovaraju najvećim dubinama plašt; izotopska geokemija, koja posebno proučava ravnotežu izotopa rijetkih elemenata i plemenitih plinova u različitim ljuskama Zemlje i uspoređuje je s podacima o meteoritu; geomagnetizam, koji pokušava otkriti mehanizam i uzroke preokreta Zemljinog magnetskog polja; geodezija, koja pročišćava oblik geoida (i, ne manje važno, horizontalna i vertikalna kretanja zemljine kore), i neke druge grane našeg znanja o Zemlji...

Već prvi rezultati istraživanja seizmičke tomografije pokazali su da je moderna kinematika litosfernih ploča sasvim primjerena... samo do dubina od 300-400 km, a ispod slika pomaka materije plašta postaje bitno drugačija...

Međutim, teorija tektonike litosfernih ploča i dalje zadovoljavajuće objašnjava razvoj zemljine kore kontinenata i oceana tijekom najmanje 3 milijarde godina, a satelitska mjerenja kretanja litosfernih ploča potvrdila su prisutnost kretanja za moderno doba .

Tako se trenutno pojavljuje sljedeća slika. U poprečnom presjeku globusa postoje tri najaktivnija sloja, svaki debeo nekoliko stotina kilometara: astenosfera i D"" sloj u podnožju plašta. Očigledno imaju vodeću ulogu u globalnoj geodinamici, koja se pretvara u nelinearnu geodinamiku Zemlje kao otvorenog sustava, tj. sinergistički učinci kao što je Benardov efekt mogu se odvijati u plaštu i tekućoj jezgri.

Kako bi se objasnio fenomen unutarpločnog magmatizma, koji je neshvatljiv u okviru teorije tektonike litosfernih ploča, a posebno stvaranje linearnih vulkanskih lanaca, u kojima se starost struktura prirodno povećava s udaljenošću od modernih aktivnih vulkana, stavljeno je naprijed 1963. J. Wilson i potkrijepio 1972. W. Morgan Hipoteza o uzlaznim mlazovima plašta (sl. 12.1, 12.5), koji strše na površinu u "vrućim točkama" (lokacija "vrućih točaka" na površini je kontrolirana oslabljenim, propusnim zonama u kori i litosferi, klasičan primjer moderne "vruće točke" je Island.). „Ova tektonika pera svake godine postaje sve popularnija.

Postaje ... gotovo ravnopravan partner tektonike ploča (tektonike litosfernih ploča). Konkretno je dokazano da globalni razmjer uklanjanja duboke topline kroz "vruće točke" premašuje oslobađanje topline u zonama širenja srednjooceanskih grebena... Postoje ozbiljni razlozi za pretpostavku da korijeni superpluma dopiru do samom dnu plašta... Glavni problem je omjer konvekcije, koji kontrolira kinematiku litosfernih ploča, s advekcijom (horizontalnim kretanjem) koja uzrokuje podizanje oblaka. U načelu, oni više ne mogu biti neovisni procesi. Međutim, budući da su kanali kroz koje se dižu mlazevi plašta uži, nema seizmičkih tomografskih znakova njegovog izlaska iz donjeg plašta.

Pitanje stacionarnosti perjanica vrlo je važno. Kamen temeljac Wilson-Morganove hipoteze bila je ideja o fiksnom položaju korijena pera u sublitosferskom plaštu i da je stvaranje vulkanskih lanaca, s redovitim povećanjem starosti zgrada s udaljenošću od modernih centara erupcije, posljedica do “bljeskanja” litosfernih ploča koje se pomiču iznad njih vrućim mlazovima plašta ... Međutim, nema toliko potpuno neospornih primjera vulkanskih lanaca havajskog tipa ... Dakle, još uvijek postoji mnogo nejasnoća u problemu perjanice.

Geodinamika

U geodinamici se razmatra međudjelovanje složenih procesa koji se odvijaju u kori i plaštu. Jednu od varijanti geodinamike, koja daje složeniju sliku kretanja plašta nego što je gore opisano (sl. 12.2), razvija E.V. Artjuškov u svojoj knjizi Geodinamika (Moskva, Nauka, 1979). Ovaj primjer pokazuje kako su različiti fizikalni i kemijski modeli isprepleteni u stvarnom geodinamičkom opisu.

Prema konceptu predstavljenom u ovoj knjizi, glavni izvor energije za sve tektonske procese je proces gravitacijske diferencijacije materije, koji se odvija u donjem plaštu. Nakon odvajanja teške komponente (željezo, itd.) od stijene donjeg plašta, koja se spušta u jezgru, “ostaje mješavina čvrstih tvari, lakša od gornjeg donjeg plašta ... Lokacija sloja lakog materijala pod težom supstancom je nestabilan ... Stoga se svjetlost materijala povremeno skuplja u velike blokove veličine od 100 km i pluta u gornje slojeve planeta. Gornji omotač nastao je od ovog materijala tijekom života Zemlje.

Donji plašt najvjerojatnije predstavlja primarnu, još nediferenciranu materiju Zemlje. Tijekom evolucije planeta, jezgra i gornji plašt rastu na račun donjeg plašta.

Najvjerojatnije je da se uzdizanje blokova lakog materijala u donjem plaštu događa duž kanala (vidi sl. 12.6), u kojima je temperatura tvari znatno povećana, a viskoznost naglo smanjena. Povećanje temperature povezano je s oslobađanjem velike količine potencijalne energije kada se lagani materijal podiže u gravitacijskom polju na udaljenost od ~2000 km. Prolazeći kroz takav kanal, lagani materijal se također jako zagrijava, za ~1000°. Stoga u gornji plašt ulazi anomalno zagrijan i lakši u odnosu na okolna područja.

Zbog smanjene gustoće, lagani materijal pluta u gornjim slojevima gornjeg plašta, do dubine od 100-200 km ili manje. Talište njegovih sastavnih tvari naglo pada s padom tlaka. Stoga na malim dubinama dolazi do djelomičnog taljenja lakog materijala i sekundarne diferencijacije u gustoći, nakon primarne diferencijacije na granici jezgre i plašta. Gušće tvari koje se oslobađaju tijekom diferencijacije tonu u donje dijelove gornjeg plašta, dok one najlakše isplivaju na vrh. Skup gibanja materije u plaštu, povezan s preraspodjelom tvari različite gustoće u njemu kao rezultat diferencijacije, može se nazvati kemijska konvekcija.

Uzdizanje lakog materijala kroz kanale u donjem plaštu događa se povremeno u intervalima od otprilike 200 Ma. U epohi njezina uspona, tijekom vremena od nekoliko desetaka milijuna godina ili manje, velike mase snažno zagrijanog lakog materijala ulaze u gornje slojeve Zemlje s granice jezgre i plašta, koji po volumenu odgovaraju sloju gornjeg sloja Zemlje. plašt debljine nekoliko desetaka kilometara ili više. Međutim, ugradnja lakog materijala u gornji plašt ne događa se svugdje. Kanali u donjem plaštu nalaze se na velikoj udaljenosti jedan od drugoga, reda veličine nekoliko tisuća kilometara. Mogu formirati i linearni sustavi, gdje su kanali smješteni bliže jedan drugome, ali će i sami sustavi biti vrlo udaljeni jedan od drugog. Lagani materijal koji je prošao kroz kanale u gornjem plaštu lebdi uglavnom okomito i ispunjava područja koja se nalaze iznad kanala (vidi sl. 12.6), bez širenja na velike udaljenosti u vodoravnom smjeru. NA gornji dijelovi U plaštu nedavno intrudirane velike količine lakog materijala tvore jako izražene visokotemperaturne nehomogenosti s povećanom električnom vodljivošću, smanjenim brzinama elastičnih valova i njihovim povećanim slabljenjem. Horizontalna skala nehomogenosti u poprečnom smjeru ~ 1000 km...

U gornjim slojevima gornjeg plašta dolazi do oštrog smanjenja viskoznosti njegove tvari. Zbog toga se na dubinama u prosjeku od 100 do 200 km formira sloj niske viskoznosti - astenosfera. Njegova viskoznost u područjima relativno hladnog plašta je η ~ 10 19 - 10 20 poisa.

Tamo gdje se u astenosferi nalaze velike mase svjetlosno zagrijanog materijala koji se nedavno uzdigao s granice jezgre i plašta, viskoznost ovog sloja još više pada, a debljina se povećava. Iznad astenosfere postoji mnogo viskozniji sloj - litosfera, koji općenito uključuje koru i gornje, najhladnije i najviskoznije slojeve gornjeg plašta. Debljina litosfere u stabilnim područjima iznosi ~100 km i doseže nekoliko stotina km. Značajno povećanje viskoznosti, najmanje za tri reda veličine, događa se i u plaštu ispod astenosfere.

Kemijska konvekcija povezana je s velikim pomacima velikih masa tvari u gornjem plaštu. Međutim, tokovi plašta sami po sebi ne dovode do značajnih vertikalnih ili horizontalnih pomaka litosfere. To je zbog naglog smanjenja viskoznosti u astenosferi, koja igra ulogu sloja podmazivanja između litosfere i glavnog dijela plašta koji se nalazi ispod astenosfere. Zbog postojanja astenosfere, viskozna interakcija litosfere s strujanjima u podzemnom plaštu, čak i pri njihovom velikom intenzitetu, pokazuje se slabom. Dakle, tektonski pokreti zemljine kore i litosfere nisu izravno povezani s tim strujanjima" [Artjuškov, str. 288-291], a mehanizmi vertikalnog i horizontalnog kretanja litosfere zahtijevaju posebno razmatranje.

Vertikalni pokreti litosfernih ploča

U područjima gdje se u astenosferu unose velike mase jako zagrijanog lakog materijala, on se djelomično topi i diferencira. Najlakše komponente lakog materijala oslobođene tijekom diferencijacije, lebdeći prema gore, brzo prolaze kroz astenosferu i dolaze do baze litosfere, gdje brzina njihovog uspona naglo opada. Ova tvar u nizu područja tvori nakupine takozvanog anomalnog plašta u gornjim slojevima Zemlje. U sastavu približno odgovara normalnom plaštu ispod kore u stabilnim područjima, ali se razlikuje po mnogo višoj temperaturi, do 1300-1500 °, i manjim brzinama uzdužnih elastičnih valova. Zbog povišene temperature gustoća anomalnog plašta manja je od gustoće normalnog plašta. Njegov ulazak ispod litosfere dovodi do izostatičkog izdizanja potonje (prema Arhimedovom zakonu).

Zahvaljujući visoka temperatura viskoznost anomalnog plašta je vrlo niska. Stoga se, kada dospije u litosferu, brzo širi po njezinu potplatu, istiskujući manje zagrijanu i gušću tvar astenosfere koja se prije nalazila ovdje. Tijekom svog kretanja anomalni plašt ispunjava ona područja gdje je baza litosfere uzdignuta – trapovi, te teče oko duboko uronjenih područja baze litosfere – antitrapovi. Kao rezultat toga, kora iznad zamki doživljava izostatičko podizanje, dok nad antizamkama, u prvoj aproksimaciji, ostaje stabilna.

Hlađenje kore i gornjeg plašta do dubine od ~100 km događa se vrlo sporo i traje nekoliko stotina milijuna godina. Stoga nehomogenosti u debljini litosfere, zbog horizontalnih temperaturnih varijacija, imaju veliku tromost.

Ako se zamka nalazi blizu uzlaznog toka anomalnog plašta iz dubine, tada ga hvata u velikim količinama i snažno se zagrijava. Kao rezultat toga, iznad zamke se formira velika planinska struktura ... Prema ovoj shemi, visoka uzvišenja nastaju u području epiplatformne orogeneze (planinske građevine) u naboranim pojasevima na mjestu nekadašnjih visoke planine građevinama, kao i na otočnim lukovima.

Sloj anomalnog plašta zarobljen ispod bivšeg štita smanjuje se za 1-2 km tijekom hlađenja. Istodobno, kora koja se nalazi iznad nje doživljava slijeganje, a sedimenti se nakupljaju u rezultirajućem koritu. Pod njihovom težinom litosfera je dodatno potopljena. Konačna dubina tako formiranog sedimentnog bazena može doseći 5-8 km.

Istodobno sa zbijanjem plašta u trapu u donjem dijelu bazaltnog sloja kore može doći do fazne transformacije bazalta u gušći granatni granulit i eklogit. Također je sposoban osigurati kompresiju litosfere do 1-2 km i slijeganje do 5-8 km kada je korito ispunjeno sedimentima.

Opisani procesi kompresije u litosferi odvijaju se sporo, u razdoblju od ³ 10 2 milijuna godina. Oni dovode do stvaranja sedimentnih bazena na platformama. Njihova dubina određena je intenzitetom zbijanja plašta u zamci i tvari kore u bazaltnom sloju i može doseći 15-16 km.

Tok topline iz anomalnog plašta zagrijava gornji plašt u litosferi i smanjuje njegovu viskoznost. Stoga anomalni plašt postupno istiskuje gušći normalni plašt koji se nalazi u litosferi i ulazi na njegovo mjesto u koru, nakon što se značajno ohladio. Nakon kontakta anomalnog plašta, koji ima temperaturu od Τ~800-900°C, s bazaltnim slojem kore, u ovom sloju se razvija fazni prijelaz u eklogit u vremenu od ~1-10 milijuna godina. Gustoća eklogita veća je od gustoće plašta. Stoga se odvaja od kore i uranja u astenosferu koja se nalazi ispod. Jako istanjena kora se izostatski spušta (vidi sl. 12.6), au tom slučaju nastaje duboka depresija, najprije ispunjena vodom, a zatim debelim slojem sedimenata. Prema opisanoj shemi, depresije unutarnjih mora formiraju se s konsolidiranom korom znatno smanjene debljine. Primjeri su crnomorski bazen i dubokovodni bazeni zapadnog Sredozemlja.

Iznad područja uzdizanja materijala iz plašta obično se razvijaju i uzlazna i silazna kretanja. Visokoplaninske strukture nastaju kada visokotemperaturni anomalni plašt (T³1000°C) ispuni zamke ispod štitova i niskih planina. Unutrašnja mora nastaju na mjestu susjednih sedimentnih bazena kada ohlađeni anomalni plašt s Τ~800-900°C prodre do kore. Kombinacija visokih planina i dubokih depresija formiranih u najnovijoj fazi sada je karakteristična za alpski geosinklinalni pojas Euroazije.

Izdizanje anomalnog plašta iz dubine događa se u različitim dijelovima Zemlje. Ako su zamke blizu takvih područja, tada ponovno zarobljavaju anomalni plašt, a teritorij koji se nalazi iznad njih ponovno doživljava uzdignuća. Anti-trapovi u većini slučajeva su optočeni anomalnim plaštem, a kora ispod njih nastavlja tonuti.

Horizontalna kretanja litosfernih ploča

Formiranje uzdignuća kada anomalni plašt uđe u koru na oceanima i kontinentima povećava potencijalnu energiju pohranjenu u gornjim slojevima Zemlje. Kora i anomalni plašt nastoje se raširiti kako bi oslobodili ovaj višak energije. Zbog toga u litosferi nastaju velika dodatna naprezanja, od nekoliko stotina bara do nekoliko kilobara. S tim naprezanjima povezani su različiti tipovi tektonskih pokreta zemljine kore.

Širenje oceanskog dna i pomicanje kontinenata događa se kao rezultat istovremenog širenja srednjooceanskih grebena i slijeganja oceanskih litosfernih ploča u plašt. Velike mase snažno zagrijanog anomalnog plašta nalaze se ispod središnjih grebena (vidi sl. 12.6). U aksijalnom dijelu grebena nalaze se neposredno ispod kore, debljine ne više od 5-7 km. Debljina litosfere ovdje je oštro smanjena i ne prelazi debljinu kore. Anomalni plašt se širi iz područja visokog tlaka - ispod vrha grebena prema stranama. Istodobno, lako razbija tanku oceansku koru, nakon čega se u litosferi u oceanskim područjima koja okružuju greben pojavljuje tlačna sila Σ XP ~ 10 9 bar·cm. Pod utjecajem te sile ploče oceanske litosfere mogu se odmaknuti od osi grebena. Praznina nastala u kori na osi grebena ispunjena je bazaltnom magmom otopljenom iz anomalnog plašta. Smrzavajući se, stvara novu oceansku koru. Ovako se širi dno oceana.

Viskoznost anomalnog plašta ispod srednjih grebena znatno je smanjena zbog visoke temperature. Može se širiti vrlo brzo, pa se stoga dno oceana povećava velikom brzinom, u prosjeku od nekoliko do deset centimetara godišnje. Oceanska astenosfera također ima relativno nisku viskoznost. Pri brzini kretanja litosfernih ploča od ~10 cm/godišnje, viskozno trenje između litosfere i astenosfere ispod oceana praktički ne sprječava rast oceanskog dna i malo utječe na naprezanja u sloju litosfere…

Litosferne ploče kreću se u smjeru od grebena prema zonama slijeganja. Ako se ta područja nalaze u istom oceanu, tada se kretanje litosfere kroz astenosferu, koja ima nisku viskoznost, događa velikom brzinom. Trenutno je ova situacija tipična za Tihi ocean.

Kada se u jednom oceanu dogodi širenje dna, a u drugom slijeganje koje to kompenzira, tada se kontinent koji se nalazi između njih kreće prema području slijeganja. Viskoznost astenosfere ispod kontinenata mnogo je veća nego ispod oceana. Stoga viskozno trenje između litosfere i kontinentalne astenosfere stvara značajan otpor gibanju, smanjujući brzinu širenja dna, ako nije kompenzirano slijeganjem litosfere u plašt u istom oceanu. Zbog toga je, primjerice, rast dna u Atlantskom oceanu nekoliko puta sporiji nego u Tihom oceanu.

Na granici između kontinentalne i oceanske ploče, u području gdje potonja uranja u plašt, djeluje kompresijska sila od ~ 10 9 bar·cm. Brzo relativno kretanje ploča duž ove granice pod pritiskom tlačnih naprezanja dovodi do često ponavljanih jakih potresa. U ovom slučaju, "zajednički uzrok kretanja kore i plašta je želja Zemlje da postigne stanje s minimalnom potencijalnom energijom .”

Litosferne ploče- veliki kruti blokovi Zemljine litosfere, ograničeni seizmički i tektonski aktivnim rasjednim zonama.

Ploče su u pravilu odvojene dubokim greškama i kreću se duž viskoznog sloja plašta jedna u odnosu na drugu brzinom od 2-3 cm godišnje. Tamo gdje se kontinentalne ploče sudaraju, one nastaju planinskih pojaseva . Kada kontinentalna i oceanska ploča međusobno djeluju, ploča s oceanskom korom pomiče se ispod ploče s kontinentalnom korom, što rezultira stvaranjem dubokomorskih brazda i otočnih lukova.

Kretanje litosfernih ploča povezano je s kretanjem tvari u plaštu. NA odvojeni dijelovi plašta postoje snažni tokovi topline i tvari koji se iz njegovih dubina uzdižu na površinu planeta.

Pokriveno je preko 90% Zemljine površine 13 najveće litosferne ploče.

Puknuti– golema pukotina u zemljinoj kori, nastala tijekom njezina horizontalnog rastezanja (tj. gdje se razilaze tokovi topline i tvari). U pukotinama dolazi do izlijevanja magme, pojavljuju se novi rasjedi, horstovi, grabeni. Nastaju srednjooceanski grebeni.

Prvi hipoteza pomicanja kontinenata (tj. horizontalno kretanje zemljine kore) iznijeto početkom dvadesetog stoljeća A. Wegener. Na njegovoj osnovi stvorena teorija litosfernih ploča m. Prema ovoj teoriji, litosfera nije monolit, već se sastoji od velikih i malih ploča, "plutajući" na astenosferi. Granična područja između litosfernih ploča nazivaju se seizmički pojasevi - ovo su "najnemirnija" područja planeta.

Zemljina se kora dijeli na stabilne (platforme) i pokretne dijelove (naborana područja – geosinklinale).

- moćne podvodne planinske strukture unutar oceanskog dna, najčešće zauzimaju srednji položaj. U blizini srednjooceanskih grebena, litosferne ploče se odmiču i pojavljuje se mlada bazaltna oceanska kora. Proces je popraćen intenzivnim vulkanizmom i visokom seizmičnošću.

Zone kontinentalnih rascjepa su npr. Istočnoafrički rascjepni sustav, Bajkalski rascjepni sustav. Rascjepe, poput srednjooceanskih grebena, karakterizira seizmička aktivnost i vulkanizam.

Tektonika ploča- hipoteza koja sugerira da je litosfera podijeljena na velike ploče koje se kreću duž plašta u vodoravnom smjeru. U blizini srednjooceanskih grebena, litosferne ploče se odmiču i nakupljaju zbog tvari koja se diže iz utrobe Zemlje; u dubokomorskim jarcima, jedna ploča se pomiče ispod druge i apsorbira je plašt. Na mjestima sudara ploča nastaju naborane strukture.