Untuk masa yang lama, sains geologi dikuasai oleh hipotesis kedudukan benua dan lautan yang tidak berubah. Secara umum diterima bahawa kedua-dua mereka muncul ratusan juta tahun yang lalu dan tidak pernah mengubah kedudukan mereka. Hanya sekali-sekala, apabila ketinggian benua menurun dengan ketara dan paras Lautan Dunia meningkat, laut mendahului tanah rendah dan membanjiri mereka.

Di kalangan ahli geologi, pendapat telah menjadi mantap bahawa kerak bumi hanya mengalami pergerakan menegak yang perlahan dan berkat ini, bantuan darat dan bawah air tercipta.

Sebilangan besar ahli geologi telah lama bersetuju dengan idea bahawa "cakrawala bumi" berada dalam pergerakan menegak yang berterusan, yang menyebabkan pelepasan Bumi terbentuk. Selalunya pergerakan ini mempunyai amplitud dan kelajuan yang besar dan membawa kepada bencana besar, seperti gempa bumi. Walau bagaimanapun, terdapat juga pergerakan menegak yang sangat perlahan dengan tanda berubah-ubah yang tidak dapat dilihat walaupun oleh instrumen yang paling sensitif. Ini adalah apa yang dipanggil pergerakan berayun. Hanya dalam tempoh yang sangat lama ia mendapati bahawa Puncak gunung tumbuh beberapa sentimeter, dan lembah sungai semakin dalam.

Pada penghujung abad ke-19 - permulaan abad ke-20. Sesetengah naturalis meragui kesahihan andaian ini dan mula berhati-hati menyatakan idea tentang perpaduan benua pada masa lalu geologi, yang kini dipisahkan oleh lautan yang luas. Para saintis ini, seperti kebanyakan progresif, mendapati diri mereka berada dalam kedudukan yang sukar kerana andaian mereka tidak terbukti. Sesungguhnya, jika getaran menegak kerak bumi dapat dijelaskan oleh beberapa daya dalaman (contohnya, pengaruh haba Bumi), maka pergerakan benua besar di sepanjang permukaan bumi sukar dibayangkan.

HIPOTESIS WEGENER

Pada awal abad ke-20. Terima kasih kepada karya ahli geofizik Jerman A. Wegener, idea memindahkan benua mendapat populariti yang besar di kalangan naturalis. Dia menghabiskan bertahun-tahun dalam ekspedisi dan pada November 1930 (tarikh sebenar tidak diketahui) meninggal dunia di glasier Greenland. Dunia saintifik dikejutkan dengan berita kematian A. Wegener, yang berada di puncak kuasa kreatifnya. Pada masa ini, populariti ideanya tentang hanyut benua telah mencapai kemuncaknya. Ramai ahli geologi dan geofizik, paleogeographers dan biogeographers menganggap mereka dengan minat, dan karya berbakat mula muncul di mana idea-idea ini dibangunkan.

A. Wegener mengemukakan idea tentang kemungkinan pergerakan benua apabila dia meneliti peta geografi dunia dengan teliti. Dia terkejut dengan persamaan yang menakjubkan antara garis besar pantai Amerika Selatan dan Afrika. Kemudian, A. Wegener berkenalan dengan bahan paleontologi yang menunjukkan wujudnya hubungan darat antara Brazil dan Afrika. Seterusnya, ini mendorong analisis yang lebih terperinci tentang data geologi dan paleontologi yang ada dan membawa kepada keyakinan yang kukuh bahawa andaian beliau adalah betul.

Sukar pada mulanya untuk mengatasi penguasaan konsep yang dibangunkan dengan baik tentang ketakbolehubahan kedudukan benua, atau hipotesis fixism, dengan andaian cerdik, spekulatif semata-mata golongan mobilis, berdasarkan setakat ini hanya pada persamaan konfigurasi pantai bertentangan Lautan Atlantik. A. Wegener percaya bahawa dia akan dapat meyakinkan semua penentangnya tentang kesahihan hanyutan benua hanya apabila bukti kukuh berdasarkan bahan geologi dan paleontologi yang luas dikumpulkan.

Untuk mengesahkan hanyut benua, A. Wegener dan penyokongnya memetik empat kumpulan bukti bebas: geomorfologi, geologi, paleontologi dan paleoklimatik. Jadi semuanya bermula dengan persamaan tertentu garis pantai benua yang terletak di kedua-dua belah Lautan Atlantik, garis besar garis pantai benua yang mengelilingi Lautan Hindi mempunyai kebetulan yang kurang jelas. A. Wegener mencadangkan bahawa kira-kira 250 juta tahun dahulu semua benua dikelompokkan menjadi satu benua besar gergasi - Pangea. Benua besar ini terdiri daripada dua bahagian. Di utara ialah Laurasia, yang menyatukan Eurasia (tanpa India) dan Amerika Utara, dan di selatan ialah Gondwana, diwakili oleh Amerika Selatan, Afrika, Hindustan, Australia dan Antartika.

Pembinaan semula Pangea didasarkan terutamanya pada data geomorfologi. Mereka disahkan sepenuhnya oleh persamaan bahagian geologi bagi benua individu dan kawasan pembangunan jenis tertentu kerajaan haiwan dan tumbuhan. Semua flora dan fauna purba di benua Gondwanan selatan membentuk satu komuniti. Banyak vertebrata darat dan air tawar, serta bentuk invertebrata air cetek, tidak dapat bergerak secara aktif dalam jarak yang jauh dan kelihatan hidup di benua yang berbeza, ternyata sangat rapat dan serupa antara satu sama lain. Sukar untuk membayangkan bagaimana flora purba boleh menetap jika benua telah dipisahkan antara satu sama lain dengan jarak yang sama besar seperti sekarang.

Bukti yang meyakinkan yang menyokong kewujudan Pangea, Gondwana dan Laurasia diperoleh oleh A. Wegener selepas meringkaskan data paleoklimatik. Pada masa itu, sudah diketahui umum bahawa kesan glasiasi kepingan terbesar, yang berlaku kira-kira 280 juta tahun yang lalu, ditemui di hampir semua benua selatan. Pembentukan glasier dalam bentuk serpihan moraine purba (ia dipanggil tillites), sisa-sisa bentuk muka bumi glasier dan jejak pergerakan glasier diketahui di Amerika Selatan (Brazil, Argentina), Afrika Selatan, India, Australia dan Antartika. Sukar untuk membayangkan bagaimana, memandangkan kedudukan semasa benua, glasiasi boleh berlaku hampir serentak di kawasan yang begitu jauh antara satu sama lain. Di samping itu, kebanyakan kawasan glasiasi yang disenaraikan kini terletak di latitud khatulistiwa.

Penentang hipotesis hanyutan benua mengemukakan hujah berikut. Pada pendapat mereka, walaupun semua benua ini pada masa lalu terletak di latitud khatulistiwa dan tropika, mereka berada pada kedudukan hipsometrik yang jauh lebih tinggi daripada sekarang, yang menyebabkan kemunculan ais dan salji di dalam sempadan mereka. Lagipun, kini terdapat salji dan ais jangka panjang di Gunung Kilimanjaro. Namun, tidak mungkin begitu ketinggian keseluruhan benua pada masa yang jauh itu adalah 3500-4000 m Tidak ada asas untuk andaian ini, kerana dalam kes ini benua akan mengalami hakisan yang teruk dan pada bingkainya ketebalan bahan kasar sepatutnya terkumpul, serupa dengan pengumpulan di terminal. lembangan saliran sungai gunung. Pada hakikatnya, hanya sedimen berbutir halus dan kemogenik yang dimendapkan di rak benua.

Oleh itu, penjelasan yang paling boleh diterima untuk fenomena unik ini, iaitu, kehadiran moraine purba di kawasan khatulistiwa dan tropika moden di Bumi, ialah 260 - 280 juta tahun dahulu benua Gondwana, yang terdiri daripada Amerika Selatan, India, Afrika. , Australia, dikumpulkan bersama dan Antartika, terletak di latitud tinggi, berhampiran Kutub Geografi Selatan.

Penentang hipotesis drift tidak dapat membayangkan bagaimana benua bergerak dalam jarak yang begitu jauh. A. Wegener menjelaskan ini menggunakan contoh pergerakan aisberg, yang dilakukan di bawah pengaruh daya emparan yang disebabkan oleh putaran planet.

Terima kasih kepada kesederhanaan dan kejelasan dan, yang paling penting, meyakinkan fakta yang dipetik dalam mempertahankan hipotesis hanyutan benua, ia dengan cepat menjadi popular. Walau bagaimanapun, selepas kejayaan, krisis datang tidak lama lagi. Sikap kritis terhadap hipotesis bermula dengan ahli geofizik. Mereka menerima nombor besar fakta dan percanggahan fizikal dalam rantaian bukti logik pergerakan benua. Ini membolehkan mereka membuktikan ketidakpastian kaedah dan punca hanyut benua, dan pada awal tahun 40-an hipotesis ini telah kehilangan hampir semua penyokongnya. Menjelang 50-an abad XX. nampaknya kebanyakan ahli geologi bahawa hipotesis hanyutan benua akhirnya harus ditinggalkan dan boleh dianggap hanya sebagai salah satu paradoks sejarah sains yang tidak mendapat pengesahan dan tidak tahan ujian masa.

PALEOMAGNETISME DAN NEOMOBILISME

Dari pertengahan abad ke-20. Para saintis memulakan kajian intensif tentang topografi dan geologi dasar lautan di pedalamannya yang dalam, serta fizik, kimia dan biologi perairan lautan. Mereka mula menyiasat dasar laut dengan pelbagai alat. Dengan mentafsir rekod seismograf dan magnetometer, ahli geofizik memperoleh fakta baharu. Didapati bahawa banyak batuan semasa proses pembentukannya memperoleh kemagnetan ke arah kutub geomagnet sedia ada. Dalam kebanyakan kes, kemagnetan remanen ini kekal tidak berubah selama berjuta-juta tahun.

Pada masa ini, kaedah untuk memilih sampel dan menentukan kemagnetan mereka pada peranti khas- magnetometer. Dengan menentukan arah kemagnetan batuan umur yang berbeza, anda boleh mengetahui bagaimana arah medan geomagnet berubah di setiap kawasan tertentu dalam tempoh masa tertentu.

Kajian kemagnetan remanen dalam batuan membawa kepada dua penemuan asas. Pertama, telah ditetapkan bahawa semasa sejarah panjang Bumi, kemagnetan telah berubah berkali-kali - daripada biasa, iaitu, sepadan dengan moden, kepada terbalik. Penemuan ini disahkan pada awal 60-an abad kita. Ternyata orientasi magnetisasi jelas bergantung pada masa, dan atas dasar ini skala pembalikan medan magnet telah dibina.

Kedua, apabila mengkaji lajur lava yang terletak di kedua-dua belah rabung tengah laut, simetri tertentu ditemui. Fenomena ini dipanggil anomali magnet jalur. Anomali sedemikian terletak secara simetri pada kedua-dua belah rabung tengah laut, dan setiap pasangan simetri daripada mereka adalah umur yang sama. Lebih-lebih lagi, yang terakhir secara semula jadi meningkat dengan jarak dari paksi rabung tengah laut ke arah benua. Anomali magnet jalur adalah seperti rekod penyongsangan, iaitu perubahan arah medan magnet pada "pita magnet" gergasi.

Saintis Amerika G. Hess mencadangkan, yang kemudiannya disahkan berkali-kali, bahawa bahan mantel separa lebur naik ke permukaan di sepanjang retakan dan melalui lembah retakan yang terletak di bahagian paksi rabung tengah lautan. Ia merebak ke arah yang berbeza dari paksi rabung dan pada masa yang sama, seolah-olah, berpisah dan mendedahkan dasar lautan. Bahan mantel secara beransur-ansur mengisi retakan keretakan, mengeras di dalamnya, dimagnetkan berdasarkan kekutuban magnet yang sedia ada, dan kemudian, pecah kira-kira di tengah, ditolak oleh bahagian baru cair. Berdasarkan masa penyongsangan dan susunan selang-seli magnetisasi langsung dan songsang, umur lautan ditentukan dan sejarah perkembangannya dihuraikan.

Anomali magnet jalur di dasar lautan ternyata menjadi maklumat yang paling mudah untuk membina semula zaman kekutuban medan geomagnet pada masa lalu geologi. Tetapi masih banyak lagi arah yang penting kajian tentang batuan igneus. Berdasarkan kemagnetan remanen batu purba, adalah mungkin untuk menentukan arah paleomeridian, dan oleh itu koordinat Kutub Utara dan Selatan dalam era geologi tertentu.

Penentuan pertama kedudukan kutub purba menunjukkan bahawa semakin tua zaman yang dikaji, semakin berbeza lokasi kutub magnet dengan yang moden. Walau bagaimanapun, perkara utama ialah koordinat kutub, yang ditentukan dari batuan pada umur yang sama, adalah sama untuk setiap benua individu, tetapi untuk benua yang berbeza ia mempunyai percanggahan, yang meningkat apabila kita pergi lebih jauh ke masa lalu yang jauh.

Salah satu fenomena penyelidikan paleomagnetik ialah ketidakserasian kedudukan kutub magnet kuno dan moden. Apabila cuba untuk menggabungkan mereka, ia adalah perlu untuk memindahkan benua setiap kali. Perlu diperhatikan bahawa apabila kutub magnet Paleozoik lewat dan awal Mesozoik digabungkan dengan kutub moden, benua itu beralih menjadi satu benua besar, hampir sama dengan Pangea.

Hasil penyelidikan paleomagnetik yang menakjubkan itu menyumbang kepada kembalinya hipotesis hanyutan benua oleh komuniti saintifik yang lebih luas. Ahli geofizik Inggeris E. Bullard dan rakan-rakannya memutuskan untuk menguji premis awal hanyutan benua - persamaan kontur blok benua yang kini dipisahkan oleh Lautan Atlantik. Penjajaran dilakukan menggunakan komputer elektronik, tetapi tidak di sepanjang kontur garis pantai, seperti yang dilakukan oleh A. Wegener, tetapi di sepanjang isobath 1800 m, yang berjalan kira-kira di tengah-tengah cerun benua. Kontur benua yang terletak di kedua-dua belah Atlantik bertepatan pada jarak yang agak jauh.

TEKTONIK PLAT LITOSFERA

Penemuan kemagnetan primer, kutub anomali magnet dengan tanda berselang-seli, simetri kepada paksi rabung tengah laut, perubahan dalam kedudukan kutub magnet dari masa ke masa, dan beberapa penemuan lain membawa kepada kebangkitan semula hipotesis hanyutan benua.

Idea pengembangan dasar laut dari paksi rabung tengah laut ke pinggir telah menerima pengesahan berulang, terutamanya selepas penggerudian laut dalam. Ahli seismologi memberi sumbangan besar kepada perkembangan idea mobilisme (hanyut benua). Penyelidikan mereka memungkinkan untuk menjelaskan gambaran taburan zon aktiviti seismik di permukaan bumi. Ternyata zon ini agak sempit, tetapi luas. Ia terhad kepada pinggir benua, lengkok pulau dan rabung tengah laut.

Hipotesis hanyut benua yang dihidupkan semula dipanggil tektonik plat litosfera. Plat ini bergerak perlahan-lahan merentasi permukaan planet kita. Ketebalan mereka kadang-kadang mencapai 100-120 km, tetapi lebih kerap ia adalah 80-90 km. Terdapat beberapa plat litosfera di Bumi (Rajah 1) - lapan besar dan kira-kira satu setengah dozen yang kecil. Yang terakhir ini sering dipanggil mikroplat. Dua plat besar terletak di dalam Lautan Pasifik dan diwakili oleh kerak lautan yang nipis dan mudah telap. Plat litosfera Antartika, Indo-Australia, Afrika, Amerika Utara, Amerika Selatan dan Eurasia mempunyai kerak jenis benua. Mereka mempunyai tepi yang berbeza (sempadan). Apabila plat bergerak berasingan, tepinya dipanggil mencapah. Apabila mereka menyimpang, bahan mantel memasuki retak yang terhasil (zon retak). Ia mengeras di permukaan bahagian bawah dan membina kerak lautan. Bahagian baharu bahan mantel mengembangkan zon rekahan, yang menyebabkan plat litosfera bergerak. Di tempat di mana mereka bergerak, lautan terbentuk, saiznya sentiasa meningkat. Sempadan jenis ini direkodkan oleh rekahan keretakan lautan moden di sepanjang paksi rabung tengah lautan.

nasi. 1. Plat litosfera moden Bumi dan arah pergerakannya.

1 - paksi pengembangan dan kerosakan; 2 - tali pinggang mampatan planet; 3 - sempadan plat konvergen; 4 - benua moden

Apabila plat litosfera bertumpu, sempadannya dipanggil penumpuan. Proses kompleks berlaku dalam zon penumpuan. Terdapat dua yang utama. Apabila plat lautan berlanggar dengan plat lautan atau benua lain, ia tenggelam ke dalam mantel. Proses ini disertai dengan meledingkan dan pecah. Gempa bumi fokus dalam berlaku di zon rendaman. Di tempat-tempat inilah zon Zavaritsky-Benioff terletak.

Plat lautan memasuki mantel dan sebahagiannya cair di sana. Pada masa yang sama, komponennya yang paling ringan, mencair, naik ke permukaan semula dalam bentuk letusan gunung berapi. Inilah sebenarnya sifat Lingkaran Api Pasifik. Komponen berat perlahan-lahan tenggelam ke dalam mantel dan boleh turun sehingga ke sempadan teras.

Apabila dua plat litosfera benua berlanggar, kesan jenis hummocking berlaku.

Kita melihatnya berkali-kali semasa hanyut ais, apabila ais terapung bertembung dan dihancurkan, bergerak ke arah satu sama lain. Kerak benua jauh lebih ringan daripada mantel, jadi plat tidak tenggelam ke dalam mantel. Apabila mereka berlanggar, mereka memampatkan dan struktur gunung yang besar muncul di tepinya.

Pemerhatian yang banyak dan jangka panjang telah membolehkan ahli geofizik menentukan kelajuan purata pergerakan plat litosfera. Di dalam tali pinggang mampatan Alpine-Himalaya, yang terbentuk akibat perlanggaran plat Afrika dan Hindustan dengan plat Eurasia, kadar penumpuan berkisar antara 0.5 sm/tahun di wilayah Gibraltar hingga 6 sm/tahun di Pamir dan Himalaya wilayah.

Eropah kini "berlayar jauh" dari Amerika Utara pada kadar sehingga 5 cm/tahun. Walau bagaimanapun, Australia "berpindah" dari Antartika dengan kelajuan maksimum- secara purata 14 cm/tahun.

Plat litosfera lautan mempunyai kelajuan pergerakan tertinggi - kelajuannya adalah 3-7 kali lebih tinggi daripada kelajuan plat litosfera benua. Yang "terpantas" ialah plat Pasifik, dan "paling perlahan" ialah plat Eurasia.

MEKANISME PERGERAKAN PLAT LITOSFERA

Sukar untuk membayangkan bahawa benua yang luas dan besar boleh bergerak perlahan-lahan. Lebih sukar untuk dijawab ialah persoalan mengapa mereka berpindah? Kerak bumi adalah jisim yang sejuk dan terhablur sepenuhnya. Dari bawah ia didasari oleh astenosfera separa cair. Adalah mudah untuk mengandaikan bahawa plat litosfera timbul semasa penyejukan bahan separa cair astenosfera, serupa dengan proses pembentukan ais dalam takungan pada musim sejuk. Walau bagaimanapun, perbezaannya ialah ais lebih ringan daripada air, dan silikat terhablur litosfera lebih berat daripada cairnya.

Bagaimanakah plat litosfera lautan terbentuk?

Bahan panas dan separa cair astenosfera naik ke ruang di antara mereka, yang, jatuh di permukaan dasar lautan, menyejuk dan, mengkristal, bertukar menjadi batu litosfera (Rajah 2). Bahagian litosfera yang terbentuk sebelum ini kelihatan "membeku" dengan lebih kuat dan berpecah menjadi retak. Bahagian baru bahan panas memasuki retakan ini dan, memejal, meningkatkan jumlah, menolaknya. Proses itu diulang berkali-kali.

nasi. 2. Skim pergerakan plat litosfera tegar (mengikut B. Isaacs dan lain-lain)

Batuan litosfera adalah lebih berat daripada bahan panas asas astenosfera dan, oleh itu, semakin tebal ia, semakin dalam ia tenggelam, atau tenggelam, ke dalam mantel. Mengapa plat litosfera, jika ia lebih berat daripada bahan mantel cair, tidak tenggelam di dalamnya? Jawapannya agak mudah. Mereka tidak tenggelam kerana kerak bumi yang ringan "dipateri" ke bahagian mantel berat plat benua di atas, bertindak sebagai apungan. Oleh itu, ketumpatan purata batuan plat benua sentiasa kurang ketumpatan sederhana bahan mantel panas.

Plat lautan lebih berat daripada mantel, dan oleh itu ia lambat laun tenggelam ke dalam mantel dan tenggelam di bawah plat benua yang lebih ringan.

Untuk masa yang agak lama, litosfera lautan, seperti "piring leper" gergasi kekal di permukaan. Selaras dengan undang-undang Archimedes, jisim astenosfera yang disesarkan dari bawahnya adalah sama dengan jisim plat itu sendiri dan air yang mengisi lekukan litosfera. Keapungan yang wujud untuk masa yang lama muncul. Walau bagaimanapun, ini tidak boleh berterusan lama. Keutuhan "piring" kadang-kadang terganggu di tempat-tempat di mana tekanan berlebihan timbul, dan mereka lebih kuat semakin dalam plat tenggelam ke dalam mantel, dan oleh itu, semakin tua mereka. Mungkin, dalam plat litosfera yang lebih tua daripada 150 juta tahun, tekanan timbul yang jauh melebihi kekuatan tegangan litosfera itu sendiri terbelah dan tenggelam ke dalam mantel panas.

PEMBINAAN SEMULA GLOBAL

Berdasarkan kajian kemagnetan remanen batuan benua dan dasar lautan, kedudukan kutub dan zonasi latitudin pada masa lalu geologi telah ditetapkan. Paleolatitud, sebagai peraturan, tidak bertepatan dengan yang moden latitud geografi, dan perbezaan ini semakin meningkat apabila kita semakin menjauh dari masa kini.

Penggunaan gabungan data geofizik (palaeomagnetik dan seismik), geologi, paleogeografi dan paleoklimatik memungkinkan untuk membina semula kedudukan benua dan lautan untuk pelbagai tempoh masa pada masa lalu geologi. Ramai pakar mengambil bahagian dalam kajian ini: ahli geologi, ahli paleontologi, ahli paleoklimatologi, ahli geofizik, serta pakar komputer, kerana bukan pengiraan vektor magnetisasi remanen itu sendiri, tetapi tafsiran mereka tidak dapat difikirkan tanpa menggunakan komputer. Pembinaan semula dilakukan secara bebas antara satu sama lain oleh saintis Soviet, Kanada dan Amerika.

Sepanjang hampir keseluruhan Paleozoik, benua selatan disatukan menjadi satu benua besar, Gondwana. Tidak ada bukti yang boleh dipercayai tentang kewujudan Atlantik Selatan dan Lautan Hindi di Paleozoik.

Pada permulaan zaman Kambrium, kira-kira 550 - 540 juta tahun dahulu, benua terbesar ialah Gondwana. Ia ditentang di hemisfera utara oleh benua yang dipisahkan (Amerika Utara, Eropah Timur dan Siberia), serta sebilangan kecil benua mikro. Antara benua Siberia dan Eropah Timur, di satu pihak, dan Gondwana, di sisi lain, adalah Lautan Paleo-Asia, dan di antara benua Amerika Utara dan Gondwana adalah Lautan Paleo-Atlantik. Sebagai tambahan kepada mereka, pada masa yang jauh itu terdapat ruang lautan yang luas - analog dari Lautan Pasifik moden. Penghujung Ordovician, kira-kira 450 - 480 juta tahun yang lalu, dicirikan oleh penumpuan benua di hemisfera utara. Perlanggaran mereka dengan arka pulau membawa kepada penumpukan bahagian pinggir jisim tanah Siberia dan Amerika Utara. Lautan Paleo-Asia dan Paleo-Atlantik mula mengecil saiznya. Selepas beberapa lama, lautan baru muncul di tempat ini - Paleotethys. Ia menduduki wilayah Mongolia Selatan moden, Tien Shan, Caucasus, Turki, dan Balkan. Sebuah lembangan air baru juga timbul di tapak rabung Ural moden. Lebar Lautan Ural melebihi 1500 km. Menurut definisi paleomagnetik, kutub Selatan pada masa ini berada di bahagian barat laut Afrika.

Pada separuh pertama tempoh Devon, 370 - 390 juta tahun yang lalu, benua mula bersatu: Amerika Utara dengan Eropah Barat, akibatnya benua baru - Euramerica - muncul, walaupun tidak lama. Struktur pergunungan moden Appalachia dan Scandinavia telah terbentuk akibat perlanggaran benua ini. Saiz Paleotethys agak mengecil. Di tempat lautan Ural dan Paleo-Asia, lembangan peninggalan kecil kekal. Kutub Selatan terletak di kawasan yang kini dikenali sebagai Argentina.

Kebanyakan Amerika Utara terletak di hemisfera selatan. Di latitud tropika dan khatulistiwa terdapat benua Siberia, Cina, Australia dan bahagian timur Euramerica.

Karbon Awal, kira-kira 320-340 juta tahun yang lalu, dicirikan oleh penumpuan berterusan benua (Rajah 3). Di tempat-tempat di mana mereka berlanggar, kawasan terlipat dan struktur gunung timbul - Ural, Tien Shan, banjaran gunung Mongolia Selatan dan China Barat, Salair, dll. Lautan baru, Paleotethys II (Paleotethys generasi kedua), muncul. Ia memisahkan benua China dari Siberia dan Kazakhstan.

Rajah.3. Kedudukan benua dalam Karbon Awal (340 juta tahun dahulu)

Pada pertengahan zaman Karbon, sebahagian besar Gondwana mendapati diri mereka berada di kawasan kutub hemisfera selatan, yang membawa kepada salah satu glasiasi terbesar dalam sejarah Bumi.

Karbon Akhir - permulaan tempoh Permian 290 - 270 juta tahun yang lalu, ditandai dengan penyatuan benua menjadi blok benua gergasi - superbenua Pangea (Rajah 4). Ia terdiri daripada Gondwana di selatan dan Laurasia di utara. Hanya benua China yang dipisahkan dari Pangea oleh lautan Paleotethys II.

Pada separuh kedua tempoh Triassic, 200 - 220 juta tahun yang lalu, walaupun lokasi benua adalah lebih kurang sama seperti pada penghujung Paleozoic, namun perubahan berlaku dalam garis besar benua dan lautan (Rajah 5) . Benua China bersatu dengan Eurasia, Paleotethys II tidak lagi wujud.

Walau bagaimanapun, hampir serentak, lembangan lautan baru, Tethys, muncul dan mula berkembang pesat. Dia memisahkan Gondwana dari Eurasia. Di dalamnya, benua mikro terpencil telah dipelihara - Indochina, Iran, Rhodope, Transcaucasia, dll.

Kemunculan lautan baru disebabkan oleh perkembangan selanjutnya litosfera - keruntuhan Pangea dan pemisahan semua benua yang diketahui sekarang. Pada mulanya, Laurasia berpecah - di kawasan lautan Atlantik dan Artik moden. Kemudian bahagian individunya mula bergerak menjauhi satu sama lain, dengan itu memberi ruang kepada Atlantik Utara.

Era Jurassic Akhir, kira-kira 140 - 160 juta tahun dahulu, ialah masa pemecahan Gondwana (Rajah 6). Di tapak perpecahan, Lembangan Lautan Atlantik dan rabung tengah lautan timbul. Lautan Tethys terus berkembang, di utaranya terdapat sistem busur pulau. Mereka terletak di tapak Lesser Caucasus moden, Elburz dan pergunungan Afghanistan dan memisahkan laut pinggir dari lautan.

Semasa zaman Jurassic dan Cretaceous Akhir, benua bergerak dalam arah latitudin. Laut Labrador dan Teluk Biscay timbul, Hindustan dan Madagascar terpisah dari Afrika. Selat muncul di antara Afrika dan Madagascar. Perjalanan panjang Plat Hindustan berakhir pada penghujung Paleogene dengan perlanggaran dengan Asia. Di sinilah struktur gunung gergasi - Himalaya - terbentuk.

Lautan Tethys mula mengecut secara beransur-ansur dan menjadi tertutup, terutamanya disebabkan oleh penyesuaian semula Afrika dan Eurasia. Rangkaian arka pulau gunung berapi timbul di pinggir utaranya. Tali pinggang gunung berapi yang serupa terbentuk di pinggir timur Asia. Pada akhir zaman Cretaceous, Amerika Utara dan Eurasia bersatu di wilayah Chukotka dan Alaska.

Semasa zaman Cenozoic, Lautan Tethys telah ditutup sepenuhnya, peninggalan yang kini menjadi Laut Mediterranean. Perlanggaran Afrika dengan Eropah membawa kepada pembentukan sistem pergunungan Alpine-Caucasian. Benua mula berkumpul secara beransur-ansur di hemisfera utara dan bergerak berasingan di selatan, berpecah kepada blok dan jisim terpencil yang berasingan.

Membandingkan kedudukan benua dalam tempoh geologi individu, kita sampai pada kesimpulan bahawa dalam pembangunan Bumi terdapat kitaran besar, di mana benua sama ada berkumpul atau menyimpang ke arah yang berbeza. Tempoh setiap kitaran sedemikian adalah sekurang-kurangnya 600 juta tahun. Terdapat sebab untuk mempercayai bahawa pembentukan Pangea dan keruntuhannya bukanlah detik terpencil dalam sejarah planet kita. Benua supergergasi yang serupa muncul pada zaman purba, kira-kira 1 bilion tahun yang lalu.

GEOSYNCLINALS - SISTEM GUNUNG LIPAT

Di pergunungan kami mengagumi panorama berwarna-warni yang terbuka dan kagum dengan daya kreatif dan pemusnah alam yang tidak terbatas. Puncak gunung kelabu berdiri megah, glasier besar turun seperti lidah ke lembah, sungai gunung berbuih di lembah yang dalam. Kami terkejut bukan sahaja dengan keindahan liar kawasan pergunungan, tetapi juga dengan fakta yang kami dengar daripada ahli geologi, dan mereka mendakwa bahawa pada masa lalu yang jauh, di tapak struktur gunung yang luas, terdapat hamparan laut yang luas.

Apabila Leonardo da Vinci menemui sisa-sisa cengkerang moluska laut yang tinggi di pergunungan, dia membuat kesimpulan yang betul tentang kewujudan laut di sana pada zaman dahulu, tetapi hanya sedikit orang yang mempercayainya ketika itu. Bagaimana mungkin ada laut di pergunungan pada ketinggian 2-3 ribu meter? Lebih daripada satu generasi saintis semula jadi telah berusaha keras untuk membuktikan kemungkinan berlakunya kes yang tidak pernah berlaku sebelum ini.

Orang Itali yang hebat itu betul. Permukaan planet kita sentiasa bergerak - mendatar atau menegak. Semasa penurunannya, pelanggaran besar berulang kali berlaku, apabila lebih 40% permukaan tanah moden diliputi oleh laut. Dengan pergerakan ke atas kerak bumi, ketinggian benua meningkat dan laut berundur. Apa yang dipanggil regresi laut berlaku. Tetapi bagaimanakah struktur gunung yang megah dan banjaran gunung yang luas terbentuk?

Untuk masa yang lama, geologi dikuasai oleh idea dominasi pergerakan menegak. Dalam hal ini, terdapat pendapat bahawa terima kasih kepada pergerakan sedemikian, gunung telah terbentuk. Kebanyakan struktur gunung di dunia tertumpu pada tali pinggang tertentu dengan panjang beribu-ribu kilometer dan lebar beberapa puluh atau bahkan beberapa ratus kilometer. Mereka dicirikan oleh lipatan sengit, manifestasi pelbagai sesar, pencerobohan batu igneus, daik memotong strata batuan sedimen dan metamorf. Peningkatan perlahan yang berterusan, disertai dengan proses hakisan, membentuk kelegaan struktur gunung.

Kawasan pergunungan Appalachian, Cordillera, Ural, Altai, Tien Shan, Hindu Kush, Pamir, Himalaya, Alps, Caucasus adalah sistem berlipat yang terbentuk dalam tempoh masa lampau geologi yang berbeza semasa era aktiviti tektonik dan magmatik. Sistem pergunungan ini dicirikan oleh ketebalan besar pembentukan sedimen terkumpul, selalunya melebihi 10 km, iaitu berpuluh kali ganda lebih besar daripada ketebalan batuan serupa di dalam bahagian platform yang rata.

Penemuan lapisan batuan sedimen yang luar biasa tebal, renyuk menjadi lipatan, ditembusi oleh pencerobohan dan bebatuan batu igneus, lebih-lebih lagi, mempunyai tahap yang besar dengan lebar yang agak kecil, membawa kepada penciptaan pada pertengahan abad ke-19. teori geosinklinal pembentukan gunung. Kawasan lanjutan strata sedimen tebal, yang dari masa ke masa berubah menjadi sistem gunung, dipanggil geosinklin. Sebaliknya, kawasan kerak bumi yang stabil dengan ketebalan batuan sedimen yang besar dipanggil platform.

Hampir semua sistem gunung di dunia, yang dicirikan oleh lipatan, ketakselanjaran dan magmatisme, adalah geosinklin purba yang terletak di pinggir benua. Walaupun ketebalan yang sangat besar, sebahagian besar sedimen berasal dari air cetek. Selalunya pada permukaan tempat tidur terdapat kesan kesan riak, sisa haiwan dasar air cetek, dan juga retakan pengeringan. Ketebalan besar sedimen menunjukkan penenggelaman kerak bumi yang ketara dan pada masa yang sama agak cepat. Bersama-sama dengan sedimen air cetek biasanya, sedimen air dalam juga ditemui (contohnya, radiolarit dan sedimen berbutir halus dengan lapisan dan tekstur yang pelik).

Sistem geosynclinal telah dikaji selama satu abad, dan terima kasih kepada kerja banyak generasi saintis, sistem yang kelihatan harmoni bagi urutan kejadian dan evolusi mereka telah dibangunkan. Satu-satunya fakta yang tidak dapat dijelaskan masih kekal ketiadaan analog moden geosinklin. Apakah yang boleh dianggap sebagai geosinklin moden? Laut pinggir atau seluruh lautan?

Walau bagaimanapun, dengan perkembangan konsep tektonik plat litosfera, teori geosinklinal mengalami beberapa perubahan dan tempat sistem geosinklin dalam tempoh regangan, pergerakan dan perlanggaran plat litosfera ditemui.

Bagaimanakah perkembangan sistem berlipat berlaku? Di pinggir benua yang aktif secara tektonik terdapat kawasan lanjutan yang mengalami penenggelaman perlahan. Di laut pinggir, sedimen dengan ketebalan 6 hingga 20 km terkumpul. Pada masa yang sama, pembentukan gunung berapi terbentuk di sini dalam bentuk pencerobohan magmatik, daik dan penutup lava. Pemendapan berlangsung berpuluh-puluh dan kadangkala ratusan juta tahun.

Kemudian, semasa peringkat orogenik, ubah bentuk perlahan dan transformasi sistem geosynclinal berlaku. Luasnya sudah berkurangan, nampaknya telah diratakan. Lipatan dan pecah muncul, serta pencerobohan batu igneus cair. Semasa proses ubah bentuk, sedimen dalam dan cetek beralih dan tekanan tinggi dan suhu mereka tertakluk kepada metamorfisme.

Pada masa ini, peningkatan berlaku, laut benar-benar meninggalkan wilayah dan banjaran gunung terbentuk. Proses hakisan batuan yang seterusnya, pengangkutan dan pengumpulan sedimen klastik akhirnya membawa kepada fakta bahawa gunung-gunung ini secara beransur-ansur dimusnahkan hingga ke ketinggian yang hampir dengan paras laut. Penurunan perlahan sistem terlipat yang terletak di pinggir plat benua juga membawa kepada hasil yang sama.

Dalam proses pembentukan sistem geosynclinal, bukan sahaja pergerakan mendatar mengambil bahagian, tetapi juga menegak, dijalankan terutamanya akibat pergerakan perlahan plat litosfera. Dalam kes apabila satu plat terendam di bawah yang lain, sedimen tebal geosinklin dalam laut marginal, lengkok pulau dan parit laut dalam secara aktif terdedah kepada suhu dan tekanan tinggi. Kawasan di mana plat subduksi dipanggil zon subduksi. Di sini batu turun ke dalam mantel, cair dan kitar semula. Zon ini dicirikan oleh gempa bumi yang kuat dan gunung berapi.

Di mana tekanan dan suhu tidak begitu tinggi, batu-batu itu dihancurkan ke dalam sistem lipatan, dan di tempat-tempat di mana batu itu paling keras, kesinambungannya terganggu oleh pecah dan pergerakan blok individu.

Di kawasan penumpuan dan kemudian perlanggaran plat litosfera benua, lebar sistem geosinklin berkurangan dengan ketara. Sebahagian daripadanya tenggelam jauh ke dalam mantel, manakala yang lain, sebaliknya, maju ke plat terdekat. Pembentukan sedimen dan metamorf, diperah keluar dari kedalaman dan dihancurkan menjadi lipatan, berulang kali berlapis di atas satu sama lain dalam bentuk skala gergasi, dan akhirnya banjaran gunung timbul. Sebagai contoh, Himalaya terbentuk akibat perlanggaran dua plat litosfera besar - Hindustan dan Eurasia. Sistem pergunungan di selatan Eropah dan Afrika Utara, Crimea, Caucasus, kawasan pergunungan Turki, Iran, dan Afghanistan terutamanya terbentuk akibat perlanggaran plat Afrika dan Eurasia. Dengan cara yang sama, tetapi pada zaman yang lebih kuno, Pergunungan Ural, Cordillera, Appalachian dan kawasan pergunungan lain muncul.

SEJARAH LAUT MEDITERRANEAN

Laut dan lautan terbentuk dalam jangka masa yang panjang sehingga diperoleh rupa moden. Dari sejarah perkembangan lembangan laut, evolusi Laut Mediterranean sangat menarik. Negeri-negeri bertamadun pertama muncul di sekelilingnya, dan sejarah orang-orang yang mendiami pantainya terkenal. Tetapi kita perlu memulakan penerangan kita berjuta-juta tahun sebelum lelaki pertama muncul di sini.

Pada zaman dahulu, hampir 200 juta tahun yang lalu, di tapak Laut Mediterranean moden terdapat Lautan Tethys yang luas dan dalam pada masa itu beberapa ribu kilometer jauhnya dari Eropah; Terdapat kepulauan besar dan kecil pulau-pulau di lautan. Kawasan yang terkenal ini, kini terletak di Eropah Selatan, Timur Dekat dan Timur Tengah - Iran, Turki, Semenanjung Sinai, Rhodope, Apulian, Tatra massifs, Sepanyol Selatan, Calabria, Meseta, Kepulauan Canary, Corsica, Sardinia, telah jauh di selatan lokasi moden mereka.

Pada zaman Mesozoik, satu kesalahan timbul antara Afrika dan Amerika Utara. Dia memisahkan jisim Rhodope-Turki dan Iran dari Afrika, dan magma basaltik menembusi sepanjangnya, litosfera lautan terbentuk dan kerak bumi bergerak berasingan, atau merebak. Lautan Tethys terletak di kawasan tropika Bumi dan memanjang dari Lautan Atlantik moden melalui Lautan Hindi (yang terakhir adalah sebahagian daripadanya) ke Pasifik. Tethys mencapai latitud maksimumnya kira-kira 100-120 juta tahun yang lalu, dan kemudian pengurangan beransur-ansur bermula. Perlahan-lahan, plat litosfera Afrika bergerak menghampiri plat Eurasia. Kira-kira 50 - 60 juta tahun dahulu, India berpisah dari Afrika dan memulakan hanyutnya yang tidak pernah berlaku sebelum ini ke utara sehingga bertembung dengan Eurasia. Saiz Lautan Tethys secara beransur-ansur berkurangan. Hanya 20 juta tahun yang lalu, sebagai ganti lautan yang luas, laut marginal kekal - Mediterranean, Hitam dan Caspian, yang dimensinya, bagaimanapun, jauh lebih besar daripada hari ini. Tidak kurang juga peristiwa besar-besaran yang berlaku pada masa-masa berikutnya.

Pada awal 70-an abad ini, penyejatan - pelbagai garam batu, gipsum dan anhidrit - ditemui di Laut Mediterranean di bawah lapisan sedimen longgar setebal beberapa ratus meter. Mereka terbentuk oleh peningkatan penyejatan air kira-kira 6 juta tahun yang lalu. Tetapi bolehkah Laut Mediterranean benar-benar kering? Inilah tepatnya hipotesis yang telah dinyatakan dan disokong oleh ramai ahli geologi. Diandaikan bahawa 6 juta tahun dahulu Selat Gibraltar ditutup dan selepas kira-kira seribu tahun Laut Mediterranean bertukar menjadi lembangan besar 2 - 3 km dalam dengan tasik garam mengering kecil. Bahagian bawah laut ditutup dengan lapisan kelodak dolomit yang mengeras, gipsum dan garam batu.

Ahli geologi telah menetapkan bahawa Selat Gibraltar dibuka secara berkala dan air melaluinya dari Lautan Atlantik jatuh ke dasar Laut Mediterranean. Apabila Gibraltar ditemui, perairan Atlantik jatuh dalam bentuk air terjun, yang sekurang-kurangnya 15 - 20 kali lebih tinggi daripada aliran Air Terjun Victoria terbesar di sungai. Zambezi di Afrika (200 km 3 / tahun). Penutupan dan pembukaan Gibraltar berlaku sekurang-kurangnya 11 kali, dan ini memastikan pengumpulan jujukan sejatan kira-kira 2 km tebal.

Semasa tempoh pengeringan Laut Mediterranean, di lereng curam lembangannya yang dalam, sungai-sungai yang mengalir dari daratan memotong ngarai yang panjang dan dalam. Salah satu ngarai ini ditemui dan dikesan pada jarak kira-kira 250 km dari delta sungai moden. Rhone di sepanjang cerun benua. Ia dipenuhi dengan sedimen Pliosen yang sangat muda. Satu lagi contoh ngarai seperti itu ialah penerusan sungai di bawah air. Nil dalam bentuk ngarai yang dipenuhi sedimen, dikesan pada jarak 1200 km dari delta.

Semasa kehilangan komunikasi antara Laut Mediterranean dan lautan terbuka di tempatnya terdapat sejenis kolam yang sangat penyahgaraman, yang tinggal di Chernoe dan laut Caspian, air tawar dan kadangkala lembangan masin ini memanjang dari Eropah Tengah ke Ural dan Laut Aral dan dinamakan Paratethys.

Mengetahui kedudukan kutub dan kelajuan pergerakan moden plat litosfera, kelajuan penyebaran dan penyerapan dasar laut, adalah mungkin untuk menggariskan laluan pergerakan benua pada masa akan datang dan membayangkan kedudukan mereka untuk tempoh tertentu. masa.

Ramalan ini dibuat oleh ahli geologi Amerika R. Dietz dan J. Holden. Dalam 50 juta tahun, mengikut andaian mereka, lautan Atlantik dan India akan berkembang dengan mengorbankan Pasifik, Afrika akan beralih ke utara dan terima kasih kepada ini Laut Mediterranean akan beransur-ansur dihapuskan. Selat Gibraltar akan hilang, dan Sepanyol yang "berpusing" akan menutup Teluk Biscay. Afrika akan dipecahkan oleh sesar besar Afrika dan bahagian timurnya akan beralih ke timur laut. Laut Merah akan mengembang sehingga akan memisahkan Semenanjung Sinai dari Afrika, Arab akan bergerak ke timur laut dan menutup Teluk Parsi. India akan semakin bergerak ke arah Asia, yang bermaksud pergunungan Himalaya akan berkembang. California akan berpisah dari Amerika Utara di sepanjang Sesar San Andreas, dan lembangan lautan baharu akan mula terbentuk di tempat ini. Perubahan ketara akan berlaku di hemisfera selatan. Australia akan menyeberangi khatulistiwa dan bersentuhan dengan Eurasia. Ramalan ini memerlukan penjelasan yang ketara. Banyak di sini masih boleh dibahaskan dan tidak jelas.

Dari buku "Geologi Moden". PADA. Yasamanov. M. Nedra. 1987

Sifat pergerakan plat juga menentukan apa yang berlaku di sempadan mereka. Sesetengah plat bergerak berasingan, yang lain berlanggar, dan beberapa bergesel antara satu sama lain.

Pinggan berlanggar

Di mana plat bergerak, beberapa jenis plat sempadan dicipta, bergantung pada jenis plat berlanggar. Sebagai contoh, di sempadan antara plat lautan dan benua, yang dibentuk oleh kerak lautan, "menyelam" di bawah kerak benua, mewujudkan lekukan yang mendalam, atau parit, di permukaan. Zon di mana ini berlaku dipanggil subduktif. Apabila plat tenggelam lebih dalam ke dalam mantel, ia mula cair. Kerak plat atas dimampatkan, dan gunung tumbuh di atasnya. Sebahagian daripadanya terbentuk oleh magma yang terpecah melalui litosfera.

Zon di mana plat bergerak menjauhi satu sama lain berlaku di beberapa kawasan dasar lautan. Mereka dicirikan oleh jajaran gunung batu gunung berapi. Gunung berapi sedemikian tidak mempunyai cerun yang curam atau bentuk kon. Biasanya ini adalah rangkaian gunung yang panjang dengan cerun yang lembut. Kedua-dua rantai dipisahkan oleh retakan dalam yang menandakan sempadan antara plat. Retakan terbuka apabila magma (batu cair) yang naik dari astenosfera dilepaskan ke permukaan. Sebaik sahaja di permukaan, magma menyejuk dan mengeras di sepanjang tepi plat, membentuk kawasan baru di dasar lautan. Pada masa yang sama, magma menolak plat lebih jauh dari satu sama lain. Proses ini, yang dikenali sebagai penyebaran dasar laut, tidak pernah berakhir kerana retakan terbuka berulang kali. Tempat di mana ini berlaku dipanggil midridge.

Lekukan dalam juga terbentuk di sempadan dua plat litosfera lautan yang bertembung. Satu daripada plat ini berada di bawah satu lagi dan cair, tenggelam ke dalam mantel. Magma meluru ke atas melalui litosfera, dan rantaian gunung berapi terbentuk berhampiran sempadan pada plat di atas.

Plat benua

Di tempat-tempat di mana dua plat litosfera benua bertembung secara langsung, banjaran gunung yang tinggi terbentuk. Di sempadan, kerak benua kedua-dua plat memampat, retak dan berkumpul menjadi lipatan gergasi. Dengan pergerakan selanjutnya plat, banjaran gunung menjadi lebih tinggi dan lebih tinggi, kerana semua nada ini semakin ditolak ke atas.

Parit lautan

Kemurungan yang terbentuk di sempadan plat adalah lekukan yang paling dalam di permukaan bumi. Palung Mariana di Lautan Pasifik dianggap paling dalam (11,022 meter di bawah paras laut). Gunung Everest tertinggi di dunia (8848 meter di atas paras laut) boleh lemas di dalamnya. Kenderaan laut dalam ini digunakan untuk meneroka lekukan lautan.

Plat geseran

Tidak semua plat bergerak menjauhi satu sama lain atau berlanggar secara langsung. Sebahagian daripada mereka menggosok ke sisi, bergerak sama ada ke arah yang bertentangan, atau ke arah yang sama, tetapi dengan pada kelajuan yang berbeza. Di sempadan plat tersebut, baik di darat mahupun di atas dasar laut, litosfera baru tidak terbentuk, dan yang sedia ada tidak dimusnahkan. Apabila plat litosfera benua bergerak ke arah satu sama lain, seluruh zon sempadan ditolak ke atas, membentuk banjaran gunung yang tinggi. Apabila plat bergerak sebelah menyebelah pada kelajuan yang berbeza, ia kelihatan bergerak ke arah yang bertentangan.

sesar tektonik litosfera geomagnet

Bermula dari Proterozoik Awal, kelajuan pergerakan plat litosfera secara konsisten menurun daripada 50 cm/tahun kepada makna moden kira-kira 5 cm/tahun.

Penurunan dalam kelajuan purata pergerakan plat akan terus berlaku, sehingga saat apabila, disebabkan oleh peningkatan kuasa plat lautan dan geseran mereka terhadap satu sama lain, ia tidak akan berhenti sama sekali. Tetapi ini akan berlaku, nampaknya, hanya dalam 1-1.5 bilion tahun.

Untuk menentukan kelajuan pergerakan plat litosfera, data mengenai lokasi anomali magnet berjalur di dasar lautan biasanya digunakan. Anomali ini, seperti yang kini telah ditubuhkan, muncul di zon keretakan lautan disebabkan oleh magnetisasi basalt yang dicurahkan ke atasnya oleh medan magnet yang wujud di Bumi pada masa pencurahan basalt.

Tetapi, seperti yang diketahui, medan geomagnet dari semasa ke semasa menukar arah ke arah yang bertentangan. Ini membawa kepada fakta bahawa basalt yang dituangkan ke dalam tempoh yang berbeza pembalikan medan geomagnet ternyata dimagnetkan dalam arah yang bertentangan.

Tetapi terima kasih kepada penyebaran dasar laut di zon keretakan rabung tengah laut, lebih banyak basalt purba sentiasa dipindahkan ke jarak yang lebih jauh dari zon ini, dan bersama dengan dasar lautan, medan magnet bumi purba "beku" menjadi basalt bergerak menjauhinya.

nasi.

Pengembangan kerak lautan, bersama-sama dengan basalt bermagnet berbeza, biasanya berkembang secara simetri pada kedua-dua belah sesar keretakan. Oleh itu, anomali magnet yang berkaitan juga terletak secara simetri pada kedua-dua cerun rabung tengah laut dan lembangan abyssal yang mengelilinginya. Anomali sedemikian kini boleh digunakan untuk menentukan umur dasar lautan dan kadar pengembangannya di zon keretakan. Walau bagaimanapun, untuk ini adalah perlu untuk mengetahui umur pembalikan individu medan magnet Bumi dan membandingkan pembalikan ini dengan anomali magnet yang diperhatikan di dasar lautan.

Umur pembalikan magnet ditentukan daripada kajian paleomagnetik terperinci mengenai strata basaltik dan batuan sedimen benua dan basalt dasar lautan yang bertarikh baik. Hasil daripada membandingkan skala masa geomagnet yang diperoleh dengan cara ini dengan anomali magnet di dasar lautan, adalah mungkin untuk menentukan umur kerak lautan di kebanyakan perairan Lautan Dunia. Semua plat lautan yang terbentuk lebih awal daripada Jurassic Akhir telah pun tenggelam ke dalam mantel di bawah zon tujahan plat moden atau purba, dan, oleh itu, tiada anomali magnetik dengan umur melebihi 150 juta tahun telah dipelihara di dasar lautan.

Kesimpulan teori yang dibentangkan memungkinkan untuk mengira secara kuantitatif parameter gerakan pada permulaan dua plat bersebelahan, dan kemudian untuk yang ketiga, diambil seiring dengan salah satu yang sebelumnya. Dengan cara ini, secara beransur-ansur mungkin untuk melibatkan utama plat litosfera yang dikenal pasti ke dalam pengiraan dan menentukan pergerakan bersama semua plat di permukaan Bumi. Di luar negara, pengiraan sedemikian dilakukan oleh J. Minster dan rakan-rakannya, dan di Rusia oleh S.A. Ushakov dan Yu.I. Galushkin. Ternyata dasar lautan bergerak pada kelajuan maksimum di bahagian tenggara Lautan Pasifik (berhampiran Pulau Easter). Di tempat ini, sehingga 18 cm kerak lautan baru tumbuh setiap tahun. Pada skala geologi, ini adalah banyak, kerana hanya dalam 1 juta tahun jalur muda bawah sehingga 180 km lebar terbentuk dengan cara ini, manakala kira-kira 360 km3 lava basaltik mengalir keluar pada setiap kilometer zon keretakan semasa masa yang sama! Mengikut pengiraan yang sama, Australia bergerak menjauhi Antartika pada kelajuan kira-kira 7 cm/tahun, dan Amerika Selatan dari Afrika pada kelajuan kira-kira 4 cm/tahun. Pergerakan Amerika Utara dari Eropah berlaku lebih perlahan - 2-2.3 cm/tahun. Laut Merah berkembang dengan lebih perlahan - sebanyak 1.5 cm/tahun (oleh itu, kurang basalt dicurahkan di sini - hanya 30 km3 untuk setiap kilometer linear keretakan Laut Merah selama 1 juta tahun). Tetapi kelajuan "perlanggaran" antara India dan Asia mencapai 5 cm / tahun, yang menerangkan ubah bentuk neotektonik yang sengit yang berkembang di hadapan mata kita dan pertumbuhan sistem pergunungan Hindu Kush, Pamir dan Himalaya. Ubah bentuk ini mencipta tahap tinggi aktiviti seismik seluruh rantau (pengaruh tektonik perlanggaran India dengan Asia menjejaskan jauh di luar zon perlanggaran plat itu sendiri, memanjang sehingga ke Tasik Baikal dan kawasan-kawasan Baikal-Amur Mainline). Ubah bentuk Caucasus Besar dan Kecil disebabkan oleh tekanan Plat Arab di rantau Eurasia ini, tetapi kadar penumpuan plat di sini adalah kurang ketara - hanya 1.5-2 cm/tahun. Oleh itu, aktiviti seismik rantau ini juga kurang di sini.

Kaedah geodetik moden, termasuk geodesi angkasa, pengukuran laser berketepatan tinggi dan kaedah lain, telah menetapkan kelajuan pergerakan plat litosfera dan membuktikan bahawa plat lautan bergerak lebih cepat daripada yang mengandungi benua, dan semakin tebal litosfera benua, semakin rendah kelajuan pergerakan plat.

Hanyutan benua

Mari kita beralih kepada konsep yang paling penting untuk penduduk Bumi teori tektonik plat litosfera - besar, sehingga banyak juta km 2, blok litosfera bumi, asasnya dibentuk oleh igneus terlipat kuat, metamorfosis dan batuan granit, di atasnya dilitupi oleh "tutup" batuan sedimen sepanjang 3-4 kilometer . Topografi platform terdiri daripada dataran yang luas dan banjaran gunung terpencil. Teras setiap benua adalah satu atau lebih pelantar purba, berpinggiran Banjaran gunung. Pergerakan plat litosfera adalah asas.

Permulaan abad ke-20 telah ditandai dengan kemunculan hipotesis yang kemudiannya ditakdirkan untuk memainkan peranan penting dalam sains Bumi. F. Taylor (1910), dan selepasnya A. Wegener (1912) menyatakan idea ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ F. Taylor (1910), dan selepasnya, A. Wegener (1912) menyatakan idea pergerakan mendatar benua pada jarak yang jauh (continental drift), tetapi “Pada 30-an abad ke-20, arus telah ditubuhkan. dalam tektonik, yang menganggap jenis pergerakan terkemuka "pergerakan menegak kerak bumi, yang berdasarkan proses pembezaan bahan mantel Bumi. Ia dipanggil fixism, kerana ia mengiktiraf kedudukan tetap kekal blok kerak bumi. berbanding dengan mantel di bawahnya." Walau bagaimanapun, pada tahun 1960-an. Selepas penemuan di lautan sistem global permatang tengah lautan yang mengelilingi seluruh dunia dan di beberapa tempat mencecah ke darat, dan beberapa hasil lain, kembali kepada idea-idea awal abad ke-20 berlaku. tentang hanyut benua, tetapi sudah masuk bentuk baru– tektonik plat, yang kekal sebagai teori utama dalam sains bumi. Ia menggantikan idea yang berlaku pada pertengahan abad ke-20 tentang peranan utama pergerakan menegak dalam anjakan dan ubah bentuk kerak bumi dan membawa ke hadapan pergerakan mendatar plat litosfera, yang termasuk bukan sahaja kerak, tetapi juga bahagian atas. mantel.

Prinsip asas plat tektonik adalah seperti berikut. Litosfera dilapisi oleh astenosfera yang kurang likat. Litosfera dibahagikan kepada bilangan terhad plat besar (7) dan kecil, sempadannya dilukis di sepanjang kepekatan fokus gempa bumi. Plat besar termasuk: Pasifik, Eurasia, Amerika Utara, Amerika Selatan, Afrika, Indo-Australia, Antartika. Plat litosfera yang bergerak di sepanjang astenosfera adalah tegar dan pepejal. Pada masa yang sama, "benua tidak melalui dasar lautan di bawah pengaruh beberapa kuasa yang tidak kelihatan (seperti yang diandaikan dalam versi asal "hanyut benua"), tetapi secara pasif terapung di atas bahan mantel, yang timbul di bawah puncak rabung dan kemudian merebak darinya ke kedua-dua sisi." Dalam model ini, dasar lautan "diwakili sebagai tali pinggang penghantar gergasi, muncul ke permukaan di zon keretakan rabung tengah laut dan kemudian menghilang ke dalam parit laut dalam": pengembangan (penyebaran) dasar lautan akibat perbezaan plat di sepanjang paksi rabung tengah laut dan kelahiran kerak lautan baru mengimbangi penyerapannya di zon bawah tujahan (subduksi) kerak lautan di parit laut dalam, yang menyebabkan isipadu Bumi kekal tetap. Proses ini disertai dengan “banyak gempa bumi fokus cetek (dengan pusat gempa pada kedalaman beberapa puluh kilometer) di zon keretakan dan gempa bumi fokus dalam di kawasan parit laut dalam (Rajah 12.2, 12.3).

nasi. 12.2. Gambar rajah aliran perolakan dalam mantel yang disebabkan oleh perbezaan ketumpatan (mengikut Ringwood dan Green (daripada [Stacy, ms. 80]). Gambar rajah ini menunjukkan perubahan fasa dan kimia yang sepatutnya mengiringi pergerakan perolakan jirim mantel akibat perubahan tekanan dan suhu. pada kedalaman yang berbeza.

Rajah 12.3. Bahagian skematik Bumi berdasarkan hipotesis pengembangan (penyebaran) dasar lautan - b; kawasan parit laut dalam - V: plat litosfera menjunam ke dalam astenosfera (A), bersandar pada bahagian bawahnya (B dan C) dan pecah - sebahagian (“papak”) terputus (D) –. Di zon "geseran" plat terdapat gempa bumi fokus cetek (bulatan hitam), di zon "penopang" dan "kesalahan" plat - gempa bumi fokus mendalam (bulatan putih) (menurut Ueda, 1980 )

“Data tomografi seismik menunjukkan rendaman zon condong dengan halaju seismik yang meningkat jauh ke dalam mantel-plat-slab litosfera lautan Data ini bertepatan dengan permukaan seismofokal yang telah lama ditubuhkan di pusat gempa bumi, mencapai bumbung mantel bawah kali pertama, didapati bahawa dalam beberapa kes papak turun dan ke dalam, menembusi ke dalam mantel bawah Kelakuan papak tenggelam ternyata samar-samar: sesetengah daripadanya, mencapai mantel bawah, tidak. menyeberanginya, tetapi menyimpang di sepanjang permukaan, mengambil kedudukan yang hampir mendatar; kedalaman yang hebat, di beberapa kawasan yang mencapai teras... Hasil penting kajian tomografi seismik terkini ialah penemuan pemisahan bahagian bawah papak subduksi. Fenomena ini juga tidak dijangka sepenuhnya. Ahli seismologi telah mencatatkan di kawasan tertentu kehilangan fokus gempa pada kedalaman tertentu, dan kemudian kemunculan semula mereka lebih mendalam" [Khain 2002].

Sebab pergerakan plat litosfera adalah perolakan terma dalam mantel Bumi. Di atas cabang arus perolakan yang menaik, litosfera mengalami daya angkat dan regangan, yang membawa kepada pemisahan plat dalam zon keretakan yang muncul. Dengan jarak dari keretakan tengah lautan, litosfera menjadi lebih padat, lebih berat, permukaannya tenggelam, yang menjelaskan peningkatan kedalaman lautan, dan akhirnya tenggelam dalam parit laut dalam. Dalam keretakan benua, pengecilan aliran menaik mantel yang dipanaskan membawa kepada penyejukan dan penenggelaman litosfera dengan pembentukan lembangan yang dipenuhi dengan sedimen. Dalam zon penumpuan dan perlanggaran plat, kerak dan litosfera mengalami mampatan, ketebalan kerak meningkat, dan pergerakan ke atas yang sengit bermula, yang membawa kepada pembinaan gunung. Semua proses ini, termasuk pergerakan plat litosfera dan papak, secara langsung berkaitan dengan mekanisme pembentukan mineral.

Pergerakan tektonik moden dikaji dengan kaedah geodetik, menunjukkan bahawa ia berlaku secara berterusan dan di mana-mana. Kelajuan pergerakan menegak adalah dari pecahan hingga beberapa puluh mm, pergerakan mendatar adalah susunan magnitud yang lebih tinggi - dari pecahan hingga beberapa puluh cm setahun (Semenanjung Scandinavia meningkat sebanyak 250 m selama 25 ribu tahun, St. Petersburg meningkat 1 m semasa kewujudannya). Itu. Punca gempa bumi, letusan gunung berapi, menegak perlahan (gunung setinggi ribuan meter terbentuk selama berjuta-juta tahun) dan pergerakan mendatar (selama ratusan juta tahun ini membawa kepada anjakan ribuan kilometer) adalah pergerakan mantel yang perlahan tetapi sangat kuat. perkara.

“Peruntukan teori tektonik plat telah diuji secara eksperimen semasa penggerudian laut dalam yang dimulakan pada tahun 1968 daripada kapal penyelidikan Amerika Glomar Challenger, yang mengesahkan pembentukan lautan dalam proses penyebaran, hasil kajian lembah retakan rabung median, dasar Laut Merah dan Teluk Aden dengan kapal selam pendaratan, yang juga mewujudkan realiti penyebaran dan kewujudan sesar transformasi yang melintasi rabung median, dan, akhirnya, dalam kajian pergerakan plat moden menggunakan pelbagai kaedah geodesi angkasa lepas. Dari sudut tektonik plat, banyak fenomena geologi dijelaskan, tetapi pada masa yang sama, menjadi jelas bahawa proses pergerakan bersama plat adalah lebih kompleks daripada yang dijangkakan oleh teori asal... Perubahan berkala dalam keamatan tektonik pergerakan dan ubah bentuk, kewujudan rangkaian global yang stabil bagi sesar dalam dan beberapa dsb. Persoalannya masih terbuka tentang permulaan plat tektonik dalam sejarah Bumi, kerana tanda-tanda langsung proses tektonik plat ... hanya diketahui dari lewat Proterozoik. Walau bagaimanapun, sesetengah penyelidik mengiktiraf manifestasi plat tektonik sejak Archean atau Proterozoic awal. Dari planet lain sistem suria Beberapa tanda tektonik plat dilihat di Zuhrah."

Plat tektonik, pada mulanya dipenuhi dengan keraguan, terutama di negara kita, menulis ahli akademik V.E. Khain, - menerima pengesahan yang meyakinkan semasa penggerudian laut dalam dan pemerhatian daripada pendarat bawah air di lautan, dalam pengukuran langsung pergerakan plat litosfera menggunakan kaedah geodesi angkasa, dalam data paleomagnetisme dan bahan lain dan bertukar menjadi yang pertama benar-benar teori saintifik dalam sejarah geologi. Pada masa yang sama, sepanjang suku abad yang lalu, apabila bahan fakta baharu dan semakin pelbagai terkumpul, diperoleh menggunakan alat dan kaedah baharu, menjadi semakin jelas bahawa tektonik plat tidak boleh mendakwa sebagai model pembangunan yang menyeluruh dan benar-benar global. Bumi" (Geologi ..., ms. 43). Oleh itu, "sejurus selepas pembentukannya, tektonik plat mula bertukar menjadi asas sains lain tentang Bumi pepejal" ... Pengaruh bersama yang sangat besar ... adalah ditemui antara geotektonik dan geofizik di satu pihak, dan petrologi (sains batuan) dan geokimia - di sisi lain Sintesis sains ini pada awal tahun 70-an melahirkan sains baru yang kompleks -. geodinamik, mengkaji keseluruhan set proses dalam, endogen (dalaman) yang mengubah litosfera dan menentukan evolusi strukturnya, mengkaji proses fizikal yang menentukan perkembangan Bumi pepejal secara keseluruhan, dan daya yang menyebabkannya. "Data daripada "transmisi" seismik Bumi, yang dipanggil "tomografi seismik", menunjukkan bahawa proses aktif, yang akhirnya membawa kepada perubahan dalam struktur kerak bumi dan topografi, berasal lebih dalam - di mantel bawah dan juga di sempadannya dengan teras. Dan teras itu sendiri, seperti yang ditemui baru-baru ini, terlibat dalam proses ini...

Kemunculan tomografi seismik menentukan peralihan geodinamik ke peringkat seterusnya, dan pada pertengahan 80-an ia melahirkan geodinamik dalam, yang menjadi arah termuda dan paling menjanjikan dalam sains Bumi. Dalam menyelesaikan masalah baru, sebagai tambahan kepada tomografi seismik, beberapa sains lain juga datang untuk menyelamatkan: mineralogi eksperimen, terima kasih kepada peralatan baru, yang kini mempunyai peluang untuk mengkaji kelakuan bahan mineral pada tekanan dan suhu yang sepadan dengan kedalaman maksimum mantel; geokimia isotop, yang mengkaji, khususnya, keseimbangan isotop unsur nadir dan gas mulia dalam lapisan Bumi yang berbeza dan membandingkannya dengan data meteorit; geomagnetisme, yang cuba mendedahkan mekanisme dan punca pembalikan medan magnet Bumi; geodesi, yang menjelaskan angka geoid (serta, tidak kurang pentingnya, pergerakan mendatar dan menegak kerak bumi), dan beberapa cabang pengetahuan kita yang lain tentang Bumi...

Keputusan pertama kajian tomografi seismik menunjukkan bahawa kinematik moden plat litosfera cukup memadai... hanya pada kedalaman 300-400 km, dan di bawah gambar pergerakan bahan mantel menjadi berbeza dengan ketara...

Walau bagaimanapun, teori tektonik plat terus menjelaskan perkembangan kerak benua dan lautan dengan memuaskan untuk sekurang-kurangnya 3 bilion tahun yang lalu, dan pengukuran satelit pergerakan plat litosfera telah mengesahkan kehadiran pergerakan untuk era moden.

Oleh itu, gambar berikut muncul pada masa ini. Dalam keratan rentas dunia, terdapat tiga lapisan paling aktif, setiap satu tebal beberapa ratus kilometer: astenosfera dan lapisan D" di dasar mantel. Nampaknya, mereka memainkan peranan utama dalam geodinamik global, yang bertukar menjadi geodinamik tak linear Bumi sebagai sistem terbuka, iaitu kesan sinergistik seperti kesan Bénard mungkin berlaku dalam mantel dan teras cecair.

Untuk menjelaskan fenomena magmatisme intraplate, yang tidak dapat difahami dalam kerangka teori tektonik plat litosfera, dan khususnya pembentukan rantai gunung berapi linear, di mana usia bangunan secara semula jadi meningkat dengan jarak dari gunung berapi aktif moden, ia telah diletakkan. ke hadapan pada tahun 1963 oleh J. Wilson dan dibuktikan pada tahun 1972. V. Morgan Hipotesis jet mantel menaik (Rajah 12.1, 12.5) yang menonjol ke permukaan dalam "titik panas" (peletakan "titik panas" pada permukaan dikawal oleh zon yang lemah, telap dalam kerak dan litosfera, contoh klasik "titik panas" moden - o . “Tektonik plume ini semakin popular setiap tahun.

Ia menjadi... rakan kongsi yang hampir sama bagi plat tektonik (lithosfera plat tektonik). Terbukti, khususnya, bahawa skala global penyingkiran haba dalam melalui "titik panas" melebihi pelepasan haba di zon penyebaran rabung tengah lautan... Terdapat sebab yang serius untuk menganggap bahawa akar superplum mencapai bahagian bawah mantel... Masalah utama ialah hubungan antara perolakan, yang mengawal kinematik plat litosfera, dengan adveksi (pergerakan mendatar) menyebabkan kepulan naik. Pada dasarnya, mereka tidak boleh menjadi proses bebas. Walau bagaimanapun, oleh kerana saluran yang melaluinya kepulan mantel meningkat lebih sempit, setakat ini tiada bukti tomografi seismik mengenai kenaikannya dari mantel bawah.

Persoalan tentang pegun bulu sangat penting. Asas hipotesis Wilson-Morgan ialah idea kedudukan tetap akar bulu dalam mantel sublitosfera dan bahawa pembentukan rantai gunung berapi, dengan peningkatan semula jadi dalam usia bangunan dengan jarak dari pusat letusan moden, adalah disebabkan kepada "menindik" plat litosfera yang bergerak di atasnya dengan jet mantel panas ... Walau bagaimanapun, tidak terdapat begitu banyak contoh rantai gunung berapi jenis Hawaii yang tidak dapat dipertikaikan ... Oleh itu, masih terdapat banyak ketidakpastian dalam masalah ini. daripada bulu-bulu."

Geodinamik

Geodinamik mengkaji interaksi proses kompleks yang berlaku dalam kerak dan mantel. Salah satu daripada varian geodinamik, yang memberikan gambaran yang lebih kompleks tentang pergerakan mantel daripada yang diterangkan di atas (Rajah 12.2), sedang dibangunkan oleh Ahli Koresponden RAS E.V. Artyushkov dalam bukunya "Geodynamics" (M., Nauka, 1979). Contoh ini menunjukkan bagaimana pelbagai model fizikal dan kimia dijalin dalam penerangan geodinamik sebenar.

Menurut konsep yang digariskan dalam buku ini, sumber tenaga utama untuk semua proses tektonik ialah proses pembezaan graviti jirim, yang berlaku di bahagian bawah mantel. Selepas komponen berat (besi, dsb.) dipisahkan daripada batu mantel bawah, yang tenggelam ke dalam teras, "yang tinggal ialah campuran pepejal yang lebih ringan daripada mantel bawah yang melapisinya... Lokasi lapisan bahan ringan di bawah bahan yang lebih berat adalah tidak stabil... Oleh itu, cahaya terkumpul di bawah mantel bawah bahan secara berkala mengumpul ke dalam blok besar bersaiz kira-kira 100 km dan terapung ke lapisan atas planet ini. Mantel atas terbentuk daripada bahan ini semasa kehidupan Bumi.

Mantel bawah berkemungkinan besar mewakili bahan utama Bumi yang belum dibezakan. Semasa evolusi planet ini, teras dan mantel atas tumbuh dengan mengorbankan mantel bawah.

Kemungkinan besar kenaikan bongkah bahan ringan dalam mantel bawah berlaku di sepanjang saluran (lihat Rajah 12.6), di mana suhu bahan meningkat dengan banyak dan kelikatan berkurangan dengan mendadak. Peningkatan suhu dikaitkan dengan pembebasan sejumlah besar tenaga berpotensi apabila bahan cahaya naik dalam medan graviti pada jarak ~2000 km. Setelah melalui saluran sedemikian, bahan ringan juga menjadi sangat panas, sebanyak ~1000°. Oleh itu, ia memasuki mantel atas secara anomali dipanaskan dan lebih ringan berhubung dengan kawasan sekitarnya.

Oleh kerana ketumpatan yang berkurangan, bahan ringan terapung ke lapisan atas mantel atas, turun ke kedalaman 100-200 km atau kurang. Takat lebur bahan konstituennya menurun dengan ketara dengan penurunan tekanan. Oleh itu, pada kedalaman cetek, pencairan separa bahan ringan dan pembezaan sekunder mengikut ketumpatan berlaku, selepas pembezaan primer pada sempadan teras-mantel. Bahan yang lebih tumpat yang dikeluarkan semasa pembezaan tenggelam ke bahagian bawah mantel atas, dan yang lebih ringan terapung ke atas. Set pergerakan jirim dalam mantel yang berkaitan dengan pengagihan semula bahan dengan ketumpatan yang berbeza di dalamnya sebagai hasil pembezaan boleh dipanggil perolakan kimia.

Kemunculan bahan cahaya melalui saluran dalam mantel bawah berlaku secara berkala pada selang kira-kira 200 juta tahun. Semasa era kemunculannya, dalam tempoh beberapa puluh juta tahun atau kurang, jisim besar bahan cahaya yang sangat dipanaskan, sepadan dengan isipadu dengan lapisan mantel atas beberapa puluh kilometer atau lebih tebal, memasuki lapisan atas. Bumi dari sempadan teras-mantel. Walau bagaimanapun, pencerobohan bahan ringan ke dalam mantel atas tidak berlaku di mana-mana. Saluran di mantel bawah terletak pada jarak yang jauh antara satu sama lain, mengikut urutan beberapa ribu kilometer. Mereka boleh membentuk dan sistem linear, di mana saluran terletak lebih dekat antara satu sama lain, tetapi sistem itu sendiri juga akan menjadi sangat jauh antara satu sama lain. Bahan ringan dalam mantel atas yang telah melalui saluran terapung terutamanya secara menegak dan memenuhi kawasan yang terletak di atas saluran (lihat Rajah 12.6), tanpa merebak pada jarak yang jauh dalam arah mendatar. DALAM bahagian atas Dalam mantel, baru-baru ini menceroboh isipadu besar bahan ringan membentuk ketidakhomogenan suhu tinggi dengan peningkatan kekonduksian elektrik, mengurangkan halaju gelombang kenyal dan pengecilan mereka yang meningkat. Skala mendatar ketidakteraturan dalam arah melintang ~ 1000 km…

Di lapisan atas mantel atas terdapat penurunan mendadak dalam kelikatan bahannya. Disebabkan ini, pada kedalaman purata 100 hingga 200 km, lapisan kelikatan berkurangan terbentuk - astenosfera. Kelikatannya di kawasan mantel yang agak sejuk ialah η ~ 10 19 - 10 20 poise.

Di mana jisim besar bahan yang dipanaskan ringan yang baru-baru ini meningkat dari sempadan teras-mantel terletak di astenosfera, kelikatan lapisan ini semakin berkurangan, dan ketebalannya meningkat. Di atas astenosfera terdapat lapisan yang lebih likat - litosfera, yang dalam kes umum termasuk kerak dan lapisan atas, paling sejuk dan paling likat mantel atas. Ketebalan litosfera di kawasan yang stabil ialah ~100 km dan mencapai beberapa ratus km. Peningkatan yang ketara dalam kelikatan, sekurang-kurangnya tiga urutan magnitud, juga berlaku dalam mantel di bawah astenosfera.

Perolakan kimia dikaitkan dengan pergerakan besar jisim jirim yang besar dalam mantel atas. Walau bagaimanapun, aliran mantel dengan sendirinya tidak membawa kepada anjakan litosfera menegak atau mendatar yang ketara. Ini disebabkan oleh penurunan mendadak dalam kelikatan dalam astenosfera, yang memainkan peranan sebagai lapisan pelincir antara litosfera dan bahagian utama mantel yang terletak di bawah astenosfera. Oleh kerana kewujudan astenosfera, interaksi litossfera likat dengan arus dalam mantel yang mendasari, walaupun dengan keamatan tinggi mereka, ternyata lemah. Oleh itu, pergerakan tektonik kerak bumi dan litosfera tidak berkaitan secara langsung dengan arus ini” [Artyushkov, ms. 288-291] dan mekanisme pergerakan menegak dan mendatar litosfera memerlukan pertimbangan khusus.

Pergerakan menegak plat litosfera

Di kawasan di mana jisim besar bahan cahaya yang dipanaskan tinggi dimasukkan ke dalam astenosfera, pencairan dan pembezaan separanya berlaku. Komponen paling ringan bahan ringan yang dilepaskan semasa pembezaan, terapung ke atas, dengan cepat melalui astenosfera dan mencapai pangkal litosfera, di mana kadar pendakiannya menurun secara mendadak. Bahan ini di beberapa kawasan membentuk pengumpulan apa yang dipanggil mantel anomali di lapisan atas Bumi. Dalam komposisi, ia kira-kira sepadan dengan mantel biasa di bawah kerak di kawasan yang stabil, tetapi dibezakan oleh suhu yang lebih tinggi, sehingga 1300-1500 °, dan halaju yang lebih rendah daripada gelombang elastik membujur. Disebabkan suhu tinggi ketumpatan mantel anomali ternyata lebih rendah daripada ketumpatan mantel biasa. Kemasukannya di bawah litosfera membawa kepada peningkatan isostatik yang terakhir (mengikut undang-undang Archimedes).

Terima kasih kepada suhu tinggi Kelikatan mantel anomali adalah sangat rendah. Oleh itu, memasuki litosfera, ia dengan cepat merebak di sepanjang pangkalannya, menyesarkan bahan astenosfera yang kurang panas dan padat yang sebelum ini terletak di sini. Semasa pergerakannya, mantel anomali memenuhi kawasan di mana pangkal litosfera dinaikkan - perangkap, dan mengalir di sekitar kawasan terendam dalam dasar litosfera - anti perangkap. Akibatnya, kerak di atas perangkap mengalami peningkatan isostatik, manakala di atas anti perangkap, kepada anggaran pertama, ia kekal stabil.

Penyejukan kerak dan mantel atas hingga kedalaman ~100 km berlaku dengan sangat perlahan dan mengambil masa beberapa ratus juta tahun. Oleh itu, heterogeniti dalam ketebalan litosfera, yang disebabkan oleh variasi suhu mendatar, mempunyai inersia yang besar.

Jika perangkap terletak berhampiran dengan aliran menaik mantel anomali dari kedalaman, maka ia menangkapnya dalam kuantiti yang banyak dan sangat panas. Akibatnya, struktur gunung yang besar terbentuk di atas perangkap... Mengikut skema ini, peningkatan tinggi timbul di kawasan orogenesis epiplatform (bangunan gunung) dalam tali pinggang yang dilipat sebagai pengganti bekas. gunung yang tinggi struktur ny, serta pada arka pulau.

Lapisan mantel anomali yang terperangkap di bawah bekas perisai mengecut sebanyak 1-2 km apabila ia menjadi sejuk. Pada masa yang sama, kerak yang terletak di atasnya mengalami penenggelaman, dan sedimen terkumpul di palung yang terhasil. Di bawah beratnya, litosfera semakin tenggelam. Kedalaman akhir lembangan sedimen yang terbentuk dengan cara ini boleh mencapai 5-8 km.

Pada masa yang sama dengan pemadatan mantel dalam perangkap di bahagian bawah lapisan basaltik kerak, perubahan fasa basalt kepada granulit garnet dan eclogit yang lebih padat boleh berlaku. Ia juga mampu memberikan mampatan litosfera sehingga 1-2 km dan penenggelaman sehingga 5-8 km apabila palung dipenuhi dengan sedimen.

Proses mampatan yang diterangkan dalam litosfera berkembang dengan perlahan, dalam tempoh ³ 10 2 juta tahun. Mereka membawa kepada pembentukan lembangan sedimen pada platform. Kedalaman mereka ditentukan oleh keamatan pemadatan mantel dalam perangkap dan bahan kerak dalam lapisan basalt dan boleh mencapai 15-16 km.

Aliran haba yang datang dari mantel anomali memanaskan mantel di atas litosfera dan mengurangkan kelikatannya. Oleh itu, mantel anomali secara beransur-ansur menyesarkan mantel normal yang lebih tumpat yang terletak di litosfera dan bergerak ke kerak di tempatnya, setelah menyejuk dengan ketara. Apabila mantel anomali, yang mempunyai suhu Τ ~ 800-900 ° C, bersentuhan dengan lapisan basalt kerak, peralihan fasa kepada eclogite berkembang dalam lapisan ini dalam tempoh ~ 1-10 juta tahun. Ketumpatan eclogite lebih tinggi daripada ketumpatan mantel. Oleh itu, ia pecah dari kerak dan tenggelam ke dalam astenosfera di bawah. Kerak yang ditipis dengan kuat disubduksi secara isostatik (lihat Rajah 12.6), dan dalam kes ini lekukan dalam muncul, mula-mula diisi dengan air, dan seterusnya dengan lapisan sedimen yang tebal. Mengikut skema yang diterangkan, lekukan laut pedalaman dengan kerak tersatukan dengan ketebalan yang sangat berkurangan terbentuk. Contohnya termasuk Parit Laut Hitam dan parit laut dalam di barat Mediterranean.

Di atas kawasan penimbunan bahan dari mantel, kedua-dua pergerakan ke atas dan ke bawah biasanya berkembang. Struktur gunung tinggi terbentuk apabila perangkap di bawah perisai dan gunung rendah diisi dengan mantel anomali suhu tinggi (T³1000°C). Laut pedalaman timbul di tapak lembangan sedimen yang berdekatan apabila mantel anomali yang disejukkan dengan Τ ~ 800-900°C menembusi ke kerak. Gabungan gunung tinggi dan lekukan dalam yang terbentuk pada peringkat terkini adalah ciri-ciri tali pinggang geosinklin Alpine Eurasia.

Kebangkitan mantel anomali dari kedalaman berlaku di pelbagai kawasan di Bumi. Jika perangkap terletak berhampiran kawasan sedemikian, ia sekali lagi menangkap mantel anomali, dan kawasan yang terletak di atasnya sekali lagi mengalami peningkatan. Dalam kebanyakan kes, anti perangkap dialirkan ke sekeliling oleh mantel anomali, dan kerak di bawahnya terus tenggelam.

Pergerakan mendatar plat litosfera

Pembentukan daya angkat apabila mantel anomali mencapai kerak di lautan dan benua meningkatkan tenaga berpotensi yang disimpan di lapisan atas Bumi. Kerak dan mantel anomali cenderung merebak ke luar untuk melepaskan tenaga berlebihan ini. Akibatnya, tekanan tambahan yang besar timbul di litosfera, dari beberapa ratus bar hingga beberapa kilobar. Berkaitan dengan tekanan ini Pelbagai jenis pergerakan tektonik kerak bumi.

Pengembangan dasar lautan dan hanyutan benua berlaku disebabkan oleh pengembangan serentak rabung tengah lautan dan penenggelaman plat litosfera lautan ke dalam mantel. Di bawah rabung median terdapat jisim besar mantel anomali yang sangat dipanaskan (lihat Rajah 12.6). Di bahagian paksi rabung mereka terletak terus di bawah kerak dengan ketebalan tidak lebih daripada 5-7 km. Ketebalan litosfera di sini berkurangan secara mendadak dan tidak melebihi ketebalan kerak. Mantel anomali merebak keluar dari kawasan itu tekanan darah tinggi- dari bawah puncak rabung ke tepi. Pada masa yang sama, ia dengan mudah mengoyakkan kerak lautan yang nipis, selepas itu daya mampatan Σ XP ~ 10 9 bar cm muncul di litosfera yang mengelilingi rabung lautan. Di bawah pengaruh daya ini, adalah mungkin untuk plat litosfera lautan bergerak menjauhi paksi rabung. Jurang yang terbentuk dalam kerak pada paksi rabung dipenuhi dengan magma basaltik yang mencair dari mantel anomali. Apabila ia mengeras, ia membentuk kerak lautan baharu. Ini adalah bagaimana dasar lautan mengembang.

Kelikatan mantel anomali di bawah rabung median sangat berkurangan kerana suhunya yang tinggi. Ia boleh merebak agak cepat, dan oleh itu dasar lautan mengembang pada kelajuan tinggi, secara purata dari beberapa sentimeter hingga sepuluh sentimeter setahun. Astenosfera lautan juga mempunyai kelikatan yang agak rendah. Pada kelajuan pergerakan plat litosfera ~10 cm/tahun, geseran likat antara litosfera dan astenosfera di bawah lautan secara praktikal tidak menghalang pertumbuhan dasar lautan dan mempunyai sedikit kesan ke atas tegasan dalam lapisan litosfera...

Plat litosfera bergerak mengikut arah dari rabung ke zon penurunan. Jika kawasan ini terletak di lautan yang sama, maka pergerakan litosfera di sepanjang astenosfera, yang mempunyai kelikatan rendah, berlaku pada kelajuan tinggi. Pada masa ini, keadaan ini adalah tipikal untuk Lautan Pasifik.

Apabila pengembangan dasar berlaku di satu lautan, dan penenggelaman pampasan berlaku di yang lain, maka benua yang terletak di antara mereka hanyut ke arah kawasan penenggelaman. Kelikatan astenosfera di bawah benua jauh lebih tinggi daripada di bawah lautan. Oleh itu, geseran likat antara litosfera dan astenosfera benua menimbulkan rintangan yang ketara terhadap pergerakan, mengurangkan kadar pengembangan dasar laut, melainkan ia dikompensasikan oleh penenggelaman litosfera ke dalam mantel di lautan yang sama. Akibatnya, sebagai contoh, pengembangan dasar di Lautan Atlantik berlaku beberapa kali lebih perlahan daripada di Pasifik.

Di sempadan antara plat benua dan lautan, di kawasan di mana yang terakhir direndam dalam mantel, daya mampatan ~ 10 9 bar cm bertindak. Pergerakan relatif plat yang pantas di sepanjang sempadan ini dalam keadaan tegasan mampatan membawa kepada gempa bumi kuat yang kerap berulang." Selain itu, "sebab biasa pergerakan kerak dan mantel ialah keinginan Bumi untuk mencapai keadaan dengan tenaga potensi yang minimum."

Plat litosfera– bongkah tegar besar litosfera Bumi, dibatasi oleh zon sesar aktif secara seismik dan tektonik.

Plat, sebagai peraturan, dipisahkan oleh sesar dalam dan bergerak melalui lapisan likat mantel berbanding satu sama lain pada kelajuan 2-3 cm setahun. Di mana plat benua berkumpul, ia berlanggar dan terbentuk tali pinggang gunung . Apabila plat benua dan lautan berinteraksi, plat dengan kerak lautan ditolak di bawah plat dengan kerak benua, mengakibatkan pembentukan parit laut dalam dan arka pulau.

Pergerakan plat litosfera dikaitkan dengan pergerakan jirim dalam mantel. DALAM bahagian berasingan Dalam mantel terdapat aliran haba dan jirim yang kuat naik dari kedalamannya ke permukaan planet.

Lebih daripada 90% permukaan Bumi dilindungi 13 -plat litosfera terbesar ke-.

Keretakan– keretakan besar dalam kerak bumi, terbentuk semasa regangan mendatar (iaitu, di mana aliran haba dan jirim mencapah). Dalam keretakan, pengaliran keluar magma, sesar baru, hors, dan graben timbul. Permatang tengah lautan terbentuk.

Pertama hipotesis hanyutan benua (iaitu pergerakan mendatar kerak bumi) dikemukakan pada awal abad kedua puluh A. Wegener. Dicipta atas dasarnya teori litosfera t. Menurut teori ini, litosfera bukan monolit, tetapi terdiri daripada plat besar dan kecil "terapung" pada astenosfera. Kawasan sempadan antara plat litosfera dipanggil tali pinggang seismik - ini adalah kawasan yang paling "gelisah" di planet ini.

Kerak bumi dibahagikan kepada stabil (platform) dan kawasan mudah alih (kawasan berlipat - geosynclines).

- struktur gunung bawah air yang kuat di dasar laut, paling kerap menduduki kedudukan tengah. Berhampiran rabung tengah lautan, plat litosfera bergerak berasingan dan kerak lautan basaltik muda muncul. Proses ini disertai dengan gunung berapi yang kuat dan seismicity tinggi.

Zon keretakan benua adalah, sebagai contoh, Sistem Keretakan Afrika Timur, Sistem Keretakan Baikal. Keretakan, seperti rabung tengah laut, dicirikan oleh aktiviti seismik dan gunung berapi.

Tektonik plat- hipotesis yang mencadangkan bahawa litosfera dibahagikan kepada plat besar yang bergerak secara mendatar melalui mantel. Berhampiran rabung tengah lautan, plat litosfera bergerak berasingan dan membesar disebabkan bahan yang naik dari perut Bumi; dalam parit laut dalam, satu plat bergerak di bawah yang lain dan diserap oleh mantel. Struktur lipatan terbentuk di mana plat berlanggar.