Uzun bir süre jeoloji bilimi, kıtaların ve okyanusların değişmeyen konumu hipotezinin hakimiyetindeydi. Her ikisinin de yüz milyonlarca yıl önce ortaya çıktığı ve konumlarını asla değiştirmedikleri genel olarak kabul edildi. Ancak ara sıra, kıtaların yüksekliği önemli ölçüde azaldığında ve Dünya Okyanusunun seviyesi yükseldiğinde, deniz ovalarda ilerleyerek onları sular altında bıraktı.

Jeologlar arasında yer kabuğunun yalnızca yavaş dikey hareket yaşadığı ve bu sayede kara ve su altı kabartmasının yaratıldığı görüşü yerleşmiştir.

Jeologların büyük çoğunluğu, uzun zaman önce, Dünya'nın kabartmasının oluşması nedeniyle "dünyanın gökkubbesinin" sürekli dikey hareket halinde olduğu fikrine katılmıştı. Çoğu zaman bu hareketler büyük genliğe ve hıza sahiptir ve deprem gibi büyük felaketlere yol açmaktadır. Bununla birlikte, en hassas aletler tarafından bile fark edilemeyen, değişken işaretli, çok yavaş dikey hareketler de vardır. Bunlar sözde salınım hareketleridir. Ancak çok uzun bir süre sonra keşfedildi ki dağ zirveleri birkaç santimetre büyüdü ve nehir vadileri derinleşti.

19. yüzyılın sonu - 20. yüzyılın başı. Bazı doğa bilimciler bu varsayımların geçerliliğinden şüphe duydular ve şu anda geniş okyanuslarla ayrılmış olan jeolojik geçmişteki kıtaların birliği hakkındaki fikirleri ihtiyatlı bir şekilde ifade etmeye başladılar. Bu bilim adamları, birçok ilerici gibi, varsayımlarının kanıtlanmaması nedeniyle kendilerini zor durumda buldular. Aslında, yer kabuğunun dikey titreşimleri bazı iç kuvvetlerle (örneğin, Dünya sıcaklığının etkisi) açıklanabiliyorsa, o zaman devasa kıtaların dünya yüzeyi boyunca hareketini hayal etmek zordu.

WEGENER'İN HİPOTEZİ

20. yüzyılın başında. Kıtaları hareket ettirme fikri, Alman jeofizikçi A. Wegener'in çalışmaları sayesinde doğa bilimciler arasında büyük popülerlik kazandı. Uzun yıllarını keşif gezilerinde geçirdi ve Kasım 1930'da (kesin tarih bilinmiyor) Grönland buzullarında öldü. Bilim dünyası, yaratıcı gücünün zirvesinde olan A. Wegener'in ölüm haberiyle sarsıldı. Bu zamana kadar kıtaların kayması fikrinin popülaritesi doruğa ulaşmıştı. Pek çok jeolog ve jeofizikçi, paleocoğrafyacı ve biyocoğrafyacı bunları ilgiyle algıladı ve bu fikirlerin geliştirildiği yetenekli çalışmalar ortaya çıkmaya başladı.

A. Wegener, dünya coğrafi haritasını dikkatle incelediğinde kıtaların olası hareketi fikri ortaya çıktı. Güney Amerika ve Afrika kıyılarının ana hatları arasındaki inanılmaz benzerlik onu şaşırttı. Daha sonra A. Wegener, Brezilya ile Afrika arasında bir zamanlar kara bağlantılarının varlığını gösteren paleontolojik materyallerle tanıştı. Bu da mevcut jeolojik ve paleontolojik verilerin daha ayrıntılı bir analizine yol açtı ve varsayımının doğru olduğuna dair kesin bir inanca yol açtı.

İlk başta, kıtaların konumunun değişmezliği gibi iyi geliştirilmiş bir kavramın veya sabitçilik hipotezinin hakimiyetini, mobilistlerin şu ana kadar sadece kıtaların benzerliğine dayanan ustaca, tamamen spekülatif varsayımıyla aşmak zordu. Atlantik Okyanusu'nun karşı kıyılarının konfigürasyonları. A. Wegener, kıtaların kaymasının geçerliliği konusunda tüm rakiplerini ancak kapsamlı jeolojik ve paleontolojik materyallere dayanan güçlü kanıtlar toplandığında ikna edebileceğine inanıyordu.

Kıta kaymasını doğrulamak için A. Wegener ve destekçileri dört grup bağımsız kanıt gösterdi: jeomorfolojik, jeolojik, paleontolojik ve paleoklimatik. Yani her şey belli bir benzerlikle başladı kıyı şeridi Atlantik Okyanusu'nun her iki yakasında yer alan kıtalar ile Hint Okyanusu'nu çevreleyen kıtaların kıyı şeritlerinin ana hatları daha az belirgin bir tesadüfe sahiptir. A. Wegener, yaklaşık 250 milyon yıl önce tüm kıtaların tek bir dev süper kıta olan Pangea'da gruplandırıldığını öne sürdü. Bu süper kıta iki bölümden oluşuyordu. Kuzeyde Avrasya (Hindistan olmadan) ile Kuzey Amerika'yı birleştiren Laurasia, güneyde ise Güney Amerika, Afrika, Hindustan, Avustralya ve Antarktika tarafından temsil edilen Gondwana vardı.

Pangea'nın yeniden inşası öncelikle jeomorfolojik verilere dayanıyordu. Bireysel kıtaların jeolojik bölümlerinin ve gelişim alanlarının benzerliği ile tamamen doğrulanmaktadırlar. belirli türler hayvan ve bitki krallıkları. Güney Gondwanan kıtalarının tüm antik flora ve faunası tek bir topluluk oluşturur. Uzun mesafelerde aktif olarak hareket edemeyen ve görünüşte farklı kıtalarda yaşayan pek çok kara ve tatlı su omurgalısının yanı sıra sığ su omurgasız formlarının şaşırtıcı derecede yakın ve birbirine benzer olduğu ortaya çıktı. Kıtalar birbirlerinden şimdiki kadar uzak mesafelerle ayrılmış olsaydı, antik bitki örtüsünün nasıl yerleşebileceğini hayal etmek zor.

A. Wegener, paleoklimatik verileri özetledikten sonra Pangea, Gondwana ve Laurasia'nın varlığına dair ikna edici kanıtlar elde etti. O zamanlar, yaklaşık 280 milyon yıl önce meydana gelen en büyük tabaka buzullaşmasının izlerinin neredeyse tüm güney kıtalarında bulunduğu zaten iyi biliniyordu. Güney Amerika (Brezilya, Arjantin), Güney Afrika, Hindistan, Avustralya ve Antarktika'da eski moren parçaları (bunlara tiltit denir), buzul yer şekilleri kalıntıları ve buzul hareketinin izleri şeklindeki buzul oluşumları bilinmektedir. Kıtaların mevcut konumu göz önüne alındığında, birbirinden bu kadar uzak bölgelerde buzullaşmanın nasıl aynı anda meydana gelebileceğini hayal etmek zor. Ayrıca, listelenen buzullaşma alanlarının çoğu şu anda ekvator enlemlerinde bulunmaktadır.

Kıtaların kayması hipotezinin karşıtları aşağıdaki argümanları öne sürüyorlar. Onlara göre, tüm bu kıtalar geçmişte ekvator ve tropik enlemlerde yer almasına rağmen, günümüze göre çok daha yüksek bir hipsometrik konumdaydı ve bu da sınırları içerisinde buz ve kar görülmesine neden oluyordu. Sonuçta artık Kilimanjaro Dağı'nda uzun süredir kar ve buz var. Ancak pek olası değil toplam yükseklik o uzak zamanda kıtalar 3500-4000 m idi. Bu varsayımın hiçbir temeli yoktur, çünkü bu durumda kıtalar yoğun erozyona maruz kalacak ve terminaldeki birikimlere benzer şekilde çerçevelerinde kalın malzeme birikmiş olacaktır. dağ nehirlerinin drenaj havzaları. Gerçekte kıta sahanlıklarında yalnızca ince taneli ve kemojenik çökeltiler birikmişti.

Bu nedenle, bu eşsiz olgunun, yani dünyanın modern ekvatoral ve tropik bölgelerinde eski morenlerin varlığının en kabul edilebilir açıklaması, 260 - 280 milyon yıl önce Güney Amerika, Hindistan, Afrika'dan oluşan Gondwana kıtasının olmasıdır. Avustralya ve Antarktika bir arada toplanmış, yüksek enlemlerde, Güney Coğrafya Kutbu yakınında yer alıyordu.

Sürüklenme hipotezinin karşıtları, kıtaların bu kadar uzun mesafelerde nasıl hareket ettiğini hayal edemiyorlardı. A. Wegener bunu, gezegenin dönmesinin neden olduğu merkezkaç kuvvetlerinin etkisi altında gerçekleştirilen buzdağlarının hareketi örneğini kullanarak açıkladı.

Kıtaların kayması hipotezini savunmak için belirtilen gerçeklerin basitliği, açıklığı ve en önemlisi ikna ediciliği sayesinde hızla popüler hale geldi. Ancak başarının ardından çok geçmeden bir kriz geldi. Hipoteze yönelik eleştirel tutum jeofizikçilerle başladı. Teslim aldılar Büyük sayı Kıtaların hareketinin mantıksal kanıtları zincirindeki gerçekler ve fiziksel çelişkiler. Bu, kıtaların kaymasının yönteminin ve nedenlerinin sonuçsuz olduğunu kanıtlamalarına olanak sağladı ve 40'lı yılların başında bu hipotez neredeyse tüm destekçilerini kaybetmişti. XX yüzyılın 50'li yıllarına gelindiğinde. Çoğu jeolog, kıtaların kayması hipotezinin tamamen terk edilmesi gerektiğini ve yalnızca bilimin henüz onaylanmamış ve zamana karşı dayanamayan tarihsel paradokslarından biri olarak görülebileceğini düşündü.

PALEOMANYETİZMA VE NEOMOBİLİZM

20. yüzyılın ortalarından itibaren. Bilim adamları, derin iç kısımdaki okyanus tabanının topografyası ve jeolojisinin yanı sıra okyanus sularının fiziği, kimyası ve biyolojisi üzerine yoğun bir çalışmaya başladı. Çok sayıda aletle deniz tabanını araştırmaya başladılar. Jeofizikçiler sismografların ve manyetometrelerin kayıtlarını çözerek yeni gerçekler elde ettiler. Birçok kayanın oluşumu sırasında mevcut jeomanyetik kutup yönünde mıknatıslanma kazandığı tespit edildi. Çoğu durumda, bu kalıcı mıknatıslanma milyonlarca yıl boyunca değişmeden kalır.

Şu anda numune seçme ve mıknatıslanmalarını belirleme yöntemleri özel cihazlar- manyetometreler. Farklı yaşlardaki kayaların mıknatıslanma yönünü belirleyerek, jeomanyetik alanın yönünün belirli bir süre içinde her belirli alanda nasıl değiştiğini öğrenebilirsiniz.

Kayalardaki kalıcı mıknatıslanmanın incelenmesi iki temel keşfe yol açtı. İlk olarak, Dünya'nın uzun tarihi boyunca mıknatıslanmanın birçok kez değiştiği - normalden, yani modern olana karşılık gelenden tersine - değiştiği tespit edilmiştir. Bu keşif yüzyılımızın 60'lı yıllarının başında doğrulandı. Mıknatıslanma yönünün açıkça zamana bağlı olduğu ortaya çıktı ve manyetik alan tersinmelerinin ölçekleri bu temelde oluşturuldu.

İkincisi, okyanus ortası sırtlarının her iki yanında yer alan lav sütunlarını incelerken belli bir simetri keşfedildi. Bu olaya şerit manyetik anomalisi denir. Bu tür anormallikler okyanus ortası sırtının her iki yanında simetrik olarak bulunur ve bunların her simetrik çifti aynı yaştadır. Dahası, okyanus ortası sırtının ekseninden kıtalara doğru mesafe arttıkça doğal olarak artar. Şerit manyetik anormallikleri, ters çevrilmelerin, yani dev bir "manyetik bant" üzerindeki manyetik alanın yönündeki değişikliklerin bir kaydı gibidir.

Amerikalı bilim adamı G. Hess, daha sonra birçok kez doğrulanan, kısmen erimiş manto malzemesinin okyanus ortası sırtının eksenel kısmında yer alan çatlaklar boyunca ve yarık vadileri boyunca yüzeye çıktığını öne sürdü. Sırtın ekseninden farklı yönlere yayılır ve aynı zamanda olduğu gibi ayrılarak okyanus tabanını ortaya çıkarır. Manto malzemesi yavaş yavaş yarık çatlağını doldurur, içinde katılaşır, mevcut manyetik polariteye göre mıknatıslanır ve ardından yaklaşık olarak ortasından kırılarak eriyiğin yeni bir kısmı tarafından itilir. Ters çevirme süresine ve doğrudan ve ters mıknatıslanmanın değişim sırasına göre okyanusların yaşı belirlenir ve gelişim geçmişi deşifre edilir.

Okyanus tabanının şerit manyetik anomalilerinin, jeolojik geçmişteki jeomanyetik alan kutupluluk dönemlerini yeniden yapılandırmak için en uygun bilgi olduğu ortaya çıktı. Ama hâlâ çok şey var önemli yön magmatik kayaçların incelenmesi. Antik kayaların kalıcı mıknatıslanmasına dayanarak paleomeridyenlerin yönünü ve dolayısıyla belirli bir jeolojik çağdaki Kuzey ve Güney Kutuplarının koordinatlarını belirlemek mümkündür.

Antik kutupların konumlarına ilişkin ilk tespitler, incelenen dönem ne kadar eski olursa, manyetik kutbun konumunun modern olandan o kadar farklı olduğunu gösterdi. Ancak asıl mesele, aynı yaştaki kayalardan belirlenen kutupların koordinatlarının her kıta için aynı olması, ancak farklı kıtalar için uzak geçmişin derinliklerine indikçe artan bir tutarsızlığı olmasıdır.

Paleomanyetik araştırmaların fenomenlerinden biri, eski ve modern manyetik kutupların konumlarının uyumsuzluğuydu. Bunları birleştirmeye çalışırken her seferinde kıtaları hareket ettirmek gerekiyordu. Geç Paleozoik ve erken Mesozoyik manyetik kutupları modern olanlarla birleştiğinde kıtaların Pangea'ya çok benzeyen tek bir büyük kıtaya dönüşmesi dikkat çekicidir.

Paleomanyetik araştırmanın bu kadar çarpıcı sonuçları, daha geniş bilim camiasının kıtaların kayması hipotezine geri dönmesine katkıda bulundu. İngiliz jeofizikçi E. Bullard ve meslektaşları, kıtaların sürüklenmesinin ilk öncülünü (şu anda Atlantik Okyanusu tarafından ayrılmış kıta bloklarının hatlarının benzerliği) test etmeye karar verdiler. Hizalama elektronik bilgisayarlar kullanılarak gerçekleştirildi, ancak A. Wegener'in yaptığı gibi kıyı şeridi boyunca değil, yaklaşık olarak kıta yamacının ortasından geçen 1800 m'lik bir izobat boyunca gerçekleştirildi. Atlantik'in her iki yakasındaki kıtaların hatları önemli bir mesafe boyunca çakışıyordu.

LİTOSFERİK PLAKALARIN TEKTONİĞİ

Birincil mıknatıslanmanın keşifleri, okyanus ortası sırtların eksenlerine simetrik olan alternatif işaretli manyetik anormalliklerin kutupları, manyetik kutupların zaman içinde konumlarındaki değişiklikler ve bir dizi başka keşif, kıtasal kayma hipotezinin yeniden canlanmasına yol açtı.

Okyanus tabanının okyanus ortası sırtların eksenlerinden çevreye doğru genişlemesi fikri, özellikle derin deniz sondajlarından sonra defalarca onaylandı. Sismologlar mobilizm (kıta kayması) fikirlerinin gelişmesine büyük katkı sağladılar. Araştırmaları, sismik aktivite bölgelerinin dünya yüzeyindeki dağılımının resmini netleştirmeyi mümkün kıldı. Bu bölgelerin oldukça dar ama geniş olduğu ortaya çıktı. Kıta kenarları, ada yayları ve okyanus ortası sırtlarıyla sınırlıdırlar.

Kıtaların kaymasıyla ilgili yeniden canlanan hipoteze tektonik denir litosferik plakalar. Bu plakalar gezegenimizin yüzeyinde yavaşça hareket ediyor. Kalınlıkları bazen 100-120 km'ye ulaşır, ancak daha sık 80-90 km'dir. Dünya üzerinde çok az litosferik plaka vardır (Şekil 1) - sekizi büyük ve yaklaşık bir buçuk düzine küçük. İkincisine genellikle mikroplakalar denir. Pasifik Okyanusu'nda iki büyük plaka bulunur ve ince ve kolayca geçirgen okyanus kabuğuyla temsil edilir. Antarktika, Hint-Avustralya, Afrika, Kuzey Amerika, Güney Amerika ve Avrasya litosferik plakaları kıta tipi kabuğa sahiptir. Farklı kenarları (sınırları) vardır. Plakalar birbirinden uzaklaştığında kenarlarına ıraksak denir. Ayrıldıkça manto malzemesi ortaya çıkan çatlağa (yarık bölgesi) girer. Taban yüzeyinde sertleşerek okyanus kabuğunu oluşturur. Manto malzemesinin yeni kısımları yarık bölgesini genişleterek litosferik plakaların hareket etmesine neden olur. Ayrıldıkları yerde boyutu sürekli artan bir okyanus oluşur. Bu tür bir sınır, okyanus ortası sırtların eksenleri boyunca modern okyanus yarık kırıkları tarafından kaydedilir.

Pirinç. 1. Dünyanın modern litosferik plakaları ve hareket yönleri.

1 - genişleme eksenleri ve arızalar; 2 - planeter sıkıştırma kayışları; 3 - yakınsak plaka sınırları; 4 - modern kıtalar

Litosferik plakalar birleştiğinde sınırlarına yakınsak denir. Yakınsama bölgesinde karmaşık süreçler meydana gelir. İki ana şey var. Bir okyanusal levha başka bir okyanusal veya kıtasal levhayla çarpıştığında mantoya batar. Bu sürece bükülme ve kırılma da eşlik eder. Daldırma bölgesinde derin odaklı depremler meydana gelir. Zavaritsky-Benioff bölgeleri bu yerlerde bulunuyor.

Okyanus plakası mantoya girer ve orada kısmen erir. Aynı zamanda eriyen en hafif bileşenleri volkanik patlamalar şeklinde tekrar yüzeye çıkar. Bu tam olarak Pasifik Ateş Çemberinin doğasıdır. Ağır bileşenler yavaş yavaş mantonun içine batar ve çekirdeğin sınırlarına kadar inebilir.

İki kıtasal litosfer plakası çarpıştığında, tümsek tipi bir etki meydana gelir.

Buz kayması sırasında, buz kütlelerinin çarpışıp ezilerek birbirlerine doğru hareket ettiğini birçok kez görüyoruz. Kıtasal kabuk mantodan çok daha hafif olduğundan plakalar mantonun içine batmaz. Çarpıştıklarında sıkışırlar ve kenarlarında büyük dağ yapıları ortaya çıkar.

Çok sayıda ve uzun vadeli gözlemler, jeofizikçilerin litosferik plakaların ortalama hareket hızlarını belirlemesine olanak tanıdı. Afrika ve Hindustan levhalarının Avrasya levhalarıyla çarpışması sonucu oluşan Alp-Himalaya sıkışma kuşağında yakınsama oranları Cebelitarık bölgesinde 0,5 cm/yıl ile Pamir ve Himalayalarda 6 cm/yıl arasında değişmektedir. bölgeler.

Avrupa şu anda “uzaklaşıyor” Kuzey Amerika yılda 5 cm'ye kadar. Ancak Avustralya, Antarktika'dan “uzaklaşıyor” azami hız- ortalama 14 cm/yıl.

Okyanus litosferik plakaları en yüksek hareket hızlarına sahiptir - hızları kıtasal litosferik plakaların hızından 3-7 kat daha yüksektir. “En hızlı” Pasifik plakası, “en yavaş” ise Avrasya plakasıdır.

LİTOSFERİK LEVHA HAREKETİNİN MEKANİZMASI

Geniş ve devasa kıtaların yavaş hareket edebileceğini hayal etmek zor. Yanıtlanması daha da zor olan soru ise neden hareket ettikleridir? Yerkabuğu soğutulmuş ve tamamen kristalleşmiş bir kütledir. Aşağıdan kısmen erimiş astenosferin altında yer alır. Kışın rezervuarlarda buz oluşumu sürecine benzer şekilde, astenosferin kısmen erimiş maddesinin soğutulması sırasında litosferik plakaların ortaya çıktığını varsaymak kolaydır. Ancak fark, buzun sudan daha hafif olması ve litosferdeki kristalize silikatların eriyiklerinden daha ağır olmasıdır.

Okyanus litosferik plakaları nasıl oluşur?

Astenosferin sıcak ve kısmen erimiş maddesi aralarındaki boşluğa yükselir, okyanus tabanının yüzeyine düşerek soğur ve kristalleşerek litosferin kayalarına dönüşür (Şekil 2). Litosferin önceden oluşturulmuş bölümleri daha da güçlü bir şekilde "donuyor" ve çatlaklara ayrılıyor gibi görünüyor. Bu çatlaklara yeni bir sıcak madde kısmı girer ve katılaşarak hacmi artarak onları birbirinden uzaklaştırır. İşlem birçok kez tekrarlanır.

Pirinç. 2. Sert litosferik plakaların hareket şeması (B. Isaacs ve diğerlerine göre)

Litosferin kayaları, astenosferin altındaki sıcak maddeden daha ağırdır ve bu nedenle, ne kadar kalın olursa, mantoya o kadar derin batar veya batar. Litosferik plakalar erimiş mantonun maddesinden daha ağırsa neden batmıyor? Cevap oldukça basit. Batmazlar çünkü hafif yer kabuğu, üstteki kıtasal levhaların ağır manto kısmına "lehimlenmiştir" ve bir şamandıra görevi görmektedir. Bu nedenle kıtasal plakalardaki kayaların ortalama yoğunluğu her zaman daha azdır. orta yoğunluk sıcak manto malzemesi.

Okyanus plakaları mantodan daha ağırdır ve bu nedenle er ya da geç mantoya batarlar ve daha hafif olan kıtasal plakaların altına batarlar.

Oldukça uzun bir süre boyunca okyanus litosferi dev "düzleştirilmiş daireler" gibi yüzeyde kalır. Arşimet yasasına göre, altlarından yer değiştiren astenosferin kütlesi, plakaların kütlesine ve litosferik çöküntüleri dolduran suya eşittir. Uzun süredir var olan kaldırma kuvveti ortaya çıkar. Ancak bu durumun uzun süre devam etmesi mümkün değildir. Aşırı gerilimlerin ortaya çıktığı yerlerde “dairenin” bütünlüğü bazen bozulur ve plakalar mantonun derinliklerine battıkça daha güçlü olur ve dolayısıyla daha yaşlı olurlar. Muhtemelen 150 milyon yıldan daha eski olan litosferik levhalarda, litosferin gerilme mukavemetini çok aşan gerilimler ortaya çıktı; bunlar bölündü ve sıcak mantonun içine gömüldü.

KÜRESEL YENİDEN YAPILANMALAR

Kıtasal kayaların ve okyanus tabanının kalıcı mıknatıslanmasının incelenmesine dayanarak, jeolojik geçmişte kutupların konumu ve enlem bölgeleri oluşturulmuştur. Paleolatitudes, kural olarak modern olanlarla örtüşmez coğrafi enlemler ve şimdiki zamandan uzaklaştıkça bu fark daha da artıyor.

Jeofizik (paleomanyetik ve sismik), jeolojik, paleocoğrafik ve paleoiklimsel verilerin bir arada kullanılması, kıtaların ve okyanusların jeolojik geçmişteki çeşitli zaman dilimlerindeki konumlarını yeniden yapılandırmayı mümkün kılar. Bu çalışmalara pek çok uzman katılıyor: jeologlar, paleontologlar, paleoklimatologlar, jeofizikçiler ve bilgisayar uzmanları, çünkü kalıcı mıknatıslanma vektörlerinin hesaplamaları kendileri değil, bilgisayar kullanılmadan yorumlanması düşünülemez. Yeniden yapılanmalar Sovyet, Kanadalı ve Amerikalı bilim adamları tarafından birbirinden bağımsız olarak gerçekleştirildi.

Neredeyse tüm Paleozoyik boyunca, güney kıtaları tek bir büyük kıta olan Gondwana'da birleşti. Paleozoyik'te Güney Atlantik ve Hint Okyanusu'nun varlığına dair güvenilir bir kanıt yoktur.

Kambriyen döneminin başlangıcında, yani yaklaşık 550 - 540 milyon yıl önce, en büyük kıta Gondwana'ydı. Kuzey yarımkürede ayrı kıtalar (Kuzey Amerika, Doğu Avrupa ve Sibirya) ve az sayıda mikro kıta buna karşı çıktı. Bir yanda Sibirya ve Doğu Avrupa kıtaları ile diğer yanda Gondwana arasında Paleo-Asya Okyanusu, Kuzey Amerika kıtası ile Gondwana arasında ise Paleo-Atlantik Okyanusu vardı. Bunlara ek olarak, o uzak zamanda, modern Pasifik Okyanusu'nun bir benzeri olan geniş bir okyanus alanı vardı. Yaklaşık 450 - 480 milyon yıl önce Ordovisiyen'in sonu, kuzey yarımkürede kıtaların yakınlaşmasıyla karakterize edildi. Ada yaylarıyla çarpışmaları, Sibirya ve Kuzey Amerika kara kütlelerinin marjinal kısımlarının birikmesine yol açtı. Paleo-Asya ve Paleo-Atlantik okyanuslarının boyutları küçülmeye başlıyor. Bir süre sonra bu yerde yeni bir okyanus belirir - Paleotetis. Modern Güney Moğolistan, Tien Shan, Kafkasya, Türkiye ve Balkanlar topraklarını işgal etti. Modern Ural sırtının bulunduğu yerde de yeni bir su havzası ortaya çıktı. Ural Okyanusu'nun genişliği 1500 km'yi aştı. Paleomanyetik tanımlara göre, Güney Kutbu o sırada kuzeybatı Afrika'daydı.

370 - 390 milyon yıl önce Devoniyen döneminin ilk yarısında kıtalar birleşmeye başladı: Kuzey Amerika ile Batı Avrupa, bunun sonucunda çok uzun sürmese de yeni bir kıta - Euramerica - ortaya çıktı. Bu kıtaların çarpışması nedeniyle Appalachia ve İskandinavya'nın modern dağ yapıları oluşmuştur. Paleotethys'in boyutu biraz küçüldü. Ural ve Paleo-Asya okyanuslarının yerine küçük kalıntı havzalar kaldı. Güney Kutbu şimdiki Arjantin'de bulunuyordu.

Kuzey Amerika'nın büyük bir kısmı güney yarımkürede bulunuyordu. Tropikal ve ekvator enlemlerinde Sibirya, Çin, Avustralya kıtaları ve Avrasya'nın doğu kısmı vardı.

Yaklaşık 320-340 milyon yıl önceki Erken Karbonifer, kıtaların sürekli yakınlaşmasıyla karakterize edildi (Şekil 3). Çarpıştıkları yerlerde kıvrımlı bölgeler ve dağ yapıları ortaya çıktı - Urallar, Tien Shan, Güney Moğolistan ve Batı Çin'in dağ sıraları, Salair vb. Yeni bir okyanus, Paleotetis II (ikinci nesil Paleotetis) ortaya çıkıyor. Çin kıtasını Sibirya ve Kazakistan'dan ayırdı.

Şek. 3. Kıtaların Erken Karbonifer'deki konumu (340 milyon yıl önce)

Karbonifer döneminin ortasında Gondwana'nın büyük bir kısmı kendilerini güney yarımkürenin kutup bölgesinde buldu ve bu da Dünya tarihindeki en büyük buzullaşmalardan birine yol açtı.

Geç Karbonifer - 290 - 270 milyon yıl önce Permiyen döneminin başlangıcı, kıtaların dev bir kıta bloğu - süper kıta Pangea - halinde birleşmesiyle işaretlendi (Şekil 4). Güneyde Gondwana ve kuzeyde Laurasia'dan oluşuyordu. Sadece Çin kıtası Pangea'dan Paleotethys II okyanusuyla ayrılmıştı.

Triyas döneminin ikinci yarısında, yani 200 - 220 milyon yıl önce, kıtaların konumu Paleozoik sonundakiyle hemen hemen aynı olmasına rağmen, kıtaların ve okyanusların ana hatlarında değişiklikler meydana geldi (Şekil 5). . Çin kıtası Avrasya ile birleşince Paleotetis II'nin varlığı sona erdi.

Ancak hemen hemen eş zamanlı olarak yeni bir okyanus havzası olan Tetis ortaya çıktı ve hızla genişlemeye başladı. Gondwana'yı Avrasya'dan ayırdı. İçinde izole edilmiş mikro kıtalar korunmuştur - Çinhindi, İran, Rodop, Transkafkasya vb.

Yeni bir okyanusun ortaya çıkışı, litosferin daha da gelişmesinden kaynaklanıyordu - Pangea'nın çöküşü ve şu anda bilinen tüm kıtaların ayrılması. Başlangıçta Laurasia, modern Atlantik ve Arktik okyanusları bölgesinde ikiye bölündü. Daha sonra bireysel parçaları birbirinden uzaklaşmaya başladı ve böylece Kuzey Atlantik'e yer açıldı.

Yaklaşık 140-160 milyon yıl önceki Geç Jura dönemi, Gondwana'nın parçalandığı dönemdir (Şekil 6). Bölünme yerinde Atlantik Okyanusu Havzası ve okyanus ortası sırtları ortaya çıktı. Kuzeyinde ada yayları sisteminin bulunduğu Tetis Okyanusu gelişmeye devam etti. Modern Küçük Kafkasya, Elburz ve Afganistan dağlarının bulunduğu yerde bulunuyorlardı ve marjinal denizleri okyanustan ayırıyorlardı.

Geç Jura ve Kretase dönemlerinde kıtalar enlem yönünde hareket ediyordu. Labrador Denizi ve Biscay Körfezi ortaya çıktı, Hindustan ve Madagaskar Afrika'dan ayrıldı. Afrika ile Madagaskar arasında bir boğaz ortaya çıktı. Hindustan Levhası'nın uzun yolculuğu Paleojen'in sonunda Asya ile çarpışmasıyla sona erdi. Dev dağ yapılarının (Himalayalar) oluştuğu yer burasıdır.

Tetis Okyanusu, özellikle Afrika ve Avrasya'nın yakınlaşması nedeniyle giderek daralmaya ve kapanmaya başladı. Kuzey kenarında bir volkanik ada yayları zinciri ortaya çıktı. Asya'nın doğu ucunda da benzer bir volkanik kuşak oluştu. Kretase döneminin sonunda Kuzey Amerika ve Avrasya, Chukotka ve Alaska bölgesinde birleşti.

Senozoik sırasında, bir kalıntısı artık Akdeniz olan Tetis Okyanusu tamamen kapandı. Afrika'nın Avrupa ile çarpışması Alp-Kafkas dağ sisteminin oluşumuna yol açtı. Kıtalar yavaş yavaş kuzey yarımkürede birleşmeye ve güneyde ayrılmaya, ayrı izole bloklara ve masiflere ayrılmaya başladı.

Kıtaların bireysel jeolojik dönemlerdeki konumlarını karşılaştırarak, Dünya'nın gelişiminde kıtaların ya bir araya geldiği ya da farklı yönlere ayrıldığı büyük döngülerin olduğu sonucuna varıyoruz. Bu tür döngülerin her birinin süresi en az 600 milyon yıldır. Pangea'nın oluşumunun ve çöküşünün gezegenimizin tarihindeki münferit anlar olmadığına inanmak için nedenler var. Benzer bir süper dev kıta, yaklaşık 1 milyar yıl önce eski zamanlarda ortaya çıktı.

JEOSENKLİNALLER - KATLANMIŞ DAĞ SİSTEMLERİ

Dağlarda açılan rengarenk panoramaya hayran kalıyor ve doğanın sınırsız yaratıcı ve yıkıcı güçlerine hayran kalıyoruz. Gri dağ zirveleri görkemli bir şekilde duruyor, devasa buzullar vadilere dil gibi iniyor, dağ nehirleri derin kanyonlarda köpürüyor. Sadece dağlık bölgelerin vahşi güzelliğine değil, aynı zamanda jeologlardan duyduğumuz gerçeklere de şaşırıyoruz ve uzak geçmişte geniş dağ yapılarının bulunduğu yerde geniş denizlerin bulunduğunu iddia ediyorlar.

Leonardo da Vinci, dağların yükseklerinde deniz yumuşakçası kabuklarının kalıntılarını keşfettiğinde, antik çağda orada bir denizin varlığına dair doğru sonuca vardı, ancak o zamanlar ona çok az insan inanıyordu. 2-3 bin metre yükseklikteki dağlarda nasıl deniz olabilir? Birden fazla nesil doğa bilimci, böylesine benzeri görülmemiş bir durumun olasılığını kanıtlamak için büyük çaba harcadı.

Büyük İtalyan haklıydı. Gezegenimizin yüzeyi yatay veya dikey olarak sürekli hareket halindedir. İnişi sırasında, modern kara yüzeyinin %40'ından fazlası denizle kaplandığında, defalarca büyük ihlaller meydana geldi. Yerkabuğunun yukarıya doğru hareketi ile kıtaların yüksekliği artmış ve denizler çekilmiştir. Denizin sözde gerilemesi gerçekleşti. Peki görkemli dağ yapıları ve geniş dağ sıraları nasıl oluştu?

Uzun bir süre jeolojiye dikey hareketlerin hakim olduğu fikri hakim oldu. Bu bakımdan bu tür hareketler sayesinde dağların oluştuğuna dair bir görüş vardı. Dünyadaki dağ yapılarının çoğu, binlerce kilometre uzunluğa ve birkaç on hatta birkaç yüz kilometre genişliğe sahip belirli kuşaklarda yoğunlaşmıştır. Yoğun kıvrımlanma, çeşitli fayların tezahürleri, magmatik kayaların girmesi, tortul ve metamorfik kayaç katmanlarını kesen dayklar ile karakterize edilirler. Erozyon süreçlerinin eşlik ettiği sürekli yavaş yükselme, dağ yapılarının kabartmasını şekillendirir.

Appalachians, Cordillera, Urallar, Altay, Tien Shan, Hindukuş, Pamir, Himalayalar, Alpler ve Kafkasya'nın dağlık bölgeleri, jeolojik geçmişin çeşitli dönemlerinde tektonik ve magmatik aktivite dönemlerinde oluşan kıvrımlı sistemlerdir. Bu dağ sistemleri, genellikle 10 km'yi aşan, düz platform kısmındaki benzer kayaların kalınlığından on kat daha fazla olan, birikmiş tortul oluşumların muazzam kalınlığı ile karakterize edilir.

Kıvrımlar halinde buruşmuş, magmatik kayaların izinsiz girişleri ve dayklarının nüfuz ettiği, ayrıca nispeten küçük bir genişliğe sahip büyük bir boyuta sahip olan alışılmadık derecede kalın tortul kayaç katmanlarının keşfi, 19. yüzyılın ortalarında yaratılışına yol açtı. Jeosenklinal dağ oluşumu teorisi. Zamanla bir dağ sistemine dönüşen kalın tortul tabakalardan oluşan geniş bir alana jeosenklinal denir. Bunun aksine, yerkabuğunun büyük kalınlıkta tortul kayaçlara sahip kararlı bölgelerine platform adı verilir.

Kıvrılma, süreksizlikler ve magmatizma ile karakterize edilen dünyanın hemen hemen tüm dağ sistemleri, kıtaların kenarlarında yer alan eski jeosenklinallerdir. Muazzam kalınlığa rağmen çökeltilerin büyük çoğunluğu sığ su kökenlidir. Çoğu zaman yatak yüzeylerinde dalgalanma izleri, sığ su dip hayvanlarının kalıntıları ve hatta kuruma çatlakları bulunur. Tortuların büyük kalınlığı, yer kabuğunun önemli ve aynı zamanda oldukça hızlı bir şekilde çöktüğünü gösterir. Tipik sığ su çökeltilerinin yanı sıra derin su çökeltileri de bulunur (örneğin radyolaritler ve kendine özgü katman ve dokuya sahip ince taneli çökeltiler).

Jeosenklinal sistemler bir yüzyıl boyunca incelendi ve birçok nesil bilim insanının çalışmaları sayesinde, bunların oluşum ve evrim sırasının görünüşte uyumlu bir sistemi geliştirildi. Açıklanamayan tek gerçek, jeosenklinalin modern bir analoğunun bulunmamasıdır. Modern bir jeosenklinal olarak ne düşünülebilir? Kenar deniz mi yoksa tüm okyanus mu?

Ancak litosferik levha tektoniği kavramının gelişmesiyle birlikte jeosenklinal teori de bazı değişikliklere uğramış ve litosferik levhaların gerilme, hareket etme ve çarpışma dönemlerinde jeosenklinal sistemlerin yeri bulunmuştur.

Katlamalı sistemlerin gelişimi nasıl gerçekleşti? Kıtaların tektonik olarak aktif kenarlarında yavaş yavaş çöküntü yaşayan geniş alanlar vardı. Kenar denizlerinde kalınlığı 6 ila 20 km arasında değişen çökeltiler birikmiştir. Aynı zamanda burada magmatik sokulumlar, dayklar ve lav örtüleri şeklinde volkanik oluşumlar oluşmuştur. Çökelme onlarca, hatta bazen yüz milyonlarca yıl sürdü.

Daha sonra orojenik aşamada jeosenklinal sistemde yavaş deformasyon ve dönüşüm meydana geldi. Alanı azalmış, düzleşmiş gibi görünüyor. Erimiş magmatik kayaların yanı sıra kıvrımlar ve kırılmalar da ortaya çıktı. Deformasyon sürecinde derin deniz ve sığ deniz çökeltileri yer değiştirmiş ve yüksek basınçlar ve sıcaklıklar metamorfizmaya maruz kaldılar.

Bu sırada yükselme meydana geldi, deniz bölgeyi tamamen terk etti ve dağ sıraları oluştu. Daha sonraki kaya erozyonu, kırıntılı çökeltilerin taşınması ve birikmesi süreçleri, bu dağların deniz seviyesine yakın yüksekliklere kadar kademeli olarak yok olmasına yol açtı. Kıtasal levhanın kenarlarında yer alan kıvrımlı sistemlerin yavaş yavaş çökmesi de aynı sonuca yol açtı.

Jeosenklinal sistemlerin oluşumu sürecinde sadece yatay hareketler değil, aynı zamanda litosferik plakaların yavaş hareketinin bir sonucu olarak gerçekleştirilen dikey hareketler de yer alır. Bir levhanın diğerinin altına dalması durumunda, kenar denizlerdeki, ada yaylarındaki ve derin deniz hendeklerindeki kalın jeosenklinal çökeltileri aktif olarak yüksek sıcaklık ve basınca maruz kalmıştır. Levhaların daldığı bölgelere dalma zonları denir. Burada kayalar mantoya iner, erir ve geri dönüştürülür. Bu bölge güçlü depremler ve volkanizma ile karakterizedir.

Basıncın ve sıcaklığın çok yüksek olmadığı yerlerde kayalar kıvrımlı bir sistem halinde eziliyor, kayaların en sert olduğu yerlerde ise kopmalar ve tek tek blokların hareketleri nedeniyle devamlılıkları bozuluyordu.

Kıtasal litosferik plakaların yakınsama ve ardından çarpışma alanlarında, jeosenklinal sistemin genişliği büyük ölçüde azaldı. Bazı kısımları mantonun derinliklerine battı, diğerleri ise tam tersine en yakın plakaya doğru ilerledi. Derinliklerden sıkışıp kıvrımlar halinde ezilen tortul ve metamorfik oluşumlar, dev pullar halinde defalarca üst üste dizildi ve sonunda dağ sıraları ortaya çıktı. Örneğin, Himalayalar iki büyük litosferik plakanın (Hindustan ve Avrasya) çarpışması sonucu oluşmuştur. Güney Avrupa ve Kuzey Afrika, Kırım, Kafkaslar, Türkiye'nin dağlık bölgeleri, İran ve Afganistan'ın dağ sistemleri esas olarak Afrika ve Avrasya levhalarının çarpışması sonucu oluşmuştur. Benzer şekilde, ancak daha eski zamanlarda Ural Dağları, Cordillera, Appalachians ve diğer dağlık bölgeler ortaya çıktı.

AKDENİZ'İN TARİHİ

Denizler ve okyanuslar, edinilinceye kadar uzun bir süre boyunca oluşmuştur. modern görünüm. Deniz havzalarının gelişim tarihinden Akdeniz'in evrimi özellikle ilgi çekicidir. Çevresinde ilk uygar devletler ortaya çıktı ve kıyılarında yaşayan halkların tarihi iyi biliniyor. Ancak tanımlamamıza ilk insanın burada ortaya çıkmasından milyonlarca yıl önce başlamamız gerekecek.

Antik çağda, neredeyse 200 milyon yıl önce, modern Akdeniz'in bulunduğu yerde geniş ve derin bir Tetis Okyanusu vardı; o zamanlar Afrika, Avrupa'dan birkaç bin kilometre uzaktaydı. Okyanusta irili ufaklı takımadalar vardı. Şu anda Güney Avrupa, Yakın ve Orta Doğu'da bulunan bu tanınmış bölgeler - İran, Türkiye, Sina Yarımadası, Rodop, Apulian, Tatra masifleri, Güney İspanya, Calabria, Meseta, Kanarya Adaları, Korsika, Sardunya, modern konumlarının çok güneyinde.

Mezozoik'te Afrika ile Kuzey Amerika arasında bir fay ortaya çıktı. Rodop-Türk masifini ve İran'ı Afrika'dan ayırdı ve bazaltik magma buraya nüfuz etti, okyanus litosferi oluştu ve yer kabuğu ayrıldı veya yayıldı. Tetis Okyanusu, Dünya'nın tropik bölgesinde bulunuyordu ve modern Atlantik Okyanusu'ndan Hint Okyanusu (ikincisi onun bir parçasıydı) aracılığıyla Pasifik'e kadar uzanıyordu. Tethys maksimum enlemine yaklaşık 100-120 milyon yıl önce ulaştı ve ardından kademeli olarak küçülmesi başladı. Afrika litosfer plakası yavaş yavaş Avrasya plakasına yaklaştı. Yaklaşık 50 - 60 milyon yıl önce Hindistan, Afrika'dan ayrıldı ve Avrasya ile çarpışana kadar kuzeye doğru benzeri görülmemiş bir sürüklenmeye başladı. Tetis Okyanusu'nun büyüklüğü giderek azaldı. Sadece 20 milyon yıl önce, geniş bir okyanusun yerinde, boyutları bugünden çok daha büyük olan Akdeniz, Kara ve Hazar gibi marjinal denizler kaldı. Sonraki zamanlarda daha az büyük ölçekli olaylar yaşanmadı.

Bu yüzyılın 70'li yılların başlarında, Akdeniz'de birkaç yüz metre kalınlığındaki gevşek çökelti tabakasının altında evaporitler (çeşitli kaya tuzları, alçıtaşı ve anhidritler) keşfedildi. Yaklaşık 6 milyon yıl önce suyun artan buharlaşmasıyla oluşmuşlardır. Peki Akdeniz gerçekten kuruyabilir mi? Pek çok jeolog tarafından dile getirilen ve desteklenen hipotez tam olarak budur. 6 milyon yıl önce Cebelitarık Boğazı'nın kapandığı ve yaklaşık bin yıl sonra Akdeniz'in kuruyan küçük tuz gölleriyle 2 - 3 km derinliğinde büyük bir havzaya dönüştüğü varsayılıyor. Denizin dibi sertleşmiş dolomit silt, alçı taşı ve kaya tuzu tabakasıyla kaplıydı.

Jeologlar, Cebelitarık Boğazı'nın periyodik olarak açıldığını ve Atlantik Okyanusu'ndan gelen suyun Akdeniz'in dibine düştüğünü tespit ettiler. Cebelitarık keşfedildiğinde Atlantik suları, nehirdeki en büyük Victoria Şelalelerinin akışından en az 15-20 kat daha yüksek olan bir şelale şeklinde düştü. Afrika'da Zambezi (200 km 3 / yıl). Cebelitarık'ın kapanması ve açılması en az 11 kez meydana geldi ve bu, yaklaşık 2 km kalınlığında bir dizi evaporitin birikmesini sağladı.

Akdeniz'in kuruduğu dönemlerde derin havzasının dik yamaçlarında karadan akan dereler uzun ve derin kanyonlar açmaktadır. Bu kanyonlardan biri modern nehir deltasından yaklaşık 250 km uzaklıkta keşfedildi ve izi sürüldü. Kıta yamacı boyunca Rhone. Çok genç Pliyosen çökelleri ile doludur. Böyle bir kanyonun bir başka örneği de nehrin su altı devamıdır. Nil, deltadan 1200 km uzaklıkta izlenen, çökeltilerle dolu bir kanyon şeklindedir.

Akdeniz ile deniz arasındaki iletişimin kesilmesi sırasında açık okyanus onun yerinde, kalıntıları şu anda Chernoe ve Hazar Denizi Bu tatlı su ve zaman zaman tuzlu su havzası, Orta Avrupa'dan Urallara ve Aral Denizi'ne kadar uzanıyordu ve Paratethys olarak adlandırılıyordu.

Kutupların konumunu ve litosferik plakaların modern hareket hızını, okyanus tabanının yayılma ve emilim hızını bilerek, kıtaların gelecekte hareket yolunun ana hatlarını çizmek ve belirli bir süre için konumlarını hayal etmek mümkündür. zamanın.

Bu tahmin Amerikalı jeologlar R. Dietz ve J. Holden tarafından yapılmıştır. Varsayımlarına göre 50 milyon yıl içinde Atlantik ve Hint okyanusları Pasifik'in aleyhine genişleyecek, Afrika kuzeye kayacak ve bu sayede Akdeniz yavaş yavaş ortadan kalkacak. Cebelitarık Boğazı ortadan kalkacak ve "dönmüş" bir İspanya, Biskay Körfezi'ni kapatacak. Afrika, büyük Afrika fayları tarafından bölünecek ve doğu kısmı kuzeydoğuya kayacak. Kızıldeniz o kadar genişleyecek ki Sina Yarımadası'nı Afrika'dan ayıracak, Arabistan kuzeydoğuya ilerleyerek Basra Körfezi'ni kapatacak. Hindistan giderek Asya'ya doğru ilerleyecek, bu da Himalaya dağlarının büyüyeceği anlamına geliyor. Kaliforniya, San Andreas Fayı boyunca Kuzey Amerika'dan ayrılacak ve burada yeni bir okyanus havzası oluşmaya başlayacak. Güney yarımkürede önemli değişiklikler meydana gelecek. Avustralya ekvatoru geçerek Avrasya ile temasa geçecek. Bu tahmin önemli bir açıklama gerektiriyor. Buradaki pek çok şey hâlâ tartışmalı ve belirsizliğini koruyor.

“Modern Jeoloji” kitabından. ÜZERİNDE. Yasamanov. Mösyö Nedra. 1987

Plaka hareketinin doğası aynı zamanda sınırlarında ne olacağını da belirler. Bazı levhalar birbirinden ayrılır, bazıları çarpışır ve bazıları birbirine sürtünür.

Çarpışan plakalar

Plakaların hareket ettiği yerlerde, çarpışan plakaların türüne bağlı olarak çeşitli türde sınır plakaları oluşturulur. Örneğin, okyanus kabuğunun oluşturduğu okyanus ve kıtasal plakalar arasındaki sınırda, kıtasal kabuğun altına "dalarak" yüzeyde derin bir çöküntü veya hendek oluşur. Bunun meydana geldiği bölgeye subdüktif denir. Plaka mantonun derinliklerine battıkça erimeye başlar. Üst plakanın kabuğu sıkıştırılır ve üzerinde dağlar büyür. Bazıları litosferden ayrılan magmanın oluşmasıyla oluşur.

Okyanus tabanının bazı bölgelerinde levhaların birbirinden uzaklaştığı bölgeler meydana gelir. Volkanik kayalardan oluşan dağ sıraları ile karakterize edilirler. Bu tür volkanların dik yamaçları veya konik şekilleri yoktur. Genellikle bunlar hafif eğimli uzun dağ zincirleridir. İki zincir, plakalar arasındaki sınırı belirleyen derin bir çatlakla ayrılır. Astenosferden yükselen magma (erimiş kaya) yüzeye çıktığında bir çatlak açılır. Magma yüzeye ulaştığında levhaların kenarları boyunca soğuyup sertleşerek okyanus tabanında yeni alanlar oluşturur. Aynı zamanda magma levhaları birbirinden gittikçe uzaklaştırır. Deniz tabanı yayılması olarak bilinen bu süreç hiçbir zaman sona ermez çünkü çatlak tekrar tekrar açılır. Bunun gerçekleştiği yere orta sırt denir.

Okyanus litosferinin çarpışan iki plakasının sınırlarında da derin çöküntüler oluşur. Bu levhalardan biri diğerinin altına girerek eriyerek mantonun içine batar. Magma litosfer boyunca hızla yükselir ve üstteki plakanın sınırına yakın bir volkan zinciri oluşur.

Kıtasal plakalar

Kıtasal litosferin iki plakasının kafa kafaya çarpıştığı yerlerde yüksek dağ sıraları oluşur. Sınırda, her iki plakanın kıtasal kabuğu sıkışıyor, çatlıyor ve dev kıvrımlar halinde toplanıyor. Plakalar ilerledikçe dağ sıraları daha da yükselir, çünkü tüm bu enerji giderek daha fazla yukarı doğru itilir.

Okyanus hendekleri

Levha sınırlarında oluşan çöküntüler dünya yüzeyindeki en derin çöküntülerdir. Pasifik Okyanusu'ndaki Mariana Çukuru en derin olanı olarak kabul edilir (deniz seviyesinden 11.022 metre aşağıda). Dünyanın en yüksek Everest Dağı (deniz seviyesinden 8848 metre yüksekte) içinde boğulabilir. Bu derin deniz araçları okyanus çöküntülerini keşfetmek için kullanılıyor.

Sürtünme plakaları

Tüm levhalar birbirinden uzaklaşmıyor veya kafa kafaya çarpışmıyor. Bazıları yanlara doğru sürtünerek zıt yönlerde veya aynı yönde hareket ederler, ancak farklı hızlarda. Bu tür plakaların sınırlarında hem karada hem de karada Deniz yatağı yeni bir litosfer oluşmaz ve mevcut olan yok edilmez. Kıtasal litosferin plakaları birbirine doğru hareket ettiğinde, tüm sınır bölgesi yukarı doğru itilerek yüksek dağ sıraları oluşur. Plakalar farklı hızlarda yan yana hareket ettiğinde zıt yönlerde hareket ediyormuş gibi görünürler.

tektonik fay litosferik jeomanyetik

Erken Proterozoyik'ten itibaren litosferik levhaların hareket hızı sürekli olarak 50 cm/yıl'dan 100 cm/yıl'a düşmüştür. modern anlam yaklaşık 5 cm/yıl.

Plaka hareketinin ortalama hızındaki azalma, okyanus plakalarının gücünün artması ve birbirlerine sürtünmeleri nedeniyle hiç durmayacağı ana kadar oluşmaya devam edecektir. Ancak görünüşe göre bu sadece 1-1,5 milyar yıl içinde gerçekleşecek.

Litosferik plakaların hareket hızını belirlemek için genellikle okyanus tabanındaki bantlı manyetik anormalliklerin konumuna ilişkin veriler kullanılır. Bu anomaliler, artık tespit edildiği gibi, bazaltların patlaması sırasında Dünya'da var olan manyetik alanın üzerlerine dökülen bazaltların mıknatıslanması nedeniyle okyanusların yarık bölgelerinde ortaya çıkıyor.

Ancak bilindiği gibi jeomanyetik alan zaman zaman tam tersine yön değiştiriyordu. Bu, içine dökülen bazaltların farklı dönemler jeomanyetik alan tersine çevrilmelerinin zıt yönlerde mıknatıslandığı ortaya çıktı.

Ancak okyanus tabanının okyanus ortası sırtların yarık bölgelerinde yayılması sayesinde, daha eski bazaltlar her zaman bu bölgelerden daha uzak mesafelere taşınır ve okyanus tabanıyla birlikte, Dünya'nın eski manyetik alanı da "dondurulur". bazaltlar onlardan uzaklaşır.

Pirinç.

Okyanus kabuğunun genişlemesi, farklı mıknatıslanmış bazaltlarla birlikte, genellikle yarık fayının her iki tarafında tam olarak simetrik olarak gelişir. Bu nedenle, ilgili manyetik anomaliler okyanus ortası sırtların her iki yamacında ve bunları çevreleyen abisal havzalarda da simetrik olarak yer almaktadır. Bu tür anormallikler artık okyanus tabanının yaşını ve yarık bölgelerindeki genişleme oranını belirlemek için kullanılabilir. Ancak bunun için Dünya'nın manyetik alanının bireysel olarak tersine dönme yaşını bilmek ve bu tersine dönmeleri okyanus tabanında gözlemlenen manyetik anormalliklerle karşılaştırmak gerekir.

Manyetik terslenmelerin yaşı, iyi tarihlendirilmiş bazaltik tabakalar, kıtalardaki tortul kayalar ve okyanus tabanı bazaltları üzerinde yapılan ayrıntılı paleomanyetik çalışmalardan belirlendi. Bu şekilde elde edilen jeomanyetik zaman ölçeğinin okyanus tabanındaki manyetik anomalilerle karşılaştırılması sonucunda Dünya Okyanuslarının büyük bir kısmında okyanus kabuğunun yaşını belirlemek mümkün oldu. Geç Jura'dan önce oluşan tüm okyanus plakaları, modern veya antik plaka bindirme bölgeleri altında mantonun içine gömülmüştü ve bu nedenle, okyanus tabanında 150 milyon yıldan daha eski hiçbir manyetik anormallik korunmamıştı.

Teorinin sunulan sonuçları, iki bitişik plakanın başlangıcındaki ve daha sonra üçüncüsü için öncekilerden biriyle birlikte alınan hareket parametrelerini niceliksel olarak hesaplamayı mümkün kılar. Bu sayede, belirlenen litosferik levhaların ana kısmının hesaplamaya kademeli olarak dahil edilmesi ve Dünya yüzeyindeki tüm levhaların karşılıklı hareketlerinin belirlenmesi mümkün olacaktır. Yurtdışında bu tür hesaplamalar J. Minster ve meslektaşları tarafından, Rusya'da ise S.A. Ushakov ve Yu.I. Galuşkin. Pasifik Okyanusu'nun güneydoğu kesiminde (Paskalya Adası yakınında) okyanus tabanının maksimum hızla ayrıldığı ortaya çıktı. Burada her yıl 18 cm'ye kadar yeni okyanus kabuğu büyüyor. Jeolojik ölçekte bu çok fazla, çünkü sadece 1 milyon yılda 180 km genişliğe kadar genç bir dip şeridi oluşurken, yarık bölgesinin her kilometresinde yaklaşık 360 km3 bazaltik lav akıyor. aynı zamanda! Aynı hesaplamalara göre Avustralya Antarktika'dan yılda yaklaşık 7 cm, Güney Amerika ise Afrika'dan yılda yaklaşık 4 cm hızla uzaklaşmaktadır. Kuzey Amerika'nın Avrupa'dan hareketi daha yavaş gerçekleşiyor - 2-2,3 cm/yıl. Kızıldeniz daha da yavaş bir şekilde genişliyor - yılda 1,5 cm (buna göre buraya daha az bazalt dökülüyor - 1 milyon yıl boyunca Kızıldeniz yarığının her doğrusal kilometresi için yalnızca 30 km3). Ancak Hindistan ile Asya arasındaki "çarpışmanın" hızı yılda 5 cm'ye ulaşıyor, bu da gözlerimizin önünde gelişen yoğun neotektonik deformasyonları ve Hindu Kush, Pamir ve Himalayalar'ın dağ sistemlerinin büyümesini açıklıyor. Bu deformasyonlar yüksek seviye tüm bölgenin sismik aktivitesi (Hindistan'ın Asya ile çarpışmasının tektonik etkisi, plaka çarpışma bölgesinin çok ötesinde etkiler, Baykal Gölü'ne ve Baykal-Amur Ana Hattı bölgelerine kadar yayılır). Büyük ve Küçük Kafkasya'daki deformasyonlar, Arap Levhası'nın Avrasya'nın bu bölgesi üzerindeki baskısından kaynaklanmaktadır, ancak burada levhaların yakınsama oranı önemli ölçüde daha azdır - yalnızca 1,5-2 cm / yıl. Dolayısıyla bölgenin sismik aktivitesi burada daha az.

Uzay jeodezisini, yüksek hassasiyetli lazer ölçümlerini ve diğer yöntemleri içeren modern jeodezik yöntemler, litosferik plakaların hareket hızını belirlemiş ve okyanusal plakaların bir kıtayı içerenlerden daha hızlı hareket ettiğini ve kıtasal litosfer ne kadar kalınsa, o kadar düşük olduğunu kanıtlamıştır. Plaka hareketinin hızı.

Kıtasal sürüklenme

Litosferik plaka tektoniği teorisinde Dünya sakinleri için en önemli fikirlere dönelim - büyük, milyonlarca km2'ye kadar, temeli güçlü bir şekilde katlanmış magmatik, metamorfozlu ve metamorfozlu dünyanın litosfer blokları. üst kısmı 3-4 kilometrelik tortul kayaçlardan oluşan bir "örtü" ile kaplı granit kayalar. Platformun topografyası geniş ovalardan ve izole dağ sıralarından oluşuyor. Her kıtanın çekirdeği bir veya daha fazla antik platformdan oluşur. dağ. Litosferik plakaların hareketi esastır.

20. yüzyılın başı Daha sonra Yer bilimlerinde önemli bir rol oynayacak olan bir hipotezin ortaya çıkışıyla işaretlendi. F. Taylor (1910) ve ondan sonra A. Wegener (1912), kıtaların uzun mesafelerdeki yatay hareketleri (kıtaların sürüklenmesi) fikrini dile getirmiş ancak “20. yüzyılın 30'lu yıllarında bir akım oluşmuştur. Tektonikte, önde gelen hareket türlerini "Dünya mantosunun maddesinin farklılaşma süreçlerine dayanan yer kabuğunun dikey hareketleri" olarak kabul eden, kabuk bloklarının kalıcı olarak sabit konumunu tanıdığı için buna sabitlik adı verildi. altta yatan mantoya göre." Ancak 1960'larda. Okyanuslarda, tüm dünyayı çevreleyen ve bazı yerlerde karaya ulaşan okyanus ortası sırtlardan oluşan küresel bir sistemin keşfi ve diğer birçok sonuçtan sonra, 20. yüzyılın başlarındaki fikirlere bir geri dönüş gerçekleşti. kıtaların kayması hakkında, ancak zaten yeni form– yer bilimlerinde önde gelen bir teori olmaya devam eden levha tektoniği. 20. yüzyılın ortalarında yer kabuğunun yer değiştirmeleri ve deformasyonlarında düşey hareketlerin başrol oynadığı yönündeki yaygın düşüncenin yerini almış ve sadece kabuğu değil üst mantoyu da içeren litosferik levhaların yatay hareketlerini ön plana çıkarmıştır. .

Plaka tektoniğinin temel prensipleri aşağıdaki gibidir. Litosferin altında daha az viskoz bir astenosfer bulunur. Litosfer, sınırları deprem odaklarının konsantrasyonu boyunca çizilen sınırlı sayıda büyük (7) ve küçük plakaya bölünmüştür. Büyük plakalar şunları içerir: Pasifik, Avrasya, Kuzey Amerika, Güney Amerika, Afrika, Hint-Avustralya, Antarktika. Astenosfer boyunca hareket eden litosferik plakalar sert ve katıdır. Aynı zamanda, “kıtalar (“kıtaların sürüklenmesi”nin orijinal versiyonunda varsayıldığı gibi) görünmez bir kuvvetin etkisi altında okyanus tabanından geçmezler, ancak pasif olarak manto malzemesinin altında yükselen manto malzemesi üzerinde yüzerler. sırtın tepesine kadar uzanır ve sonra her iki tarafa doğru yayılır." Bu modelde, okyanus tabanı "okyanus ortası sırtların yarık bölgelerinde yüzeye çıkan ve daha sonra derin deniz hendeklerinde kaybolan dev bir taşıma bandı olarak temsil edilmektedir": okyanus tabanının genişlemesi (yayılması). okyanus ortası sırtların eksenleri boyunca plakaların farklılaşması ve yeni okyanus kabuğunun doğuşu, Dünya'nın hacminin kalması nedeniyle derin deniz hendeklerinde okyanus kabuğunun alt bindirme (batma) bölgelerindeki emilimi telafi edilir. devamlı. Bu sürece, “yarık bölgelerinde çok sayıda sığ odaklı deprem (merkez merkezleri birkaç on kilometre derinlikte) ve derin deniz hendekleri alanındaki derin odaklı depremler eşlik ediyor (Şekil 12.2, 12.3).

Pirinç. 12.2. Yoğunluk farklılıklarından kaynaklanan mantodaki konveksiyon akışının diyagramı (Ringwood ve Green'e göre ([Stacy, s. 80]'den). Bu diyagram, basınç ve sıcaklıktaki değişiklikler nedeniyle manto maddesinin konvektif hareketlerine eşlik eden beklenen fazı ve kimyasal dönüşümleri gösterir. farklı derinliklerde.

Şekil 12.3. Okyanus tabanının genişlemesi (yayılması) hipotezine dayanan Dünya'nın şematik kesiti - b; derin deniz hendek alanı - V: litosferik plaka astenosfere (A) dalar, tabanına (B ve C) dayanır ve kırılır - bir parça (“levha”) kırılır (D) –. Plakaların “sürtünme” bölgesinde sığ odaklı depremler (siyah daireler), plakanın “payanda” ve “fay” bölgesinde derin odaklı depremler (beyaz daireler) vardır (Ueda'ya göre, 1980) )

"Sismik tomografi verileri, artan sismik hızlara sahip eğimli bölgelerin (okyanus litosferinin plaka levhaları) mantonun derinliklerine daldığını gösteriyor. Bu veriler, depremlerin merkez merkezlerinde uzun süredir oluşturulan ve alt mantonun çatısına ulaşan sismofokal yüzeylerle örtüşüyor. İlk kez, bazı durumlarda dilimlerin alçalarak ve büyük derinliklere kadar alt mantoya nüfuz ettiği keşfedildi. Batan levhaların davranışının belirsiz olduğu ortaya çıktı: alt mantoya ulaşan bazılarının bunu yaptığı ortaya çıktı. onu geçmez, ancak neredeyse yatay bir pozisyon alarak yüzey boyunca sapar; diğerleri alt mantonun çatısını geçer, ancak daha sonra bir çıkıntı oluşturur ve diğerleri daha derine dalmaz; büyük derinlikler, bazı bölgelerde çekirdeğe ulaşıyor... Son sismik tomografi çalışmalarının önemli bir sonucu da, batan levhanın alt kısmının ayrıldığının keşfedilmesidir. Bu fenomen aynı zamanda tamamen beklenmedik bir durum değildi. Sismologlar, belirli bölgelerde deprem odaklarının belirli bir derinlikte kaybolduğunu, daha sonra daha derinlerde yeniden ortaya çıktığını kaydetmişlerdir" [Khain 2002].

Litosferik plakaların hareketinin nedeni, Dünya'nın mantosundaki termal konveksiyondur. Konvektif akıntıların yükselen dallarının üzerinde litosfer, ortaya çıkan yarık bölgelerinde plakaların ayrılmasına yol açacak şekilde yükselme ve gerilme yaşar. Okyanus ortası yarıklardan uzaklaştıkça litosfer yoğunlaşır, ağırlaşır, yüzeyi çöker, bu da okyanus derinliğindeki artışı açıklar ve sonunda derin deniz çukurlarına batar. Kıtasal yarıklarda, ısıtılmış mantonun artan akışlarının zayıflaması, çökeltilerle dolu havzaların oluşmasıyla litosferin soğumasına ve çökmesine yol açar. Plakaların yakınsama ve çarpışma bölgelerinde, kabuk ve litosfer sıkışmaya maruz kalır, kabuğun kalınlığı artar ve yoğun yukarı doğru hareketler başlayarak dağ oluşumuna yol açar. Litosferik plakaların ve dilimlerin hareketi de dahil olmak üzere tüm bu süreçler, minerallerin oluşum mekanizmalarıyla doğrudan ilgilidir.

Modern tektonik hareketler, sürekli ve her yerde meydana geldiklerini gösteren jeodezik yöntemlerle incelenmektedir. Dikey hareketlerin hızı kesirlerden birkaç on mm'ye kadar değişir, yatay hareketler daha büyük bir mertebededir - kesirlerden yılda birkaç on cm'ye kadar (İskandinav Yarımadası 25 bin yılda 250 m arttı, St. Petersburg) varlığı sırasında 1 m yükseldi). Onlar. Depremlerin, volkanik patlamaların, yavaş dikey (binlerce metre yüksekliğindeki dağlar milyonlarca yılda oluşur) ve yatay hareketlerin (yüz milyonlarca yıl boyunca binlerce kilometrelik yer değiştirmelere yol açar) nedeni yavaş ama son derece güçlü manto hareketleridir. konu.

“Levha tektoniği teorisinin hükümleri, 1968 yılında Amerikan araştırma gemisi Glomar Challenger tarafından başlatılan derin deniz sondajı sırasında deneysel olarak test edildi; bu, okyanusların yarık vadileri üzerinde yapılan çalışmalar sonucunda yayılma sürecinde okyanusların oluşumunu doğruladı. medyan sırtlar, Kızıldeniz'in tabanı ve Aden Körfezi'nin iniş denizaltıları ile, aynı zamanda yayılma gerçekliğini ve medyan sırtları geçen dönüşüm faylarının varlığını da ortaya koydu ve son olarak, çeşitli kullanılarak modern plaka hareketlerinin incelenmesinde Uzay jeodezisi yöntemleri. Plaka tektoniği açısından birçok jeolojik olay açıklandı, ancak aynı zamanda plakaların karşılıklı hareket süreçlerinin orijinal teorinin beklediğinden daha karmaşık olduğu da ortaya çıktı... Tektonik yoğunluğundaki periyodik değişiklikler hareketler ve deformasyonlar, istikrarlı bir küresel derin fay ağının varlığı ve diğerleri vb. Plaka tektoniği süreçlerinin doğrudan işaretleri ... yalnızca Geç Proterozoyik. Bununla birlikte, bazı araştırmacılar plaka tektoniğinin Archean'dan veya erken Proterozoik'ten bu yana ortaya çıktığını kabul ediyor. Diğer gezegenlerden Güneş Sistemi Venüs'te levha tektoniğinin bazı işaretleri görülüyor."

Akademisyen V.E., özellikle ülkemizde levha tektoniğinin başlangıçta şüpheyle karşılandığını yazıyor. Khain, - derin deniz sondajı ve okyanuslardaki su altı inişlerinden gözlemler sırasında, uzay jeodezi yöntemlerini kullanarak litosferik plakaların hareketlerinin doğrudan ölçümlerinde, paleomanyetizma verilerinde ve diğer materyallerde ikna edici bir onay aldı ve ilk gerçek anlamda ilk oldu. bilimsel teori jeoloji tarihinde. Aynı zamanda, geçtiğimiz çeyrek yüzyılda, yeni araçlar ve yöntemler kullanılarak elde edilen yeni ve giderek daha çeşitli olgusal materyaller biriktikçe, levha tektoniğinin, Dünya'nın gelişiminin kapsamlı, gerçekten küresel bir modeli olduğunu iddia edemeyeceği giderek daha açık hale geldi. Dünya" (Jeoloji ..., s. 43). Bu nedenle, "levha tektoniği, oluşumundan hemen sonra katı Dünya ile ilgili diğer bilimlerin temeli haline gelmeye başladı" ... Çok büyük bir karşılıklı etki ... Bir yanda jeotektonik ve jeofizik ile diğer yanda petroloji (kaya bilimi) ve jeokimya arasında keşfedilen bu bilimlerin 70'li yılların başında sentezi yeni, karmaşık bir bilimi doğurdu - jeodinamik litosferi değiştiren ve yapısının evrimini belirleyen derin, endojen (iç) süreçlerin tümünün incelenmesi, katı Dünya'nın bir bütün olarak gelişimini belirleyen fiziksel süreçlerin ve bunlara neden olan kuvvetlerin incelenmesi. "Sismik tomografi" olarak adlandırılan, Dünya'nın sismik "iletiminden" elde edilen veriler şunu gösterdi: aktif süreçler Sonuçta yer kabuğunun yapısında ve topografyasında değişikliklere yol açan, çok daha derinlerden - alt mantodan ve hatta çekirdek sınırından - kaynaklanır. Ve yakın zamanda keşfedildiği üzere çekirdeğin kendisi de bu süreçlere dahil oluyor...

Sismik tomografinin ortaya çıkışı, jeodinamiğin bir sonraki seviyeye geçişini belirledi ve 80'lerin ortasında, yer bilimlerinde en genç ve en umut verici yön haline gelen derin jeodinamiği doğurdu. Yeni problemlerin çözümünde, sismik tomografinin yanı sıra diğer bazı bilimler de kurtarmaya geldi: artık maksimum derinliklere karşılık gelen basınç ve sıcaklıklarda mineral maddenin davranışını inceleme fırsatına sahip olan yeni ekipman sayesinde deneysel mineraloji. manto; özellikle Dünyanın farklı katmanlarındaki nadir elementlerin ve soy gazların izotoplarının dengesini inceleyen ve bunu göktaşı verileriyle karşılaştıran izotop jeokimyası; Dünya'nın manyetik alanının tersine dönmesinin mekanizmasını ve nedenlerini ortaya çıkarmaya çalışan jeomanyetizma; Jeoid şeklini (aynı zamanda, daha az önemli olmayan, yer kabuğunun yatay ve dikey hareketlerini) ve Dünya hakkındaki bilgimizin diğer bazı dallarını açıklığa kavuşturan jeodezi...

Sismik tomografik çalışmaların ilk sonuçları, litosferik plakaların modern kinematiğinin oldukça yeterli olduğunu gösterdi... yalnızca 300-400 km derinliğe kadar ve manto maddesinin hareketlerinin resminin altında önemli ölçüde farklılaşıyor...

Ancak levha tektoniği teorisi, en azından son 3 milyar yıldır kıtaların ve okyanusların kabuğunun gelişimini tatmin edici bir şekilde açıklamaya devam ediyor ve litosferik plakaların hareketine ilişkin uydu ölçümleri, modern çağa ait hareketlerin varlığını doğruladı.

Böylece şu anda aşağıdaki resim ortaya çıkıyor. Yerkürenin enine kesitinde, her biri birkaç yüz kilometre kalınlığında olan en aktif üç katman vardır: astenosfer ve mantonun tabanındaki D" katmanı. Görünüşe göre, Dünya'nın doğrusal olmayan jeodinamiğine dönüşen küresel jeodinamikte öncü bir rol oynuyorlar. sistemi aç yani Manto ve sıvı çekirdekte Bénard etkisi gibi sinerjistik etkiler meydana gelebilir.

Litosferik plaka tektoniği teorisi çerçevesinde anlaşılmaz olan plaka içi magmatizma olgusunu ve özellikle de modern aktif volkanlardan uzaklaştıkça binaların yaşının doğal olarak arttığı doğrusal volkanik zincirlerin oluşumunu açıklamak için, konulmuştur. 1963'te J. Wilson tarafından öne sürüldü ve 1972'de doğrulandı. V. Morgan "Sıcak noktalarda" yüzeye çıkıntı yapan yükselen manto jetleri hipotezi (Şekil 12.1, 12.5) ("sıcak noktaların" yüzeydeki yerleşimi şu şekilde kontrol edilir: kabuk ve litosferdeki zayıflamış, geçirgen bölgeler, modern "sıcak noktanın" klasik bir örneği - o . "Bu tüy tektoniği her yıl giderek daha popüler hale geliyor.

Plaka tektoniğinin (litosferik plaka tektoniği) neredeyse eşit bir ortağı haline gelir. Özellikle, "sıcak noktalar" aracılığıyla derin ısının küresel ölçekte uzaklaştırılmasının okyanus ortası sırtların yayılma bölgelerindeki ısı salınımını aştığı kanıtlanmıştır... Süper tüylerin köklerinin en derinlere ulaştığını varsaymak için ciddi nedenler vardır. mantonun alt kısmı... Asıl sorun, litosferik plakaların kinematiğini kontrol eden konveksiyon ile dumanların yükselmesine neden olan adveksiyon (yatay hareket) arasındaki ilişkidir. Prensipte bağımsız süreçler olamazlar. Ancak manto tüylerinin yükseldiği kanallar daha dar olduğundan, alt mantodan yükseldiğine dair sismik tomografik bir kanıt şu ana kadar mevcut değil.

Tüylerin durağanlığı sorunu çok önemlidir. Wilson-Morgan hipotezinin temel taşı, sublitosferik mantodaki tüy köklerinin sabit bir konumu ve modern patlama merkezlerinden uzaktaki binaların yaşında doğal bir artışla birlikte volkanik zincirlerin oluşumunun bu durumdan kaynaklandığı fikriydi. sıcak manto jetleri ile üzerlerinde hareket eden litosferik plakaların "delilmesine" ... Bununla birlikte, Hawaii tipi volkanik zincirlerin tamamen tartışılmaz pek çok örneği yoktur ... Bu nedenle, sorunda hala çok fazla belirsizlik var tüylerden."

Jeodinamik

Jeodinamik, kabuk ve mantoda meydana gelen karmaşık süreçlerin etkileşimini inceler. Mantonun hareketinin yukarıda açıklanandan daha karmaşık bir resmini veren jeodinamik değişkenlerinden biri (Şekil 12.2), RAS E.V.'nin Sorumlu Üyesi tarafından geliştirilmektedir. Artyushkov “Jeodinamik” adlı kitabında (M., Nauka, 1979). Bu örnek, çeşitli fiziksel ve kimyasal modellerin gerçek bir jeodinamik tanımlamada nasıl iç içe geçtiğini göstermektedir.

Bu kitapta ana hatları verilen kavrama göre, tüm tektonik süreçlerin ana enerji kaynağı, alt mantoda meydana gelen maddenin yerçekimsel farklılaşması sürecidir. Çekirdeğe batan alt mantonun kayasından ağır bileşen (demir vb.) ayrıldıktan sonra “geriye kalan, üstteki alt mantodan daha hafif bir katı madde karışımıdır… Katmanın konumu Daha ağır malzemenin altındaki hafif malzeme kararsızdır... Bu nedenle malzemenin alt manto altında biriken ışık periyodik olarak yaklaşık 100 km büyüklüğünde büyük bloklar halinde toplanarak gezegenin üst katmanlarına doğru süzülür. Üst manto, Dünya'nın yaşamı boyunca bu malzemeden oluşmuştur.

Alt manto büyük olasılıkla Dünya'nın henüz farklılaşmamış birincil maddesini temsil ediyor. Gezegenin evrimi sırasında çekirdek ve üst manto, alt manto pahasına büyür.

Alt mantodaki hafif malzeme bloklarının yükselişinin, malzemenin sıcaklığının büyük ölçüde arttığı ve viskozitenin keskin bir şekilde azaldığı kanallar boyunca meydana gelmesi muhtemeldir (bkz. Şekil 12.6). Sıcaklıktaki artış, hafif malzeme yaklaşık 2000 km'lik bir mesafe boyunca yerçekimi alanında yükseldiğinde büyük miktarda potansiyel enerjinin açığa çıkmasıyla ilişkilidir. Böyle bir kanaldan geçen hafif malzeme de ~1000° kadar büyük oranda ısınır. Bu nedenle üst mantoya anormal derecede ısıtılmış ve çevredeki alanlara göre daha hafif girer.

Azalan yoğunluk nedeniyle, hafif malzeme üst mantonun üst katmanlarına, 100-200 km veya daha az derinliğe kadar yüzer. Bileşen maddelerinin erime noktası, basıncın azalmasıyla önemli ölçüde düşer. Bu nedenle, sığ derinliklerde, çekirdek-manto sınırında birincil farklılaşmanın ardından, hafif malzemenin kısmi erimesi ve yoğunluğa göre ikincil farklılaşma meydana gelir. Farklılaşma sırasında açığa çıkan daha yoğun maddeler üst mantonun alt kısımlarına batar, daha hafif olanlar ise yukarıya doğru yüzer. Farklılaşma sonucu içinde farklı yoğunluklara sahip maddelerin yeniden dağıtılmasıyla ilişkili mantodaki madde hareketleri dizisine kimyasal konveksiyon denilebilir.

Hafif malzemenin alt mantodaki kanallardan yükselişi yaklaşık 200 milyon yıllık aralıklarla periyodik olarak gerçekleşir. Yükseliş dönemi sırasında, birkaç on milyon yıl veya daha kısa bir süre boyunca, hacim olarak üst mantonun birkaç on kilometre veya daha kalın bir katmanına karşılık gelen yüksek derecede ısıtılmış hafif malzeme büyük kütleleri üst katmanlara girer. Dünya'nın çekirdek-manto sınırından. Ancak hafif malzemenin üst mantoya sızması her yerde meydana gelmez. Alt mantodaki kanallar birbirlerinden birkaç bin kilometre kadar uzak mesafelerde bulunmaktadır. oluşturabilirler ve doğrusal sistemler Kanalların birbirine daha yakın olduğu ancak sistemlerin kendilerinin de birbirinden çok uzak olacağı yer. Üst mantodaki kanallardan geçen hafif malzeme esas olarak dikey olarak yüzer ve yatay yönde büyük mesafelere yayılmadan kanalların üzerinde bulunan alanları doldurur (bkz. Şekil 12.6). İÇİNDE üst parçalar Mantoda, yakın zamanda sızan büyük miktarlarda hafif malzeme, artan elektriksel iletkenlik, elastik dalgaların hızlarının azalması ve bunların zayıflamasının artmasıyla birlikte güçlü bir şekilde belirgin yüksek sıcaklıkta homojensizlikler oluşturur. Enine yöndeki düzensizliklerin yatay ölçeği ~ 1000 kilometre…

Üst mantonun üst katmanlarında maddesinin viskozitesinde keskin bir azalma vardır. Bu nedenle ortalama 100 ila 200 km derinliklerde viskozitesi azaltılmış bir tabaka oluşur - astenosfer. Nispeten soğuk manto bölgelerindeki viskozitesi η ~ 10 19 - 10 20 poise'dir.

Astenosferde yakın zamanda çekirdek-manto sınırından yükselen büyük ışıkla ısıtılan malzeme kütlelerinin bulunduğu yerlerde, bu katmanın viskozitesi daha da düşer ve kalınlığı artar. Astenosferin üzerinde çok daha viskoz bir katman var. litosfer, genel durumda kabuğu ve üst mantonun en üst, en soğuk ve en viskoz katmanlarını içerir. Stabil alanlarda litosferin kalınlığı ~100 km'dir ve birkaç yüz km'ye ulaşır. Astenosferin altındaki mantoda da viskozitede en az üç kat önemli bir artış meydana gelir.

Kimyasal taşınım, üst mantodaki büyük madde kütlelerinin büyük hareketleriyle ilişkilidir. Ancak mantodaki akışlar tek başına litosferde önemli dikey veya yatay yer değiştirmelere yol açmaz. Bunun nedeni, litosfer ile astenosferin altında bulunan mantonun ana kısmı arasında yağlayıcı bir tabaka görevi gören astenosferdeki viskozitedeki keskin bir azalmadır. Astenosferin varlığı nedeniyle, litosferin alttaki mantodaki akıntılarla viskoz etkileşimi, yüksek yoğunluklarına rağmen zayıf görünmektedir. Bu nedenle yer kabuğunun ve litosferin tektonik hareketleri bu akıntılarla doğrudan ilişkili değildir” [Artyushkov, s. 288-291] ve litosferin dikey ve yatay hareket mekanizmaları özel dikkat gerektirir.

Litosferik plakaların dikey hareketleri

Yüksek derecede ısıtılmış hafif malzemenin büyük kütlelerinin astenosfere girdiği alanlarda, kısmi erime ve farklılaşma meydana gelir. Farklılaşma sırasında salınan hafif malzemenin en hafif bileşenleri yukarı doğru yüzer, hızla astenosferden geçer ve litosferin tabanına ulaşır, burada yükselme hızları keskin bir şekilde düşer. Bu madde, bazı bölgelerde, Dünya'nın üst katmanlarında anormal manto denilen birikimleri oluşturur. Kompozisyonda, yaklaşık olarak stabil alanlarda kabuğun altındaki normal mantoya karşılık gelir, ancak 1300-1500 ° 'ye kadar çok daha yüksek bir sıcaklık ve uzunlamasına elastik dalgaların daha düşük hızları ile ayırt edilir. yüzünden yükselmiş sıcaklık anormal mantonun yoğunluğunun normal mantonun yoğunluğundan daha düşük olduğu ortaya çıkar. Litosferin altına girişi, ikincisinin izostatik yükselmesine yol açar (Arşimet yasasına göre).

Sayesinde Yüksek sıcaklık Anormal mantonun viskozitesi çok düşüktür. Bu nedenle, litosfere girerek, tabanı boyunca hızla yayılır ve daha önce burada bulunan daha az ısıtılmış ve daha yoğun astenosfer maddesinin yerini alır. Hareketi sırasında, anormal manto, litosferin tabanının yükseldiği alanları doldurur - tuzaklar ve litosfer tabanının derin sulara batmış bölgelerinin etrafında akar - tuzakları önler. Sonuç olarak, tuzakların üzerindeki kabuk izostatik yükselme yaşarken, anti-tuzakların üzerinde ilk yaklaşıma göre sabit kalır.

Kabuğun ve üst mantonun yaklaşık 100 km derinliğe kadar soğuması çok yavaş gerçekleşir ve birkaç yüz milyon yıl sürer. Bu nedenle, yatay sıcaklık değişimlerinin neden olduğu litosferin kalınlığındaki heterojenlikler büyük bir atalete sahiptir.

Tuzak, anormal mantonun derinliklerden yükselen akışına yakınsa, onu büyük miktarlarda yakalar ve çok ısınır. Sonuç olarak, tuzağın üzerinde büyük bir dağ yapısı oluşur... Bu şemaya göre, epiplatform orojenezi (dağ binası) alanında eski yerine katlanmış kayışlarda yüksek yükselmeler ortaya çıkar. yüksek dağlar ny yapılarının yanı sıra ada yaylarında.

Eski kalkanın altında sıkışıp kalan anormal manto tabakası soğudukça 1-2 km kadar büzülür. Aynı zamanda, üzerinde bulunan kabuk çökmekte ve ortaya çıkan çukurda çökeltiler birikmektedir. Onların ağırlığı altında litosfer daha da batar. Bu şekilde oluşan tortul havzanın son derinliği 5-8 km'ye ulaşabilmektedir.

Kabuğun bazalt tabakasının alt kısmındaki tuzaktaki mantonun sıkışmasıyla eş zamanlı olarak, bazaltın daha yoğun granat granülit ve eklojite faz dönüşümü meydana gelebilir. Ayrıca çukur çökeltilerle dolduğunda litosferin 1-2 km'ye kadar sıkışmasını ve 5-8 km'ye kadar çökmesini sağlama kapasitesine sahiptir.

Litosferde açıklanan sıkıştırma süreçleri, 10 2 milyon yıllık bir süre boyunca yavaş yavaş gelişir. Platformlarda tortul havzaların oluşmasına yol açarlar. Derinlikleri tuzaktaki mantonun ve bazalt tabakasındaki kabuk malzemesinin sıkışma yoğunluğuna göre belirlenir ve 15-16 km'ye ulaşabilir.

Anormal mantodan gelen ısı akışı, litosferdeki üstteki mantoyu ısıtır ve viskozitesini azaltır. Bu nedenle, anormal manto yavaş yavaş litosferde bulunan daha yoğun normal mantonun yerini alır ve önemli ölçüde soğuyarak yerine kabuğa doğru hareket eder. Sıcaklığı Τ ~ 800-900 °C olan anormal manto, kabuğun bazalt tabakası ile temas ettiğinde ~1-10 milyon yıllık bir süre içerisinde bu tabakada eklojite faz geçişi gelişir. Eklojitin yoğunluğu mantonun yoğunluğundan daha yüksektir. Bu nedenle kabuktan koparak aşağıdaki astenosfere batar. Oldukça inceltilmiş kabuk izostatik olarak daldırılır (bkz. Şekil 12.6) ve bu durumda, önce suyla ve ardından kalın bir tortu tabakasıyla dolu derin bir çöküntü ortaya çıkar. Açıklanan şemaya göre, büyük ölçüde azaltılmış kalınlığa sahip konsolide bir kabuğa sahip iç denizlerin çöküntüleri oluşuyor. Örnekler arasında Karadeniz Çukuru ve Batı Akdeniz'in derin deniz çukurları sayılabilir.

Mantodan malzemenin yükseldiği alanlar üzerinde genellikle hem yukarı hem de aşağı doğru hareketler gelişir. Yüksek dağ yapıları, kalkanların altındaki tuzakların ve alçak dağların yüksek sıcaklıktaki anormal manto (T³1000°C) ile doldurulmasıyla oluşur. İç denizler, Τ ~ 800-900°C'ye soğutulmuş anormal mantonun kabuğa nüfuz etmesiyle komşu tortul havzaların bulunduğu yerde ortaya çıkar. En son aşamada oluşan yüksek dağlar ve derin çöküntülerin birleşimi şu anda Avrasya'nın Alp jeosenklinal kuşağının karakteristik özelliğidir.

Anormal mantonun derinliklerden yükselişi dünyanın çeşitli bölgelerinde meydana gelir. Tuzaklar bu tür alanların yakınına yerleştirilirse, anormal mantoyu tekrar yakalarlar ve üstlerinde bulunan alan yeniden yükselme yaşar. Çoğu durumda anti-tuzaklar anormal bir manto tarafından akıyor ve bunların altındaki kabuk batmaya devam ediyor.

Litosferik plakaların yatay hareketleri

Anormal manto okyanusların ve kıtaların kabuğuna ulaştığında yükselmelerin oluşması, Dünya'nın üst katmanlarında depolanan potansiyel enerjiyi artırır. Kabuk ve anormal manto, bu fazla enerjiyi serbest bırakmak için dışarıya doğru yayılma eğilimindedir. Sonuç olarak litosferde birkaç yüz bardan birkaç kilobara kadar büyük ek gerilimler ortaya çıkar. Bu streslerle ilişkili Çeşitli türler yer kabuğunun tektonik hareketleri.

Okyanus tabanının genişlemesi ve kıtasal sürüklenme, okyanus ortası sırtların eşzamanlı genişlemesi ve okyanus litosfer plakalarının mantoya batması nedeniyle meydana gelir. Ortadaki sırtların altında yüksek derecede ısıtılmış anormal mantodan oluşan büyük kütleler vardır (bkz. Şekil 12.6). Sırtların eksenel kısmında kalınlığı 5-7 km'yi geçmeyen doğrudan kabuğun altında bulunurlar. Buradaki litosferin kalınlığı keskin bir şekilde azalır ve kabuğun kalınlığını aşmaz. Anormal manto bölgenin dışına yayılıyor yüksek tansiyon- sırtın tepesinin altından yanlara doğru. Aynı zamanda, ince okyanus kabuğunu kolayca yırtar ve ardından okyanus sırtını çevreleyen litosferde Σ XP ~ 10 9 bar cm basınç kuvveti ortaya çıkar. Bu kuvvetin etkisi altında okyanus litosferinin plakalarının sırt ekseninden uzaklaşması mümkündür. Sırtın ekseninde kabukta oluşan boşluk, anormal mantodan eriyen bazaltik magma ile doludur. Katılaştıkça yeni okyanus kabuğunu oluşturur. Okyanus tabanı bu şekilde genişliyor.

Orta sırtların altındaki anormal mantonun viskozitesi, yüksek sıcaklığı nedeniyle büyük ölçüde azalır. Oldukça hızlı bir şekilde yayılabilir ve bu nedenle okyanus tabanı, yılda ortalama birkaç santimetreden on santimetreye kadar yüksek bir hızla genişler. Okyanus astenosferi de nispeten düşük bir viskoziteye sahiptir. Litosferik plakaların yılda ~10 cm'lik bir hareket hızında, okyanusların altındaki litosfer ile astenosfer arasındaki viskoz sürtünme, pratikte okyanus tabanının büyümesini engellemez ve litosferik katmandaki gerilimler üzerinde çok az etkiye sahiptir.

Litosferik plakalar sırtlardan çökme bölgelerine doğru hareket eder. Bu alanlar aynı okyanusta bulunuyorsa, litosferin düşük viskoziteye sahip astenosfer boyunca hareketi yüksek hızda gerçekleşir. Şu anda bu durum Pasifik Okyanusu için tipiktir.

Tabanın genişlemesi bir okyanusta meydana geldiğinde ve diğerinde telafi edici çökme meydana geldiğinde, aralarında bulunan kıta çökme alanına doğru sürüklenir. Kıtaların altındaki astenosferin viskozitesi okyanusların altındakinden çok daha yüksektir. Bu nedenle, litosfer ile kıtasal astenosfer arasındaki viskoz sürtünme, aynı okyanusta litosferin mantonun içine çökmesi ile telafi edilmediği sürece, deniz tabanının genişleme hızını azaltarak harekete karşı gözle görülür bir direnç gösterir. Sonuç olarak, örneğin Atlantik Okyanusu'ndaki tabanın genişlemesi Pasifik'tekinden birkaç kat daha yavaş gerçekleşir.

Kıtasal ve okyanusal plakalar arasındaki sınırda, ikincisinin mantonun içine daldığı bölgede ~ 10 9 bar cm'lik bir sıkıştırma kuvveti etki eder. Sıkıştırma gerilimi koşulları altında plakaların bu sınır boyunca hızlı göreceli hareketi, sık sık tekrarlanan güçlü depremlere yol açar." Dahası, "kabuk ve mantonun hareketinin ortak nedeni, Dünyanın minimum potansiyel enerjiye sahip bir duruma ulaşma arzusudur."

Litosferik plakalar- Sismik ve tektonik olarak aktif fay bölgeleriyle sınırlanan, Dünya'nın litosferinin büyük sert blokları.

Plakalar, kural olarak, derin faylarla ayrılır ve mantonun viskoz tabakası boyunca birbirine göre yılda 2-3 cm hızla hareket eder. Kıtasal levhaların birleştiği yerde çarpışır ve oluşurlar. dağ kemerleri . Kıtasal ve okyanusal plakalar etkileşime girdiğinde, okyanus kabuğunun bulunduğu plaka, kıtasal kabuğun bulunduğu plakanın altına itilir ve bunun sonucunda derin deniz hendekleri ve ada yayları oluşur.

Litosferik plakaların hareketi, mantodaki maddenin hareketi ile ilişkilidir. İÇİNDE ayrı parçalar Mantoda, derinliklerinden gezegenin yüzeyine yükselen güçlü ısı ve madde akışları vardır.

Dünya yüzeyinin %90'ından fazlası kaplıdır 13 -en büyük litosferik plakalar.

Yarık– yatay gerilmesi sırasında (yani ısı ve madde akışlarının farklılaştığı yerde) yer kabuğunda oluşan büyük bir kırılma. Riftlerde magma çıkışları, yeni faylar, horstlar ve grabenler ortaya çıkar. Okyanus ortası sırtlar oluşur.

Birinci kıta kayması hipotezi (yani yer kabuğunun yatay hareketi) yirminci yüzyılın başında ortaya atıldı A.Wegener. Temelinde oluşturuldu litosfer teorisi Bu teoriye göre litosfer bir monolit değildir, astenosfer üzerinde “yüzen” irili ufaklı plakalardan oluşur. Litosferik levhalar arasındaki sınır bölgelerine denir. sismik kuşaklar - bunlar gezegenin en "huzursuz" bölgeleridir.

Yer kabuğu sabit (platformlar) ve hareketli alanlara (kıvrımlı alanlar - jeosenklinaller) bölünmüştür.

- okyanus tabanındaki güçlü su altı dağ yapıları, çoğunlukla orta konumda yer alır. Okyanus ortası sırtların yakınında litosferik plakalar birbirinden ayrılır ve genç bazaltik okyanus kabuğu ortaya çıkar. Sürece yoğun volkanizma ve yüksek sismisite eşlik ediyor.

Kıtasal yarık bölgeleri, örneğin Doğu Afrika Yarık Sistemi, Baykal Yarık Sistemidir. Okyanus ortası sırtları gibi yarıklar da sismik aktivite ve volkanizma ile karakterize edilir.

Levha tektoniği- Litosferin manto boyunca yatay olarak hareket eden büyük plakalara bölündüğünü öne süren bir hipotez. Okyanus ortası sırtlarının yakınında, litosferik plakalar, Dünya'nın bağırsaklarından yükselen malzeme nedeniyle birbirinden ayrılır ve büyür; derin deniz hendeklerinde bir levha diğerinin altına doğru hareket eder ve manto tarafından emilir. Plakaların çarpıştığı yerde kıvrım yapıları oluşur.