Uzun bir süre boyunca, kıtaların ve okyanusların değişmeyen pozisyonunun hipotezi jeoloji biliminde hüküm sürdü. Her ikisinin de yüz milyonlarca yıl önce ortaya çıktığı ve konumlarını asla değiştirmediği genel olarak kabul edildi. Sadece ara sıra, kıtaların yüksekliği önemli ölçüde azaldığında ve Dünya Okyanusu'nun seviyesi yükseldiğinde, deniz ovalarda ilerledi ve onları sular altında bıraktı.

Jeologlar arasında, yer kabuğunun sadece yavaş dikey yer değiştirmeye maruz kaldığı ve bu nedenle karasal ve su altı kabartmasının yaratıldığı görüşü ortaya konmuştur.

Jeologların mutlak çoğunluğu, uzun zaman önce, "firmament" in, Dünya'nın kabartmasının oluşması nedeniyle sürekli dikey hareket halinde olduğu fikriyle hemfikirdi. Bu hareketler genellikle büyük bir genlik ve hıza sahiptir ve deprem gibi büyük felaketlere yol açar. Bununla birlikte, en hassas cihazlar tarafından bile algılanamayan değişken işaretli çok yavaş dikey hareketler de vardır. Bunlar sözde salınım hareketleridir. Sadece çok uzun bir zaman diliminde dağ zirvelerinin birkaç santimetre büyüdüğü ve nehir vadilerinin derinleştiği keşfedildi.

XIX'in sonunda - XX yüzyılın başında. bazı doğa bilimcileri bu varsayımların geçerliliğini sorguladılar ve şu anda geniş okyanuslarla bölünmüş olan jeolojik geçmişte kıtaların birliği hakkında ihtiyatlı bir şekilde fikirlerini ifade etmeye başladılar. Bu bilim adamları, ilerici görüşlere sahip birçok insan gibi, varsayımları doğrulanmadığı için kendilerini bir ikilem içinde buldular. Gerçekten de, yer kabuğunun dikey titreşimleri bazı iç kuvvetlerle (örneğin, Dünya'nın ısısının etkisi) açıklanabilseydi, o zaman büyük kıtaların dünya yüzeyindeki hareketini hayal etmek zordu.

VEGENER HİPOTEZİ

XX yüzyılın başında. Alman jeofizikçi A. Wegener'in çalışmaları sayesinde doğa bilimciler arasında büyük popülerlik, kıtaları hareket ettirme fikrini aldı. Keşif gezilerinde uzun yıllar geçirdi ve Kasım 1930'da (kesin tarih bilinmiyor) Grönland buzullarında öldü. Bilim dünyası, yaratıcı gücünün zirvesinde olan A. Wegener'in ölüm haberiyle şok oldu. Bu zamana kadar, kıtaların kayması fikrinin popülaritesi doruk noktasına ulaşmıştı. Birçok jeolog ve jeofizikçi, paleocoğrafyacı ve biyocoğrafyacı onları ilgiyle aldı ve bu fikirlerin geliştirildiği yetenekli eserler ortaya çıkmaya başladı.

A. Wegener, dünyanın coğrafi haritasını dikkatlice incelerken, kıtaların olası bir hareketi fikrini ortaya attı. Güney Amerika ve Afrika kıyılarının ana hatlarının inanılmaz benzerliğinden etkilendi. Daha sonra A. Wegener, Brezilya ile Afrika arasında bir zamanlar kara bağlantılarının varlığına tanıklık eden paleontolojik malzemelerle tanıştı. Buna karşılık, bu, mevcut jeolojik ve paleontolojik verilerin daha ayrıntılı bir analizini teşvik etti ve varsayımının doğruluğu konusunda kesin bir kanaate yol açtı.

İlk başta, kıtaların konumunun değişmezliğine ilişkin iyi gelişmiş kavramın veya sabitçilik hipotezinin, şimdiye kadar yalnızca Kıtaların benzerliğine dayanan, mobilistlerin nükteli, tamamen spekülatif varsayımıyla üstesinden gelmek zordu. Atlantik Okyanusu'nun karşı kıyılarının konfigürasyonları. A. Wegener, ancak kapsamlı jeolojik ve paleontolojik materyallere dayalı sağlam kanıtlar toplandığında, kıtaların kaymasının geçerliliği konusunda tüm muhaliflerini ikna edebileceğine inanıyordu.

Kıtaların kaymasını doğrulamak için A. Wegener ve destekçileri dört bağımsız kanıt grubunu gösterdiler: jeomorfolojik, jeolojik, paleontolojik ve paleoiklimsel. Böylece, her şey Atlantik Okyanusu'nun her iki tarafında bulunan kıtaların kıyılarının belirli bir benzerliği ile başladı, daha az açık bir tesadüf, Hint Okyanusu'nu çevreleyen kıtaların kıyılarının ana hatlarıdır. 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'yı (Hindistan olmadan) ve Kuzey Amerika'yı birleştiren Laurasia ve güneyde - Güney Amerika, Afrika, Hindustan, Avustralya ve Antarktika tarafından temsil edilen Gondwana vardı.

Pangea'nın yeniden inşası esas olarak jeomorfolojik verilere dayanıyordu. Bireysel kıtaların jeolojik bölümlerinin benzerliği ve belirli hayvan ve bitki krallıklarının gelişim alanları ile tamamen doğrulanırlar. Güney Gondwana kıtalarının tüm antik flora ve faunası tek bir topluluk oluşturur. Aktif olarak uzun mesafeler kat edemeyen ve farklı kıtalarda yaşıyor gibi görünen birçok karasal ve tatlı su omurgalısının yanı sıra sığ su omurgasızlarının şaşırtıcı derecede yakın ve birbirine benzediği ortaya çıktı. Kıtalar, günümüzdeki kadar büyük bir mesafeyle birbirinden ayrılmış olsaydı, antik floranın nasıl yerleştiğini hayal etmek zor.

Pangea, Gondwana ve Laurasia'nın varlığına dair ikna edici kanıtlar, paleoiklim verilerini özetledikten sonra A. Wegener tarafından elde edildi. O zamanlar, yaklaşık 280 milyon yıl önce meydana gelen en büyük buz tabakasının izlerinin neredeyse tüm güney kıtalarında bulunduğu zaten biliniyordu. Güney Amerika (Brezilya, Arjantin), Güney Afrika, Hindistan, Avustralya ve Antarktika'da, eski buzultaşlarının parçaları (tilitler olarak adlandırılırlar), buzul kabartma biçimlerinin kalıntıları ve buzul hareketi izleri şeklindeki buzul oluşumları bilinmektedir. Kıtaların mevcut durumunda, bu kadar uzak bölgelerde buzullaşmanın nasıl neredeyse aynı anda meydana geldiğini hayal etmek zor. Ayrıca, listelenen buzullaşma alanlarının çoğu şu anda ekvator enlemlerinde yer almaktadır.

Kıtaların kayması hipotezinin karşıtları aşağıdaki argümanları öne sürdüler. Onlara göre, geçmişte tüm bu kıtalar ekvator ve tropik enlemlerde yer alsalar da, günümüzde olduğundan çok daha yüksek bir hipsometrik konumdaydılar ve bu da içlerinde buz ve kar görünümüne neden oldu. Ne de olsa şimdi Kilimanjaro Dağı'nda sürekli kar ve buz var. Ancak, pek olası değil toplam yükseklik bu durumda kıtalar yoğun erozyona uğrayacakları ve kıtaların son havzalarındaki birikimlere benzer şekilde, onları çerçeveleyen tabakalarda kaba kırıntılı malzemeden birikmiş olması gerektiğinden, bu varsayım için hiçbir neden yoktur. dağ nehir akışı. Gerçekte, kıta sahanlığında yalnızca ince taneli ve kemojenik tortullar birikmiştir.

Bu nedenle, bu eşsiz fenomen için, yani dünyanın modern ekvatoral ve tropikal bölgelerinde eski morenlerin varlığı için en kabul edilebilir açıklama, 260 - 280 milyon yıl önce Güney Amerika, Hindistan, Afrika'dan oluşan Gondwana kıtasıdır. , Avustralya ve Antarktika, Güney Coğrafi Kutbu yakınında yüksek enlemlerde bulunuyordu.

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

Kıtaların kayması hipotezinin savunulmasında atıfta bulunulan gerçeklerin basitliği ve netliği ve en önemlisi ikna ediciliği nedeniyle, hızla popüler hale geldi. Ancak, başarının ardından kısa süre sonra bir kriz geldi. Hipoteze yönelik eleştirel tutum, jeofizikçiler tarafından başlatıldı. Teslim aldılar Büyük sayı kıtaların hareketinin mantıksal kanıtları zincirindeki gerçekler ve fiziksel çelişkiler. Bu, kıtaların kaymasının yönteminin ve nedenlerinin yetersiz olduğunu kanıtlamalarına izin verdi ve 40'ların başında bu hipotez neredeyse tüm destekçilerini kaybetti. XX yüzyılın 50'li yıllarına kadar. çoğu jeologa, kıtaların kayması hipotezinin nihayet terk edilmesi gerektiği ve yalnızca bilimin doğrulanmamış ve zamanın testinden geçmemiş tarihsel paradokslarından biri olarak kabul edilebileceği görünüyordu.

PALEOMAGNETİZM VE NEOMOBİLİZM

XX yüzyılın ortalarından itibaren. bilim adamları derin iç okyanus tabanının kabartma ve jeolojisinin yanı sıra okyanus sularının fiziği, kimyası ve biyolojisi hakkında yoğun bir çalışmaya başladılar. Çok sayıda alet deniz dibini incelemeye başladı. Jeofizikçiler, sismografların ve manyetometrelerin kayıtlarını deşifre ederek yeni gerçekler elde ettiler. Oluşum sürecinde birçok kayanın mevcut jeomanyetik kutup yönünde manyetizasyon elde ettiği bulundu. Çoğu durumda, bu kalıntı milyonlarca yıl boyunca değişmeden kalır.

Şu anda, örnekleme yöntemleri ve manyetizasyonlarının belirlenmesi özel cihazlar- manyetometreler. Çeşitli yaşlardaki kayaların manyetizasyon yönünü belirleyerek, belirli bir zaman periyodunda, özellikle alınan her bir alanda jeomanyetik alanın yönünün nasıl değiştiği bulunabilir.

Kayaların kalıcı manyetizasyonunun incelenmesi, iki temel keşfe yol açmıştır. İlk olarak, Dünya'nın uzun tarihi boyunca, manyetizasyonun birçok kez değiştiği tespit edilmiştir - normalden, yani günümüze karşılık gelen, tersine. Bu keşif, yüzyılımızın 60'lı yıllarının başında doğrulandı. Mıknatıslanmanın yönünün açıkça zamana bağlı olduğu ortaya çıktı ve buna dayanarak, manyetik alanın tersine çevrilmesinin ölçekleri oluşturuldu.

İkincisi, okyanus ortası sırtların her iki yanında uzanan lav sütunları incelenirken belirli bir simetri bulundu. Bu fenomene şerit manyetik anomalisi denir. Bu tür anomaliler, okyanus ortası sırtın her iki tarafında simetrik olarak bulunur ve her simetrik çift aynı yaştadır. Dahası, okyanus ortası sırtın ekseninden kıtalara doğru mesafe ile doğal olarak artar. Şerit manyetik anomaliler, adeta dev bir "manyetik bant" üzerindeki manyetik alanın yönündeki değişikliklerin, tersine dönüşlerin bir kaydını temsil eder.

Amerikalı bilim adamı G. Hess, daha sonra tekrar tekrar doğrulanan bir varsayımda bulundu, kısmen erimiş manto malzemesinin, okyanus ortası sırtının eksenel kısmında bulunan çatlaklar boyunca ve yarık vadileri boyunca yüzeye yükseldiği. Sırtın ekseninden farklı yönlerde yayılır ve aynı zamanda olduğu gibi ayrılır, okyanus tabanını ortaya çıkarır. Manto malzemesi yavaş yavaş yarık çatlağını doldurur, içinde katılaşır, mevcut manyetik polariteye göre manyetize olur ve daha sonra yaklaşık olarak ortasından ayrılarak eriyiğin yeni bir kısmı tarafından kenara itilir. Ters çevirme süresine ve ileri ve geri manyetizasyonun değişim sırasına dayanarak, okyanusların yaşı belirlenir ve gelişimlerinin tarihi deşifre edilir.

Okyanus tabanının şerit manyetik anomalileri, jeolojik geçmişte jeomanyetik alanın kutupluluğunun dönemlerini yeniden yapılandırmak için en uygun bilgi olarak ortaya çıktı. Ama yine de çok önemli yön magmatik kayaçların incelenmesi. Antik kayaların kalıcı manyetizasyonuna dayanarak, belirli bir jeolojik çağda paleomeridyenlerin yönünü ve dolayısıyla Kuzey ve Güney Kutuplarının koordinatlarını belirlemek mümkündür.

Antik kutupların konumunun ilk tanımları, incelenen dönem ne kadar eskiyse, manyetik kutbun yerinin modern olandan o kadar farklı olduğunu gösterdi. Bununla birlikte, asıl mesele, aynı yaştaki kayalar tarafından belirlenen kutupların koordinatlarının her kıta için aynı olması ve farklı kıtalar için uzak geçmişe doğru derinleştikçe artan bir tutarsızlığın olmasıdır.

Paleomanyetik araştırma fenomenlerinden biri, eski ve modern manyetik kutupların konumunun uyumsuzluğuydu. Bunları birleştirmeye çalışırken, her seferinde kıtaları hareket ettirmek gerekiyordu. Geç Paleozoik ve Erken Mesozoyik manyetik kutupları modern olanlarla çakıştığında, kıtaların Pangea'ya çok benzeyen tek bir büyük kıtaya kayması dikkat çekicidir.

Paleomanyetik çalışmaların bu tür çarpıcı sonuçları, geniş bilimsel çevreler tarafından kıtaların kayması hipotezine geri dönüşe katkıda bulundu. İngiliz jeofizikçi E. Bullard ve meslektaşları, kıtasal sürüklenmenin ilk öncülünü - şu anda Atlantik Okyanusu tarafından ayrılmış kıta bloklarının konturlarının benzerliğini - kontrol etmeye karar verdiler. Hizalama elektronik bilgisayarlar kullanılarak gerçekleştirildi, ancak A. Wegener'in yaptığı gibi kıyı şeridinin konturu boyunca değil, yaklaşık olarak kıtasal yamacın ortasından geçen 1800 m izobat boyunca yapıldı. Atlantik'in her iki kıyısında yer alan kıtaların dış hatları önemli ölçüde çakıştı.

LİTOSFERİ LEVHALARIN TEKTONİĞİ

Birincil manyetizasyonun keşifleri, okyanus ortası sırtların eksenlerine simetrik olan değişken işaretli manyetik anomalilerin kutupları, manyetik kutupların zamanla konumlarındaki değişiklik ve bir dizi başka keşif, Kıtaların kayması hipotezinin canlanması.

Okyanus tabanının okyanus ortası sırtların eksenlerinden çevreye doğru genişlemesi fikri, özellikle derin deniz sondajından sonra defalarca doğrulandı. Sismologlar, mobilizm (kıtaların sürüklenmesi) fikirlerinin gelişimine büyük katkı sağladılar. Onların çalışmaları, dünya yüzeyindeki sismik aktivite bölgelerinin dağılımının resmini netleştirmeyi mümkün kıldı. Bu bölgelerin oldukça dar, ancak geniş olduğu ortaya çıktı. Kıtaların eteklerinde, ada yaylarında ve ayrıca okyanus ortası sırtlarında bulunurlar.

Kıtasal kaymanın yeniden canlandırılan hipotezine tektonik denir litosferik plakalar... Bu plakalar gezegenimizin yüzeyinde yavaşça hareket eder. Kalınlıkları bazen 100-120 km'ye ulaşır, ancak daha sık olarak 80-90 km'dir. Dünya'da birkaç litosferik plaka vardır (Şekil 1) - sekiz büyük ve yaklaşık on beş küçük. İkincisi genellikle mikroplakalar olarak adlandırılır. Pasifik Okyanusu içinde iki büyük levha bulunur ve ince ve kolay geçirgen okyanus kabuğu ile temsil edilir. Antarktika, Hint-Avustralya, Afrika, Kuzey Amerika, Güney Amerika ve Avrasya litosfer plakaları kıta tipi bir kabuğa sahiptir. Farklı kenarları (sınırları) vardır. Plakaların birbirinden ayrıldığı durumlarda kenarlarına ıraksak denir. Uzaklaştıkça, manto malzemesi ortaya çıkan çatlağa (yarık bölgesi) girer. Alt yüzeyde katılaşır ve okyanus kabuğunu oluşturur. Manto malzemesinin yeni kısımları, litosferik plakaları hareket etmeye zorlayan yarık bölgesini genişletir. Ayrılmalarının yerine, büyüklüğü sürekli artan bir okyanus oluşur. Bu tür bir sınır, okyanus ortası sırtların eksenleri boyunca modern okyanus yarık çatlakları ile sabitlenir.

Pirinç. 1. Dünyanın modern litosfer plakaları ve hareketlerinin yönü.

1 - genişleme ve arıza eksenleri; 2 - gezegensel sıkıştırma kayışları; 3 - yakınsak levha sınırları; 4 - modern kıtalar

Litosferik plakalar birleştiğinde, sınırlarına yakınsak denir. Yakınsama alanında karmaşık süreçler yaşanıyor. İki ana tane var. Bir okyanus levhası başka bir okyanus levhası veya kıta levhası ile çarpıştığında, mantoya batar. Bu sürece bükülme ve kırılma eşlik eder. Daldırma bölgesinde derin odaklı depremler meydana gelir. Bu yerlerde Zavaritsky-Benioff bölgeleri bulunur.

Okyanus levhası mantoya girer ve orada kısmen yeniden eritilir. Aynı zamanda, eriyen en hafif bileşenleri, volkanik patlamalar şeklinde tekrar yüzeye çıkar. Pasifik Ateş Çemberinin doğası budur. Ağır bileşenler yavaş yavaş mantoya batar ve çekirdek sınırlarına kadar batabilir.

İki kıtasal litosfer levhası çarpıştığında, bir uğultu etkisi meydana gelir.

Bir buz kayması sırasında birçok kez gözlemleriz, buz kütleleri çarpışır ve parçalanır, birbiri üzerinde ilerler. Kıtasal kabuk mantodan çok daha hafiftir, bu nedenle levhalar mantoya batmaz. Çarpıştıklarında küçülürler ve kenarlarında büyük dağ yapıları belirir.

Çok sayıda ve uzun vadeli gözlemler, jeofizikçilerin litosferik plakaların ortalama hareket hızlarını belirlemesine izin verdi. Afrika ve Hindustan levhalarının Avrasya levhalarıyla çarpışması sonucu oluşan Alp-Himalaya sıkıştırma kuşağı içerisinde yakınsama oranları Cebelitarık bölgesinde 0,5 cm/yıl, Pamir ve Hindistan'da 6 cm/yıl arasında değişmektedir. Himalaya bölgeleri.

Şu anda Avrupa, Kuzey Amerika'dan yılda 5 cm'ye varan bir hızla "yol yapıyor". Bununla birlikte, Avustralya Antarktika'dan maksimum hızda "uzaklaşıyor" - ortalama 14 cm / yıl.

En yüksek hareket hızlarına okyanus litosfer plakaları sahiptir - hızları kıtasal litosfer plakalarının hızından 3-7 kat daha yüksektir. "En hızlı" Pasifik plakası ve "en yavaş" Avrasya plakasıdır.

LİTOSFERİ LEVHA HAREKET MEKANİZMASI

Geniş ve devasa kıtaların yavaş hareket edebileceğini hayal etmek zor. Neden hareket ediyorlar sorusuna cevap vermek daha da zor. Yerkabuğu soğutulmuş ve tamamen kristalleşmiş bir kütledir. Altında kısmen erimiş bir astenosfer bulunur. Litosferik plakaların, kışın su kütlelerinde buz oluşumu sürecine benzer şekilde, astenosferin kısmen erimiş malzemesinin soğutulması sırasında ortaya çıktığını varsaymak kolaydır. Bununla birlikte, fark, buzun sudan daha hafif olması ve litosferin kristalize silikatlarının erimesinden daha ağır olmasıdır.

Okyanusal litosfer plakaları nasıl oluşur?

Astenosferin sıcak ve kısmen erimiş bir maddesi, okyanus tabanının yüzeyine düşen, soğuyan ve kristalleşerek litosferin kayalarına dönüşen aralarındaki boşluğa yükselir (Şekil 2). Litosferin önceden oluşturulmuş bölümleri daha da "donuyor" ve çatlaklar tarafından bölünüyor. Sıcak maddenin yeni bir kısmı bu çatlaklara girer ve katılaşarak hacim olarak artar ve onları birbirinden ayırır. İşlem birçok kez tekrarlanır.

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

Litosferin kayaları, astenosferin altında yatan sıcak maddeden daha ağırdır ve bu nedenle, ne kadar kalınsa, mantoya o kadar derin batar veya çöker. Öyleyse neden litosferik plakalar, erimiş mantonun malzemesinden daha ağırsa, içine batmazlar mı? Cevabı oldukça basit. Hafif kabuk, bir şamandıra görevi gören kıtasal levhaların ağır mantosuna “lehimlendiğinden” batmazlar. Bu nedenle, kıtasal levhaların kayalarının ortalama yoğunluğu, her zaman mantodaki sıcak malzemenin ortalama yoğunluğundan daha azdır.

Okyanus levhaları mantodan daha ağırdır ve bu nedenle er ya da geç mantoya batarlar ve daha hafif kıta levhalarının altına batarlar.

Oldukça uzun bir süre boyunca, dev "düzleştirilmiş daireler" gibi okyanus litosferi yüzeyde tutulur. Arşimet yasasına göre, altlarından yer değiştiren astenosferin kütlesi, levhaların kütlesine eşittir ve suyun litosferik çöküntülerini doldurur. Uzun vadeli yüzdürme ortaya çıkar. Ancak bu durum uzun süre devam edemez. Aşırı gerilimlerin meydana geldiği yerlerde "tabak" ın bütünlüğü zaman zaman ihlal edilir ve bunlar daha güçlüdür, plakalar mantoya ne kadar derin batar ve sonuç olarak o kadar eskidir. Muhtemelen, 150 milyon yıldan daha eski olan litosfer plakalarında, litosferin kendisinin nihai gücünü çok aşan gerilimler ortaya çıktı, ayrıldılar ve sıcak mantoya battılar.

KÜRESEL YENİDEN YAPILANDIRMALAR

Kıtaların kayalarının ve okyanus tabanının kalıcı manyetizasyonunun çalışmasına dayanarak, jeolojik geçmişte kutupların konumu ve enlem imar belirlenir. Paleolatitudes, bir kural olarak, modern ile örtüşmez coğrafi enlemler, ve bu fark şimdiki zamandan uzaklaştıkça daha da artıyor.

Jeofizik (paleomanyetik ve sismik), jeolojik, paleocoğrafik ve paleoiklimsel verilerin birlikte kullanımı, jeolojik geçmişte kıtaların ve okyanusların farklı zaman dilimlerindeki konumlarını yeniden yapılandırmayı mümkün kılar. Bu çalışmalarda birçok uzman yer almaktadır: jeologlar, paleontologlar, paleoklimatologlar, jeofizikçiler ve bilgisayar uzmanları, çünkü artık mıknatıslanma vektörlerinin hesaplanması değil, bilgisayar kullanılmadan yorumlanması düşünülemez. Yeniden yapılanmalar, Sovyet, Kanadalı ve Amerikalı bilim adamları tarafından bağımsız olarak gerçekleştirildi.

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

Kambriyen döneminin başlangıcında, yaklaşık 550 - 540 milyon yıl önce, en büyük kıta Gondwana idi. Kuzey yarımkürede dağınık 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 ve Kuzey Amerika kıtası ile Gondwana arasında Paleo-Atlantik Okyanusu vardı. Onlara ek olarak, o uzak zamanda, modern Pasifik Okyanusu'nun bir analogu olan geniş bir okyanus alanı vardı. Yaklaşık 450 - 480 milyon yıl önce Ordovisiyen'in sonu, kuzey yarımkürede kıtaların yakınsaması ile karakterize edildi. Ada yaylarıyla çarpışmaları, Sibirya ve Kuzey Amerika kara kütlesinin marjinal kısımlarında bir artışa yol açtı. Paleoasya ve paleo-Atlantik okyanusları küçülmeye başlıyor. Bir süre sonra bu yerde yeni bir okyanus belirir - Paleotethis. Modern Güney Moğolistan, Tien Shan, Kafkasya, Türkiye, Balkanlar topraklarını işgal etti. Modern Ural Sıradağları bölgesinde yeni bir su havzası da ortaya çıktı. Ural Okyanusu'nun genişliği 1500 km'yi aştı. Paleomanyetik tespitlere göre, o sırada Güney Kutbu, Afrika'nın kuzeybatı kesimindeydi.

Devoniyen döneminin ilk yarısında, 370 - 390 milyon yıl önce, kıtalar birleşmeye başladı: Kuzey Amerika ile Batı Avrupa, bunun sonucunda uzun sürmese de yeni bir kıta ortaya çıktı - Euramerica. Appalachians ve İskandinavya'nın modern dağ yapıları, bu kıtaların çarpışması nedeniyle oluşmuştur. Paleotethis biraz küçüldü. Ural ve Paleoasya okyanuslarının yerine küçük kalıntı havzalar kaldı. Güney Kutbu, şimdi Arjantin olan bölgedeydi.

Kuzey Amerika'nın çoğu güney yarım kürede bulunuyordu. Tropik ve ekvatoral enlemlerde Sibirya, Çin, Avustralya kıtaları ve Euramerica'nın doğu kısmı vardı.

Yaklaşık 320-340 My önce Erken Karbonifer, kıtaların sürekli yakınsaması ile karakterize edildi (Şekil 3). Çarpışma yerlerinde, katlanmış alanlar ve dağ yapıları ortaya çıktı - Urallar, Tien Shan, güney Moğolistan ve Batı Çin'in dağ sıraları, Salair, vb. Yeni bir okyanus, Paleotethis II (ikinci neslin paleotesi) ortaya çıkıyor. Çin kıtasını Sibirya ve Kazakistan kıtalarından ayırdı.

Şekil 3. Kıtaların Karbonifer'in başlarındaki konumu (340 milyon yıl önce)

Karbonifer döneminin ortasında, Gondwana'nın önemli bir kısmı güney yarımkürenin kutup bölgesindeydi ve bu da Dünya tarihindeki en büyük buzullardan birine yol açtı.

Geç Karbonifer - 290 - 270 milyon yıl önce Permiyen döneminin başlangıcı, kıtaların dev bir kıta bloğu - süper kıta Pangea'da birleşmesiyle belirlendi (Şekil 4). Güneyde Gondwana ve kuzeyde Laurasia'dan oluşuyordu. Sadece Çin kıtası Pangea'dan okyanus Palaeotethis II tarafından ayrıldı.

200-220 milyon yıl önce Triyas döneminin ikinci yarısında, kıtaların konumu Paleozoik'in sonundaki ile yaklaşık olarak aynı olmasına rağmen, yine de kıtaların ve okyanusların ana hatlarında değişiklikler oldu (Şek. 5). Çin kıtası Avrasya ile birleşti ve Paleotethis II ortadan kalktı.

Bununla birlikte, neredeyse aynı anda, yeni bir okyanus havzası olan Tethys ortaya çıktı ve hızla genişlemeye başladı. Gondwana'yı Avrasya'dan ayırdı. İçinde izole edilmiş mikro kıtalar hayatta kaldı - Hint-Çin İran, Rodop, Transkafkasya, vb.

Yeni bir okyanusun ortaya çıkışı, litosferin daha da gelişmesinden kaynaklanıyordu - Pangea'nın parçalanması ve şu anda bilinen tüm kıtaların ayrılması. Başlangıçta, Laurasia ayrıldı - modern Atlantik ve Arktik okyanusları bölgesinde. Sonra bazı parçaları birbirinden uzaklaşmaya başladı ve böylece Kuzey Atlantik'e yer açtı.

Yaklaşık 140 - 160 milyon yıl önceki Geç Jura dönemi, Gondwana'nın parçalanma zamanıdır (Şek. 6). Bölünme yerinde, Atlantik Okyanusu Havzası ve okyanus ortası sırtları ortaya çıktı. Tethys Okyanusu, kuzeyinde bir ada yayları sisteminin bulunduğu gelişmeye devam etti. Modern Küçük Kafkasya, Elburz ve Afganistan dağlarının bulunduğu yere yerleştirildiler ve marjinal denizleri okyanustan ayırdılar.

Geç Jura ve Kretase zamanlarında, kıtalar enlem yönünde hareket etti. Labrador Denizi ve Biscay Körfezi ortaya çıktı, Hindustan ve Madagaskar Afrika'dan ayrıldı. Afrika ile Madagaskar arasında bir boğaz belirdi. Hindustan levhasının uzun yolculuğu, Paleojen'in sonunda Asya ile çarpışmasıyla sona erdi. Burada dev dağ yapıları -Himalayalar- oluştu.

Ocean Tethys, özellikle Afrika ve Avrasya'nın yakınlaşması nedeniyle yavaş yavaş küçülmeye ve kapanmaya başladı. Kuzey eteklerinde bir volkanik ada yayları zinciri ortaya çıktı. Benzer bir volkanik kuşak Asya'nın doğu eteklerinde oluştu. Kretase'nin sonunda, Kuzey Amerika ve Avrasya, Chukotka ve Alaska bölgesinde birleşti.

Cenozoik sırasında, kalıntısı şimdi Akdeniz olan Tetis Okyanusu tamamen kapalıydı. Afrika'nın Avrupa ile çarpışması, Alp-Kafkas dağ sisteminin oluşumuna yol açtı. Kıtalar yavaş yavaş kuzey yarımkürede birleşmeye ve güneydeki kenarlara doğru ayrılmaya, ayrı izole bloklara ve masiflere ayrılmaya başladı.

Kıtaların konumlarını ayrı jeolojik dönemlerde karşılaştırarak, Dünya'nın gelişiminde kıtaların birbirine yaklaştığı veya farklı yönlerde ayrıldığı büyük döngülerin var olduğu sonucuna varıyoruz. Bu döngülerin her birinin süresi en az 600 milyon yıldır. Pangea'nın oluşumunun ve parçalanmasının gezegenimizin tarihinde münferit anlar olmadığına inanmak için sebepler var. Benzer bir süperdev kıta, yaklaşık 1 milyar yıl önce eski zamanlarda ortaya çıktı.

JEOSİNKLİNALLER - KATLANIR DAĞ SİSTEMLERİ

Dağlarda, açılış renkli panoramaya hayran kalırız, doğanın sınırsız yaratıcı ve yıkıcı güçlerine hayran kalırız. Gri dağ zirveleri heybetli duruyor, devasa buzullar dilleriyle vadilere iniyor, dağ nehirleri derin kanyonlarda kaynar. Sadece dağlık bölgelerin vahşi güzelliğine değil, aynı zamanda jeologlardan duyduğumuz gerçeklere de şaşırıyoruz ve uzak geçmişte uçsuz bucaksız dağ yapılarının bulunduğu yerde sınırsız deniz genişlikleri olduğunu iddia ediyorlar.

Leonardo da Vinci, dağlarda yüksek deniz yumuşakçalarının kabuklarının kalıntılarını keşfettiğinde, antik çağda orada bir denizin varlığı hakkında doğru bir sonuca vardı, ancak daha sonra çok azı ona inandı. 2-3 bin metre yükseklikteki dağlarda deniz nasıl olabilir? Birden fazla nesil doğa bilimci, benzeri görülmemiş bir olayın olasılığını kanıtlamak için büyük çaba sarf etti.

Büyük İtalyan haklıydı. Gezegenimizin yüzeyi her zaman hareket halindedir - yatay veya dikey. Batışı sırasında, modern kara yüzeyinin% 40'ından fazlasının denizle kaplandığı, görkemli ihlaller tekrar tekrar meydana geldi. Yerkabuğunun yukarı doğru hareketi ile kıtaların yükseklikleri artmış ve denizler geri çekilmiştir. Denizin sözde gerilemesi gerçekleşti. Fakat görkemli dağ yapıları ve geniş dağ sıraları nasıl oluştu?

Uzun bir süre boyunca, jeolojide dikey hareketlerin yaygınlığı fikri hakim oldu. Bu bakımdan bu tür hareketler sayesinde dağların oluştuğuna inanılıyordu. Dünyanın dağ yapılarının çoğu, binlerce kilometre uzunluğunda ve birkaç on hatta ilk yüz kilometre genişliğinde belirli bölgelerde yoğunlaşmıştır. Yoğun kıvrımlar, çeşitli kırılmaların tezahürleri, magmatik kayaçların izinsiz girişleri, dayklar, tortul ve metamorfik kayaların kesişen tabakaları ile karakterize edilirler. Erozyon süreçlerinin eşlik ettiği sürekli yavaş yükselme, dağ yapılarının kabartmasını oluşturur.

Appalachians, Cordilleras, Urallar, Altay, Tien Shan, Hindu Kush, Pamir, Himalayalar, Alpler, Kafkasya'nın dağlık bölgeleri, tektonik ve magmatik aktivite çağında jeolojik geçmişin farklı dönemlerinde oluşan kıvrımlı sistemlerdir. Bunlar için dağ sistemleri tipik olan, düz, platform kısmındaki benzer kayaların kalınlığından onlarca kat daha fazla olan, genellikle 10 km'yi aşan birikmiş tortul oluşumların muazzam kalınlığıdır.

Alışılmadık derecede kalın tortul kayaç tabakalarının keşfi, kıvrımlar halinde buruşuk, magmatik kayaların izinsiz girişleri ve daykları ile delinmiş, ayrıca, nispeten küçük bir genişliğe sahip, 19. yüzyılın ortalarında yaratılmasına yol açtı. dağ oluşumunun jeosenklinal teorisi. Sonunda bir dağ sistemine dönüşen geniş bir kalın tortul tabaka alanına jeosenklinal denir. Buna karşılık, büyük bir tortul kaya kalınlığına sahip yer kabuğunun kararlı bölgelerine platformlar denir.

Kıvrımlanma, kopma ve magmatizma ile dünyanın hemen hemen tüm dağ sistemleri, kıtaların kenarlarında bulunan eski jeosenklinallerdir. Muazzam kalınlığa rağmen, tortulların büyük çoğunluğu sığ su kökenlidir. Çoğu zaman, katmanların yüzeylerinde dalgalanma izlerinin izleri, sığ su bentik hayvanlarının kalıntıları ve hatta kuruma çatlakları bulunur. Tortuların büyük kalınlığı, yer kabuğunun önemli ve aynı zamanda oldukça hızlı bir şekilde çökmesini gösterir. Tipik olarak sığ su çökelleri ile birlikte derin su çökelleri de vardır (örneğin, tuhaf katmanlara ve dokulara sahip radyolaritler ve ince taneli çökeller).

Geosynclinal sistemler bütün bir yüzyıl boyunca incelenmiştir ve birçok nesil bilim insanının çalışmaları sayesinde, ortaya çıkış ve evrim sırasının görünüşte uyumlu bir sistemi geliştirilmiştir. Açıklanamayan tek gerçek, hala geosyncline'ın modern bir analogunun olmamasıdır. Modern bir jeosenklinal olarak ne düşünülebilir? Kenar deniz mi yoksa tüm okyanus mu?

Ancak levha tektoniği kavramının gelişmesiyle birlikte jeosenklinal teori bazı değişikliklere uğramış ve litosfer levhalarının uzama, hareket ve çarpışma dönemlerinde jeosenklinal sistemlerin yeri bulunmuştur.

Katlanmış sistemler nasıl gelişti? Kıtaların tektonik olarak aktif kenarlarında, yavaş çöküntüye uğrayan geniş alanlar vardı. Marjinal denizlerde, 6 ila 20 km kalınlığında tortular birikmiştir. Onlarla eşzamanlı olarak, burada magmatik müdahaleler, dayklar ve lav tabakaları şeklinde volkanik oluşumlar oluştu. Sediment birikimi onlarca, hatta bazen yüz milyonlarca yıl sürmüştür.

Daha sonra orojenik aşamada jeosenklinal sistemin yavaş deformasyonu ve dönüşümü gerçekleşti. Alanı azalmış, düzleşmiş gibi görünüyor. Kıvrımlar ve yırtılmaların yanı sıra erimiş magmatik kayaların izinsiz girişleri ortaya çıktı. Deformasyon sürecinde, derin su ve sığ su çökelleri yer değiştirmiş ve yüksek basınçlar ve sıcaklıklar, metamorfizma geçirdiler.

Bu sırada bir yükselme oldu, deniz bölgeyi tamamen terk etti ve dağ sıraları oluştu. Daha sonraki kaya erozyonu, kırıntılı çökellerin taşınması ve birikmesi, sonunda bu dağların deniz seviyesine yakın yüksekliklere kadar çökmesine neden oldu. Kıtasal levhanın kenarlarında yer alan kıvrımlı sistemlerin yavaş çökmesi de aynı sonuca yol açmıştır.

Geosynclinal sistemlerin oluşumu sürecinde, sadece yatay yer değiştirmeler değil, aynı zamanda esas olarak litosferik plakaların yavaş hareketinin bir sonucu olarak gerçekleştirilen dikey yer değiştirmeler de söz konusudur. Bir levhanın diğerinin altına batması durumunda, marjinal denizlerdeki güçlü jeosenklinal çökelleri, ada yayları ve derin deniz hendekleri aktif olarak yüksek sıcaklıklara ve basınca maruz kaldı. Döşeme daldırma alanlarına dalma bölgeleri denir. Burada kayalar mantoya indirilir, eritilir ve işlenir. Bu bölge güçlü depremler ve volkanizma ile karakterizedir.

Basıncın ve sıcaklığın çok yüksek olmadığı yerlerde, kayalar bir kıvrım sistemi halinde ezildi ve kaya sertliğinin en yüksek olduğu yerlerde, tek tek blokların kopmaları ve yer değiştirmeleri ile süreklilikleri bozuldu.

Yakınsama ve ardından kıtasal litosferik plakaların çarpışma alanlarında, jeosenklinal sistemin genişliği büyük ölçüde azaldı. Bir kısmı mantonun derinliklerine battı, diğerleri ise tam tersine en yakın plaka üzerinde ilerledi. Derinlerden sıkılıp kıvrımlar halinde buruşmuş tortul ve metamorfik oluşumlar defalarca dev ölçekler şeklinde üst üste dizilmiş ve sonunda dağ masifleri ortaya çıkmıştır. Örneğin, Himalayalar, iki büyük litosferik plakanın - Hindustan ve Avrasya - çarpışması sonucu oluştu. Güney Avrupa ve Kuzey Afrika, Kırım, Kafkaslar, Türkiye'nin dağlık bölgeleri, İran, Afganistan'ın dağ sistemleri esas olarak Afrika ve Avrasya levhalarının çarpışması sonucu oluşmuştur. Benzer şekilde, ancak daha eski bir zamanda Ural Dağları, Cordillera, Appalachians ve diğer dağlık bölgeler ortaya çıktı.

AKDENİZ TARİHİ

Denizler ve okyanuslar, elde edilene kadar uzun bir süre oluştu. 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. Ama bizim tanımlamamıza ilk insanın burada ortaya çıkmasından milyonlarca yıl önce başlamamız gerekecek.

Antik çağda, yaklaşık 200 milyon yıl önce, modern Akdeniz'in bulunduğu yerde, geniş ve derin bir okyanus Tethys vardı, Afrika o sırada Avrupa'dan birkaç bin kilometre uzaktaydı. Okyanusta irili ufaklı adalar vardı. Şu anda Güney Avrupa, Yakın ve Orta Doğu - İran, Türkiye, Sina Yarımadası, Rodop, Apulian, Tatra masifleri, Güney İspanya, Calabria, Meseta, Kanarya Adaları, Korsika, Sardunya'da bulunan bu iyi bilinen bölgeler, çok uzaklarda güneydeydi. şimdiki konumlarından.

Mesozoyik'te, Afrika ve Kuzey Amerika arasında bir çatlak ortaya çıktı. Rodop-Türk masifini ve İran'ı Afrika'dan ayırdı ve bazaltik magma içinden geçti, okyanusal litosfer oluştu ve kabuksal yayılma veya yayılma gerçekleşti. Tethys Okyanusu, Dünya'nın tropikal bölgesinde bulunuyordu ve modern Atlantik Okyanusu'ndan Hint Okyanusu (ikincisi bunun bir parçasıydı) yoluyla Pasifik'e kadar uzanıyordu. Tethys'in maksimum enlemi yaklaşık 100-120 milyon yıl önce ulaştı ve ardından ardışık azalmaya başladı. Yavaş yavaş, Afrika litosfer levhası Avrasya levhasına yaklaştı. Yaklaşık 50-60 milyon yıl önce Hindistan, Afrika'dan ayrıldı ve Avrasya ile çarpışana kadar benzersiz bir şekilde kuzeye doğru sürüklenmeye başladı. Tethys Okyanusu'nun boyutu giderek küçülüyordu. Sadece 20 milyon yıl önce, marjinal denizler engin okyanusun yerinde kaldı - ancak boyutları modern olanlardan çok daha büyük olan Akdeniz, Kara ve Hazar. Sonraki zamanlarda daha az büyük çaplı olaylar yaşanmadı.

Bu yüzyılın 70'li yıllarının başlarında, Akdeniz'de birkaç yüz metre kalınlığında gevşek bir tortu tabakasının altında evaporitler - çeşitli kaya tuzları, alçıtaşı ve anhidrit - keşfedildi. Yaklaşık 6 milyon yıl önce suyun artan buharlaşmasıyla oluşmuşlardır. Ama Akdeniz kurumuş olabilir mi? Birçok jeolog tarafından öne sürülen ve desteklenen bu hipotezdir. 6 milyon yıl önce Cebelitarık Boğazı'nın kapandığı ve yaklaşık bin yıl sonra Akdeniz'in sığ kuruyan tuz gölleriyle 2 - 3 km derinliğinde büyük bir havzaya dönüştüğü varsayılmaktadır. Deniz tabanı sertleştirilmiş dolomit silti, alçıtaşı ve kaya tuzu tabakasıyla kaplandı.

Jeologlar, Cebelitarık Boğazı'nın periyodik olarak açıldığını ve içinden Atlantik Okyanusu'ndan gelen suyun Akdeniz'in dibine düştüğünü tespit ettiler. Cebelitarık'ın keşfinde, Atlantik suları, nehirdeki en büyük Victoria Şelalelerinin deşarjından en az 15 ila 20 kat daha yüksek olan bir şelale şeklinde taştı. 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 evaporit tabakasının birikmesini sağladı.

Akdeniz'in drenaj dönemlerinde, derin havzasının dik yamaçlarında, karadan akan nehirler uzun ve derin kanyonları keser. Bu kanyonlardan biri, nehrin modern deltasından yaklaşık 250 km uzaklıkta keşfedildi ve izlendi. Kıta yamacında Ron. Çok genç, Pliyosen çökelleriyle doludur. Böyle bir kanyonun bir başka örneği, nehrin su altında devam etmesidir. Deltadan 1200 km uzaklıkta izlenen tortularla dolu bir kanyon şeklinde Nil.

Akdeniz ve açık okyanus arasındaki iletişimin kesilmesi sırasında, kalıntıları şimdi Karadeniz ve Hazar Denizleri olan, bu tatlı su ve bazen tuzlu havza Orta Avrupa'dan Orta Avrupa'ya kadar uzanan bir tür tuzdan arındırılmış havza yerleştirildi. Urallar ve Aral Denizi ve Paratethis olarak adlandırıldı.

Kutupların konumunu ve litosfer plakalarının modern hareketinin hızını, okyanus tabanının genişleme ve emilme hızını bilerek, gelecekte kıtaların hareket yolunu özetlemek ve konumlarını belirli bir süre için hayal etmek mümkündür. zaman aralığı.

Bu tahmin Amerikalı jeologlar R. Dietz ve J. Holden tarafından yapıldı. 50 milyon yıl içinde, onların varsayımlarına göre, Atlantik ve Hint okyanusları Pasifik pahasına genişleyecek, Afrika kuzeye kayacak ve bu sayede Akdeniz yavaş yavaş ortadan kalkacak. Cebelitarık Boğazı ortadan kalkacak ve "dönen" İspanya Biscay Körfezi'ni kapatacak. Afrika, büyük Afrika yarıkları tarafından bölünecek ve doğu kısmı kuzeydoğuya kaydırılacak. Kızıldeniz o kadar genişleyecek ki Sina Yarımadası'nı Afrika'dan ayıracak, Arabistan kuzeydoğuya hareket edip Basra Körfezi'ni kapatacak. Hindistan giderek Asya'ya doğru hareket edecek, bu da Himalaya dağlarının büyüyeceği anlamına geliyor. Kaliforniya, San Andreas Fayı boyunca Kuzey Amerika'dan ayrılacak ve bu yerde yeni bir okyanus havzası oluşmaya başlayacak. Güney yarım kürede önemli değişiklikler olacak. Avustralya ekvatoru geçecek ve Avrasya ile temasa geçecek. Bu tahmin önemli bir iyileştirme gerektiriyor. Buradaki çoğu şey hala tartışmalı ve belirsiz.

"Modern Jeoloji" kitabından. ÜZERİNDE. Yasamanov. M. Nedra. 1987 yılı

Plakaların hareketinin doğası, sınırlarında ne olacağını da belirler. Bazı plakalar kırılır, diğerleri çarpışır ve bazıları birbirine sürtünür.

çarpışan plakalar

Levhaların hareket ettiği yerde, çarpışan levhaların tipine bağlı olarak birkaç çeşit sınır levhası vardır. Örneğin, okyanus kabuğunun oluşturduğu okyanus ve kıtasal levha arasındaki sınırda, kıtanın altına "dalar", yüzeyde derin bir çöküntü veya hendek oluşturur. Bunun gerçekleştiği bölgeye subdüktif denir. Mantonun derinliklerine dalan levha erimeye başlar. Üst plakanın kabuğu sıkıştırılır ve üzerinde dağlar büyür. Bazıları litosferden ayrılan magma tarafından oluşturulur.

Plakaların birbirinden uzaklaştığı bölgeler, okyanus tabanının bazı bölgelerinde meydana gelir. Volkanik kayaların dağ sıraları ile karakterize edilirler. Bu volkanların dik eğimleri veya konik şekilleri yoktur. Genellikle bunlar hafif eğimli uzun dağ sıralarıdır. İki zincir, levhalar arasındaki sınırı belirleyen derin bir çatlakla ayrılır. Astenosferden yükselen magma (erimiş kaya) yüzeye atıldığında bir çatlak açılır. Yüzeye ulaştığında, magma plakaların kenarları boyunca soğur ve katılaşır, okyanus tabanının yeni alanlarını oluşturur. Bu durumda magma, levhaları giderek birbirinden uzaklaştırır. Deniz dibi genişlemesi olarak bilinen bu sürecin sonu yoktur çünkü çatlak tekrar tekrar açılır. Bunun gerçekleştiği yere ortanca sırt denir.

Okyanus litosferinin iki çarpışan plakasının sınırlarında da derin çöküntüler oluşur. Bu levhalardan biri diğerinin altına girer ve erir ve mantoya batar. Magma, litosferden yukarı fırlar ve üstte olduğu ortaya çıkan plaka üzerindeki sınırın yakınında bir volkan zinciri oluşur.

Anakara levhalar

Kıtasal litosferin iki plakasının kafa kafaya çarpıştığı yerlerde, yüksek dağ sıraları oluşur. Sınırda, her iki levhanın kıtasal kabuğu büzülür, çatlar ve dev kıvrımlar halinde toplanır. Plakalar hareket etmeye devam ettikçe, tüm bu ton giderek daha fazla yukarı itildiği için dağ sıraları daha da yükselir.

okyanus siperleri

Levha sınırlarında oluşan çöküntüler, dünya yüzeyindeki en derin eğimlerdir. En derini Pasifik Okyanusu'ndaki Mariana Çukuru'dur (deniz seviyesinden 11.022 metre aşağıda). Dünyanın en yüksek dağı Everest (deniz seviyesinden 8848 metre yükseklikte) içinde boğulabilirdi. Okyanus çöküntülerinin incelenmesi için bu tür derin deniz araçları kullanılır.

sürtünme plakaları

Tüm plakalar birbirinden uzaklaşmaz veya kafa kafaya çarpışmaz. Bazıları yanlarını ovuşturur, zıt yönlerde veya aynı yönde hareket eder, ancak farklı hızlar... Bu tür plakaların sınırında, hem karada hem de Deniz yatağı, yeni bir litosfer oluşmaz ve mevcut olan yok edilmez. Kıtasal litosfer plakaları birbirine doğru hareket ettiğinde, tüm sınır bölgesi yukarı doğru itilir ve yüksek dağ sıraları oluşur. Plakalar farklı hızlarda yan yana hareket ettiklerinde zıt yönlerde hareket ediyormuş gibi görünürler.

tektonik fay litosferik jeomanyetik

Erken Proterozoyikten başlayarak, litosferik plakaların hareket hızı 50 cm / yıl'dan kademeli olarak azaldı. modern anlam yaklaşık 5 cm / yıl.

Plaka hareketinin ortalama hızındaki azalma, okyanus plakalarının kalınlığındaki artış ve birbirlerine karşı sürtünmeleri nedeniyle hiç durmayacağı ana kadar devam edecektir. Ancak bu, görünüşe göre, ancak 1-1.5 milyar yıl sonra gerçekleşecek.

Litosferik levhaların hareket hızlarını belirlemek için genellikle okyanus tabanında çizgili manyetik anomalilerin konumuna ilişkin veriler kullanılır. Bu anomaliler, şimdi belirlendiği gibi, okyanusların yarık bölgelerinde, bazaltların dökülmesi sırasında Dünya'da var olan aynı manyetik alan tarafından üzerlerine dökülen bazaltların manyetizasyonu nedeniyle ortaya çıkıyor.

Ama bildiğiniz gibi, jeomanyetik alan zaman zaman tam tersi yön değiştirdi. Bu, bazaltların içine döküldüğü gerçeğine yol açtı. farklı dönemler jeomanyetik alanın tersine çevrilmesinin zıt yönlerde manyetize olduğu ortaya çıktı.

Ancak okyanus ortası sırtların yarık bölgelerinde okyanus tabanının yayılması nedeniyle, eski bazaltlar her zaman bu bölgelerden daha uzak mesafelere kaydırılır ve okyanus tabanı ile birlikte Dünya'nın eski manyetik alanı "dondurulur. " bazaltların içine, onlardan uzaklaşır.

Pirinç.

Farklı manyetize edilmiş bazaltlarla birlikte okyanus kabuğunun yayılması, genellikle yarık fayının her iki tarafında kesinlikle simetrik olarak gelişir. Bu nedenle, ilişkili manyetik anomaliler, okyanus ortası sırtların her iki yamacında ve onları çevreleyen abisal havzalarda da simetrik olarak bulunur. Bu tür anormallikler artık okyanus tabanının yaşını ve yarık bölgelerindeki genişleme oranını belirlemek için kullanılabilir. Ancak bunun için, Dünya'nın manyetik alanının bireysel tersine çevrilmelerinin yaşını bilmek ve bu tersine çevirmeleri okyanus tabanında gözlemlenen manyetik anormalliklerle karşılaştırmak gerekir.

Manyetik tersinmelerin yaşı, kıtaların ve okyanus tabanı bazaltlarının iyi tarihli bazalt katmanları ve tortul kayaçlarının ayrıntılı paleomanyetik çalışmalarından belirlendi. Bu şekilde elde edilen jeomanyetik zaman ölçeğinin okyanus tabanındaki manyetik anomalilerle karşılaştırılması sonucunda, Dünya Okyanusu'nun su alanlarının çoğunda okyanus kabuğunun yaşını belirlemek mümkün oldu. Geç Jura'dan önce oluşan tüm okyanus levhaları, modern veya antik levha alt bindirme bölgeleri altında mantoya dalmayı başardı ve bu nedenle, okyanus tabanında yaşı 150 milyon yılı aşan hiçbir manyetik anormallik hayatta kalmadı.

Teorinin yukarıdaki sonuçları, iki bitişik plakanın başlangıcında ve daha sonra üçüncüsü için öncekilerden biriyle birlikte alınan hareket parametrelerini nicel olarak hesaplamayı mümkün kılar. Bu şekilde, tanımlanan litosferik plakaların ana hesaplamasına kademeli olarak dahil edilebilir ve Dünya yüzeyindeki tüm plakaların karşılıklı yer değiştirmeleri belirlenebilir. Yurtdışında, bu tür hesaplamalar J. Minster ve meslektaşları tarafından ve Rusya'da S.A. Ushakov ve Yu.I. Galushkin. Pasifik Okyanusu'nun güneydoğu kesiminde (Paskalya Adası yakınında) okyanus tabanının maksimum hızda genişlediği ortaya çıktı. Bu yerde, yılda 18 cm'ye kadar yeni okyanus kabuğu büyür. Jeolojik ölçekte, bu çok fazla, çünkü sadece 1 milyon yılda 180 km genişliğe kadar genç bir taban şeridi bu şekilde oluşurken, yarık bölgesinin her kilometresine yaklaşık 360 km3 bazaltik lav dökülüyor. Aynı zaman! Aynı hesaplamalara göre, Avustralya Antarktika'dan yılda yaklaşık 7 cm ve Güney Amerika'dan Afrika'dan - yaklaşık 4 cm / yıl hızla uzaklaşıyor. Kuzey Amerika'nın Avrupa'dan uzaklaşması daha yavaştır - 2-2,3 cm / yıl. Kızıldeniz daha da yavaş genişler - yılda 1,5 cm (buna göre, buraya daha az bazalt dökülür - 1 milyon yıl boyunca Kızıldeniz yarığının her kilometresi için sadece 30 km3). Ancak Hindistan'ın Asya ile "çarpışmasının" hızı, gözlerimizin önünde gelişen yoğun neotektonik deformasyonları ve Hindu Kush, Pamir ve Himalayaların dağ sistemlerinin büyümesini açıklayan 5 cm / yıl'a ulaşıyor. Bu deformasyonlar oluşturur yüksek seviye tüm bölgenin sismik aktivitesi (Hindistan'ın Asya ile çarpışmasının tektonik etkisi levha çarpışma bölgesinin çok ötesine geçerek Baykal Gölü'ne ve Baykal-Amur Ana Hattı bölgelerine kadar yayılıyor). Büyük ve Küçük Kafkasya'nın deformasyonları, Arap plakasının Avrasya'nın bu bölgesi üzerindeki baskısından kaynaklanmaktadır, ancak burada plakaların yakınsama oranı önemli ölçüde daha düşüktür - sadece 1.5-2 cm / yıl. Bu nedenle bölgenin sismik aktivitesi de burada daha azdır.

Uzay jeodezisi, yüksek hassasiyetli lazer ölçümleri ve diğer yöntemler de dahil olmak üzere modern jeodezik yöntemler, litosferik levhaların hareket hızlarını belirlemiş ve okyanus levhalarının kıtanın içinde bulunduğu yapıya göre daha hızlı hareket ettiği kanıtlanmıştır. kıtasal litosfer ne kadar kalınsa, levha hareketinin hızı o kadar düşük olur.

Kıtasal sürüklenme

Litosferik plakaların tektoniği teorisinin Dünya sakinleri için en önemli kavramlarına dönelim - büyük, milyonlarca km 2'ye kadar, temeli magmatik, metamorfoz ve granitten oluşan dünyanın litosfer blokları kayalar, yukarıdan 3-4 km'lik bir tortul kayaç "örtüsü" ile kaplanmış, kıvrımlar halinde güçlü bir şekilde buruşmuştur ... Platformun kabartması, geniş ovalardan ve bireysel dağ sıralarından oluşur. Her kıtanın çekirdeği, dağ sıralarıyla sınırlanan bir veya daha fazla antik platformdur. Litosferik plakaların hareketi esastır.

XX yüzyılın başlangıcı. gelecekte yer bilimlerinde kilit bir rol oynayacak olan bir hipotezin ortaya çıkmasıyla belirlendi. F. Taylor (1910) ve ondan sonra A. Wegener (1912), kıtaların uzun mesafelerde yatay hareketleri (kıtaların kayması) fikrini dile getirdi, ancak " yerkabuğunun süreçlerine dayanan dikey hareketleri Dünya'nın mantosunun maddesinin farklılaşması. Buna fiksizm adı verildi, çünkü kabuk bloklarının alttaki mantoya göre konumunu kalıcı olarak sabit olarak kabul etti. " Ancak 1960'larda. Okyanuslarda, tüm dünyayı ve bazı yerlerde karaya inen okyanus ortası sırtların küresel sisteminin keşfinden ve bir dizi başka sonuçtan sonra, XX yüzyılın başlarındaki fikirlere geri dönüş var. kıta kayması hakkında, ancak yeni bir biçimde - yer bilimlerinde önde gelen teori olmaya devam eden levha tektoniği. 20. yüzyılın ortalarında hüküm süren yerkabuğunun dikey hareketlerinin yer değiştirmelerinde ve deformasyonlarında öncü rol fikrini destekledi ve sadece litosfer plakalarının yatay yer değiştirmelerini ön plana çıkardı. kabuk, aynı zamanda üst manto.

Plaka tektoniğinin ana hükümleri aşağıdaki gibidir. Litosferin altında daha az viskoz bir astenosfer bulunur. Litosfer, sınırları deprem odaklarının konsantrasyonu boyunca çizilen sınırlı sayıda büyük (7) ve küçük plakalara bölünmüştür. Büyük plakalar şunları içerir: Pasifik, Avrasya, Kuzey Amerika, Güney Amerika, Afrika, Hint-Avustralya, Antarktika. Astenosfer boyunca hareket eden litosferik plakalar katı ve katıdır. Aynı zamanda, “kıtalar, görünmez bir kuvvetin etkisi altında okyanus tabanından geçmezler (“kıtasal sürüklenmenin” orijinal versiyonunda varsayılmıştır), ancak yükselen manto malzemesi boyunca pasif olarak yüzerler. sırt tepesinin altında ve ondan her iki tarafa da yayılır ". Bu modelde, okyanus tabanı "okyanus ortası sırtların yarık bölgelerinde ortaya çıkan ve daha sonra derin deniz hendeklerinde saklanan dev bir taşıma bandı olarak görünür": okyanus tabanının farklılaşması nedeniyle okyanus tabanının genişlemesi (yayılması). okyanus ortası sırtların eksenleri boyunca plakalar ve yeni okyanus kabuğunun doğuşu, derin deniz hendeklerinde okyanus kabuğunun alt (yitim) bölgelerindeki emilimini, Dünya'nın hacminin sabit kaldığı için telafi eder. Bu sürece, “yarık bölgelerinde çok sayıda sığ odaklı deprem (birkaç on kilometre derinlikte merkez üssü ile) ve derin deniz hendekleri alanındaki derin odaklı depremler eşlik ediyor (Şekil 12.2, 12.3).

Pirinç. 12.2. Mantodaki yoğunluk farkının neden olduğu konveksiyon akışının diyagramı (Ringwood ve Green'e göre ([Stacy, s. 80]'den) Bu diyagram, manto malzemesinin konvektif hareketlerine eşlik eden varsayılan faz ve kimyasal dönüşümleri gösterir. farklı derinliklerde basınç ve sıcaklık ...

Şekil 12.3. Okyanus tabanının büyümesi (yayılması) hipotezine dayanan Dünya'nın şematik bölümü - b; derin deniz açmasının alanı - v: litosferik plaka astenosfere (A) dalar, tabanına yaslanır (B ve C) ve kırılır - bir parça kırılır ("döşeme") (D) -. Plakaların "sürtünme" bölgesinde - sığ odaklı depremler (siyah daireler), plakanın "dur" ve "kırılması" bölgesinde - derin odaklı depremler (beyaz daireler) (Ueda, 1980'den sonra)

"Sismik tomografi verileri, artan sismik hızlara sahip eğimli bölgelerin, okyanus litosferinin manto - levhalarının derinlerine battığını gösteriyor. Bu veriler, alt mantonun tepesine ulaşan deprem merkez merkezlerinde uzun zamandır kurulmuş sismik odak yüzeyleriyle örtüşüyor. büyük derinlikler, alt mantoya nüfuz eder.Yükselen levhaların davranışı belirsizdir: bazıları alt mantoya ulaşır, onu geçmez, ancak neredeyse yatay bir pozisyon alarak yüzey boyunca sapar; diğerleri alt mantonun çatısı, ancak daha sonra daha derine bir kabarma dalışı oluştururken, diğerleri daha derinlere inerken, bazı bölgelerde çekirdeğe ulaşıyor... batan levha Bu fenomen de tam bir sürpriz değildi. deprem odaklarının derinliği ve daha sonra tekrar daha da derinleşmeleri "[Khain 2002].

Litosferik plakaların hareketinin nedeni, Dünya'nın mantosundaki termal konveksiyondur. Konvektif akımların yükselen dallarının üzerinde, litosfer yükselmeye ve genişlemeye uğrar, bu da ortaya çıkan yarık bölgelerinde plakaların yayılmasına yol açar. Okyanus ortasındaki yarıklardan uzaklaştıkça, litosfer daha yoğun, daha ağır hale gelir, yüzeyi batar, bu da okyanus derinliğindeki artışı açıklar ve nihayetinde derin deniz hendeklerine batar. Kıtasal yarıklarda, ısıtılmış mantonun yükselen akışlarının zayıflaması, tortularla dolu havzaların oluşumu ile litosferin soğumasına ve çökmesine yol açar. Plakaların yakınsama ve çarpışma bölgelerinde, kabuk ve litosfer sıkışmaya uğrar, kabuğun kalınlığı artar ve dağ oluşumuna yol açan yoğun yükselme hareketleri başlar. Litosferik levhaların ve levhaların hareketi de dahil olmak üzere tüm bu süreçler, mineral oluşum mekanizmalarıyla doğrudan ilişkilidir.

Modern tektonik hareketler, sürekli ve her yerde meydana geldiklerini gösteren jeodezik yöntemlerle incelenir. Dikey hareketlerin hızı, kesirlerden ilk on mm'ye kadardır, yatay hareketler, kesirlerden yılda ilk on cm'ye kadar bir büyüklük sırasıdır (İskandinav Yarımadası 25 bin yılda 250 m arttı, St. Petersburg varlığı sırasında 1 m yükseldi). Onlar. depremler, volkanik patlamalar, yavaş dikey (milyonlarca yılda binlerce metre yüksekliğinde dağlar oluşur) ve yatay yer değiştirmeler (yüz milyonlarca yılda, bu binlerce kilometrelik yer değiştirmelere yol açar) manto malzemesinin yavaş ama son derece güçlü hareketleridir. .

Levha tektoniği teorisinin ilkeleri, yarık vadilerinin çalışmaları sonucunda yayılma sürecinde okyanusların oluşumunu doğrulayan Amerikan araştırma gemisi Glomar Challenger tarafından 1968 yılında başlatılan derin deniz sondajı sırasında deneysel olarak test edildi. Orta sırtların, Kızıldeniz'in ve Aden Körfezi'nin dibinin, aynı zamanda yayılma gerçeğini ve orta sırtları geçen transform fayların varlığını da ortaya koyan inişli denizaltılardan ve son olarak, modern levha hareketlerinin incelenmesinde çeşitli uzay jeodezi yöntemleri. Plaka tektoniği açısından, birçok jeolojik fenomen açıklanmaktadır, ancak aynı zamanda, plakaların karşılıklı yer değiştirme süreçlerinin karmaşıklığı, orijinal teori tarafından öngörülenden daha fazla keşfedilmiştir ... vb. Plaka tektoniğinin Dünya tarihindeki etkisi açık kalır, çünkü plaka tektoniği süreçlerinin doğrudan belirtileri ... sadece geç Proterozoyik'ten bilinmektedir. Bununla birlikte, bazı araştırmacılar, Arkeen veya Erken Proterozoyik'ten bu yana plaka tektoniğinin tezahürünü kabul ediyor. Güneş sisteminin diğer gezegenlerinden, Venüs'te bazı levha tektoniği belirtileri görülüyor. "

Özellikle ülkemizde başta şüphecilikle karşılanan levha tektoniği, Akademisyen V.E. Khain, - derin deniz sondajı ve okyanuslardaki su altı iniş araçlarından gözlemler sırasında, uzay jeodezi yöntemleri kullanılarak litosferik plakaların yer değiştirmelerinin doğrudan ölçümlerinde, paleomanyetizma verilerinde ve diğer malzemelerde ikna edici bir onay aldı ve ilk haline dönüştü. jeoloji tarihinde gerçekten bilimsel teori. Aynı zamanda, son çeyrek yüzyılda, yeni araç ve yöntemlerin yardımıyla elde edilen yeni ve daha çeşitli olgusal materyallerin birikimiyle, levha tektoniğinin kapsamlı bir tektoniği iddia edemeyeceği giderek daha açık hale geldi. , Dünya'nın gelişiminin gerçekten küresel modeli "(Jeoloji ..., s. 43). Bu nedenle, "oluşumundan çok kısa bir süre sonra, levha tektoniği diğer katı yer bilimlerinin temelini oluşturmaya başladı" ... Çok bir yanda jeotektonik ve jeofizik ile diğer yanda petrololoji (kaya bilimi) ve jeokimya arasında büyük bir karşılıklı etki bulundu. 70'lerin başında bu bilimlerin sentezi yeni, karmaşık bir şey doğurdu. Bilim - jeodinamik litosferi değiştiren ve yapısının evrimini belirleyen derin, endojen (iç) süreçlerin tamamını incelemek, bir bütün olarak katı Dünya'nın gelişimini belirleyen fiziksel süreçleri ve bunlara neden olan kuvvetleri incelemek. “Sismotomografi” olarak adlandırılan “Dünya'nın sismik“ iletiminin ”verileri, nihayetinde yer kabuğunun ve topografyasının yapısında değişikliklere yol açan aktif süreçlerin çok daha derinden kaynaklandığını gösterdi - alt mantoda ve hatta çekirdekle sınır, son zamanlarda ortaya çıktığı gibi çekirdek bu süreçlere katılıyor ...

Sismik tomografinin ortaya çıkışı, jeodinamiğin bir sonraki seviyeye geçişini belirledi ve 1980'lerin ortalarında, yer bilimlerinde en genç ve en umut verici yön haline gelen derin jeodinamiğe yol açtı. Yeni problemlerin çözümünde, sismotomografiye ek olarak, diğer bazı bilimler de kurtarmaya geldi: artık mineral maddenin maksimum derinliklerine karşılık gelen basınç ve sıcaklıklardaki davranışını inceleme yeteneğine sahip olan yeni ekipman sayesinde deneysel mineraloji. örtü; özellikle dünyanın farklı kabuklarındaki nadir elementlerin ve soy gazların izotoplarının dengesini inceleyen ve bunu göktaşı verileriyle karşılaştıran izotop jeokimyası; jeomanyetizma, Dünya'nın manyetik alanının tersine çevrilmesinin mekanizmasını ve nedenlerini ortaya çıkarmaya çalışmak; jeoidin şeklini açıklığa kavuşturan jeodezi (ve daha az önemli olmayan, yer kabuğunun yatay ve dikey hareketleri) ve Dünya hakkındaki bilgimizin diğer bazı dalları ...

Zaten sismotomografik çalışmaların ilk sonuçları, litosferik plakaların modern kinematiğinin sadece 300-400 km derinliğe kadar oldukça yeterli olduğunu göstermiştir ve manto maddesinin hareketinin resminin altında önemli ölçüde farklı hale gelir ...

Bununla birlikte, levha tektoniği teorisi, en azından son 3 milyar yıldır kıtaların ve okyanusların yer kabuğunun gelişimini tatmin edici bir şekilde açıklamaya devam ediyor ve levha hareketlerinin uydu ölçümleri, modern çağ için yer değiştirmelerin varlığını doğruladı.

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

Levha tektoniği teorisi çerçevesinde anlaşılmayan levha içi magmatizma olgusunu ve özellikle binaların yaşının modern aktif volkanlardan uzaklaştıkça doğal olarak arttığı lineer volkanik zincirlerin oluşumunu açıklamak için ortaya konuldu. 1963'te J. Wilson ve 1972'de G. V. Morgan tarafından doğrulandı “sıcak noktalarda” yüzeye çıkıntı yapan yükselen manto jetlerinin (Şekil 12.1, 12.5) hipotezi (“sıcak noktaların” yüzeye yerleştirilmesi kabuk ve litosferdeki zayıflamış, geçirgen bölgeler tarafından kontrol edilen modern bir “sıcak nokta”nın klasik bir örneği yaklaşık İzlanda'dır.). "Bu tüy tektoniği her yıl giderek daha popüler hale geliyor.

Plaka tektoniğinin (litosferik plakaların tektoniği) neredeyse eşit bir ortağı olur. Özellikle, derin ısının “sıcak noktalar” yoluyla uzaklaştırılmasının küresel ölçeğinin, okyanus ortası sırtlarının yayılma bölgelerindeki ısı salınımını aştığı kanıtlanmıştır ... mantonun en dibine ulaşmak ... Asıl sorun, litosferik plakaların kinematiğini kontrol eden konveksiyonun, tüylerin yükselmesine neden olan adveksiyon (yatay hareket) ile oranıdır. Prensip olarak, artık bağımsız süreçler olamazlar. Bununla birlikte, manto jetlerinin yükseldiği kanallar daha dar olduğu için, şimdiye kadar alt mantodan yükselişinin sismotomografik belirtileri yoktur.

Tüylerin durağanlığı sorunu çok önemlidir. Wilson-Morgan hipotezinin temel taşı, sublitosferik mantoda tüy köklerinin sabit bir konumu fikriydi ve modern patlama merkezlerinden uzakta olan yapıların çağında düzenli bir artışla volkanik zincirlerin oluşumunun nedeniydi. sıcak manto jetleri ile üzerlerinde hareket eden litosferik plakaların “delinmesine” ... Ancak, Hawaii tipi volkanik zincirlerin tartışılmaz çok fazla örneği yoktur ... Bu nedenle, tüy probleminde hala çok fazla belirsizliği vardır. "

jeodinamik

Jeodinamikte, kabuk ve mantoda meydana gelen karmaşık süreçlerin etkileşimi göz önünde bulundurulur. Mantonun hareketinin yukarıda açıklanandan daha karmaşık bir resmini veren jeodinamik seçeneklerden biri (Şekil 12.2), Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi E.V. 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 özetlenen kavrama göre, tüm tektonik süreçler için ana enerji kaynağı, alt mantoda meydana gelen maddenin kütleçekimsel farklılaşma sürecidir. Çekirdeğe batan alt mantonun kayasından ağır bileşenin (demir vb.) ayrılmasından sonra, “üstteki alt mantodan daha hafif bir katı karışımı kalır… Işık tabakasının yeri ağır maddenin altındaki malzeme kararsız ... malzeme periyodik olarak yaklaşık 100 km büyüklüğünde büyük bloklar halinde toplanır ve gezegenin üst katmanlarına doğru yüzer. Üst manto, Dünya'nın ömrü boyunca bu malzemeden oluşmuştur.

Alt manto, büyük olasılıkla, Dünya'nın henüz farklılaşmamış birincil maddesidir. Gezegenin evrimi sırasında, alt manto nedeniyle çekirdek ve üst manto büyür.

Büyük olasılıkla, alt mantodaki hafif malzeme bloklarının yükselmesi, malzemenin sıcaklığının büyük ölçüde arttığı ve viskozitenin keskin bir şekilde azaldığı kanallar boyunca meydana gelir (bkz. Şekil 12.6). Sıcaklıktaki bir artış, ~ 2000 km mesafedeki bir yerçekimi alanındaki hafif bir malzemenin yükselişi sırasında büyük miktarda potansiyel enerjinin salınması ile ilişkilidir. Böyle bir kanaldan geçen hafif malzeme de ~ 1000 ° miktarında güçlü bir şekilde ısınır. Bu nedenle, üst mantoya anormal şekilde ısıtılır ve çevredeki alanlara göre daha hafiftir.

Azalan yoğunluk nedeniyle, hafif malzeme 100-200 km veya daha az derinliklere kadar üst mantonun üst katmanlarına doğru yüzer. Bileşen maddelerinin erime sıcaklığı, azalan basınçla keskin bir şekilde düşer. Bu nedenle, sığ derinliklerde, çekirdek - manto sınırında birincil farklılaşmadan sonra hafif malzemenin kısmi erimesi ve yoğunlukta ikincil farklılaşma meydana gelir. Farklılaşma sırasında açığa çıkan daha yoğun maddeler üst mantonun alt kısımlarına batar ve en hafifleri yukarı doğru yüzer. Farklılaşmanın bir sonucu olarak içinde farklı yoğunluklara sahip maddelerin yeniden dağıtılmasıyla ilişkili mantodaki maddenin hareketlerine kimyasal konveksiyon denilebilir.

Hafif malzemenin alt mantodaki kanallardan yükselişi, yaklaşık 200 milyon yıllık aralıklarla periyodik olarak gerçekleşir. On milyonlarca yıl veya daha kısa bir süre boyunca yükseliş döneminde, yüksek derecede ısıtılmış hafif malzemeden oluşan büyük kütleler, hacim olarak üst manto tabakasına karşılık gelen çekirdek-manto sınırından Dünya'nın üst katmanlarına girer. birkaç on kilometre veya daha fazla kalınlığa sahip. Ancak üst mantoya hafif maddenin girmesi her yerde gerçekleşmez. Alt mantodaki kanallar birbirinden çok uzaklarda, birkaç bin kilometre mertebesinde yer almaktadır. oluşturabilirler ve lineer sistemler, kanalların birbirine daha yakın olduğu, ancak sistemlerin de birbirinden çok uzak olacağı yer. Üst mantodaki kanallardan geçen hafif malzeme, çoğunlukla dikey olarak yüzer ve yatay yönde uzun mesafelere yayılmadan kanalların üzerinde bulunan bölgeleri doldurur (bkz. Şekil 12.6). V üst kısımlar Son zamanlarda mantoyu işgal eden büyük hacimli hafif malzeme, artan elektrik iletkenliği, azaltılmış elastik dalga hızları ve artan zayıflama ile güçlü bir şekilde belirgin yüksek sıcaklık homojensizlikleri oluşturur. Enine doğrultuda süreksizliklerin yatay ölçeği ~ 1000 km...

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

Son zamanlarda çekirdek-manto sınırından yükselen büyük hafif ısıtılmış malzeme kütlelerinin astenosferde bulunduğu yerlerde, bu tabakanın viskozitesi daha da azalır ve kalınlık artar. Astenosferin üzerinde çok daha viskoz bir katman vardır - litosfer, genel olarak kabuğu ve üst mantonun üst, en soğuk ve en viskoz katmanlarını içerir... Kararlı bölgelerde litosferin kalınlığı ~ 100 km'dir ve birkaç yüz km'ye ulaşır. Astenosferin altındaki mantoda da viskozitede en az üç büyüklük mertebesinde önemli bir artış meydana gelir.

Kimyasal konveksiyon, üst mantodaki büyük madde kütlelerinin büyük hareketleri ile ilişkilidir. Bununla birlikte, mantodaki akımlar 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 rolü oynayan astenosferdeki viskozitedeki keskin bir azalmadır. Astenosferin varlığı nedeniyle, litosferin altta yatan mantodaki akımlarla viskoz etkileşimi, yüksek yoğunluklarında bile zayıf olur. Bu nedenle, yerkabuğunun ve litosferin tektonik hareketleri bu akımlarla doğrudan ilişkili değildir "[Artyushkov, s. 288-291] ve litosferin dikey ve yatay hareket mekanizmaları özel olarak ele alınmasını gerektirir.

Litosferik plakaların dikey hareketleri

Yüksek derecede ısıtılmış hafif malzemenin büyük kütlelerinin astenosfere nüfuz ettiği bölgelerde kısmen erir ve farklılaşır. Farklılaşma sırasında salınan, yukarı doğru yüzen hafif malzemenin en hafif bileşenleri, hızla astenosferden geçer ve yükselme oranlarının keskin bir şekilde azaldığı litosferin dibine ulaşır. Bu madde, bir dizi alanda, Dünya'nın üst katmanlarında anormal manto denilen kümeleri oluşturur. Kompozisyonda, sabit bölgelerde kabuğun altındaki normal mantoya kabaca karşılık gelir, ancak 1300-1500 ° 'ye kadar çok daha yüksek bir sıcaklıkta ve boyuna elastik dalgaların azaltılmış hızlarında farklılık gösterir. Artan sıcaklık nedeniyle, anormal mantonun yoğunluğu normal mantonun yoğunluğundan daha düşük çıkıyor. Litosferin altına girişi, ikincisinin izostatik yükselmesine yol açar (Arşimet yasasına göre).

Sayesinde Yüksek sıcaklık anormal mantonun viskozitesi çok düşüktür. Bu nedenle, litosfere girerek, daha önce burada bulunan astenosferin daha az ısıtılmış ve daha yoğun maddesini değiştirerek, tabanı boyunca hızla yayılır. Hareketi sırasında, anormal manto, litosfer tabanının yükseldiği alanları doldurur - tuzaklar ve litosfer tabanının derinden batık bölgelerinin etrafında akar - tuzak önleyiciler. Sonuç olarak, tuzakların üzerindeki kabuk izostatik yükselmeye maruz kalır ve anti-tuzakların üzerinde, ilk yaklaşımda sabit kalır.

Kabuğun ve mantonun üst tabakasının ~ 100 km derinliğe kadar soğuması çok yavaş gerçekleşir ve birkaç yüz milyon yıl sürer. Bu nedenle, yatay sıcaklık değişimlerinin neden olduğu litosfer kalınlığındaki homojensizlikler oldukça eylemsizdir.

Tuzak, anormal mantonun derinliklerden yükselen akışına yakın bir yerde bulunursa, onu büyük miktarlarda yakalar ve çok ısınır. Sonuç olarak, tuzağın üzerinde büyük bir dağ yapısı oluşur ... Bu şemaya göre, eski yerine katlanmış kuşaklarda epiplatform orojenez (dağ yapısı) alanında yüksek yükselmeler ortaya çıkar. yüksek dağlar yapıların yanı sıra ada yaylarında.

Eski kalkanın altında sıkışan anormal manto tabakası soğuyunca 1-2 km küçülür. Bu durumda, üzerinde bulunan kabuk çöker ve ortaya çıkan olukta tortular birikir. Ağırlıkları altında litosfer ayrıca batar. Bu şekilde oluşan tortul havzanın son derinliği 5-8 km'yi bulabilmektedir.

Kabuğun bazaltik tabakasının alt kısmındaki tuzaktaki mantonun sıkışmasıyla eş zamanlı olarak, bazaltın daha yoğun granat granülite ve eklojite bir faz dönüşümü meydana gelebilir. Aynı zamanda litosferi 1-2 km'ye kadar sıkıştırabilir ve çukur çökellerle dolduğunda 5-8 km'ye kadar su altında kalabilir.

Litosferdeki tarif edilen sıkıştırma süreçleri, ³ 10 2 milyon yıllık bir süre boyunca yavaş yavaş gelişir. Platformlarda tortul havzaların oluşumuna yol açarlar. Derinlikleri, tuzaktaki mantonun sıkışma yoğunluğu ve bazalt tabakasındaki kabuklu madde ile belirlenir ve 15-16 km'ye ulaşabilir.

Anormal mantodan gelen ısı akışı, litosferdeki üstteki mantoyu ısıtır ve viskozitesini düşürür. Bu nedenle, anormal manto, litosferde bulunan daha yoğun normal mantoyu yavaş yavaş yer değiştirir ve önemli ölçüde soğuyarak yerine kabuğa doğru girer. Τ ~ 800-900 ° C sıcaklıktaki anormal bir manto, kabuğun bazalt tabakası ile temas ettiğinde, bu tabakada ~ 1-10 milyon yıl boyunca eklojite bir faz geçişi gelişir. Eklojitin yoğunluğu mantodan daha fazladır. Bu nedenle, kabuktan ayrılır ve aşağıda bulunan astenosfere dalar. Çok inceltilmiş kabuk izostatik olarak batar (bkz. Şekil 12.6) ve önce suyla, ardından kalın bir tortu tabakasıyla dolu derin bir çöküntü belirir. Tarif edilen şemaya göre, büyük ölçüde azaltılmış kalınlıkta konsolide kabuğa sahip iç denizlerin çöküntüleri oluşur. Örnekler arasında Karadeniz Havzası ve batı Akdeniz'in derin su havzaları sayılabilir.

Hem yükselen hem de alçalan hareketler genellikle mantodan yükselen malzeme alanlarının üzerinde gelişir. Yüksek sıcaklıktaki anormal bir manto (T³1000 ° C), kalkanların ve alçak dağların altındaki tuzaklarla doldurulduğunda yüksek dağ yapıları oluşur. Τ ~ 800-900 ° C ile soğutulmuş anormal manto kabuğa nüfuz ettiğinde komşu tortul havzaların yerine iç denizler ortaya çıkar. En son aşamada oluşan yüksek dağlar ve derin çöküntülerin birleşimi şu anda Avrasya'nın Alp jeosenklinal kuşağının karakteristiğidir.

Anormal mantonun derinliklerden yükselişi, Dünya'nın çeşitli bölgelerinde meydana gelir. Tuzaklar kendilerini bu tür alanlara yakın bulurlarsa, anormal mantoyu tekrar yakalarlar ve üstlerinde bulunan bölge tekrar yükselme yaşar. Çoğu durumda, tuzak önleyiciler anormal bir manto ile çevrilidir ve altlarındaki kabuk batmaya devam eder.

Litosferik plakaların yatay hareketleri

Anormal manto okyanuslarda ve kıtalarda kabuğa ulaştığında yükselmelerin oluşması, Dünya'nın üst katmanlarında depolanan potansiyel enerjiyi arttırır. Kabuk ve anormal manto, bu fazla enerjiyi boşaltmak için kenarlara yayılma eğilimindedir. Sonuç olarak, litosferde birkaç yüz bardan birkaç kilobara kadar büyük ek gerilimler ortaya çıkar. Yerkabuğunun çeşitli tektonik hareketleri bu gerilimlerle ilişkilidir.

Okyanus tabanının genişlemesi ve kıtaların kayması, okyanus ortası sırtların eşzamanlı genişlemesi ve okyanus litosfer plakalarının mantoya batması sonucu meydana gelir. Yüksek derecede ısıtılmış anormal manto kütleleri orta sırtların altında bulunur (bkz. Şekil 12.6). Sırtların eksenel kısmında, 5-7 km'den daha kalın olmayan doğrudan kabuğun altında bulunurlar. Litosferin kalınlığı burada keskin bir şekilde azalır ve kabuğun kalınlığını geçmez. Anormal manto, artan basınç alanından - sırtın tepesinin altından yanlara doğru yayılır. Aynı zamanda, ince okyanus kabuğunu kolayca yırtar, ardından litosferdeki sırtı çevreleyen okyanus bölgelerinde bir sıkıştırma kuvveti Σ ХР ~ 10 9 bar · cm ortaya çıkar. Bu kuvvetin etkisi altında, okyanus litosferinin plakalarını sırtın ekseninden yanlara doğru hareket ettirmek mümkündür. Sırt ekseninde kabukta oluşan boşluk, anormal mantodan erimiş bazalt magma ile doldurulur. Donarken, yeni bir okyanus kabuğu oluşturur. Böylece okyanus tabanının büyümesi gerçekleşir.

Orta sırtların altındaki anormal mantonun viskozitesi, yüksek sıcaklığından dolayı büyük ölçüde azalır. Oldukça hızlı bir şekilde yayılabilir ve bu nedenle okyanus tabanının büyümesi, ortalama olarak yılda birkaç santimetreden on santimetreye kadar yüksek bir oranda gerçekleşir. Okyanus astenosferi de nispeten düşük bir viskoziteye sahiptir. ~ 10 cm / yıl litosfer plakalarının hareket hızında, okyanusların altındaki litosfer ve astenosfer arasındaki viskoz sürtünme, pratik olarak okyanus tabanının büyümesini engellemez ve litosfer tabakasındaki stresleri zayıf bir şekilde etkiler ...

Litosferik plakalar sırtlardan batık bölgelere 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.

Bir okyanusta dibin genişlemesi ve diğerinde telafi edici batma meydana geldiğinde, aralarında bulunan kıta daldırma alanına doğru sürüklenir. Kıtaların altındaki astenosferin viskozitesi, okyanusların altından çok daha yüksektir. Bu nedenle, litosfer ve kıtasal astenosfer arasındaki viskoz sürtünme, litosferin aynı okyanusta mantoya daldırılmasıyla dengelenmezse, dibin genişleme oranını azaltarak harekete karşı gözle görülür bir direnç gösterir. Sonuç olarak, örneğin, Atlantik Okyanusu'ndaki tabanın büyümesi Pasifik'tekinden birkaç kat daha yavaştır.

Kıta ve okyanus levhaları arasındaki sınırda, ikincisinin mantoya daldığı bölgede ~ 10 9 bar · cm'lik bir sıkıştırma kuvveti etki eder. Levhaların basınç gerilmeleri altında bu sınır boyunca hızlı nispi hareketi, sıklıkla tekrarlanan güçlü depremlere yol açar.Yer kabuğu ve manto hareketinin ortak nedeni, "aynı zamanda", Dünya'nın bir minimum potansiyel enerji durumuna ulaşma arzusudur. "

Litosferik plakalar- sismik ve tektonik olarak aktif fay zonları ile sınırlı, Dünya'nın litosferinin büyük katı blokları.

Plakalar, kural olarak, derin faylarla ayrılır ve mantonun viskoz tabakası boyunca birbirine göre yılda 2-3 cm hızla hareket eder. Kıtasal plakaların yakınsama noktalarında çarpışmaları meydana gelir, dağ kemerleri ... Kıtasal ve okyanusal plakalar etkileşime girdiğinde, okyanusal kabuklu plaka, kıtasal kabuklu plakanın altına itilir, bu da derin deniz hendeklerinin ve ada yaylarının oluşumuna neden olur.

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

Dünya yüzeyinin %90'ından fazlası kaplıdır 13 en büyük litosfer plakaları.

Yarık– yerkabuğunda, yatay olarak gerildiğinde (yani, ısı ve madde akışlarının ayrıldığı yerde) oluşan büyük bir yarık. Yarıklarda magma püskürüyor, yeni faylar, horstlar ve grabenler ortaya çıkıyor. Okyanus ortası sırtlar oluşuyor.

İlk kıta kayması hipotezi (yani yer kabuğunun yatay hareketi) yirminci yüzyılın başında ortaya konan A. Wegener... Buna dayanarak, litosfer teorisi veya m Bu teoriye göre, litosfer bir monolit değildir, ancak astenosfer üzerinde "yüzen" büyük ve küçük plakalardan oluşur. Litosfer plakaları arasındaki sınır bölgelerine denir. sismik kuşaklar - bunlar gezegenin en "huzursuz" bölgeleridir.

Yerkabuğu, kararlı (platformlar) ve hareketli alanlara (katlanmış alanlar - jeosenklinaller) ayrılmıştır.

- okyanus tabanındaki güçlü sualtı dağ yapıları, çoğunlukla orta konumu işgal eder. Okyanus ortası sırtların yakınında, litosferik plakalar birbirinden ayrılır ve genç bir bazaltik okyanus kabuğu ortaya çıkar. Sürece yoğun volkanizma ve yüksek sismisite eşlik ediyor.

Kıtadaki yarık bölgeleri, örneğin Doğu Afrika yarık sistemi, Baykal yarık sistemidir. Yarıklar ve okyanus ortası sırtlar, sismik aktivite ve volkanizma ile karakterize edilir.

Levha tektoniği- litosferin manto boyunca yatay olarak hareket eden büyük levhalara bölündüğünü öne süren bir hipotez. Okyanus ortası sırtların yakınında, litosferik plakalar, Dünya'nın bağırsaklarından yükselen madde nedeniyle birbirinden ayrılır ve büyür; derin deniz hendeklerinde, bir plaka diğerinin altında hareket eder ve manto tarafından emilir. Plakaların çarpışma yerlerinde katlanmış yapılar oluşur.