A Föld litoszféra lemezei hatalmas sziklák. Alapjukat erősen gyűrött gránit metamorfizált magmás kőzetek alkotják. A litoszféra lemezek nevét az alábbi cikkben adjuk meg. Felülről három-négy kilométeres "takaró" borítja őket. Üledékes kőzetekből keletkezik. A platform domborműve egyedi hegyláncokból és hatalmas síkságokból áll. Ezután a litoszféra lemezek mozgásának elméletét vizsgáljuk meg.
Egy hipotézis megjelenése
A litoszféra lemezek mozgásának elmélete a huszadik század elején jelent meg. Ezt követően jelentős szerepet szántak a bolygó feltárásában. Taylor tudós, és utána Wegener, azt a hipotézist terjesztette elő, hogy idővel a litoszféra lemezei vízszintes irányban sodródnak. A 20. század harmincas éveiben azonban ettől eltérő vélemény alakult ki. Elmondása szerint a litoszféra lemezek mozgása függőlegesen történt. Ez a jelenség a bolygó köpenyanyagának differenciálódási folyamatán alapult. Fixizmus néven vált ismertté. Ez a név annak a ténynek köszönhető, hogy egy tartósan rögzítettkéregrégiók helyzete a köpenyhez képest. Ám 1960-ban, miután felfedezték az óceánközépi gerincek globális rendszerét, amelyek az egész bolygót körülveszik, és egyes területeken a szárazföldre is kikerülnek, visszatértek a 20. század eleji hipotézishez. Az elmélet azonban új formát öltött. A blokktektonika a bolygó szerkezetét vizsgáló tudományok vezető hipotézisévé vált.
Alapok
Meghatározták, hogy nagy litoszféra lemezek vannak. Számuk korlátozott. Vannak a Földön kisebb litoszférikus lemezek is. A határok közöttük a földrengések forrásainak koncentrációja szerint húzódnak meg.
A litoszféra lemezek neve megfelel a felettük elhelyezkedő kontinentális és óceáni területeknek. Csak hét tömb van hatalmas területtel. A legnagyobb litoszféra lemezek a dél- és észak-amerikai, euro-ázsiai, afrikai, antarktiszi, csendes-óceáni és indoausztráliai.
Az asztenoszférán átúszó blokkokat szilárdság és merevség jellemzi. A fenti területek a fő litoszféra lemezek. A kezdeti elképzeléseknek megfelelően azt hitték, hogy a kontinensek átjutnak az óceán fenekén. Ugyanakkor a litoszféra lemezek mozgása láthatatlan erő hatására történt. A kutatás eredményeként kiderült, hogy a tömbök passzívan lebegnek a köpeny anyagán. Érdemes megjegyezni, hogy irányuk kezdetben függőleges. A köpenyanyag a gerinc gerince alatt emelkedik. Ezután mindkét irányban terjed. Ennek megfelelően a litoszféra lemezek eltérése tapasztalható. Ez a modell képviseliaz óceán fenekét óriási futószalagként. A felszínre az óceánközépi gerincek hasadékvidékein kerül fel. Aztán elbújik a mélytengeri árkokba.
A litoszféra lemezeinek eltérése az óceán fenekének tágulását idézi elő. A bolygó térfogata azonban ennek ellenére változatlan marad. Az a tény, hogy egy új kéreg létrejöttét kompenzálja annak felszívódása a mélytengeri árkokban lévő aláhúzódási (alátolódás) területeken.
Miért mozognak a litoszféra lemezei?
Az ok a bolygó köpenyanyagának termikus konvekciója. A litoszféra megnyúlik és megemelkedett, ami a konvektív áramlatokból felszálló ágak felett következik be. Ez provokálja a litoszféra lemezek oldalra mozgását. Ahogy a platform eltávolodik az óceánközépi hasadékoktól, a platform tömörödik. Nehezedik, felülete lesüllyed. Ez magyarázza az óceán mélységének növekedését. Ennek eredményeként a platform mélytengeri árkokba süllyed. Ahogy a fűtött köpenyből származó felfelé irányuló áramlás csökken, lehűl és lesüllyed, és üledékkel teli medencéket képez.
A litoszféra lemezek ütközési zónái olyan területek, ahol a kéreg és a platform összenyomódik. Ebben a tekintetben az első ereje nő. Ennek eredményeként megindul a litoszféra lemezek felfelé mozgása. Hegyek kialakulásához vezet.
Kutatás
A vizsgálat ma geodéziai módszerekkel történik. Lehetővé teszik azt a következtetést, hogy a folyamatok folyamatosak és mindenütt jelen vannak. kiderülneklitoszféra lemezek ütközési zónáit is. Az emelési sebesség akár több tíz milliméter is lehet.
A vízszintes nagy litoszféra lemezek valamivel gyorsabban lebegnek. Ebben az esetben a sebesség akár tíz centiméter is lehet az év során. Így például Szentpétervár már egy méterrel emelkedett fennállásának teljes ideje alatt. Skandináv-félsziget - 250 m 25 000 év alatt. A köpeny anyaga viszonylag lassan mozog. Ennek következtében azonban földrengések, vulkánkitörések és egyéb jelenségek következnek be. Ebből arra következtethetünk, hogy az anyagmozgató ereje nagy.
A lemezek tektonikus helyzetének felhasználásával a kutatók számos geológiai jelenséget megmagyaráznak. Ugyanakkor a vizsgálat során kiderült, hogy a platformmal lezajló folyamatok összetettsége sokkal nagyobb, mint amilyennek a hipotézis felmerülésének legelején látszott.
A lemeztektonika nem tudta megmagyarázni a deformációk és mozgások intenzitásának változásait, a mélytörések globális stabil hálózatának jelenlétét és néhány más jelenséget. Nyitott marad az akció történelmi kezdetének kérdése is. A lemeztektonikai folyamatokra utaló közvetlen jelek már a késő proterozoikum óta ismertek. Számos kutató azonban felismeri, hogy az őskori vagy a korai proterozoikumból származnak.
A kutatási lehetőségek bővítése
A szeizmikus tomográfia megjelenése e tudomány minőségileg új szintre való átmenetéhez vezetett. A múlt század nyolcvanas éveinek közepén a mélygeodinamika lett a legígéretesebb ésfiatal irányt az összes létező geotudományból. Az új problémák megoldása azonban nemcsak szeizmikus tomográfia segítségével történt. Más tudományok is segítségükre voltak. Ide tartozik különösen a kísérleti ásványtan.
Az új berendezések elérhetőségének köszönhetően lehetővé vált az anyagok viselkedésének tanulmányozása a maximálisnak megfelelő hőmérsékleten és nyomáson a köpeny mélyén. A vizsgálatok során az izotópgeokémiai módszereket is alkalmazták. Ez a tudomány különösen a ritka elemek izotópegyensúlyát, valamint a különféle földi héjakban lévő nemesgázokat vizsgálja. Ebben az esetben a mutatókat összehasonlítják a meteoritadatokkal. A geomágnesesség módszereit alkalmazzák, amelyek segítségével a tudósok megpróbálják feltárni a mágneses tér megfordulásának okait és mechanizmusát.
Modern festészet
A platformtektonikai hipotézis továbbra is kielégítően magyarázza az óceánok és kontinensek kéregének fejlődési folyamatát legalább az elmúlt három milliárd évben. Ugyanakkor vannak műholdas mérések, amelyek szerint beigazolódik, hogy a Föld fő litoszféra lemezei nem állnak egy helyben. Ennek eredményeként egy bizonyos kép rajzolódik ki.
A bolygó keresztmetszetében három legaktívabb réteg található. Mindegyik vastagsága több száz kilométer. Feltételezhető, hogy a globális geodinamikában a főszerep nekik van kijelölve. 1972-ben Morgan alátámasztotta Wilson 1963-ban feltett hipotézisét a felszálló köpenysugárral kapcsolatban. Ez az elmélet megmagyarázta a lemezen belüli mágnesesség jelenségét. A kapott csóvaa tektonika idővel egyre népszerűbb.
Geodinamika
Segítségével a köpenyben és a kéregben végbemenő, meglehetősen összetett folyamatok kölcsönhatását veszik figyelembe. Artyushkov „Geodinamika” című munkájában megfogalmazott koncepciójával összhangban az anyag gravitációs differenciálódása a fő energiaforrás. Ez a folyamat az alsó köpenyben látható.
Miután a nehéz komponensek (vas stb.) leváltak a kőzetről, könnyebb szilárdanyag-tömeg marad vissza. Leszáll a magba. A könnyebb réteg elhelyezkedése a nehéz alatt instabil. Ebben a tekintetben a felhalmozódó anyagot időszakonként meglehetősen nagy tömbökbe gyűjtik, amelyek a felső rétegekbe úsznak. Az ilyen képződmények mérete körülbelül száz kilométer. Ez az anyag volt az alapja a Föld felső köpenyének kialakulásának.
Az alsó réteg valószínűleg differenciálatlan elsődleges anyag. A bolygó evolúciója során az alsó köpenynek köszönhetően a felső köpeny nő, a mag pedig növekszik. Valószínűbb, hogy a csatornák mentén az alsó köpenyben könnyű anyagtömbök emelkednek fel. Ezekben a tömeg hőmérséklete meglehetősen magas. Ugyanakkor a viszkozitás jelentősen csökken. A hőmérséklet növekedését elősegíti, hogy nagy mennyiségű potenciális energia szabadul fel az anyagnak a gravitációs tartományba történő felemelése során, körülbelül 2000 km távolságban. Az ilyen csatorna mentén történő mozgás során a könnyű tömegek erős felmelegedése következik be. Ebben a tekintetben az anyag kellően magasan lép be a köpenybehőmérséklet és lényegesen könnyebb, mint a környező elemek.
A csökkentett sűrűség miatt a könnyű anyag 100-200 kilométer vagy annál kisebb mélységig lebeg a felső rétegekbe. A nyomás csökkenésével az anyag komponenseinek olvadáspontja csökken. A "mag-köpeny" szintű elsődleges differenciálás után következik be a másodlagos. Kis mélységben a könnyű anyag részben olvadásnak van kitéve. A differenciálódás során sűrűbb anyagok szabadulnak fel. A felső köpeny alsó rétegeibe süllyednek. A kiemelkedõ könnyebb alkatrészek ennek megfelelõen emelkednek.
A köpenyben lévő anyagok mozgásának komplexét, amely a differenciálódás eredményeként eltérő sűrűségű tömegek újraeloszlásával jár együtt, kémiai konvekciónak nevezzük. A fénytömegek növekedése körülbelül 200 millió éves időközönként következik be. Ugyanakkor a felső köpenybe való behatolás nem mindenhol figyelhető meg. Az alsó rétegben a csatornák egymástól kellően nagy távolságra (akár több ezer kilométerre) helyezkednek el.
Emelőblokkok
Mint fentebb említettük, azokban a zónákban, ahol nagy tömegű, könnyű hevített anyag kerül az asztenoszférába, annak részleges olvadása és differenciálódása következik be. Az utóbbi esetben az összetevők szétválását és az azt követő felemelkedésüket fel kell jegyezni. Gyorsan áthaladnak az asztenoszférán. Amikor elérik a litoszférát, sebességük csökken. Egyes területeken az anyag rendellenes köpeny halmozódását képezi. Általában a bolygó felső rétegeiben fekszenek.
Anomális köpeny
Összetétele megközelítőleg megfelel a normál köpenyanyagnak. A rendellenes felhalmozódás közötti különbség a magasabb hőmérséklet (akár 1300-1500 fok) és a rugalmas longitudinális hullámok csökkentett sebessége.
Az anyag litoszféra alá kerülése izosztatikus emelkedést vált ki. A megemelkedett hőmérséklet miatt az anomális klaszter sűrűsége kisebb, mint a normál köpenyé. Ezenkívül a kompozíció enyhe viszkozitást mutat.
A litoszférába való belépés során a rendellenes köpeny meglehetősen gyorsan eloszlik a talpon. Ugyanakkor kiszorítja az asztenoszféra sűrűbb és kevésbé felmelegedett anyagát. A mozgás során az anomális felhalmozódás kitölti azokat a területeket, ahol a platform talpa megemelt állapotban van (csapdák), és a mélyen elmerült területeken körbefolyik. Ennek eredményeként az első esetben izosztatikus emelkedés figyelhető meg. Az elmerült területek felett a kéreg stabil marad.
Csapdák
A felső köpenyréteg és a kéreg körülbelül száz kilométeres mélységig történő lehűlése lassú. Általában több száz millió évbe telik. Ebben a tekintetben a litoszféra vastagságának inhomogenitása, amelyet a vízszintes hőmérsékleti különbségek magyaráznak, meglehetősen nagy tehetetlenséggel bírnak. Abban az esetben, ha a csapda nem messze van a mélységből származó rendellenes felhalmozódás felfelé irányuló áramlásától, az anyag nagy mennyiségét nagyon felhevítve rögzítik. Ennek eredményeként egy meglehetősen nagy hegyi elem képződik. Ennek a sémának megfelelően nagy emelkedések fordulnak elő a területenepiplatform orogeny összehajtott övekben.
Folyamatok leírása
A csapdában a rendellenes réteg 1-2 kilométerrel összenyomódik a lehűlés során. A tetején található kéreg bemerül. A kialakult vályúban elkezd felhalmozódni a csapadék. Nehézségük hozzájárul a litoszféra még nagyobb süllyedéséhez. Ennek eredményeként a medence mélysége 5-8 km lehet. Ugyanakkor a baz altréteg alsó részén a köpeny tömörödése során a kéregben a kőzet fázisátalakulása eklogittá és gránátgranulittá figyelhető meg. Az anomális anyagot elhagyó hőáram hatására a fedő köpeny felmelegszik, viszkozitása csökken. Ebben a tekintetben a normál klaszter fokozatos eltolódása tapasztalható.
Vízszintes eltolások
Amikor a kontinenseken és az óceánokon a rendellenes köpeny kérgét elérő folyamatában kiemelkedések jönnek létre, a bolygó felső rétegeiben tárolt potenciális energia megnő. A felesleges anyagok kiürítéséhez hajlamosak oldalra oszlani. Ennek eredményeként további feszültségek keletkeznek. A lemezek és a kéreg különböző mozgástípusaihoz kapcsolódnak.
Az óceánfenék tágulása és a kontinensek lebegtetése a gerincek egyidejű tágulásának és a platform köpenybe süllyedésének az eredménye. Az első alatt nagy tömegű, erősen hevített rendellenes anyag található. Ezeknek a gerinceknek a tengelyirányú részében az utóbbi közvetlenül a kéreg alatt található. A litoszféra itt sokkal kisebb vastagságú. Ugyanakkor az anomális köpeny a magas nyomású területen terjed - mindkettőbenoldalain a gerinc alól. Ugyanakkor meglehetősen könnyen megtöri az óceán kérgét. A rés tele van baz altos magmával. Az viszont kiolvad a rendellenes köpenyből. A magma megszilárdulása során új óceáni kéreg képződik. Így nő az alsó rész.
Folyamatfunkciók
A középső gerincek alatt a rendellenes köpeny viszkozitása csökkent a megnövekedett hőmérséklet miatt. Az anyag elég gyorsan képes terjedni. Ennek eredményeként a fenék növekedése fokozott ütemben történik. Az óceáni asztenoszféra viszkozitása is viszonylag alacsony.
A Föld fő litoszféra lemezei a hegygerincekről lebegnek a merülési helyekre. Ha ezek a területek ugyanabban az óceánban vannak, akkor a folyamat viszonylag nagy sebességgel megy végbe. Ez a helyzet ma jellemző a Csendes-óceánra. Ha a fenék tágulása és a süllyedés különböző területeken történik, akkor a köztük lévő kontinens a mélyülés irányába sodródik. A kontinensek alatt az asztenoszféra viszkozitása magasabb, mint az óceánok alatt. Az így létrejövő súrlódás miatt jelentős mozgási ellenállás alakul ki. Ennek eredményeként a fenék tágulásának üteme csökken, ha nincs kompenzáció a köpeny süllyedésére ugyanazon a területen. Így a növekedés a Csendes-óceánon gyorsabb, mint az Atlanti-óceánon.
