암석권 판– 지진 및 구조적으로 활동적인 단층 구역으로 둘러싸인 지구 암석권의 크고 단단한 블록입니다.

일반적으로 판은 깊은 단층으로 분리되어 있으며 연간 2-3cm의 속도로 맨틀의 점성 층을 통해 서로 이동합니다. 대륙판이 수렴하는 곳에서는 충돌하여 형성됩니다. 산악지대 . 대륙판과 해양판이 상호작용할 때 해양지각이 있는 판이 대륙지각이 있는 판 아래로 밀려나면서 심해 해구와 호상섬이 형성됩니다.

암석권 판의 움직임은 맨틀의 물질 움직임과 관련이 있습니다. 맨틀의 특정 부분에는 깊은 곳에서 행성 표면으로 상승하는 강력한 열과 물질 흐름이 있습니다.

지구 표면의 90% 이상이 덮여있습니다. 13 -번째로 큰 암석권 판.

지구– 지각이 수평으로 늘어나는 동안(즉, 열과 물질의 흐름이 갈라지는 곳) 형성된 지각의 거대한 균열입니다. 균열에서는 마그마가 유출되고, 새로운 단층, 호르스트, 그래벤이 발생합니다. 중앙해령이 형성됩니다.

첫 번째 대륙이동설 (즉, 지각의 수평 이동)은 20세기 초에 제시되었습니다. A. 베게너. 그것을 기반으로 만들어졌습니다. 암석권 이론 t. 이 이론에 따르면 암석권은 단일체가 아니라 연약권 위에 "떠 있는" 크고 작은 판으로 구성됩니다. 암석권 판 사이의 경계 영역을 호출합니다. 지진 벨트 - 이곳은 지구상에서 가장 "불안한" 지역입니다.

지각은 안정(플랫폼) 영역과 이동 영역(접힌 영역-지동선)으로 구분됩니다.

- 해저 내의 강력한 수중 산 구조물로, 대부분 중간 위치를 차지합니다. 중앙해령 근처에서는 암석권 판이 분리되고 어린 현무암 해양 지각이 나타납니다. 이 과정에는 강렬한 화산 활동과 높은 지진이 동반됩니다.

대륙 균열 지대는 예를 들어 동아프리카 리프트 시스템, 바이칼 리프트 시스템입니다. 중앙해령과 같은 열곡은 지진 활동과 화산 활동이 특징입니다.

판구조론- 암석권이 맨틀을 통해 수평으로 이동하는 큰 판으로 나누어져 있다는 가설입니다. 중앙해령 근처에서 암석권 판은 지구의 창자에서 나오는 물질로 인해 떨어져 나가고 성장합니다. 심해 해구에서는 한 판이 다른 판 아래로 이동하여 맨틀에 흡수됩니다. 판이 충돌하는 곳에 접힌 구조가 형성됩니다.

특정 비율의 판으로 이루어진 특징적인 지질 구조입니다. 동일한 지구역학적 환경에서 동일한 유형의 지각, 마그마, 지진 및 지구화학적 과정이 발생합니다.

이론의 역사

20세기 초 지질학 이론의 기초는 수축 가설이었다. 지구는 구운 사과처럼 식고 그 위에 산맥의 형태로 주름이 나타납니다. 이러한 아이디어는 접힌 구조물에 대한 연구를 기반으로 만들어진 지리동기선 이론에 의해 개발되었습니다. 이 이론은 수축 가설에 등방성의 원리를 추가한 James Dana에 의해 공식화되었습니다. 이 개념에 따르면 지구는 화강암(대륙)과 현무암(해양)으로 구성되어 있습니다. 지구가 수축하면 해양 분지에서 접선 방향의 힘이 발생하여 대륙을 압박합니다. 후자는 산맥으로 솟아오른 다음 무너집니다. 파괴로 인해 생성된 물질은 함몰된 부분에 쌓입니다.

또한 베게너는 지구물리학적, 측지학적 증거를 찾기 시작했습니다. 그러나 당시에는 이러한 과학의 수준이 대륙의 현대적 움직임을 기록하기에는 분명히 충분하지 않았습니다. 1930년 베게너는 그린란드 탐험 중 사망했지만, 그가 죽기 전에 그는 이미 과학계가 그의 이론을 받아들이지 않는다는 것을 알고 있었습니다.

처음에는 대륙이동설과학계에서는 호평을 받았으나 1922년 몇몇 유명 전문가들로부터 심한 비판을 받았습니다. 이론에 대한 주요 주장은 판을 움직이는 힘에 대한 문제였습니다. 베게너는 대륙이 해저의 현무암을 따라 이동한다고 믿었지만 이를 위해서는 엄청난 힘이 필요했으며 누구도 이 힘의 근원을 밝힐 수 없었습니다. 코리올리 힘, 조수 현상 등이 판 이동의 원인으로 제안되었지만 가장 간단한 계산에 따르면 이들 모두 거대한 대륙 블록을 이동하는 데는 절대적으로 불충분한 것으로 나타났습니다.

베게너 이론의 비평가들은 대륙을 움직이는 힘의 문제에 초점을 맞추었고 이론을 확실하게 뒷받침하는 많은 사실을 모두 무시했습니다. 본질적으로 그들은 새로운 개념이 무력한 단일 문제를 발견했으며 건설적인 비판 없이 주요 증거를 거부했습니다. 알프레드 베게너(Alfred Wegener)가 사망한 후 대륙이동설은 거부되어 비주류 과학이 되었고, 대부분의 연구는 지동사선 이론의 틀 내에서 계속해서 수행되었습니다. 사실, 그녀는 또한 대륙에 동물이 정착한 역사에 대한 설명을 찾아야 했습니다. 이것이 그들이 발명된 이유이다 육교, 대륙을 연결하지만 바다 깊은 곳으로 떨어졌습니다. 이것은 아틀란티스 전설의 또 다른 탄생이었습니다. 일부 과학자들이 세계 당국의 판결을 인정하지 않고 계속해서 대륙 이동의 증거를 찾았다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 탁두투아(Tak du Toit) 알렉산더 뒤 투아)는 힌두스탄판과 유라시아판의 충돌로 히말라야 산맥이 형성되는 것을 설명했다.

상당한 수평 운동의 부재를 지지하는 고정주의자와 대륙이 여전히 움직이고 있다고 주장하는 동원주의자 사이의 부진한 투쟁은 새로운 힘해저 연구를 통해 지구라고 불리는 “기계”에 대한 단서를 밝혀낸 1960년대에 폭발했습니다.

1960년대 초에 해저 구호 지도가 작성되었는데, 이를 통해 중앙 해령이 바다 중앙에 위치하며 퇴적물로 뒤덮인 심해 평야 위로 1.5~2km 솟아 있음을 알 수 있습니다. 이 데이터는 R. Dietz를 허용했습니다. (영어)러시아인그리고 G. 헤소우 (영어)러시아인-1963년에 확산 가설을 제시했습니다. 이 가설에 따르면 맨틀에서는 약 1cm/년의 속도로 대류가 발생합니다. 대류 세포의 상승 가지들은 중앙 해령 아래 맨틀 물질을 운반하며, 이는 300~400년마다 해령 축 부분의 해저를 갱신합니다. 대륙은 해양 지각 위에 떠다니지 않고 맨틀을 따라 이동하며 암석권 판에 수동적으로 "접합"됩니다. 확산의 개념에 따르면, 해양 분지는 변덕스럽고 불안정한 구조인 반면, 대륙은 안정적입니다.

해저 연령(빨간색은 어린 지각에 해당)

이 같은 추진력(키 차이)에 따라 탄성 정도가 결정됩니다. 수평 압축지각에 대한 흐름의 점성 마찰력에 의해 지각. 이 압축의 크기는 맨틀 흐름의 상승 영역에서 작고 흐름의 하강 위치에 접근함에 따라 증가합니다(상승 위치에서 방향으로 고정된 단단한 지각을 통해 압축 응력이 전달되기 때문에). 흐름의 하강 장소로). 하강 흐름 위에서는 크러스트의 압축력이 너무 커서 때때로 크러스트의 강도가 초과되고(강도가 가장 낮고 응력이 가장 높은 영역에서) 크러스트의 비탄성(소성, 취성) 변형이 발생합니다. - 지진. 동시에 히말라야와 같은 산맥 전체가 지각이 변형되는 곳에서 (여러 단계에 걸쳐) 압착됩니다.

소성(취성) 변형 중에 응력(지진 발생원과 주변 환경의 압축력)은 매우 빠르게 감소합니다(지진 중 지각 변위 속도로). 그러나 비탄성 변형이 끝난 직후에는 점성 맨틀 흐름의 매우 느린 움직임으로 인해 지진으로 인해 중단된 매우 느린 응력 증가(탄성 변형)가 계속되어 다음 지진에 대한 준비 주기가 시작됩니다.

따라서 판의 움직임은 점성이 매우 높은 마그마에 의해 지구 중앙 영역에서 열이 전달된 결과입니다. 이 경우 열에너지의 일부가 기계적인 작업마찰력을 극복하기 위해 지구의 지각을 통과한 부분이 주변 공간으로 방출됩니다. 따라서 우리 행성은 어떤 의미에서는 열기관입니다.

이유에 대해서는 고온지구 내부에 대해서는 몇 가지 가설이 있습니다. 20세기 초에는 이 에너지가 방사성이라는 가설이 인기를 끌었습니다. 이는 우라늄, 칼륨 및 기타 방사성 원소의 농도가 매우 높은 것으로 나타난 상부 지각의 구성 추정에 의해 확인 된 것으로 보였지만 나중에 지각 암석의 방사성 원소 함량이 완전히 불충분하다는 것이 밝혀졌습니다. 관찰된 깊은 열 흐름을 제공합니다. 그리고 지각하 물질(해저 현무암과 조성이 가까운)에 있는 방사성 원소의 함량은 무시할 수 있다고 말할 수 있습니다. 그러나 이는 충분히 배제되지 않는다. 고함량행성의 중심 지역에서 열을 발생시키는 무거운 방사성 원소.

또 다른 모델은 지구의 화학적 분화에 의한 가열을 설명합니다. 이 행성은 원래 규산염과 금속 물질의 혼합물이었습니다. 그러나 행성의 형성과 동시에 별도의 껍질로의 분화가 시작되었습니다. 더 조밀함 금속 부분행성의 중심을 향해 돌진했고 규산염은 상부 껍질에 집중되었습니다. 동시에 계의 위치에너지는 감소하여 열에너지로 변환되었다.

다른 연구자들은 초기 행성 표면에 운석이 충돌하는 동안 강착의 결과로 행성의 가열이 발생했다고 믿습니다. 천체. 이 설명은 의심스럽습니다. 강착 중에 열이 거의 표면으로 방출되어 지구의 중앙 지역이 아닌 우주로 쉽게 빠져나갔습니다.

보조 힘

열 대류의 결과로 발생하는 점성 마찰력은 판의 움직임에 결정적인 역할을 하지만, 이에 더해 더 작지만 중요한 다른 힘도 판에 작용합니다. 이것은 아르키메데스의 힘으로, 더 무거운 맨틀 표면에 더 가벼운 지각이 떠다니는 것을 보장합니다. 달과 태양의 중력 영향(지구로부터 서로 다른 거리에 있는 지점에 대한 중력 영향의 차이)으로 인해 발생하는 조석력. 이제 달의 인력으로 인해 발생하는 지구상의 조석 "혹"은 평균 약 36cm입니다. 이전에는 달이 더 가까웠고 이로 인해 맨틀이 크게 변형되었습니다. 예를 들어, Io(목성의 달)에서 관찰되는 화산 활동은 정확하게 이러한 힘에 의해 발생합니다. Io의 조수는 약 120m이며 지구 표면의 여러 부분에서 대기압의 변화로 인해 발생하는 힘도 있습니다. 압력은 종종 3% 정도 변하는데, 이는 0.3m 두께의 연속적인 물층(또는 최소 10cm 두께의 화강암)에 해당합니다. 더욱이 이러한 변화는 수백 킬로미터 너비의 구역에서 발생할 수 있는 반면, 조석력의 변화는 수천 킬로미터 거리에서 더 원활하게 발생합니다.

발산 경계 또는 판 경계

이는 반대 방향으로 움직이는 판 사이의 경계입니다. 지구의 지형에서는 이러한 경계가 균열로 표현되는데, 여기서 인장 변형이 우세하고 지각의 두께가 감소하며 열 흐름이 최대가 되고 활발한 화산 활동이 일어납니다. 그러한 경계가 대륙에 형성되면 대륙 균열이 형성되고 나중에 중앙에 해양 균열이 있는 해양 분지로 바뀔 수 있습니다. 해양 열곡에서는 확산의 결과로 새로운 해양 지각이 형성됩니다.

바다 균열

중앙해령의 구조도

해양 지각에서는 열곡이 중앙해령의 중앙 부분에 국한되어 있습니다. 그 안에 새로운 해양 지각이 형성됩니다. 총 길이는 60,000km가 넘습니다. 그들은 깊은 열의 상당 부분과 용해된 원소를 바다로 운반하는 많은 것과 연관되어 있습니다. 고온 발생원을 흑연이라고 하며 상당량의 비철금속 매장량이 이와 관련되어 있습니다.

대륙 균열

대륙이 여러 부분으로 분열되는 것은 균열의 형성으로 시작됩니다. 지각이 얇아지고 떨어져 움직이며, 마그마 현상이 시작됩니다. 일련의 단층에 의해 제한되는 약 수백 미터 깊이의 확장된 선형 함몰이 형성됩니다. 그 후 두 가지 시나리오가 가능합니다. 열곡의 확장이 멈추고 퇴적암으로 채워져 금강으로 변하거나 대륙이 계속 떨어져 이동하고 그 사이에서 이미 전형적인 해양 열곡에서 해양 지각이 형성되기 시작합니다. .

수렴 경계

수렴 경계는 판이 충돌하는 경계입니다. 세 가지 옵션이 가능합니다(수렴 플레이트 경계):

1. 해양판과 대륙판. 해양 지각은 대륙 지각보다 밀도가 높으며 섭입대에서 대륙 아래로 가라앉습니다.
2. 해양판과 해양판. 이 경우 판 중 하나가 다른 판 아래로 기어 들어가고 섭입 구역도 형성되며 그 위에 섬호가 형성됩니다.
3. 대륙판과 대륙판. 충돌이 발생하고 강력한 접힌 영역이 나타납니다. 전형적인 예는 히말라야입니다.

드물게 해양지각이 대륙지각 위로 밀려나는 경우가 있습니다. 이 과정 덕분에 키프로스, 뉴칼레도니아, 오만 등의 오피올라이트가 탄생했습니다.

섭입대는 해양 지각을 흡수하여 중앙 해양 능선의 모습을 보상합니다. 지각과 맨틀 사이의 매우 복잡한 상호 작용 과정이 발생합니다. 따라서 해양 지각은 대륙 지각 블록을 맨틀 안으로 끌어당길 수 있으며, 맨틀은 밀도가 낮기 때문에 다시 지각으로 발굴됩니다. 이것이 현대 지질학 연구의 가장 인기 있는 대상 중 하나인 초고압의 변성 복합체가 발생하는 방식입니다.

대부분의 현대 섭입대는 태평양 주변을 따라 위치하여 태평양 불의 고리를 형성합니다. 판 수렴대에서 일어나는 과정은 지질학에서 가장 복잡한 과정으로 간주됩니다. 그것은 다양한 기원의 블록을 혼합하여 새로운 대륙 지각을 형성합니다.

활성 대륙 마진

활성 대륙 마진

해양지각이 대륙 아래로 섭입하는 곳에서 활동적인 대륙 가장자리가 발생합니다. 이러한 지구역학적 상황의 기준이 고려된다. 서안남아메리카, 흔히들 불린다. 안데스일종의 대륙마진. 활발한 대륙 가장자리는 수많은 화산과 일반적으로 강력한 마그마티즘이 특징입니다. 용융물에는 해양 지각, 그 위의 맨틀, 하부 대륙 지각의 세 가지 구성 요소가 있습니다.

활동적인 대륙 경계 아래에는 해양판과 대륙판 사이에 활발한 기계적 상호작용이 있습니다. 해양 지각의 속도, 연령 및 두께에 따라 여러 평형 시나리오가 가능합니다. 판이 천천히 움직이고 상대적으로 저전력, 그러면 대륙은 퇴적층 덮개를 긁어냅니다. 퇴적암은 강렬한 주름으로 부서지고 변성되어 대륙 지각의 일부가 됩니다. 결과 구조는 다음과 같습니다. 추가 쐐기. 섭입판의 속도가 빠르고 퇴적층이 얇은 경우 해양지각은 대륙의 바닥을 지워 맨틀 안으로 끌어당깁니다.

섬호

섬 호

호섬은 섭입대 위의 화산섬 사슬로, 해양판이 다른 해양판 아래로 섭입하는 곳에서 발생합니다. 전형적인 현대 호형 섬에는 알류샨 열도, 쿠릴 열도, 마리아나 제도 및 기타 여러 군도가 포함됩니다. 일본열도는 흔히 호섬이라고도 불리지만, 그 기초는 매우 오래되었으며 실제로는 서로 다른 시기에 여러 호섬복합체로 형성되었으므로 일본열도는 작은 대륙입니다.

두 개의 해양판이 충돌할 때 섬 호가 형성됩니다. 이 경우 판 중 하나가 바닥에 닿아 맨틀에 흡수됩니다. 섬 호형 화산은 상부 판에 형성됩니다. 아일랜드 호의 곡선 면은 흡수된 판을 향합니다. 이쪽에는 심해 해구및 아크 전 편향.

섬호 뒤에는 백호분지(대표적인 예: 오호츠크해, 남중국해 등)가 있는데, 이 곳에서도 확산이 일어날 수 있다.

대륙충돌

대륙의 충돌

대륙판의 충돌로 인해 지각이 붕괴되고 산맥이 형성됩니다. 충돌의 예로는 테티스해(Tethys Ocean)가 폐쇄되고 힌두스탄과 아프리카의 유라시아판과 충돌하여 형성된 알파인-히말라야 산맥이 있습니다. 결과적으로 히말라야에서는 지각의 두께가 70km에 이릅니다. 이것은 불안정한 구조이며 표면 및 지각 침식에 의해 집중적으로 파괴됩니다. 두께가 급격히 증가한 지각에서는 화강암이 변성된 퇴적암과 화성암에서 제련됩니다. 이것이 Angara-Vitimsky 및 Zerendinsky와 같은 가장 큰 저반이 형성된 방법입니다.

경계 변환

판이 평행한 경로로 이동하지만 속도가 다른 곳에서는 변환 단층이 발생합니다. 이는 바다에 널리 퍼져 있고 대륙에서는 드물게 발생하는 거대한 전단 단층입니다.

변환 결함

바다에서 변환 단층은 중앙해령(MOR)에 수직으로 뻗어 있으며 평균 400km 너비의 세그먼트로 나뉩니다. 능선 부분 사이에는 변환 결함의 활성 부분이 있습니다. 이 지역에서는 지진과 산 건설이 지속적으로 발생합니다. 단층 주변에는 추력, 접힘 및 그래벤과 같은 수많은 깃털 구조가 형성됩니다. 결과적으로 맨틀 암석은 단층대에 노출되는 경우가 많습니다.

MOR 세그먼트의 양쪽에는 변환 오류의 비활성 부분이 있습니다. 활동적인 움직임은 없지만 중앙 함몰이 있는 선형 융기에 의해 해저 지형에서 명확하게 표현됩니다.

변환 결함은 일반 네트워크를 형성하며 분명히 우연히 발생하는 것이 아니라 객관적인 물리적 이유 때문에 발생합니다. 수치 모델링 데이터, 열물리학적 실험, 지구물리학적 관측을 결합하여 맨틀 대류가 3차원 구조를 가지고 있음을 알아낼 수 있었습니다. MOR의 주요 흐름 외에도 흐름 상부의 냉각으로 인해 대류 셀에서 세로 흐름이 발생합니다. 이 냉각된 물질은 맨틀 흐름의 주요 방향을 따라 아래로 흘러내립니다. 변환 단층은 이 2차 하강 흐름 구역에 위치합니다. 이 모델은 열 흐름에 대한 데이터와 잘 일치합니다. 열 흐름의 감소는 변환 결함 위에서 관찰됩니다.

대륙 이동

대륙의 충돌-슬립 판 경계는 상대적으로 드뭅니다. 아마도 이러한 유형의 경계 중 현재 활동 중인 유일한 사례는 북아메리카 판과 태평양 판을 분리하는 산안드레아스 단층일 것입니다. 800마일 길이의 산 안드레아스 단층은 지구상에서 가장 지진이 활발한 지역 중 하나입니다. 판은 연간 0.6cm씩 서로 상대적으로 움직이고, 규모 6단위 이상의 지진은 평균 22년에 한 번씩 발생합니다. 샌프란시스코 시와 샌프란시스코 베이 지역의 대부분은 이 단층 근처에 건설되었습니다.

플레이트 내 공정

판 구조론의 첫 번째 공식은 화산 활동과 지진 현상이 판 경계를 따라 집중되어 있다고 주장했지만, 특정 구조 및 마그마 과정이 판 내에서도 발생한다는 것이 곧 분명해졌으며 이는 또한 이 이론의 틀 내에서 해석되었습니다. 내부판 공정 중 특별한 장소일부 지역에서는 소위 핫스팟(hotspot)이라 불리는 장기간의 현무암 마그마즘 현상이 차지하고 있습니다.

핫스팟

바다 밑바닥에는 수많은 화산섬이 있습니다. 그들 중 일부는 연령이 연속적으로 변하는 체인에 위치하고 있습니다. 그러한 수중 능선의 전형적인 예는 Hawaiian Underwater Ridge입니다. 그것은 하와이 제도의 형태로 바다 표면 위로 솟아 있으며, 그로부터 지속적으로 나이가 증가하는 해산 사슬이 북서쪽으로 뻗어 있으며 그 중 일부는 예를 들어 미드웨이 환초가 표면으로 올라옵니다. 하와이에서 약 3000km 떨어진 곳에 있는 이 사슬은 약간 북쪽으로 방향을 바꾸며 임페리얼 능선(Imperial Ridge)이라고 불립니다. 그것은 알류샨 열도 앞의 심해 해구에서 차단됩니다.

이 놀라운 구조를 설명하기 위해 하와이 제도 아래에 뜨거운 지점이 있다고 제안되었습니다. 이곳은 뜨거운 맨틀 흐름이 표면으로 올라와 그 위로 이동하는 해양 지각을 녹이는 곳입니다. 현재 지구에는 그러한 지점이 많이 설치되어 있습니다. 이를 일으키는 맨틀 흐름을 깃털이라고 합니다. 어떤 경우에는 깃털 물질의 기원이 핵-맨틀 경계까지 매우 깊다고 가정합니다.

핫스팟 가설 역시 이의를 제기한다. 따라서 논문에서 Sorokhtin과 Ushakov는 이것이 맨틀의 일반적인 대류 모델과 양립할 수 없다고 생각하고 또한 하와이 화산에서 방출된 마그마가 상대적으로 차갑고 단층 아래 약권의 온도가 증가했음을 나타내지 않는다는 것을 나타냅니다. “이와 관련하여 D. Tarcott와 E. Oxburgh(1978)의 가설은 유익합니다. 이에 따르면 뜨거운 맨틀 표면을 따라 움직이는 암석권 판은 지구 회전 타원체의 가변 곡률에 적응해야 합니다. . 그리고 암석권 판의 곡률 반경은 미미하게(1% 미만) 변하지만, 변형으로 인해 큰 판 몸체에 수백 막대 정도의 과도한 인장 또는 전단 응력이 나타납니다.”

함정과 해양 고원

장기적인 열점 외에도 때때로 판 내부에서 막대한 양의 용융물이 쏟아져 나오는 경우가 있는데, 이는 대륙과 해양의 해양 고원에 함정을 형성합니다. 이러한 유형의 마그마티즘의 특징은 수백만 년 정도의 짧은 지질학적 시간에 발생하지만 거대한 지역(수만 km²)을 덮고 있다는 것입니다. 동시에, 중앙해령에서 결정화되는 양과 맞먹는 엄청난 양의 현무암이 쏟아집니다.

동시베리아 플랫폼의 시베리아 트랩, 힌두스탄 대륙의 데칸 고원 트랩 등 많은 것들이 알려져 있습니다. 뜨거운 맨틀 흐름도 트랩 형성의 원인으로 여겨지지만 핫스팟과 달리 짧은 시간 동안 작용하며 그 차이가 완전히 명확하지 않습니다.

핫스팟과 트랩으로 인해 소위 말하는 현상이 발생했습니다. 깃털 지질 구조학이는 규칙적인 대류뿐만 아니라 기둥도 지구역학적 과정에서 중요한 역할을 한다는 것을 나타냅니다. 깃털 구조론은 판 구조론과 모순되지 않고 보완합니다.

과학 시스템으로서의 판구조론

이제 구조론은 더 이상 순전히 지질학적 개념으로 간주될 수 없습니다. 이는 모든 지구과학에서 핵심적인 역할을 하며, 다양한 기본 개념과 원리를 갖춘 여러 가지 방법론적 접근 방식이 등장했습니다.

관점에서 운동학적 접근, 판의 움직임은 구 위의 도형 움직임의 기하학적 법칙으로 설명될 수 있습니다. 지구는 석판의 모자이크로 간주됩니다. 다양한 크기, 서로 그리고 행성 자체에 대해 상대적으로 움직입니다. 고지자기 데이터를 통해 우리는 서로 다른 시점에서 각 판에 대한 자극의 위치를 ​​재구성할 수 있습니다. 다양한 판에 대한 데이터를 일반화하면 판의 상대적 이동 전체 순서가 재구성되었습니다. 이 데이터를 고정된 핫스팟에서 얻은 정보와 결합하면 판의 절대적인 움직임과 지구 자극의 움직임 이력을 확인할 수 있었습니다.

열물리적 접근지구를 열기관으로 생각한다. 열 에너지부분적으로 기계적으로 변합니다. 이 접근 방식에서 지구 내부 층의 물질 이동은 Navier-Stokes 방정식으로 설명되는 점성 유체의 흐름으로 모델링됩니다. 맨틀 대류는 상전이를 동반하며 화학 반응, 이는 맨틀 흐름의 구조에 결정적인 역할을 합니다. 지구물리학적인 소리 데이터, 열물리학 실험 결과, 분석 및 수치 계산을 바탕으로 과학자들은 맨틀 대류의 구조를 자세히 설명하고 유속 및 기타 다른 요소를 찾으려고 노력하고 있습니다. 중요한 특성깊은 프로세스. 이러한 데이터는 지구의 가장 깊은 부분, 즉 직접 연구로는 접근할 수 없는 하부 맨틀과 핵의 구조를 이해하는 데 특히 중요하지만 의심할 여지 없이 지구 표면에서 발생하는 과정에 큰 영향을 미칩니다.

지구화학적 접근. 지구화학에서 판구조론은 지구의 다양한 층 사이의 물질과 에너지의 지속적인 교환을 위한 메커니즘으로서 중요합니다. 각 지구역학적 환경은 특정 암석 연관성으로 특징지어집니다. 차례로 이들에 따르면 특징암석이 형성된 지구 역학적 환경을 결정하는 것이 가능합니다.

사실. 판구조론은 지구의 역사로 말하면 대륙들이 합쳐지고 갈라지는 역사, 화산쇄의 탄생과 쇠퇴, 바다와 바다의 출현과 폐쇄의 역사이다. 이제 지각의 큰 블록에 대해서는 운동의 역사가 매우 상세하고 오랜 기간에 걸쳐 확립되었지만 작은 판의 경우 방법론적 어려움이 훨씬 더 큽니다. 가장 복잡한 지구 역학적 과정은 많은 작은 이종 블록, 즉 지형으로 구성된 산맥이 형성되는 판 충돌 구역에서 발생합니다. 로키산맥을 연구할 때 지질 연구의 특별한 방향이 생겼습니다. 지형 분석은 지형을 식별하고 역사를 재구성하는 일련의 방법을 통합했습니다.

지각 결함 암석권 지자기

원생대 초기부터 암석권 판의 이동 속도는 연간 50cm에서 2000년까지 지속적으로 감소했습니다. 현대적 의미약 5cm/년.

판 이동의 평균 속도 감소는 해양 판의 힘이 증가하고 서로에 대한 마찰로 인해 전혀 멈추지 않는 순간까지 계속 발생합니다. 그러나 이것은 분명히 10억~15억년 안에 일어날 것입니다.

암석권 판의 이동 속도를 결정하기 위해 일반적으로 해저의 줄무늬 자기 이상 위치에 대한 데이터가 사용됩니다. 현재 확립된 이러한 변칙 현상은 현무암이 분출될 당시 지구에 존재했던 자기장에 의해 바다 위로 쏟아져 나온 현무암의 자화로 인해 바다의 균열 지대에 나타납니다.

그러나 알려진 바와 같이 지자기장은 때때로 방향을 정반대로 변경했습니다. 이로 인해 쏟아진 현무암이 다른 기간지역 반전 자기장, 반대 방향으로 자화되는 것으로 밝혀졌습니다.

그러나 중앙해령의 열곡대에 해저가 퍼진 덕분에 더 많은 고대 현무암이 항상 이 구역에서 더 먼 거리로 이동했으며, 해저와 함께 지구의 고대 자기장이 "동결"되었습니다. 현무암은 그들로부터 멀어집니다.

쌀.

서로 다르게 자화된 현무암과 함께 해양 지각의 팽창은 일반적으로 열곡 단층의 양쪽에서 엄격하게 대칭적으로 발달합니다. 따라서 관련된 자기 이상 현상은 중앙해령의 경사면과 이를 둘러싼 심해 분지에도 대칭적으로 위치합니다. 이러한 이상 현상은 이제 해저의 나이와 열곡대 팽창 속도를 결정하는 데 사용될 수 있습니다. 그러나 이를 위해서는 지구 자기장의 개별적인 역전 시기를 알고 이러한 역전을 해저에서 관찰되는 자기 이상과 비교할 필요가 있습니다.

자기 반전의 연대는 연대가 오래된 현무암 지층과 대륙의 퇴적암 및 해저 현무암에 대한 상세한 고지자기 연구를 통해 결정되었습니다. 이렇게 얻은 지자기 시간 규모를 해저 자기 이상과 비교한 결과, 세계 해양 대부분의 해역에서 해양 지각의 연대를 확인할 수 있었습니다. 쥐라기 후기 이전에 형성된 모든 해양판은 이미 현대 또는 고대의 판 추력 지대 아래 맨틀 속으로 가라앉았으며, 따라서 1억 5천만년을 초과하는 연대의 자기 이상 현상은 해저에 보존되지 않았습니다.

제시된 이론의 결론을 통해 인접한 두 판의 시작 부분에서 운동 매개 변수를 정량적으로 계산한 다음 세 번째 판의 경우 이전 판 중 하나와 함께 사용할 수 있습니다. 이러한 방식으로 식별된 암석권 판의 주요 부분을 계산에 포함시키고 지구 표면의 모든 판의 상호 움직임을 결정하는 것이 점차 가능해졌습니다. 해외에서는 J. Minster와 그의 동료가 이러한 계산을 수행했으며 러시아에서는 S.A. Ushakov와 Yu.I. 갈루슈킨. 해저가 태평양 남동부(이스터 섬 근처)에서 최대 속도로 멀어지고 있는 것으로 밝혀졌습니다. 이곳에서는 매년 최대 18cm의 새로운 해양 지각이 자랍니다. 지질학적 규모로 볼 때 이것은 많은 일입니다. 단 100만 년 만에 최대 180km 너비의 젊은 바닥 띠가 이런 방식으로 형성되는 반면, 지구력 기간 동안 열곡대의 각 킬로미터마다 약 360km3의 현무암 용암이 흘러나오기 때문입니다. 같은 시간! 동일한 계산에 따르면 호주는 연간 약 7cm의 속도로 남극 대륙에서 멀어지고 있으며 남아메리카아프리카에서 - 연간 약 4cm의 비율로 발생합니다. 옆으로 이동 북아메리카유럽에서는 더 천천히 발생합니다(연간 2~2.3cm). 홍해는 훨씬 더 천천히 팽창하고 있습니다 - 연간 1.5cm씩 (따라서 이곳에서 쏟아지는 현무암의 양은 더 적습니다. 100만 년 동안 홍해 열곡의 선형 킬로미터당 30km3에 불과합니다). 그러나 인도와 아시아 사이의 "충돌" 속도는 연간 5cm에 달합니다. 이는 우리 눈앞에서 발생하는 강렬한 신구조적 변형과 힌두쿠시, 파미르, 히말라야 산맥의 성장을 설명합니다. 이러한 변형으로 인해 높은 수준전체 지역의 지진 활동(인도와 아시아의 충돌로 인한 구조적 영향은 판 충돌 지역 자체를 훨씬 넘어 바이칼 호수와 바이칼-아무르 간선 지역까지 퍼집니다). 대코카서스와 소코카서스의 변형은 이 유라시아 지역의 아라비아 판의 압력으로 인해 발생하지만 이곳에서 판의 수렴 속도는 훨씬 낮아 연간 1.5~2cm에 불과합니다. 따라서 이 지역의 지진 활동도 이곳에서 적습니다.

공간 측지학, 고정밀 레이저 측정 및 기타 방법을 포함한 현대 측지 방법은 암석권 판의 이동 속도를 확립했으며 해양 판이 대륙을 포함하는 판보다 빠르게 이동하고 대륙 암석권이 두꺼울수록 암석권이 더 낮다는 것을 입증했습니다. 판의 이동 속도.

현대에 따르면 판 이론전체 암석권은 상부 맨틀의 플라스틱 층에서 연간 2-3cm의 속도로 서로에 대해 이동하는 좁고 활동적인 구역(깊은 단층)에 의해 별도의 블록으로 나뉩니다. 이러한 블록은 암석권 판.

암석권 판의 특징은 강성과 외부 영향이 없을 때 모양과 구조를 오랫동안 변하지 않게 유지하는 능력입니다.

암석권 판은 이동 가능합니다. 연약권 표면을 따른 그들의 움직임은 맨틀의 대류 흐름의 영향으로 발생합니다. 개별 암석권 판은 서로 멀어지거나, 서로 가까워지거나, 서로 상대적으로 미끄러질 수 있습니다. 첫 번째 경우, 플레이트 경계를 따라 균열이 있는 인장 영역이 플레이트 사이에 나타나고, 두 번째 압축 영역에서는 한 플레이트를 다른 플레이트로 밀어내는 것과 함께(밀어내기 - 방해, 밀어내기 - 침강), 세 번째에서 - 전단 구역 - 인접한 판의 미끄러짐이 발생하는 단층 .

대륙판이 수렴하는 곳에서는 충돌하여 산악지대가 형성됩니다. 예를 들어 유라시아판과 인도-호주판 경계에서 이것이 발생했습니다. 산악 시스템히말라야(그림 1).

쌀. 1. 대륙 암석권 판의 충돌

대륙판과 해양판이 상호작용할 때 해양지각이 있는 판은 대륙지각이 있는 판 아래로 이동합니다(그림 2).

쌀. 2. 대륙판과 해양 암석권판의 충돌

대륙판과 해양 암석권판의 충돌로 인해 심해 해구와 호섬이 형성됩니다.

암석권 판의 발산과 그에 따른 해양 지각의 형성이 그림 1에 나와 있습니다. 3.

중앙해령의 축대에는 다음과 같은 특징이 있습니다. 균열(영어에서 균열 -틈새, 균열, 단층) - 지각의 수백, 수천 길이, 수십, 때로는 수백 킬로미터 너비의 지각의 큰 선형 구조 구조로 주로 지각이 수평으로 늘어나는 동안 형성됩니다 (그림 4). 매우 큰 균열이 호출됩니다. 균열 벨트,영역 또는 시스템.

암석권 판은 단일 판이기 때문에 각 단층은 지진 활동과 화산 활동의 원천입니다. 이러한 소스는 인접한 판의 상호 이동과 마찰이 발생하는 비교적 좁은 영역 내에 집중되어 있습니다. 이러한 영역을 호출합니다. 지진 벨트.암초, 중앙해령 및 심해 해구는 지구의 이동 지역이며 암석권 판의 경계에 위치합니다. 이는 이 지역에서 지각이 형성되는 과정이 현재 매우 집중적으로 진행되고 있음을 나타냅니다.

쌀. 3. 해양 능선 사이의 암석권 판의 발산

쌀. 4. 균열 형성 계획

암석권 판의 단층 대부분은 지각이 더 얇은 바다 바닥에서 발생하지만 육지에서도 발생합니다. 육지에서 가장 큰 단층은 아프리카 동부에 위치해 있습니다. 그것은 4000km에 걸쳐 뻗어 있습니다. 이 단층의 폭은 80~120km이다.

현재 가장 큰 판 중 7개를 구별할 수 있습니다(그림 5). 이들 중 면적이 가장 넓은 곳은 전적으로 해양 암석권으로 구성된 태평양입니다. 일반적으로 7개의 가장 큰 판보다 크기가 몇 배 작은 나스카 판도 대형 판으로 분류됩니다. 동시에 과학자들은 실제로 나스카 판이 훨씬 더 크다고 제안합니다. 더 큰 크기, 지도에서 보는 것보다(그림 5 참조), 그 상당 부분이 인접한 판 아래로 들어갔기 때문입니다. 이 판은 또한 해양 암석권으로만 구성되어 있습니다.

쌀. 5. 지구의 암석권 판

대륙 및 해양 암석권을 모두 포함하는 판의 예로는 인도-호주 암석권 판이 있습니다. 아라비아판은 거의 전적으로 대륙암권으로 이루어져 있다.

암석권 판의 이론은 중요합니다. 우선, 지구의 어떤 곳에는 산이 있고 다른 곳에는 평야가 있는 이유를 설명할 수 있습니다. 암석권 판 이론을 이용하면 판 경계에서 발생하는 재앙적 현상을 설명하고 예측하는 것이 가능합니다.

쌀. 6. 대륙의 모양이 정말 어울리는 것 같아요.

대륙이동설

암석권 판 이론은 대륙 이동 이론에서 유래합니다. 19세기로 거슬러 올라갑니다. 많은 지리학자들은 지도를 볼 때 아프리카와 남아메리카 해안이 접근할 때 서로 호환되는 것처럼 보인다는 점을 지적했습니다(그림 6).

대륙 운동 가설의 출현은 독일 과학자의 이름과 관련이 있습니다 알프레드 베게너(1880-1930) (그림 7), 그는 이 아이디어를 가장 완벽하게 발전시켰습니다.

베게너는 다음과 같이 썼습니다. “1910년에 처음으로 대륙을 움직인다는 생각이 떠올랐습니다... 그때 양쪽 해안의 윤곽이 유사하다는 사실에 놀랐습니다. 대서양" 그는 초기 고생대에는 지구에 로라시아(Laurasia)와 곤드와나(Gondwana)라는 두 개의 큰 대륙이 있었다고 제안했습니다.

로라시아는 영토를 포함한 북부 대륙이었습니다. 현대 유럽, 인도가 없는 아시아와 북미. 남부 본토— 곤드와나는 남미, 아프리카, 남극 대륙, 호주 및 힌두스탄의 현대 영토를 통합했습니다.

Gondwana와 Laurasia 사이에는 거대한 만과 같은 최초의 바다인 Tethys가 있었습니다. 지구 공간의 나머지 부분은 Panthalassa Ocean이 차지했습니다.

약 2억년 전, Gondwana와 Laurasia는 하나의 대륙인 Pangea(Pan - universal, Ge - Earth)로 통합되었습니다(그림 8).

쌀. 8. 단일 대륙 판게아(백색-땅, 점-천해)의 존재

약 1억 8천만년 전, 판게아 대륙은 다시 구성 부분으로 분리되기 시작하여 지구 표면에 혼합되었습니다. 분할은 다음과 같이 발생했습니다. 먼저 Laurasia와 Gondwana가 다시 나타나고 Laurasia가 분할되고 그 다음 Gondwana가 분할되었습니다. 판게아의 일부가 갈라지고 갈라지면서 바다가 형성되었습니다. 대서양과 인도양은 젊은 바다로 간주될 수 있습니다. 늙음 - 조용함. 북부 사투리 북극해북반구의 육지 질량이 증가하면서 분리되었습니다.

쌀. 9. 1억 8천만년 전 백악기 대륙이동의 위치와 방향

A. Wegener는 지구라는 단일 대륙의 존재에 대한 많은 확인을 발견했습니다. 그는 특히 아프리카와 남아메리카에 고대 동물인 리스토사우루스(listosaurus)의 유적이 존재한다는 사실을 발견했습니다. 이들은 담수에서만 사는 작은 하마와 유사한 파충류였습니다. 이는 염수 위에서 먼 거리를 수영하는 것을 의미합니다. 바닷물그들은 할 수 없었습니다. 그는 식물계에서도 비슷한 증거를 발견했습니다.

20세기 30년대 대륙 이동 가설에 대한 관심. 다소 감소했지만 해저의 구호 및 지질학 연구 결과 해양 지각의 확장 (확산) 과정과 일부 지각의 "다이빙"을 나타내는 데이터가 획득 된 60 년대에 다시 부활했습니다. 다른 부분 아래에 있는 지각 부분(섭입).

암석권에는 두 가지 유형이 있습니다. 해양 암석권에는 약 6km 두께의 해양 지각이 있습니다. 대부분 바다로 덮여 있습니다. 대륙암권은 두께 35~70㎞의 대륙지각으로 덮여 있다. 대부분의 경우 이 지각은 위로 튀어나와 육지를 형성합니다.

접시

암석과 광물

이동판

지각판은 매우 느리지만 끊임없이 다른 방향으로 움직이고 있습니다. 평균 이동 속도는 연간 5cm입니다. 손톱은 거의 같은 속도로 자랍니다. 모든 판이 서로 단단히 결합되어 있기 때문에 판 중 하나의 움직임이 주변 판에 영향을 미치고 점차적으로 움직이게 됩니다. 판은 다양한 방식으로 움직일 수 있는데, 이는 경계에서 볼 수 있지만 판 움직임을 일으키는 이유는 아직 과학자들에게 알려져 있지 않습니다. 분명히 이 과정에는 시작도 끝도 없을 수도 있습니다. 그럼에도 불구하고 일부 이론에서는 한 가지 유형의 판 운동이 소위 "1차"일 수 있으며 이로부터 다른 모든 판이 움직이기 시작한다고 주장합니다.

판 이동의 한 가지 유형은 한 판을 다른 판 아래로 "잠수"하는 것입니다. 일부 학자들은 이러한 유형의 움직임이 다른 모든 판 움직임을 유발한다고 믿습니다. 어떤 경계에서는 녹은 암석이 두 판 사이의 표면으로 밀려 올라와 가장자리에서 굳어 판을 밀어냅니다. 이 과정으로 인해 다른 모든 판도 움직일 수 있습니다. 또한 1차 충격 외에도 맨틀을 순환하는 거대한 열 흐름에 의해 판의 움직임이 자극되는 것으로 알려져 있습니다(““ 기사 참조).

표류하는 대륙

과학자들은 최초의 지각이 형성된 이후 판의 움직임으로 인해 대륙과 해양의 위치, 모양 및 크기가 바뀌었다고 믿습니다. 이 프로세스를 호출했습니다. 건축 석판. 이 이론에 대한 다양한 증거가 제공됩니다. 예를 들어, 남아메리카와 아프리카 같은 대륙의 윤곽은 한때 하나의 전체를 형성했던 것처럼 보입니다. 두 대륙의 고대 산맥을 구성하는 암석의 구조와 연대에서도 의심할 여지 없는 유사점이 발견되었습니다.

1. 과학자들에 따르면, 현재 남아메리카와 아프리카를 형성하고 있는 육지는 2억여 년 전에 서로 연결되어 있었습니다.

2. 분명히 대서양의 바닥은 판 경계에 새로운 암석이 형성되면서 점차 팽창했습니다.

3. 현재 남아메리카와 아프리카는 판의 이동으로 인해 연간 약 3.5cm의 속도로 서로 멀어지고 있습니다.