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

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

Litosferik plakaların hareketi, mantodaki maddenin hareketi ile ilişkilidir. Mantonun belirli kısımlarında, derinliklerinden gezegenin yüzeyine yükselen güçlü ısı ve madde akışları vardır.

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

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

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

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

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

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

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

Belirli bir plaka oranına sahip karakteristik bir jeolojik yapı. Aynı jeodinamik ortamda aynı tür tektonik, magmatik, sismik ve jeokimyasal süreçler meydana gelir.

Teorinin tarihi

20. yüzyılın başında teorik jeolojinin temeli daralma hipoteziydi. Dünya pişmiş bir elma gibi soğur ve üzerinde dağ sıraları şeklinde kırışıklıklar belirir. Bu fikirler, kıvrımlı oluşumların incelenmesine dayanarak oluşturulan jeosenklinal teorisi tarafından geliştirilmiştir. Bu teori, kasılma hipotezine izostazi ilkesini ekleyen James Dana tarafından formüle edildi. Bu kavrama göre Dünya granitlerden (kıtalar) ve bazaltlardan (okyanuslar) oluşur. Dünya büzüldüğünde, okyanus havzalarında kıtalara baskı yapan teğetsel kuvvetler ortaya çıkar. İkincisi dağ sıralarına yükselir ve sonra çöker. Yıkım sonucu oluşan malzeme çöküntülerde biriktirilir.

Ayrıca Wegener jeofizik ve jeodezik kanıtlar aramaya başladı. Ancak o dönemde bu bilimlerin düzeyi, kıtaların modern hareketlerini kaydetmeye açıkça yeterli değildi. 1930'da Wegener, Grönland'daki bir keşif gezisi sırasında öldü, ancak ölümünden önce bilim camiasının teorisini kabul etmediğini zaten biliyordu.

İlk olarak kıta kayması teorisi bilim camiası tarafından olumlu karşılandı, ancak 1922'de birçok tanınmış uzmandan ciddi eleştirilere maruz kaldı. Teoriye karşı temel argüman, plakaları hareket ettiren kuvvet sorunuydu. Wegener, kıtaların okyanus tabanındaki bazaltlar boyunca hareket ettiğine inanıyordu, ancak bu çok büyük bir kuvvet gerektiriyordu ve hiç kimse bu kuvvetin kaynağını isimlendiremiyordu. Coriolis kuvveti, gelgit olayları ve diğerleri, levha hareketinin kaynağı olarak önerildi, ancak en basit hesaplamalar, hepsinin devasa kıta bloklarını hareket ettirmek için kesinlikle yetersiz olduğunu gösterdi.

Wegener'in teorisini eleştirenler, kıtaları hareket ettiren kuvvet sorununa odaklandılar ve teoriyi kesinlikle doğrulayan birçok gerçeği göz ardı ettiler. Esas itibarıyla yeni kavramın güçsüz olduğu tek bir konu buldular ve yapıcı bir eleştiri olmaksızın ana delilleri reddettiler. Alfred Wegener'in ölümünden sonra kıtaların kayması teorisi reddedilerek kenar bilim haline geldi ve araştırmaların büyük çoğunluğu jeosenklinal teorisi çerçevesinde yürütülmeye devam etti. Doğru, aynı zamanda hayvanların kıtalara yerleşmesinin tarihine ilişkin açıklamalar da aramak zorunda kaldı. Bu yüzden icat edildiler kara köprüleri Kıtaları birbirine bağlayan, ancak denizin derinliklerine dalmış. Bu, Atlantis efsanesinin bir başka doğuşuydu. Bazı bilim adamlarının dünya otoritelerinin kararını tanımadığını ve kıtasal hareketin kanıtlarını aramaya devam ettiğini belirtmekte fayda var. Tak du Toit ( Alexander du Toit) Himalaya dağlarının oluşumunu Hindustan ile Avrasya plakasının çarpışmasıyla açıkladı.

Önemli yatay hareketlerin yokluğunun destekçileri olarak adlandırılan sabitçiler ile kıtaların hala hareket ettiğini savunan mobilistler arasındaki yavaş mücadele yeni güç 1960'larda okyanus tabanları üzerinde yapılan araştırmalar Dünya adı verilen "makineye" dair ipuçları ortaya çıkardığında patlak verdi.

1960'ların başında, okyanus tabanının bir kabartma haritası derlendi; bu, okyanusların merkezinde, tortuyla kaplı abisal ovaların 1,5-2 km üzerinde yükselen okyanus ortası sırtlarının bulunduğunu gösterdi. Bu veriler R. Dietz'e izin verdi (İngilizce)Rusça ve G. Hessou (İngilizce)Rusça-1963'te yayılma hipotezini ortaya attı. Bu hipoteze göre mantoda konveksiyon yaklaşık 1 cm/yıl hızla gerçekleşmektedir. Konveksiyon hücrelerinin yükselen dalları, okyanus ortası sırtların altındaki manto malzemesini taşır ve bu da sırtın eksenel kısmındaki okyanus tabanını her 300-400 yılda bir yeniler. Kıtalar okyanus kabuğu üzerinde yüzmezler, ancak pasif olarak litosferik plakalara "lehimlenerek" manto boyunca hareket ederler. Yayılma kavramına göre okyanus havzaları kararsız ve kararsız yapılardır, kıtalar ise durağandır.

Okyanus tabanının yaşı (kırmızı renk genç kabuğa karşılık gelir)

Bu aynı itici güç(yükseklik farkı) elastiklik derecesini belirler yatay sıkıştırma akışın yer kabuğuna karşı viskoz sürtünme kuvveti ile kabuk. Bu sıkışmanın büyüklüğü, manto akışının yükseliş bölgesinde küçüktür ve akışın iniş yerine yaklaştıkça artar (basınç geriliminin sabit sert kabuk yoluyla çıkış yerinden yönde aktarılması nedeniyle). akışın iniş yerine). Alçalan akışın üzerinde, kabuktaki sıkıştırma kuvveti o kadar büyüktür ki, zaman zaman kabuğun mukavemeti aşılır (en düşük mukavemet ve en yüksek gerilim bölgesinde) ve kabuğun elastik olmayan (plastik, kırılgan) deformasyonu meydana gelir. - bir deprem. Aynı zamanda, tüm dağ sıraları, örneğin Himalayalar, kabuğun deforme olduğu yerden (birkaç aşamada) sıkıştırılır.

Plastik (kırılgan) deformasyon sırasında, içindeki gerilim (depremin kaynağı ve çevresindeki basınç kuvveti) çok hızlı bir şekilde azalır (deprem sırasında kabuktaki yer değiştirme oranında). Ancak elastik olmayan deformasyonun bitiminden hemen sonra, depremle kesintiye uğrayan çok yavaş gerilme artışı (elastik deformasyon), viskoz manto akışının çok yavaş hareketi nedeniyle devam ederek bir sonraki depreme hazırlık döngüsünü başlatır.

Bu nedenle, plakaların hareketi, ısının Dünya'nın merkezi bölgelerinden çok viskoz magma tarafından aktarılmasının bir sonucudur. Bu durumda termal enerjinin bir kısmı enerjiye dönüştürülür. mekanik iş sürtünme kuvvetlerinin üstesinden gelmek için ve yer kabuğundan geçen kısım çevredeki boşluğa yayılır. Yani gezegenimiz bir anlamda bir ısı motorudur.

Nedeni ile ilgili olarak yüksek sıcaklık Dünyanın iç kısmı hakkında çeşitli hipotezler vardır. 20. yüzyılın başında bu enerjinin radyoaktif doğasına ilişkin hipotez popülerdi. Çok önemli miktarda uranyum, potasyum ve diğer radyoaktif elementler gösteren üst kabuğun bileşimine ilişkin tahminlerle doğrulanmış gibi görünüyordu, ancak daha sonra yer kabuğunun kayalarındaki radyoaktif elementlerin içeriğinin tamamen yetersiz olduğu ortaya çıktı. gözlemlenen derin ısı akışını sağlamak için. Ve kabuk altı malzemedeki (bileşim olarak okyanus tabanının bazaltlarına yakın) radyoaktif elementlerin içeriğinin ihmal edilebilir olduğu söylenebilir. Ancak bu yeterince dışlanmıyor yüksek içerik gezegenin merkezi bölgelerinde ısı üreten ağır radyoaktif elementler.

Başka bir model ısınmayı Dünya'nın kimyasal farklılaşmasıyla açıklıyor. Gezegen başlangıçta silikat ve metalik maddelerin bir karışımıydı. Ancak gezegenin oluşumuyla eş zamanlı olarak ayrı kabuklara farklılaşması da başladı. Daha yoğun metal parça gezegenin merkezine doğru koştu ve silikatlar üst kabuklarda yoğunlaştı. Aynı zamanda sistemin potansiyel enerjisi de azalarak termal enerjiye dönüştü.

Diğer araştırmacılar, gezegenin ısınmasının, yeni oluşan gezegenin yüzeyine göktaşı çarpması sırasında birikmesi sonucu meydana geldiğine inanıyor. gök cismi. Bu açıklama şüphelidir - birikim sırasında ısı, Dünya'nın merkezi bölgelerine değil, kolayca uzaya kaçtığı yerden neredeyse yüzeyde serbest bırakıldı.

İkincil kuvvetler

Termal konveksiyonun bir sonucu olarak ortaya çıkan viskoz sürtünme kuvveti, plakaların hareketlerinde belirleyici bir rol oynar, ancak buna ek olarak plakalara başka, daha küçük ama aynı zamanda önemli kuvvetler de etki eder. Bunlar, daha ağır bir mantonun yüzeyinde daha hafif bir kabuğun yüzmesini sağlayan Arşimet kuvvetleridir. Ay ve Güneş'in yerçekimi etkisinin neden olduğu gelgit kuvvetleri (Dünyanın kendilerinden farklı mesafelerdeki noktaları üzerindeki yerçekimi etkilerindeki fark). Şimdi Ay'ın çekiciliğinden kaynaklanan Dünya'daki gelgit "tümseği" ortalama olarak yaklaşık 36 cm'dir.Daha önce Ay daha yakındı ve bu, mantonun büyük ölçüde deformasyonuna yol açıyordu; Örneğin, Io'da (Jüpiter'in bir uydusu) gözlemlenen volkanizma tam olarak bu kuvvetlerden kaynaklanmaktadır - Io'daki gelgit yaklaşık 120 m'dir ve ayrıca dünya yüzeyinin çeşitli kısımlarındaki atmosferik basınçtaki değişikliklerden dolayı ortaya çıkan kuvvetler - atmosferik. basınç kuvvetleri genellikle %3 oranında değişir; bu, 0,3 m kalınlığında sürekli bir su tabakasına (veya en az 10 cm kalınlığında granit) eşdeğerdir. Üstelik bu değişim yüzlerce kilometre genişliğindeki bir bölgede meydana gelebilirken, gelgit kuvvetlerindeki değişim binlerce kilometrelik mesafelerde daha yumuşak bir şekilde meydana gelebilir.

Iraksak sınırlar veya plaka sınırları

Bunlar zıt yönlerde hareket eden plakalar arasındaki sınırlardır. Yerkürenin topoğrafyasında bu sınırlar, çekme deformasyonlarının baskın olduğu, kabuğun kalınlığının azaldığı, ısı akışının maksimum olduğu ve aktif volkanizmanın meydana geldiği riftler olarak ifade edilir. Bir kıtada böyle bir sınır oluşursa, o zaman bir kıtasal yarık oluşur ve bu daha sonra merkezinde okyanusal bir yarık bulunan bir okyanus havzasına dönüşebilir. Okyanus yarıklarında yayılma sonucu yeni okyanus kabuğu oluşur.

Okyanus yarıkları

Okyanus ortası sırtının yapısının şeması

Okyanus kabuğundaki yarıklar okyanus ortası sırtların orta kısımlarıyla sınırlıdır. İçlerinde yeni okyanus kabuğu oluşuyor. Toplam uzunlukları 60 bin kilometreden fazla. Derin ısının ve çözünmüş elementlerin önemli bir bölümünü okyanusa taşıyan birçok şeyle ilişkilidirler. Yüksek sıcaklık kaynaklarına siyah sigara içenler denir ve bunlarla ilişkili önemli demir dışı metal rezervleri bulunur.

Kıta yarıkları

Kıtanın parçalara ayrılması yarık oluşumuyla başlar. Kabuk incelip birbirinden ayrılır ve magmatizma başlar. Bir dizi fay ile sınırlanan, yaklaşık yüzlerce metre derinliğe sahip uzatılmış doğrusal bir çöküntü oluşur. Bundan sonra iki senaryo mümkündür: ya yarıkların genişlemesi durur ve tortul kayalarla doldurulur, aulakojene dönüşür ya da kıtalar ayrılmaya devam eder ve aralarında zaten tipik okyanus yarıklarında okyanus kabuğu oluşmaya başlar. .

Yakınsak sınırlar

Yakınsak sınırlar, plakaların çarpıştığı sınırlardır. Üç seçenek mümkündür (Yakınsak plaka sınırı):

1. Kıtasal levha ile okyanusal levha. Okyanus kabuğu kıtasal kabuktan daha yoğundur ve dalma zonunda kıtanın altına batar.
2. Okyanus plakası ile okyanus plakası. Bu durumda plakalardan biri diğerinin altına girer ve üzerinde bir ada yayının oluştuğu bir dalma bölgesi de oluşur.
3. Kıtasal plaka ile kıtasal plaka. Bir çarpışma meydana gelir ve güçlü bir katlanmış alan ortaya çıkar. Klasik bir örnek Himalayalardır.

Nadir durumlarda, okyanus kabuğu kıtasal kabuğun üzerine itilir - obdüksiyon. Bu süreç sayesinde Kıbrıs, Yeni Kaledonya, Umman ve diğer ofiyolitler ortaya çıktı.

Dalma zonları okyanus kabuğunu emerek okyanus ortası sırtlarındaki görünümünü telafi eder. İçlerinde kabuk ve manto arasındaki son derece karmaşık etkileşim süreçleri gerçekleşir. Böylece okyanus kabuğu, kıtasal kabuk bloklarını mantonun içine çekebilir ve bu bloklar, düşük yoğunluk nedeniyle kabuğa geri çıkarılır. Modern jeolojik araştırmaların en popüler nesnelerinden biri olan ultra yüksek basınçların metamorfik kompleksleri bu şekilde ortaya çıkar.

Modern batma bölgelerinin çoğu, Pasifik Ateş Çemberi'ni oluşturan Pasifik Okyanusu'nun çevresi boyunca yer almaktadır. Plaka yakınsama bölgesinde meydana gelen süreçler, haklı olarak jeolojideki en karmaşık işlemlerden biri olarak kabul edilir. Farklı kökenli blokları karıştırarak yeni bir kıtasal kabuk oluşturur.

Aktif kıta kenarları

Aktif kıta marjı

Okyanus kabuğunun bir kıtanın altına daldığı yerde aktif bir kıta kenarı oluşur. Bu jeodinamik durumun standardı dikkate alınır batı kıyısı Güney Amerika, genellikle buna denir And Dağları Kıta kenarı türü. Aktif kıta kenarı çok sayıda volkan ve genellikle güçlü magmatizma ile karakterize edilir. Erimelerin üç bileşeni vardır: okyanus kabuğu, üstündeki manto ve alt kıtasal kabuk.

Aktif kıta kenarının altında okyanus ve kıtasal levhalar arasında aktif mekanik etkileşim vardır. Okyanus kabuğunun hızına, yaşına ve kalınlığına bağlı olarak çeşitli denge senaryoları mümkündür. Plaka yavaş hareket ediyorsa ve göreceli olarak düşük güç, daha sonra kıta tortul örtüsünü ondan sıyırır. Tortul kayaçlar yoğun kıvrımlar halinde ezilir, metamorfoza uğrar ve kıtasal kabuğun bir parçası haline gelir. Ortaya çıkan yapıya denir ek kama. Dalan plakanın hızı yüksekse ve tortul örtü inceyse, okyanus kabuğu kıtanın tabanını siler ve onu mantonun içine çeker.

Ada yayları

Ada yayı

Ada yayları, bir okyanus plakasının başka bir okyanus plakasının altına daldığı yerde meydana gelen, bir dalma zonunun üzerindeki volkanik ada zincirleridir. Tipik modern ada yayları Aleutian, Kuril, Mariana Adaları ve diğer birçok takımadayı içerir. Japon Adalarına sıklıkla ada yayı da denir, ancak temelleri çok eskidir ve aslında farklı zamanlarda birkaç ada yayı kompleksi tarafından oluşturulmuşlardır, dolayısıyla Japon Adaları bir mikro kıtadır.

Ada yayları iki okyanusal levhanın çarpışmasıyla oluşur. Bu durumda plakalardan biri dibe ulaşır ve manto tarafından emilir. Üst plakada ada yayı volkanları oluşur. Ada yayının kavisli tarafı emilen plakaya doğru yönlendirilir. Bu tarafta derin deniz hendeği ve yay öncesi sapma.

Ada yayının arkasında, yayılmanın da meydana gelebileceği bir yay arkası havzası vardır (tipik örnekler: Okhotsk Denizi, Güney Çin Denizi vb.).

Kıta çarpışması

Kıtaların çarpışması

Kıtasal levhaların çarpışması kabuğun çökmesine ve dağ sıralarının oluşmasına yol açar. Çarpışmaya bir örnek, Tetis Okyanusu'nun kapanması ve Hindustan ve Afrika'nın Avrasya Plakası ile çarpışması sonucu oluşan Alp-Himalaya dağ kuşağıdır. Sonuç olarak kabuğun kalınlığı önemli ölçüde artar; Himalayaların altında 70 km'ye ulaşır. Bu dengesiz bir yapıdır; yüzey ve tektonik erozyonla yoğun bir şekilde tahrip edilmiştir. Keskin bir şekilde artan kalınlığa sahip kabukta, metamorfize olmuş tortul ve magmatik kayalardan granitler eritilir. Angara-Vitimsky ve Zerendinsky gibi en büyük batolitler bu şekilde oluşmuştur.

Sınırları dönüştürün

Plakaların paralel yönlerde ancak farklı hızlarda hareket ettiği durumlarda, dönüşüm fayları ortaya çıkar; okyanuslarda yaygın olan ve kıtalarda nadir görülen devasa kayma fayları.

Hataları dönüştürün

Okyanuslarda, dönüşüm fayları okyanus ortası sırtlara (MOR'lar) dik olarak uzanır ve bunları ortalama 400 km genişliğinde parçalara ayırır. Sırt bölümleri arasında dönüşüm fayının aktif bir kısmı vardır. Bu bölgede sürekli olarak depremler ve dağ oluşumları meydana gelir; fayın çevresinde bindirmeler, kıvrımlar ve grabenler gibi çok sayıda tüylü yapı oluşur. Sonuç olarak fay zonunda manto kayaları sıklıkla açığa çıkar.

MOR segmentlerinin her iki tarafında da transform fayların aktif olmayan kısımları bulunmaktadır. İçlerinde aktif hareket yoktur, ancak okyanus tabanının topografyasında merkezi bir çöküntüyle doğrusal yükselmelerle açıkça ifade edilirler.

Dönüşüm hataları düzenli bir ağ oluşturur ve açıkçası tesadüfen değil, nesnel fiziksel nedenlerden dolayı ortaya çıkar. Sayısal modelleme verileri, termofiziksel deneyler ve jeofizik gözlemlerin birleşimi, manto konveksiyonunun üç boyutlu bir yapıya sahip olduğunu bulmayı mümkün kıldı. MOR'dan gelen ana akışa ek olarak, akışın üst kısmının soğuması nedeniyle konvektif hücrede boyuna akımlar ortaya çıkar. Bu soğutulmuş madde, manto akışının ana yönü boyunca aşağıya doğru hızla akar. Dönüşüm fayları bu ikincil azalan akışın bölgelerinde bulunur. Bu model, ısı akışına ilişkin verilerle iyi bir uyum içindedir: dönüşüm arızalarının üzerinde ısı akışında bir azalma gözlemlenir.

Kıta değişimleri

Kıtalarda doğrultu atımlı plaka sınırları nispeten nadirdir. Belki de bu tür bir sınırın şu anda aktif olan tek örneği, Kuzey Amerika Plakasını Pasifik Plakasından ayıran San Andreas Fayı'dır. 800 millik San Andreas Fayı, gezegendeki sismik açıdan en aktif bölgelerden biridir: plakalar birbirine göre yılda 0,6 cm hareket eder, büyüklüğü 6 birimden fazla olan depremler ortalama olarak her 22 yılda bir meydana gelir. San Francisco şehri ve San Francisco Körfezi bölgesinin büyük bir kısmı bu fayın yakınına inşa edilmiştir.

Plaka içi işlemler

Levha tektoniğinin ilk formülasyonları, volkanizmanın ve sismik olayların levha sınırları boyunca yoğunlaştığını ileri sürüyordu, ancak kısa süre sonra levhalar içinde belirli tektonik ve magmatik süreçlerin de meydana geldiği anlaşıldı ve bunlar yine bu teori çerçevesinde yorumlandı. Plaka içi işlemler arasında özel yer Sıcak noktalar olarak adlandırılan bazı bölgelerde uzun vadeli bazaltik magmatizma fenomeni tarafından işgal edilmiştir.

Sıcak noktalar

Okyanusların dibinde çok sayıda volkanik ada vardır. Bazıları ise yaşları art arda değişen zincirler halinde yer alıyor. Böyle bir su altı sırtının klasik bir örneği Hawaii Sualtı Sırtı'dır. Okyanus yüzeyinin üzerinde, yaşı sürekli artan bir deniz dağları zincirinin kuzeybatıya doğru uzandığı, örneğin Midway Atoll'un yüzeye çıktığı Hawaii Adaları şeklinde yükselir. Hawaii'den yaklaşık 3000 km uzaklıkta bulunan zincir hafifçe kuzeye döner ve Imperial Ridge olarak adlandırılır. Aleut ada yayının önündeki derin deniz açmasında kesintiye uğramıştır.

Bu şaşırtıcı yapıyı açıklamak için, Hawaii Adaları'nın altında bir sıcak noktanın olduğu öne sürüldü; sıcak manto akışının yüzeye yükseldiği ve üzerinde hareket eden okyanus kabuğunu erittiği bir yer. Şu anda Dünya'da kurulu buna benzer birçok nokta var. Bunlara neden olan manto akışına tüy adı verilmiştir. Bazı durumlarda, bulut maddesinin son derece derin bir kökeninin, çekirdek-manto sınırına kadar olduğu varsayılmaktadır.

Sıcak nokta hipotezi de itirazları artırıyor. Bu nedenle, Sorokhtin ve Ushakov monografilerinde bunun mantodaki genel konveksiyon modeliyle uyumsuz olduğunu düşünüyorlar ve ayrıca Hawaii volkanlarında salınan magmaların nispeten soğuk olduğunu ve fay altındaki astenosferde artan sıcaklığı göstermediğini belirtiyorlar. “Bu bağlamda, D. Tarcott ve E. Oxburgh'un (1978) hipotezi verimlidir; buna göre, sıcak mantonun yüzeyi boyunca hareket eden litosferik plakalar, Dünya'nın dönme elipsoidinin değişken eğriliğine uyum sağlamaya zorlanır. . Ve litosferik plakaların eğrilik yarıçapları önemsiz bir şekilde değişse de (yalnızca yüzde bir oranında), deformasyonları büyük plakaların gövdesinde yüzlerce çubuk düzeyinde aşırı çekme veya kayma gerilmelerinin ortaya çıkmasına neden olur.

Tuzaklar ve okyanus platoları

Uzun vadeli sıcak noktalara ek olarak, bazen plakaların içinde çok büyük erimeler meydana gelir ve bunlar kıtalarda ve okyanuslardaki okyanus platolarında tuzaklar oluşturur. Bu tür magmatizmanın özelliği, jeolojik anlamda kısa bir sürede - birkaç milyon yıl civarında - meydana gelmesi, ancak çok büyük alanları (onbinlerce km²) kapsamasıdır; aynı zamanda, okyanus ortası sırtlarında kristalleşen miktarlarıyla karşılaştırılabilecek devasa miktarda bazalt dökülür.

Doğu Sibirya Platformu'ndaki Sibirya tuzakları, Hindustan kıtasındaki Deccan Platosu tuzakları ve daha birçokları bilinmektedir. Sıcak manto akışlarının da tuzakların oluşumunun nedeni olduğu düşünülmektedir ancak sıcak noktalardan farklı olarak kısa süreliğine etki ederler ve aralarındaki fark tam olarak belli değildir.

Sıcak noktalar ve tuzaklar sözde oluşumuna yol açtı tüy jeotektoniği Jeodinamik süreçlerde sadece düzenli konveksiyonun değil aynı zamanda duman bulutlarının da önemli bir rol oynadığını belirten bir rapor. Tüy tektoniği levha tektoniğiyle çelişmez, ancak onu tamamlar.

Bir bilim sistemi olarak levha tektoniği

Artık tektonik salt jeolojik bir kavram olarak düşünülemez. Tüm yer bilimlerinde önemli bir rol oynamaktadır; farklı temel kavram ve ilkelere sahip çeşitli metodolojik yaklaşımlar ortaya çıkmıştır.

Bakış açısından kinematik yaklaşım Plakaların hareketleri, bir küre üzerindeki figürlerin hareketinin geometrik yasalarıyla açıklanabilir. Dünya bir levhalar mozaiği olarak görülüyor farklı boyutlar, birbirlerine ve gezegenin kendisine göre hareket ediyor. Paleomagnetik veriler, manyetik kutbun her plakaya göre farklı zaman noktalarındaki konumunu yeniden yapılandırmamızı sağlar. Farklı plakalar için verilerin genelleştirilmesi, plakaların göreceli hareketlerinin tüm dizisinin yeniden yapılandırılmasına yol açtı. Bu verileri sabit sıcak noktalardan elde edilen bilgilerle birleştirmek, plakaların mutlak hareketlerini ve Dünya'nın manyetik kutuplarının hareket geçmişini belirlemeyi mümkün kıldı.

Termofiziksel yaklaşım Dünyayı bir ısı motoru olarak görüyor termal enerji kısmen mekanik hale gelir. Bu yaklaşımda, Dünyanın iç katmanlarındaki maddenin hareketi, Navier-Stokes denklemleriyle tanımlanan viskoz bir sıvının akışı olarak modellenir. Manto taşınımına faz geçişleri eşlik eder ve kimyasal reaksiyonlar Manto akışlarının yapısında belirleyici bir rol oynayan. Jeofizik sondaj verilerine, termofiziksel deneylerin sonuçlarına ve analitik ve sayısal hesaplamalara dayanarak, bilim adamları manto konveksiyonunun yapısını detaylandırmaya, akış hızlarını ve diğerlerini bulmaya çalışıyorlar. önemli özellikler derin süreçler. Bu veriler, Dünya'nın en derin kısımlarının (doğrudan inceleme için erişilemeyen, ancak şüphesiz gezegenin yüzeyinde meydana gelen süreçler üzerinde büyük bir etkiye sahip olan alt manto ve çekirdek) yapısını anlamak için özellikle önemlidir.

Jeokimyasal yaklaşım. Jeokimya için levha tektoniği, Dünyanın çeşitli katmanları arasında sürekli madde ve enerji alışverişini sağlayan bir mekanizma olarak önemlidir. Her jeodinamik ortam belirli kaya topluluklarıyla karakterize edilir. Bunlara göre sırasıyla karakteristik özellikler kayanın oluştuğu jeodinamik ortamı belirlemek mümkündür.

Tarihsel yaklaşım. Dünya gezegeninin tarihi açısından levha tektoniği, kıtaların birleşmesi ve parçalanması, volkanik zincirlerin doğuşu ve çürümesi, okyanusların ve denizlerin ortaya çıkışı ve kapanmasının tarihidir. Kabuğun büyük blokları için hareketlerin geçmişi çok ayrıntılı olarak ve önemli bir zaman periyodu boyunca oluşturulmuştur, ancak küçük plakalar için metodolojik zorluklar çok daha fazladır. En karmaşık jeodinamik süreçler, birçok küçük heterojen bloktan - terranlardan oluşan dağ sıralarının oluştuğu plaka çarpışma bölgelerinde meydana gelir. Rocky Dağları'nı incelerken, jeolojik araştırmaların özel bir yönü ortaya çıktı: arazileri tanımlamak ve tarihlerini yeniden inşa etmek için bir dizi yöntemi içeren arazi analizi.

tektonik fay litosferik jeomanyetik

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

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

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

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

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

Pirinç.

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

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

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

Uzay jeodezisi, yüksek hassasiyetli lazer ölçümleri ve diğer yöntemler de dahil olmak üzere modern jeodezik yöntemler, litosferik plakaların hareket hızını belirlemiş ve okyanus plakalarının bir kıtayı içerenlerden daha hızlı hareket ettiğini ve kıtasal litosfer ne kadar kalınsa, o kadar düşük olduğunu kanıtlamıştır. Plaka hareketinin hızı.

Modern göre plaka teorisi Litosferin tamamı, üst mantonun plastik katmanında birbirine göre yılda 2-3 cm hızla hareket eden dar ve aktif bölgeler - derin faylar - ile ayrı bloklara bölünmüştür. Bu bloklara denir litosferik plakalar.

Litosferik plakaların özelliği, dış etkilerin yokluğunda, şekillerini ve yapılarını uzun süre değişmeden muhafaza edebilmeleri ve sağlamlıklarıdır.

Litosferik plakalar hareketlidir. Astenosferin yüzeyi boyunca hareketleri, mantodaki konvektif akımların etkisi altında meydana gelir. Bireysel litosferik plakalar birbirinden uzaklaşabilir, birbirine yakınlaşabilir veya birbirine göre kayabilir. İlk durumda, plakaların sınırları boyunca çatlaklara sahip gerilim bölgeleri, plakalar arasında, ikinci sıkıştırma bölgelerinde, bir plakanın diğerine itilmesiyle birlikte (itme - bindirme; itme - dalma), üçüncüde - ortaya çıkar - makaslama bölgeleri - komşu plakaların kaymasının meydana geldiği faylar.

Kıtasal levhaların birleştiği yerlerde çarpışır ve dağ kuşakları oluşur. Örneğin Avrasya ve Hint-Avustralya plakalarının sınırında bu şekilde ortaya çıktı. Dağ sistemi Himalayalar (Şekil 1).

Pirinç. 1. Kıtasal litosfer levhalarının çarpışması

Kıtasal ve okyanusal levhalar etkileşime girdiğinde, okyanusal kabuklu levha, kıtasal kabuklu levhanın altına doğru hareket eder (Şekil 2).

Pirinç. 2. Kıtasal ve okyanusal litosferik levhaların çarpışması

Kıtasal ve okyanusal litosferik levhaların çarpışması sonucu derin deniz hendekleri ve ada yayları oluşur.

Litosferik plakaların farklılaşması ve bunun sonucunda okyanus kabuğunun oluşumu Şekil 1'de gösterilmektedir. 3.

Okyanus ortası sırtların eksenel bölgeleri aşağıdakilerle karakterize edilir: yarıklar(İngilizce'den yarık - yarık, çatlak, fay) - yer kabuğunun yüzlerce, binlerce uzunluğunda, onlarca ve bazen yüzlerce kilometre genişliğinde, esas olarak kabuğun yatay gerilmesi sırasında oluşan büyük doğrusal tektonik yapısı (Şekil 4). Çok büyük yarıklara denir yarık kemerleri, bölgeler veya sistemler.

Litosferik plaka tek bir plaka olduğundan, faylarının her biri sismik aktivite ve volkanizma kaynağıdır. Bu kaynaklar, bitişik plakaların karşılıklı hareketinin ve sürtünmesinin meydana geldiği nispeten dar bölgeler içinde yoğunlaşmıştır. Bu bölgelere denir sismik kuşaklar. Resifler, okyanus ortası sırtlar ve derin deniz hendekleri, Dünya'nın hareketli bölgeleridir ve litosferik plakaların sınırlarında bulunur. Bu, bu bölgelerde yer kabuğunun oluşum sürecinin şu anda çok yoğun bir şekilde gerçekleştiğini göstermektedir.

Pirinç. 3. Okyanus sırtları arasındaki bölgede litosferik plakaların farklılaşması

Pirinç. 4. Yarık oluşum şeması

Litosferik plakalardaki fayların çoğu, yer kabuğunun daha ince olduğu okyanusların dibinde meydana gelir, ancak karada da meydana gelirler. Karadaki en büyük fay doğu Afrika'da bulunuyor. 4000 km kadar uzanır. Bu fayın genişliği 80-120 km'dir.

Şu anda en büyük plakalardan yedisi ayırt edilebilmektedir (Şekil 5). Bunlardan en büyüğü tamamen okyanus litosferinden oluşan Pasifik'tir. Kural olarak, en büyük yedi plakanın her birinden birkaç kat daha küçük olan Nazca plakası da büyük olarak sınıflandırılır. Aynı zamanda, bilim adamları aslında Nazca plakasının çok daha büyük olduğunu öne sürüyorlar. daha büyük boyut, haritada gördüğümüzden (bkz. Şekil 5), çünkü önemli bir kısmı komşu plakaların altına girdi. Bu plaka aynı zamanda yalnızca okyanus litosferinden oluşur.

Pirinç. 5. Dünya'nın litosferik plakaları

Hem kıta hem de okyanus litosferini içeren bir plaka örneği, örneğin Hint-Avustralya litosferik plakasıdır. Arap levhasının neredeyse tamamı kıtasal litosferden oluşur.

Litosferik plakaların teorisi önemlidir. Her şeyden önce, neden Dünya'nın bazı yerlerinde dağların, bazı yerlerinde ise ovaların bulunduğunu açıklayabilir. Litosferik plakalar teorisini kullanarak, plaka sınırlarında meydana gelen felaket olaylarını açıklamak ve tahmin etmek mümkündür.

Pirinç. 6. Kıtaların şekilleri gerçekten uyumlu görünüyor.

Kıta kayması teorisi

Litosferik plakaların teorisi kıtasal kayma teorisinden kaynaklanmaktadır. 19. yüzyılda. birçok coğrafyacı, bir haritaya bakıldığında Afrika ve Güney Amerika kıyılarının birbirine uyumlu göründüğünün fark edilebileceğini belirtmiştir (Şekil 6).

Kıta hareketi hipotezinin ortaya çıkışı Alman bilim adamının adıyla ilişkilidir. Alfred Wegener(1880-1930) (Şekil 7), bu fikri en kapsamlı şekilde geliştiren kişidir.

Wegener şunları yazdı: “Kıtaları hareket ettirme fikri ilk olarak 1910'da aklıma geldi… her iki taraftaki kıyıların ana hatlarının benzerliği beni şaşırttığında Atlantik Okyanusu" Paleozoik'in başlarında Dünya'da iki büyük kıtanın - Laurasia ve Gondwana - bulunduğunu öne sürdü.

Laurasia, bölgeleri içeren kuzey kıtasıydı. modern Avrupa, Hindistan'sız Asya ve Kuzey Amerika. Güney anakarası- Gondwana, Güney Amerika, Afrika, Antarktika, Avustralya ve Hindustan'ın modern bölgelerini birleştirdi.

Gondwana ile Laurasia arasında ilk deniz vardı - Tethys, kocaman bir körfeze benziyordu. Dünya alanının geri kalanı Panthalassa Okyanusu tarafından işgal edildi.

Yaklaşık 200 milyon yıl önce Gondwana ve Laurasia tek bir kıtada birleşti - Pangea (Pan - evrensel, Ge - dünya) (Şekil 8).

Pirinç. 8. Tek bir Pangea kıtasının varlığı (beyaz - kara, noktalar - sığ deniz)

Yaklaşık 180 milyon yıl önce Pangea kıtası, gezegenimizin yüzeyine karışan bileşen parçalarına yeniden ayrılmaya başladı. Bölünme şu şekilde gerçekleşti: önce Laurasia ve Gondwana yeniden ortaya çıktı, ardından Laurasia bölündü ve ardından Gondwana bölündü. Pangea'nın bazı kısımlarının bölünmesi ve farklılaşması nedeniyle okyanuslar oluştu. Atlantik ve Hint okyanusları genç okyanuslar olarak kabul edilebilir; eski - Sessiz. Kuzey Arktik Okyanusu Kuzey Yarımküre'de kara kütlesinin artmasıyla ayrıldı.

Pirinç. 9. 180 milyon yıl önceki Kretase döneminde kıtasal kaymanın konumu ve yönleri

A. Wegener, Dünya'nın tek bir kıtasının varlığına dair birçok onay buldu. Afrika ve Güney Amerika'daki antik hayvan kalıntılarının (listozorlar) varlığını özellikle ikna edici buldu. Bunlar, yalnızca tatlı su rezervuarlarında yaşayan, küçük su aygırlarına benzeyen sürüngenlerdi. Bu, tuzlu sularda büyük mesafeler yüzmek anlamına geliyor deniz suyu yapamadılar. Bitki dünyasında da benzer kanıtlar buldu.

20. yüzyılın 30'lu yıllarında kıta hareketi hipotezine ilgi. bir miktar azaldı, ancak 60'lı yıllarda okyanus tabanının rahatlaması ve jeolojisi üzerine yapılan çalışmalar sonucunda okyanus kabuğunun genişleme (yayılma) süreçlerini ve bazılarının "dalışını" gösteren veriler elde edildiğinde yeniden canlandı. kabuğun bazı kısımları diğerlerinin altında (batma).

İki tür litosfer vardır. Okyanus litosferi yaklaşık 6 km kalınlığında okyanus kabuğuna sahiptir. Çoğunlukla denizle kaplıdır. Kıtasal litosfer, 35 ila 70 km kalınlığında kıtasal kabukla kaplıdır. Bu kabuğun büyük bir kısmı yukarıya doğru çıkıntı yaparak karayı oluşturur.

Plakalar

Kayalar ve mineraller

Hareketli plakalar

Yer kabuğunun plakaları çok yavaş da olsa sürekli olarak farklı yönlerde hareket ediyor. Hareketlerinin ortalama hızı yılda 5 cm'dir. Tırnaklarınız da hemen hemen aynı oranda uzar. Tüm plakalar birbirine sıkı bir şekilde oturduğundan herhangi birinin hareketi çevredeki plakaları etkileyerek yavaş yavaş hareket etmelerine neden olur. Plakalar, sınırlarında da görülebileceği gibi farklı şekillerde hareket edebiliyor ancak plaka hareketine neden olan nedenler bilim insanları tarafından henüz bilinmiyor. Görünüşe göre bu sürecin ne başı ne de sonu olabilir. Bununla birlikte, bazı teoriler, bir tür plaka hareketinin tabiri caizse "birincil" olabileceğini ve diğer tüm plakaların bundan hareket etmeye başladığını iddia ediyor.

Plaka hareketinin bir türü, bir plakanın diğerinin altına "dalmasıdır". Bazı bilim adamları, diğer tüm levha hareketlerine neden olanın bu tür bir hareket olduğuna inanıyor. Bazı sınırlarda, iki plaka arasında yüzeye doğru itilen erimiş kaya, kenarlarında katılaşarak plakaları birbirinden uzaklaştırır. Bu işlem aynı zamanda diğer tüm plakaların hareket etmesine de neden olabilir. Ayrıca, birincil şoka ek olarak, plakaların hareketinin mantoda dolaşan dev ısı akışları tarafından uyarıldığına inanılmaktadır (bkz. ““ makalesi).

Sürüklenen kıtalar

Bilim adamları, birincil yer kabuğunun oluşumundan bu yana plakaların hareketinin kıtaların ve okyanusların konumunu, şeklini ve boyutunu değiştirdiğine inanıyor. Bu süreç çağrıldı tektonik levhalar. Bu teorinin çeşitli kanıtları verilmektedir. Örneğin Güney Amerika, Afrika gibi kıtaların ana hatları bir zamanlar tek bir bütünmüş gibi görünür. Her iki kıtadaki antik dağ sıralarını oluşturan kayaların yapısı ve yaşlarında da şüphesiz benzerlikler keşfedildi.

1. Bilim adamlarına göre, şu anda Güney Amerika ve Afrika'yı oluşturan kara kütleleri, 200 milyon yıldan daha uzun bir süre önce birbirine bağlıydı.

2. Görünüşe göre Atlantik Okyanusu'nun tabanı, levha sınırlarında yeni kayalar oluştukça yavaş yavaş genişledi.

3. Şu anda Güney Amerika ve Afrika levha hareketi nedeniyle birbirlerinden yılda yaklaşık 3,5 cm kadar uzaklaşmaktadır.