Тектонические плиты океана

Содержание
  1. Тектоника плит
  2. Рисунок 1: Землетрясения показаны красным цветом
  3. Рисунок 2: Исторически активные вулканы показаны красным цветом
  4. Границы плит
  5. Дивергентные границы
  6. Конвергентные границы
  7. Океанической коры сходится с континентальной корой
  8. Рисунок 3:Землетрясения показаны в виде желтых квадратов
  9. Рисунок 4: Землетрясения показаны в виде желтых квадратов
  10. Трансформные разломы
  11. Геологическая активизация около разломов плит
  12. Рисунок 6: оригинальный эскиз Дж. Tuzo Уилсона Гавайских горячей точке
  13. Каковы движущие силы?
  14. Тектоника плит: неожиданный ингредиент, необходимый для жизни
  15. Тектонические плиты океана
  16. Основные типы границ океанических тектонических плит
  17. Срединно-океанические хребты (СОХ)
  18. Жизнь и тектоника плит планеты Земля
  19. От гор до морских глубин
  20. Тектонические плиты на других планетах
  21. Особенности тектонических плит

Тектоника плит

Тектонические плиты океана

Основные понятия

— землетрясения и извержения вулканов происходят в основном вдоль границ плит; частота и тип события меняются в зависимости от типа граничных условий. — плиты взаимодействуют друг с другом на границах одним из трех способов: они расходятся, сходятся, или скользят мимо друг друга.

— пластины состоят из двух типов коры: океанической и континентальной; океаническая кора тоньше и плотнее, чем континентальная кора. Одиночные плиты, могут бытьь как материковой так и океанической корой.

— гравитация и мантийная конвекция две движущие силы для движения плит.

В 1962 году, идея о том, что части поверхности Земли перемещаются уже не казалась радикальной. Концепции дрейфа континентов и спрединга морского дна сделали революцию в геологии, и исследователи взволнованно начали пересматривать свои интерпретации имеющихся данных (см. нашу тектонику плит). Например, геологи уже давно признали, что землетрясения не случайно происходят на Земле.

Рисунок 1: Землетрясения показаны красным цветом

На самом деле, землетрясения сосредоточены вдоль границ плит, говорит Гарри Хесс. Однако не все землетрясения происходят на одной и той же глубине. Гесс предположил, что породы дна океана будто «ныряют вниз» в зону субдукции; землетрясения происходят как на небольшой глубине от 0 до 33 км ниже поверхности, вблизи окопов так и на глубине почти 700 км.

Оказывается, что только мелкие землетрясения (глубина от 0 до 33 км) отражаются на хребтах. Эти данные помогли геологам более подробно сформулировать сечения, показывающие, что плиты тонкие на хребтах, и что субдукция распространяется на большие расстояния, с плитами глубоко под континенты.

Как и землетрясения, извержения вулканов расположены преимущественно на территории или вблизи границ плит.

Рисунок 2: Исторически активные вулканы показаны красным цветом

Также как и землетрясения, различные виды вулканов находятся на разных типах границ тектонических плит. Большинство извержений вулканов, которые являются сенсационными, такие как извержение в 1980 году вулкана Сент-Хеленс, происходят вблизи зоны субдукции.

Это разрушительные, взрывные извержения отражают состав магмы — она чрезвычайно вязкая и поэтому не может протекать легко.

В отличие от вулканических извержений, которые происходят вдоль хребтов, протекают гораздо мягче, отчасти потому, что большинство из этих извержений происходит под 2 — 3 километровой толщей воды, а также потому, что магма является гораздо менее вязкой.

Границы плит

Эти наблюдения о распределении землетрясений и извержений вулканов помогли геологам определить процессы, которые происходят в зонах спрединга хребтов и зонах субдукции. Кроме того, они помогли ученым признать, что существуют и другие типы границ тектонических плит.

Итак, на границах плит происходит множество геологических процессов — землетрясения, извержения вулканов, и драматические топографии, такие как горные хребты Гималаев, они все сосредоточены в зонах, где две или более плиты встречаются вдоль границы.

Существует три основных способа, с помощью которых плиты взаимодействуют вдоль границ: они могут отходить друг от друга (расходится), они могут двигаться навстречу друг другу (сходится), или они могут скользить друг под друга (преобразование).

Каждый из этих взаимодействий производит различные и характерные формы землетрясений, вулканизма, и топографии.

Дивергентные границы

Расходящиеся границы срединно-океанических хребтов, — начало революции тектоники плит — Срединно-Атлантический хребет является классическим примером. Мелкие землетрясения и незначительные потоки лавы характеризуют срединно-океанические хребты. Морское дно на гребни выше, чем окружающие абиссальные равнины, т.

к породы горячие и, следовательно, менее плотные и более плавучие. Чем дальше их распространение от центра,тем больше они охлаждаются и становятся более плотными и менее стабильными.

Расхождение (спрединг) происходит уже вдоль Срединно-Атлантического хребта на протяжении 180 миллионов лет, результатом которого является большой бассейн океана — Атлантический океан.

Конвергентные границы

Конвергентные границы яляются наиболее геологически активными, с различными характеристиками в зависимости от типа коры, участвующей в данном процессе. Существует два типа коры: океаническая и континентальная.

Континентальная кора толстая и гибкая; океаническая кора тонкая, плотная, и имеет формы срединно-океанических хребтов.

Процессы, которые происходят в зоне конвергентных границ, зависят от типа участвующей коры, что объясняет следующее.

Океанической коры сходится с континентальной корой

Это зоны субдукции, считал Гесс, где плотная океаническая кора погружается под более плавучую континентальную кору.

Такие границы характеризуются: (а) очень глубокой океанической траншеей рядом с высокой континентальной горной цепью, (б) большим количеством землетрясений, разного масштаба от мелких до глубинных, и (в) большим количеством промежуточных вулканов .

Анды обязаны своим существованием зоне субдукции на западном краю Южно-Американской плиты; на самом деле, этот тип границы часто называют Андские маржи.

Рисунок 3:Землетрясения показаны в виде желтых квадратов

Океаническая кора сходится с океанической корой

Если сходятся две океанических плты, также происходит субдукция, но результат несколько отличается от Андских маржей. Так как плотность двух пластин схожа, как правило, более древняя океаническая кора является субдуцированной, потому что она холоднее и немного плотнее.

Землетрясения различных масштабов от мелких до глубоких, как в океанической-континентальный сходимости, и вулканы в форме островных дуг, подобны горе Фудзи в Японии и Пинатубо на Филиппинах.

Такие вулканы, несколько отличаются от тех, которые образуют Анды, потому что магма образуется в результате плавления океанической коры, а не в результате таяния континентальной коры.

Рисунок 4: Землетрясения показаны в виде желтых квадратов

Континентальная кора сходится с континентальной корой

Две части континентальной коры сходятся в результате большого скопления континентального материала. Обе части коры плавучи и не субдуцированны. Континентальная сходимость на примере Гималайского хребта, где Индийская плиты входит в Азиатскую плиту. Происходят многочисленные мелкие землетрясения, но вулканизма очень мало.

Трансформные разломы

Большинство разломов являются сходящимися или расходящимися, трансформные разломы встречаются в местах согласованных горизонтальные смещений, где плиты скользят мимо друг друга. Такой тип разломов встречается очень редко на континентах, но он впечатляющий в местах, где данный процесс происходит.

Например, разлом Сан-Андреас в Калифорнии является результатом континентального трансформного разлома — происходят частые, мелкие землетрясения (например знаменитые в 1906 году и 1989 году землетрясения Сан-Франциско), но сопутствующего вулканизма совсем мало. Альпийские неисправности в Новой Зеландии очень схожи.

Большинство трансформных разломов происходит не на земле, а на коротких участках вдоль срединно-океанических хребтов. Некоторые разломы не подвласны обычной классификации и называются «зоной разломов плит».

Так, например, сложную картину землетрясения получают в результате обширных, плохо согласованных зон разломов плит между Евразийской и Африканской плитой в Средиземноморском районе.

Геологическая активизация около разломов плит

Разломы, описанные выше, составляют подавляющее большинство сейсмической и вулканической активности на Земле. Чем больше данных, которые начали встраиваться в схему тектоники плит, тем больше выявляется исключений. Что может объяснить Гавайи — явление долгоживущей вулканической активности в середине Тихоокеанской плиты, где нет субдукции, или растяжение до образоваения магмы?

Там должно было быть что-то другое. В 1963 году Дж. Тузо Уилсон, канадский геофизик, предположил, что мантия, содержит неподвижные горячие точки, с тонкими струями горячей магмы, которая действовала как горелки Бунзена в виде плит сдвинулась над ними.

Гавайские острова имеют удлиненную, линейную форму, с текущими извержения вулканов на острове Гавайи и вымерших, высоко эродированных вулканических островов на северо-западе.

Следовательно с точки зрения теории Уилсона, цепи островов представляют собой северо-западные движения Тихоокеанской плиты над мантийным плюмом.

Рисунок 6: оригинальный эскиз Дж. Tuzo Уилсона Гавайских горячей точке

Одним из важных последствий теории Уилсона является то, что, поскольку горячие точки были стационарными, след движения точки может быть использован для отслеживания истории движения плит.

Например, след Гавайской цепи продолжается на северо-запад, подводная цепь уже не действующих вулканов постепенно стареет.

После остановки вулканических извержений, океанские волны начинают уносить жизни людей, подрывая островов чуть ниже уровня моря, после чего они называются подводными горами.

Острова и подводные горы, связанные с Гавайскими Точками обеспечивают историю движения Тихоокеанской плиты, которые по всей видимости были направлены на восток около 28 миллионов лет назад. Другие следы движений точек во всем мире могут быть использованы аналогичным образом для того чтобы восстановить историю глобальных тектонических плит.

Каковы движущие силы?

Горячие точки добавили еще одно доказательство, для подтверждения, что плиты движутся постоянно и устойчиво.

По иронии судьбы, однако, вопрос, который подстрекал насмешек для Вегенера дает начало горячим дебатам сегодня: так что же такое, в конечном счете, движущие силы плит? Плиты постоянно меняются и перестраивют себя реагируя друг на друга.

В конце концов, новая Пангея (или суперконтинент) развалится, а затем снова сформируется. Что же заставляет эти плиты двигаться?

Предполагается, что по теории Гесса мантийная конвекция является главной движущей силой — теплый и менее плотный материал поднимается вдоль срединно-океанических хребтов, охлаждается, и спадает в зоне субдукции, а плиты «плывут» по этим конвективным секциям (см.

плотность модуля для получения дополнительной информации). Хотя мало кто сомневается, что действительно происходит конвекция в мантии, текущее моделирование показывает, что это не так просто.

Многие геологи утверждают, что сила конвекции не достаточно для движения огромных литосферных плит, такой как плита Северной Америки.

Они предполагают вместо этого, что гравитация является основной движущей силой: холодная, плотная океаническая кора поглощается в зонах субдукции, и тянет за собой остальные плиты. Согласно этой теории, магматических интрузий на хребтах являются пассивными — магма просто заполняет отверстие созданое натяжением двух плит разобщенно.

Отметим, что указатели на конвективных секциях и вышележащие пластины собираются в том же направлении. На рисунке показано изменение этой динамики Земли, публикации из Геологической службы США. Несомненно, гравитации и конвекции и энергоснабжение заставляют плиты двигаться. Их относительный вклад является предметом для обсуждения и для дальнейших исследований.

задача тектонических плит заключается в их способности объяснить все процессы которые мы наблюдаем, как в геологической летописи так и в настоящее время. Наше понимание всех тонкостей развивается, когда мы узнаем больше о нашей планете, но тектоника плит действительно является фундаментом, на котором построена наука геология.

Библиотека

Источник: http://masters.donntu.org/2011/igg/nazarenko/library/translate.htm

Тектоника плит: неожиданный ингредиент, необходимый для жизни

Тектонические плиты океана

От микробов до сумчатых, жизнь переполняет Землю. Но даже если вы избавите планету от всех ее обитателей, Земля все еще будет «живой». Ее расплавленное ядро трудится, вырабатывая магнитное поле, укрывающее планету.

Извергающиеся вулканы выплевывают газы и укрывают земли новой свежей лавой.

Поверхность Земли представляет собой головоломку из твердых плит размером с континенты, которые толкаются, двигаются и сталкиваются друг с другом — мощные процессы, которые создают горы и меняют ландшафты.

Земля — это не просто сосуд для жизни: сама планета живет. Но ее геологический метаболизм — и особенно динамизм ее тектонических плит — также отвечает и за жизнь обитателей планеты. Если бы планета была холодной, мертвой и инертной, жизни, наверное, вовсе не существовало бы. По крайней мере на современной Земле геология и биология идут рука об руку.

Из всех планет Земля является единственным местом, имеющим тектонику. Также это единственное место, на котором есть жизнь. Но необходима ли тектоника для жизни? Никто не знает наверняка.

Астрономы обнаружили тысячи планет за пределами Солнечной системы; некоторые из них вполне могут быть пригодны для жизни. И тектоника плит может повысить вероятность наличия жизни — особенно если говорить о более сложных организмах.

Если инопланетяне действительно существуют, они тоже могли бы жить на активной планете, кипящей геологической активностью, как наша Земля.

Но как показывают космические аппараты, исследующие Солнечную систему, Земля не является уникальным местом, когда речь идет о геологической активности. И хотя ни на Луне, ни на Марсе нет тектоники плит, оба этих мира испытывают «марсотрясения» и «лунотрясения».

Некоторые из спутников Юпитера имеют активные вулканы и гейзеры. Меркурий имеет магнитное поле, а значит по крайней мере часть его ядра расплавлена.

Даже Плутон — который когда-то считался мертвым ледяным миром — полон возвышающихся ледяных гор и ледников, по-своему живой и активный.

Тем не менее геологическая активность сама по себе — это не то же самое, что и тектоника плит. Земля — единственная планета в Солнечной системе, внешняя кора которой разбивается на несколько пластин, подобно треснувшей яичной скорлупе. Эти жесткие тектонические плиты толщиной в несколько сотен километров плавают на более податливой мантии под ними.

Другие миры в Солнечной системе имеют древние поверхности, усеянные кратерами возрастом в миллионы или даже миллиарды лет. Но на Земле тектонические плиты смещаются и скользят, постоянно обновляя поверхность. У срединно-океанических хребтов поднимающаяся магма образует новую кору, расталкивая две плиты между собой.

Когда две плиты сталкиваются и давят одна на другую, одна из них может сместиться вниз. Этот процесс субдукции рождает глубокие океанические трещины или вызывает извержение вулканов. Иногда, как в Гималаях, континентальные плиты сталкиваются, а поскольку идти им некуда, остается только воздвигать горы.

Все это необходимо жизни на Земле.

Эти процессы выводят углерод из недр Земли и вводят его обратно, и в процессе этого регулируется уровень диоксида углерода в атмосфере. Двуокись углерода — это парниковый газ: если его будет слишком много, атмосфера будет удерживать слишком много тепла.

«Температура поверхности растет, и Земля постепенно становится планетой по типу Венеры», говорит Джун Коренага, геофизик из Йельского университета в США. Если же газа будет слишком мало, все тепло сбежит и Земля станет неудобно холодной.

Таким образом, углеродный цикл выступает как глобальный термостат, регулирует себя, когда нужно (хоть и не принимает во внимание излишек диоксида углерода, порожденный изменяющими климат действиями человека). Более теплый климат также приводит к большему количеству осадков, которые помогают извлекать еще больше диоксида углерода из атмосферы.

Газ растворяется в каплях дождя, которые падают на голую почву и породы. Химические реакции между дождевой водой и породами высвобождают углерод и минералы вроде кальция из пород. Вода затем стекает в реки и ручьи, достигает океана, и уже там углерод образует карбонатные породы и органические объекты вроде ракушек.

Карбонат оседает на дне океана, на тектонической плите, которая подвергается субдукции и уносит углерод в недра Земли. Вулканы затем отрыгивают углерод обратно в атмосферу в виде углекислого газа. Через сотни миллионов лет цикл, наконец, завершается.

Тектоника плит играет роль на каждом этапе этого цикла.

Не только субдукция увозит углерод обратно в земную мантию, но и тектоническая активность выносит свежие породы на поверхность. Они очень важны для химических реакций, которые выпускают минералы.

Горы, образующиеся в процессе тектоники, провожают воздух наверх, где он охлаждается, конденсируется и образует капли дождя — и они помогают извлекать углерод из атмосферы.

И еще есть вулканы. «Тектоника плит помогает поддерживать вулканизм активным в течение длительного времени», говорит Брэд Фоли, геофизик Университета штата Пенсильвания в США. «Если бы у нас не было вулканизма, отправляющего диоксид углерода обратно в атмосферу, тогда планета стала бы очень холодной. Она бы замерзла напрочь».

Поддержание теплого климата необходимо для того, чтобы планета оставалась обитаемой. Но тектоника плит влияет и на другие вещи. Например, было проведено исследование, которое показало, что эрозия и процессы выветривания удаляют такие элементы, как медь, цинк и фосфор, из пород и уносят их в море.

Эти элементы являются важными питательными веществами для организмов вроде планктона. В прошлом они могли быть ответственны за взрывы биоразнообразия, вроде кембрийского взрыва 540 миллионов лет назад.

Данные также показывают, что периоды с небольшой эрозией — и меньшим количеством доступных питательных веществ в океане — совпадали с событиями массового вымирания.

Передвигая континенты, тектоника плит могла создавать различные условия, способствующие эволюции.

В течение миллионов лет континенты дрейфовали по поверхности Земли, переходя из одной климатической зоны в другую. Без тектоники плит Земля не имела бы своей разнообразной географии с широчайшим диапазоном сред обитания.

Тектоника плит также отвечает за гидротермальные жерла на дне океана.

Возле границ плит вода может проникать в трещины, где магма нагревает ее до сотен градусов и выбрасывает, уже горячую, обратно в океан.

Гидротермальные жерла или источники, обнаруженные в конце 1970-х годов, являются домом для разнообразных экосистем, и некоторые ученые предполагают, что подобные жерла могли дать начало жизни на Земле.

Постоянное движение плит может также играть определенную роль в магнитном поле Земли. Это поле может действовать в качестве щита, который мешает солнечному ветру сдувать атмосферу — еще один важный ингредиент жизни.

Движок, который вырабатывает магнитное поле, это раскаленное ядро расплавленного железа. Турбулентное движение возникает в процессе конвекции, когда горячие жидкости поднимаются, а холодные опускаются.

Есть в ядре планеты конвекция или нет — и создает ли она магнитное поле — зависит от скорости остывания планеты.

«Если у вас есть тектоника плит, внешняя оболочка будет остывать быстрее, чем без нее», говорит Питер Дрисколл, геофизик из Института Карнеги в Вашингтоне. Более быстрое охлаждение способствует конвекции и, следовательно, существованию магнитного поля. У Марса и Венеры тектоники плит нет. Жидких ядер, магнитных полей, жизни — тоже.

Да, тектоника плит имеет важное значение для жизни на Земле. Но как насчет внеземной жизни?

Астрономы подсчитали, что в галактике по меньшей мере сто миллиардов звезд.

Среди них множество планет размером с Землю, расположенных в потенциально обитаемой зоне своей звезды, где не слишком жарко, но и не слишком холодно, и может существовать жидкая вода.

Они нашли такую планету возле Проксимы Центавра, ближайшей звезды к Солнечной системе.

Обитаемая зона и жидкая вода — наиболее важные факторы существования жизни на планете. Но сразу же за ними следует тектоника плит и другие особенности.

«Тектоника плит очень полезна для жизни», говорит Норм Слип, геофизик Стэнфордского университета. Если у планеты есть тектоника плит, говорит он, шансы на обитаемость значительно возрастут.

Конечно, любая беседа на тему обитаемости другой планеты будет спекулятивна по сути. Есть только один известный пример обитаемого мира — и это Земля.

«Тектоника плит имеет важное значение для жизни, которую мы знаем и любим как люди», говорит Линди Элкинс-Тантон, планетолог из Университета штата Аризона. Но «она не является необходимой для жизни в более широком смысле».

На Земле, например, наиболее важная роль тектоники заключается в регуляции углеродного цикла. Но на другой планете тектоника плит может и не поддерживать такой цикл.

Некоторые вулканы вроде тех, которые составляют Гавайские острова, не требуют тектонической активности. «Помимо вулканизма есть и другой способ вывода диоксида углерода в атмосферу», говорит Фоли.

«Но вулканизм также создает свежие породы, которые могут выветриваться».

Однако вернуть углерод в недра планеты без субдукции будет тяжеловато. Планета без тектоники плит, застойная планета, заключена в жесткой корке, которая блокирует углерод. Но более глубокие слои коры теплее и мягче. Также они плотнее мантии, поэтому если мантия будет достаточно мягкой, она будет стекать вниз, как патока, сбрасывая углерод в недра, где он снова будет выбрасываться вулканами.

Но даже если углеродный цикл в некоторой форме будет возможен, он не будет вечным, и у планеты будет малое окно обитаемости. Без тектоники плит вулканизм может исчезнуть довольно быстро.

Некоторые ученые говорят, что даже на Земле жизнь могла бы устроиться и без тектоники плит.

В 2016 году Крейг О’Нейл, планетолог Университета Маккуори в Сиднее, разработал компьютерные модели, которые предполагают, что у Земли могло не быть тектоники плит в далеком прошлом — даже когда жизнь впервые появилась 4,1 миллиарда лет назад. Если жизнь возникла на Земле в отсутствие тектоники, значит, тектоника может быть необязательным условием.

Но этот вывод будет преждевременным, говорят другие. «Любые мнения о ранней Земле стоит принимать осторожно», говорит Фоли. Разные предположения дают совершенно разные ответы.

В конце концов, ученые сходятся в том, что тектоника плит может помочь жизни обрести существование.

Но никто не может сказать точно, будет ли она необходимой. «Мы недостаточно много знаем о тектонике плит, чтобы говорить о ее необходимости для жизни», говорит Элкинс-Тантон.

Теория тектоники получила развитие только во второй половине 20 века и до сих пор не разработана до конца для Земли, не говоря уж о других планетах.

Одним из усложняющих факторов на Земле является тесная связь между тектоникой плит и жизнью. «Эти геологические циклы делают Землю более пригодной для жизни», говорит Слип, но биология тоже важна.

«Жизни потребовалось четыре миллиарда лет, чтобы развить черты и адаптироваться к жизни на планете с тектоникой плит».

Возможно, жизнь на Земле решила полагаться на тектонику просто потому, что эволюция повела ее по такому пути.

Даже если плитотектоника была необходима для жизни, астрономы не могут определить, есть ли тектоника у других планет. Планеты за пределами Солнечной системы слишком далеки, и даже лучшие телескопы могут едва уловить химический состав планетарной атмосферы, что уже хорошо. Но без межзвездных путешествий уточнить наличие тектоники плит будет практически невозможно.

«Мы едва смогли обнаружить ее на нашей планете, а ведь мы стоим прямо на ней», говорит Элкинс-Тантон.

Тектоника плит — лишь один из многих факторов, которые могут влиять на обитаемость. Ученые не могут определить формулу жизни, пока не обнаружат внеземную жизнь. На данный момент Земля остается единственным миром, который действительно живой.

Источник: https://Hi-News.ru/research-development/tektonika-plit-neozhidannyj-ingredient-neobxodimyj-dlya-zhizni.html

Тектонические плиты океана

Тектонические плиты океана

Определение 1

Литосферная оболочка Земли разделена на разрозненные блоки, которые имеют вертикальные размеры намного меньшие, чем горизонтальные. Название этим блокам – тектонические (литосферные) плиты.

Особенностью тектонических плит является жесткость и способность к сохранению неизменных форм и строения длительное время без внешних на них воздействий.

Общая мощность океанических тектонических плит меняется от 2 до 3 км в областях рифтовых зон океанов и составляет 80-90 км около континентальных окраин.

Крупные тектонические плиты планеты играют важнейшую роль на мировой сейсмической карте. Наикрупнейшей плитой по площади является Тихоокеанская. Она полностью состоит из океанической литосферы и охватывает большую часть территории дна от оси Восточно-Тихоокеанского поднятия, простираясь до системы глубоководных желобов западного и северного обрамлений Тихого океана.

Намного меньшая по своей площади плита Наска, также полностью состоит из океанической литосферы и располагается на территории дна Тихого океана к востоку от оси ВТП и до осевой линии Перуано-Чилийского желоба.

  • Курсовая работа 410 руб.
  • Реферат 220 руб.
  • Контрольная работа 230 руб.

Ещё одной крупной плитой, которая полностью состоит из океанической литосферы, является плита Кокос.

К крупным тектоническим плитам, которые состоят, как из континентальной, так и из океанической литосферы причисляют также:

  • Антарктическую,
  • Индо-Австралийскую,
  • Евразийскую,
  • Африканскую,
  • Южно-Американскую,
  • Северо-Американскую.

Также выделяют некоторое число (десятки) средних и множество мелких плит.

Основные типы границ океанических тектонических плит

Замечание 1

Под литосферой находится пластичная астеносфера, не обладающая пределом прочности, вследствие чего её вещество имеет свойство деформироваться (течь) от воздействия даже сравнительно небольших избыточных давлений и увлекать за собой, при этом, жесткие тектонические плиты. Перемещения тектонических плит по поверхности астеносферы совершается посредством влияния конвективных течений в мантии. Отдельные тектонические плиты могут сближаться, расходится, скользить по отношению друг к другу.

В соответствии с различными типами движений тектонических плит по отношению друг к другу и возникающих вследствие этого деформаций по периметру плит деформаций, различают три главных вида границ тектонических плит:

  • Дивергентные;
  • Конвергентные;
  • Границы сдвиговых перемещений.

К дивергентному типу относятся границы плит, вдоль которых совершается раздвижение тектонических плит. При этом происходит образование рифтовых зон и непрерывное рождение новой океанической коры. Именно такие границы имеют на ещё одно название – конструктивные.

Большинство нынешних рифтовых зон Индийского и Тихого океанов первоначально закладывались на океанической литосфере благодаря перестройкам движения плит и постепенным исчезновением более ранних рифтовых зон.

Дивергентным границам тектонических плит в океанах соответствует очень мощный базальтовый магматизм, который формирует океаническую кору, находящуюся в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов, и несильная сейсмичность.

Базальтовые расплавы, находящиеся в рифтовых зонах океана, выплавляются из пластичного и разогретого материала магматических очагов, которые размещаются под осевой зоной срединно-океанических хребтов, значительно легче базальтов, из которых слагается океаническая кора. Из-за этого и происходит их стремительный подъем к поверхности. Именно поэтому в границах океанических рифтовых зон происходит извержение недифференцированных базальтовых расплавов.

К границам конвергентного типа можно отнести зоны подвига, для которых характерно пододвигание океанических тектонических плит под островные дуги или под континентальные окраины, имеющие андийский тип.

Исходя из того, что на конвергентных границах совершается поглощение коры, их ещё называют деструктивными.

Данным границам, в большинстве случаев, соответствуют довольно характерные виды рельефа: сопряженные структуры желобов с глубоким дном (глубина которых, в иных случаях, превышает 10 километров) с цепью островных вулканических дуг или очень высоких горных образований (с высотой около 7-8 километров), в случае, когда подвиг происходит под континент.

Примерами подобных границ служат глубоководные желоба перед Филиппинской, Марианской, Японской, Курило-Камчатской, Алеутской островными дугами, а также глубоководные желоба, находящиеся у подножий западных побережий Южной и Центральной Америки в Тихом океане.

Срединно-океанические хребты (СОХ)

Определение 2

Срединно-океанические хребты – это сеть хребтов, которые расположены в центральных частях каждого из океанов.

Они формируют монолитную горную систему, общая протяженность которой составляет более 64 тысяч км, а ширина около 1000 км. Над абиссальными же котловинами она возвышается на 2.5-3 км. СОХ состоят из плотных и тяжелых магматических пород.

Под центральными участками хребтов имеют свойство подниматься горячие мантийные расплавы (иначе магма). Они приводят к растягиванию земной коры и раздробляют её разломами.

При попадании на дно происходит остывание расплавов. Следующая порция раскаленной магмы раздвигает застывшую лаву и процесс повторяется снова.

Данный процесс разрастания океанической земной коры называется спредингом.

Скорость извержения горячей магмы может разнится.

В том случае, когда она поступает медленно, происходит процесс образования рифтовой долины среди хребтов, глубокой расселины, на дне которой находится большое количество активных вулканов.

У хребтов с подобными долинами процесс разрастания проходит медленно, скорость их раздвижения на дне Индийского и Атлантического океанов составляет 2-4 сантиметра в год.

В том же случае, когда магма поступает с высокой скоростью, долина не успевает формироваться. Скорость образования новой океанической коры составляет иногда и до 18 сантиметров в год при такой ситуации. Таким является подводный хребет, расположенный в восточной части Тихого океана.

Источник: https://spravochnick.ru/geografiya/teoriya_litosfernyh_plit/tektonicheskie_plity_okeana/

Жизнь и тектоника плит планеты Земля

Тектонические плиты океана

При взгляде из космоса совсем не очевидно, что Земля кишит жизнью. Чтобы понять, что она здесь есть, нужно приблизиться достаточно близко к планете. Но даже из космоса наша планета все равно кажется живой. Ее поверхность разделена на семь континентов, которые омываются огромными океанами. Ниже этих океанов, в невидимых глубинах нашей планеты, тоже есть жизнь.

Десяток холодных, жестких пластин медленно скользят поверх горячей внутренней мантии Земли, ныряя друг под друга и время от времени сталкиваясь. Этот процесс, называемый тектоникой плит, является одним из определяющих характеристики планеты Земля. Люди в основном ощущают его, когда происходят землетрясения и извергаются вулканы.

Но тектоника плит ответственна за что — то более важное, чем землетрясения и извержения.

 Новые исследования говорят о том, что тектоническая активность Земли может иметь важное значение для другой определяющей черты нашей планеты: жизни.

Наша Земля имеет движущуюся, все время трансформирующуюся внешнюю кору, и это может быть основной причиной того, что Земля настолько удивительна, и никакая другая планета не может сравниться с ее изобилием.

«Понимание тектоники плит является важным ключом к пониманию нашей собственной планеты  и причины ее обитаемости.

 Как возникла эта живая планета, и как ей удалось поддерживать жизнь в течение миллиардов лет?» — заявила Кэтрин Хантингтон, геолог из Вашингтонского университета. «Тектоника плит — это то, что влияет на нашу атмосферу с самых древних времен.

Она происходила всегда таким образом, чтобы на поверхности была жидкая вода и температура планеты не опускалась для критических для живых организмов значений».

Лава из вулкана Килауэа на Гавайях уничтожила десятки домов за последний месяц. Вулкан является результатом того же самого горячего пятна, который образует цепь гавайских островов.

USGS

В последние годы геологи и астробиологи все чаще называют тектонику плит одной из тех особенностей, которые делает Землю уникальной.

 Они показали, что атмосфера Земли обязана своей долговечностью, составом и невероятно стабильной температурой — не слишком горячей, но не слишком холодной — свойствам ее коры.

 Без тектоники плит, приводящей к миграции береговых линий и изменению высоты приливов, океаны будут бесплодными и лишенными питательных веществ. Если бы тектоника плит не заставила плиты нырять друг под друга и обратно в процессе, называемом субдукцией, то морское дно было бы совершенно стерильным и лишено интересной для жизни химии, а это означает, что жизнь, возможно, никогда бы и не возникла.

Однако понимание того, как тектоника плиты влияет на эволюцию — и является ли она необходимым ингредиентом в этом процессе — зависит от поиска ответов на некоторые из самых горячих вопросов в области геофизики: как и когда плиты начали двигаться. Выяснение, почему наша планета имеет движущуюся кору, может рассказать геологам не только о Земле, но и обо всех планетах или лунах с твердыми поверхностями, и то, могут ли они иметь жизнь.

От гор до морских глубин

В 2012 году кинорежиссер Джеймс Кэмерон стал одним из немногих людей, которые погружались в самое глубокое место на Земле.

 Он коснулся дна на глубине 10898 метров ниже поверхности океана в самой глубокой точке Марианской впадины — «Бездне Челленджера», находящейся на стыке двух тектонических плит.

 Кэмерон обнаружил там свидетельства того, что жизнь процветает даже в таких экстремальных местах нашей планеты.

По мере того, как тихоокеанская плита погружается в мантию Земли, она нагревается и высвобождает воду, которую содержат ее породы. В процессе, называемом серпентинизацией, вода вымывается из плиты и меняет физические свойства верхней мантии. Это превращение позволяет метану и другим соединениям просачиваться из мантии через горячие источники на холодном дне океана.

Подобные процессы, происходившие на ранней Земле могли бы обеспечить начальные ингредиенты для метаболизма, которые, возможно, породили первые делящиеся клетки.

 Кэмерон показал доказательства существования современных потомков таких клеток: микробные маты — колонии микробов, которые процветают под толщей почти одиннадцати километров воды, куда солнечный свет не проникает, а давление более чем в 1000 раз превышает существующее на уровне моря.

«Это действительно захватывающе, потому что это связывает тектонику плит с жизнью», — сказал Кит Клепейс, геолог из Университета Вермонта. «Это дает нам идеи о том, что искать в других местах в Солнечной системе. Это дает нам представление о том, что могло происходить на Земле в древности».

Микробный коврик в белом покрывает желтые кораллы у вулкана Восточный Диаманте в Тихоокеанском кольцевом огне. Коврик подает химическую энергию гидротермальных вентиляционных отверстий. Экспедиция «Тихоокеанское кольцо огня 2004». Управление океанических исследований NOAA;  Д-р Боб Эмбли, NOAA PMEL, главный научный сотрудник.

Рекордное погружение Камерона было не единственной экспедицией, демонстрирующей связь между тектоникой плит и жизнью океана. Недавние исследования связывают тектоническую активность плит с вспышкой эволюции, названной кембрийским взрывом, случившейся 541 млн. лет назад.

Тогда вдруг, как кажется без каких либо причин, возникла потрясающая масса новой, сложной жизни.

В декабре 2015 года исследователи из Австралии опубликовали отчет об исследовании примерно 300 образцов, полученных при бурении морского дна по всему миру. Некоторые из них имели возраст более 700 миллионов лет.

Ученые измеряли уровень фосфора, а также микроэлементов, таких как медь, цинк, селен и содержащие кобальт питательные вещества, которые необходимы для поддержания жизни. Когда эти питательные вещества обильны в океанах, они могут вызвать быстрый рост планктона.

 Исследователи из Университета Тасмании показали, что концентрации этих элементов увеличилась на порядок примерно 560-550 миллионов лет назад.

Ученые утверждают, что именно тектоника плит ответственна за этот процесс. Горы формируются, когда континентальные плиты сталкиваются и толкают скалы в небо, где они подвергаются воздействию воды из атмосферы. Затем выветривание медленно выщелачивает питательные вещества из гор в океаны.

Удивительно, но ученые также обнаружили, что эти элементы были в изобилии в более поздние периоды — и что эти периоды совпадали с массовыми вымираниями. Скорее всего такие периоды, связанные с питательными веществами, случались, когда фосфор и микроэлементы потреблялись Землей быстрее, чем их можно было пополнить.

Тектоническая активность также играет важную роль в поддержании долгосрочной устойчивости температурного режима Земли. Планета со слишком большим количеством углекислого газа может стать похожей на Венеру, ныне адски горячую. Активность плит на Земле помогла регулировать уровень углекислого газа в течение многих геологических эпох.

Процесс выветривания, который вытягивает питательные вещества из горных вершин, позволяя им попадать в океаны, также помогает удалять углекислый газ из атмосферы.

 Первый этап этого процесса происходит, когда атмосферный углекислый газ объединяется с водой с образованием угольной кислоты — соединения, которое помогает растворять породы и ускорять процесс выветривания. Дождь вносит в океан как углекислоту, так и кальций из растворенных пород.

 Диоксид углерода также растворяется непосредственно в океане, где сочетается с углекислотой и растворенным кальцием, чтобы произвести известняк, который падает на дно океана. В конечном итоге связанный углекислый газ поглощается мантией.

https://www.youtube.com/watch?v=QDahu2pp9wQ

Тектоника плит может даже отвечать за другой атмосферный ингредиент и, возможно, самый важный: кислород.

За полтора миллиарда лет до кембрийского взрыва, еще в архейской эпохе, на Земле почти не было кислорода, которым мы дышим сейчас. Водоросли уже начали использовать фотосинтез для производства кислорода, но большая часть этого кислорода потреблялась богатыми железом породами, которые использовали кислород для своего превращения в ржавчину.

Согласно исследованиям, опубликованным в 2016 году, тектоника плит инициировала двухэтапный процесс, который привел к более высоким уровням кислорода.

 На первом этапе субдукция заставила мантию Земли меняться и вырабатывать два типа коры — океаническую и континентальную.

 В континентальной версии было меньше минералов, богатых железом, и больше богатых кварцем пород, которые не вытягивают кислород из атмосферы.

Затем в течение следующих миллиардов лет — с 2,5 миллиарда лет назад до 1,5 миллиарда лет назад — камни накачивали углекислым газом воздух и океаны. Дополнительный углекислый газ помог водорослям, которые стали производить еще больше кислорода — достаточно много для того, чтобы в конечном итоге вызвать кембрийский взрыв.

Тектонические плиты на других планетах

Получается тектоника важна для жизни?

Проблема состоит в том, что у нас есть один образец. У нас есть одна планета, одно место с водой и скользящей внешней корой, одно место, которое изобилует жизнью. Другие планеты или луны могут иметь активность, напоминающую земную тектонику, но она не похожа на ту, которую что мы видим на Земле.

Земля в конечном итоге остынет настолько, что тектоника плит будет ослабевать, и планета в итоге перейдет в застывшее состояние. Новые суперконтиненты будут расти и исчезать, прежде чем это произойдет, но в какой-то момент землетрясения прекратятся. Вулканы будут выключены навсегда. Земля умрет, как Марс. Будут ли какие — либо формы жизни населять ее к этому времени — это вопрос будущего.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://alivespace.ru/zhizn-i-tektonika-plit-zemli/

Особенности тектонических плит

Тектонические плиты океана

Когда вы стоите на земле, поверхность кажется очень твердым и устойчивым под вашими ногами. Любые горы, которые вы видите, выглядят твердыми и неизменными. Однако истина заключается в том, что рельефы Земли менялись и перемещались много раз за миллионы лет. Эти рельефы расположены на том, что определяется как тектонические плиты.

Что такое тектоническая плита?

Чтобы определить тектонические плиты, лучше всего начать с описания компонентов Земли. Земля имеет три слоя: кора, мантия и ядро. Корка — это поверхность Земли, где живут люди. Это твёрдая поверхность, по которой ты ходишь каждый день. Это тонкий слой, более тонкий под океаном и более толстый в местах, где есть горные цепи, такие как Гималаи.

Корка служит изоляцией для центра Земли. Прямо под коркой мантия твердая. Твердая часть мантии в сочетании с земной корой образует скалистую литосферу. Но чем дальше вглубь Земли, тем мантия становится расплавленной и имеет очень горячие камни, которые могут формироваться и растягиваться без разрушения. Эта часть мантии называется астеносферой.

Лучший способ определить тектонические плиты — это то, что они являются частями литосферы, которые распадаются на огромные каменные плиты или плиты земной коры. Есть несколько действительно больших тарелок и несколько маленьких тарелок. Некоторые из основных плит включают африканские, антарктические и североамериканские плиты.

Тектонические плиты в основном плавают на астеносфере или расплавленной мантии. Хотя это и странно, но на самом деле вы плаваете на этих плитах, называемых тектоническими плитами. А под мантией ядро ​​Земли очень плотное. Его внешний слой является жидким, а внутренний слой ядра твердым.

Это ядро ​​состоит из железа и никеля, и оно чрезвычайно твердое и плотное.

Первым человеком, который теоретизировал существование тектонических плит, был немецкий геофизик Альфред Вегенер в 1912 году. Он заметил, что формы западной Африки и восточной части Южной Америки выглядят так, как будто они могут соединяться вместе, как головоломка.

Показ земного шара, который показывает эти два континента и их расположение, является отличным способом продемонстрировать тектонику плит для детей. Вегенер считал, что континенты когда-то были объединены и каким-то образом разошлись на протяжении многих миллионов лет. Он назвал этот суперконтинент Пангея и назвал идею перемещения континентов «континентальным дрейфом».

Вегенер обнаружил, что палеонтологи нашли совпадающие записи окаменелостей как в Южной Америке, так и в Африке. Это укрепило его теорию. Другие окаменелости были найдены на побережье Мадагаскара и Индии, а также Европы и Северной Америки. Найденные виды растений и животных не могли путешествовать через огромные океаны.

Некоторые ископаемые примеры включают наземную рептилию Cynognathus в Южной Африке и Южной Америке, а также растение Glossopteris в Антарктиде, Индии и Австралии.

Другим ключом были свидетельства древних ледников в скалах в Индии, Африке, Австралии и Южной Америке. Фактически, ученые, называемые палеоклиматологами, теперь знают, что эти полосатые породы доказали, что ледники существовали на этих континентах примерно 300 миллионов лет назад. Северная Америка, напротив, в то время не была покрыта ледниками.

Вегенер не мог, с его технологией в то время, полностью объяснить, как работал континентальный дрейф. Позже, в 1929 году, Артур Холмс предположил, что мантия подверглась тепловой конвекции. Если вы когда-либо видели кипящий котел с водой, вы можете увидеть, как выглядит конвекция: тепло заставляет горячую жидкость подниматься на поверхность.

Оказавшись на поверхности, жидкость распространяется, охлаждается и опускается обратно. Это хорошая визуализация тектоники плит для детей и показывает, как работает конвекция мантии.

Холмс считал, что тепловая конвекция в мантии вызывает нагревание и охлаждение, что может привести к возникновению континентов, и, в свою очередь, приводит к их разрушению.

Спустя десятилетия исследование дна океана выявило океанические хребты, геомагнитные аномалии, массивные океанические траншеи, разломы и островные дуги, которые, казалось, поддерживали идеи Холмса.

Затем Гарри Хесс и Роберт Дейц предположили, что происходит распространение морского дна, что является продолжением того, что догадался Холмс. Распространение морского дна означало, что дно океана расширялось от центра и затонуло по краям и было восстановлено.

Голландский геодезист Феликс Венинг Майнез обнаружил кое-что довольно интересное в океане: гравитационное поле Земли было не таким сильным в самых глубоких частях моря. Поэтому он описал эту область низкой плотности как притягиваемую к мантии конвекционными потоками.

Радиоактивность в мантии вызывает тепло, которое приводит к конвекции, и, следовательно, движение плиты.

Из чего сделаны тектонические плиты?

Тектонические плиты — это обломки, сделанные из земной коры или литосферы. Другое название для них — пластины коры. Континентальная кора менее плотная, а океаническая кора более плотная.

Эти жесткие пластины могут двигаться в разных направлениях, постоянно перемещаясь. Они составляют «кусочки пазла» Земли, которые сочетаются друг с другом как массивы суши.

Это огромные, каменистые и хрупкие части земной поверхности, которые движутся под действием конвекционных потоков в мантии Земли.

Конвекционное тепло вырабатывается радиоактивными элементами урана, калия и тория, глубоко в смолоподобной жидкой мантии в астеносфере. Это область с невероятным давлением и теплом. Конвекция вызывает восходящий толчок срединно-океанических хребтов и дна океана, и вы можете увидеть признаки горячей мантии в лаве и гейзерах.

Когда магма поднимается вверх, она движется в противоположных направлениях, и это разрывает дно моря. Затем появляются трещины, появляется больше магмы и формируется новая земля. Только срединно-океанические хребты составляют самые большие геологические особенности Земли.

Они пробегают несколько тысяч миль в длину и соединяют океанические бассейны. Ученые зафиксировали постепенное распространение морского дна в Атлантическом океане, Калифорнийском заливе и Красном море. Медленное распространение морского дна продолжается, раздвигая тектонические плиты.

В конечном счете горный хребет переместится к континентальной плите и погрузится под нее в так называемую зону субдукции. Этот цикл повторяется миллионы лет.

Что такое граница плиты?

Границы плит — это границы тектонических плит. По мере того как тектонические плиты перемещаются и перемещаются, они образуют горные хребты и меняют землю вблизи границ плит. Три различных типа границ плит помогают определять тектонические плиты дальше.

Различающиеся границы плит описывают сценарий, в котором две тектонические плиты раздвигаются друг от друга. Эти границы часто изменчивы, с извержениями лавы и гейзерами вдоль этих трещин. Магма просачивается вверх и затвердевает, создавая новую корку по краям тарелок.

Магма становится своего рода скалой, называемой базальтом, которая находится под дном океана; это также называется океаническая кора. Поэтому расходящиеся границы плит являются источником новой коры. Примером на земле расходящейся границы плиты является поразительная особенность, называемая Великой рифтовой долиной в Африке.

В далеком будущем континент, скорее всего, расколется здесь.

Ученые определяют границы тектонических плит, которые объединяются как сходящиеся границы. Вы можете увидеть свидетельство сходящихся границ в некоторых горных цепях, особенно в зубчатых хребтах. Они выглядят так из-за фактического столкновения тектонических плит, изгибающих Землю.

Это способ, которым образовались Гималайские горы; Индийская плита сошлась с Евразийской плитой. Это также было то, как намного более старые Аппалачи образовались много миллионов лет назад.

Скалистые горы в Северной Америке являются более молодым примером гор, образованных на сходящихся границах. Вулканы часто можно найти в сходящихся границах. В некоторых случаях эти сталкивающиеся плиты сбрасывают океаническую кору в мантию.

Оно будет таять и снова подниматься, когда магма проникает через пластину, с которой столкнулась. Гранит — это камень, который образуется в результате этого столкновения.

Третий вид границы пластины называется границей пластины преобразования. Эта область возникает, когда две пластины скользят мимо друг друга. Часто под этими границами есть линии разломов; иногда могут быть океанские каньоны.

Эти виды пластин не имеют магмы. На границах пластин трансформации не создается и не разрушается новая кора. Хотя границы трансформирующихся плит не дают новых гор или океанов, они являются местом случайных землетрясений.

Что делают пластины во время землетрясения?

Границы тектонических плит также иногда называют линиями разломов. Линии разлома печально известны как местоположение землетрясений и вулканов. Большая геологическая активность происходит на этих границах.

На границах расходящихся пластин пластины удаляются друг от друга, и часто присутствует лава. Область, где эти плиты образуют трещину, подвержена землетрясениям. На сходящихся границах землетрясения происходят, когда тектонические плиты сталкиваются друг с другом, например, когда происходит субдукция и одна суша погружается под другую.

Землетрясения также происходят, когда тектонические плиты скользят рядом друг с другом на границах трансформируемой плиты. Когда пластины делают это, они создают большое количество напряжения и трения. Это наиболее распространенное место для землетрясений в Калифорнии. Эти «зоны забастовок» могут привести к мелким землетрясениям, но они также могут вызывать иногда сильные землетрясения.

Ошибка Сан-Андреас является ярким примером такой ошибки.

Так называемое «Огненное кольцо» в бассейне Тихого океана является областью активного движения тектонических плит. Таким образом, многочисленные вулканы и землетрясения происходят по всему этому «кольцу».

Гавайские острова не являются частью «Огненного кольца». Они являются частью того, что называется «горячей точкой», где магма поднялась из мантии в кору. Магма извергается как лава и образует щитовые вулканы в форме купола. Сам остров Гавайи представляет собой огромный щитовой вулкан, большая часть которого находится под поверхностью океана.

Если вы включите часть, которая находится под поверхностью океана, эта гора намного выше, чем гора Эверест! Горячие точки являются домом для землетрясений и извержений, но в конечном итоге тектонические плиты, на которых они находятся, будут двигаться, и любые вулканы исчезнут.

Маленькие острова, называемые атоллами, на самом деле являются древними вулканами из горячих точек, которые со временем разрушались.

Хотя землетрясения сами по себе являются краткосрочными и мощными событиями, они являются лишь частью краткого движения тектонических плит в течение многих миллионов лет. Долгосрочное движение целых континентов ошеломляет, чтобы думать.

Ученые знают по записям окаменелостей и по магнитным полосам на скалах на дне океана, что континенты сместились, а магнитное поле Земли изменилось. На самом деле, каменные записи показывают, что магнитное поле переключалось многократно, каждые несколько сотен тысяч лет.

Датирование этих магнитных пород дна океана помогает ученым понять, как дно океана движется со временем.

Через много миллионов лет континенты, скорее всего, будут выглядеть совершенно иначе, чем сегодня. Великая уверенность в том, что Земля будет продолжать меняться. Изучение того, как работает тектоника плит, только добавит вам понимания этой динамичной Земли.
 

Источник: http://www.winstein.org/publ/1-1-0-5397

Booksm
Добавить комментарий