Zemes litosfēras plāksnes ir milzīgi laukakmeņi. To pamatu veido ļoti salocīti granīta metamorfiski magmatiskie ieži. Litosfēras plākšņu nosaukumi tiks doti zemāk esošajā rakstā. No augšas tie ir pārklāti ar trīs četru kilometru "pārsegu". Tas veidojas no nogulumiežiem. Platformai ir reljefs, kas sastāv no atsevišķām kalnu grēdām un plašiem līdzenumiem. Tālāk tiks aplūkota litosfēras plākšņu kustības teorija.
Hipotēzes rašanās
Litosfēras plākšņu kustības teorija parādījās divdesmitā gadsimta sākumā. Pēc tam viņai bija lemts spēlēt nozīmīgu lomu planētas izpētē. Zinātnieks Teilors un pēc viņa Vegeners izvirzīja hipotēzi, ka laika gaitā notiek litosfēras plākšņu dreifs horizontālā virzienā. Tomēr 20. gadsimta trīsdesmitajos gados izveidojās cits viedoklis. Pēc viņa teiktā, litosfēras plākšņu kustība tika veikta vertikāli. Šīs parādības pamatā bija planētas mantijas matērijas diferenciācijas process. Tas kļuva pazīstams kā fiksisms. Šis nosaukums bija saistīts ar to, ka pastāvīgi fiksētsgarozas apgabalu novietojums attiecībā pret apvalku. Taču 1960. gadā pēc tam, kad tika atklāta globāla okeāna vidus grēdu sistēma, kas aptver visu planētu un dažos apgabalos iznāk uz sauszemes, notika atgriešanās pie 20. gadsimta sākuma hipotēzes. Tomēr teorija ir ieguvusi jaunu formu. Bloku tektonika ir kļuvusi par vadošo hipotēzi zinātnēs, kas pēta planētas uzbūvi.
Pamatinformācija
Tika noteikts, ka ir lielas litosfēras plāksnes. To skaits ir ierobežots. Ir arī mazākas Zemes litosfēras plāksnes. Robežas starp tām tiek novilktas atkarībā no koncentrācijas zemestrīču avotos.
Litosfēras plātņu nosaukumi atbilst kontinentālajiem un okeāna apgabaliem, kas atrodas virs tiem. Ir tikai septiņi kvartāli ar milzīgu platību. Lielākās litosfēras plātnes ir Dienvidamerikas un Ziemeļamerikas, EiroĀzijas, Āfrikas, Antarktikas, Klusā okeāna un Indoaustrālijas.
Blokiem, kas peld cauri astenosfērai, ir raksturīga stingrība un stingrība. Iepriekš minētie apgabali ir galvenās litosfēras plāksnes. Saskaņā ar sākotnējām idejām tika uzskatīts, ka kontinenti iziet cauri okeāna dibenam. Tajā pašā laikā litosfēras plākšņu kustība tika veikta neredzama spēka ietekmē. Pētījuma rezultātā atklājās, ka bloki pasīvi peld pāri mantijas materiālam. Ir vērts atzīmēt, ka to virziens sākumā ir vertikāls. Mantijas materiāls paceļas zem kores virsotnes. Tad ir izplatība abos virzienos. Attiecīgi pastāv litosfēras plākšņu diverģence. Šis modelis atspoguļookeāna dibens kā milzu konveijera lente. Tas nonāk virszemē okeāna vidusdaļas grēdu plaisu reģionos. Pēc tam slēpjas dziļjūras tranšejās.
Litosfēras plākšņu diverģence izraisa okeāna gultņu paplašināšanos. Tomēr planētas tilpums, neskatoties uz to, paliek nemainīgs. Fakts ir tāds, ka jaunas garozas rašanos kompensē tās uzsūkšanās dziļūdens tranšeju subdukcijas (zemspiedes) zonās.
Kāpēc litosfēras plāksnes pārvietojas?
Iemesls ir planētas apvalka materiāla termiskā konvekcija. Litosfēra ir izstiepta un pacelta, kas notiek pa augšupejošiem zariem no konvekcijas straumēm. Tas provocē litosfēras plākšņu pārvietošanos uz sāniem. Platformai attālinoties no okeāna vidusdaļas plaisām, platforma kļūst sablīvēta. Tas kļūst smagāks, tā virsma nogrimst. Tas izskaidro okeāna dziļuma palielināšanos. Rezultātā platforma iegremdējas dziļjūras tranšejās. Kad augšupvērstā plūsma no sakarsētā apvalka samazinās, tā atdziest un nogrimst, veidojot baseinus, kas ir piepildīti ar nogulsnēm.
Litosfēras plākšņu sadursmes zonas ir vietas, kur garoza un platforma tiek saspiesti. Šajā sakarā palielinās pirmā jauda. Tā rezultātā sākas litosfēras plākšņu kustība uz augšu. Tas noved pie kalnu veidošanās.
Pētniecība
Pētījums šodien tiek veikts, izmantojot ģeodēziskās metodes. Tie ļauj secināt, ka procesi ir nepārtraukti un visuresoši. tiek atklātiarī litosfēras plākšņu sadursmes zonas. Pacelšanas ātrums var būt līdz pat desmitiem milimetru.
Horizontālās lielas litosfēras plāksnes peld nedaudz ātrāk. Šajā gadījumā ātrums var būt līdz desmit centimetriem gada laikā. Tā, piemēram, Sanktpēterburga visā tās pastāvēšanas laikā jau ir pacēlusies par metru. Skandināvijas pussala - 250 m 25 000 gados. Mantijas materiāls pārvietojas salīdzinoši lēni. Taču tā rezultātā notiek zemestrīces, vulkānu izvirdumi un citas parādības. Tas ļauj secināt, ka materiāla pārvietošanas jauda ir liela.
Izmantojot plātņu tektonisko stāvokli, pētnieki izskaidro daudzas ģeoloģiskās parādības. Tajā pašā laikā pētījuma gaitā atklājās, ka ar platformu notiekošo procesu sarežģītība ir daudz lielāka, nekā šķita hipotēzes rašanās pašā sākumā.
Plākšņu tektonika nevarēja izskaidrot deformāciju un kustības intensitātes izmaiņas, globāla stabila dziļo lūzumu tīkla klātbūtni un dažas citas parādības. Atklāts paliek arī jautājums par akcijas vēsturisko sākumu. Tiešas zīmes, kas norāda uz plātņu tektoniskajiem procesiem, ir zināmas kopš proterozoika beigām. Tomēr vairāki pētnieki atzīst to izpausmes no arhejas vai agrīnā proterozoika.
Pētniecības iespēju paplašināšana
Seismiskās tomogrāfijas parādīšanās noveda pie šīs zinātnes pārejas uz kvalitatīvi jaunu līmeni. Pagājušā gadsimta astoņdesmito gadu vidū dziļā ģeodinamika kļuva par visdaudzsološāko unjaunais virziens no visām esošajām ģeozinātnēm. Taču jaunu problēmu risināšana tika veikta, izmantojot ne tikai seismisko tomogrāfiju. Palīgā nāca arī citas zinātnes. Tie jo īpaši ietver eksperimentālo mineraloģiju.
Pateicoties jaunu iekārtu pieejamībai, kļuva iespējams pētīt vielu uzvedību temperatūrā un spiedienā, kas atbilst maksimumam mantijas dziļumos. Pētījumos izmantotas arī izotopu ģeoķīmijas metodes. Šī zinātne jo īpaši pēta reto elementu izotopu līdzsvaru, kā arī cēlgāzes dažādos zemes apvalkos. Šajā gadījumā rādītāji tiek salīdzināti ar meteorītu datiem. Tiek izmantotas ģeomagnētisma metodes, ar kuru palīdzību zinātnieki cenšas atklāt magnētiskā lauka apvērses cēloņus un mehānismu.
Mūsdienu glezniecība
Platformu tektonikas hipotēze turpina apmierinoši izskaidrot okeānu un kontinentu garozas attīstības procesu vismaz pēdējo trīs miljardu gadu laikā. Tajā pašā laikā tiek veikti satelītu mērījumi, saskaņā ar kuriem apstiprinās fakts, ka galvenās Zemes litosfēras plāksnes nestāv uz vietas. Rezultātā veidojas noteikta aina.
Planētas šķērsgriezumā ir trīs visaktīvākie slāņi. Katras no tām biezums ir vairāki simti kilometru. Tiek pieņemts, ka viņiem tiek piešķirta galvenā loma globālajā ģeodinamikā. 1972. gadā Morgans pamatoja hipotēzi, ko 1963. gadā izvirzīja Vilsons par augšupejošām mantijas strūklām. Šī teorija izskaidro intraplate magnētisma fenomenu. Iegūtais spalstektonika laika gaitā kļūst arvien populārāka.
Ģeodinamika
Ar tās palīdzību tiek aplūkota diezgan sarežģītu procesu mijiedarbība, kas notiek apvalkā un garozā. Saskaņā ar Artjuškova savā darbā "Ģeodinamika" izklāstīto koncepciju matērijas gravitācijas diferenciācija darbojas kā galvenais enerģijas avots. Šis process ir atzīmēts apakšējā apvalkā.
Pēc smago komponentu (dzelzs utt.) atdalīšanas no iežiem paliek vieglāka cieto vielu masa. Viņa nolaižas kodolā. Vieglākā slāņa atrašanās vieta zem smagā ir nestabila. Šajā sakarā akumulējošais materiāls tiek periodiski savākts diezgan lielos blokos, kas peld augšējos slāņos. Šādu veidojumu izmērs ir aptuveni simts kilometri. Šis materiāls bija Zemes augšējās mantijas veidošanās pamatā.
Apakšējais slānis, iespējams, ir nediferencēta primārā viela. Planētas evolūcijas laikā, pateicoties apakšējai mantijai, augšējais apvalks aug un kodols palielinās. Visticamāk, ka gaismas materiāla bloki paceļas apakšējā apvalkā gar kanāliem. Tajos masas temperatūra ir diezgan augsta. Tajā pašā laikā viskozitāte ir ievērojami samazināta. Temperatūras paaugstināšanos veicina liela daudzuma potenciālās enerģijas izdalīšanās procesā, paceļot vielu gravitācijas apgabalā aptuveni 2000 km attālumā. Kustības laikā pa šādu kanālu notiek spēcīga gaismas masu karsēšana. Šajā sakarā viela iekļūst apvalkā ar pietiekami augstutemperatūra un ievērojami vieglāks nekā apkārtējie elementi.
Pazemināta blīvuma dēļ vieglais materiāls peld augšējos slāņos 100-200 kilometru vai mazāk dziļumā. Samazinoties spiedienam, vielas sastāvdaļu kušanas temperatūra samazinās. Pēc primārās diferenciācijas "kodols-mantijas" līmenī notiek sekundārā. Seklā dziļumā vieglā viela tiek daļēji pakļauta kušanai. Diferenciācijas laikā izdalās blīvākas vielas. Tie iegrimst augšējās mantijas apakšējos slāņos. Vieglākās sastāvdaļas, kas izceļas, attiecīgi palielinās.
Vielu kustību kompleksu apvalkā, kas saistīts ar dažāda blīvuma masu pārdali diferenciācijas rezultātā, sauc par ķīmisko konvekciju. Gaismas masas pieaugums notiek aptuveni 200 miljonu gadu intervālos. Tajā pašā laikā ne visur tiek novērota iekļūšana augšējā apvalkā. Apakšējā slānī kanāli atrodas pietiekami lielā attālumā viens no otra (līdz vairākiem tūkstošiem kilometru).
Pacelšanas bloki
Kā minēts iepriekš, tajās zonās, kur astenosfērā tiek ievadītas lielas vieglas sakarsēta materiāla masas, notiek tā daļēja kušana un diferenciācija. Pēdējā gadījumā tiek atzīmēta komponentu atdalīšana un to turpmākā pacelšanās. Viņi ātri iziet cauri astenosfērai. Kad tie sasniedz litosfēru, to ātrums samazinās. Dažos apgabalos matērija veido anomālas mantijas uzkrājumus. Tie parasti atrodas planētas augšējos slāņos.
Anomāla mantija
Tā sastāvs aptuveni atbilst normālai mantijas vielai. Atšķirība starp anomālo uzkrāšanos ir augstāka temperatūra (līdz 1300-1500 grādiem) un samazināts elastīgo garenisko viļņu ātrums.
Matērijas nonākšana zem litosfēras izraisa izostatisku pacēlumu. Paaugstinātas temperatūras dēļ anomālajam klasterim ir mazāks blīvums nekā parastajam apvalkam. Turklāt ir neliela kompozīcijas viskozitāte.
Ienākot litosfērā, anomālā mantija diezgan ātri izplatās gar zoli. Tajā pašā laikā tas izspiež astenosfēras blīvāko un mazāk uzkarsēto vielu. Kustības gaitā anomālā uzkrāšanās aizpilda tās vietas, kur platformas zole atrodas paaugstinātā stāvoklī (slazdi), un tā plūst ap dziļi iegremdētām vietām. Tā rezultātā pirmajā gadījumā tiek atzīmēts izostatiskais pacēlums. Virs iegremdētajām vietām garoza saglabājas stabila.
Slazds
Augšējā mantijas slāņa un garozas atdzesēšanas process līdz aptuveni simts kilometru dziļumam ir lēns. Kopumā tas aizņem vairākus simtus miljonu gadu. Šajā sakarā litosfēras biezuma neviendabīgumam, ko izskaidro horizontālās temperatūras atšķirības, ir diezgan liela inerce. Gadījumā, ja slazds atrodas netālu no anomālās uzkrāšanās plūsmas augšup no dziļuma, liels daudzums vielas tiek uztverts ļoti karsts. Rezultātā veidojas diezgan liels kalnu elements. Saskaņā ar šo shēmu teritorijā notiek augsti pacēlumiepiplatformas orogenitāte salocītās jostās.
Procesu apraksts
Slazdā anomālais slānis dzesēšanas laikā tiek saspiests par 1-2 kilometriem. Miza, kas atrodas augšpusē, ir iegremdēta. Izveidotajā sile sāk uzkrāties nokrišņi. To smagums veicina vēl lielāku litosfēras nogrimšanu. Tā rezultātā baseina dziļums var būt no 5 līdz 8 km. Tajā pašā laikā, mantijas sablīvēšanās laikā baz alta slāņa lejas daļā, garozā novērojama iežu fāzu transformācija eklogītā un granāta granulītā. Siltuma plūsmas dēļ, kas atstāj anomālo vielu, pārklājošais apvalks tiek uzkarsēts un tā viskozitāte samazinās. Šajā sakarā notiek pakāpeniska parastās kopas pārvietošana.
Horizontālās nobīdes
Kad kontinentos un okeānos veidojas pacēlumi anomālas mantijas garozas sasniegšanas procesā, palielinās planētas augšējos slāņos uzkrātā potenciālā enerģija. Lai izmestu liekās vielas, tām ir tendence izkliedēties uz sāniem. Rezultātā veidojas papildu spriegumi. Tie ir saistīti ar dažāda veida plākšņu un garozas kustību.
Okeāna dibena paplašināšanās un kontinentu peldēšana ir vienlaicīgas grēdu paplašināšanās un platformas nogrimšanas mantijā rezultāts. Zem pirmā atrodas lielas ļoti uzkarsētu anomālu vielu masas. Šo izciļņu aksiālajā daļā pēdējais atrodas tieši zem garozas. Šeit esošajai litosfērai ir daudz mazāks biezums. Tajā pašā laikā anomālā mantija izplatās augsta spiediena zonā - abossāniem no mugurkaula apakšas. Tajā pašā laikā tas diezgan viegli salauž okeāna garozu. Plaisa ir piepildīta ar baz alta magmu. Tas savukārt tiek izkausēts no anomālās mantijas. Magmas sacietēšanas procesā veidojas jauna okeāna garoza. Šādi aug dibens.
Procesa līdzekļi
Zem vidus grēdām anomālajam apvalkam ir samazināta viskozitāte paaugstinātas temperatūras dēļ. Viela spēj izplatīties diezgan ātri. Tā rezultātā dibena augšana notiek ar paaugstinātu ātrumu. Okeāna astenosfērai ir arī salīdzinoši zema viskozitāte.
Zemes galvenās litosfēras plāksnes peld no grēdām uz iegremdēšanas vietām. Ja šie apgabali atrodas vienā okeānā, tad process notiek salīdzinoši lielā ātrumā. Šāda situācija mūsdienās ir raksturīga Klusajam okeānam. Ja dibena paplašināšanās un iegrimšana notiek dažādos apgabalos, tad starp tiem esošais kontinents dreifē virzienā, kur notiek padziļināšana. Zem kontinentiem astenosfēras viskozitāte ir augstāka nekā zem okeāniem. Iegūtās berzes dēļ ir ievērojama pretestība kustībai. Tā rezultātā tiek samazināts dibena izplešanās ātrums, ja tajā pašā apgabalā nav kompensācijas par mantijas nogrimšanu. Tādējādi izaugsme Klusajā okeānā ir straujāka nekā Atlantijas okeānā.
