Земна кора

Літосферні плити — список великих плит і причини їх зрушень



Протягом багатьох століть людство намагається зрозуміти, як влаштований навколишній світ. Особливо важко проникнути в таємниці глибин, що лежать під ногами. Якщо порівняти Землю з яблуком, то у своїх дослідженнях вчені різних країн спільними зусиллями лише надірвали його тонку шкірку.

Теорія літосферних плит стала величезним проривом в області пізнання геологічних процесів сьогодення і минулого планети.

Земна кора

Карта літосферних плит Землі

Для вивчення земної кори, як правило, використовуються непрямі методи. Таким чином, можна побудувати дві моделі, що пояснюють її будову і формування відповідно до складу порід і їх динаміки.

З одного боку, виходить статична модель, згідно з якої планета складається з кори, мантії і ядра. З іншого — динамічна, де шарами виступають:

  • літосфера;
  • астеносфера;
  • мезосфера;
  • ядро.

Статична модель передбачає два нерухомих види земної кори: континентальний і океанічний.

Згідно з динамічною моделлю, літосфера лежить на астеносфері та складається з кори і зовнішньої мантії, має жорстку структуру і простягається до 120 км. в глибину, де високі температура і тиск розплавляють складові матеріали.

Залежно від типу оболонки, вона диференціюється на два види:

Континентальна – складається з континентальної кори та зовнішньої частини мантії. Вона найстаріша і глибока, утворює материки, гірські хребти і так далі.

Океанічна – складається з океанічної кори та мантії. Вона тонка (на деяких ділянках товщина до 7 км), молода, являє собою дно океанів і складається, в основному, з базальтових порід. По ній проходять океанічні гірські хребти.

Теорія дрейфу континентів

Теорія дрейфу континентів

До рубежу XIX і XX ст. геологи припускали, що основні обриси суші незмінні, а більшість геоморфологічних об’єктів (гірські хребти) можна пояснити вертикальним рухом земної кори за принципом геосинкліналей.

Однак ще в епоху Великих географічних відкриттів було помічено, що протилежні береги Атлантичного океану і краю континентальних шельфів мають подібні форми. Їх моделі легко з’єднуються, як конструктор.

З того часу було запропоновано багато теорій для пояснення цієї очевидної сумісності, але припущення про тверду землю ускладнювало їх розвиток.

Все змінило відкриття радію і пов’язаних з ним властивостей. Тому вже в 1896 році з’явилася можливість для більш точного визначення передбачуваного віку планети.

Розрахунки показали, що навіть якби вона почала свою еволюцію як розпечене тіло, то її температура могла впасти до нинішніх значень через кілька десятків мільйонів років. Вчені прийшли до висновку, що Земля набагато старша, ніж передбачали, а її ядро все ще досить гаряче, щоб бути рідким.

Історія відкриття

Гіпотези розлому великого континенту - Пангеї

Тектонічна теорія плит виникла з гіпотези про континентальний дрейф, яка була запропонована німецьким метеорологом і дослідником Арктики Альфредом Вегенером в 1912 р. Він припустив, що нинішні материки колись утворювали єдину суперконтинентальну сухопутну територію Пангею і порівняв їх з айсбергами з граніту низької щільності, плаваючими в більш щільному морі базальту. Його основні аргументи:

Протилежні берегові лінії континентів часто збігаються.

  • Зіставлення гірських поясів і типів гірських порід: якщо материки збираються, то хребти в Західній Африці, Північній Америці, Гренландії та Західній Європі сходяться.
  • Розподіл скам’янілостей рослин і тварин на окремих континентах взаємопов’язаний. Наприклад, останки мезозавра знайдені на півдні Африки та в Південній Америці. Вони збереглися в річкових відкладеннях, тому палеонтологи зробили висновок: рептилія мешкала в прісноводному середовищі та не могла подорожувати через океан. Або континенти примикали один до одного, або мезозавр еволюціонував окремо та одночасно на двох материках, що малоймовірно. Викопний папороть зараз зустрічається в багатьох частинах світу з різним кліматом. Вегенер вважав, що його поширення можна пояснити величезним ареалом до розпаду єдиного континенту.
  • Дослідник зібрав геологічні дані, які показали, що породи, що утворилися 200 мільйонів років тому в Індії, Австралії, Південній Америці та на півдні Африки, демонстрували ознаки континентального заледеніння. При нинішній географії для такого явища потрібно було б глобальне охолодження планети. Однак в той самий час на сході США існували тропічні болота. Очевидно, що не весь світ був в глибокому заморожуванні й таке явище можна було б пояснити в разі розташування материків близько до Південного полюса.

Докази дрейфу континентів здавалися логічними, але були відкинуті тому, що Вегенер не зміг запропонувати прийнятний механізм переміщення величезних мас суші. За його припущенням вони проштовхувалися через скелясте дно океану через приливні сили приблизно так само, як плуг прорізає ґрунт.

У 1947 році група вчених на чолі з Морісом Юінгом, використовуючи дослідницьке судно Океанографічного інституту Вудс-Холла «Атлантіс» і набір інструментів, підтвердила існування підйому в центральній частині Атлантичного океану. Вони виявили, що морське дно під шаром відкладень складається з базальту, а не граніту, який складає основу материків. Також з’ясувалося, що океанічна кора набагато тонша континентальної. Ці відкриття підняли важливі та цікаві питання.

Схема механізму руху літосферних плит

З середини XX століття багато вчених за допомогою магнітометрів, розроблених під час Другої світової війни для виявлення підводних човнів, почали розпізнавати дивні магнітні коливання на дні океанів.

Відкриття не стало несподіваним, оскільки базальт – це багата залізом вулканічна порода, яка містить сильно намагнічений мінерал магнетит, який може спотворювати показання компаса. Ці спостереження надали ще один спосіб вивчення глибокого дна океанів.

Коли новостворені гори охолоджуються, такі породи реєструють напрямок магнітного поля Землі в той момент.

У міру картографування і складання схем стало зрозуміло, що візерунки з нормальною і зворотною полярністю проявляють деякі закономірності за аналогією з гірськими породами.

Коли пласти на ділянках окремих материків дуже схожі, це говорить про те, що породи були сформовані в одному місці:

  • На територіях Шотландії та Ірландії знайдені камені, ідентичні мінералам з Ньюфаундленду і Нью-Брансвіка.
  • Каледонські гори Європи та частини Аппалачських хребтів Північної Америки дуже схожі за структурою і літології.

Пливучі материки

Дно океану
Дно океану

Американський геолог Гаррі Хаммонд Гесс в 1960 році припустив, що замість континентів, що дрейфують через океанічну кору (як передбачалося раніше), кора океанів і прилеглі до неї материки переміщаються разом на одній і тій же платформі або плиті.

У тому ж році Роберт Коутс з Геологічної служби США описав основні особливості субдукції дуг Алеутських островів, розташованих уздовж Тихоокеанського узбережжя. Поряд з іншими роботами, його доповідь лягла в основу теорії руху плит земної кори.

Згідно з нею, нова океанічна кора безперервно розширюється уздовж серединно-океанічних хребтів і через мільйони років йде в глибоководні жолоби уздовж краю океанів.

У цьому процесі стара кора поглинається в прибережних зонах, а нова у вигляді магми, вивергається, утворюючи молоду. По суті, йде постійна “переробка”, коли одночасно відбувається формування нової океанічної кори та руйнування старої. Таким чином, стає зрозуміло:

  • чому Земля не збільшується з ростом морського дна;
  • на дні океанів накопичується так мало опадів;
  • океанічні породи набагато молодше континентальних.

Платформи та роль конвекційних потоків

Гаррі Гесс

Потрібні мільйони років, щоб сформувати зрілий океан, а в районах, розташованих на межах літосферних плит, відбувається найбільша кількість потужних землетрусів і вивержень вулканів.

Теорія тектоніки передбачає, що вся поверхня Землі розділена на ряд основних і другорядних платформ, які пересуваються по астеносфері зі швидкістю декількох сантиметрів на рік, при цьому вони складаються з континентальної, океанічної кори, або поєднують обидва типи. Назви літосферних плит (великих):

  • Північноамериканська.
  • Південноамериканська.
  • Тихоокеанська.
  • Наска.
  • Євразійська.
  • Африканська.
  • Антарктична.
  • Індо-Австралійська.
  • Сомалійська.

Територія України, як і вся Євразія, розташована в зоні великої Євразійської плити. Кілька менших платформ включають Арабську, Шотландську, Карибську та інші. Всі вони поєднуються один з одним як шматочки мозаїки, а їх переміщення за мільйони років призвело до відкриття і закриття океанів і розбіжності континентів.

Рухом літосферних плит керують конвекційні потоки в нижній мантії Землі.

Її породи досить гарячі, щоб стати текучими, менш щільні. По обидва боки від них поступово відходять окремі плити. Краї платформ, розташовані ближче до берегової лінії материків, значно старше. Згодом складова їх порода охолоджується і стає більш щільною, потім опускається нижче сусідньої літосферної плити та проникає в мантію. Цей процес занурення називається субдукцією.

Типи меж плит

Границі літосферних плит

Оскільки вся поверхня Землі покрита літосферними плитами, знаходяться в русі, то вони змушені постійно контактувати між собою. Їх межі можна класифікувати за трьома типами:

  • Дивергентні (розсування або спрединг) — межі розбіжності платформ. На морському дні вони утворюють серединно-океанічні хребти. Виявлені над висхідними плюмами мантійних конвекційних осередків. Розривні кордони також можуть розташовуватися на континентах як рифтові зони. Такі утворення в результаті розколюють сушу досить широко, в результаті чого утворюються морські затоки. У цьому випадку тектонічні розломи Землі стають серединно-океанічними хребтами. Прикладом подібного процесу може служити Східно-Африканська рифтова долина. Цей розрив має ряд довгих озер, які починаються біля південного кінця Червоного моря і простягаються на сотні кілометрів у напрямку Мозамбіку.
  • Конвергентні (зближення або субдукція) — межі, на яких при зіткненні океанічних і континентальних плит утворюються глибоководні жолоби, острівні дуги або гори. У таких місцях більш щільна плита заходить під менш щільну. Наприклад, зіткнення платформ Наска і Південноамериканської сформувало високі піки Анд. На кордоні двох континентальних плит, що володіють однаковою щільністю, утворюються великі гірські ланцюги (Гімалайські гори на стику Індо-Австалійської і Євразійської платформ).
  • Трансформні (зрушення уздовж кордонів розлому) — їх не завжди легко виявити, оскільки вони не утворюють великих форм рельєфу. Можуть проходити під руслами річок, струмків і нічим себе не видають, поки не трапляється землетрус. До таких зон відноситься розлом Сан-Андерс в США, який знаходиться між двома літосферними плитами – Тихоокеанською і Північноамериканською.
    Межі розломів відзначаються на тектонічній карті. Це допомагає визначити сконцентровані тут зони підвищеної сейсмічної небезпеки і вулканічної діяльності.

Території, розташовані на стародавніх платформах, є найбільш стійкими і не мають причин для великих землетрусів.

One comment

  1. Читаю “Коротку історію майже всього на світі” Білла Брайсона, захотів глянути мапу тектонічних плит, так і натрапив на цю сторінку. Зі всіх наґуґлених вона найкраща, тут не тільки мапи дуже цінні 🙂 Щиро дякую!

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *