ТЕКТОНІЧНІ ПЛИТИ: ТЕОРІЯ, ТИПИ, РУХ, НАСЛІДКИ - ГЕОГРАФІЯ - 2025

У тектонічних або літосферних плитах є блоками або фрагменти , на яких літосфера розділена, що рухаються тягнулася мантією Землі. Ці плити були сформовані з мантії і реінтегрувалися в неї в постійному процесі з останніх 3 мільярдів років.

З теорій Вегенера (дрейф материка) та Гесса (розширення океанічного дна) була закріплена теорія тектоніки плит. Ця теорія постулює існування двох основних типів тектонічних плит, океанічної та континентальної.

Основні тектонічні плити. Джерело: USGS - іспанська версія Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

У літосфері є кілька десятків тектонічних плит різної величини, 8 найбільших - Євразійська, Африканська, Австралійська, Північноамериканська, Південноамериканська, Наска, Тихоокеанська та Антарктична. Ці пластини рухаються завдяки динаміці мантії та літосфери конвекційними струмами, що генеруються тепловим потоком.

Натяг мантійного потоку тягне за собою жорстку кірку, яка розтріскується і відокремлюється, утворюючи пластини. Коли океанічні плити відокремлюються, магма (розплавлений базальт) піднімається на поверхню і формується нове океанське дно.

Теорія пластин

Походження теорії пластин

Спочатку теорія виникає з пропозицій Альфреда Вегенера 1915 р. Про континентальний дрейф. Вегенер постулював, що всі континенти об'єднані і роздроблені, розділившись і зіткнувшись.

Вегенер отримав свої висновки, вивчаючи геологію та контури материків, а також дані про розподіл копалин фауни та флори. Наприклад, порівнюючи східний край Південної Америки із західним краєм Африки, зазначається, що вони поєднуються разом, як дві частини головоломки.

Пізніше, в 1960 р. Гаррі Гесс запропонував теорію розширення океанічного дна, надавши пояснення механізму тектоніки плит. Пізніше теорія була підкріплена роботами Джона Тузо Вілсона про розширення океанічного дна та пропозиціями Джейсона Моргана в 1963 р. Про існування пір'я мантії.

Як накопичені докази про склад та динаміку земної кори та мантії, теорія пластини тектоніки була закріплена.

Формування Землі

Земля виникла як частина Сонячної системи в процесі конденсації обертового космічного пилу, підданого гравітаційного притягання. Ця маса пилу зазнавала високих температур, і коли він охолоджувався, його щільність і сила тяжіння зростали.

Цей процес надавав йому поточну округлу форму, випираючи в екваторі і сплюснюючись біля полюсів (облітатний сфероїд).

Шари

Гравітаційне тяжіння визначило, що найгустіші матеріали спрямовані до центру, а найменш щільні - назовні. Охолодження цього геоїда зовні зсередини визначало структуру в диференційованих концентричних шарах.

Зовнішній шар затвердів, коли охолоджувався 4,4 мільярда років тому, утворюючи відносно тонку (5-70 км) кірку, складену з силікатів, званих кіркою. Щільність материкової кори менша за щільність океанічної кори.

Шари Землі. Джерело: Векторизований та перекладений з англійської версії Джеремі Кемп. На основі елементів ілюстрації USGS. http://pubs.usgs.gov/publications/text/inside.html / Загальнодоступний домен

Під корою знаходиться в'язкий шар приблизно 2855 км, що називається мантією, і нарешті розжарене серцевина, сформована переважно із заліза. Це ядро, діаметром приблизно 3,481 км, розділене на два шари, внутрішнє ядро ​​з твердого заліза та нікелю та зовнішнє рідке ядро.

Механічні властивості шарів і сил, що керують тектонікою плит

З точки зору тектонічної механіки плит, найбільш релевантними шарами є кора і мантія.

Кора жорстка, хоча з деякою пластичністю і разом з верхнім шаром мантії утворює літосферу. Він поділяється на фрагменти або пластини різного розміру, які називаються тектонічними плитами.

Астеносфера

Мантія в свою чергу складається з двох різних шарів, верхнього та нижнього. Верхня мантія менш в’язка, але рідка, тоді як нижня (піддана більшому тиску і температурі) більш в'язка.

Верхній шар мантії називається астеносферою і відіграє важливу роль, безпосередньо контактуючи з літосферою. Астеносфера спричиняє рух тектонічних плит, тобто континентальний дрейф, і виробляє нове океанське дно в хребтах.

З іншого боку, він генерує гарячі точки або ділянки скупчення магми під земною кіркою за рахунок пір'я мантії. Це вертикальні канали магми, які простягаються від астеносфери до кори.

Фактори процесу та сили

Щільність матеріалів, що складають планету, і сила тяжіння визначали розташування в шарах. Зростаючий тиск і температура всередині Землі визначають механічні властивості цих шарів, тобто їх жорсткість або плинність.

З іншого боку, сили, які сприяють руху матеріалів всередині Землі, - це тепловий потік і сила тяжіння. Конвекційний тепловіддача є ключовим для розуміння тектонічного руху пластини.

Конвекція проявляється циркуляцією мантійної речовини, де тепліші нижні шари піднімаються і витісняють більш прохолодні верхні шари, які спускаються. Шари, що піднімаються, втрачають тепло, тоді як ті, що спускаються, підвищують свою температуру, тим самим керуючи циклом.

Океанські хребти

У певних районах глибокого океану є вулканічні гірські масиви, які є районами, де стався розрив плит. Ці переломи викликаються напруженнями, що виникають при русі літосфери, що підштовхується астеносферою.

Потік в’язкої мантії підкреслює жорстку кору і відокремлює тектонічні плити. У цих районах, званих океанічними хребтами, розплавлений базальт піднімається за рахунок внутрішнього тиску і виходить через кору, утворюючи нове океанське дно.

Типи тектонічних плит

Тектонічні плити в основному бувають двох типів - океанічної та континентальної, що створює три можливості збіжних меж між плитами. Це збіжність континентальної пластини проти океанічної, океанічної проти іншої океанічної та континентальної проти іншої континентальної.

Океанські плити

Вони утворені океанічною корою (щільнішою за континентальну кору) і складаються із силікатів заліза та магнію (мафічні породи). Кора цих плит тонша (в середньому 7 км) порівняно з континентальною земною корою і завжди покрита морськими водами.

Континентальні плити

Континентальна кора складається з силікатів натрію, калію та алюмінію (фелсичні породи), будучи меншою щільністю, ніж океанічна кора. Це плита з більш товстою кіркою, що сягає гірських хребтів до 70 км.

Це дійсно змішана плита, на якій, хоча переважає континентальна кора, є також океанічні частини.

Тектонічні плити світу

Планета тектонічна межа кордону. Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Традиційно визнано 7 великих тектонічних плит, які є Євразійською, Африканською, Австралійською, Північноамериканською, Південноамериканською, Тихоокеанською та Антарктичною. Так само є проміжні пластини, такі як Наска, Філіппіни, Коко і Кариби та інші дуже маленькі.

Деякі невеликі розміри - це Анатолія та Егейське море, і лише в західній частині Тихого океану розміщено понад 20 малих тектонічних плит.

- Основні дошки

• Африканська тарілка
• Антарктична плита
• Арабська тарілка
• Кокосова тарілка
• Наліт Хуана де Фука
• Тарілка Наска
• Карибська тарілка
• Тихоокеанська плита
• Євразійська тарілка
• Філіппінська тарілка
• Індо-австралійська тарілка
• Північноамериканська тарілка
• Знак Шотландії
• Південноамериканська тарілка
• Австралійська тарілка

Деякі з найважливіших описані нижче:

Євразійська тарілка

Ця тектонічна плита включає Європу, майже всю Азію, частину Північного Атлантичного океану та Арктику. Азія виключає Індустан, Південно-Східну Азію та Далекий Схід, Сибір, Монголію та Китай.

Це переважно континентальна тектонічна плита з розбіжними межами на Атлантичному хребті на захід. У той час, як на південь, це конвергентна межа з африканською, арабською та індійською плитами, а на сході - з різними незначними континентальними плитами.

Африканська тарілка

Це охоплює східну Атлантику і майже весь африканський континент, за винятком його східної смуги, що відповідає арабській та сомалійській плитах. Межі цієї плити розходяться по всьому її периметру, за винятком контакту з євразійською плитою, яка є конвергентною.

Австралійська тарілка

Австралійська тектонічна плита включає Австралію, Нову Зеландію та частини південно-західного Тихого океану. Австралійська плита показує розбіжні межі на південь та захід, тоді як на півночі та сході її межі збігаються.

Північноамериканська тарілка

Він включає весь північноамериканський субконтинент аж до півострова Юкатан, Гренландії, частини Ісландії, районів західної Північної Атлантики та Арктики. Межі цієї плити розходяться від Атлантичного хребта на схід і сходяться в Тихому океані.

На узбережжі Тихого океану він взаємодіє з двома маленькими плитами з трансформуючими межами (Коко та Хуан де Фука).

Південноамериканська тарілка

Він включає однойменний субконтинент і має розбіжні межі від Атлантичного хребта. Хоча на західній стороні він демонструє збіжні межі з плитою Наска, на південному заході - з Антарктидою, а на північній - взаємодіє з Карибською плитою.

Тихоокеанська плита

Це океанічна плита з розбіжними межами від тихоокеанського хребта, що відокремлює її від плити Наска. З іншого боку, на північ і захід він має збіжні межі з північноамериканською, євразійською, філіппінською та австралійською плитами.

Антарктична плита

Ця тектонічна плита включає весь континентальний шельф Антарктики та однойменний океан з розбіжними межами по його периметру.

Тарілка Наска

Він складається з океанічної пластини, яка підкоряється до західного узбережжя південноамериканської плити (конвергенція). Поки вона розходиться на північ з плитою Коко, а на південь - з Антарктидою.

З іншого боку, на захід він відходить від Тихоокеанської плити від її хребта, і її зіткнення з південноамериканською плитою породило гірський хребет Анд.

- Вторинні таблички

• Пластина амурії
• Апулійська або Адріатична плита
• Тарілка з пташиною головкою або Доберай
• Арабська тарілка
• Пластина Алтіплано
• Анатолійська табличка
• Бірманська тарілка
• Пластина Північного Бісмарка
• Пластина Південного Бісмарка
• Тарілка Хілое
• Пластина Футуна
• Пластина Горди
• Наліт Хуана Фернандеса
• Тарілка Кермадек
• Манус тарілка
• Тарілка Маоке
• Нубійська тарілка
• Охотська плита
• Тарілка Окінава
• Панамська тарілка
• Пасхальна тарілка
• Сендвіч-тарілка
• Шетландська плита
• Плита Тимор
• Тонга тарілка
• Плити зонда
• Бляшка Кароліни
• Тарілка Мар'яна
• Пластина Нових Гебридів
• Плита Північних Анд

Платові тектонічні рухи

Тектонічні плити або розмежовані фрагменти літосфери переміщуються, що транспортуються рухом астеносфери. Конвекційні струми змушують рухнути в’язкий матеріал мантії, утворюючи циркуляційні клітини.

- "Конвеєр"

Матеріал мантії верхнього шару (астеносфера) опускається при більш низькій температурі, відсуваючи гарячий матеріал внизу. Цей гарячий матеріал менш щільний і піднімається, витісняючи речовину і змушуючи її рухатися горизонтально, поки він не охолоне і не спуститься знову.

Рух у літосфері. Джерело: USGS / Public domain

Цей потік в’язкого потоку з мантії тягне тектонічні плити, сформовані з твердого матеріалу (літосфери).

Новий океанський дно

Коли тектонічні плити рухаються, магма (розплавлений базальт) зсередини мантії з'являється в точках розділення. Цей виникаючий базальт створює нове океанське дно, штовхаючи старий субстрат горизонтально, і кора розширюється.

Субдукція

Коли океанське дно розширюється, воно стикається з континентальними масами. Оскільки це дно щільніше, ніж континентальний шельф, воно опускається під ним (субдукція), тому воно плавиться і знову стає частиною мантії.

Таким чином, матеріал слід за циклом, керованим конвекцією та тектонічними плитами, що рухаються по всій поверхні планети.

- континентальний дрейф

Рух мантії, викликаний конвекцією та тектонічними плитами літосфери, спричиняє континентальний дрейф. Це відносне переміщення материків відносно один одного.

З моменту виникнення тектонічних плит близько 3 мільярдів років тому вони зливалися і ділилися в різні часи. Останнє велике злиття більшості континентальних мас відбулося 300 мільйонів років тому з утворенням суперконтинента Пангея.

Потім, коли рухи тривали, Пангея знову фрагментарно формував нинішні континенти, які продовжують рухатися.

Типи меж між плитами

Тектонічні плити контактують одна з одною і складають три основні типи меж залежно від їх відносного руху. Коли дві плити стикаються одна з одною, це називається конвергентною або руйнівною межею, будь то ортогональна (стикається лоб) або косою.

З іншого боку, коли пластини віддаляються одна від одної, це називається розбіжною або конструктивною межею, що стосується океанічних хребтів. Прикладом розбіжної межі є відокремлення південноамериканської та африканської плит від хребта Атлантичного океану.

Якщо, коли дві пластини протирають вбік, рухаючись у протилежних напрямках по розлому трансформації, це називається межею трансформації. У Каліфорнії випадок перетворення кордону відбувається між північноамериканською та тихоокеанською плитами, утворюючи розлом Сан-Андреса.

Підйом Гімалаїв викликаний зіткненням Індійської пластини з Євразійською плитою, яка є ортогональною конвергентною межею. У цьому випадку це зближення двох континентальних плит, тому відбувається обдукція (інтеграція двох континентальних мас, що піднімають рельєф).

Напрямок руху

Завдяки обертовому руху Землі тектонічні плити рухаються обертанням навколо уявної осі. Цей рух передбачає, що дві стикаються пластини змінюють свій кут, переходячи від повністю збіжної (ортогональної) межі до косої.

Потім вони рухатимуться бічно в протилежних напрямках (перетворююча межа) і, нарешті, приймуть розбіжний рух, відокремлюючи його.

Швидкість руху

Описані напрями руху сприймаються в періоди мільйонів років, оскільки масштаб дрейфу континентального вимірюється в міліметрах на рік. Ось чому в людському масштабі непросто сприйняти ідею переміщення тектонічних плит.

Наприклад, Африканська плита стикається з Євразійською плитою, утворюючи гірський хребет Бетік на Піренейському півострові, зі швидкістю 5 мм / рік. Тоді як максимальна зафіксована швидкість - це зсув, сформований у східній частині Тихоокеанського хребта, який становить 15 мм / рік.

Наслідки руху

Рух тектонічних плит вивільнює енергію з внутрішніх частин планети на межах пластин механічно (землетруси) та термічно (вулканізм). У свою чергу переміщення, поштовхи та тертя формують рельєф суші та океану.

- Вулканічна діяльність

Тепловий потік мантії та її циркуляція конвекцією підштовхують розплавлену магму чи базальт до поверхні, викликаючи виверження вулканів. Вони, в свою чергу, спричиняють катастрофи, викидаючи лаву, гази та частинки, що забруднюють довкілля.

Вулканічні острівні арки та континентальні вулканічні арки

Зближення двох океанічних плит може створити ланцюги вулканів, які, виходячи з них, зароджують арки островів. При зближенні океанічної пластини з континентальною утворюються континентальні вулканічні дуги, такі як трансмексиканський вулканічний пояс.

- сейсмічна активність

Зіткнення тектонічних плит і особливо меж трансформації викликають сейсмічні рухи або землетруси. Деякі з них досягають великих масштабів і негативно впливають на людину, руйнуючи інфраструктуру і спричиняючи загибель людей.

Провина Сан-Андреса (США). Джерело: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kluft-photo-Carrizo-Plain-Nov-2007-Img_0327.jpg

Серед наслідків цих явищ - припливні хвилі або цунамі, коли сейсмічний рух відбувається в океані.

- Рельєф Землі

Рух та взаємодія тектонічних плит між собою моделює рельєф суші та океанське дно. Великі континентальні гірські масиви, такі як Анди та Аппалачі, є продуктом зближення тектонічних плит, коли відбувається субдукція, та Гімалаїв шляхом обману.

У свою чергу, через ізостатичну або гравітаційну рівновагу, коли одна область піднімається, інша формується як депресія або рівнина. Діастрофічні процеси, такі як розломи, складчастість та інші, викликані рухами тектонічних плит.

- Погода

Розподіл континентальних мас впливає на режим морських течій та світовий клімат. Великі континентальні маси, зумовлені конвергенцією плит, утворюють більш сухий континентальний інтер'єр, що, у свою чергу, впливає на водний цикл.

Таким же чином гірські підняття, що утворюються в результаті процесів субдукції та обтяження, впливають на режим вітру та розподіл опадів.

Список літератури

1. Alfaro, P., Alonso-Chaves, FM, Fernández, C. and Gutiérrez-Alonso, G. (2013). Тектоніка плит, інтегративна теорія того, як працює планета. Концептуальні та дидактичні основи. Викладання наук про Землю.
2. Енгель, AEJ і Engel, CG (1964). Склад базальтів із Середньоатлантичного хребта. Наука.
3. Фокс, PJ та Галло, DG (1984). Тектонічна модель для меж пластин хребта-трансформації-хребта: наслідки для будови океанічної літосфери. Тектонофізика.
4. Пінеда, В. (2004). Глава 7: Морфологія океанічного дна та характеристики берегової лінії. В: Верлінгер, С (Ред.). Морська біологія та океанографія: поняття та процеси. Том І.
5. Родрігес, М. (2004). Глава 6: Тектоніка плит. В: Верлінгер, С (Ред.). Морська біологія та океанографія: поняття та процеси. Том І.
6. Романович, Б. (2009). Товщина тектонічних плит. Наука.
7. Searle, RC та Laughton, AS (1977). Сонарні дослідження Середньоатлантичного хребта та зони перелому Курчатова. Журнал геофізичних досліджень.
8. Судіро, П. (2014). Теорія розширення Землі та її перехід від наукової гіпотези до псевдонаукової віри. Істор. Геокосмічний наук.