Тектоника литосферных плит

1.

Тектоника
литосферных плит
Крикунова Александра,
Андрющенко Никита,
Козырев Матвей,
Чижик Полина,
Гаврилова Анастасия
Студенты 4 курса, кафедра
геоморфологии

2. Тектоника литосферных плит

В геологии сложилось 2 представления о литосфере:
1. Фиксизм – научная концепция, отрицающая горизонтальные
перемещения частей литосферы.
2. Мобилизм – научная концепция, признающая горизонтальные
перемещения частей литосферы.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Владимир
Белоусов,
приверженец
фиксизма,
возглавлял
борьбу против
теории ТЛП в
СССР.
Альфред
Вегенер,
приверженец
мобилизма,
в 1912 г. создал
гипотезу дрейфа
материков.

3. Теория дрейфа материков

Исходной посылкой к созданию теории стало совпадение очертаний
западного побережья Африки и восточного Южной Америки. Если эти
континенты сдвинуть, то они совпадают, как если бы образовались в
результате раскола одного праматерика.
Другим направлением доказательства теории стали
палеоклиматические
реконструкции, палеонтологические и биогеографические аргументы.
Многие животные и растения имеют ограниченные ареалы, по обе
стороны Атлантического океана. Они очень схожи, но разделены
многокилометровым водным пространством, и трудно предположить,
что они пересекли океан.

4. Основные положения ТЛП:

1. Литосфера и астеносфера
Верхняя часть твёрдой Земли
делится на хрупкую литосферу и
пластичную астеносферу.
Литосфера – верхняя, твёрдая
оболочка Земли, нижняя граница
которой является изотерма +1300°С.
Ниже – астеносфера. Она состоит из
горных пород такого же состава, но
уже подплавленных и пластичных.

5.

2. Литосферные плиты
Литосфера разделена на плиты, движущиеся по астеносфере.
Выделяют 7 наиболее крупных литосферных плит:
1. Австралийская,
2. Антарктическая,
3. Африканская,
4. Евразийская,
5. Североамериканская,
6. Южноамериканская,
7. Тихоокеанская.

6. 2. Литосферные плиты. Закон Эйлера

• Перемещения плит подчиняются законам сферической
геометрии и могут быть описаны на основе теоремы Эйлера.
• Теорема вращения Эйлера утверждает, что любое вращение
трёхмерного пространства имеет ось. Таким образом,
вращение может быть описана тремя параметрами:
координаты оси вращения (например, её широта и долгота)
и угол поворота.
На основании этого положения может быть
реконструировано положение континентов
в прошлые геологические эпохи. Анализ
перемещений континентов привёл к
выводу, что каждые 400-600 млн. лет они
объединяются в единый суперконтинент,
подвергающийся в дальнейшем распаду. В
результате раскола такого суперконтинента
Пангеи, произошедшего 200-150 млн. лет
назад, и образовались современные
континенты.

7.

3. Движения литосферных плит
Существует три
основных типа
относительных
перемещений плит:
• расхождение (дивергенция), выражено
рифтингом и спредингом;
• схождение (конвергенция), выраженное
субдукцией и коллизией;
• сдвиговые перемещения по
трансформным геологическим разломам.

8. Главные литосферные плиты

1 – поддвиговые (субдукционные), 2 – раздвиговые, 3 – сдвиговые (трансформные), в
том числе сплошные – активные, штриховые – неактивные, трассируемые по
магнитным данным, 4 – неуверенные; 5 – направления относительных перемещений
плит; 6 – эпицентры глубокофокусных землетрясений.

9.

Дивергентные перемещения приводят к образованию рифтов.
Рифт – линейно вытянутая тектоническая структура, представляющая
собой расселину в месте дивергенции литосферных плит.

10.

С образованием океанического рифта
связан спрединг.
Спрединг
–
процесс
расширения
океанического дна за счёт внедрения
магмы в зоне рифта.
Скорость спрединга, варьируется от 1,5 до
15—18 см/год
В результате спрединга возникают
срединно-океанические хребты.
СОХ – крупная тектоническая структура на
дне Мирового океана, представляющая
собой горную систему, образовавшуюся
вдоль зоны рифта.

11.

Континентальные рифты превращаются:
А) при разрыве материковой ЗК – в океанические рифты (пример:
Красное море)
Б) при остановке роста – в авлакогены (континентальные разломы,
заполненные осадками; пример: Донецкий прогиб).

12.

При конвергенции существует 3 варианта взаимодействия ЛП:
1.
Субдукция (лат. – «проведение под») – опускание «океанической»
ЛП под другую ЛП.
Средняя скорость субдукции – от 2 до 8 см/год.
Случай А: О → ← О;
Пример: Тихоокеанская ЛП ↘ Филиппинскую ЛП
Результат: Марианский желоб и Марианские острова

13.

Случай Б: О → ← К;
Пример: Наска ЛП ↘ Южноамериканскую ЛП
Результат: Чилийский и Перуанский желоба
и горы Анды

14.

2. Обдукция (лат. – «покрывание») – надвиг «океанической» ЛП на
«материковую».
Случай: О ↗ К
Пример: Евразийская ЛП ↗ Аравийскую ЛП
Результат: Оманские горы (Хаджар)

15.

3. Коллизия (лат. – «столкновение») – столкновение двух «материковых»
ЛП.
Случай: К →← К
Пример: Индостанская ЛП →← Евразийская ЛП
Результат: горы Гималаи, нагорье Тибет.

16.

При сдвиговых перемещениях возникают трансформные разломы.
Большинство трансформных разломов расположены на океаническом
дне. Направление сдвига бывает левое и правое.
Классический пример: разлом Сан-Андреас (Калифорния, США).

17.

4. Причины движения литосферных плит
Основной причиной движения ЛП является
конвекция магмы, обусловленная мантийными
теплогравитационными течениями.
_________________________________________
Конвекция магмы - дифференциация химического
состава магмы в результате снижения T и P,
обусловливающих отделение основной фазы,
растворенной в магме.
Артур Холмс – автор теории конвекции магмы (1929 год), объясняющей
механизм движения литосферных плит.

18.

5. Объём Земли
Объём поглощённой в зонах субдукции океанской коры равен объёму
коры, возникающей в зонах спрединга. Это положении подчёркивает
мнение о постоянстве объёма Земли.

19.

6. Суперконтинентальные циклы
Анализ движений материков приводит к выводу, что
каждые несколько сот миллионов лет они объединяются в
единый суперконтинент, в дальнейшем подвергающийся
распаду.
№
Суперконтиненты
Время
возникновения
1 Ваальбара
3,6 млрд. лет назад
2 Ур
3,0
3 Кенорленд (Пангея-1)
2,7
4 Колумбия (Пангея-2)
1,8
5 Родиния (Пангея-3)
1,1
6 Паннотия
0,6
7 Пангея
0,3
Возможно, через 200-300 млн
лет все нынешние материки
соединятся в суперконтинент
Пангея Ультима (Последняя
Пангея).

20. Будущее Земли

• Интроверсия (Кристофер
Скотезе) – Пангея Ультима
• Ортоверсия
• Экстраверсия (Пол Ф. Хоффман)

21. Минусы геосинклинальной гипотезы

• В этой гипотезе нет конкретного объяснения истории
образования и геологического развития океанов.
Некоторые ученые поступали довольно просто: они продолжали в
океан выделяемые на континентах структуры. Погрузив участки
кратонов и горно-складчатых поясов на абиссальное дно, они
выводили их на поверхность у берегов противолежащих
континентов, стараясь создать единую схему распространения
известных на континентах образований.
• По мнению Кропоткина, опускание (без раздвигания материков в
области Атлантического и Индийского океанов) привело бы к
перемещению вод океана во вновь образовавшиеся впадины. В
этом случае уровень океана должен понизиться на 1 км, а это
должно было вызвать огромную регрессию в течение мезозоя и
кайнозоя. Но геологические данные показывают, что в это время
наоборот были самые крупные трансгрессии.

22. Недостатки тектоники литосферных плит

• Распределение более разогретых и менее разогретых областей
в мантии соответствует картине распределения литосферных плит
и континентов и океанов лишь до глубин 300 — 400 км максимум,
ниже эта картина существенно другая. Это означает, что названная
глубина, отвечающая границе верхней и средней мантии, является
нижним пределом действия тектоники плит.
• Описание является чисто кинематическим, не раскрывает существа
сил, вызывающих перемещение плит, а ограничивается общим
указанием, что их причиной служит конвекция в мантии Земли;
• Данные исторической геологии, касающиеся континентов,
позволяют утверждать, что в своей современной форме
геотектоника плит действовала лишь в течение последнего
миллиарда лет истории Земли;
• Отсутствует объяснение внутриплитных деформаций, и особенно
магматизма (были предложены кроме конвекционных ячеек
плюмы).

23.

В 1994 г. появилось основание считать, что наступает новый
момент очередной смены парадигмы. В Японии в первом
номере юбилейного, 100-го тома журнала Японского
геологического общества, опубликована подборка статей
японских геологов и геофизиков по конкретным вопросам
геодинамики, которые положили начало двум новым научным
направлениям – глобальная геодинамика и историческая
геодинамика.
В новой теории глобальной геодинамики в Земле
выделяется
по
характеру
господствующих
геодинамических процессов три главных области:
тектоносфера, охватывающая кору и верхнюю
мантию с переходной зоной; нижняя мантия и ядро.
В тектоносфере господствует тектоника плит, в
нижней мантии – плюм-тектоника мантийных струй и
в ядре – «тектоника ядра», выражающаяся в
разрастании внутреннего ядра за счет внешнего.
Глобальная геодинамика как новая теория пока
находится в своем развитии. Есть вопросы, которые
она не решает. В качестве недостатка описанной
модели можно указать то, что Земля в ней трактуется
как замкнутая система, в то время как она в
действительности является открытой, непрерывно
взаимодействующей с космосом.

24.

Спасибо за внимание!