Плиты планеты земля


Что такое литосфера в географии?

География – область научных исследований, которые решают вопросы взаимосвязи особенностей природы с поверхностью Земли и жизнедеятельностью человека.
Литосфера – твердая оболочка Земли, которая влияет на образование рельефа поверхности. Структуру литосферы образуют земная кора и верхний подвижный пласт мантии. Образование земной поверхности происходит благодаря литосферным блокам.

Что такое литосфера в географии?
Рис. 1. Литосфера в географии

Что такое литосферные плиты в географии?

Литосферные плиты — огромные и устойчивые участки Земной коры. Эти блоки лежат на подвижном верхнем слое мантии – расплавленном слое магматических горных пород. Поэтому блоки находятся в постоянном горизонтальном движении. Плиты смещаются относительно друг друга. Скорость перемещения достигает 5 – 18 см. за год.

Что такое литосферные плиты в географии?
Рис. 2. Литосферные плиты в географии.

Из каких частей состоят плиты литосферы?

Выделяют два вида земной коры: континентальная – материки или континенты, океаническая – под толщей мирового океана. Литосферная плита может быть, например, только океанической – это Тихоокеанская платформа. Другие состоят из континентальной и океанической. Толщина земной коры достигает 150 – 350 км. – материковая, и 5 – 90 км. – океаническая. Перемещений литосферных платформ приводит к их тектоническому воздействию друг на друга, от этого зависит динамика и структура земной поверхности.

Из каких частей состоят плиты литосферы? Состав - континентальная и океаническая земная кора.
Рис. 3. Составные части литосферы.

Литосферные плиты на карте и их названия.


Названия литосферных плит на карте мира
Рис. 4. Названия литосферных плит на карте Мира.

Основной список литосферных плит составляют огромные блоки с площадью больше 20 млн. км². На этих блоках сосредоточена значительная часть континентальной массы и сосредоточены воды Мирового океана.

  • Тихоокеанская плита – океаническая тектоническая плита под Тихим океаном – 103.300.000 км²;
  • Северо-Американская тектоническая платформа, включает континенты: Северная Америка, восточная часть Евразии и остров Гренландия – площадью 75.900.000 км²;
  • Евразийская платформа – тектонический блок, включает в себя часть континента Евразия – 67.800.000 км²;
  • Африканская – лежит в основе Африки – 61.300.000 км²;
  • Антарктическая – составляет материк Антарктиду и океаническое дно под окружающими океанами – 60.900.000 км²;
  • Индо-Австралийская – Основная тектоническая платформа, образована путем слияния индийских и австралийских пластин – 58.900.000 км² . Часто разделяют на два блока: Австралийская плита, первоначально являлась частью древнего континента Гондваны – 47.000.000 км², Индийская или Индостанская – так же была частью суперконтинента Гондвана – 11.900.000 км²;
  • Южноамериканская – тектоническая платформа, которая включает в себя часть Южной Америка и часть Южной Атлантики – 43.600.000 км².

Сколько литосферных плит на земле?

Литосферных плит большого размера 7, если учитывать Индо-Австралийскую платформу как одно целое. Эту часть земной поверхности принято разделять на Индостанскую и Австралийскую плиты. Тогда крупных блоков 8.

Подведём итог. Литосфера – земная кора и верхняя подвижная часть мантии. Земная основа бывает материковой и океанической. Земная поверхность разделена на части – литосферные плиты. Они дрейфует по мантии, как плывучие айсберги в океане. Смотрите рисунок 5 – Крупнейшие литосферные плиты на карте Мира. Ответ на вопрос о количестве литосферных плит на Земле, можно сформулировать так: Всего различают 8 крупных литосферных платформ – площадью более 20 млн. км². и большое количество малых платформ – площадью менее 20 млн. км². Процессы взаимодействия плит между собой влияют на структуру поверхности Земли, которые изучает наука – тектоника литосферных плит.

Источник: geographyweb.ru

История тектонической теории плит

Теория тектоники плит — это современная, значительно усовершенствованная версия знаменитой гипотезы дрейфа континентов Альфреда Вегенера, которую он представил в 1912 году. Он предположил, что все континенты были когда-то частью единого массива суши (который он назвал Пангеей) до распада и принятия их нынешней формы. Вегенер, однако, не смог дать правдоподобного объяснения того, как массивные континенты могли двигаться.


Плиты планеты земля
Анимация континентального дрейфа за последние 250 миллионов лет

Исследователи начали замечать сходство между формами континентов на каждой стороне Атлантического океана впервые в 16 веке. Несколько выдающихся географов, в 17 и 18 веках, отметили, что континенты Африки и Южной Америки, похоже, тесно связаны друг с другом.

Было предложено несколько теорий для объяснения таких явлений, но ни одна из них не была достаточно достоверной. Теория континентального дрейфа Вегенера также подвергалась критике и даже была отвергнута несколькими геологами.

Только в 1960-х годах, после прямых сейсмологических свидетельств распространения морского дна, научное сообщество приняло тектонику плит (и, в конечном итоге, теорию континентального дрейфа).

Что такое тектоническая плита? И сколько их там всего?


Плиты планеты земля
Основные и некоторые второстепенные тектонические плиты

Тектоническая плита — это массивный кусок литосферы неправильной формы, состоящий из коры и самого верхнего слоя мантии. Геологи выделили несколько тектонических плит, которые подразделяются на три основные категории: крупные, мелкие и микро(плиты).

Всего существует восемь основных тектонических плит, включая Тихоокеанскую, Североамериканскую, Южноамериканскую, Евразийскую, Африканскую, Антарктическую, Австралийскую и Индийскую плиты. Плиты, площадь которых превышает 20 млн. Км 2, классифицируются как основные. Имеется пятнадцать малых плит и множество известных микроплит.

Границы плиты


Плиты планеты земля

Тектонические плиты многократно взаимодействуют друг с другом, и место, где они взаимодействуют, называется границами плит. По характеру этого взаимодействия границы плит можно разделить на три типа: расходящиеся, сходящиеся и трансформирующиеся.

Расходящаяся граница — это место, где две противоположные литосферные плиты удаляются друг от друга, оставляя за собой зазор. Этот разрыв заполняется магмой, которая поднимается изнутри земной мантии.

Лучшим примером расходящейся границы является срединно-океанический хребет, где тектонические плиты постепенно удаляются друг от друга, в то время как восходящая магма непрерывно создает новую кору.

Сходящаяся граница, с другой стороны, — это место, где одна литосферная плита опускается под другую. Эти регионы также известны как зоны субдукции, где часто происходят землетрясения и извержения вулканов.


Третий тип границы плит — это трансформирующийся разлом, когда плиты скользят друг о друга по горизонтали. Хотя большая часть разломов трансформации находится под океанами, лишь немногие из них наблюдаются на суше, как, например, калифорнийский разлом Сан-Андреас.

Другими примерами границы преобразования являются разлом Чамана в Пакистане, Северо-Анатолийский разлом в Турции и разлом Королевы Шарлотты в Соединенных Штатах.

Как это работает?

Как работает тектоника плит? Или, точнее, что заставляет массивные тектонические плиты перемещаться по планете? Ответ будет двояким. Первый — некая мантийная конвекция (пока неясно), а второй — гравитация.

Плиты планеты земля
Конвекция в мантии

Мантийная конвекция — это процесс, при котором тепло из недр земли медленно передается на поверхность конвекционными потоками. Она управляет тектоникой плит на земле посредством тяги (погружения) и толкания (распространения).


Горячая лава поднимается в середине океанических хребтов, а холодная, относительно плотная океаническая литосфера погружается глубоко в мантию в зонах субдукции. Долгое время этот процесс считается ведущей силой, заставляющей двигаться тектонические плиты.

Однако ученые-геологи сейчас считают, что гравитация играет в тектонике плит гораздо более важную роль, чем считалось ранее. Новая кора, формирующаяся на срединно-океанических хребтах, значительно менее плотная, чем астеносфера. Она постепенно отходит от расходящейся границы и становится прохладнее (за счет проводящего охлаждения), а также плотнее. Более высокая плотность океанической литосферы по сравнению с астеносферой позволяет ей опускаться вглубь мантии в зонах субдукции.

Механизм, позволяющий новой коре медленно удаляться от срединно-океанических хребтов, известен как гравитационное скольжение (обычно называемое хребтовым толчком). По мере формирования новой океанической литосферы вблизи хребта гравитация заставляет ее опускаться вниз и толкать старые материалы, чтобы удалиться от хребта дальше.

Тектоническая активность в прошлом


Самому старому фрагменту континентальной коры, найденному на Земле, около 4,02 миллиардов лет (сам возраст Земли составляет 4,54 миллиарда лет). Однако, поскольку океаническая литосфера постоянно перерабатывается, самому раннему известному морскому дну всего около 340 миллионов лет. Он был обнаружен в части восточного Средиземного моря.

Исследователи полагают, что тектоническая активность впервые началась на Земле около 3-3,5 миллиардов лет назад, основываясь на древних породах и минералах, добытых со всего земного шара. Континенты были здесь на протяжении большей части земной истории; тем не менее, они, вероятно, прошли через несколько конфигураций, прежде чем достигнут той формы, в которой они находятся сегодня.

Значительное количество исследований было сделано для реконструкции истории тектоники плит на земле. Непрерывное (хотя и медленное) движение тектонических плит позволяет континентам формироваться и разрушаться с течением времени. Это включает в себя окончательное образование (и распад) суперконтинента, единой массы суши, которая содержит все континенты.

Считалось, что первый суперконтинент сформировался еще 2 миллиарда лет назад и распался около 1,5 миллиарда лет назад или около того. Он называется Колумбия или Нуна.


Плиты планеты земля
Суперконтинент Колумбия (представление) | Изображение предоставлено Wikimedia Commons

Следующий (возможно) суперконтинент, Родиния, образовался 1 миллиард лет назад, а затем разорвался примерно 600 миллионов лет назад. Пангая, последний суперконтинент, был создан около 300 миллионов лет назад в позднепалеозойскую эпоху.

Когда Пангея распалась почти 175 миллионов лет назад, она была разделена на две большие части; Прото-Лавразия и Прото-Гондвана, в то время как оба были разделены Океаном Тетис.

Лавразия стала тем, что мы теперь знаем, как Европа, Азия и Северная Америка, в то время как Гондвана стала остальным миром, который включает Индийский субконтинент, Африку, Южную Америку, Аравию, Австралию и Антарктиду.

Их роль в климате Земли

Ряд исследований, проведенных астробиологами и геологами, показал, что тектоника плит может быть существенно важной для поддержания жизни на земле в ее нынешнем виде. Без рециркуляции его коры, мы не могли бы иметь стабильную температуру на поверхности. Без субдукции и создания новой коры земные океаны могли бы остаться лишенными питательных веществ, дающих жизнь. Исследование, проведенное в 2015 году, даже утверждает, что тектоника плит имеет важное значение для эволюции передовых видов.

Источник: new-science.ru

«Движущийся в движимом»

Впервые сдвинул материки с места немецкий метеоролог, геофизик и полярный исследователь Альфред Вегенер. Он исследовал берега обоих континентов по сторонам Атлантики, останки ископаемых организмов, их геологические особенности и в 1912 году выдвинул гипотезу континентального дрейфа, заявив, что континенты могут перемещаться и некогда Южная Америка и Африка были единым целым (хотя очень часто упоминают, что ещё Фрэнсис Бэкон заметил, что Южная Америка и Африка подходят друг другу как элементы мозаики, это, по всей видимости, неверно).

Теория Вегенера была принята со скепсисом — в основном потому, что он не мог предложить удовлетворительного механизма, объясняющего движение материков. Он считал, что континенты двигаются, проламывая земную кору, словно ледоколы лёд, благодаря центробежной силе от вращения Земли и приливных сил. Его оппоненты говорили, что континенты-«ледоколы» в процессе движения меняли бы свой облик до неузнаваемости, а центробежные и приливные силы слишком слабы, чтобы служить для них «мотором». Один из критиков подсчитал, что, будь приливное воздействие таким сильным, чтобы настолько быстро двигать континенты (Вегенер оценивал их скорость в 250 сантиметров в год), оно остановило бы вращение Земли меньше чем за год.

Плиты планеты земля

К концу 1930-х годов теория дрейфа континента была отвергнута как антинаучная, но к середине XX века к ней пришлось вернуться: были открыты срединно-океанические хребты и оказалось, что в зоне этих хребтов непрерывно образуется новая кора, благодаря чему и «разъезжаются» континенты. Геофизики исследовали намагниченность пород вдоль срединно-океанических хребтов и обнаружили «полосы» с разнонаправленной намагниченностью.

Оказалось, что новая океаническая кора «записывает» состояние магнитного поля Земли в момент образования, и учёные получили отличную «линейку» для измерения скорости этого конвейера. Так, в 1960-е годы теория дрейфа континентов вернулась во второй раз, уже окончательно. И на этот раз учёные смогли понять, что же двигает континенты.

«Льдины» в кипящем океане

«Представьте себе океан, где плавают льдины, то есть в нём есть вода, есть лёд и, допустим, в некоторые льдины вморожены ещё деревянные плоты. Лёд — это литосферные плиты, плоты — это континенты, а плавают они в веществе мантии», — объясняет член-корреспондент РАН Валерий Трубицын, главный научный сотрудник Института физики Земли имени О.Ю. Шмидта.

Он ещё в 1960-е годы выдвинул теорию строения планет-гигантов, а в конце XX века начал создавать математически обоснованную теорию тектоники континентов.

Промежуточный слой между литосферой и горячим железным ядром в центре Земли — мантия — состоит из силикатных пород. Температура в ней меняется от 500 градусов Цельсия в верхней части до 4000 градусов Цельсия на границе ядра. Поэтому с глубины 100 километров, где температура уже более 1300 градусов, вещество мантии ведёт себя как очень густая смола и течёт со скоростью 5—10 сантиметров в год, рассказывает Трубицын.

В результате в мантии, как в кастрюле с кипятком, возникают конвективные ячейки — области, где с одного края горячее вещество поднимается вверх, а с другого — остывшее опускается вниз.

«В мантии есть примерно восемь таких больших ячеек и ещё много мелких», — говорит учёный. Срединно-океанические хребты (например, в центре Атлантики) — это место, где вещество мантии поднимается к поверхности и где рождается новая кора. Кроме того, есть зоны субдукции, места, где плита начинает «подползать» под соседнюю и опускается вниз, в мантию. Зоны субдукции — это, например, западное побережье Южной Америки. Здесь происходят самые мощные землетрясения.

«Таким образом плиты принимают участие в конвективном кругообороте вещества мантии, которое во время нахождения на поверхности временно становится твёрдым. Погружаясь в мантию, вещество плиты снова нагревается и размягчается», — объясняет геофизик.

Плиты планеты земля

Кроме того, из мантии к поверхности поднимаются отдельные струи вещества — плюмы, и у этих струй есть все шансы уничтожить человечество. Ведь именно мантийные плюмы являются причиной появления супервулканов (см. Йеллоустоунский кошмар: уничтожит ли супервулкан США? И пощадит ли Россию?) Такие точки никак не связаны с литосферными плитами и могут оставаться на месте даже при движении плит. При выходе плюма возникает гигантский вулкан. Таких вулканов много, они есть на Гавайях, в Исландии, сходным примером является Йеллоустоунская кальдера. Супервулканы могут порождать извержения в тысячи раз мощнее, чем большинство обычных вулканов типа Везувия или Этны.

«250 миллионов лет назад такой вулкан на территории современной Сибири убил почти всё живое, выжили только предки динозавров», — говорит Трубицын.

Сошлись — разошлись

Литосферные плиты состоят из относительно тяжёлой и тонкой базальтовой океанической коры и более лёгких, но зато значительно более «толстых» континентов. Плита с континентом и «намороженной» вокруг него океанической корой может идти вперёд, при этом тяжёлая океаническая кора погружается под соседа. Но, когда сталкиваются континенты, они уже не могут погружаться друг под друга.

Например, примерно 60 миллионов лет назад Индийская плита оторвалась от того, что потом стало Африкой, и отправилась на север, а примерно 45 миллионов лет назад встретилась с Евразийской плитой, в месте столкновения выросли Гималаи — самые высокие горы на Земле.

Плиты планеты земля

Движение плит рано или поздно сведёт все континенты в один, как сходятся в один остров листья в водовороте. В истории Земли континенты примерно четыре-шесть раз объединялись и распадались. Последний суперконтинент Пангея существовал 250 миллионов лет назад, до него был суперконтинент Родиния, 900 миллионов лет назад, до него — ещё два. «И уже, похоже, скоро начнётся объединение нового континента», — уточняет учёный.

Он объясняет, что континенты работают как тепловой изолятор, мантия под ними начинает разогреваться, возникают восходящие потоки и поэтому суперконтиненты через некоторое время снова распадаются.

Америка «унесёт» Чукотку

Крупные литосферные плиты рисуют в учебниках, их может назвать любой: Антарктическая плита, Евразийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Индийская, Австралийская, Тихоокеанская. Но на границах между плитами возникает настоящий хаос из множества микроплит.

Плиты планеты земля

Например, граница между Северо-Американской плитой и Евразийской проходит совсем не по Берингову проливу, а намного западнее, по хребту Черского. Чукотка, таким образом, оказывается частью Северо-Американской плиты. При этом Камчатка отчасти находится в зоне Охотской микроплиты, а отчасти — в зоне Беринговоморской микроплиты. А Приморье расположено на гипотетической Амурской плите, западный край которой упирается в Байкал.

Сейчас восточная окраина Евразийской плиты и западный край Северо-Американской «крутятся», как шестерёнки: Америка проворачивается против часовой стрелки, а Евразия по часовой. В результате Чукотка может окончательно оторваться «по шву», и в этом случае на Земле может появиться гигантский круговой шов, который будет проходить через Атлантику, Индийский, Тихий и Северный Ледовитый океан (где он пока закрыт). А сама Чукотка продолжит движение «в орбите» Северной Америки.

Спидометр для литосферы

Теория Вегенера возродилась не в последнюю очередь потому, что у учёных появилась возможность с высокой точностью измерять смещение континентов. Сейчас для этого используют спутниковые системы навигации, но есть и другие методы. Все они нужны для построения единой международной системы координат — International Terrestrial Reference Frame (ITRF). 

Один из этих методов — радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ). Суть её заключается в одновременных наблюдениях далёких квазаров с помощью нескольких радиотелескопов в разных точках Земли. Разница во времени получения сигналов позволяет с высокой точностью определять смещения. Два других способа измерить скорость — лазерные дальномерные наблюдения с помощью спутников и доплеровские измерения. Все эти наблюдения, в том числе с помощью GPS, проводятся на сотнях станций, все эти данные сводятся воедино, и в итоге мы получаем картину дрейфа континентов.

Плиты планеты земля

Например, крымский Симеиз, где находится станция лазерного зондирования, а также спутниковая станция определения координат, «едет» на северо-восток (по азимуту около 65 градусов) со скоростью примерно 26,8 миллиметра в год. Подмосковный Звенигород движется примерно на миллиметр в год быстрее (27,8 миллиметра в год) и курс держит восточнее — около 77 градусов. А, скажем, гавайский вулкан Мауна-Лоа двигается на северо-запад в два раза быстрее — 72,3 миллиметра в год.

Литосферные плиты тоже могут деформироваться, и их части могут «жить своей жизнью», особенно на границах. Хотя масштабы их самостоятельности значительно скромнее. Например, Крым ещё самостоятельно двигается на северо-восток со скоростью 0,9 миллиметра в год (и при этом растёт на 1,8 миллиметра), а Звенигород с той же скоростью двигается куда-то на юго-восток (и вниз — на 0,2 миллиметра в год).

Трубицын говорит, что эта самостоятельность отчасти объясняется «личной историей» разных частей континентов: основные части континентов, платформы, могут быть фрагментами древних литосферных плит, которые «срослись» со своими соседями. Например, Уральский хребет — один из швов. Платформы относительно жёсткие, но части вокруг них могут деформироваться и ехать по своей воле.

Источник: life.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.