Тектоника литосферных плит

В 50-ые годы XX в. геологические исследования Земли проводились очень интенсивно, особенно это касалось дна океанов. Решающий вклад в современную геологическую теорию тектоники литосферных плит внесли следующие открытия:

1. установление грандиозной около 60 тыс. км системы срединно-океанических хребтов

2. установление и расшифровка магнитных аномалий океанического дна, дающих возможность объяснить механизм и время его образования.

3. установление гипоцентров землетрясений и их механизмов

4. по палеомагнитному методу установить перемещение континентов относительно магнитных полюсов земли.

А

Б

В

Рис. 7.5. Происхождение полосовых магнитных аномалий в океанах. А и В – время нормальной, Б – время обратной намагниченности пород: 1 – океаническая кора, 2 – верхняя мантия, 3 – рифтовая долина по оси срединно-океанического хребта, 4 – магма, 5 – полоса нормально, 6 – обратно намагниченных пород. Стрелки – наращивание океанического дна.

Теория «тектоники плит» была предложена американскими геологами Р. Дитцем и Г. Хессом. Она развилась и оформилась в 60 гг. XX в. Тузо Уилсон (Канада), Ксавье ле Пишон (Франция), Джейсон Морган (США).

Основная идея этой теории базировалась на разделении литосферы на семь самостоятельных крупных плит (не считая мелких): 1. Тихоокеанская, 2. Северо-Американская, 3. Южно-Американская, 4. Африканская, 5. Евразийская, 6. Австралийская, 7. Антарктическая.

Рис. 7.6. Литосферные плиты. 1 - Евроазиатская (1, а - Китайская, 1, б - Иранская, 1, в - Турецкая, 1, г - Эллинская, 1, д - Адриатическая); 2 - Африканская (2, а - Аравийская); 3 - Индоавсталийская (3, а - Фиджи, 3, б - Соломонова); 4 - Тихоокеанская (4, а - Низка, 4, б - Кокос, 4, в - Карибская, 4, г - Горда, 4, д - Филиппинская, 4, е - Бисмарк); 5 - Американская (5, а - Североамериканская, 5, б - Южноамериканская); 6 - Антарктическая.

В центральных частях эти плиты лишены сейсмичности, они тектонически стабильны, а по краям сейсмичность очень высока, там постоянно происходят землетрясения.

Определив характер напряжений в очагах землетрясений на краях плит, удалось выяснить что в одних случаях это растяжение – плиты расходятся вдоль оси срединно-океанических хребтов, где развиты рифты (глубокие ущелья), провалы земной коры длинной тыс. км расположенных в зоне растяжения земной коры.

Зоны расхождения литосферных плит называются дивергентными (от англ. «дивергенс» - расхождение). На других границах плит в очагах землетрясений наоборот, выявлена обстановка тектонического сжатия т.е. в этих местах тектонические плиты движутся навстречу друг другу со скоростью 10-12 см/год. Такие границы (зоны) называются конвергентными (от англ. «конвергенс» - схождение). Протяжённость этих границ близка к 60 тыс. км. Ещё один тип границ литосферных плит, где они смещаются горизонтально относительно друг друга и скалываются в очагах землетрясений. Эти зоны получили название трансформных разломов (от англ. «трансформ» - преобразование). Перемещение литосферных плит происходит потому, что в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов более нагретая Т 1300 С магма изливается в виде базальтовой лавы и застывает. Далее в застывшие породы снова внедряется базальтовая магма и раздвигает в обе стороны застывшие более древние базальты и так повторяется много раз. При этом океаническое дно как бы наращивается, разрастается. Такой процесс получил название спрединга (от англ. «спрединг» – разрастание, расстилание). Скорость спрединга изменяется по обе стороны осевого рифта срединно-океанического хребта и колеблется от нескольких мм до 18 см/год. Плиты «плавают» по астеносфере.

Рис. 7.7. Типы движения литосферных плит. 1 – Дивергентные границы. Раскрытие океанских рифтов, вызывающих процесс прединга: М – поверхность Мохоровичича, Л – литосфера. 2 – Конвергентные границы. Субдукция (погружение океанической коры под континенальную), тонкими стрелками показан механизм растяжения-сжатия в гипоцентрах землетрясений (звездочки); П – первичные магнитные очаги. 3 – Трансформные границы. 4 – Коллизионные границы.