הלוחות הליטוספריים של כדור הארץ הם סלעים ענקיים. היסוד שלהם נוצר על ידי סלעי גזל מקופלים מאוד עם מטמורפוזה של גרניט. שמות הלוחות הליטוספריים יינתנו במאמר שלהלן. מלמעלה הם מכוסים ב"כיסוי" של שלושה-ארבעה קילומטרים. הוא נוצר מסלעי משקע. לפלטפורמה יש תבליט המורכב מרכסי הרים בודדים וממישורים עצומים. לאחר מכן, תיבחן התיאוריה של תנועת הלוחות הליטוספריים.
הופעתה של השערה
התיאוריה של תנועת הלוחות הליטוספריים הופיעה בתחילת המאה העשרים. לאחר מכן, היא נועדה למלא תפקיד מרכזי בחקר כדור הארץ. המדען טיילור, ואחריו וגנר, העלו את ההשערה שעם הזמן ישנה סחיפה של לוחות ליתוספריים בכיוון אופקי. אולם בשנות השלושים של המאה ה-20 התבססה דעה אחרת. לדבריו, תנועת הלוחות הליטוספריים בוצעה בצורה אנכית. תופעה זו התבססה על תהליך ההתמיינות של חומר המעטפת של כוכב הלכת. זה נודע בשם פיקסיזם. שם זה היה בשל העובדה כי קבוע קבועמיקום אזורי הקרום ביחס למעטפת. אבל ב-1960, לאחר גילוי מערכת גלובלית של רכסי אמצע האוקיינוסים המקיפים את כדור הארץ כולו ויוצאים על היבשה באזורים מסוימים, הייתה חזרה להשערה של תחילת המאה ה-20. עם זאת, התיאוריה קיבלה צורה חדשה. טקטוניקת הבלוק הפכה להשערה המובילה במדעים החוקרים את מבנה הפלנטה.
Basics
נקבע שיש לוחות ליטוספריים גדולים. מספרם מוגבל. ישנם גם לוחות ליתוספריים קטנים יותר של כדור הארץ. הגבולות ביניהם משורטטים לפי הריכוז במקורות רעידות האדמה.
שמות הלוחות הליטוספריים תואמים לאזורים היבשתיים והאוקייניים הממוקמים מעליהם. יש רק שבעה בלוקים עם שטח ענק. הלוחות הליטוספריים הגדולים ביותר הם דרום וצפון אמריקה, אירו-אסיה, אפריקה, אנטארקטיקה, האוקיינוס השקט וההודו-אוסטרלי.
בלוקים צפים באסתנוספרה מאופיינים במוצקות ונוקשות. האזורים לעיל הם הלוחות הליטוספריים העיקריים. בהתאם לרעיונות הראשוניים, האמינו שהיבשות עושות את דרכן דרך קרקעית האוקיינוס. במקביל, תנועת הלוחות הליטוספריים בוצעה בהשפעת כוח בלתי נראה. כתוצאה מהמחקר, התברר שהבלוקים צפים באופן פסיבי על חומר המעטפת. ראוי לציין כי הכיוון שלהם אנכי בהתחלה. חומר המעטפת עולה מתחת לפסגת הרכס. ואז יש התפשטות לשני הכיוונים. בהתאם לכך, יש הבדל בין לוחות ליתוספריים. המודל הזה מייצגקרקעית האוקיינוס כמסוע ענק. הוא מגיע אל פני השטח באזורי השבר של רכסי אמצע האוקיינוס. ואז מתחבא בתעלות ים עמוקות.
ההתבדלות בין הלוחות הליטוספריים מעוררת את התרחבותן של מיטות האוקיינוס. עם זאת, נפח כוכב הלכת, למרות זאת, נשאר קבוע. העובדה היא שהולדת קרום חדש מתוגמלת על ידי קליטתו באזורי החתך (תת-דחף) בתעלות בעומק הים.
מדוע הלוחות הליטוספריים זזים?
הסיבה היא הסעה תרמית של חומר המעטפת של כוכב הלכת. הליתוספירה נמתחת ומורמת, מה שמתרחש על פני ענפים עולים מזרמי הסעה. זה מעורר את תנועת הלוחות הליטוספריים לצדדים. ככל שהפלטפורמה מתרחקת מהבקעים של אמצע האוקיינוס, הפלטפורמה נעשית דחוסה. הוא נעשה כבד יותר, פני השטח שלו שוקעים למטה. זה מסביר את הגידול בעומק האוקיינוס. כתוצאה מכך, הרציף צולל לתוך תעלות ים עמוקות. כאשר הזרמים העליונים מהמעטפת המחוממת מתפוגגים, הוא מתקרר ושוקע ליצירת בריכות שמתמלאות במשקעים.
אזורי התנגשות של לוחות ליטוספריים הם אזורים שבהם הקרום והפלטפורמה חווים דחיסה. בעניין זה, כוחו של הראשון עולה. כתוצאה מכך, התנועה כלפי מעלה של לוחות ליתוספריים מתחילה. זה מוביל להיווצרות הרים.
Research
המחקר היום מתבצע בשיטות גיאודטיות. הם מאפשרים לנו להסיק שהתהליכים הם מתמשכים ונמצאים בכל מקום. נחשפיםגם אזורי התנגשות של לוחות ליטוספריים. מהירות ההרמה יכולה להיות עד עשרות מילימטרים.
צלחות ליטוספריות גדולות אופקיות צפות מעט יותר מהר. במקרה זה, המהירות יכולה להיות עד עשרה סנטימטרים במהלך השנה. כך, למשל, סנט פטרבורג כבר עלתה במטר לאורך כל תקופת קיומה. חצי האי הסקנדינבי - 250 מ' ב-25,000 שנים. חומר המעטפת נע לאט יחסית. עם זאת, רעידות אדמה, התפרצויות געשיות ותופעות אחרות מתרחשות כתוצאה מכך. זה מאפשר לנו להגיע למסקנה שכוח הנעת החומר הוא גבוה.
באמצעות המיקום הטקטוני של הלוחות, החוקרים מסבירים תופעות גיאולוגיות רבות. יחד עם זאת, במהלך המחקר התברר שמורכבות התהליכים המתרחשים עם הפלטפורמה גדולה הרבה יותר ממה שנראה ממש בתחילת הופעת ההשערה.
טקטוניקת הלוחות לא יכלה להסביר שינויים בעוצמת העיוותים והתנועה, נוכחות של רשת יציבה גלובלית של תקלות עמוקות ועוד כמה תופעות. גם שאלת ההתחלה ההיסטורית של הפעולה נותרה פתוחה. סימנים ישירים המצביעים על תהליכים טקטוניים של לוחות ידועים מאז הפרוטרוזואיקון המאוחר. עם זאת, מספר חוקרים מזהים את הביטוי שלהם מהארכאים או הפרוטרוזואיקון הקדום.
הרחבת הזדמנויות מחקר
הופעתה של הטומוגרפיה הסייסמית הובילה למעבר של מדע זה לרמה חדשה מבחינה איכותית. באמצע שנות השמונים של המאה הקודמת, הגיאודינמיקה העמוקה הפכה למבטיחה והכיכיוון צעיר מכל מדעי הגיאו הקיימים. עם זאת, פתרון בעיות חדשות בוצע באמצעות לא רק טומוגרפיה סיסמית. גם מדעים אחרים נחלצו להצלה. אלה כוללים, במיוחד, מינרלוגיה ניסיונית.
הודות לזמינות של ציוד חדש, אפשר היה לחקור את התנהגותם של חומרים בטמפרטורות ולחצים התואמים למקסימום במעמקי המעטפת. במחקרים נעשה שימוש גם בשיטות של גיאוכימיה איזוטופים. מדע זה חוקר, במיוחד, את האיזון האיזוטופי של יסודות נדירים, כמו גם גזים אצילים בקונכיות ארציות שונות. במקרה זה, האינדיקטורים מושווים לנתוני מטאוריטים. נעשה שימוש בשיטות של גיאומגנטיות, בעזרתן מנסים מדענים לחשוף את הסיבות והמנגנון להיפוכים בשדה המגנטי.
ציור מודרני
השערת הטקטוניקה של הפלטפורמה ממשיכה להסביר בצורה משביעת רצון את תהליך ההתפתחות של קרום האוקיינוסים והיבשות לפחות בשלושת מיליארד השנים האחרונות. במקביל, יש מדידות לווין, לפיהן העובדה שהלוחות הליטוספריים העיקריים של כדור הארץ אינם עומדים במקום מאושרת. כתוצאה מכך, מצטיירת תמונה מסוימת.
ישנן שלוש השכבות הפעילות ביותר בחתך הרוחב של כוכב הלכת. העובי של כל אחד מהם הוא כמה מאות קילומטרים. ההנחה היא שהתפקיד העיקרי בגיאודינמיקה העולמית מוקצה להם. ב-1972, מורגן ביסס את ההשערה שהציג וילסון ב-1963 לגבי מטוסי המעטפת העולים. תיאוריה זו הסבירה את תופעת המגנטיות התוך-לוחית. הפלומה שנוצרההטקטוניקה הופכת יותר ויותר פופולרית עם הזמן.
Geodynamics
בעזרתו, נשקלת האינטראקציה של תהליכים מורכבים למדי המתרחשים במעטפת ובקרום. בהתאם לתפיסה שהציב ארטיושקוב בעבודתו "גיאודינמיקה", הבידול הכבידתי של החומר פועל כמקור האנרגיה העיקרי. תהליך זה מצוין במעטפת התחתון.
לאחר שהרכיבים הכבדים (ברזל וכו') מופרדים מהסלע, נשארת מסה קלה יותר של מוצקים. היא יורדת לתוך הליבה. מיקומה של השכבה הקלה מתחת לשכבה הכבדה אינו יציב. בהקשר זה, החומר המצטבר נאסף מעת לעת לתוך בלוקים גדולים למדי הצפים לתוך השכבות העליונות. גודלן של תצורות כאלה הוא כמאה קילומטרים. חומר זה היה הבסיס להיווצרות המעטפת העליונה של כדור הארץ.
השכבה התחתונה היא כנראה חומר ראשוני לא מובחן. במהלך האבולוציה של הפלנטה, עקב המעטפת התחתונה, המעטפת העליונה גדלה והליבה גדלה. סביר יותר שבלוקים של חומר קל עולים במעטפת התחתונה לאורך הערוצים. בהם, הטמפרטורה של המסה גבוהה למדי. במקביל, הצמיגות מופחתת באופן משמעותי. העלייה בטמפרטורה מתאפשרת על ידי שחרור כמות גדולה של אנרגיה פוטנציאלית בתהליך העלאת החומר לאזור הכבידה במרחק של כ-2000 ק מ. במהלך התנועה לאורך ערוץ כזה, מתרחש חימום חזק של מסות אור. בהקשר זה, החומר נכנס למעטפת עם גבוה מספיקטמפרטורה וקלה משמעותית מהאלמנטים שמסביב.
בשל הצפיפות המופחתת, חומר קל צף לתוך השכבות העליונות לעומק של 100-200 קילומטרים או פחות. עם ירידה בלחץ, נקודת ההתכה של מרכיבי החומר יורדת. לאחר ההתמיינות הראשונית ברמת ה"ליבת-מעטפת", מתרחשת המשנית. בעומקים רדודים, חומר קל נתון חלקית להמסה. במהלך ההתמיינות משתחררים חומרים צפופים יותר. הם שוקעים בשכבות התחתונות של המעטפת העליונה. הרכיבים הקלים יותר הבולטים עולים בהתאם.
מכלול התנועות של חומרים במעטפת, הקשור לחלוקה מחדש של מסות בעלות צפיפות שונה כתוצאה מהתמיינות, נקרא הסעה כימית. עלייתן של מסות קלות מתרחשת במרווחים של כ-200 מיליון שנה. יחד עם זאת, חדירה למעטפת העליונה אינה נצפית בכל מקום. בשכבה התחתונה הערוצים ממוקמים במרחק מספיק גדול זה מזה (עד כמה אלפי קילומטרים).
בלוקים להרמה
כפי שהוזכר לעיל, באותם אזורים שבהם מוכנסות מסות גדולות של חומר מחומם קל לאסתנוספירה, מתרחשת ההמסה וההתמיינות החלקית שלו. במקרה האחרון, מציינים את ההפרדה של רכיבים ועלייתם לאחר מכן. הם עוברים במהירות דרך האסתנוספירה. כשהם מגיעים לליתוספירה, המהירות שלהם יורדת. באזורים מסוימים, החומר יוצר הצטברויות של מעטפת חריגה. הם שוכבים, ככלל, בשכבות העליונות של כדור הארץ.
מעטפת חריגה
הרכבו תואם בערך לחומר המעטפת הרגיל. ההבדל בין ההצטברות החריגה הוא טמפרטורה גבוהה יותר (עד 1300-1500 מעלות) ומהירות מופחתת של גלים אורכיים אלסטיים.
כניסת החומר מתחת לליתוספירה מעוררת התרוממות איזוסטטית. בשל הטמפרטורה הגבוהה, לצביר החריגים יש צפיפות נמוכה יותר מהמעטפת הרגילה. בנוסף, יש צמיגות קלה של ההרכב.
בתהליך הכניסה לליתוספירה, המעטפת החריגה מתפזרת די מהר לאורך הסוליה. במקביל, הוא עוקר את החומר הצפוף והפחות מחומם של האסתנוספירה. במהלך התנועה, ההצטברות החריגה ממלאת את אותם אזורים שבהם סוליית הפלטפורמה נמצאת במצב מוגבה (מלכודות), והיא זורמת סביב אזורים שקועים עמוק. כתוצאה מכך, במקרה הראשון, התרוממות איזוסטטית מצוינת. מעל אזורים שקועים, הקרום נשאר יציב.
מלכודות
תהליך קירור שכבת המעטפת העליונה והקרום לעומק של כמאה קילומטרים הוא איטי. באופן כללי, זה לוקח כמה מאות מיליוני שנים. בהקשר זה, לאי-הומוגניות בעובי הליתוספירה, המוסברים על ידי הבדלי טמפרטורה אופקיים, יש אינרציה גדולה למדי. במקרה שהמלכדת ממוקמת לא רחוק מהזרימה כלפי מעלה של ההצטברות החריגות מהעומק, כמות גדולה של החומר נלכדת מחוממת מאוד. כתוצאה מכך נוצר אלמנט הררי גדול למדי. בהתאם לתכנית זו, מתרחשות התרוממות גבוהות באזוראורוגניות epiplatform בחגורות מקופלות.
תיאור של תהליכים
במלכדת, השכבה החריגה עוברת דחיסה של 1-2 קילומטרים במהלך הקירור. הקליפה הממוקמת למעלה טבולה. משקעים מתחילים להצטבר בשוקת שנוצרה. הכבדות שלהם תורמת לשקיעה גדולה עוד יותר של הליתוספירה. כתוצאה מכך, עומק האגן יכול להיות בין 5 ל-8 ק מ. יחד עם זאת, במהלך דחיסה של המעטפת בחלק התחתון של שכבת הבזלת, ניתן להבחין בהפיכת שלב של הסלע לאקלוגיט ונופך גרנוליט בקרום. עקב זרימת החום היוצאת מהחומר החריג, המעטפת שמעל מתחממת וצמיגותה יורדת. בהקשר זה, יש תזוזה הדרגתית של האשכול הרגיל.
קיזוזים אופקיים
כאשר התרוממות נוצרות בתהליך של המעטפת חריגה להגיע לקרום ביבשות ואוקיינוסים, האנרגיה הפוטנציאלית האצורה בשכבות העליונות של כדור הארץ גדלה. כדי לזרוק חומרים עודפים, הם נוטים להתפזר לצדדים. כתוצאה מכך נוצרים מתחים נוספים. הם קשורים לסוגים שונים של תנועה של צלחות וקרום.
התרחבות קרקעית האוקיינוס וציפה של היבשות הם תוצאה של התרחבות בו-זמנית של הרכסים ושקיעת הרציף במעטפת. מתחת לראשון יש מסות גדולות של חומר חריג מחומם מאוד. בחלק הצירי של רכסים אלה, האחרון נמצא ישירות מתחת לקרום. לליתוספירה כאן יש עובי קטן בהרבה. במקביל, המעטפת החריגה מתפשטת באזור הלחץ הגבוה - בשניהםהצדדים מתחת לעמוד השדרה. יחד עם זאת, הוא שובר די בקלות את קרום האוקיינוס. הנקיק מלא במאגמה בזלתית. הוא, בתורו, נמס מתוך המעטפת החריגה. בתהליך ההתמצקות של מאגמה נוצר קרום אוקיאני חדש. כך התחתית צומחת.
תכונות תהליך
מתחת לרכסים האמצעיים, המעטפת החריגה הפחיתה את הצמיגות בגלל הטמפרטורה המוגברת. החומר מסוגל להתפשט די מהר. כתוצאה מכך, הצמיחה של התחתית מתרחשת בקצב מוגבר. לאסתנוספרה האוקיינוס יש גם צמיגות נמוכה יחסית.
הלוחות הליטוספריים העיקריים של כדור הארץ צפים מהרכסים אל מקומות הטבילה. אם אזורים אלה נמצאים באותו אוקיינוס, אז התהליך מתרחש במהירות גבוהה יחסית. מצב זה אופייני היום לאוקיינוס השקט. אם התפשטות הקרקעית והשקיעה מתרחשת באזורים שונים, הרי שהיבשת הממוקמת ביניהם נסחפת לכיוון שבו מתרחשת ההעמקה. תחת היבשות, הצמיגות של האסתנוספרה גבוהה יותר מאשר מתחת לאוקיינוסים. עקב החיכוך שנוצר, קיימת התנגדות משמעותית לתנועה. כתוצאה מכך, קצב התרחבות הקרקעית מצטמצם אם אין פיצוי על שקיעת מעטפת באותו אזור. לפיכך, הצמיחה באוקיינוס השקט מהירה יותר מאשר באוקיינוס האטלנטי.
