ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ПЛИТЫ: ТЕОРИЯ, ТИПЫ, ДВИЖЕНИЕ, ПОСЛЕДСТВИЯ - ГЕОГРАФИЯ - 2025

В тектонических или литосферных плитах являются блоками или фрагменты , на которых литосфера разделена, двигающиеся тянулась мантией Земли. Эти плиты были сформированы из мантии и реинтегрировались в нее в постоянном процессе за последние 3 миллиарда лет.

Из теорий Вегенера (дрейф континентов) и Гесса (расширение дна океана) была консолидирована теория тектоники плит. Эта теория постулирует существование двух основных типов тектонических плит, океанических и континентальных.

Основные тектонические плиты. Источник: USGS - испанская версия Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Литосфера состоит из нескольких десятков тектонических плит разной величины, из которых 8 самых крупных: Евразийская, Африканская, Австралийская, Североамериканская, Южноамериканская, Наска, Тихоокеанская и Антарктическая. Эти плиты движутся благодаря динамике мантии и литосферы, конвекционным токам, создаваемым тепловым потоком.

Напряжение мантийного потока увлекает за собой твердую кору, которая трескается и разделяется, образуя плиты. Когда океанические плиты разделяются, магма (расплавленный базальт) поднимается на поверхность и образуется новое дно океана.

Теория пластин

Происхождение теории пластин

Теория первоначально возникла с предложениями Альфреда Вегенера в 1915 году о дрейфе континентов. Вегенер постулировал, что все континенты были объединены, а затем раздроблены, разделены и сталкиваются.

Вегенер сделал свои выводы, изучая геологию и контуры континентов, а также данные о распространении окаменелостей фауны и флоры. Например, сравнивая восточный край Южной Америки с западным краем Африки, можно заметить, что они подходят друг к другу как две части головоломки.

Позже, в 1960 году Гарри Гесс предложил теорию расширения дна океана, объяснив механизм тектоники плит. Позже теория была усилена работами Джона Тузо Уилсона о расширении дна океана и предложениями Джейсона Моргана в 1963 году о существовании перьев мантии.

По мере накопления данных о составе и динамике земной коры и мантии теория тектоники плит укреплялась.

Формирование Земли

Земля возникла как часть Солнечной системы в процессе конденсации вращающейся космической пыли, подверженной гравитационному притяжению. Эта масса пыли подвергалась воздействию высоких температур, и по мере ее охлаждения ее плотность и сила тяжести увеличивались.

Этот процесс придал ему нынешнюю округлую форму, выпуклость на экваторе и сплющенную на полюсах (сплюснутый сфероид).

Слои

Гравитационное притяжение определило, что самые плотные материалы были ближе к центру, а наименее плотные - снаружи. Охлаждение этого геоида снаружи внутрь определило структуру в дифференцированных концентрических слоях.

Внешний слой затвердел, когда он охладился 4,4 миллиарда лет назад, образуя относительно тонкую (5-70 км) кору, состоящую из силикатов, называемую корой. Плотность континентальной коры меньше плотности океанической коры.

Слои Земли. Источник: векторизовано и переведено с английской версии Джереми Кемпа. На основе элементов иллюстрации USGS. http://pubs.usgs.gov/publications/text/inside.html / Общественное достояние

Под корой находится вязкий слой протяженностью около 2855 км, называемый мантией, и, наконец, раскаленное ядро, состоящее в основном из железа. Это ядро ​​диаметром примерно 3481 км разделено на два слоя: внутреннее ядро ​​из твердого железа и никеля и внешнее жидкое ядро.

Механические свойства слоев и движущие силы тектоники плит

С точки зрения механики тектоники плит наиболее актуальными слоями являются кора и мантия.

Кора жесткая, но с некоторой пластичностью и вместе с верхним слоем мантии образует литосферу. Он разделен на фрагменты или плиты разного размера, называемые тектоническими плитами.

Астеносфера

Мантия, в свою очередь, состоит из двух разных слоев: верхнего и нижнего. Верхняя мантия менее вязкая, но жидкая, а нижняя (подверженная более высоким давлениям и температуре) более вязкая.

Верхний слой мантии называется астеносферой и играет важную роль, поскольку находится в непосредственном контакте с литосферой. Астеносфера вызывает движение тектонических плит, то есть дрейф континентов, и создает новое дно океана в хребтах.

С другой стороны, он создает горячие точки или области накопления магмы под корой из-за перьев мантии. Это вертикальные каналы магмы, которые простираются от астеносферы до коры.

Факторы и силы процесса

Плотность материалов, из которых состоит планета, и сила тяжести определили расположение слоев. Возрастающее давление и температура внутри Земли определяют механические свойства этих слоев, то есть их жесткость или текучесть.

С другой стороны, силами, которые способствуют перемещению материалов внутри Земли, являются тепловой поток и гравитация. В частности, конвекционная теплопередача является ключом к пониманию тектонического движения плит.

Конвекция проявляется в циркуляции вещества мантии, когда более теплые нижние слои поднимаются и вытесняют более холодные верхние слои, которые опускаются. Поднимающиеся слои теряют тепло, а те, что опускаются, повышают свою температуру, таким образом управляя циклом.

Океанские хребты

В некоторых областях глубокого океана есть вулканические горные цепи, которые являются областями, где произошел разрыв плит. Эти трещины вызваны напряжениями, создаваемыми движением литосферы, толкаемым астеносферой.

Течение вязкой мантии напрягает твердую кору и разделяет тектонические плиты. В этих областях, называемых срединно-океаническими хребтами, расплавленный базальт поднимается из-за внутреннего давления и выходит через кору, образуя новое дно океана.

Типы тектонических плит

Тектонические плиты в основном бывают двух типов: океанические и континентальные, что создает три возможности сходящихся границ между плитами. Это сближение континентальной плиты с одной океанической, одной океанической с другой океанической и одной континентальной плиты с другим континентальным.

Плиты океана

Они образованы океанической корой (более плотной, чем континентальная кора) и состоят из силикатов железа и магния (основных пород). Кора этих плит более тонкая (в среднем 7 км) по сравнению с континентальной корой и всегда покрыта морскими водами.

Континентальные плиты

Континентальная кора состоит из силикатов натрия, калия и алюминия (кислых пород), имеющих меньшую плотность, чем океаническая кора. Это плита с более толстой коркой, достигающая в горных цепях до 70 км.

Это действительно смешанная плита, в которой, хотя преобладает континентальная кора, есть и океанические части.

Тектонические плиты мира

Карта тектонических границ плит. Daroca90 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Традиционно выделяются 7 крупных тектонических плит: Евразийская, Африканская, Австралийская, Североамериканская, Южноамериканская, Тихоокеанская и Антарктическая. Точно так же есть промежуточные плиты, такие как Наска, Филиппины, Коко и Карибский бассейн и другие очень маленькие.

Некоторые из них небольшого размера - это Анатолия и Эгейское море, и только в западной части Тихого океана расположено более 20 небольших тектонических плит.

- Основные платы

• Африканская плита
• Антарктическая плита
• Арабская тарелка
• Тарелка кокосов
• Мемориальная доска Хуана де Фука
• Тарелка Наска
• Карибская плита
• Тихоокеанская плита
• Евразийская плита
• Филиппинская плита
• Индо-австралийская плита
• Североамериканская плита
• Значок Шотландии
• Южноамериканская плита
• Австралийская тарелка

Некоторые из наиболее важных описаны ниже:

Евразийская плита

Эта тектоническая плита включает Европу, почти всю Азию, часть Северной Атлантики и Арктику. Азия исключает Индостан, Юго-Восточную Азию и Дальний Восток Сибири, Монголию и Китай.

Это преимущественно континентальная тектоническая плита с расходящимися границами на Атлантическом хребте на западе. В то время как на юге он представляет собой сходящуюся границу с Африканскими, Аравийскими и Индийскими плитами, а на востоке - с различными меньшими континентальными плитами.

Африканская плита

Он охватывает восточную часть Атлантического океана и почти весь африканский континент, за исключением его восточной полосы, которая соответствует Аравийской и Сомалийской плитам. Пределы этой плиты расходятся по всему периметру, за исключением контакта с евразийской плитой, которая сходится.

Австралийская тарелка

Австралийская тектоническая плита включает Австралию, Новую Зеландию и части юго-западной части Тихого океана. Австралийская плита показывает расходящиеся границы на юге и западе, а на севере и востоке ее границы сходятся.

Североамериканская плита

Он включает весь Североамериканский субконтинент до полуострова Юкатан, Гренландию, часть Исландии, районы западной части Северной Атлантики и Арктики. Границы этой плиты расходятся от Атлантического хребта на восток и сходятся в Тихом океане.

На побережье Тихого океана он взаимодействует с двумя небольшими плитами с трансформирующимися границами (Коко и Хуан де Фука).

Южноамериканская плита

Он включает в себя одноименный субконтинент и имеет отходящие от Атлантического хребта пределы. В то время как на западной стороне он показывает сходящиеся границы с плитой Наска, на юго-западе с Антарктидой и на севере он взаимодействует с Карибской плитой.

Тихоокеанская плита

Это океаническая плита с расходящимися границами от Тихоокеанского хребта, отделяющим ее от плиты Наска. С другой стороны, на севере и западе он имеет сходящиеся границы с Североамериканской, Евразийской, Филиппинской и Австралийской плитами.

Антарктическая плита

Эта тектоническая плита включает весь антарктический континентальный шельф и одноименный океан с расходящимися границами по его периметру.

Тарелка Наска

Он состоит из океанической плиты, которая погружается в западное побережье Южно-Американской плиты (конвергенция). Пока он расходится на север с плитой Коко и на юг с Антарктидой.

С другой стороны, на западе он отходит от Тихоокеанской плиты своим хребтом, и его столкновение с Южно-Американской плитой привело к образованию горного хребта Анд.

- Вторичные плиты

• Амурская плита
• Апулийская или Адриатическая плита
• Тарелка с головой птицы или доберай
• Арабская тарелка
• Тарелка Альтиплано
• Анатолийская плита
• Тарелка бирмы
• Плита Северная Бисмарк
• Плита Южный Бисмарк
• Тарелка чилоэ
• Тарелка Футуна
• Тарелка Горды
• Мемориальная доска Хуана Фернандеса
• Кермадек тарелка
• Тарелка Мануса
• Тарелка Маоке
• Нубийская тарелка
• Охотская плита
• Окинавская тарелка
• Панамская тарелка
• Пасхальная тарелка
• Сэндвич-пластина
• Шетландская плита
• Тиморская плита
• Тарелка тонга
• Пластина зонда
• Мемориальная доска Каролины
• Марианская тарелка
• Тарелка Новые Гебриды
• Плита Северных Анд

Тектонические движения плит

Тектонические плиты или ограниченные фрагменты литосферы перемещаются за счет движения астеносферы. Конвекционные токи заставляют вязкий материал мантии двигаться, образуя ячейки циркуляции.

- «Конвейерная лента»

Материал мантии верхнего слоя (астеносферы) опускается при более низкой температуре, выталкивая горячий материал ниже. Этот более горячий материал менее плотный и поднимается, вытесняя материю и заставляя ее двигаться горизонтально, пока она не остынет и снова не опустится.

Движение в литосфере. Источник: USGS / Общественное достояние

Этот вязкий поток из мантии увлекает тектонические плиты, образованные из твердого материала (литосферы).

Новое дно океана

Когда тектонические плиты движутся, магма (расплавленный базальт) из мантии выходит в точках разделения. Этот эмерджентный базальт создает новое дно океана, раздвигая старый субстрат по горизонтали, и кора расширяется.

Субдукция

Когда дно океана расширяется, оно сталкивается с континентальными массами. Поскольку это дно более плотное, чем континентальный шельф, оно опускается ниже него (субдукция), поэтому оно тает и снова становится частью мантии.

Таким образом, материал следует циклу, вызванному конвекцией, и тектонические плиты дрейфуют по поверхности планеты.

- Континентальный дрифт

Движение мантии, вызванное конвекцией, и движение тектонических плит литосферы вызывает дрейф континентов. Это относительное смещение континентов друг относительно друга.

С момента возникновения тектонических плит около 3 миллиардов лет назад они сливались и разделялись в разное время. Последнее большое слияние большей части материковых масс произошло 300 миллионов лет назад с образованием суперконтинента Пангея.

Затем, по мере продолжения движения, Пангея снова разделилась, образуя нынешние континенты, которые продолжают движение.

Типы границ между плитами

Тектонические плиты контактируют друг с другом, образуя три основных типа ограничений в зависимости от их относительного движения. Когда две пластины сталкиваются друг с другом, это называется сходящейся или деструктивной границей, будь то ортогональная (сталкивающаяся лицом к лицу) или наклонная.

С другой стороны, когда плиты удаляются друг от друга, это называется расходящимся или конструктивным пределом, как в случае океанических хребтов. Примером расходящейся границы является отделение Южно-Американской и Африканской плит от хребта Атлантического океана.

Тогда как когда две плиты трутся вбок, двигаясь в противоположных направлениях вдоль трансформного разлома, это называется трансформной границей. В Калифорнии случай трансформации границы происходит между Североамериканской и Тихоокеанской плитами, образуя разлом Сан-Андрес.

Подъем Гималаев вызван столкновением Индийской плиты с Евразийской плитой, которая является ортогональной сходящейся границей. В данном случае это сближение двух континентальных плит, поэтому происходит обдукция (объединение двух континентальных масс, повышающих рельеф).

Направление движения

Из-за вращательного движения Земли тектонические плиты движутся, вращаясь вокруг воображаемой оси. Это движение подразумевает, что две сталкивающиеся пластины меняют свой угол, переходя от полностью сходящегося (ортогонального) предела к наклонному.

Затем они будут двигаться в боковом направлении в противоположных направлениях (предел трансформации) и, наконец, они примут расходящееся движение, разделяясь.

Скорость движения

Описываемые направления движения воспринимаются периодами в миллионы лет, потому что масштаб континентального дрейфа измеряется в миллиметрах в год. Вот почему в человеческом масштабе нелегко воспринять идею смещения тектонических плит.

Например, Африканская плита сталкивается с Евразийской плитой, образующей горный хребет Бетик на Пиренейском полуострове, со скоростью 5 мм / год. Максимальная зарегистрированная скорость - это смещение, возникающее в восточной части Тихоокеанского хребта, которое составляет 15 мм / год.

Последствия движения

Движение тектонических плит высвобождает энергию изнутри планеты на границах плит механически (землетрясения) и термически (вулканизм). В свою очередь, смещения, толчки и трение формируют рельеф суши и океана.

- Вулканическая активность

Тепловой поток мантии и его циркуляция за счет конвекции толкают расплавленную магму или базальт к поверхности, вызывая извержения вулканов. Они, в свою очередь, вызывают катастрофы, выбрасывая лаву, газы и частицы, загрязняющие окружающую среду.

Арки вулканических островов и континентальные вулканические арки

В результате сближения двух океанических плит могут образоваться цепочки вулканов, которые, возникая, образуют арки островов. При схождении океанической плиты с континентальной образуются континентальные вулканические дуги, такие как Транс-Мексиканский вулканический пояс.

- Сейсмическая активность

Столкновение тектонических плит и особенно пределов трансформации вызывает сейсмические движения или землетрясения. Некоторые из них достигают больших масштабов и негативно влияют на людей, разрушая инфраструктуру и вызывая гибель людей.

Вина Сан-Андрес (США). Источник: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kluft-photo-Carrizo-Plain-Nov-2007-Img_0327.jpg

Среди последствий этих явлений - приливные волны или цунами, когда сейсмическое движение происходит в океане.

- Рельеф Земли

Движение и взаимодействие тектонических плит друг с другом моделируют рельеф суши и дно океана. Огромные континентальные горные хребты, такие как Анды и Аппалачи, являются продуктом слияния тектонических плит при субдукции и Гималаев в результате обдукции.

В свою очередь, из-за изостатического или гравитационного равновесия, когда одна область поднимается, другая образуется в виде впадины или равнины. Диастрофические процессы, такие как разломы, складчатость и другие, вызываются движениями тектонических плит.

- Погода

Распределение континентальных масс влияет на режим морских течений и мировой климат. Большие континентальные массы из-за сближения плит образуют более сухие континентальные недра, в свою очередь влияя на круговорот воды.

Таким же образом горные возвышения, вызванные процессами субдукции и обдукции, влияют на ветровой режим и распределение осадков.

Ссылки

1. Альфаро, П., Алонсо-Чавес, FM, Фернандес, К. и Гутьеррес-Алонсо, Г. (2013). Тектоника плит, интегративная теория того, как работает планета. Концептуальные и дидактические основы. Преподавание наук о Земле.
2. Энгель, AEJ и Энгель, CG (1964). Состав базальтов Срединно-Атлантического хребта. Наука.
3. Фокс, П.Дж. и Галло, Д.Г. (1984). Тектоническая модель границ хребта-трансформ-хребта: влияние на структуру океанической литосферы. Тектонофизика.
4. Пинеда, В. (2004). Глава 7: Морфология дна океана и характеристики береговой линии. В: Werlinger, C (Ed.). Морская биология и океанография: концепции и процессы. Том I.
5. Родригес, М. (2004). Глава 6: Тектоника плит. В: Werlinger, C (Ed.). Морская биология и океанография: концепции и процессы. Том I.
6. Романович, Б. (2009). Толщина тектонических плит. Наука.
7. Сирл Р.К. и Лотон А.С. (1977). Гидролокационные исследования Срединно-Атлантического хребта и зоны Курчатовского разлома. Журнал геофизических исследований.
8. Судиро, П. (2014). Теория расширения Земли и ее переход от научной гипотезы к псевдонаучной вере. Hist. Geo Space Sci.