тектоника плит

Карта мира с упрощенным изображением литосферных плит
В кинематике пластин. Показанные направления и скорости дрейфа были определены на основе необработанных данных GPS .

Тектоника первоначально название для теории о геонаука о крупномасштабных тектонических процессах во внешней оболочке Земли, в литосфере ( земная кора и верхняя мантия ), которая сегодня является одной из фундаментальных теорий о эндогенной динамике земля . В нем говорится, что внешняя оболочка Земли разделена на литосферные плиты (в просторечии известные как континентальные плиты ), которые лежат поверх остальной верхней мантии Земли и блуждают по ней (→  континентальный дрейф ).

В первую очередь, термин тектоника плит больше не относится к теории, а к явлению как таковому, которое сейчас в значительной степени прямо или косвенно доказано. То же самое можно понять как выражение мантийной конвекции, происходящей на поверхности Земли в недрах Земли, но имеет другие причины.

Процессы и явления, связанные с тектоникой плит, включают образование складчатых гор ( орогенез ) в результате давления сталкивающихся континентов и наиболее распространенные формы вулканизма и землетрясений .

Карта рельефа земной поверхности с литосферными плитами и сведениями по геодинамике.

обзор

Литосферные плиты

Фрагментированная структура литосферы имеет фундаментальное значение для тектоники плит . Он разделен на семь больших литосферных плит , также известных как тектонические плиты или (особенно не геологами) как континентальные плиты :

Есть также ряд меньших пластин, таких как плита Наска , Индийская плита , Филиппинская плита , Арабская плита , Карибская плита , кокосовая плита , плита Скотия и другие микроплит , хотя мало что известно об их границах или чьей существование в настоящее время только подозревается.

Движения пластин

Границы плит в основном представлены либо срединно-океаническими хребтами, либо глубоководными каналами на поверхности земли . Сзади соседние плиты расходятся ( граница расходящихся плит ), в результате чего базальтовая магма поднимается из верхней мантии и формируется новая океаническая литосфера. Этот процесс также известен как расширение дна океана или распространение морского дна . Он сопровождается интенсивным, преимущественно подводным вулканизмом.

На других границах плит, с другой стороны, океаническая литосфера опускается ниже прилегающей (океанической или континентальной) плиты глубоко в мантию Земли ( субдукция ). На этих сходящихся границах плит расположены глубоководные каналы . Процессы дренажа в нисходящей плите также приводят к выраженному вулканизму в плите, которая остается выше.

Фактические континентальные блоки или континентальные льдины, состоящие в основном из гранитного материала - вместе с окружающим дном океана и литосферной мантией ниже - отталкиваются от зон спрединга к зонам субдукции, как по медленной конвейерной ленте. Только столкновение двух континентальных блоков может остановить это движение.

Поскольку континентальная кора определенно легче океанической коры, она не погружается в зону субдукции вместе с океанической плитой, а вместо этого выпячивается в горный хребет (орогения). Это приводит к сложным деформационным процессам . Между Индийской и Евразийской плитами происходит столкновение континента с континентом, что также привело к образованию гор ( Гималаев ).

Кроме того, две панели могут скользить горизонтально друг за другом ( консервативная граница панели ). В этом случае граница плиты называется трансформным разломом (трансформным разломом).

Опора, по которой скользят литосферные плиты, расположена в пограничной области между жесткой литосферой и чрезвычайно вязкой астеносферой внизу (англ .: Lithosphere-Asthenosphere Boundary , LAB). Результаты сейсмических исследований дна океана в западной части Тихого океана позволяют предположить, что слой с низкой вязкостью существует в области LAB на глубине от 50 до 100 км, что позволяет механически отделить литосферу от астеносферы. Предполагается, что причиной низкой вязкости является то, что рубашка либо частично расплавилась в этой области, либо имеет высокую долю летучих веществ (в основном воды).

Если раньше трение конвективной оболочки (нем. Конвективное сопротивление ) рассматривалось в основании литосферы как основная движущая сила тектоники плит, то теперь ключевыми считаются силы, исходящие от самих плит. Так называемый толчок гребня основан на молодой теплой коре срединно-океанических хребтов, которая «плавает» на мантии и, следовательно, возвышается вверх, создавая давление, направленное горизонтально от зон спрединга. Горбыль тянуть это тянуть , что старая, холодная литосфера создает , когда он погружается в конвективной мантии в зонах субдукции. В результате горных преобразований субдуцированной океанической коры на большей глубине мантии плотность коровых пород увеличивается и остается выше плотности окружающего мантийного материала. В результате может сохраняться натяжение еще не погруженной части соответствующей литосферной плиты.

История теории тектоники плит

Континентальный дрифт

Палеобиогеографические ареалы Cynognathus , Mesosaurus , Glossopteris и Lystrosaurus (показанные здесь очень схематично и не идентичные реальным ареалам распространения, реконструированным на основе ископаемых останков ) являются одними из свидетельств более раннего существования Гондваны , южной часть Пангеи Вегенера, а значит, и дрейф континентов.

После того, как некоторые исследователи уже высказали аналогичные мысли, прежде всего Альфред Вегенер в своей книге «Происхождение континентов и океанов» , опубликованной в 1915 году, пришел к выводу, что на основании иногда очень точного соответствия береговых линий по обе стороны Атлантики современные континенты являются частью большого континента. Должно быть, это был первичный континент , распавшийся в геологическом прошлом. Подгонка будет еще более точной, если рассматривать не береговые линии, а края шельфа, то есть подводные границы континентов. Вегенер назвал этот суперконтинент Пангеей, а процесс дробления и разлета его фрагментов континентальным дрейфом . Хотя Вегенер собрал гораздо больше доказательств для своей теории, он не смог назвать убедительных причин дрейфа континентов. Многообещающая гипотеза была выдвинута Артуром Холмсом (1928), который предположил, что тепловые потоки в недрах Земли могут генерировать достаточно силы для перемещения земных плит. Однако на данный момент его гипотеза не может возобладать.

С 1960: дно океана, субдукция, измерения на Земле.

Таким образом, сдвиг парадигмы к мобилизму начался примерно в 1960 году, прежде всего благодаря работам Гарри Хаммонда Гесса , Роберта С. Дитца , Брюса К. Хизена , Мари Тарп , Джона Тузо Уилсона и Сэмюэля Уоррена Кэри , когда были получены принципиально новые знания о геологии. добился того, что достиг дна океана .

Картина океанической коры, намагниченной с переменной полярностью. а) 5 миллионов лет назад, б) 2–3 миллиона лет назад, в) сегодня
  • Было признано, например, что срединно-океанические хребты вулканически активны и что большие количества базальтовой лавы выходят из длинных трещин , в основном в форме подушечной лавы .
  • Во время палеомагнитных измерений этих базальтов было обнаружено, что повторное изменение полярности магнитного поля Земли на протяжении всей истории Земли создало зеркально-симметричный «полосатый узор» по обе стороны Срединно-Атлантического хребта.
  • Было также признано, что осадочные породы , покрывающие глубоководное дно, также становятся толще и старше по мере удаления от срединно-океанических хребтов.

Наиболее правдоподобным объяснением этих явлений было то, что постоянное появление базальтовой магмы в вытянутых зонах разломов в центре океана является частью процесса, в результате которого дно океана раздвигается в противоположных направлениях, так что оно продолжает расширяться с течением времени ( морское дно распространение ).

Поскольку нет никаких доказательств того, что радиус Земли непрерывно увеличивается в процессе ее существования, как, например, Б. был запрошен в теории расширения Кэри , идея предполагает, что вновь образовавшаяся поверхность Земли в виде океанической коры должна снова исчезнуть в другом месте. Тот факт, что в сегодняшних океанах (за исключением особых тектонических позиций, таких как Средиземное море) нет литосферы старше 200 миллионов лет ( мезозойская эра ), подтверждает эту идею. Половина морского дна всех океанов не старше 65 миллионов лет ( кайнозой ). Это опровергло первоначальную идею о том, что океаны были древними впадинами, которые уже образовались вместе с континентами, когда первая твердая кора образовалась вокруг светящейся жидкой исконной земли . Вместо этого дно океана состоит из геологически чрезвычайно молодых горных пород по сравнению с континентами. Принимая во внимание непрерывное формирование океанического дна на срединно-океанических хребтах, делается вывод, что должны были существовать большие площади океанского дна, которые образовались до мезозоя, но что они исчезли с поверхности Земли.

В 1970-х годах глубоководные заливы, которые в основном окружают Тихий океан, были признаны местом исчезновения океанической литосферы . Из-за связанной с этим сильной сейсмической и вулканической активности эта зона также известна как Тихоокеанское огненное кольцо .

  • Геофизические измерения выявили наклонные по диагонали поверхности сейсмического отражения ( зона Бениоффа ), где океаническая кора выталкивается под континентальную (или другую океаническую) кору и опускается. Для этих зон характерны глубокие землетрясения , гипоцентры которых могут залегать на глубинах от 320 до 720 км. Это открытие объясняется фазовыми изменениями минералов в субдуцированной плите.
  • Астеносфера толщиной около 100 км считается основой, на которой литосфера может дрейфовать вбок . Она также известна как «зона низких скоростей», потому что сейсмические волны P и S проходят через нее очень медленно. Низкие скорости волн можно объяснить в целом меньшей силой астеносферы по сравнению с литосферой и более глубокой мантией Земли . Верхний слой астеносферы кажется особенно слабым механически и образует своего рода пленку, по которой может скользить литосфера.

Новые методы спутниковой геодезии и РСДБ , которые приблизились к сантиметровой точности в 1990-е годы, являются прямым свидетельством дрейфа континентов . Скорость расширения дна океана составляет несколько сантиметров в год, но варьируется в зависимости от океана. В геодезический определены скоростях дрейфа между большими пластинами составляют от 2 до 20 см в год и в значительной степени совпадают с геофизическими Нувлями моделями.

В дополнении к теории Вегенера дрейфа континентов, тектоника плиты также содержат элементы из Отто Ampferer по минимальному току теории (см также история геологии , неизменности теории ).

Горное образование и вулканизм в свете тектоники плит

Схематическое изображение процессов вдоль границ плит и связанных с ними геологических явлений.

В отличие от классической теории геосинклиналей , сейчас предполагается, что большинство горообразующих и вулканических процессов связаны с краями плит или границами плит . Природные явления, имеющие значение для человека, такие как извержения вулканов, землетрясения и цунами, возникают здесь как побочные эффекты движущихся плит .

Есть «простые» границы плит, где встречаются две тектонические плиты, и тройные точки, где встречаются три тектонические плиты. Горячие точки, вызванные тепловыми аномалиями в нижней мантии, не привязаны к границам плит .

Конструктивные (расходящиеся) границы плит

Этот мост в Исландии пересекает зону разлома в районе, где разделяются Северо-Американская и Евразийская плиты.

Расхождение двух пластин называется расхождением . Здесь создается новая литосфера.

Срединно-океанические хребты

Срединно-океанические хребты (СОХ) считаются (так называемые хребты и пороги ) общей протяженностью около 70 000 км как крупнейшие соединенные горные системы на планете Земля.

Фланги MOR поднимаются относительно плавно. В районе гряды на протяженных участках часто встречаются понижения - центральный ров . Фактическое формирование земной коры или литосферы происходит на продольной оси СОХ, где большие количества преимущественно базальтовой магмы плавятся, поднимаются и кристаллизуются. Лишь небольшая часть достигает морского дна в виде лавы . Молодая литосфера со свежеокристаллизованными породами земной коры имеет меньшую плотность по сравнению с более старой литосферой. Это одна из причин того, что СОХ поднимается на несколько тысяч метров над дном соседнего океана. С возрастом литосферы ее плотность увеличивается, поэтому дно океана лежит все глубже и глубже по мере того, как увеличивается расстояние от продольной оси СОХ. Зоны трещин проходят через центральную траншею (см. Консервативные границы плит ), где отдельные участки MOR смещены друг от друга. Следовательно, MOR не имеют непрерывной линии гребня.

Своеобразное вулканическое явление, связанное с срединно-океаническими хребтами, - это черные и белые курильщики - гидротермальные жерла, из которых выходит перегретая, насыщенная минералами вода. При этом руды откладываются на черных коптильнях, которые затем образуют так называемые осадочно-вытяжные отложения .

Внутриконтинентальные рифты (рифтовые зоны)

Рифтовые зоны, такие как Восточноафриканский рифт , который можно рассматривать как первую фазу формирования океана, также связаны с вулканической активностью. Однако на самом деле это не конструктивные границы плит. Дивергенция плит в значительной степени компенсируется опусканием и наклоном блоков континентальной коры. Характерным является вздутие окружающей континентальной коры, которое возникает в результате нагрева и связанного с этим уменьшения плотности истонченной литосферы и проявляется в виде приподнятых массивов фундамента , которые образуют горы рифтовых флангов (рифтовые плечики) рифтовой системы. .

Рифтовые системы, такие как Восточноафриканский рифт, возникают в результате деятельности так называемых мантийных диапиров . Они нагревают литосферу, истончают и вздувают, как купол . Возникающие в результате напряжения в конечном итоге приводят к образованию коры и трехлучевой траншейной системы, начинающейся от куполообразных выступов, распространяющихся радиально, с взаимно направленными трещинными лучами, срастающимися вместе и образующими вытянутую систему желобов. Остальные ветви рифтовой системы засыхают. Магма поднимается в глубоких трещинах земной коры, которые возникают во время этих процессов, что является причиной типичного щелочного вулканизма континентальных рифтовых зон.

По мере расширения зон разломов образуются узкие вытянутые морские бассейны, которые, как и Красное море , уже подстилаются океанической корой и со временем могут расширяться в обширные океанические бассейны.

Разрушающие (сходящиеся) границы плит

Противоположное движение двух пластин называется схождением. Либо более плотная из двух плит погружается в более глубокую мантию Земли ( субдукция ), либо происходит столкновение, при котором одна или обе плиты сильно деформируются и утолщаются в краевых областях.

Кордильеры или Андского типа

Субдукция более плотной океанической коры под блок континентальной коры

Классический тип кордильер цепных гор можно найти над теми зонами субдукции, в которых океаническая литосфера субдуцирована непосредственно под континентальную литосферу, например, на западном побережье Южной Америки.

Поскольку океаническая плита опускается ниже континентального блока, непосредственно на фронте субдукции располагается глубоководный канал . На континенте горизонтальное давление, оказываемое погруженной плитой, создает гору складок, но без обширной покрывающей породы . Повышенное давление и температура горного образования может привести к региональным метаморфозам и таянию ( анатексису ) в затронутых областях континентальной коры.

Внутри складок образуется вулканический свод. Это связано с тем, что погруженная плита переносит флюиды, связанные в породе, особенно воду, на глубину. При преобладающих здесь условиях давления и температуры в породе происходят фазовые превращения , при этом вода выделяется из погруженной плиты в верхнюю мантию. В результате температура плавления мантийной породы снижается и происходит частичное плавление . Первоначально базальтовый расплав поднимается через вышележащую литосферу и частично дифференцируется гравитационно или смешивается с материалом земной коры. Образующиеся в результате вязкие андезитовые и риолитовые магмы могут достигать поверхности и иногда вызывать взрывоопасные вулканические извержения. Анды как регион субдукции андского типа, соответственно, также являются примером связанного с ним вулканизма, который вызван многочисленными действующими вулканами, такими как Б. Серро-Гудзон или Корковадо , но также представлены широко распространенными ископаемыми породами лавы и игнимбритами .

Когда океаническая и континентальная коры сталкиваются, дно океана не всегда полностью погружается. Небольшие остатки донных отложений и базальтового материала ( офиолиты ) иногда «соскребаются» (срезаны) с их основания во время субдукции и не погружаются в верхнюю мантию. Вместо этого они выталкиваются на окраину континента в форме клина ( вскрываются ) и интегрируются в горный хребет и, следовательно, в континентальную кору. Поскольку они находятся ближе всего к фронту субдукции, они испытывают самое высокое давление и вместе с остальными породами на окраине континента складываются и подвергаются метаморфозу при высоком давлении и низкой температуре.

Вулканические островные арки (марианский тип)

На западной окраине Тихого океана, а также в Карибском бассейне океаническая кора погружена под другую океаническую кору. Здесь также образуются глубоководные каналы и вулканические своды. Последние называют островными арками, потому что только самые высокие части вулканических арок находятся над уровнем моря. Форма арки обусловлена ​​геометрическим поведением сферической поверхности, такой как земная кора, когда часть плиты изгибается и погружается в воду. Выпуклая сторона арки всегда указывает в направлении субдуцированной плиты. Примеры - Марианские острова , Алэуты , Курилы или Японские острова, а также Малые и Большие Антильские острова .

Типичными для зон субдукции марианского типа являются так называемые задуговые бассейны ( сзади для «позади» и « дуга» для «арки»). Название указывает на то, что эти зоны расширения расположены в коре за сводом острова (как видно из погруженной плиты).

Тип столкновения

Дрейф индийской суши на севере

Когда океаническая кора была полностью погружена между двумя континентальными блоками , конвергенция андского типа сменяется конвергенцией коллизионного типа. В таком столкновении континентальная литосфера чрезвычайно утолщается за счет образования обширных тектонических покровов ( образование гор в результате столкновения континентов ). Хорошо известный пример этого - Гималаи , которые образовались, когда Индийский субконтинент столкнулся с Евразийской плитой .

После многофазного горообразования (горообразования), т.е. ЧАС. Сдвигающиеся во времени столкновения нескольких небольших континентов или вулканических островных дуг (так называемый террейн ) с более крупным континентальным блоком и промежуточными фазами субдукции, офиолитовые зоны могут указывать на границу между отдельными небольшими континентальными блоками (см. Также Геосутур ). Как на западном, так и на восточном побережье Северной Америки есть указания на то, что на североамериканском континенте в ходе своей геологической истории накапливалось все больше и больше коры в результате таких многофазных орогенов .

Картина может стать еще более сложной, если блоки встретятся под углом, как в случае Апеннинского полуострова в Средиземном море . Есть свидетельства того, что океаническая кора Средиземного моря была временно погружена как под Африканскую, так и под Евразийскую плиту, в то время как Пиренейский полуостров , Корсиканский блок Сардо и Апеннинский полуостров вращались против часовой стрелки между крупными континентальными блоками.

Консервативные границы плит (преобразование возмущений)

Сан-Андреас разлом

На консервативных границах плит или трансформных разломах литосфера не является вновь образованной и не подвергается субдукции, потому что литосферные плиты здесь «скользят» мимо друг друга. На поверхности земли и вблизи нее, где породы являются хрупкими, такая граница плиты спроектирована как смещение листа . По мере увеличения глубины порода становится не хрупкой, а очень вязкой из-за высоких температур . то есть он ведет себя как чрезвычайно прочная масса. Следовательно, на большей глубине смещение лопасти переходит в так называемую зону пластичного сдвига .

Трансформные разломы в континентальной коре могут достигать значительной длины и, как и все границы плит, принадлежать центрам тяжести землетрясений. Хорошо известными примерами являются разлом Сан-Андреас в Калифорнии или разлом Северо-Анатолии в Турции.

На срединно-океанических хребтах (СОХ) есть не только вулканически активные продольные желоба, но и поперечные разломы, которые также являются лопастями или зонами сдвигов. Они разрезают боковые стороны MOR через нерегулярные интервалы и разделяют заднюю часть на отдельные, взаимно смещенные секции. Однако только области разломов, которые проходят между центральными желобами двух соседних участков СОХ, на самом деле также являются консервативными границами плит и, таким образом, трансформируют разломы в истинном смысле этого слова. Трансформные разломы СОХ также сейсмически активны.

Горячие точки

Извержение Мауна-Лоа на Гавайях, 1984 г.

Вулканизм горячих точек не имеет прямого отношения к тектонике плит и не привязан к границам плит. Вместо этого горячий материал в виде так называемых мантийных диапиров или плюмов закачивается в верхнюю мантию из источников в более глубокой мантии , где базальтовые магмы с характерным химическим составом тают из этого материала, известного как базальты островов океана (OIBs, « Базальты острова океана ») или достигают поверхности земли. Остров Гавайи , расположенный в центре Тихоокеанской плиты, считается ярким примером горячих точек вулканизма . Гавайский остров цепи ( до и включая Мидуэй и Куре ) и ее подводного продолжения, на императора хребта , были созданы , когда океаническая литосфера непрерывно скользила по гиперобъекта магма которого проникал океанского дна через равные промежутки времени. Поскольку горячие точки традиционно считаются стационарными, направление и скорость литосферных плит были реконструированы на основе хода таких вулканических цепей и возраста лавовых пород их вулканов.

По крайней мере, для хребта Гавайи-Император новые данные показывают, что это не стационарная, а движущаяся горячая точка. Ученые исследовали палеомагнитные данные в базальтах нескольких подводных гор (англ. Sea mounts ), т.е. ЧАС. бывшие вулканические острова, Гавайи-Императорский хребет, которые предоставляют информацию о географической широте, на которой в то время застывала лава («палеобреит»). Результаты анализа показали, что с возрастом породы палеобин также увеличивался, что свидетельствует о том, что очаг не был стационарным, а скорее перемещался на юг за последние 80 миллионов лет со средней скоростью 4 см в год. Поскольку эти скорости имеют тот же порядок величины, что и скорости плит (Тихоокеанская плита в настоящее время составляет около 10 см в год), возможные внутренние движения горячих точек должны быть приняты во внимание при расчете направления движения и скорости литосферных плит на основе данные о возрасте цепей горячих вулканов.

Под Исландией также есть горячая точка. Однако есть особый случай, когда вулканизм горячей точки совпадает с вулканизмом срединно-океанического хребта.

Причины тектоники плит и нерешенные проблемы

Если геофизики вряд ли сомневаются в реальности дрейфа континентов , все еще существует почти такая же неуверенность в отношении сил в недрах Земли, которые запускают и управляют движениями плит, как во времена Вегенера (см. Также конвекцию мантии ). Две перечисленные здесь теории долгое время считались противоречащими и несовместимыми. С сегодняшней точки зрения, они все чаще рассматриваются как дополняющие друг друга.

Конвекционные потоки

Принцип тектоники плит (без учета масштаба)

Наиболее распространенное мнение сегодня основано на медленных конвекционных потоках , возникающих в результате передачи тепла между горячим ядром Земли и земной мантией. Земная мантия нагревается снизу. Согласно модели, энергия для нагрева материала оболочки все еще могла поступать от энергии аккреции, которая выделялась при образовании Земли. В некоторых случаях процессы радиоактивного распада также способствуют нагреванию. Энергией трения приливного воздействия Луны на тело Земли, вероятно, можно пренебречь. Однако в лабораторных условиях , например в нагретых вязких жидкостях, конвекционные токи образуют очень хорошо структурированные и симметричные формы. Б. имеют сотовую структуру . Это вряд ли может быть согласовано с реально наблюдаемой формой геотектонических плит и их перемещениями.

Другая теория основана только на двух противоположных центрах конвекции. Доминирующая ячейка сегодня расположена под Африкой, что объясняет преобладание там трещин удлинения и отсутствие зоны субдукции на краю Африканской плиты. Другая конвекционная ячейка будет на противоположной стороне земного шара - под Тихоокеанской плитой, которая постоянно теряет размеры. Тихий океан, который, что интересно, не содержит никакой континентальной коры, является остатком доисторического суперокеана Панталасса , который когда-то окружал Пангею . Только когда все континенты воссоединились, чтобы сформировать новый суперконтинент в районе сегодняшнего Тихого океана , движение изменилось ( цикл Вильсона ). Новый суперконтинент снова распадется на части, чтобы закрыть новый суперокеан, который еще раз образовался бы из Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого океанов.

Активные литосферные плиты

Другие авторы видят пластины не просто пассивно на шубе. Толщина и плотность океанической литосферной плиты увеличения устойчиво , как она движется от срединно-океанических хребтов и остывает, а это значит , что он уже тонет немного в мантию и таким образом , может быть надвигается на верхней пластине более легко. После погружения ниже верхней плиты погруженная порода окончательно превращается в породу более высокой плотности в условиях давления и температуры с увеличением глубины . Таким образом, базальт океанической коры в конечном итоге становится эклогитом , в результате чего плотность субдуцированной плиты превышает плотность окружающей мантии. По этой причине плита, которая погружается в мантию во время субдукции, втягивается глубже под действием собственного веса, и в крайних случаях материал плиты может опускаться так, чтобы приближаться к нижнему краю земной мантии . Сила, действующая на литосферную плиту, называется вытягиванием плиты , от " тянуть" к "вытягиванию"; плита - "плита". Меньшая примерно с коэффициентом 10 силы генерируются в дополнении к стороне , обращенной к ребристой стороне середины океана из литосферной пластины , так как выгнет там корка вниз по склону сила узнает обратное давление (Engl. Ридж толчок от конька , спины «и толкать , толкать '). Сила - растягивающее напряжение - действует и на противоположную плиту, не погружающуюся в мантию, в зоне субдукции. Однако скорость, с которой фактически движется океаническая литосферная плита, также зависит от размера противостоящих сил.

Реконструкция движений плит

По состоянию на 2021 год ход движений плит за последний миллиард лет считается определенным.

Тектоника плит на других небесных телах

Согласно текущему состоянию исследований, механизм тектоники плит эффективен только на Земле. Это все еще возможно для маленькой планеты Меркурий, больших спутников газовых планет и земной луны. Литосфера этих небесных тел, которые намного меньше Земли, слишком мощна для того, чтобы быть подвижной в форме плит. Однако на коре спутника Юпитера Ганимеда наблюдаются признаки тектоники плит, которая зашла в тупик. В случае Венеры , которая размером почти с Землю , трудно понять, почему тектоника плит не должна была начаться, несмотря на сильный вулканизм. Свободная вода , которая встречается только на Земле, может сыграть в этом значительную роль . Очевидно, он служит уменьшающей трение « смазкой » в зонах субдукции земли вплоть до уровня кристаллической решетки . Жидкая вода и, следовательно, океаны больше не доступны на Венере, по крайней мере, сегодня.

Марс контраст, кажется, обладает промежуточным положением. Присутствуют вода или лед, и считается, что начало тектоники плит можно определить. Гигантские щитовые вулканы и рифтовые системы , охватывающие половину планеты, в определенном смысле напоминают рифтинг на Земле. На фоне этого отсутствие четких зон глотания. Развитие внутреннего тепла и возникающая в результате конвекция на этой относительно небольшой планете, вероятно, были недостаточны для того, чтобы действительно привести механизм в движение, или процесс снова остановился в ранней истории планеты.

Неизвестно, имеет ли место своего рода тектоника плит на небесных телах с различным строением, но это возможно. Спутники Европа и Энцелад можно рассматривать как кандидатов на крупномасштабные горизонтальные сдвиги земной коры, вызванные конвекцией . Европа размером с луну Земли имеет ледяной покров толщиной около 100 км над каменистым телом Луны, который мог частично или полностью растаять в нижних областях, так что ледяной покров может плавать, как паковый лед в океане. Небольшой Энцелад длиной всего 500 км, вероятно, будет нагрет приливными силами. Жидкая вода или лед, пластичный из-за высокого давления, могут подняться в глубоких разломах обоих небесных тел и отодвинуть хрупкий лед коры в сторону, что, в свою очередь, будет означать, что кора придется проглотить в другом месте. В любом случае поверхность этих спутников была геологически активной или, по крайней мере, активной, и свидетельствует о том, что там произошло обновление коры. С другой стороны, вулканизм на Ио кажется настолько сильным, что устойчивые участки земной коры, такие как плиты, даже не сформировались.

Смотри тоже

литература

  • Вольфганг Фриш, Мартин Мешеде: Тектоника плит. 2-е издание. Primus-Verlag, Дармштадт 2007, ISBN 3-89678-525-7
  • Океаны и континенты, их происхождение, их история и строение. Spectrum-der-Wissenschaft-Verlagsgesellschaft, Гейдельберг 1985, ISBN 3-922508-24-3
  • Ганс Пихлер: вулканизм. Сила природы, климатический фактор и сила космической формы. Spectrum-der-Wissenschaft-Verlagsgesellschaft, Гейдельберг 1985, ISBN 3-922508-32-4
  • Хьюберт Миллер: Краткое изложение тектоники плит. Энке, Штутгарт 1992, ISBN 3-432-99731-0
  • Райнер Кинд, Сяохуэй Юань: сталкивающиеся континенты. В кн . : Физика в наше время. 34, № 5, 2003 г., ISSN  0031-9252 , стр. 213-217, DOI: 10.1002 / piuz.200301021
  • Деннис Маккарти: Геофизическое объяснение неравенства в скорости распространения между Северным и Южным полушариями. В: Журнал геофизических исследований. Том 112, 2007 г., стр. B03410, DOI : 10.1029 / 2006JB004535
  • Кристиан Мартин, Манфред Эйблмайер (ред.): Лексикон наук о Земле: в шести томах, Heidelberg [u. а.]: Spektrum, Akademischer Verlag, 2000–2002 гг.
  • Вольфганг Якоби: Тектоника плит на краях американских континентов. В кн . : Науки о Земле. 10, No. 12, 1992, pp. 353-359; DOI: 10.2312 / geosciences. 1992.10.353
  • Альфред Вегенер: Формирование континентов и океанов. 4-е издание (= Die Wissenschaft, Volume 66). Friedrich Vieweg & Sohn, Braunschweig 1929 ( HTML-версия в Wikisource )

веб ссылки

Commons : Plate Tectonics  - коллекция изображений, видео и аудио файлов
Викисловарь: тектоника плит  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ а б Хитоши Кавакацу, Пракаш Кумар, Ясуко Такеи, Масанао Шинохара, Тошихико Канадзава, Эйитиро Араки, Киёси Суйехиро: Сейсмические свидетельства четких литосферно-астеносферных границ океанических плит. В кн . : Наука. 324, No. 5926, 2009, pp. 499–502, doi: 10.1126 / science.1169499 (альтернативный полнотекстовый доступ: Вашингтонский университет в Сент-Луисе ).
  2. ↑ а б Т. А. Стерн, С. А. Генри, Д. Окая, Дж. Н. Луи, М. К. Сэвидж, С. Лэмб, Х. Сато, Р. Сазерленд, Т. Ивасаки: изображение сейсмического отражения для основания тектонической плиты. В кн . : Природа. 518, 2015, стр. 85-88, DOI: 10.1038 / nature14146 .
  3. ^ Курт Стюве: Геодинамика литосферы: Введение. 2-е издание. Springer, Берлин · Гейдельберг 2007, ISBN 978-3-540-71236-7 , стр. 253 и далее.
  4. ↑ Дж. Хейртцлер, X. Ле Пишон, Дж. Барон: Магнитные аномалии над хребтом Рейкьянес. В: Deep Sea Research. 13, № 3, 1966, стр. 427-432, DOI: 10.1016 / 0011-7471 (66) 91078-3 .
  5. ↑ Джон А. Тардуно, Роберт А. Дункан, Дэвид В. Шолль, Рори Д. Коттрелл, Бернхард Штайнбергер, Торвальдур Тордарсон, Брайан К. Керр, Клайв Р. Нил, Фред А. Фрей, Масаюки Тории, Клэр Карвалло: Император Подводные горы: движение на юг Гавайской горячей точки в мантии Земли. В кн . : Наука. 301, No. 5636, 2003, pp. 1064-1069, doi: 10.1126 / science.1086442 (альтернативный полнотекстовый доступ: Woods Hole Oceanographic Institution ).
  6. ↑ в среднем 0,952 градуса за миллион лет, см. Таблицу 3 Чарльза Деметса, Ричарда Г. Гордона, Дональда Ф. Аргуса: Геологически современные движения плит. В: Международный геофизический журнал. 181, No. 1, 2010, pp. 1–80, doi: 10.1111 / j.1365-246X.2009.04491.x (альтернативный доступ к полному тексту: Калифорнийский технологический институт )
  7. ↑ Александр Р. Хутко, Торн Лэй, Эдвард Дж. Гарнеро, Джастин Ревено: Сейсмическое обнаружение складчатой, субдуцированной литосферы на границе ядро-мантия . В кн . : Природа. 441, 2006, стр. 333-336, DOI : 10.1038 / nature04757 .
  8. ↑ Харро Шмелинг: Тектоника плит: движущие механизмы и силы. В: Геодинамика I и II (конспект лекций, зимний семестр 2004/2005, Университет Гете, Франкфурт-на-Майне, PDF ( памятная записка от 8 ноября 2011 г. в Интернет-архиве )).
  9. ↑ https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825220305237
Эта статья была добавлена в список отличных статей 17 июня 2006 г. в этой версии .