Jump to content

Тектоника пластины

Страница полузащита

Карта 16 главных тектонических пластин Земли
Дивергент:
  Распространение центра
  Зона расширения
Сходящиеся:
  Субдукция зона
  Зона столкновения
Преобразование:
  Декстральный преобразование
  Синистральный преобразование
Диаграмма внутреннего наслоения Земли, показывающая литосферу над астеносферой (не масштабировать)

Тектоника пластины (из латинского Tectonicus , от древнегреческого τεκτονικός ( tektonikós ) ', относящийся к строительству') [ 1 ] является научной теорией что Земли , литосфера включает в себя ряд больших тектонических пластин , которые медленно движутся с 3–4 миллиардов лет назад. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Модель основана на концепции континентального дрейфа , идеи, разработанной в течение первых десятилетий 20 -го века. Тектоника пластины стала принятой геосиентами после того, как распределение морского дна в середине до конца 1960-х годов было подтверждено .

Литосфера Земли, жесткая внешняя оболочка планеты, включая кору и верхнюю мантию , разбита на семь или восемь основных пластин (в зависимости от того, как они определены) и многих второстепенных пластин или «тромбоцитов». Там, где встречаются пластины, их относительное движение определяет тип границы пластины (или разлома ): сходиться , дивергентно или преобразование . Относительное движение пластин обычно варьируется от нуля до 10 см в год. [ 5 ] Разломы, как правило, геологически активны, испытывают землетрясения , вулканическую активность , строительство гор и образование океанических траншеи .

Тектонические пластины состоят из океанической литосферы и более толстой континентальной литосферы, каждая из которых увенчана своим собственным видом корочки. Вдоль конвергентных границ пластины процесс субдукции несет край одной пластины вниз под другой пластиной в мантию . Этот процесс уменьшает общую площадь поверхности (кора) земли. Потерянная поверхность уравновешена формированием новой океанической коры вдоль расходящихся краев в рамках растяжения морского дна, сохраняя постоянную общую площадь поверхности в тектонической «конвейерной конвейере».

Тектонические пластины относительно жесткие и плавают через пластичную астеносферу внизу. Изменения боковой плотности в мантии приводят к конвекционным токам, медленному ползуческому движению твердой мантии Земли. В районе морского дна , пластины отошли от хребта, который является топографическим максимумом, а недавно образованная корочка охлаждается, когда она уходит, увеличивая плотность и способствуя движению. В зоне субдукции относительно холодная, плотная океаническая кора опускается в мантию, образуя вниз, конветирующую конечность мантийной клетки , [ 6 ] который является самым сильным водителем движения пластины. [ 7 ] [ 8 ] Относительная важность и взаимодействие других предлагаемых факторов, таких как активная конвекция, подъем в мантии и приливное сопротивление Луны, все еще являются предметом дебатов.

Ключевые принципы

Внешние слои земли делятся на литосферу и астеносферу . Разделение основано на различиях в механических свойствах и на методе передачи тепла . Литосфера прохладнее и жестче, в то время как астеносфера горячее и протекает легче. С точки зрения теплопередачи, литосфера теряет тепло в результате проводимости , тогда как астеносфера также передает тепло в результате конвекции и имеет почти адиабатический градиент температуры. Это разделение не следует путать с химическим подразделением этих же слоев в мантию (включающую как астеносферу, так и мантийную часть литосферы) и коры: данная часть мантии может быть частью литосфер раз в зависимости от его температуры и давления.

Ключевой принцип тектоники пластин заключается в том, что литосфера существует в виде отдельных и различных тектонических пластин , которые едут на жидкоподобной твердости в астеносферу . Движения на пластине варьируются от 10 до 40 миллиметров в год (от 0,4 до 1,6 дюйма/год) на середине Атлантического хребта (примерно так же быстро, как растут ногти до около 160 миллиметров в год (6,3 дюйма/год). ), примерно до 160 миллиметров в год (6,3 дюйма в/год) для таблички с Наска (тарелка (плита Наска (тарелка (плита Наска (табличка с Наска ( примерно так же быстро, как растет волосы ). [ 9 ] [ 10 ]

Тектонические литосферные пластины состоят из литосферной мантии, перекрытой одним или двумя типами материала коры: океанической корой (в более старых текстах, называемых SIMA из кремния и магния ) и континентальной коры ( Sial от силиконового и алюминия ). Различие между океанической корой и континентальной корой основано на их способах образования. Океаническая кора образуется в центрах распространения морского этажа. Континентальная кора образуется через дуговую вулканизм и аккрецию террейнов с помощью тектонических процессов пластин. Океаническая кора плотнее, чем континентальная кора, потому что она имеет меньше кремния и более из более тяжелых элементов , чем континентальная кора . [ 11 ] [ 12 ] В результате этой разницы плотности океаническая кора, как правило, лежит ниже уровня моря , в то время как континентальная кора плавно проецирует над уровнем моря.

Средняя океаническая литосфера обычно составляет 100 км (62 миль) толщиной. [ 13 ] Его толщина является функцией его возраста. Со временем он охлаждается, проводя тепло снизу, и отпуская его в космос. Прилегающая мантия ниже охлаждается этим процессом и добавляется к его базе. Поскольку он образуется в середине-океанских хребтах и ​​распространяется наружу, его толщина является функцией его расстояния от середины хребта, где он был образован. Для типичного расстояния, на которой должна проходить океаническая литосфера перед тем, как быть подведущая, толщина варьируется от 6 км (4 мили) в середине океана до более чем 100 км (62 мили) в зонах субдукции . Для более коротких или более длительных расстояний зона субдукции, а также средняя, ​​толщина становится меньше или больше, соответственно. [ 14 ] Континентальная литосфера, как правило, имеет толщину около 200 км (120 миль), хотя она значительно варьируется между бассейнами, горными хребтами и стабильными кратоническими интерьерами континентов.

Место, где встречаются две тарелки, называется границей пластины . Границы пластин находятся там, где происходят геологические события, такие как землетрясения и создание топографических особенностей, таких как горы , вулканы , хребет среднего числа и океанические траншеи . Подавляющее большинство активных вулканов мира встречаются вдоль границ пластины, причем кольцо огня Тихоокеанской пластины является наиболее активным и широко известным. Некоторые вулканы встречаются в интерьерах пластин, и они были по -разному связаны с деформацией внутренней пластины [ 15 ] и для мантийных шлейфов.

Тектонические пластины могут включать континентальную кору или океаническую кору, или и то, и другое. Например, африканская тарелка включает в себя континент и части пола Атлантического и индийского океана .

Некоторые кусочки океанической коры, известные как Офиолиты , не были подведены под континентальной корой на разрушительных границах плиты; Вместо этого эти океанические фрагменты коры были толкаются вверх и были сохранены в континентальной коре.

Типы границ пластин

Существует три типа границ пластин, [ 16 ] характеризуется тем, как пластины движутся относительно друг друга. Они связаны с различными типами поверхностных явлений. Различные типы границ пластин: [ 17 ] [ 18 ]

Дивергентная граница
Конвергентная граница
Субдукционные зоны из двух типов: субдукция от океана к континенту, где плотная океаническая литосфера погружается под менее плотный континент, или субдукция океана к океану, где старая, более прохладная, плотная океаническая кора проскальзывает под менее плотной океанической корой. Глубокие морские траншеи обычно ассоциируются с зонами субдукции, а бассейны, которые развиваются вдоль активной границы, часто называют «бассейнами передних».
Землетрясения прослеживают путь движущейся вниз пластины, когда она спускается в астеносферу, образуется траншея, и, когда подсудимая пластина нагревается, она выпускает летучих веществ, в основном воду из водных минералов , в окружающую мантию. Добавление воды понижает температуру плавления мантийного материала над субдуцирующей плитой, заставляя ее таять. Магма, которая приводит, обычно приводит к вулканизму. [ 19 ]
В зонах субдукции океана к океану глубокая траншея для форм в форме дуги. Верхняя мантия подделенной пластины затем нагревается, и магма поднимается, образуя изогнутые цепи вулканических островов, например, Алеутские острова , Марианские острова , японская островная дуга .
В зонах океанских субдукции Горные хребты формируются, например, Анды , каскадный диапазон .
В зонах континентального столкновения есть две массы континентальной литосферы. Поскольку они имеют одинаковую плотность, ни один из них не является поддужденным. Край для тарелок сжаты, сложены и подняты, образуя горные хребты, например, Гималаи и Альпы . Закрытие бассейнов океана может происходить на границах континента на континент.
Преобразование границы
  • Границы преобразования ( консервативные границы или границы простирания ) происходят там, где пластины не создаются и не разрушаются. Вместо этого две пластины скользят, или, возможно, более точно промыть друг друга вдоль разломов преобразования . Относительным движением двух пластин является либо синистр (левая сторона к наблюдателю), либо декстраль (правая сторона к наблюдателю). Разломы преобразования происходят в центре распространения. Сильные землетрясения могут возникнуть вдоль ошибки. Разлом Сан -Андреас в Калифорнии является примером границы преобразования, демонстрирующей движение декстрального.
  • Другие граничные зоны пластин встречаются там, где эффекты взаимодействий неясны, а границы, обычно встречающиеся вдоль широкого пояса, недостаточно определены и могут показывать различные типы движений в разных эпизодах.

Движущие силы движения пластин

Движение пластины на основе спутниковых данных глобальной системы позиционирования (GPS) от НАСА JPL . Каждая красная точка представляет собой точку измерения, а векторы показывают направление и величину движения.

Тектонические пластины способны двигаться из -за относительной плотности океанической литосферы и относительной слабости астеносферы . Рассеяние тепла от мантии является первоначальным источником энергии, необходимой для управления тектоникой пластины посредством конвекции или крупномасштабного подъема и доминга. Как следствие, мощным источником, генерирующим движением пластины, является избыточная плотность океанической литосферы, тонущей в зонах субдукции. Когда новая кора образуется в середине океанов, эта океаническая литосфера изначально менее плотная, чем основная астеносфера, но она становится плотнее с возрастом, поскольку она проводятся и утолщается. Большая плотность старой литосферы относительно базовой астеносферы позволяет ей погрузиться в глубокую мантию в зонах субдукции, обеспечивая большую часть движущей силы для движения пластин. Слабость астеносферы позволяет тектоническим пластинам легко двигаться в сторону зоны субдукции. [ 20 ]

Большую часть первой четверти 20 -го века ведущая теория движущей силы, лежащей в основе тектонических движений плиты, предусматривала крупномасштабные конвекционные токи в верхней мантии, которые могут передаваться через астеносферу. Эта теория была запущена Артуром Холмсом и некоторыми предшественниками в 1930 -х годах [ 21 ] и был немедленно признан как решение для принятия теории, как первоначально обсуждалось в документах Альфреда Вегенера в первые годы 20 -го века. Однако, несмотря на его принятие, он давно обсуждался в научном сообществе, потому что ведущая теория по -прежнему предусмотрена статической Землей, не перемещая континенты вплоть до основных прорывов начала шестидесятых.

Двух- и трехмерная визуализация внутренней части Земли ( сейсмическая томография ) показывает различное распределение боковой плотности по всей мантии. Такие изменения плотности могут быть материалом (из химии пород), минералов (от изменений в минеральных структурах) или термического (посредством термического расширения и сокращения тепловой энергии). Проявление этой различной боковой плотности - мантийная конвекция из сил плавучести. [ 22 ]

То, как мантийная конвекция прямо и косвенно относится к движению пластин, является вопросом продолжающегося изучения и обсуждения в геодинамике. Каким -то образом эта энергия должна быть передана в литосферу для движения тектонических пластин. По сути, существует два основных типа механизмов, которые, как считается, существуют, связанные с динамикой мантии, которая влияет на движение пластин, которые являются первичными (через крупномасштабные конвекционные ячейки) или вторичным. Вторичные механизмы рассматривают движение пластины, обусловленное трениями между конвекционными токами в астеносфере и более жесткой литосфере. Это связано с притоком мантийного материала, связанного с притяжением вниз на пластинах в зонах субдукции в океанских траншеях. Притяжение плиты может возникнуть в геодинамической обстановке, где базальные тяги продолжают действовать на тарелку, когда она ныряет в мантию (хотя, возможно, в большей степени действует как на нижней, так и в верхней стороне плиты). Кроме того, плиты, которые разрываются и тонут в мантию, могут привести к вязкому мантийному силу проезжая пластины через всасывание плиты.

Плюм тектоника

В теории тектоники плюма, за которой следуют многочисленные исследователи в течение 1990 -х годов, используется модифицированная концепция мантийных конвекционных токов. Он утверждает, что супер перья поднимаются из более глубокой мантии и являются драйверами или заменителями основных конвекционных клеток. Эти идеи находят свои корни в начале 1930 -х годов в работах Белоуссова и Ван Беммелена , которые изначально были против тектоники пластин и помещали механизм в фиксированную кадр вертикальных движений. Позже Ван Беммен изменил концепцию в своих «моделях недоализации» и использовал «мантийные волдыри» в качестве движущей силы для горизонтальных движений, вызывая гравитационные силы от регионального доминга коры. [ 23 ] [ 24 ]

Теории находят резонанс в современных теориях, которые предусматривают горячие точки или мантийные шлейфы , которые остаются фиксированными и переопределяются океаническими и континентальными литосферными пластинами с течением времени и оставляют свои следы в геологическом отчете (хотя эти явления не вызываются как реальные механизмы вождения, но, но, но, но, но, но, но, но, но, но, как скорее как модуляторы).

Механизм по-прежнему выступает за то, чтобы объяснить распад суперкондентации во время определенных геологических эпох. [ 25 ] В нем есть последователи среди ученых, вовлеченных в теорию экспансии Земли . [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

Тектоника всплеска

Другая теория заключается в том, что мантия не течет ни в клетках, ни в больших шлейфах, а скорее как серия каналов чуть ниже земной коры, которые затем обеспечивают базальное трение для литосферы. Эта теория, называемая «Surge Tectonics», была популяризирована в 1980 -х и 1990 -х годах. [ 29 ] Недавние исследования, основанные на трехмерном компьютерном моделировании, показывают, что геометрия пластин регулируется обратной связью между моделями мантийной конвекции и силой литосферы. [ 30 ]

Силы, связанные с гравитацией, вызываются как вторичные явления в рамках более общего механизма вождения, такого как различные формы динамики мантии, описанные выше. При современном виде гравитация вызывается в качестве основной движущей силы, через слябоковые зоны вдоль зон субдукции.

Гравитационная скольжение от распространяющегося гребня является одной из предлагаемых движущих сил, он предлагает движение пластин, приводится в движение более высокой высотой пластин на океанских хребтах. [ 31 ] [ 32 ] Поскольку океаническая литосфера образуется при распространении хребтов из горячей мантии, она постепенно охлаждается и сгущается с возрастом (и, таким образом, добавляет расстояние от гребня). Прохладная океаническая литосфера значительно плотнее, чем горячий мантийный материал, из которого она получена, и, следовательно, с увеличением толщины, она постепенно переживает в мантию, чтобы компенсировать большую нагрузку. Результатом является небольшой боковой наклон с повышенным расстоянием от оси гребня.

Эта сила рассматривается как вторичная сила и часто называют « толчком гребня ». Это неправильно, так как не существует силы, «толкающей» горизонтально, действительно напряженные особенности доминируют вдоль хребтов. Более точнее называть этот механизм «гравитационным скольжением», так как топография на всей пластине может значительно различаться, а распространение хребтов - только наиболее заметная особенность. Другие механизмы, генерирующие эту гравитационную вторичную силу, включают изгибную выпуклость литосферы, прежде чем она погрузится под соседней пластинкой, создавая четкую топографическую особенность, которая может компенсировать или, по крайней мере, влиять на влияние топографических океанских гребней. Мантийные шлейфы и горячие точки также постулируются, чтобы нанести ущерб нижней стороне тектонических пластин.

Притяжение плиты : научное мнение состоит в том, что астеносфера недостаточно компетентна или жестко, чтобы непосредственно вызвать движение при трениях вдоль основания литосферы. Следовательно, наиболее широко считается наибольшей силой, действующей на тарелки. В этом понимании движение пластин в основном обусловлено весом холодных, плотных пластин, тонувшихся в мантию в траншеях. [ 8 ] Последние модели показывают, что всасывание траншеи также играет важную роль. Тем не менее, тот факт, что североамериканская плита нигде не является субдульной, хотя она находится в движении, представляет проблему. То же самое относится и к африканским, евразийским и антарктическим табличкам.

Гравитационная скольжение от мантийного доминга: согласно пожилым теориям, одним из механизмов вождения пластин является существование крупномасштабных куполов астеносферы/мантий, которые вызывают гравитационное скольжение литосферных пластин вдали от них (см. Параграф по механизмам мантий). Эта гравитационная скольжение представляет собой вторичное явление этого в основном вертикально ориентированного механизма. Он находит свои корни в модели Undation Van Bemmelen . Это может действовать в различных масштабах, от небольшого масштаба одного острова до большего масштаба всего океанского бассейна. [ 31 ] [ 32 ] [ 25 ]

Альфред Вегенер , будучи метеорологом , предложил приливные силы и центробежные силы в качестве основных механизмов вождения, стоящих за континентальным дрейфом ; Тем не менее, эти силы считались слишком малыми, чтобы вызвать континентальное движение, поскольку концепция была континентов, пахающей через океаническую кору. [ 33 ] Поэтому Веггенер позже изменил свою позицию и утверждал, что конвекционные токи являются основной движущей силой тектоники пластин в последнем издании его книги в 1929 году.

Однако в контексте тектоники тарелки (принятый с тех пор, как морской дно распространяет предложения Хизена, Гесса, Дитца, Морли, Винограды и Мэтьюса (см. Ниже) в начале 1960 -х годов), океаническая кора предполагается, что с континентами находятся океаническая кора с континентами) вызвало пересмотр предложения, связанных с вращением Земли. В более недавней литературе эти движущие силы:

  1. Приливное сопротивление из -за гравитационной силы Луна солнце ) наступает на корку Земли [ 34 ]
  2. Глобальная деформация геоида из -за небольших смещений вращательного полюса по отношению к коре Земли
  3. Другие меньшие эффекты деформации коры из -за колебаний и вращения вращения Земли в меньшем временном масштабе

Силы, которые маленькие и в целом незначительны:

  1. Сила Кориолиса [ 35 ] [ 36 ]
  2. Центробежная сила , которая рассматривается как небольшая модификация гравитации [ 35 ] [ 36 ] : 249 

Чтобы эти механизмы были в целом действительными, систематические отношения должны существовать по всему миру между ориентацией и кинематикой деформации и географической широтной и продольной сеткой самой Земли. Эти систематические отношения исследований во второй половине девятнадцатого века и первой половины двадцатого века подчеркивают точно наоборот: что пластины не двигались во времени, что деформационная сетка была фиксирована в отношении экватора Земли и оси, и что это Гравитационные движущие силы, как правило, действовали по вертикали и вызывали только локальные горизонтальные движения (так называемое предварительное тектоническое, «теории фиксаторов»). Поэтому более поздние исследования (обсуждаются ниже на этой странице), поэтому вызывает многие отношения, признанные в течение этого периода до пластин-тектоники для поддержки их теорий (см. Обзоры этих различных механизмов, связанных с вращением Земли, работа Ван Дейка и сотрудников). [ 37 ]

Возможное приливное воздействие на тектонику пластины

Из многочисленных сил, обсуждаемых выше, приливная сила все еще очень обсуждается и защищается как возможная главная движущая сила тектоники пластин. Другие силы используются только в глобальных геодинамических моделях, не использующих концепции тектоники пластин (поэтому за пределами обсуждений, обработанных в этом разделе), или предлагаемых в качестве незначительных модуляций в модели общей тектоники пластины. В 1973 году Джордж В. Мур [ 38 ] USGS Bostrom и RC [ 39 ] Представили доказательства общего дрейфа на запад литосферы Земли по отношению к мантии, основываясь на крутиле зон субдукции (мелкое погружение на восток, круто погружаясь на запад). Они пришли к выводу, что приливные силы (приливные задержки или «трение»), вызванные вращением Земли, и сил, действующие на нее Луной, являются движущей силой для тектоники пластины. Когда Земля вращается на восток под луной, гравитация луны очень слегка тянет поверхностное слой Земли на запад, так же, как предложено Альфредом Вегеном (см. Выше). С 1990 года эта теория в основном поддерживается Doglioni и коллегами ( Doglioni 1990 ), например, в более позднем исследовании 2006 года, [ 40 ] где ученые рассмотрели и выступали за эти идеи. было высказано предположение В Lovett (2006) , что это наблюдение может также объяснить, почему Венера и Марс не имеют тектоники тарелки, поскольку у Венеры нет луны, а луны Марса слишком малы, чтобы оказывать значительное приливное воздействие на планету. В бумаге [ 41 ] Было высказано предположение, что, с другой стороны, можно легко заметить, что многие тарелки движутся на север и восток, и что преимущественно на запад движения в бассейнах Тихого океана происходит просто от восточного смещения тихоокеанского центра (который не является прогнозируемое проявление таких лунных сил). Однако в той же статье авторы признают, что относительно нижней мантии в движениях всех пластин есть небольшой компонент на запад. Они продемонстрировали, однако, что дрейф на запад, наблюдаемый только в течение последних 30 мА, объясняется повышенным доминированием неуклонно растущего и ускорения тихоокеанской плиты. Дебаты все еще открыты, и недавняя статья Hofmeister et al. (2022) [ 42 ] Вновь возродила идею, выступая за взаимодействие между вращением Земли и Луной в качестве основных движущих сил для пластин.

Относительное значение каждого механизма движущей силы

Вектор ; движения пластины является функцией всех сил, действующих на тарелку Тем не менее, в этом заключается проблема, касающаяся степени, в которой каждый процесс вносит вклад в общее движение каждой тектонической пластины.

Разнообразие геодинамических настроек и свойства каждой пластины являются результатом воздействия различных процессов, активно управляющих каждой отдельной пластиной. Одним из методов решения этой проблемы является рассмотрение относительной скорости, с которой движется каждая пластина, а также доказательства, связанные с значимостью каждого процесса для общей движущей силы на пластине.

Одна из наиболее значимых корреляций, обнаруженных до настоящего времени, заключается в том, что литосферные пластины, прикрепленные к пролистым (субдуктивным) пластинам, движутся намного быстрее, чем другие типы пластин. Тихоокеанская пластина, например, по существу окружена зонами субдукции (так называемое кольцо огня) и движется намного быстрее, чем пластины Атлантического бассейна, которые прикреплены (возможно, можно сказать «сварки») на соседние континенты Вместо субдукции тарелок. Таким образом, считается, что силы, связанные с переходной пластиной (вытягивание плиты и всасывание плиты), являются движущими силами, которые определяют движение пластин, за исключением тех пластин, которые не подразделяются. [ 8 ] Эта точка зрения, однако, была противоречит недавнему исследованию, которое показало, что фактические движения тихоокеанской пластины и другие пластины, связанные с подъемом восточной части Тихого океана, не коррелируют в основном ни с натяжением плиты, ни с толчком плиты, а скорее с мантинной конвекцией вверху, чья горизонтальная Распространение вдоль оснований различных пластин ведет их через силу, связанные с вязкостью. [ 43 ] Движущиеся силы движения пластин продолжают быть активными субъектами продолжающихся исследований в области геофизики и тектонофизики .

История теории

Краткое содержание

Подробная карта, показывающая тектонические пластины с их векторами движения.

Развитие теории тектоники плиты было научными и культурными изменениями, которые произошли в течение 50 лет научных дебатов. Событие самого принятия было сдвигом парадигмы и поэтому может быть классифицировано как научная революция, [ 44 ] теперь описан как революция тектоники тарелки .

Примерно в начале двадцатого века различные теоретики безуспешно пытались объяснить многие географические, геологические и биологические непрерывности между континентами. В 1912 году метеоролог Альфред Вегенер описал то, что он назвал Continental Drift, идеей, которая завершилась пятьдесят лет спустя в современной теории тектоники пластин. [ 45 ]

Вегенер расширил свою теорию в своей книге 1915 года «Происхождение континентов и океанов» . [ 46 ] Начиная с идеи (также выражаемой его предшественниками), что нынешние континенты когда -то образовали одну сухопутную массу (позже называемую Пангеей ), Веггенер предположил, что они разделялись и дрейфовали, сравнивая их с «айсбергами» с низкой плотностью , плавающими на море. более плотного Сима . [ 47 ] [ 48 ] Вспомогательные доказательства этой идеи были получены от голубных контур на восточном побережье Южной Америки и Западного побережья Африки Антонио Снайдер-Пеллегрини , нарисовавшись на его картах и ​​от сопоставления каменных формирований вдоль этих краев. Подтверждение их предыдущего смежного характера также поступило из ископаемых растений Glossopteris и Gangamopteris , а также TherapsID или млекопитающих листрозаврой , которые широко распространены по Южной Америке, Африке, Антарктиде, Индии и Австралии. Доказательства такого бывшего присоединения к этим континентам было патент на полевых геологов, работающих в южном полушарии. Южноафриканский Алекс дю -Тот собрал массу такой информации в своей публикации 1937 года наших блуждающих континентов и пошел дальше, чем Вегенер, распознавая прочные связи между фрагментами Гондваны .

Работа Вегенера изначально не была широко принята, отчасти из -за отсутствия подробных доказательств, но в основном из -за отсутствия разумного физически поддерживаемого механизма. Земля может иметь твердую кору, мантию и жидкое ядро, но, казалось, не было никакого способа, чтобы части коры могли перемещаться. Многие выдающиеся ученые того времени, такие как Гарольд Джеффрис и Чарльз Шухерт , были откровенными критиками континентального дрейфа.

Несмотря на много противодействия, взгляд на континентальный дрейф получил поддержку, и начались живые дебаты между «дрифтерами» или «мобилистами» (сторонников теории) и «фиксаторами» (противники). В 1920 -х, 1930 -х и 1940 -х годах первые достигли важных вех, предлагая, чтобы конвекционные токи могли привести к движениям пластин, и что распространение могло произойти под морем в океанической коре. Концепции, близкие к элементам тектоники пластины, были предложены геофизиками и геологами (как фикшистами, так и мобилистами), такими как Vening-Meinesz, Holmes и Umbgrove. В 1941 году в своей публикации «Мысли о кинематографии Атлантического региона», в своем публикации «Мысли о кинематографии атлантического региона» [ 49 ] процессы, которые ожидали распределения и субдукции морского дна . [ 50 ] [ 51 ] Одним из первых фрагментов геофизических данных, которые использовались для поддержки движения литосферных пластин, стало из палеомагнетизма . Это основано на том факте, что породы разных возрастов показывают переменное направление магнитного поля , о чем свидетельствуют исследования с середины -девятнадцатого века. Магнитные северные и южные полюсы обращаются во времени, и, особенно важно в палеотектонических исследованиях, относительное положение магнитного северного полюса варьируется во времени. Первоначально, в течение первой половины двадцатого века последнее явление было объяснено, введя так называемое «полярное блуждающее» (см. Видимый полярный блужда ) (т.е. предполагалось, что местоположение Северного полюса переключалось через время). Альтернативное объяснение, однако, заключалось в том, что континенты перемещались (сдвинуты и вращались) по сравнению с Северным полюсом, и на самом деле каждый континент показывает свой собственный «полярный блуждающий путь». В конце 1950 -х годов было успешно показано, что эти данные могут показать обоснованность континентального дрейфа: Кит Ранкорн в статье в 1956 году, [ 52 ] и Уоррен Кэри на симпозиуме, состоявшемся в марте 1956 года. [ 53 ]

Второе доказательство в поддержку континентального дрейфа произошло в конце 1950 -х и начале 60 -х годов из данных о батиметрии глубоких океанских полов и природы океанической коры, таких как магнитные свойства и, в целом, с развитием морской геологии [ 54 ] что дало доказательства ассоциации морского дна, распространяющегося вдоль середины океанических хребтов и изменений магнитного поля , опубликованной между 1959 и 1963 годами Хизен, Дитц, Хесс, Мейсон, Виноград и Мэтьюз и Морли. [ 55 ]

Одновременные достижения в методах ранних сейсмических визуализации в зонах Вадати и Бениоффа вдоль траншей, ограничивающих многие континентальные края, вместе со многими другими геофизическими (например, гравиметрическими) и геологическими наблюдениями показали, как океаническая кора может исчезнуть в мантию, предоставляя механизм, и механизм и геологический Чтобы уравновесить расширение бассейнов океана с сокращением его поля.

Все эти доказательства, как с пола океана, так и с континентальных краев, ясно дали понять, что континентальный дриф был возможным. Теория тектоники пластин была определена в серии работ между 1965 и 1967 годами. Теория произвела революцию в науках о Земле, объясняя широкий спектр геологических явлений и их последствия в других исследованиях, таких как палеогеография и палеобиология .

Континентальный дрейф

В конце 19 -го и начале 20 -го веков геологи предположили, что основные особенности Земли были фиксированными, и что большинство геологических особенностей, таких как развитие бассейна и горные хребты, могут быть объяснены вертикальным движением коры, описанными в так называемой геосинклинальной теории . Как правило, это было размещено в контексте контрактной планеты Земля из -за потери тепла в течение относительно короткого геологического времени.

Альфред Вегенер в Гренландии зимой 1912–13.

Еще в 1596 году было замечено, что противоположные побережья Атлантического океана - или, точнее, края континентальных полей - имеют одинаковые формы и, похоже, когда -то были соединены вместе. [ 56 ]

С тех пор было предложено многие теории, чтобы объяснить эту очевидную взаимодополняемость, но предположение о твердой земле затрудняло принять эти различные предложения. [ 57 ]

Обнаружение радиоактивности и связанных с ними нагревательных свойств в 1895 году вызвало повторную экспертизу кажущегося века Земли . [ 58 ] Ранее это было оценено по скорости охлаждения в предположении, что поверхность Земли излучалась как черное тело . [ 59 ] Эти расчеты подразумевали, что, даже если бы он начался с красной жары , Земля упала бы до нынешней температуры за несколько десятков миллионов лет. Вооружившись знанием нового источника тепла, ученые поняли, что Земля будет намного старше, и что ее ядро ​​было все еще достаточно горячим, чтобы быть жидкостью.

К 1915 году, опубликовав первую статью в 1912 году, [ 60 ] Альфред Вегенер выдвигал серьезные аргументы в пользу идеи континентального дрейфа в первом издании происхождения континентов и океанов . [ 46 ] В этой книге (переиздано в четырех последовательных изданиях до финального в 1936 году) он отметил, как восточное побережье Южной Америки и Западное побережье Африки выглядели так, как будто они когда-то были привязаны. Уэгенер не был первым, кто отметил это ( Авраам Ортелиус , Антонио Снайдер-Пеллегрини , Эдуард Сьюсесс , Роберто Мантовани и Фрэнк Бурсли Тейлор предшествовали ему просто упомянуть несколько), но он был первым, кто маршал значительный ископаемый и палеопографический и климатологический Доказательства, подтверждающие это простое наблюдение (и было поддержано в этом исследователям, такими как Алекс дю -Тут ). Кроме того, когда скальные слои краев отдельных континентов очень похожи, это говорит о том, что эти породы были образованы таким же образом, подразумевая, что они присоединились изначально. Например, части Шотландии и Ирландии содержат скалы, очень похожие на те, которые встречаются в Ньюфаундленде и Нью -Брансуике . Кроме того, Каледонские горы Европы и части Аппалачских гор Северной Америки очень похожи в Структура и литология .

Тем не менее, его идеи не были восприняты всерьез многими геологами, которые указали, что не было очевидного механизма для континентального дрейфа. В частности, они не видели, как Continental Rock может проходить через гораздо более плотную скалу, которая состоит из океанической коры. Вегенер не смог объяснить силу, которая управляла континентальным дрейфом, и его оправдание не произошло до его смерти в 1930 году. [ 61 ]

Плавающие континенты, палеомагнетизм и зоны сейсмичности

Глобальные землетрясения , 1963–1998. Большинство землетрясений встречаются в узких поясах, которые соответствуют расположению границ литосферных пластин.
Карта землетрясений в 2016 году

Как наблюдалось рано, что, хотя гранит существовал на континентах, морское дно, казалось, состояло из более плотного базальта , преобладающая концепция в первой половине двадцатого века заключалась в том, что было два типа коры, названные «Sial» (континентальный тип коры) и «Сима» (кора океанического типа). Кроме того, предполагалось, что на континентах присутствовала статическая оболочка слоев. Поэтому было очевидно, что слой базальта (SIAL) лежит в основе континентальных скал.

Однако, основываясь на аномалиях в прогибе линии тяги в Андах в Перу, Пьер Бугер вышел из строя, что менее плотные горы должны иметь нисходящую проекцию в более плотный слой под ним. Концепция о том, что горы имели «корни», была подтверждена Джорджем Б. Эйри спустя сто лет, во время изучения гималайской гравитации, а сейсмические исследования обнаружили соответствующие изменения плотности. Следовательно, к середине 1950-х годов вопрос остался нерешенным относительно того, были ли горные корни сжаты в окружающем базальте или плавали на нем, как айсберг.

В течение 20 -го века улучшения в и большем использовании сейсмических инструментов, таких как сейсмографы, позволили ученым узнать, что землетрясения, как правило, сосредоточены в определенных областях, особенно вдоль океанических траншей и распространяющихся хребтов. К концу 1920 -х годов сейсмологи начали выявлять несколько выдающихся зон землетрясения, параллельных траншеями, которые обычно были склонны на 40–60 ° от горизонтального и простирались на несколько сотен километров на Землю. Эти зоны позже стали известны как зоны Вадати -Бениофф, или просто зоны Бениоффа, в честь сейсмологов, которые впервые их признали, Кию Вадати из Японии и Уго Бениоффа из Соединенных Штатов. Изучение глобальной сейсмичности значительно продвинулось в 1960 -х годах с созданием всемирной стандартизированной сейсмографической сети (WWSSN) [ 62 ] Следить за соблюдением договора 1963 года, запрещающего надземным испытаниям ядерного оружия. Столько улучшенные данные из инструментов WWSSN позволили сейсмологам отображать именно зоны концентрации землетрясения во всем мире.

Тем временем дебаты развивались вокруг явления полярного блуждания. После ранних дебатов о континентальном дрейфе ученые обсуждали и использовали доказательства того, что полярный дрейф произошел, потому что континенты, казалось, проходили через различные климатические зоны в прошлом. Кроме того, палеомагнитные данные показали, что магнитный полюс также сместился во время. Рассуждение наоборот, континенты могли бы сдвинуться и вращать, в то время как полюс оставался относительно фиксированным. Первый раз, когда доказательство магнитного полярного бродяга использовалось для поддержки движений континентов, было в статье Кейт Ранкорн в 1956 году, [ 52 ] и последовательные статьи его и его учеников Тед Ирвинг (который на самом деле был первым, кто был убежден в том факте, что палеомагнетизм поддерживал континентальный дриф) и Кена Крира.

За этим сразу последовало симпозиум по континентальному дрейфу в Тасмании в марте 1956 года, организованном С. Уорреном Кэри , который был одним из сторонников и промотков континентального дрейфа с тридцатых годов [ 63 ] Во время этого симпозиума некоторые из участников использовали доказательства в теории расширения глобальной коры , теории, которая была предложена другими работниками десятилетиями ранее. В этой гипотезе изменение континентов объясняется значительным увеличением размера Земли с момента ее образования. Однако, хотя теория по -прежнему имеет сторонников в науке, это обычно считается неудовлетворительным, поскольку нет убедительного механизма для создания значительного расширения Земли. Другая работа в течение следующих лет вскоре покажет, что доказательства в равной степени поддерживали континентальный дрейф на глобусе со стабильным радиусом.

В 1930-х годах до конца 1950-х годов работа Vening-Meinesz , Holmes, Umbgrove и многочисленных других изложенных концепций, которые были близки или почти идентичны теории современной плиты тектоники. В частности, английский геолог Артур Холмс предложил в 1920 году, что на пластинчатых соединениях могут лежать под морем , а в 1928 году конвекционные токи в мантии могут быть движущей силой. [ 64 ] Часто эти вклад забыты, потому что:

  • В то время Continental Drift не был принят.
  • Некоторые из этих идей были обсуждены в контексте заброшенных фиксистских идей деформирующего земного шара без континентального дрейфа или расширяющейся земли.
  • Они были опубликованы во время эпизода крайней политической и экономической нестабильности, которая мешала научному общению.
  • Многие были опубликованы европейскими учеными и сначала не упомянули и не дали мало кредитов в документах о распределении морского пола, опубликованным американскими исследователями в 1960 -х годах.

Средне-океаническое распределение и конвекция

В 1947 году команда ученых во главе с Морисом Юингом , использующим океанографического института Вудс Хоул исследовательское судно из Атлантида и множество инструментов, подтвердило существование роста в Центральном Атлантическом океане и обнаружил, что пол морского дна под Слой отложений состоял из базальта, а не гранита, который является основной компонентом континентов. Они также обнаружили, что океаническая кора была намного тоньше, чем континентальная кора. Все эти новые выводы подняли важные и интригующие вопросы. [ 65 ]

Новые данные, которые были собраны в бассейнах океана, также показали конкретные характеристики, касающиеся батиметрии. Одним из основных результатов этих наборов данных было то, что по всему миру была обнаружена система среднеквальных хребтов. Важным выводом было то, что в соответствии с этой системой создавался новый океанский пол, что привело к концепции « великого глобального рифта ». Это было описано в важнейшей статье Брюса Хизена (1960), основанной на его работе с Мари Тарп , [ 66 ] что вызвало бы настоящую революцию в мышлении. Глубокое следствие распространения морского дна заключается в том, что новая кора была и до сих пор постоянно создается вдоль океанических хребтов. По этой причине Хизен первоначально выступал за так называемую гипотезу « расширяющейся земли » С. Уоррена Кэри (см. Выше). Следовательно, остался вопрос о том, как новая кора может быть постоянно добавлять вдоль океанических хребтов без увеличения размера земли. В действительности, этот вопрос уже был решен многочисленными учеными в 1940-х и 1950-х годах, как Артур Холмс, Vening-Meinesz, Coates и многие другие: кора в избытке исчезла вдоль так называемых океанических окопов, где так жезвенная » Субдукция «произошла. Поэтому, когда различные ученые в начале 1960 -х годов начали рассуждать о данных, имеющих их распоряжение о дне океана, кусочки теории быстро стали на свои места.

Вопрос особенно заинтриговал Гарри Хаммонда Хесса , геолога Принстонского университета и адмирала военно -морского заповедника, и Роберт С. Дитц , ученый из побережья Соединенных Штатов и геодезической службы , который придумал термин распространение морского дна . Дитц и Хесс (бывшая опубликовала ту же идею годом ранее в Nature , [ 67 ] Но приоритет принадлежит Хессу, который уже распространил неопубликованную рукопись своей статьи 1962 года к 1960 году) [ 68 ] были одними из маленьких числа, которые действительно поняли широкие последствия распространения морского пола и то, как это в конечном итоге согласится с, в то время, нетрадиционными и неприемщими идеями континентального дрейфа и элегантных и мобилистических моделей, предложенных предыдущими работниками, такими как Холмс.

В том же году Роберт Р. Коутс из Геологической службы США описал основные особенности субдукции островной дуги на Алеутских островах . [ 69 ] Его статья, хотя и мало отмечала (а иногда даже высмеивала) в то время, с тех пор называлась «семинарным» и «предварительным». На самом деле это показывает, что работа европейских ученых по островным дугам и горным поясам выполнялась и опубликована в течение 1930 -х годов до 1950 -х годов.

Если кора Земли расширялась вдоль океанических хребтов, Хесс и Дитц рассуждали, как Холмс и другие перед ними, она должна сокращаться в другом месте. Хесс последовал за Хизеном, предполагая, что новая океаническая кора непрерывно распространяется от хребтов в конвейерном ленте. И, используя мобилистические концепции, разработанные ранее, он правильно пришел к выводу, что много миллионов лет спустя океаническая кора в конечном итоге спускается вдоль континентальных краев, где образуются океанические траншеи - очень глубокие, узкие каньоны - например, вдоль края бассейна Тихого океана Полем Важным шагом, сделанным Хессом, было то, что конвекционные токи будут движущей силой в этом процессе, пришли к тем же выводам, что и у Холмса десятилетия до этого с единственной разницей в том, что истончение океанской коры было выполнено с использованием механизма Хизена по распространению вдоль гребней. Поэтому Гесс пришел к выводу, что Атлантический океан расширялся, когда Тихий океан сокращался. Поскольку старая океаническая кора «потребляется» в окопах (как Холмс и другие, он думал, что это было сделано путем утолщения континентальной литосферы, а не, как понятно, путем подъема в более широком масштабе самой океанической коры в мантию) Новая магма поднимается и разрывается вдоль распространенных хребтов, чтобы сформировать новую корочку. По сути, океанские бассейны постоянно «переработаны», с формированием новой коры и разрушением старой океанической литосферы, происходящей одновременно. Таким образом, новые мобилистические концепции аккуратно объяснили, почему Земля не становится больше при распространении морского пола, почему на дне океана так мало накопления отложений, и почему океанические скалы намного моложе континентальных скал.

Магнитная полоса

Морское дно Магнитное полоски.
Демонстрация магнитной полосы. (Чем темнее цвет, тем ближе к нормальной полярности)

Начиная с 1950 -х годов, такие ученые, как Виктор Ваквиер , использующие магнитные инструменты ( магнитометры ), адаптированные из воздушных устройств, разработанных во время Второй мировой войны для обнаружения подводных лодок , начали распознавать нечетные магнитные вариации по всему дну океана. Этот вывод, хотя и неожиданный, не был совершенно удивительным, потому что было известно, что базальт -богатый железом, вулканическая скала, составляющая пол океана-содержит сильно магнитный минерал ( магнетит ) и может локально исказить чтения компаса. Это искажение было признано исландскими моряками еще в конце 18 -го века. Что еще более важно, поскольку наличие магнетита дает базальтовые измеримые магнитные свойства, эти недавно обнаруженные магнитные вариации дали еще одно средство для изучения глубокого дна океана. Когда недавно образованная скала охлаждается, такие магнитные материалы записали магнитное поле Земли в то время.

Поскольку все больше и больше морского дна было нанесено на карту в 1950 -х годах, магнитные вариации оказались не случайными или изолированными событиями, а вместо этого выявили узнаваемые закономерности. Когда эти магнитные узоры были нанесены на карту в широкой области, на дне океана показали рисунок, похожий на зебру : одна полоса с нормальной полярностью и прилегающая полоса с обратной полярностью. Общий рисунок, определяемый этими чередующимися полосами обычно и обратно поляризованной породы, стал известен как магнитная полоса и была опубликована Роном Г. Мейсоном и коллегами в 1961 году, которые не нашли, однако, объяснение этих данных в Условия растяжения морского пола, таких как лоза, Мэтьюз и Морли, несколько лет спустя. [ 70 ]

Открытие магнитной полосы требовало объяснения. В начале 1960-х годов, такие как Хизен, Хесс и Дитц, начали теоретизировать, что в середине океанических хребтов отмечают структурно слабые зоны, где полы океана разорвались в двух продольных вдоль гребня хребта (см. Предыдущий абзац). Новая магма из глубины земли легко поднимается через эти слабые зоны и в конечном итоге разразится вдоль гребня хребтов, чтобы создать новую океаническую кору. Этот процесс, сначала деноминировал «гипотезу конвейерной ленты», а затем называется распространяющимся морским днем, работая в течение многих миллионов лет, продолжает образовывать новый пол океана по всей системе среднего океана длиной 50 000 км.

Спустя всего четыре года после того, как были опубликованы карты с «рисунком зебры» магнитных полос, связь между распределением морского пола и этими моделями была распознана независимо от Лоуренса Морли , а также Фредом Вайн и Драммондом Мэтьюсом , в 1963 году, в 1963 году, [ 71 ] ( Гипотеза виноградной лозы - матфея - Морли ). Эта гипотеза связала эти закономерности с геомагнитными изменениями и была подтверждена несколькими линиями доказательств: [ 72 ]

  1. Полосы симметричны вокруг гребней середины океана; В или рядом с гребнем хребта скалы очень молоды, и они постепенно становятся старше от гребня хребта;
  2. Самые молодые скалы на гребне хребта всегда обладают современной (нормальной) полярностью;
  3. Полосы скалы, параллельные гребню гребня, чередующиеся в магнитной полярности (нормальная нормальная и т. Д.), Что позволяет предположить, что они были образованы во время различных эпох, документирующих (уже известные из независимых исследований) нормальные и обратные эпизоды магнитного поля Земли.

Объясняя как магнитную полоску, похожие на зебру, так и конструкцию средне-океанической системы хребта, гипотеза распределения морского дна (SFS) быстро получила конверты и представляла собой еще один серьезный прогресс в разработке теории теории пластин-теорики. Кроме того, океаническая кора стала оценкой в ​​качестве естественной «записи магнитной камеры» истории реверсий геомагнитного поля (GMFR) магнитного поля Земли. Обширные исследования были посвящены калибровке схем с нормальной обработкой в ​​океанической коре с одной стороны и известными временными масштабами, полученными в результате датирования базальтовых слоев в осадочных последовательностях ( магнитостратиграфия ) с другой, чтобы получить оценки прошлого и тарелки Реконструкции.

Определение и уточнение теории

После всех этих соображений тектоника пластин (или, как изначально она называлась «новая глобальная тектоника») быстро принята, и последовали многочисленные документы, которые определили концепции:

  • В 1965 году Тузо Уилсон , который был промоутером гипотезы и континентального дрейфа с самого начала [ 73 ] Добавлена ​​концепция разломов преобразования в модель, завершая классы типов неисправностей, необходимые для того, чтобы сделать мобильность пластин на земном шаре. [ 74 ]
  • В 1965 году в Лондонском обществе был проведен симпозиум по континентальному дрейфу, который должен рассматриваться как официальное начало принятия тектоники плиты научным сообществом, а тезисы выпускаются как Blackett, Bullard & Runcorn (1965) . На этом симпозиуме Эдвард Буллард и коллеги с компьютером показали, как континенты по обеим сторонам Атлантики лучше всего подходят для закрытия океана, который стал известен как знаменитый «подгонка Булларда».
  • В 1966 году Уилсон опубликовал статью, в которой говорилось о предыдущих тектонических реконструкциях таблички, представляя концепцию того, что стало известно как « цикл Уилсона ». [ 75 ]
  • В 1967 году на Американского геофизического союза собрании В. Джейсон Морган предложил, чтобы поверхность Земли состоит из 12 жестких пластин, которые движутся относительно друг друга. [ 76 ]
  • Два месяца спустя Ксавье Ле Пишон опубликовал полную модель, основанную на шести основных тарелках с их относительными движениями, что ознаменовало окончательное признание научным сообществом Tectonics. [ 77 ]
  • В том же году McKenzie и Parker независимо представили модель, аналогичную Morgan, используя переводы и вращения на сфере для определения движений пластины. [ 78 ]
  • С этого момента дискуссии были сосредоточены на относительной роли сил, управляющих тектоникой пластин, чтобы превратиться из кинематической концепции в динамическую теорию. [ 79 ] Первоначально эти концепции были сосредоточены на мантийной конвекции, по стопам А. Холмса, а также ввели важность гравитационного притяжения подделенных плит через произведения Эльсассера, Соломона, Сон, Уйеды и Туркотта. Другие авторы вызывали внешние движущие силы из -за приливного сопротивления Луны и других небесных тел, и, особенно с 2000 года, с появлением вычислительных моделей, воспроизводящих поведение мантии Земли в первом порядке, [ 80 ] [ 81 ] В соответствии с более старыми объединяющими концепциями Ван Беммелена авторы переоценили важную роль динамики мантии. [ 82 ]

Последствия для биогеографии

Континентальная теория дрейфа помогает биогеографам объяснить разъяснение биогеографического распределения современной жизни, обнаруженной на разных континентах, но имея сходные предки . [ 83 ] В частности, это объясняет и Гондванана распределение катитов антарктической флоры .

Реконструкция пластины

Реконструкция используется для установления прошлых (и будущих) конфигураций пластин, помогая определить форму и составление древних суперкондентов и обеспечение основы для палеогеографии.

Определение границ пластины

Активные границы пластин определяются их сейсмичностью. [ 84 ] Прошлые границы пластин в существующих пластинах идентифицируются из различных доказательств, таких как наличие офиолитов , которые указывают на исчезанные океаны. [ 85 ]

Прошлые движения пластины

Продолжительность: 41 секунды.
Анимация полной тектонической модели продлилась на один миллиард лет до прошлого

Считается, что тектоническое движение началось около 3-3,8 миллиардов лет назад. [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] [ почему? ]

Различные типы количественной и полуколичественной информации доступны для ограничения прошлых движений пластин. Геометрическая подгонка между континентами, например, между Западной Африкой и Южной Америкой по -прежнему является важной частью реконструкции пластин. Магнитные схемы полосы обеспечивают надежное руководство по относительным движениям пластин, возвращающихся в юриский период. [ 89 ] Треки горячих точек дают абсолютные реконструкции, но они доступны только к меловым . [ 90 ] Старые реконструкции полагаются в основном на данные о палеомагнитном полюсе , хотя они только ограничивают широту и вращение, но не долготу. Сочетание полюсов разных возрастов в определенной пластине для получения кажущихся полярных странных путей обеспечивает метод для сравнения движений разных пластин во времени. [ 91 ] Дополнительные доказательства поступают от распределения определенных осадочных пород , [ 92 ] Фаунские провинции, показанные конкретными ископаемыми группами, и положением орогенных ремней . [ 90 ]

Формирование и распад континентов

Движение пластин привело к формированию и распаду континентов с течением времени, включая случайное образование суперконтинента , которое содержит большинство или все континенты. Суперконтинент Колумбия или Нуна сформировались в течение от 2000 до 1800 миллионов лет назад и расстались примерно на 1500 до 1 300 миллионов лет назад . [ 93 ] [ 94 ] Считается, что суперконтинент Родиния сформировалась около 1   миллиарда лет назад и воплотила большинство или все континенты Земли, и разбилась на восемь континентов около 600 миллионов лет назад . Восемь континентов позже вновь собрались в другой суперконтинент под названием Пангея ; Пангея ворвалась в Лорасию (которая стала Северной Америкой и Евразией) и Гондвана (которая стала оставшимися континентами).

, Предполагается, что Гималаи самая высокая горная хребта в мире, были сформированы из -за столкновения двух основных тарелок. Перед поднятием район, где они стоят, была покрыта океаном Тетис .

Современные тарелки

Карта тектоники пластины
Plate tectonics map

В зависимости от того, как они определены, обычно есть семь или восемь «основных» тарелок: африканские , антарктические , евразийские , североамериканские , южноамериканские , тихоокеанские и индо-австралийские . Последнее иногда подразделяется на индийские и австралийские тарелки.

Существуют десятки небольших тарелок, восемь крупнейших из которых - арабские , Карибские бассейн , Хуан де Фука , Кокос , Наска , Филиппинское море , Шотландия и Сомалийские .

В течение 2020 -х годов появились новые предложения, которые разделяют кору Земли на многие меньшие пластины, называемые террейнами, что отражает тот факт, что реконструкции пластин показывают, что более крупные пластины были внутренне деформированы, а океанические и континентальные пластины с течением времени были фрагментированы. Это привело к определению примерно 1200 террас в океанических пластинах, континентальных блоках и мобильных зонах (горных ремнях), которые их разделяют. [ 95 ] [ 96 ]

Движение тектонических пластин определяется наборами данных с дистанционным зондированием, калибруемыми с измерениями наземной станции.

Другие небесные тела

Появление тектоники пластин на наземных планетах связано с планетарной массой, с более массивными планетами, чем на земле, которая, как ожидается, будет иметь тектоника пластин. Земля может быть пограничным случаем, из -за ее тектонической активности обильной воды (кремнезем и вода образуют глубокую эвтектику ). [ 97 ]

Венера

Венера не показывает никаких доказательств активной тарелки. Существует спорное свидетельство активной тектоники в далеком прошлом планеты; Тем не менее, с тех пор происходящие события (такие как правдоподобная и общепринятая гипотеза о том, что венерическая литосфера значительно утолщалась в течение нескольких сотен миллионов лет) затрудняло ограничение хода своей геологической записи. Тем не менее, многочисленные хорошо сохранившиеся кратеры ударов были использованы в качестве метода датирования , чтобы приблизительно датируется поверхностью Венеров (поскольку до сих пор нет известных образцов венусной породы, которые датируются более надежными методами). Полученные даты преобладают в диапазоне от 500 до 750 миллионов лет назад в возрасте до 1200 миллионов лет назад , хотя было рассчитано . Это исследование привело к довольно хорошо принятой гипотезе о том, что Венера прошла по существу полную вулканическую вспомогающую среду, по крайней мере, один раз в его отдаленном прошлом, причем последнее событие происходит приблизительно в диапазоне оценочных возрастов поверхности. Хотя механизм такого впечатляющего теплового события остается обсуждаемой проблемой в Венерских Геоссауках, некоторые ученые являются сторонниками процессов, связанных с движением пластин в некоторой степени.

Одним из объяснений отсутствия тектоники тарелки в Венеры является то, что по температуре Венеры слишком высоки для присутствия значительной воды. [ 98 ] [ 99 ] Кора Земли пропитана водой, а вода играет важную роль в развитии зон сдвига . Тектоника пластины требует слабых поверхностей в коре, вдоль которой могут двигаться ломтики коры, и вполне возможно, что такое ослабление никогда не имело место на Венере из -за отсутствия воды. Однако некоторые исследователи [ ВОЗ? ] Оставайтесь убежден, что тектоника пластины является или когда -то была активна на этой планете.

Марс

Марс значительно меньше, чем Земля и Венера, и есть доказательства льда на ее поверхности и в его коре.

В 1990 -х годах было предложено, что марсианская дихотомия коры была создана тектоническими процессами пластин. [ 100 ] С тех пор ученые определили, что он был создан либо Upwelling в марсианской мантии , которая утолщала кору южного нагорья и сформировала tharsis [ 101 ] или гигантским воздействием, которое раскопало северную низменность . [ 102 ]

Valles Marineris может быть тектонической границей. [ 103 ]

Наблюдения, сделанные из магнитного поля Марса, с помощью космического корабля Mars Global Surveyor в 1999 году, показали закономерности магнитного полоска, обнаруженные на этой планете. Некоторые ученые интерпретировали их как требующие тектонических процессов таблички, таких как распространение морского дна. [ 104 ] Тем не менее, их данные провалили «магнитный тест на изменение», который используется, чтобы увидеть, были ли они сформированы путем переворачивания полярности глобального магнитного поля. [ 105 ]

Ледяные спутники

Некоторые из спутников Юпитера . имеют особенности, которые могут быть связаны с деформацией тектонического стиля пластин, хотя материалы и специфические механизмы могут отличаться от тектонической активности пластины на Земле 8 сентября 2014 года НАСА сообщило о поиске доказательств тектоники пластин на Европе , спутнике Юпитера - первом признаке субдукционной деятельности в другом мире, кроме Земли. [ 106 ]

Титан , крупнейшая луна Сатурна Сообщалось, что Huygens , демонстрирует тектоническую активность на изображениях, сделанных зондом , который приземлился на Титана 14 января 2005 года. [ 107 ]

Экзопланет

На планетах размером с Земли тектоника пластин более вероятна, если есть океаны с водой. Однако в 2007 году две независимые команды исследователей пришли к выводам о вероятности тектоники пластин [ 108 ] [ 109 ] с одной командой, говорящей, что тектоника тарелки будет эпизодической или застойной [ 110 ] И другая команда говорит, что тектоника тарелки очень вероятно на супер-земле, даже если планета сухая. [ 97 ]

Рассмотрение тектоники пластин является частью поиска внеземного интеллекта и внеземной жизни . [ 111 ]

Смотрите также

Ссылки

Цитаты

  1. ^ Little, Fowler & Coulson 1990 .
  2. ^ Dhuime, B; Hawkesworth, CJ; Кавуд, Пенсильвания; Стори, CD (2012). «Изменения в геодинамике континентального роста 3 миллиарда лет назад». Наука . 335 (6074): 1334–1336. Bibcode : 2012sci ... 335.1334d . doi : 10.1126/science.1216066 . PMID   22422979 . S2CID   206538532 .
  3. ^ Харрисон, Т.М. (2009). «Хейсская кора: доказательства из> 4 га цирконов». Ежегодный обзор земли и планетарных наук . 37 (1): 479–505. Bibcode : 2009areps..37..479h . doi : 10.1146/annurev.earth.031208.100151 .
  4. ^ Уиндли, BF; Куски, т; Polat, A (2021). «Начало тектоники пластины эоархин». Докембрийское исследование . 352 : 105980. Bibcode : 2021prer..35205980W . doi : 10.1016/j.precamres.2020.105980 . S2CID   228993361 .
  5. ^ Читать и Уотсон 1975 .
  6. ^ Стерн, Роберт Дж. (2002). «Зоны субдукции» . Отзывы геофизики . 40 (4): 1012. Bibcode : 2002rvgeo..40.1012S . doi : 10.1029/2001rg000108 . S2CID   247695067 .
  7. ^ Forsyth, D.; Uyeda, S. (1975). «О относительной важности движущих сил движения пластин» . Геофизический журнал International . 43 (1): 163–200. Bibcode : 1975geoj ... 43..163f . doi : 10.1111/j.1365-246x.1975.tb00631.x .
  8. ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Conrad & Lithgow-Bertelloni 2002 .
  9. ^ Zhen Shao 1997 .
  10. ^ Hancock, Skinner & Dineley 2000 .
  11. ^ Schmidt & Harbert 1998 .
  12. ^ МакГуайр, Томас (2005). «Землетрясения и внутренняя часть земли». Наука Земли: физическая обстановка . Amsco School Publications Inc. с. 182–184. ISBN  978-0-87720-196-0 .
  13. ^ Turcotte & Schubert 2002 , p. 5
  14. ^ Turcotte & Schubert 2002 .
  15. ^ Фолгер 2010 .
  16. ^ Meissner 2002 , p. 100
  17. ^ «Тектоника тарелки: границы пластин» . Platetectonics.com. Архивировано из оригинала 2010-06-16 . Получено 2010-06-12 .
  18. ^ «Понимание движений пластин» . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 2019-05-16 . Получено 2010-06-12 .
  19. ^ Гроув, Тимоти Л.; Till, Christy B.; Кравчински, Майкл Дж. (8 марта 2012 г.). «Роль H2O в зоне субдукции магматизм» . Ежегодный обзор земли и планетарных наук . 40 (1): 413–39. Bibcode : 2012Areps..40..413G . doi : 10.1146/annurev-arth-042711-105310 . Получено 2016-01-14 .
  20. ^ Мендиа-Ланда, Педро. «Мифы и легенды о стихийных бедствиях: понимание нашего мира» . Архивировано с оригинала 2016-07-21 . Получено 2008-02-05 .
  21. ^ Холмс, Артур (1931). «Радиоактивность и земные движения» (PDF) . Сделки геологического общества Глазго . 18 (3): 559–606. doi : 10.1144/transglas.18.3.559 . S2CID   122872384 . Архивировал (PDF) из оригинала 2019-10-09 . Получено 2014-01-15 .
  22. ^ Tanimoto & Lay 2000 .
  23. ^ Van Bemmelen 1976 .
  24. ^ Van Bemmelen 1972 .
  25. ^ Подпрыгнуть до: а беременный SEGEV 2002 .
  26. ^ Maruyama 1994 .
  27. ^ Yuen et al. 2007 .
  28. ^ Weasel 1988 .
  29. ^ Meyerhoff et al. 1996 .
  30. ^ Mallard et al. 2016
  31. ^ Подпрыгнуть до: а беременный Спенс 1987 .
  32. ^ Подпрыгнуть до: а беременный White & McKenzie 1989 .
  33. ^ «Альфред Вегенер (1880–1930)» . Калифорнийский музей палеонтологии . Архивировано с оригинала 2017-12-08 . Получено 2010-06-18 .
  34. ^ Нейт, Кэти (15 апреля 2011 г.). «Исследователи Caltech используют данные GPS для моделирования влияния приливных нагрузок на поверхность Земли» . Кальтех . Архивировано из оригинала 2011-10-19 . Получено 2012-08-15 .
  35. ^ Подпрыгнуть до: а беременный Рикард Ю. (2009). «2. Физика мантийной конвекции» . В Берковичи, Дэвид; Шуберт, Джеральд (ред.). Трактат по геофизике: динамика мантии . Тол. 7. Elsevier Science. п. 36. ISBN  978-0-444-53580-1 .
  36. ^ Подпрыгнуть до: а беременный Glatzmaier, Gary A. (2013). Введение в моделирование конвекции на планетах и ​​звездах: магнитное поле, стратификация плотности, вращение . ПРИЗНАЯ УНИВЕРСИТЕТА ПРИСЕТА . п. 149. ISBN  978-1-4008-4890-4 .
  37. ^ van Dijk 1992 , van Dijk & Okkes 1990 .
  38. ^ Мур 1973 .
  39. ^ Bostrom 1971 .
  40. ^ Scoppola et al. 2006 .
  41. ^ Torsvik et al. 2010 год .
  42. ^ Hofmeister, Criss & Criss 2022 .
  43. ^ Роули, Дэвид Б.; Forte, Alessandro M.; Роуэн, Кристофер Дж.; Глишович, Пеар; Муша, Роберт; Гранд, Стивен П.; Симмонс, Натан А. (2016). «Кинематика и динамика Восточной Тихоокеанской роста связаны с стабильным, глубоким мантированием» . Наука достижения . 2 (12): E1601107. BIBCODE : 2016SCIA .... 2E1107R . doi : 10.1126/sciadv.1601107 . PMC   5182052 . PMID   28028535 .
  44. ^ Casadevall, Arturo; Fang, Ferric C. (1 марта 2016 г.). «Революционная наука» . Мбио . 7 (2): E00158–16. doi : 10.1128/mbio.00158-16 . PMC   4810483 . PMID   26933052 .
  45. ^ Хьюз, Патрик (8 февраля 2001 г.). «Альфред Вегенер (1880–1930): географическая головоломка» . На плечах гигантов . Земная обсерватория, НАСА . Получено 2007-12-26 . ... 6 января 1912 года Wegener ... вместо этого предложил грандиозное видение дрейфующих континентов и расширения морей, чтобы объяснить эволюцию географии Земли.
  46. ^ Подпрыгнуть до: а беременный Wegener 1929 .
  47. ^ Хьюз, Патрик (8 февраля 2001 г.). «Альфред Вегенер (1880–1930): происхождение континентов и океанов» . На плечах гигантов . Земная обсерватория, НАСА . Получено 2007-12-26 . В его третьем издании (1922) Вегенер сослался на геологические доказательства того, что около 300   миллионов лет назад все континенты были присоединены на суперконтиненте, простирающемся от полюса до полюса. Он назвал это Пангеей (все земли), ...
  48. ^ Wegener 1966 .
  49. ^ Otto Ampferer : Мысли о кинематографии Атлантического региона . Сбер. österr. Акад. Wiss., Math.-Naturwiss. KL, 150, 19–35, 6 рис., Вена 1941.
  50. ^ Дулло, Вольф-христианский; Пфаффл, Фриц А. (28 марта 2019 г.). «Теория поднятия от австрийского альпийского геолога Отто Ампфера (1875–1947): первые концептуальные идеи на пути к тектонике пластины» . Канадский журнал наук о Земле . 56 (11): 1095–1100. Bibcode : 2019cjes..56.1095d . doi : 10.1139/cjes-2018-0157 . S2CID   135079657 .
  51. ^ Карл Крайнер, Кристоф Хаузер: Отто Ампферер (1875-1947): пионер в геологии, дошельнице, коллекционере и рисователе . В: Гео. ALP Special Band 1, 2007, с. 94–95.
  52. ^ Подпрыгнуть до: а беременный Runcorn 1956 .
  53. ^ Кэри 1958 .
  54. ^ См., Например, вехойная статья Lyman & Fleming 1940 .
  55. ^ Korgen 1995 , Spiess & Kuperman 2003 .
  56. ^ Kious & Tilling 1996 .
  57. ^ Франкель 1987 .
  58. ^ Джоли 1909 .
  59. ^ Томсон 1863 .
  60. ^ Wegener 1912 .
  61. ^ «Пионеры тектоники тарелки» . Геологическое общество . Архивировано из оригинала 2018-03-23 . Получено 2018-03-23 .
  62. ^ Stein & Wysession 2009 , с. 26
  63. ^ Кэри 1958 ; См. Также Quilty & Banks 2003 .
  64. ^ Холмс 1928 ; См. Также Холмс, 1978 , Франкель, 1978 .
  65. ^ Lippset 2001 , Lippset 2006 .
  66. ^ Хизен 1960 .
  67. ^ Дитц 1961 .
  68. ^ Hess 1962 .
  69. ^ Коутс 1962 .
  70. ^ Мейсон и Рафф 1961 , Рафф и Мейсон 1961 .
  71. ^ Vine & Matthews 1963 .
  72. ^ См. Резюме в Heirtzler, Le Phon & Baron
  73. ^ Уилсон 1963 .
  74. ^ Уилсон 1965 .
  75. ^ Уилсон 1966 .
  76. ^ Морган 1968 .
  77. ^ Le Pichon 1968 .
  78. ^ McKenzie & Parker 1967 .
  79. ^ Tharp M (1982) Картографирование пола океана - 1947 по 1977 год. В: Океанский пол: Брюс Хизен памятный объем, с. 19–31. Нью -Йорк: Уайли.
  80. ^ Колтис, Николас; Жераул, Мелани; Ульврова, Мартина (2017). «Мантийная конвекционная перспектива о глобальной тектонике». Земля-наука обзоров . 165 : 120–150. Bibcode : 2017esrv..165..120c . doi : 10.1016/j.earscirev.2016.11.006 .
  81. ^ Берковичи, Дэвид (2003). «Генерация тектоники тарелки из мантийной конвекции». Земля и планетарные научные письма . 205 (3–4): 107–121. BIBCODE : 2003E & PSL.205..107B . doi : 10.1016/s0012-821x (02) 01009-9 .
  82. ^ Крамери, Фабио; Конрад, Клинтон П.; Монтези, Лоран; Lithgow-Bertelloni, Carolina R. (2019). «Динамическая жизнь океанической пластины». Тектонофизика . 760 : 107–135. Bibcode : 2019tectp.760..107c . doi : 10.1016/j.tecto.2018.03.016 .
  83. ^ Мосс и Уилсон 1998 .
  84. ^ Условие 1997 .
  85. ^ Lliboutry 2000 .
  86. ^ Kranendonk, v.; Martin, J. (2011). «Начало тектоники пластины». Наука . 333 (6041): 413–14. Bibcode : 2011sci ... 333..413V . doi : 10.1126/science.1208766 . PMID   21778389 . S2CID   206535429 .
  87. ^ «Тектоника пластины, возможно, началась через миллиард лет после того, как отчет о жизни PNAS Research 21 сентября 2017 года» . Живая наука . 21 сентября 2017 года. Архивировано с оригинала 2017-09-23 . Получено 2017-09-23 .
  88. ^ Drabon, Nadja; Byerly, Benjamin L.; Byerly, Gary R.; Деревянный, Джозеф Л.; Виденбек, Майкл; Вэлли, Джон У.; Китажима, Куки; Бауэр, Энн М.; Лоу, Дональд Р. (21 апреля 2022 года). «Дестабилизация долгоживущей хадиской протокразы и начало распространенного водного плавления при 3,8 млрд» . Agu Advances . 3 (2). Bibcode : 2022agua .... 300520d . doi : 10.1029/2021av000520 .
  89. ^ Торсвик, Тронд Хельдж. «Методы реконструкции» . Архивировано из оригинала 2011-07-23 . Получено 2010-06-18 .
  90. ^ Подпрыгнуть до: а беременный Torsvik & Steinberger 2008 .
  91. ^ Батлер 1992 .
  92. ^ Scotese, CR (20 апреля 2002 г.). «История климата» . Paleomap Project . Архивировано из оригинала 2010-06-15 . Получено 2010-06-18 .
  93. ^ Zhao et al. 2002 .
  94. ^ Zhao et al. 2004 .
  95. ^ Хаслик, Деррик; HALPIN, Жаклин А.; Коллинз, Алан С.; Рука, Мартин; Кремер, Корне; Гард, Мэтью Г.; Glorie, Stijn (2022). «Новые карты глобальных геологических провинций и тектонических пластин». Земля-наука обзоров . 231 . Bibcode : 20222srv..23104069H . doi : 10.1016/j.earscirev.2022.104069 .
  96. ^ Ван Дейк, Янпитер (2023). «Новая глобальная тектоническая карта - анализ и последствия». Terra Nova . 35 (5): 343–369. Bibcode : 2023tenov..35..343V . doi : 10.1111/ter.12662 .
  97. ^ Подпрыгнуть до: а беременный Валенсия, O'Connell & Sasselov 2007 .
  98. ^ Кастинг 1988 .
  99. ^ Бортман, Генри (26 августа 2004 г.). «Была ли Венера живой?», Наверное, знаки » . Space.com . Архивировано из оригинала 2010-12-24 . Получено 2008-01-08 .
  100. ^ Сон 1994 .
  101. ^ Zhong & Zuber 2001 .
  102. ^ Эндрюс-Ханна, Zuber & Banerdt 2008 .
  103. ^ Вулперт, Стюарт (9 августа 2012 г.). «Ученый UCLA обнаруживает тектоники пластины на Марсе» . Инь, Ан . UCLA . Архивировано с оригинала 2012-08-14 . Получено 2012-08-13 .
  104. ^ Connerney et al. 1999 , Connerney et al. 2005
  105. ^ Харрисон 2000 .
  106. ^ Dyches, Preston; Браун, Дуэйн; Бакли, Майкл (8 сентября 2014 г.). «Ученые находят доказательства того, что« дайвинг »тектонические тарелки на Европе» . НАСА . Архивировано с оригинала 2019-04-04 . Получено 2014-09-08 .
  107. ^ Soderblom et al. 2007 .
  108. ^ Валенсия, Диана; О'Коннелл, Ричард Дж. (2009). «Конвекционное масштабирование и субдукция на земле и супер-землях». Земля и планетарные научные письма . 286 (3–4): 492–502. Bibcode : 2009e & psl.286..492v . doi : 10.1016/j.epsl.2009.07.015 .
  109. ^ Ван Хек, HJ; Tackley, PJ (2011). «Тектоника тарелки на супер-землях: одинаково или чаще, чем на земле». Земля и планетарные научные письма . 310 (3–4): 252–61. BIBCODE : 2011E & PSL.310..252V . doi : 10.1016/j.epsl.2011.07.029 .
  110. ^ O'Neill, C.; Ленардич А. (2007). «Геологические последствия супер-размер земли» . Геофизические исследования . 34 (19): L19204. Bibcode : 2007georl..3419204o . doi : 10.1029/2007gl030598 .
  111. ^ Стерн, Роберт Дж. (Июль 2016 г.). «Нужен ли тектоника пластины для развития технологических видов на экзопланетах?» Полем Геоссауки границы . 7 (4): 573–580. Bibcode : 2016geofr ... 7..573s . doi : 10.1016/j.gsf.2015.12.002 .

Источники

Книги

Статьи

Видео

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 2f501e6be54340c81463941685ed8f8a__1725363960
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/2f/8a/2f501e6be54340c81463941685ed8f8a.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Plate tectonics - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)