Жердің литосфералық тақталары - үлкен тастар. Олардың іргетасын қатты қатпарланған гранитті метаморфизмге ұшыраған магмалық жыныстар құрайды. Литосфералық тақталардың атаулары төмендегі мақалада беріледі. Жоғарыдан олар үш-төрт шақырымдық «жабынмен» жабылған. Ол шөгінді жыныстардан түзілген. Платформада жекелеген тау жоталары мен кең жазықтардан тұратын рельеф бар. Әрі қарай литосфералық тақталардың қозғалысының теориясы қарастырылады.
Гипотезаның пайда болуы
Литосфералық тақталардың қозғалысының теориясы ХХ ғасырдың басында пайда болды. Кейіннен ол планетаны зерттеуде үлкен рөл атқаратын болды. Ғалым Тейлор және одан кейін Вегенер уақыт өте келе литосфералық тақталардың көлденең бағытта дрейфі болады деген гипотезаны алға тартты. Алайда 20 ғасырдың отызыншы жылдары басқа пікір орнықты. Оның айтуынша, литосфералық тақталардың қозғалысы тігінен жүргізілген. Бұл құбылыс планетаның мантия материясының саралану процесіне негізделген. Ол фиксизм ретінде белгілі болды. Бұл атау тұрақты түрде бекітілуіне байланысты болдыжер қыртысы аймақтарының мантияға қатысты орналасуы. Бірақ 1960 жылы бүкіл планетаны қоршап, кейбір аудандарда құрлыққа шығатын орта мұхит жоталарының жаһандық жүйесі ашылғаннан кейін 20 ғасырдың басындағы гипотезаға қайта оралу болды. Дегенмен, теория жаңа пішінге ие болды. Блок тектоникасы планетаның құрылымын зерттейтін ғылымдардағы жетекші гипотеза болды.
Негіздер
Үлкен литосфералық тақталар бар екені анықталды. Олардың саны шектеулі. Жердің кішірек литосфералық тақталары да бар. Олардың арасындағы шекаралар жер сілкіністерінің көздеріндегі концентрацияға сәйкес сызылады.
Литосфералық тақталардың атаулары олардың үстінде орналасқан континенттік және мұхиттық аймақтарға сәйкес келеді. Үлкен ауданы бар жеті блок бар. Ең үлкен литосфералық тақталар Оңтүстік және Солтүстік Америка, Еуро-Азия, Африка, Антарктика, Тынық мұхиты және Үнді-Австралия.
Астеносфера арқылы жүзетін блоктар қаттылық пен қаттылықпен сипатталады. Жоғарыда аталған аймақтар негізгі литосфералық тақталар болып табылады. Бастапқы идеяларға сәйкес континенттер мұхит түбінен өтеді деп есептелді. Бұл кезде литосфералық тақталардың қозғалысы көрінбейтін күштің әсерінен жүзеге асырылды. Зерттеу нәтижесінде блоктардың мантия материалы үстінде пассивті қалқып жүретіні анықталды. Айта кету керек, олардың бағыты бастапқыда тік. Мантия материалы жотаның төбесі астында көтеріледі. Содан кейін екі бағытта таралу бар. Осыған сәйкес литосфералық тақталардың дивергенциясы бар. Бұл модель көрсетедіалып конвейер лентасы ретінде мұхит түбі. Ол орта мұхит жоталарының рифтік аймақтарында жер бетіне шығады. Содан кейін терең теңіз траншеяларына тығылады.
Литосфералық тақталардың алшақтығы мұхит түбінің кеңеюін тудырады. Дегенмен, планетаның көлемі, бұған қарамастан, тұрақты болып қалады. Жаңа жер қыртысының тууы оның терең теңіз траншеяларындағы субдукция (субдукция) аймақтарында сіңірілуімен өтеледі.
Литосфералық тақталар неге қозғалады?
Себебі планетаның мантия материалының жылу конвекциясында. Литосфера созылған және көтерілген, ол конвективтік ағындардан көтерілетін тармақтардың үстінде пайда болады. Бұл литосфералық тақталардың бүйірлеріне жылжуына әкеледі. Платформа мұхиттың орта саңылауларынан алыстаған сайын платформа тығыздалады. Ол ауырлайды, оның беті төмен түседі. Бұл мұхит тереңдігінің ұлғаюын түсіндіреді. Нәтижесінде платформа терең теңіз траншеяларына түседі. Қыздырылған мантиядан жоғары ағындар азайған сайын, ол салқындап, шөгіндіге толы бассейндер түзу үшін батады.
Литосфералық плиталардың соқтығысу аймақтары жер қыртысы мен платформаның қысылуын бастан кешіретін аумақтар болып табылады. Осыған байланысты біріншілердің күші артады. Нәтижесінде литосфералық тақталардың жоғары қарай қозғалысы басталады. Ол таулардың пайда болуына әкеледі.
Зерттеу
Бүгінгі таңда зерттеу геодезиялық әдістерді қолдану арқылы жүзеге асырылады. Олар процестер үздіксіз және барлық жерде болады деген қорытынды жасауға мүмкіндік береді. ашыладысонымен қатар литосфералық тақталардың соқтығысу аймақтары. Көтеру жылдамдығы ондаған миллиметрге дейін болуы мүмкін.
Көлденең үлкен литосфералық тақталар біршама жылдамырақ жүзеді. Бұл жағдайда жыл бойы жылдамдық он сантиметрге дейін жетуі мүмкін. Мәселен, мысалы, Санкт-Петербург өзінің өмір сүруінің барлық кезеңінде бір метрге көтерілді. Скандинавия түбегі – 25000 жылда 250 м. Мантия материалы салыстырмалы түрде баяу қозғалады. Алайда, соның салдарынан жер сілкінісі, жанартау атқылауы және басқа да құбылыстар орын алады. Бұл материалдың қозғалу күші жоғары деген қорытынды жасауға мүмкіндік береді.
Плиталардың тектоникалық орнын пайдалана отырып, зерттеушілер көптеген геологиялық құбылыстарды түсіндіреді. Сонымен бірге, зерттеу барысында платформамен болатын процестердің күрделілігі гипотезаның пайда болуының ең басында көрінгеннен әлдеқайда көп екені белгілі болды.
Плита тектоникасы деформациялар мен қозғалыс қарқындылығының өзгеруін, терең жарықтардың жаһандық тұрақты желісінің болуын және кейбір басқа құбылыстарды түсіндіре алмады. Акцияның тарихи басталуы мәселесі де ашық күйінде қалып отыр. Плиталық-тектоникалық процестерді көрсететін тікелей белгілер протерозойдың соңынан белгілі. Дегенмен, бірқатар зерттеушілер олардың архей немесе ерте протерозойдағы көрінісін таниды.
Зерттеу мүмкіндіктерін кеңейту
Сейсмикалық томографияның пайда болуы бұл ғылымның сапалы жаңа деңгейге өтуіне әкелді. Өткен ғасырдың сексенінші жылдарының ортасында терең геодинамика ең перспективалы және болдыбарлық бар геоғылымдардың жас бағыты. Дегенмен, жаңа мәселелерді шешу тек сейсмикалық томографияны қолдану арқылы жүзеге асырылды. Басқа ғылымдар да көмекке келді. Оларға, атап айтқанда, тәжірибелік минералогия жатады.
Жаңа жабдықтың болуы арқасында мантияның тереңдігіндегі максимумға сәйкес келетін температуралар мен қысымдардағы заттардың әрекетін зерттеу мүмкін болды. Зерттеулерде изотоптық геохимия әдістері де қолданылды. Бұл ғылым, атап айтқанда, сирек элементтердің, сондай-ақ әртүрлі жер қабықтарындағы асыл газдардың изотоптық тепе-теңдігін зерттейді. Бұл жағдайда көрсеткіштер метеорит деректерімен салыстырылады. Геомагнитизм әдістері қолданылады, олардың көмегімен ғалымдар магнит өрісіндегі кері айналулардың себептері мен механизмін ашуға тырысуда.
Заманауи кескіндеме
Платформа тектоникасының гипотезасы кем дегенде соңғы үш миллиард жылдағы мұхиттар мен континенттер қыртысының даму процесін қанағаттанарлық түрде түсіндіруді жалғастыруда. Сонымен бірге жерсеріктік өлшемдер бар, соған сәйкес Жердің негізгі литосфералық тақталарының бір орнында тұрмайтындығы расталады. Нәтижесінде белгілі бір сурет пайда болады.
Планетаның көлденең қимасында ең белсенді үш қабат бар. Олардың әрқайсысының қалыңдығы бірнеше жүз шақырымды құрайды. Жаһандық геодинамикадағы басты рөл оларға жүктеледі деп болжанады. 1972 жылы Морган 1963 жылы Уилсонның мантияға көтерілетін ағындар туралы гипотезасын дәлелдеді. Бұл теория пластина ішілік магнетизм құбылысын түсіндірді. Алынған шлейфтектоника уақыт өте танымал болып келеді.
Геодинамика
Оның көмегімен мантияда және жер қыртысында болатын жеткілікті күрделі процестердің өзара әсері қарастырылады. Артюшковтың «Геодинамика» деген еңбегінде тұжырымдаған концепциясына сәйкес заттың гравитациялық дифференциациясы энергияның негізгі көзі ретінде әрекет етеді. Бұл процесс төменгі мантияда байқалады.
Ауыр құрамдас бөліктер (темір және т.б.) тау жыныстарынан бөлінгеннен кейін қатты заттардың жеңілірек массасы қалады. Ол өзегіне түседі. Ауыр қабаттың астындағы жеңіл қабаттың орналасуы тұрақсыз. Осыған байланысты жинақтаушы материал мезгіл-мезгіл жоғарғы қабаттарға қалқып түсетін жеткілікті үлкен блоктарға жиналады. Мұндай құрылымдардың көлемі шамамен жүз шақырымды құрайды. Бұл материал Жердің жоғарғы мантиясының қалыптасуына негіз болды.
Төменгі қабат сараланбаған негізгі зат болуы мүмкін. Планета эволюциясы кезінде төменгі мантияның әсерінен жоғарғы мантия өсіп, өзегі ұлғаяды. Арналар бойымен төменгі мантияда жеңіл материал блоктары көтерілуі ықтимал. Оларда массаның температурасы айтарлықтай жоғары. Бұл ретте тұтқырлық айтарлықтай төмендейді. Температураның жоғарылауына 2000 км-ге жуық қашықтықтағы гравитация аймағына заттарды көтеру процесінде потенциалдық энергияның көп мөлшерінің бөлінуі ықпал етеді. Мұндай арна бойымен қозғалыс барысында жеңіл массалардың қатты қызуы орын алады. Осыған байланысты материя жеткілікті жоғары мантияға түседітемпература және қоршаған элементтерден айтарлықтай жеңіл.
Тығыздықтың төмендеуіне байланысты жеңіл материал жоғарғы қабаттарға 100-200 километр немесе одан аз тереңдікке дейін қалқып шығады. Қысымның төмендеуімен заттың құрамдас бөліктерінің балқу температурасы төмендейді. Біріншілік дифференциациядан кейін «ядро-мантия» деңгейінде екіншілік пайда болады. Таяз тереңдікте жеңіл зат жартылай балқуға ұшырайды. Дифференциация кезінде тығызырақ заттар бөлінеді. Олар жоғарғы мантияның төменгі қабаттарына батады. Сәйкесінше ерекшеленетін жеңілірек құрамдас бөліктер көтеріледі.
Дифференциация нәтижесінде тығыздығы әртүрлі массалардың қайта бөлінуімен байланысты мантиядағы заттардың қозғалыс кешені химиялық конвекция деп аталады. Жарық массасының өсуі шамамен 200 миллион жыл аралықта болады. Сонымен бірге жоғарғы мантияға ену барлық жерде байқалмайды. Төменгі қабатта арналар бір-бірінен жеткілікті үлкен қашықтықта орналасқан (бірнеше мың километрге дейін).
Көтергіш блоктар
Жоғарыда айтылғандай, астеносфераға жеңіл қыздырылған материалдың үлкен массасы енгізілген аймақтарда оның ішінара балқуы және дифференциациясы жүреді. Соңғы жағдайда компоненттердің бөлінуі және олардың кейінгі көтерілуі атап өтіледі. Олар астеносфера арқылы тез өтеді. Литосфераға жеткенде олардың жылдамдығы төмендейді. Кейбір аймақтарда зат аномальды мантияның жинақталуын құрайды. Олар, әдетте, планетаның жоғарғы қабаттарында жатыр.
Аномальды мантия
Оның құрамы қалыпты мантия затына шамамен сәйкес келеді. Аномальды жинақтау арасындағы айырмашылық жоғары температура (1300-1500 градусқа дейін) және серпімді бойлық толқындардың жылдамдығының төмендеуі болып табылады.
Заттың литосфера астына түсуі изостатикалық көтерілуді тудырады. Температураның жоғарылауына байланысты аномальды шоғыр қалыпты мантияға қарағанда төмен тығыздыққа ие. Сонымен қатар, композицияның аздап тұтқырлығы бар.
Литосфераға ену процесінде аномальды мантия табан бойымен тез таралады. Сонымен бірге астеносфераның тығызырақ және азырақ қызған затын ығыстырады. Қозғалыс барысында аномальдық жинақтау платформаның табаны көтерілген күйде болатын жерлерді (тұзақтарды) толтырады және ол терең су астында қалған жерлерді айналып өтеді. Нәтижесінде, бірінші жағдайда изостатикалық көтерілу байқалады. Суға батқан аймақтардың үстінде жер қыртысы тұрақты болып қалады.
Тұзақтар
Мантияның жоғарғы қабаты мен жер қыртысын шамамен жүз километр тереңдікке дейін салқындату процесі баяу жүреді. Жалпы, бірнеше жүз миллион жыл қажет. Осыған байланысты көлденең температура айырмашылығымен түсіндірілетін литосфера қалыңдығындағы біртекті еместіктер айтарлықтай үлкен инерцияға ие. Тұзақ тереңдіктен аномальдық жинақтың жоғары қарай ағынынан алыс емес жерде орналасқан жағдайда, заттың көп мөлшері өте қызған күйде ұсталады. Нәтижесінде біршама үлкен тау элементі пайда болады. Осы схемаға сәйкес ауданда жоғары көтерілулер орын аладыбүктелген белдіктердегі эпиплатформа орогениясы.
Процестер сипаттамасы
Тұзаққанда аномальды қабат салқындату кезінде 1-2 километрге қысылады. Жоғарғы жағында орналасқан қабығы суға батырылады. Түзілген шұңқырға жауын-шашын жинала бастайды. Олардың ауырлығы литосфераның одан да көп шөгуіне ықпал етеді. Нәтижесінде бассейннің тереңдігі 5-тен 8 км-ге дейін болуы мүмкін. Сонымен қатар базальт қабатының төменгі бөлігінде мантияның тығыздалуы кезінде жер қыртысында тау жынысының эклогит пен гранат гранулитіне фазалық ауысуын байқауға болады. Аномальді заттан шығатын жылу ағынының әсерінен оның үстінде жатқан мантия қызады және оның тұтқырлығы төмендейді. Осыған байланысты қалыпты кластердің біртіндеп ығысуы байқалады.
Көлденең ығысулар
Материктер мен мұхиттардағы жер қыртысына аномальді мантияның жетуі процесінде көтерілулер пайда болған кезде планетаның жоғарғы қабаттарында жинақталған потенциалдық энергия артады. Артық заттарды төгу үшін олар жағына таралады. Нәтижесінде қосымша кернеулер пайда болады. Олар пластиналар мен қыртыстың әртүрлі қозғалысымен байланысты.
Мұхит түбінің кеңеюі және материктердің қалқып кетуі – жоталардың бір мезгілде кеңеюі мен платформаның мантияға батуының нәтижесі. Біріншісінің астында қатты қызған аномальды заттардың үлкен массалары орналасқан. Бұл жоталардың осьтік бөлігінде соңғысы тікелей жер қыртысының астында болады. Мұндағы литосфераның қалыңдығы әлдеқайда аз. Сонымен бірге аномальді мантия жоғары қысым аймағында - екеуінде де тараладыбүйірлері омыртқа астынан. Сонымен бірге ол мұхит қыртысын оңай бұзады. Жарық базальтты магмамен толтырылған. Ол, өз кезегінде, аномальды мантиядан еріген. Магманың қатаю процесінде жаңа мұхиттық қыртыс пайда болады. Түбі осылай өседі.
Процесс мүмкіндіктері
Орта жоталардың астында аномальды мантия температураның жоғарылауына байланысты тұтқырлықты азайтты. Зат өте тез таралады. Нәтижесінде түбінің өсуі жоғары қарқынмен жүреді. Мұхиттық астеносфера да салыстырмалы түрде төмен тұтқырлыққа ие.
Жердің негізгі литосфералық тақталары жоталардан суға батырылған жерлерге дейін қалқып жүреді. Егер бұл аймақтар бір мұхитта болса, онда процесс салыстырмалы түрде жоғары жылдамдықпен жүреді. Бұл жағдай бүгінде Тынық мұхитына тән. Егер түбінің кеңеюі мен шөгуі әртүрлі аймақтарда орын алса, онда олардың арасында орналасқан материк тереңдеу болатын бағытқа қарай жылжиды. Материктер астында астеносфераның тұтқырлығы мұхит астындағыға қарағанда жоғары. Пайда болған үйкелістің арқасында қозғалысқа айтарлықтай қарсылық бар. Нәтижесінде, сол аймақта мантияның шөгуіне өтемақы болмаса, түбінің кеңею жылдамдығы төмендейді. Осылайша, Тынық мұхитындағы өсу Атлантикаға қарағанда жылдамырақ.
