La tettonica è una branca della geologia che studia la struttura della crosta terrestre e il movimento delle placche litosferiche. Ma è così versatile che svolge un ruolo significativo in molte altre geoscienze. La tettonica viene utilizzata in architettura, geochimica, sismologia, nello studio dei vulcani e in molti altri settori.

Scienza della tettonica

La tettonica è una scienza relativamente giovane; studia il movimento delle placche litosferiche. L'idea del movimento delle placche fu espressa per la prima volta nella teoria della deriva dei continenti da Alfred Wegener negli anni '20 del XX secolo. Ma ha ricevuto il suo sviluppo solo negli anni '60 del XX secolo, dopo la ricerca sui rilievi dei continenti e sul fondo dell'oceano. Il materiale risultante ci ha permesso di dare uno sguardo nuovo alle teorie precedentemente esistenti. La teoria delle placche litosferiche è nata come risultato dello sviluppo di idee provenienti dalla teoria della deriva dei continenti, dalla teoria delle geosincline e dall'ipotesi della contrazione.

La tettonica è una scienza che studia la forza e la natura delle forze che formano le catene montuose, frantumano le rocce in pieghe e allungano la crosta terrestre. È alla base di tutti i processi geologici che si verificano sul pianeta.

Ipotesi di contrazione

L'ipotesi della contrazione fu avanzata dal geologo Elie de Beaumont nel 1829 in una riunione dell'Accademia francese delle Scienze. Spiega i processi di costruzione delle montagne e di piegamento della crosta terrestre sotto l'influenza di una diminuzione del volume della Terra dovuta al raffreddamento. L'ipotesi si basava sulle idee di Kant e Laplace sullo stato primario di fuoco-liquido della Terra e sul suo ulteriore raffreddamento. Pertanto, i processi di costruzione e piegamento delle montagne sono stati spiegati come processi di compressione della crosta terrestre. Successivamente, raffreddandosi, la Terra diminuì il suo volume e si piegò in pieghe.

La tettonica di contrazione, la cui definizione confermò la nuova dottrina delle geosincline, spiegò la struttura irregolare della crosta terrestre e divenne una solida base teorica per l'ulteriore sviluppo della scienza.

Teoria della geosinclina

Esisteva a cavallo tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo. Spiega i processi tettonici mediante movimenti oscillatori ciclici della crosta terrestre.

L'attenzione dei geologi è stata attirata dal fatto che le rocce possono presentarsi sia orizzontalmente che dislocate. Le rocce disposte orizzontalmente sono state classificate come piattaforme e le rocce dislocate sono state classificate come aree piegate.

Secondo la teoria delle geosincline, nella fase iniziale, a causa di processi tettonici attivi, si verifica una deflessione e un cedimento della crosta terrestre. Questo processo è accompagnato dalla rimozione dei sedimenti e dalla formazione di uno spesso strato di depositi sedimentari. Successivamente, si verifica il processo di costruzione della montagna e l'aspetto della piegatura. Il regime geosinclinale è sostituito da un regime di piattaforma, caratterizzato da movimenti tettonici minori con formazione di un piccolo spessore di rocce sedimentarie. La fase finale è la fase di formazione dei continenti.

Per quasi 100 anni ha dominato la tettonica geosinclinale. La geologia di quel tempo sperimentava una carenza di materiale fattuale, successivamente i dati accumulati portarono alla creazione di una nuova teoria;

Teoria delle piastre

La tettonica è una delle aree della geologia che ha costituito la base della moderna teoria del movimento delle placche litosferiche.

Secondo la teoria, parte della crosta terrestre sono placche litosferiche, che sono in continuo movimento. Il loro movimento avviene l'uno rispetto all'altro. Nelle zone di estensione della crosta terrestre (dorsali oceaniche e rift continentali), si forma nuova crosta oceanica (zona di espansione). Nelle zone di cedimento dei blocchi della crosta terrestre, la vecchia crosta viene assorbita, così come la crosta oceanica subduce sotto la crosta continentale (zona di subduzione). La teoria spiega anche i processi di costruzione delle montagne e l'attività vulcanica.

La tettonica a placche globale include un concetto chiave come l'impostazione geodinamica. È caratterizzato da un insieme di processi geologici all'interno di un territorio in un determinato momento. Gli stessi processi geologici sono caratteristici dello stesso ambiente geodinamico.

Struttura del globo

La tettonica è una branca della geologia che studia la struttura del pianeta Terra. La Terra, grosso modo, ha la forma di un ellissoide appiattito ed è composta da diversi gusci (strati).

Si distinguono i seguenti strati:

1. La crosta terrestre.
2. Mantello.
3. Nucleo.

La crosta terrestre è lo strato solido esterno della Terra; è separata dal mantello da un confine chiamato superficie di Mohorovic.

Il mantello, a sua volta, è diviso in superiore ed inferiore. Il confine che separa gli strati del mantello è lo strato di Golitsin. La crosta terrestre e il mantello superiore, fino all'astenosfera, costituiscono la litosfera terrestre.

Il nucleo è il centro del globo, separato dal mantello dal confine di Guttenberg. È diviso in un nucleo esterno liquido e un nucleo interno solido, con una zona di transizione tra di loro.

Struttura della crosta terrestre

La scienza della tettonica è direttamente correlata alla struttura della crosta terrestre. La geologia studia non solo i processi che si verificano nelle viscere della Terra, ma anche la sua struttura.

La crosta terrestre è la parte superiore della litosfera; è la parte solida più esterna ed è composta da rocce di varia composizione fisica e chimica. Secondo i parametri fisici e chimici, c'è una divisione in tre strati:

1. Basaltico.
2. Granito-gneiss.
3. Sedimentario.

C'è anche una divisione nella struttura della crosta terrestre. Esistono quattro tipi principali di crosta terrestre:

1. Continentale.
2. Oceanico.
3. Subcontinentale.
4. Suboceanico.

La crosta continentale è rappresentata da tutti e tre gli strati, il suo spessore varia da 35 a 75 km. Lo strato sedimentario superiore è ampiamente sviluppato, ma, di regola, ha uno spessore ridotto. Lo strato successivo, granito-gneiss, ha lo spessore massimo. Il terzo strato, basalto, è composto da rocce metamorfiche.

È rappresentato da due strati: sedimentario e basaltico, il suo spessore è di 5-20 km.

La crosta subcontinentale, come quella continentale, è composta da tre strati. La differenza è che lo spessore dello strato di granito-gneiss nella crosta subcontinentale è molto inferiore. Questo tipo di crosta si trova al confine continentale-oceanico, in una zona di vulcanismo attivo.

La crosta suboceanica è vicina alla crosta oceanica. La differenza è che lo spessore dello strato sedimentario può raggiungere i 25 km. Questo tipo di crosta è confinato nelle cavità profonde della crosta terrestre (mari interni).

Placca litosferica

Le placche litosferiche sono grandi blocchi della crosta terrestre che fanno parte della litosfera. Le placche sono in grado di muoversi l'una rispetto all'altra lungo la parte superiore del mantello: l'astenosfera. Le placche sono separate l'una dall'altra da fosse profonde, dorsali medio-oceaniche e sistemi montuosi. Una caratteristica delle placche litosferiche è che sono in grado di mantenere a lungo rigidità, forma e struttura.

La tettonica terrestre suggerisce che le placche litosferiche sono in costante movimento. Nel tempo, cambiano il loro contorno: possono dividersi o crescere insieme. Ad oggi sono state identificate 14 grandi placche litosferiche.

Tettonica delle placche

Il processo che modella l'aspetto della Terra è direttamente correlato alla tettonica delle placche litosferiche. La tettonica del mondo implica che non sono i continenti a muoversi, ma le placche litosferiche. Scontrandosi tra loro, formano catene montuose o profonde fosse oceaniche. I terremoti e le eruzioni vulcaniche sono una conseguenza del movimento delle placche litosferiche. L'attività geologica attiva è limitata principalmente ai bordi di queste formazioni.

Il movimento delle placche litosferiche è stato registrato utilizzando i satelliti, ma la natura e il meccanismo di questo processo rimangono ancora un mistero.

Negli oceani, i processi di distruzione e accumulo di sedimenti sono lenti, quindi i movimenti tettonici si riflettono chiaramente nel rilievo. La topografia del fondo ha una struttura sezionata complessa. Esistono strutture formatesi a seguito di movimenti verticali della crosta terrestre e strutture risultanti da movimenti orizzontali.

Le strutture del fondale oceanico includono morfologie come pianure abissali, bacini oceanici e dorsali medio-oceaniche. Nella zona dei bacini, di regola, si osserva una situazione tettonica calma; nella zona delle dorsali oceaniche si osserva l'attività tettonica della crosta terrestre.

La tettonica oceanica comprende anche strutture come fosse profonde, montagne oceaniche e ghigliottine.

Ragioni che muovono i piatti

La forza geologica trainante è la tettonica del mondo. Il motivo principale per cui le placche si muovono è la convezione del mantello, creata dalle correnti termogravitazionali nel mantello. Ciò si verifica a causa della differenza di temperatura tra la superficie e il centro della Terra. Le rocce all'interno vengono riscaldate, espandendosi e diminuendo di densità. Le frazioni leggere iniziano a galleggiare e le masse fredde e pesanti affondano al loro posto. Il processo di trasferimento del calore avviene continuamente.

Ci sono una serie di altri fattori che influenzano il movimento delle placche. Ad esempio, l'astenosfera nelle zone di flussi ascendenti è elevata e nelle zone di subsidenza è abbassata. Si forma così un piano inclinato e avviene il processo di scorrimento “gravitazionale” della placca litosferica. Anche le zone di subduzione hanno un impatto, dove la crosta oceanica fredda e pesante viene trascinata sotto la crosta continentale calda.

Lo spessore dell'astenosfera sotto i continenti è molto inferiore e la sua viscosità è maggiore che sotto gli oceani. Sotto le parti antiche dei continenti non c'è praticamente astenosfera, quindi in questi luoghi non si muovono e rimangono al loro posto. E poiché la placca litosferica comprende sia la parte continentale che quella oceanica, la presenza dell'antica parte continentale ostacolerà il movimento della placca. Il movimento delle placche puramente oceaniche avviene più velocemente di quelle miste, e ancor più di quelle continentali.

I meccanismi che mettono in movimento le placche possono essere grossolanamente divisi in due gruppi:

L'insieme dei processi delle forze motrici riflette generalmente il processo geodinamico, che copre tutti gli strati della Terra.

Architettura e tettonica

La tettonica non è solo una scienza puramente geologica associata ai processi che si verificano nelle viscere della Terra. Viene utilizzato anche nella vita quotidiana umana. In particolare, la tettonica viene utilizzata in architettura e nella costruzione di qualsiasi struttura, siano essi edifici, ponti o strutture sotterranee. Le leggi della meccanica sono la base qui. In questo caso, la tettonica si riferisce al grado di resistenza e stabilità di una struttura in una determinata area specifica.

La teoria delle placche litosferiche non spiega la connessione tra movimenti delle placche e processi profondi. Abbiamo bisogno di una teoria che spieghi non solo la struttura e il movimento delle placche litosferiche, ma anche i processi che avvengono all'interno della Terra. Lo sviluppo di tale teoria è associato all'unificazione di specialisti come geologi, geofisici, geografi, fisici, matematici, chimici e molti altri.

La teoria della tettonica a placche è una scienza moderna sull'origine e lo sviluppo della litosfera terrestre. Le idee di base della teoria della tettonica a placche sono le seguenti. Le placche litosferiche si trovano sopra un guscio plastico e viscoso, astenosfera. L'astenosfera è uno strato di ridotta durezza e viscosità nella parte superiore del mantello terrestre. Le placche fluttuano e si muovono lentamente orizzontalmente attraverso l'astenosfera.

Quando le placche si allontanano, appaiono delle crepe sul lato opposto delle barriere oceaniche al centro della valle, che sono piene di giovani basalti che emergono dal mantello terrestre. Le placche oceaniche a volte finiscono sotto le placche continentali o scivolano l'una rispetto all'altra lungo piani di faglia verticali. L'espansione e lo strisciamento delle placche è compensato dalla nascita di nuova crosta oceanica nei siti delle fratture.

La scienza moderna spiega le ragioni del movimento delle placche litosferiche con il fatto che il calore si accumula nelle viscere della Terra, causando correnti di convezione sostanze del mantello. I pennacchi del mantello si trovano anche al confine tra nucleo e mantello. E le placche oceaniche raffreddate affondano gradualmente nel mantello. Ciò dà impulso ai processi idrodinamici. Le placche in caduta rimangono per circa 400 milioni di anni al limite dei 700 km, e dopo aver accumulato un peso sufficiente "fallire"attraverso i confini, nel mantello inferiore, raggiungendo la superficie del nucleo. Ciò fa sì che i pennacchi del mantello salgano in superficie. Al limite dei 700 km, questi getti si dividono e penetrano nel mantello superiore, generando in esso un flusso ascensionale. Al di sopra di queste correnti si forma una linea di separazione delle placche. Sotto l'influenza dei flussi del mantello, si verifica la tettonica a placche.

Nel 1912, il geofisico e meteorologo tedesco Alfred Wegener, basandosi sulla somiglianza delle coste atlantiche del Nord e del Sud America con l'Europa e l'Africa, nonché sulla base di dati paleontologici e geologici, dimostrò “ deriva dei continenti" Pubblicò questi dati nel 1915 in Germania.

Secondo questa teoria, i continenti “galleggiano” sul “lago” di basalto inferiore come iceberg. Secondo l'ipotesi di Wegener, 250 milioni di anni fa esisteva un supercontinente Pangea(gr. pan - tutto e gaya - Terra, cioè Tutta la Terra). Circa 200 milioni di anni fa la Pangea si divise in Laurasia nel nord e Gondwana nel sud. Tra di loro c'era il mare della Tetide.

L'esistenza del supercontinente Gondwana all'inizio dell'era mesozoica è confermata dalla somiglianza della topografia del Sud America, dell'Africa, dell'Australia e della penisola dell'Hindustan. Depositi di carbone sono stati trovati in Antartide, indicando che in un lontano passato questi luoghi avevano un clima caldo e una vegetazione abbondante.

I paleontologi hanno dimostrato che la flora e la fauna dei continenti formatisi dopo il crollo del Gondwana sono la stessa famiglia e formano un'unica famiglia. La somiglianza dei giacimenti di carbone dell'Europa e del Nord America e la somiglianza dei resti di dinosauri indicano che questi continenti si separarono in seguito Periodo Triassico.

Nel 20° secolo divenne chiaro che in mezzo agli oceani ci sono montagne sottomarine alte circa 2 km, larghe da 200 a 500 km e lunghe fino a diverse migliaia di km. Sono stati chiamati dorsali medio-oceaniche (CR). Queste creste coprivano l'intero pianeta in un anello. È stato stabilito che i luoghi più sismicamente attivi sulla superficie terrestre sono SKh. Il materiale principale di queste montagne è il basalto.

Gli scienziati hanno scoperto fosse oceaniche profonde (circa 10 km) sotto gli oceani, che si trovano principalmente sulle rive di continenti o isole. Sono stati scoperti negli oceani Pacifico e Indiano. Ma non ce ne sono nell’Oceano Atlantico. La grondaia più profonda è Fossa delle Marianne, profondo 11022 m, situato nell'Oceano Pacifico. IN grondaie profonde C'è una grande attività sismica e la crosta terrestre in questi luoghi cade nel mantello.

Lo scienziato americano G. Hess ha suggerito che il materiale del mantello attraverso le fessure del rift (eng. rift - rimozione, espansione) sale fino alle parti centrali della SR e, riempiendo le fessure, cristallizza, orientato nella direzione del campo magnetico terrestre . Dopo qualche tempo, mentre ci allontanavamo l'uno dall'altro, appare di nuovo una nuova crepa e il processo si ripete. Gli scienziati, tenendo conto della direzione del campo magnetico dei cristalli di origine vulcanica e della Terra, attraverso la correlazione, hanno stabilito la posizione e la direzione del movimento dei continenti in diversi tempi geologici. Estrapolazione nella direzione opposta al movimento dei continenti, ricevettero i supercontinenti Gondwana e Pangea.

Il luogo più attivo delle catene montuose è il passaggio della linea in mezzo alle creste, dove compaiono faglie che raggiungono il mantello. La lunghezza delle faglie varia da 10 km a 100 km. Le fratture dividono l'SH in due parti. Rift situati tra la penisola Arabia e Africa hanno una lunghezza di circa 6500 km. In totale, la lunghezza delle fratture oceaniche è di circa 90mila km.

Da allora si sono accumulate rocce sedimentarie Periodo Giurassico. Non ci sono rocce sedimentarie vicino al SKh e la direzione del campo magnetico dei cristalli coincide con la direzione del campo magnetico terrestre. Sulla base di questi dati, nel 1962, i geologi americani G. Hess e R. Dietz spiegarono le ragioni del verificarsi dell'SH con il fatto che la crosta terrestre sotto gli oceani scivola nella direzione opposta. E per questo motivo, appaiono le crepe della spaccatura e SH. Le cause della deriva dei continenti sono associate all'emergere di continenti continentali che, espandendosi, spingono via le placche litosferiche, mettendole così in movimento.

Sott'acqua le lastre sono pesanti, quando incontrano le placche continentali, cadono nel mantello terrestre. Vicino al Venezuela, la placca caraibica si sta spostando sotto la placca sudamericana. Negli ultimi anni, con l'aiuto dei veicoli spaziali, è stato stabilito che le velocità di movimento delle placche sono diverse. Ad esempio, la velocità di movimento della penisola Indostan a nord è di circa 6 cm/anno, America del Nord verso ovest - 5 cm/anno e Australia a nord-est - 14 cm/anno.

La velocità di formazione della nuova crosta terrestre è di 2,8 km 2 /anno. L'area degli SKh è di 310 milioni di km 2, quindi si sono formati in 110 milioni di anni. L'età delle rocce crostali dell'Oceano Pacifico occidentale è di 180 milioni di anni. Negli ultimi 2 miliardi di anni sono comparsi nuovi oceani e i vecchi oceani sono scomparsi circa 20 volte.

Il Sud America si separò dall’Africa 135 milioni di anni fa. Il Nord America si separò dall’Europa 85 milioni di anni fa. Piatto dell'Indostan 40 milioni di anni fa si scontrò con l'Eurasiatico, a seguito del quale apparvero le montagne Tibet e Himalaya. La scienza ha stabilito che dopo la formazione della crosta terrestre (4,2 miliardi di anni fa) a seguito di processi tettonici si disintegrò quattro volte e la formazione della Pangea con un periodo di circa un miliardo di anni.

L'attività vulcanica è concentrata nelle giunzioni delle placche. Lungo la linea di giunzione delle piastre sono presenti catene di vulcani, ad esempio, nelle Isole Hawaii e in Groenlandia. La lunghezza delle catene vulcaniche è attualmente di circa 37mila km. Gli scienziati ritengono che tra poche centinaia di milioni di anni l’Asia si unirà al Nord e al Sud America. L’Oceano Pacifico si chiuderà e l’Oceano Atlantico si espanderà.

Domande per l'autocontrollo

1. Qual è il nome della teoria sull'origine e lo sviluppo della litosfera terrestre?

2. Come si chiama lo strato di ridotta durezza e viscosità nella parte superiore del mantello terrestre?

3. Dove si allontanano le placche oceaniche sul lato opposto?

4. In che modo la scienza moderna spiega le ragioni del movimento delle placche litosferiche?

5. Quali placche stanno affondando nel mantello terrestre?

6. Cosa provoca la risalita in superficie dei pennacchi del mantello?

7. Chi e quando, sulla base della somiglianza delle coste atlantiche del Nord e del Sud America con l'Europa e l'Africa, ha dimostrato " deriva dei continenti».

8. Quanti milioni di anni fa esisteva il supercontinente? Pangea?

9. Quanti milioni di anni fa si è divisa la Pangea Laurasia nel nord e Gondwana al sud?

10. Dov'era il mare della Tetide?

11. Dove furono rinvenuti depositi di carbone, il che indica che in un lontano passato questi luoghi avevano un clima caldo e una vegetazione abbondante?

12. La flora e la fauna di quali continenti sono gli stessi e formano un'unica famiglia?

13. Cosa indica la somiglianza dei giacimenti di carbone in Europa e Nord America?

14. Quando hanno scoperto che in mezzo agli oceani ci sono dorsali oceaniche?

15.Dorsali medio-oceaniche coprono l'intero pianeta in un anello o no?

16. Dove si trovano le fosse oceaniche?

17. Quale fossa oceanica è la più profonda e dove si trova?

18. Quante parti sono divise da fratture (fessure) delle dorsali medio-oceaniche?

19. Quante migliaia di km sono in totale le spaccature oceaniche?

20. Chi e quando ha collegato le cause della deriva dei continenti con l'emersione delle dorsali medio-oceaniche?

21. Perché le placche sottomarine, quando incontrano le placche continentali, cadono nel mantello terrestre?

22. Di quanti cm/anno è la velocità del movimento? America del Nord verso ovest?

23. Di quanti cm/anno è la velocità del movimento? Australia a nord-est?

24. A quanti km 2 /anno è la velocità di formazione della nuova crosta terrestre?

25. Quanti milioni di km 2 di area dorsali oceaniche?

26. Quanti milioni di anni si sono formati? dorsali oceaniche?

27. Per quale motivo sorgono? catene di vulcani?

28. Su quali isole c'è una catena di vulcani?

29. Quante migliaia di chilometri sono attualmente lunghe le catene vulcaniche?

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Argomento 21. Ambiente e salute

La crosta terrestre è divisa da faglie in placche litosferiche, enormi blocchi solidi che raggiungono gli strati superiori del mantello. Sono parti grandi e stabili della crosta terrestre e sono in continuo movimento, scivolando lungo la superficie della Terra. Le placche litosferiche sono costituite da crosta continentale o oceanica e alcune combinano un massiccio continentale con uno oceanico. Esistono 7 placche litosferiche più grandi, che occupano il 90% della superficie del nostro pianeta: Antartide, Eurasiatica, Africana, Pacifico, Indoaustraliana, Sudamericana, Nordamericana. Oltre a loro, ci sono decine di lastre di medie dimensioni e molte piccole. Tra le lastre medie e quelle grandi si trovano fasce a forma di mosaico di lastrine di corteccia.

Teoria della tettonica a placche

La teoria delle placche litosferiche studia il loro movimento e i processi associati a questo movimento. Questa teoria afferma che la causa dei cambiamenti tettonici globali è il movimento orizzontale dei blocchi litosferici: le placche. La tettonica a placche esamina l'interazione e il movimento dei blocchi della crosta terrestre.

La teoria di Wagner

L'idea che le placche litosferiche si muovano orizzontalmente fu suggerita per la prima volta negli anni '20 da Alfred Wagner. Avanzò un'ipotesi sulla “deriva dei continenti”, ma all'epoca non fu riconosciuta come affidabile. Successivamente, negli anni '60, furono condotti studi sul fondo oceanico, a seguito dei quali furono confermate le ipotesi di Wagner sul movimento orizzontale delle placche e sulla presenza di processi di espansione oceanica, causati dalla formazione della crosta oceanica (diffusione) , è stato rivelato. Le principali disposizioni della teoria furono formulate nel 1967-68 dai geofisici americani J. Isaacs, C. Le Pichon, L. Sykes, J. Oliver, W. J. Morgan. Secondo questa teoria, i confini delle placche si trovano in zone di attività tettonica, sismica e vulcanica. I confini sono divergenti, trasformativi e convergenti.

Movimento delle placche litosferiche

Le placche litosferiche iniziano a muoversi a causa del movimento della materia situata nel mantello superiore. Nelle zone di frattura, questa sostanza sfonda la crosta, allontanando le placche. La maggior parte dei rift si trovano sul fondo dell'oceano, poiché la crosta terrestre è molto più sottile. Le più grandi fratture esistenti sulla terraferma si trovano vicino al Lago Baikal e ai Grandi Laghi africani. Il movimento delle placche litosferiche avviene ad una velocità di 1-6 cm all'anno. Quando si scontrano tra loro, ai loro confini sorgono sistemi montuosi in presenza di crosta continentale, e nel caso in cui una delle placche abbia crosta di origine oceanica, si formano fosse di acque profonde.

I principi di base della tettonica a placche si riducono a diversi punti.

1. Nella parte rocciosa superiore della Terra ci sono due conchiglie che differiscono significativamente nelle caratteristiche geologiche. Questi gusci sono la litosfera dura e fragile e l'astenosfera mobile sottostante. La base della litosfera è un'isoterma calda con una temperatura di 1300°C.
2. La litosfera è costituita da placche della crosta terrestre in continuo movimento lungo la superficie dell'astenosfera.

Maggiori informazioni nell'articolo Storia della teoria della tettonica a placche

La base della geologia teorica all'inizio del XX secolo era l'ipotesi della contrazione. La terra si raffredda come una mela cotta e su di essa compaiono rughe sotto forma di catene montuose. Queste idee sono state sviluppate dalla teoria delle geosincline, creata sulla base dello studio delle strutture piegate. Questa teoria fu formulata da J. Dan, che aggiunse all'ipotesi di contrazione il principio di isostasia. Secondo questo concetto, la Terra è costituita da graniti (continenti) e basalti (oceani). Quando la Terra si contrae, nei bacini oceanici si formano forze tangenziali che premono sui continenti. Questi ultimi si innalzano in catene montuose e poi crollano. Il materiale che risulta dalla distruzione si deposita nelle depressioni.

La lenta lotta tra i fissisti, come venivano chiamati i sostenitori dell’assenza di movimenti orizzontali significativi, e i mobilisti, che sostenevano che si stavano ancora muovendo, divampò con rinnovato vigore negli anni ’60, quando, in seguito allo studio del fondo del negli oceani, sono stati trovati indizi per comprendere la “macchina” chiamata Terra.

All'inizio degli anni '60 fu compilata una mappa in rilievo del fondale oceanico, che mostrava che le dorsali oceaniche si trovano al centro degli oceani, che si innalzano di 1,5-2 km sopra le pianure abissali coperte di sedimenti. Questi dati permisero a R. Dietz e G. Hess di avanzare l'ipotesi della diffusione nel 1962-1963. Secondo questa ipotesi la convezione avviene nel mantello ad una velocità di circa 1 cm/anno. I rami ascendenti delle celle di convezione trasportano il materiale del mantello sotto le dorsali medio-oceaniche, che rinnova il fondale oceanico nella parte assiale della dorsale ogni 300-400 anni. I continenti non galleggiano sulla crosta oceanica, ma si muovono lungo il mantello, essendo “saldati” passivamente nelle placche litosferiche. Secondo il concetto di espansione, i bacini oceanici hanno una struttura variabile e instabile, mentre i continenti sono stabili.

Nel 1963, l'ipotesi della diffusione ricevette un forte sostegno in relazione alla scoperta di anomalie magnetiche a strisce sul fondo dell'oceano. Sono stati interpretati come una registrazione delle inversioni del campo magnetico terrestre, registrate nella magnetizzazione dei basalti del fondo oceanico. Successivamente la tettonica a placche iniziò la sua marcia trionfante nelle scienze della Terra. Sempre più scienziati si resero conto che, piuttosto che perdere tempo a difendere il concetto di fissismo, era meglio guardare il pianeta dal punto di vista di una nuova teoria e, finalmente, cominciare a dare spiegazioni reali ai processi terrestri più complessi.

La tettonica delle placche è stata ora confermata da misurazioni dirette della velocità delle placche utilizzando l'interferometria della radiazione proveniente da quasar distanti e misurazioni tramite GPS. I risultati di molti anni di ricerca hanno pienamente confermato i principi di base della teoria della tettonica a placche.

Stato attuale della tettonica a placche

Negli ultimi decenni, la tettonica a placche ha cambiato significativamente i suoi principi di base. Oggigiorno possono essere formulati come segue:

• La parte superiore della Terra solida è divisa in una litosfera fragile e un'astenosfera plastica. La convezione nell'astenosfera è la causa principale del movimento delle placche.

• La litosfera è divisa in 8 placche grandi, decine di placche medie e molte piccole. Piccole lastre si trovano in cinture tra grandi lastre. L’attività sismica, tettonica e magmatica è concentrata ai confini delle placche.

• In prima approssimazione, le placche litosferiche sono descritte come corpi rigidi, e il loro moto obbedisce al teorema di rotazione di Eulero.

• Esistono tre tipi principali di movimenti relativi delle placche

1. divergenza (divergenza), espressa da rifting e diffusione;
2. convergenza (convergenza) espressa da subduzione e collisione;
3. movimenti trascorrenti lungo le faglie trasformi.

• La diffusione negli oceani è compensata dalla subduzione e dalla collisione lungo la loro periferia, e il raggio e il volume della Terra sono costanti (questa affermazione è costantemente discussa, ma non è mai stata confutata)

• Il movimento delle placche litosferiche è causato dal loro trascinamento da parte di correnti convettive nell'astenosfera.

Esistono due tipi fondamentalmente diversi di crosta terrestre: crosta continentale e crosta oceanica. Alcune placche litosferiche sono composte esclusivamente da crosta oceanica (un esempio è la più grande placca del Pacifico), altre sono costituite da un blocco di crosta continentale saldato alla crosta oceanica.

Oltre il 90% della superficie terrestre è ricoperta dalle 8 placche litosferiche più grandi:

Le placche di medie dimensioni includono il subcontinente arabo e le placche Cocos e Juan de Fuca, resti dell'enorme placca Faralon che formava gran parte del fondale dell'Oceano Pacifico ma che ora è scomparsa nella zona di subduzione sotto le Americhe.

La forza che muove le placche

Ora non c'è più alcun dubbio che il movimento delle placche avvenga a causa delle correnti termogravitazionali del mantello - convezione. La fonte di energia per queste correnti è il trasferimento di calore dalle parti centrali della Terra, che hanno una temperatura molto elevata (la temperatura interna stimata è di circa 5000°C). Le rocce riscaldate si espandono (vedi espansione termica), la loro densità diminuisce e galleggiano verso l'alto, lasciando il posto a rocce più fredde. Queste correnti possono chiudersi e formare cellule convettive stabili. In questo caso, nella parte superiore della cella, il flusso della materia avviene su un piano orizzontale ed è proprio questa parte che trasporta le piastre.

Pertanto, il movimento delle placche è una conseguenza del raffreddamento della Terra, durante il quale parte dell'energia termica viene convertita in lavoro meccanico, e il nostro pianeta, in un certo senso, è un motore termico.

Esistono diverse ipotesi riguardo la causa dell'elevata temperatura dell'interno della Terra. All'inizio del XX secolo era diffusa l'ipotesi della natura radioattiva di questa energia. Sembrava essere confermato dalle stime della composizione della crosta superiore, che mostravano concentrazioni molto significative di uranio, potassio e altri elementi radioattivi, ma in seguito si è scoperto che il contenuto di elementi radioattivi diminuisce drasticamente con la profondità. Un altro modello spiega il riscaldamento mediante differenziazione chimica della Terra. Il pianeta era originariamente una miscela di silicati e sostanze metalliche. Ma contemporaneamente alla formazione del pianeta iniziò la sua differenziazione in gusci separati. La parte metallica più densa si precipitò al centro del pianeta e i silicati si concentrarono nei gusci superiori. Allo stesso tempo, l’energia potenziale del sistema diminuisce e viene convertita in energia termica. Altri ricercatori ritengono che il riscaldamento del pianeta sia avvenuto a seguito dell'accrescimento durante gli impatti dei meteoriti sulla superficie del nascente corpo celeste.

Forze secondarie

La convezione termica gioca un ruolo decisivo nei movimenti delle piastre, ma oltre ad essa, sulle piastre agiscono forze più piccole ma non meno importanti.

Quando la crosta oceanica sprofonda nel mantello, i basalti di cui è composta si trasformano in eclogiti, rocce più dense delle normali rocce del mantello: le peridotiti. Pertanto, questa parte della placca oceanica sprofonda nel mantello, trascinando con sé la parte non ancora eclogitizzata.

Confini divergenti o confini delle placche

Questi sono i confini tra le placche che si muovono in direzioni opposte. Nella topografia della Terra, questi confini sono espressi come fratture, dove predominano le deformazioni di trazione, lo spessore della crosta è ridotto, il flusso di calore è massimo e si verifica il vulcanismo attivo. Se un tale confine si forma su un continente, si forma una spaccatura continentale, che può successivamente trasformarsi in un bacino oceanico con una spaccatura oceanica al centro. Nei rift oceanici, a seguito dell'espansione, si forma nuova crosta oceanica.

Spaccature oceaniche

Sulla crosta oceanica, i rift sono limitati alle parti centrali delle dorsali oceaniche. In essi si forma una nuova crosta oceanica. La loro lunghezza totale è di oltre 60mila chilometri. Sono associati a molti che trasportano una parte significativa del calore profondo e degli elementi disciolti nell'oceano. Le fonti ad alta temperatura sono chiamate fumatori neri e ad esse sono associate significative riserve di metalli non ferrosi.

Spaccature continentali

La disgregazione del continente in parti inizia con la formazione di una spaccatura. La crosta si assottiglia e si allontana e inizia il magmatismo. Si forma un'estesa depressione lineare, profonda circa centinaia di metri, limitata da una serie di faglie. Successivamente, sono possibili due scenari: o l'espansione del rift si ferma e si riempie di rocce sedimentarie, trasformandosi in un aulacogeno, oppure i continenti continuano ad allontanarsi e tra di loro, già nei tipici rift oceanici, inizia a formarsi la crosta oceanica. .

Confini convergenti

Maggiori informazioni nell'articolo Zona di subduzione

I confini convergenti sono i confini in cui le placche si scontrano. Sono possibili tre opzioni:

1. Piatto continentale con piatto oceanico. La crosta oceanica è più densa della crosta continentale e sprofonda sotto il continente in una zona di subduzione.
2. Piatto oceanico con piatto oceanico. In questo caso, una delle placche si insinua sotto l'altra e si forma anche una zona di subduzione, sopra la quale si forma un arco insulare.
3. Piatto continentale con piatto continentale. Si verifica una collisione e appare una potente area piegata. Un classico esempio è l’Himalaya.

In rari casi, la crosta oceanica viene spinta sulla crosta continentale: obduzione. Grazie a questo processo sono emerse le ofioliti di Cipro, Nuova Caledonia, Oman e altri.

Nelle zone di subduzione, la crosta oceanica viene assorbita, compensando così la sua comparsa nel MOR. In essi avvengono processi e interazioni estremamente complessi tra crosta e mantello. Pertanto, la crosta oceanica può trascinare nel mantello blocchi di crosta continentale che, a causa della loro bassa densità, vengono riesumati nella crosta. È così che nascono i complessi metamorfici di altissima pressione, uno degli oggetti più apprezzati della moderna ricerca geologica.

La maggior parte delle zone di subduzione moderne si trovano lungo la periferia dell'Oceano Pacifico, formando l'Anello di Fuoco del Pacifico. I processi che si verificano nella zona di convezione delle placche sono giustamente considerati tra i più complessi della geologia. Mescola blocchi di diversa origine, formando una nuova crosta continentale.

Margini continentali attivi

Maggiori informazioni nell'articolo Margine continentale attivo

Un margine continentale attivo si verifica dove la crosta oceanica subduce sotto un continente. Il modello di questa situazione geodinamica è spesso chiamato la costa occidentale del Sud America; Andino tipo di margine continentale. Il margine continentale attivo è caratterizzato da numerosi vulcani e da un magmatismo generalmente potente. Le fusioni hanno tre componenti: la crosta oceanica, il mantello sopra di essa e la crosta continentale inferiore.

Al di sotto del margine continentale attivo, esiste un'interazione meccanica attiva tra le placche oceaniche e continentali. A seconda della velocità, dell’età e dello spessore della crosta oceanica sono possibili diversi scenari di equilibrio. Se la placca si muove lentamente e ha uno spessore relativamente basso, il continente ne raschia la copertura sedimentaria. Le rocce sedimentarie vengono frantumate in pieghe intense, metamorfizzate e diventano parte della crosta continentale. La struttura che si forma si chiama cuneo di accrezione. Se la velocità della placca in subduzione è elevata e la copertura sedimentaria è sottile, la crosta oceanica cancella il fondo del continente e lo attira nel mantello.

Archi dell'isola

Arco dell'isola

Maggiori informazioni nell'articolo Isola Arc

Gli archi insulari sono catene di isole vulcaniche sopra una zona di subduzione, che si verificano dove una placca oceanica subduce sotto un'altra placca oceanica. I tipici archi insulari moderni includono le Isole Aleutine, le Curili, le Isole Marianne e molti altri arcipelaghi. Le Isole Giapponesi vengono spesso chiamate anche arco insulare, ma la loro fondazione è molto antica e infatti furono formate da più complessi di archi insulari in epoche diverse, per cui le Isole Giapponesi sono un microcontinente.

Gli archi insulari si formano quando due placche oceaniche si scontrano. In questo caso una delle placche finisce sul fondo e viene assorbita dal mantello. I vulcani ad arco insulare si formano sulla placca superiore. Il lato curvo dell'arco dell'isola è diretto verso la piastra assorbita. Su questo lato c'è una fossa di acque profonde e una depressione dell'avambraccio.

Dietro l’arco insulare si trova un bacino di retroarco (esempi tipici: Mar di Okhotsk, Mar Cinese Meridionale, ecc.) in cui può verificarsi anche la diffusione.

Collisione continentale

Collisione di continenti

Maggiori informazioni nell'articolo Collisione continentale

La collisione delle placche continentali porta al collasso della crosta e alla formazione di catene montuose. Un esempio di collisione è la cintura montuosa alpino-himalayana, formata a seguito della chiusura dell'oceano Tetide e della collisione con la placca eurasiatica dell'Hindustan e dell'Africa. Di conseguenza, lo spessore della crosta aumenta notevolmente; sotto l'Himalaya raggiunge i 70 km. Questa è una struttura instabile; è intensamente distrutta dall'erosione superficiale e tettonica. Nella crosta con uno spessore nettamente aumentato, i graniti vengono fusi da rocce sedimentarie ed ignee metamorfizzate. È così che si sono formati i batoliti più grandi, ad esempio Angara-Vitimsky e Zerendinsky.

Trasformare i confini

Dove le placche si muovono parallelamente, ma a velocità diverse, si formano faglie trasformi: enormi faglie di taglio, diffuse negli oceani e rare nei continenti.

Trasformare i difetti

Maggiori dettagli nell'articolo Errore di trasformazione

Negli oceani, le faglie trasformi corrono perpendicolari alle dorsali medio-oceaniche (MOR) e le dividono in segmenti larghi in media 400 km. Tra i segmenti della cresta è presente una parte attiva della faglia trasformata. In quest'area si verificano costantemente terremoti e formazione di montagne; attorno alla faglia si formano numerose strutture di piumaggio: spinte, pieghe e graben; Di conseguenza, le rocce del mantello sono spesso esposte nella zona di faglia.

Su entrambi i lati dei segmenti MOR ci sono parti inattive di faglie trasformi. Non ci sono movimenti attivi in ​​essi, ma sono chiaramente espressi nella topografia del fondale oceanico da sollevamenti lineari con una depressione centrale. .

Le faglie trasformi formano una rete regolare e, ovviamente, non si verificano per caso, ma per ragioni fisiche oggettive. Una combinazione di dati di modellazione numerica, esperimenti termofisici e osservazioni geofisiche ha permesso di scoprire che la convezione del mantello ha una struttura tridimensionale. Oltre al flusso principale proveniente dal MOR, nella cella convettiva si formano correnti longitudinali dovute al raffreddamento della parte superiore del flusso. Questa sostanza raffreddata precipita lungo la direzione principale del flusso del mantello. Le faglie di trasformazione si trovano nelle zone di questo flusso discendente secondario. Questo modello concorda bene con i dati sul flusso di calore: una diminuzione del flusso di calore si osserva sopra le faglie di trasformazione.

Spostamenti continentali

Maggiori dettagli nell'articolo Shift

I confini delle placche trascorrenti sui continenti sono relativamente rari. Forse l’unico esempio attualmente attivo di confine di questo tipo è la faglia di Sant’Andrea, che separa la placca nordamericana da quella del Pacifico. La faglia di San Andreas, lunga 800 miglia, è una delle aree più sismicamente attive del pianeta: le placche si muovono l'una rispetto all'altra di 0,6 cm all'anno, i terremoti con una magnitudo superiore a 6 unità si verificano in media una volta ogni 22 anni. La città di San Francisco e gran parte dell'area della Baia di San Francisco sono costruite in prossimità di questa faglia.

Processi entro la piastra

Le prime formulazioni della tettonica a placche sostenevano che il vulcanismo e i fenomeni sismici si concentrassero lungo i confini delle placche, ma presto divenne chiaro che specifici processi tettonici e magmatici si verificano anche all'interno delle placche, anch'essi interpretati nell'ambito di questa teoria. Tra i processi intraplacca, un posto speciale è stato occupato dai fenomeni di magmatismo basaltico a lungo termine in alcune aree, i cosiddetti punti caldi.

Punti caldi

Sul fondo degli oceani si trovano numerose isole vulcaniche. Alcuni di essi si trovano in catene con epoche che cambiano successivamente. Un classico esempio di tale cresta sottomarina è la Hawaiian Underwater Ridge. Sorge sopra la superficie dell'oceano sotto forma delle Isole Hawaii, da cui una catena di montagne sottomarine con età in continuo aumento si dirige verso nord-ovest, alcune delle quali, ad esempio, l'atollo di Midway, emergono in superficie. Ad una distanza di circa 3000 km dalle Hawaii, la catena gira leggermente verso nord, ed è già chiamata Imperial Ridge. Si interrompe in una fossa di acque profonde di fronte all'arco insulare delle Aleutine.

Per spiegare questa straordinaria struttura, è stato suggerito che sotto le Isole Hawaii ci sia un punto caldo, un luogo dove un flusso di mantello caldo sale in superficie, che scioglie la crosta oceanica che si muove sopra di esso. Ci sono molti di questi punti ora installati sulla Terra. Il flusso del mantello che li provoca è stato chiamato pennacchio. In alcuni casi si presuppone un'origine eccezionalmente profonda del materiale del pennacchio, fino al confine nucleo-mantello.

Trappole e altipiani oceanici

Oltre ai punti caldi a lungo termine, a volte si verificano enormi fuoriuscite di scioglimento all’interno delle placche, che formano trappole sui continenti e altipiani oceanici negli oceani. La particolarità di questo tipo di magmatismo è che si verifica in un breve tempo geologico dell'ordine di diversi milioni di anni, ma copre aree enormi (decine di migliaia di km²) e viene colato un volume colossale di basalti, paragonabile alla loro quantità cristallizzare nelle dorsali oceaniche.

Sono note le trappole siberiane sulla piattaforma della Siberia orientale, le trappole dell'altopiano del Deccan nel continente indostano e molte altre. Anche i flussi del mantello caldo sono considerati la causa della formazione di trappole, ma a differenza dei punti caldi, agiscono per un breve periodo e la differenza tra loro non è del tutto chiara.

I punti caldi e le trappole hanno dato origine alla creazione del cosiddetto geotettonica dei pennacchi, in cui si afferma che non solo la convezione regolare, ma anche i pennacchi svolgono un ruolo significativo nei processi geodinamici. La tettonica a pennacchi non contraddice la tettonica a placche, ma la integra.

La tettonica a placche come sistema di scienze

Mappa delle placche tettoniche

Ora la tettonica non può più essere considerata un concetto puramente geologico. Svolge un ruolo chiave in tutte le geoscienze; ​​sono emersi diversi approcci metodologici con concetti e principi di base diversi.

Dal punto di vista approccio cinematico, i movimenti delle piastre possono essere descritti dalle leggi geometriche del movimento delle figure su una sfera. La Terra è vista come un mosaico di placche di diverse dimensioni che si muovono l'una rispetto all'altra e rispetto al pianeta stesso. I dati paleomagnetici ci permettono di ricostruire la posizione del polo magnetico rispetto a ciascuna placca in diversi momenti nel tempo. La generalizzazione dei dati per le diverse piastre ha portato alla ricostruzione dell'intera sequenza dei movimenti relativi delle piastre. La combinazione di questi dati con le informazioni ottenute da punti caldi fissi ha permesso di determinare i movimenti assoluti delle placche e la storia del movimento dei poli magnetici della Terra.

Approccio termofisico considera la Terra come una macchina termica, in cui l'energia termica viene parzialmente convertita in energia meccanica. Nell'ambito di questo approccio, il movimento della materia negli strati interni della Terra è modellato come un flusso di un fluido viscoso, descritto dalle equazioni di Navier-Stokes. La convezione del mantello è accompagnata da transizioni di fase e reazioni chimiche, che svolgono un ruolo decisivo nella struttura dei flussi del mantello. Sulla base dei dati geofisici, dei risultati di esperimenti termofisici e di calcoli analitici e numerici, gli scienziati stanno cercando di dettagliare la struttura della convezione del mantello, trovare velocità di flusso e altre importanti caratteristiche dei processi profondi. Questi dati sono particolarmente importanti per comprendere la struttura delle parti più profonde della Terra: il mantello inferiore e il nucleo, che sono inaccessibili per lo studio diretto, ma che senza dubbio hanno un enorme impatto sui processi che si verificano sulla superficie del pianeta.

Approccio geochimico. Per la geochimica, la tettonica a placche è importante in quanto meccanismo per il continuo scambio di materia ed energia tra i diversi strati della Terra. Ogni ambiente geodinamico è caratterizzato da specifiche associazioni rocciose. A loro volta, queste caratteristiche possono essere utilizzate per determinare l'ambiente geodinamico in cui si è formata la roccia.

Approccio storico. In termini di storia del pianeta Terra, la tettonica a placche è la storia dell’unione e della separazione dei continenti, della nascita e del declino delle catene vulcaniche e della comparsa e chiusura di oceani e mari. Ora, per i grandi blocchi della crosta la storia dei movimenti è stata stabilita in grande dettaglio e per un periodo di tempo significativo, ma per le piccole placche le difficoltà metodologiche sono molto maggiori. I processi geodinamici più complessi si verificano nelle zone di collisione delle placche, dove si formano catene montuose, composte da tanti piccoli blocchi eterogenei - terrane, effettuate nel 1999 dalla stazione spaziale Proterozoica. Prima di ciò, il mantello potrebbe aver avuto una diversa struttura di trasferimento di massa, in cui la convezione turbolenta e i pennacchi giocavano un ruolo importante piuttosto che i flussi convettivi costanti.

Movimenti passati delle placche

Maggiori informazioni nell'articolo Storia del movimento delle placche

La ricostruzione dei movimenti delle placche del passato è uno dei principali argomenti della ricerca geologica. Con vari gradi di dettaglio è stata ricostruita la posizione dei continenti e dei blocchi da cui si sono formati fino all'Archeano.

Si sposta verso nord e schiaccia la placca eurasiatica, ma, a quanto pare, la risorsa di questo movimento è quasi esaurita, e nel prossimo periodo geologico sorgerà una nuova zona di subduzione nell'Oceano Indiano, in cui la crosta oceanica dell'Oceano Indiano sarà assorbito sotto il continente indiano.

L'influenza dei movimenti delle placche sul clima

La posizione delle grandi masse continentali nelle regioni subpolari contribuisce ad una diminuzione generale della temperatura del pianeta, poiché sui continenti possono formarsi calotte glaciali. Quanto più diffusa è la glaciazione, tanto maggiore è l'albedo del pianeta e tanto più bassa è la temperatura media annuale.

Inoltre, la posizione relativa dei continenti determina la circolazione oceanica e atmosferica.

Tuttavia, uno schema semplice e logico: i continenti nelle regioni polari - glaciazione, i continenti nelle regioni equatoriali - aumento della temperatura, risulta essere errato se confrontato con i dati geologici sul passato della Terra. La glaciazione quaternaria in realtà si verificò quando l'Antartide si spostò nella regione del Polo Sud e, nell'emisfero settentrionale, l'Eurasia e il Nord America si avvicinarono al Polo Nord. D'altra parte, la più forte glaciazione proterozoica, durante la quale la Terra era quasi completamente ricoperta di ghiaccio, si verificò quando la maggior parte delle masse continentali si trovava nella regione equatoriale.

Inoltre, cambiamenti significativi nella posizione dei continenti si verificano in un periodo di circa decine di milioni di anni, mentre la durata totale delle ere glaciali è di circa diversi milioni di anni e durante un'era glaciale si verificano cambiamenti ciclici di glaciazioni e periodi interglaciali. Tutti questi cambiamenti climatici avvengono rapidamente rispetto alla velocità del movimento continentale, e quindi il movimento delle placche non può esserne la causa.

Da quanto sopra segue che i movimenti delle placche non svolgono un ruolo decisivo nel cambiamento climatico, ma possono essere un importante fattore aggiuntivo che li “spinge”.

Il significato della tettonica a placche

La tettonica a placche ha svolto nelle scienze della Terra un ruolo paragonabile al concetto eliocentrico in astronomia o alla scoperta del DNA in genetica. Prima dell'adozione della teoria della tettonica a placche, le scienze della Terra erano di natura descrittiva. Hanno raggiunto un alto livello di perfezione nella descrizione degli oggetti naturali, ma raramente sono riusciti a spiegare le cause dei processi. Concetti opposti potrebbero dominare in diversi rami della geologia. La tettonica a placche collegava le varie scienze della Terra e conferiva loro potere predittivo.

VE Khain. su regioni e scale temporali più piccole.

Le placche litosferiche della Terra sono enormi blocchi. La loro fondazione è formata da rocce ignee metamorfizzate di granito fortemente piegate. I nomi delle placche litosferiche verranno forniti nell'articolo seguente. Dall'alto sono coperti da una "copertura" di tre o quattro chilometri. È formato da rocce sedimentarie. La piattaforma ha una topografia costituita da catene montuose isolate e vaste pianure. Successivamente verrà considerata la teoria del movimento delle placche litosferiche.

Emersione di un'ipotesi

La teoria del movimento delle placche litosferiche apparve all'inizio del XX secolo. Successivamente, era destinata a svolgere un ruolo importante nell'esplorazione planetaria. Lo scienziato Taylor, e dopo di lui Wegener, avanzarono l'ipotesi che nel tempo le placche litosferiche si spostano in direzione orizzontale. Tuttavia, negli anni Trenta del XX secolo, si diffuse un'opinione diversa. Secondo lui, il movimento delle placche litosferiche è avvenuto verticalmente. Questo fenomeno era basato sul processo di differenziazione della materia del mantello del pianeta. Venne chiamato fissismo. Questo nome era dovuto al fatto che veniva riconosciuta la posizione permanentemente fissa di sezioni della crosta rispetto al mantello. Ma nel 1960, dopo la scoperta di un sistema globale di dorsali medio-oceaniche che circondano l’intero pianeta e in alcune zone raggiungono la terra, si è tornati all’ipotesi dell’inizio del XX secolo. Tuttavia, la teoria ha assunto una nuova forma. La tettonica a blocchi è diventata un'ipotesi principale nelle scienze che studiano la struttura del pianeta.

Disposizioni fondamentali

È stato determinato che esistono grandi placche litosferiche. Il loro numero è limitato. Ci sono anche placche litosferiche più piccole della Terra. I confini tra loro sono tracciati in base alla concentrazione nei focolai del terremoto.

I nomi delle placche litosferiche corrispondono alle regioni continentali e oceaniche situate sopra di esse. Ci sono solo sette blocchi con un'area enorme. Le placche litosferiche più grandi sono quella sudamericana e nordamericana, euroasiatica, africana, antartica, pacifica e indoaustraliana.

I blocchi che galleggiano sull'astenosfera si distinguono per la loro solidità e rigidità. Le aree sopra indicate costituiscono le principali placche litosferiche. Secondo le idee iniziali, si credeva che i continenti si facessero strada attraverso il fondo dell'oceano. In questo caso, il movimento delle placche litosferiche è stato effettuato sotto l'influenza di una forza invisibile. Come risultato degli studi, è stato rivelato che i blocchi galleggiano passivamente lungo il materiale del mantello. Vale la pena notare che la loro direzione è prima verticale. Il materiale del mantello sale verso l'alto sotto la cresta della cresta. Quindi la propagazione avviene in entrambe le direzioni. Di conseguenza, si osserva la divergenza delle placche litosferiche. Questo modello rappresenta il fondale oceanico come un gigantesco fondale che emerge in superficie nelle regioni del rift delle dorsali oceaniche. Quindi si nasconde nelle fosse profonde.

La divergenza delle placche litosferiche provoca l'espansione dei fondali oceanici. Tuttavia, il volume del pianeta, nonostante ciò, rimane costante. Il fatto è che la nascita di nuova crosta è compensata dal suo assorbimento nelle aree di subduzione (sottoscorrimento) nelle fosse profonde.

Perché le placche litosferiche si muovono?

Il motivo è la convezione termica del materiale del mantello del pianeta. La litosfera si allunga e si solleva, cosa che avviene sopra i rami ascendenti delle correnti convettive. Ciò provoca il movimento delle placche litosferiche ai lati. Man mano che la piattaforma si allontana dalle fratture oceaniche, la piattaforma diventa più densa. Diventa più pesante, la sua superficie sprofonda. Ciò spiega l’aumento della profondità dell’oceano. Di conseguenza, la piattaforma sprofonda nelle fosse profonde. Man mano che il mantello riscaldato decade, si raffredda e affonda, formando bacini pieni di sedimenti.

Le zone di collisione delle placche sono aree in cui la crosta e la piattaforma subiscono compressione. A questo proposito, il potere del primo aumenta. Di conseguenza, inizia il movimento verso l'alto delle placche litosferiche. Porta alla formazione delle montagne.

Ricerca

Lo studio oggi viene effettuato utilizzando metodi geodetici. Ci permettono di trarre una conclusione sulla continuità e l'ubiquità dei processi. Vengono inoltre identificate le zone di collisione delle placche litosferiche. La velocità di sollevamento può arrivare fino a decine di millimetri.

Le placche litosferiche orizzontalmente grandi galleggiano un po' più velocemente. In questo caso, la velocità può raggiungere i dieci centimetri nel corso di un anno. Quindi, ad esempio, San Pietroburgo è già aumentata di un metro durante l'intero periodo della sua esistenza. Penisola scandinava - di 250 m in 25.000 anni. Il materiale del mantello si muove relativamente lentamente. Tuttavia, di conseguenza, si verificano terremoti e altri fenomeni. Ciò ci consente di concludere sull'elevata potenza del movimento materiale.

Utilizzando la posizione tettonica delle placche, i ricercatori spiegano molti fenomeni geologici. Allo stesso tempo, durante lo studio è diventato chiaro che la complessità dei processi che si verificano con la piattaforma era molto maggiore di quanto sembrasse all'inizio dell'ipotesi.

La tettonica a placche non è stata in grado di spiegare i cambiamenti nell'intensità della deformazione e del movimento, la presenza di una rete globale stabile di faglie profonde e alcuni altri fenomeni. Resta aperta anche la questione dell'inizio storico dell'azione. Segni diretti che indicano processi tettonici a placche sono noti sin dal tardo periodo Proterozoico. Tuttavia, un certo numero di ricercatori riconosce la loro manifestazione dall'Archeano o dal Proterozoico inferiore.

Opportunità di ricerca in espansione

L'avvento della tomografia sismica ha portato alla transizione di questa scienza a un livello qualitativamente nuovo. A metà degli anni Ottanta del secolo scorso, la geodinamica profonda divenne la direzione più promettente e più giovane di tutte le geoscienze esistenti. Tuttavia, nuovi problemi sono stati risolti utilizzando non solo la tomografia sismica. Anche altre scienze vennero in soccorso. Questi includono, in particolare, la mineralogia sperimentale.

Grazie alla disponibilità di nuove apparecchiature è stato possibile studiare il comportamento delle sostanze a temperature e pressioni corrispondenti a quelle massime nelle profondità del mantello. La ricerca ha utilizzato anche metodi di geochimica isotopica. Questa scienza studia, in particolare, l'equilibrio isotopico di elementi rari, nonché di gas nobili in vari gusci terrestri. In questo caso, gli indicatori vengono confrontati con i dati dei meteoriti. Vengono utilizzati metodi di geomagnetismo, con l'aiuto dei quali gli scienziati cercano di scoprire le cause e i meccanismi delle inversioni nel campo magnetico.

Pittura moderna

L’ipotesi della tettonica della piattaforma continua a spiegare in modo soddisfacente il processo di sviluppo della crosta almeno negli ultimi tre miliardi di anni. Allo stesso tempo, ci sono misurazioni satellitari, secondo le quali è confermato il fatto che le principali placche litosferiche della Terra non si fermano. Di conseguenza, emerge una certa immagine.

Nella sezione trasversale del pianeta ci sono tre strati più attivi. Lo spessore di ciascuno di essi è di diverse centinaia di chilometri. Si presume che a loro venga affidato il ruolo principale nella geodinamica globale. Nel 1972, Morgan confermò l'ipotesi dei getti ascendenti del mantello avanzata nel 1963 da Wilson. Questa teoria spiegava il fenomeno del magnetismo intraplacca. La tettonica a pennacchio risultante è diventata sempre più popolare nel tempo.

Geodinamica

Con il suo aiuto, viene esaminata l'interazione di processi piuttosto complessi che si verificano nel mantello e nella crosta. Secondo il concetto delineato da Artyushkov nella sua opera “Geodinamica”, la differenziazione gravitazionale della materia funge da principale fonte di energia. Questo processo è osservato nel mantello inferiore.

Dopo che i componenti pesanti (ferro, ecc.) si sono separati dalla roccia, rimane una massa più leggera di solidi. Scende nel nucleo. Il posizionamento di uno strato più leggero sotto uno più pesante è instabile. A questo proposito, il materiale di accumulo viene periodicamente raccolto in blocchi abbastanza grandi che galleggiano verso gli strati superiori. La dimensione di tali formazioni è di circa cento chilometri. Questo materiale è stato la base per la formazione della tomaia

Lo strato inferiore rappresenta probabilmente la sostanza primaria indifferenziata. Durante l'evoluzione del pianeta, a causa del mantello inferiore, cresce il mantello superiore e aumenta il nucleo. È più probabile che blocchi di materiale leggero si sollevino nel mantello inferiore lungo i canali. La temperatura di massa al loro interno è piuttosto alta. La viscosità è notevolmente ridotta. L'aumento della temperatura è facilitato dal rilascio di una grande quantità di energia potenziale durante la risalita della materia nella regione di gravità ad una distanza di circa 2000 km. Nel corso del movimento lungo tale canale, si verifica un forte riscaldamento delle masse leggere. A questo proposito, la sostanza entra nel mantello ad una temperatura sufficientemente elevata e con un peso significativamente inferiore rispetto agli elementi circostanti.

A causa della densità ridotta, il materiale leggero galleggia negli strati superiori fino a una profondità di 100-200 chilometri o meno. Al diminuire della pressione, il punto di fusione dei componenti della sostanza diminuisce. Dopo la differenziazione primaria a livello del nucleo-mantello, avviene la differenziazione secondaria. A profondità basse la sostanza leggera subisce parzialmente la fusione. Durante la differenziazione vengono rilasciate sostanze più dense. Affondano negli strati inferiori del mantello superiore. I componenti più leggeri rilasciati, di conseguenza, salgono verso l'alto.

Il complesso dei movimenti delle sostanze nel mantello associati alla ridistribuzione di masse di diversa densità a seguito della differenziazione è chiamato convezione chimica. La risalita delle masse leggere avviene con una periodicità di circa 200 milioni di anni. Tuttavia, la penetrazione nel mantello superiore non si osserva ovunque. Nello strato inferiore, i canali si trovano a una distanza sufficientemente ampia l'uno dall'altro (fino a diverse migliaia di chilometri).

Blocchi di sollevamento

Come accennato in precedenza, in quelle zone in cui vengono introdotte nell'astenosfera grandi masse di materiale leggermente riscaldato, si verifica una fusione e una differenziazione parziale. In quest'ultimo caso si segnala il rilascio dei componenti e la loro successiva risalita. Attraversano l'astenosfera abbastanza rapidamente. Quando raggiungono la litosfera, la loro velocità diminuisce. In alcune zone la sostanza forma accumuli di mantello anomalo. Si trovano, di regola, negli strati superiori del pianeta.

Mantello anomalo

La sua composizione corrisponde approssimativamente alla normale materia del mantello. La differenza tra l'ammasso anomalo è una temperatura più elevata (fino a 1300-1500 gradi) e una velocità ridotta delle onde elastiche longitudinali.

L'ingresso di materia sotto la litosfera provoca un sollevamento isostatico. A causa dell'aumento della temperatura, l'ammasso anomalo ha una densità inferiore rispetto al mantello normale. Inoltre, c'è una leggera viscosità della composizione.

Nel processo di raggiungimento della litosfera, il mantello anomalo si distribuisce abbastanza rapidamente lungo la base. Allo stesso tempo, sposta la sostanza più densa e meno riscaldata dell'astenosfera. Man mano che il movimento procede, l'accumulo anomalo riempie le zone in cui la base della piattaforma si trova in uno stato elevato (trappole) e scorre intorno alle zone profondamente sommerse. Di conseguenza, nel primo caso si ha un aumento isostatico. Al di sopra delle zone sommerse la crosta rimane stabile.

Trappole

Il processo di raffreddamento dello strato superiore del mantello e della crosta fino a una profondità di circa cento chilometri avviene lentamente. Nel complesso, ci vogliono diverse centinaia di milioni di anni. A questo proposito, le eterogeneità nello spessore della litosfera, spiegate dalle differenze di temperatura orizzontali, hanno un'inerzia abbastanza grande. Nel caso in cui la trappola sia posizionata in prossimità del flusso ascensionale di un accumulo anomalo proveniente dal profondo, una grande quantità di sostanza viene catturata da una sostanza molto riscaldata. Di conseguenza, si forma un elemento montuoso abbastanza grande. Secondo questo schema, si verificano elevati sollevamenti nell'area dell'orogenesi dell'epipiattaforma in

Descrizione dei processi

Nella trappola, lo strato anomalo subisce una compressione di 1-2 chilometri durante il raffreddamento. La crosta situata in alto affonda. I sedimenti iniziano ad accumularsi nella depressione formata. La loro gravità contribuisce a un cedimento ancora maggiore della litosfera. Di conseguenza, la profondità del bacino può variare da 5 a 8 km. Allo stesso tempo, quando il mantello si compatta nella parte inferiore dello strato basaltico nella crosta, si può osservare una trasformazione di fase della roccia in eclogite e granulite granata. A causa del flusso di calore che fuoriesce dalla sostanza anomala, il mantello sovrastante si riscalda e la sua viscosità diminuisce. A questo proposito, c’è un graduale spostamento dell’accumulazione normale.

Scostamenti orizzontali

Quando i sollevamenti si formano quando il mantello anomalo entra nella crosta dei continenti e degli oceani, l’energia potenziale immagazzinata negli strati superiori del pianeta aumenta. Per scaricare le sostanze in eccesso tendono ad allontanarsi. Di conseguenza, si formano ulteriori sollecitazioni. Sono associati a diversi tipi di movimento delle placche e della crosta.

L'espansione del fondale oceanico e il galleggiamento dei continenti sono una conseguenza della simultanea espansione delle dorsali e dello sprofondamento della piattaforma nel mantello. Sotto il primo si trovano grandi masse di materia anomala altamente riscaldata. Nella parte assiale di queste creste quest'ultima si trova direttamente sotto la crosta. La litosfera qui ha uno spessore significativamente inferiore. Allo stesso tempo, il mantello anomalo si estende in una zona di alta pressione - in entrambe le direzioni da sotto la cresta. Allo stesso tempo, strappa abbastanza facilmente la crosta oceanica. La fessura è piena di magma basaltico. A sua volta, viene sciolto dal mantello anomalo. Nel processo di solidificazione del magma se ne forma uno nuovo. Ecco come cresce il fondo.

Caratteristiche del processo

Al di sotto delle creste mediane, il mantello anomalo presenta una viscosità ridotta a causa dell'aumento della temperatura. La sostanza può diffondersi abbastanza rapidamente. A questo proposito, la crescita del fondo avviene a un ritmo maggiore. Anche l'astenosfera oceanica ha una viscosità relativamente bassa.

Le principali placche litosferiche della Terra fluttuano dalle creste ai siti di subsidenza. Se queste aree si trovano nello stesso oceano, il processo avviene a una velocità relativamente elevata. Questa situazione è tipica per l'Oceano Pacifico oggi. Se l'espansione del fondo e la subsidenza si verificano in aree diverse, il continente situato tra di loro si sposta nella direzione in cui si verifica l'approfondimento. Sotto i continenti, la viscosità dell'astenosfera è maggiore che sotto gli oceani. A causa dell'attrito risultante appare una notevole resistenza al movimento. Il risultato è una riduzione della velocità con cui avviene l’espansione del fondale marino, a meno che non vi sia una compensazione per la subsidenza del mantello nella stessa area. Pertanto, l’espansione nell’Oceano Pacifico è più rapida che nell’Atlantico.