Движение плит
Характер движения плит определяет и то, что происходит на их границах. Некоторые плиты расходятся, другие сталкиваются, а некоторые трутся боками.
Сталкивающиеся плиты
В местах, где плиты сдвигаются, возникают граничные плиты нескольких типов, в зависимости от вида сталкивающихся плит. К примеру, на границе между океанической и материковой литосферой плита, образованная океанической корой, «подныривает» под материковую, создавая на поверхности глубокую впадину, или желоб. Зона, где это происходит, называется субдуктивной. Погружаясь все глубже в мантию, плита начинает расплавляться. Кора верхней плиты сдавливается, и на ней вырастают горы. Некоторые из них представляют собой вулканы, образованные магмой, которая прорывается вверх через литосферу.
Расходящиеся плиты
Зоны, где плиты отодвигаются друг от друга, встречаются на некоторых участках океанского дна. Они характеризуются горными цепями из вулканических пород. Такие вулканы не имеют крутых склонов или конической формы. Обычно это длинные цепи гор с пологими склонами. Две цепи разделены глубокой трещиной, обозначающей границу между плитами. Трещина открывается, когда на поверхность выбрасывается магма (расплавленная порода), поднимающаяся из астеносферы. Выйдя на поверхность, магма остывает и затвердевает по краям плит, образуя новые участки океанского дна. При этом магма все дальше отталкивает плиты друг от друга. Этот процесс, известный как расширение морского дна, не имеет конца, потому что трещина открывается вновь и вновь. Место, где это происходит, называется срединным хребтом.
Океанические плиты
Глубокие впадины также образуются и на границах двух сталкивающихся плит океанической литосферы. Одна из таких плит уходит под другую и расплавляется, опускаясь в мантию. Магма устремляется вверх через литосферу, и возле границы на оказавшейся сверху плите образуется цепь вулканов.
Материковые плиты
В тех местах, где лоб в лоб сталкиваются две плиты материковой литосферы, формируются высокие горные цепи. На границе материковая кора обеих плит сжимается, трескается и собирается в гигантские складки. При дальнейшем движении плит горные хребты становятся все выше, так как вся эта тона все больше выталкивается кверху.
Океанические впадины
Впадины, образующиеся на границах плит, — самые глубокие провалы земной поверхности. Глубочайшей считается Марианская впадина в Тихом океане (11 022 метра ниже уровня моря). В ней могла бы утонуть высочайшая в мире гора Эверест (8848 метра над уровнем моря). Для исследования океанических впадин применяются вот такие глубоководные аппараты.
Трущиеся плиты
Не все плиты удаляются друг от друга или сталкиваются лоб в лоб. Некоторые из них трутся боками, двигаясь либо в противоположных направлениях, либо в одном направлении, но с разными скоростями. На границе таких плит, как на суше, так и на морском дне, новая литосфера не образуется, а уже существующая не разрушается. Когда плиты материковой литосферы движутся навстречу друг другу, вся граничная зона выталкивается кверху, образуя высокие горные цепи. Когда плиты движутся бок о бок с разными скоростями, кажется, будто они перемещаются в противоположных направлениях.
Что такое тектоника плит? Как это работает?
Внешняя оболочка Земли, известная как литосфера, является жесткой и имеет толщину около 100 км. Она состоит из коры (как океанической, так и континентальной) и верхнего слоя мантии.
Ниже литосферы находится астеносфера, вязкий и в основном податливый слой мантии, который позволяет твердому слою сверху скользить и скользить. Он расположен между 80-200 км ниже поверхности земли. Характер и механизм этого движения до сих пор является активной областью исследований.
История тектонической теории плит
Анимация континентального дрейфа за последние 250 миллионов лет
Исследователи начали замечать сходство между формами континентов на каждой стороне Атлантического океана впервые в 16 веке. Несколько выдающихся географов, в 17 и 18 веках, отметили, что континенты Африки и Южной Америки, похоже, тесно связаны друг с другом.
Было предложено несколько теорий для объяснения таких явлений, но ни одна из них не была достаточно достоверной. Теория континентального дрейфа Вегенера также подвергалась критике и даже была отвергнута несколькими геологами.
Только в 1960-х годах, после прямых сейсмологических свидетельств распространения морского дна, научное сообщество приняло тектонику плит (и, в конечном итоге, теорию континентального дрейфа).
Что такое тектоническая плита? И сколько их там всего?
Основные и некоторые второстепенные тектонические плиты
Границы плиты
Тектонические плиты многократно взаимодействуют друг с другом, и место, где они взаимодействуют, называется границами плит. По характеру этого взаимодействия границы плит можно разделить на три типа: расходящиеся, сходящиеся и трансформирующиеся.
Лучшим примером расходящейся границы является срединно-океанический хребет, где тектонические плиты постепенно удаляются друг от друга, в то время как восходящая магма непрерывно создает новую кору.
Другими примерами границы преобразования являются разлом Чамана в Пакистане, Северо-Анатолийский разлом в Турции и разлом Королевы Шарлотты в Соединенных Штатах.
Как это работает?
Конвекция в мантии
Горячая лава поднимается в середине океанических хребтов, а холодная, относительно плотная океаническая литосфера погружается глубоко в мантию в зонах субдукции. Долгое время этот процесс считается ведущей силой, заставляющей двигаться тектонические плиты.
Однако ученые-геологи сейчас считают, что гравитация играет в тектонике плит гораздо более важную роль, чем считалось ранее. Новая кора, формирующаяся на срединно-океанических хребтах, значительно менее плотная, чем астеносфера. Она постепенно отходит от расходящейся границы и становится прохладнее (за счет проводящего охлаждения), а также плотнее. Более высокая плотность океанической литосферы по сравнению с астеносферой позволяет ей опускаться вглубь мантии в зонах субдукции.
Механизм, позволяющий новой коре медленно удаляться от срединно-океанических хребтов, известен как гравитационное скольжение (обычно называемое хребтовым толчком). По мере формирования новой океанической литосферы вблизи хребта гравитация заставляет ее опускаться вниз и толкать старые материалы, чтобы удалиться от хребта дальше.
Тектоническая активность в прошлом
Самому старому фрагменту континентальной коры, найденному на Земле, около 4,02 миллиардов лет (сам возраст Земли составляет 4,54 миллиарда лет). Однако, поскольку океаническая литосфера постоянно перерабатывается, самому раннему известному морскому дну всего около 340 миллионов лет. Он был обнаружен в части восточного Средиземного моря.
Исследователи полагают, что тектоническая активность впервые началась на Земле около 3-3,5 миллиардов лет назад, основываясь на древних породах и минералах, добытых со всего земного шара. Континенты были здесь на протяжении большей части земной истории; тем не менее, они, вероятно, прошли через несколько конфигураций, прежде чем достигнут той формы, в которой они находятся сегодня.
Значительное количество исследований было сделано для реконструкции истории тектоники плит на земле. Непрерывное (хотя и медленное) движение тектонических плит позволяет континентам формироваться и разрушаться с течением времени. Это включает в себя окончательное образование (и распад) суперконтинента, единой массы суши, которая содержит все континенты.
Считалось, что первый суперконтинент сформировался еще 2 миллиарда лет назад и распался около 1,5 миллиарда лет назад или около того. Он называется Колумбия или Нуна.
Суперконтинент Колумбия (представление) | Изображение предоставлено Wikimedia Commons
Следующий (возможно) суперконтинент, Родиния, образовался 1 миллиард лет назад, а затем разорвался примерно 600 миллионов лет назад. Пангая, последний суперконтинент, был создан около 300 миллионов лет назад в позднепалеозойскую эпоху.
Когда Пангея распалась почти 175 миллионов лет назад, она была разделена на две большие части; Прото-Лавразия и Прото-Гондвана, в то время как оба были разделены Океаном Тетис.
Лавразия стала тем, что мы теперь знаем, как Европа, Азия и Северная Америка, в то время как Гондвана стала остальным миром, который включает Индийский субконтинент, Африку, Южную Америку, Аравию, Австралию и Антарктиду.
Их роль в климате Земли
Ряд исследований, проведенных астробиологами и геологами, показал, что тектоника плит может быть существенно важной для поддержания жизни на земле в ее нынешнем виде. Без рециркуляции его коры, мы не могли бы иметь стабильную температуру на поверхности. Без субдукции и создания новой коры земные океаны могли бы остаться лишенными питательных веществ, дающих жизнь. Исследование, проведенное в 2015 году, даже утверждает, что тектоника плит имеет важное значение для эволюции передовых видов.
Тектоника плит
Твердые планеты в своем развитии проходят период нагревания, основную энергию для которого дают падающие на поверхность планеты обломки космических тел (см. Гипотеза газопылевого облака). При столкновении этих объектов с планетой почти вся кинетическая энергия падающего объекта мгновенно преобразуется в тепловую, поскольку его скорость движения, составляющая несколько десятков километров в секунду, в момент удара резко падает до нуля. Всем внутренним планетам Солнечной системы — Меркурию, Венере, Земле, Марсу — этого тепла хватало если не для того, чтобы полностью или частично расплавиться, то хотя бы для того, чтобы размягчиться и сделаться пластичными и текучими. В этот период вещества с наибольшей плотностью передвигались к центру планет, образуя ядро, а наименее плотные, наоборот, поднимались на поверхность, образуя земную кору. Примерно так же расслаивается соус для салата, если его надолго оставить на столе. Этот процесс, называемый дифференциацией магмы, объясняет внутреннее строение Земли.
У самых маленьких внутренних планет, Меркурия и Марса (а также у Луны), это тепло в конце концов выходило на поверхность и рассеивалось в космосе. Затем планеты затвердевали и (как в случае с Меркурием) в последующие несколько миллиардов лет проявляли низкую геологическую активность. История Земли была совсем другой. Поскольку Земля — самая крупная из внутренних планет, в ней сохранился и самый большой запас тепла. А чем крупнее планета, тем меньше у нее отношение площади поверхности к объему и тем меньше она теряет тепла. Следовательно, Земля остывала медленнее, чем другие внутренние планеты. (То же самое можно сказать и о Венере, размер которой немного меньше Земли.)
Кроме того, с начала формирования Земли в ней происходил распад радиоактивных элементов, что увеличивало запас тепла в ее недрах. Следовательно, Землю можно рассматривать как шарообразную печь. Внутри нее непрерывно образуется тепло, переносится к поверхности и излучается в космос. Перенос тепла вызывает ответное перемещение мантии — оболочки Земли, расположенной между ядром и земной корой на глубине от нескольких десятков до 2900 км (см. Теплообмен). Горячее вещество из глубины мантии поднимается, охлаждается, а затем вновь погружается, замещаясь новым горячим веществом. Это классический пример конвективной ячейки.
Можно сказать, что порода мантии бурлит так же, как вода в чайнике: и в том, и в другом случае тепло переносится в процессе конвекции. Некоторые геологи считают, что для завершения полного конвективного цикла породам мантии требуется несколько сотен миллионов лет — по человеческим меркам очень большое время. Известно, что многие вещества с течением времени медленно деформируются, хотя на протяжении человеческой жизни они выглядят абсолютно твердыми и неподвижными. Например, в средневековых соборах старинные оконные стекла внизу толще, чем наверху, потому что в течение многих веков стекло стекало вниз под действием силы тяжести. Если за несколько столетий это происходит с твердым стеклом, то нетрудно представить себе, что то же самое может произойти с твердыми горными породами за сотни миллионов лет.
Наверху конвективных ячеек земной мантии плавают породы, составляющие твердую поверхность Земли, — так называемые тектонические плиты. Эти плиты состоят из базальта, самой распространенной излившейся магматической горной породы. Толщина этих плит примерно 10–120 км, и они перемещаются по поверхности частично расплавленной мантии. Материки, состоящие из относительно легких пород, таких как гранит, образуют самый верхний слой плит. В большинстве случаев толщина плит под материками больше, чем под океанами. Со временем процессы, происходящие внутри Земли, сдвигают плиты, вызывая их столкновение и растрескивание, вплоть до образования новых плит или исчезновения старых. Именно благодаря этому медленному, но непрерывному перемещению плит поверхность нашей планеты все время находится в динамике, постоянно изменяясь.
Важно понимать, что понятия «плита» и «материк» — не одно и то же. Например, Северо-Американская тектоническая плита простирается от середины Атлантического океана до западного побережья Северо-Американского континента. Часть плиты покрыта водой, часть — сушей. Анатолийская плита, на которой расположены Турция и Ближний Восток, полностью покрыта сушей, в то время как Тихоокеанская плита расположена полностью под Тихим океаном. То есть границы плит и береговые линии материков не обязательно совпадают. Кстати, слово «тектоника» происходит от греческого слова tekton («строитель») — тот же корень есть и в слове «архитектор» — и подразумевает процесс строительства или сборки.
Тектоника плит заметнее всего там, где плиты соприкасаются друг с другом. Принято выделять три типа границ между плитами.
Дивергентные границы
Если дивергентная граница расположена под океаном, в результате расхождения плит возникает срединно-океанический хребет — горная цепь, образованная за счет скопления вещества в том месте, где оно выходит на поверхность. Срединно-Атлантический хребет, простирающийся от Исландии до Фолклендов, — это самая длинная горная цепь на Земле. Если же дивергентная граница находится под материком, она буквально разрывает его. Примером такого процесса, происходящего в наши дни, служит Великая долина разломов, простирающаяся от Иордании на юг в Восточную Африку.
Конвергентные границы
Если на дивергентных границах образуется новая кора, значит где-то в другом месте кора должна разрушаться, иначе Земля увеличивалась бы в размерах. При столкновении двух плит одна из них пододвигается под другую (это явление называется субдукцией, или пододвиганием). При этом плита, оказавшаяся внизу, погружается в мантию. Что происходит на поверхности над зоной субдукции, зависит от местонахождения границ плиты: под материком, на границе материка или под океаном.
Если зона субдукции расположена под океанической корой, то в результате пододвигания образуется глубокая срединно-океаническая впадина (желоб). Примером этого может служить самое глубокое место в Мировом океане — Марианская впадина около Филиппин. Вещество нижней плиты попадает вглубь магмы и расплавляется там, а потом может опять подняться к поверхности, образуя гряду вулканов — как, например, цепь вулканов на востоке Карибского моря и на западном берегу Соединенных Штатов.
Если обе плиты на конвергентной границе находятся под материками, результат будет совсем другим. Материковая кора состоит из легких веществ, и обе плиты фактически плавают над зоной субдукции. Поскольку одна плита пододвигается под другую, два материка сталкиваются, и их границы сминаются, образуя материковый горный хребет. Так сформировались Гималаи, когда Индийская плита около 50 миллионов лет назад столкнулась с Евразийской. В результате такого же процесса сформировались и Альпы, когда Италия соединилась с Европой. А Уральские горы, старую горную цепь, можно назвать «сварочным швом», образовавшимся при объединении европейского и азиатского массивов.
Если материк покоится только на одной из плит, на нем будут образовываться складки и смятия по мере его наползания на зону субдукции. Примером этого служат Анды на Западном побережье Южной Америки. Они сформировались после того, как Южно-Американская плита наплыла на погрузившуюся под нее плиту Наска в Тихом океане.
Трансформные границы
Иногда бывает так, что две плиты не расходятся и не пододвигаются друг под друга, а просто трутся краями. Самый известный пример такой границы — разлом Сан-Андреас в Калифорнии, где движутся бок о бок Тихоокеанская и Северо-Американская плиты. В случае трансформной границы плиты сталкиваются на время, а затем расходятся, высвобождая много энергии и вызывая сильные землетрясения.
В заключение я хотел бы подчеркнуть, что, хотя тектоника плит включает в себя понятие о движении материков, это не то же самое, что гипотеза дрейфа материков, предложенная в начале ХХ века. Эта гипотеза была отвергнута (справедливо, по мнению автора) геологами из-за некоторых экспериментальных и теоретических неувязок. И тот факт, что наша современная теория включает в себя один аспект из гипотезы дрейфа материков — перемещение материков, — не означает, что ученые отвергли тектонику плит в начале прошлого века только для того, чтобы принять ее позже. Теория, которая принята сейчас, коренным образом отличается от прежней.
Аномальный сдвиг континентов начался
Сдвиг континентов начался 23 июня 2020 года на Западном побережье Мексики случилось мощное землетрясение. Его магнитуду оценивают в 7,5 баллов. Уже на следующий день во всём мире про эту катастрофу забыли, но не в Мексике. Региональная пресса и по сей день пестрит заголовками сенсационных статей о землетрясении и его последствиях. Единственный, кто обратил внимание на пугающее заявление сейсмологов это житель Мексики, который поделился подробной информацией.
Всё началось с того, что 2 июля NASA — Spanish Language опубликовал данные спутников, полученные за временной промежуток с 31 марта по 23 июня. Информация получена с японского спутника JAXA. Сотрудники NASA, сравнивая полученную информацию, заявляют, что в результате природного катаклизма район, находящийся в эпицентре землетрясения в Мексике, сместился приблизительно на 45 сантиметра. Однако они не упомянули одну важную деталь, на эти самые полметра продвинулась часть центральных штатов Мексики (Мехико, Мичоакан, Керетаро). Наблюдательные исследователи без труда заметили эту аномалию на кадрах. Более того, на территории Мексики не обнаружилось никаких разломов, которые бы стали преградой между сместившимися штатами. Это натолкнуло 9 мексиканских сейсмологов на сенсационное заявление, что территория Мексики сдвинулась на полметра.
Возникают встречные вопросы: каким образом произошёл сдвиг литосферной плиты и продолжится ли он в дальнейшем, захватывая новые территории?
Достоверных ответов на эти вопросы от официальных источников информации ждать не стоит. Первое, на что будет обращено внимание – это система GPS. Когда огромная площадь земли сдвигается на полметра это обязательно должно негативно повлиять на работу приборов, связанных со спутниками. Однако, сдвиг огромной части Мексики есть, но никаких сбоёв в работе спутников или пропажи телевизионного сигнала не наблюдалось.
Что касается причин смещения, то здесь всё очевидно. Если подробнее изучить контурную карту, то можно понять, что существуют страны, которые могут сдвинуться, на какое угодно расстояние, и это не приведёт к глобальной катастрофе, поскольку они расположены на малых литосферных плитах. Если сдвинется плита, то вместе с ней сдвинется и страна. Одни из таких стран – это Индия и Саудовская Аравия. Однако с Мексикой обстоит все иначе, поскольку она располагается на гигантской Северо-Американской плите. Очевидно что, одна Мексика не может сдвинуться сама по себе – может сдвинуться целый материк.
Наверняка, все уже знают о том, что существует естественное смещение литосферных плит. Со скоростью несколько сантиметров в год плиты или даже целые материки могут передвигаться или даже сталкиваться, образуя различные формы рельефа. Однако если речь идёт о 45 сантиметрах за время статистического землетрясения, то это уже аномальное смещение полюсов. Существующая теория периодического глобального сдвига литосферы, подразумевает собой медленное и постепенное движение литосферных плит. В конце концов, оно обретёт глобальный масштаб и приведет к мировой катастрофе. Судя по некоторым данным, этот процесс уже запущен.
23 июня этого года плита сдвинулась на полметра, однако дальнейшие проявления сейсмической активности способны переместить её на 10, а потом и 20 метров. Шаг за шагом, и продолжающееся движение плит приведёт к смещению материков на тысячи километров, что создаст неотвратимые последствия в виде цунами, землетрясений, вулканов и прочих природных катаклизмов. Загадочные события, которые начали проявляться сразу после последнего планетарного выравнивания 4 июля этого года, также указывают на то, что сдвиг уже давно начался.
Ученые выяснили, как на Земле появились первые участки суши
Когда наша Земля была молодой, она конденсировала большое количество воды, которое было распределено по всей ее поверхности. Планета представляла собой сплошной водный мир без материков. Именно благодаря большим объемам воды, на ней возникли условия для зарождения жизни. Об этом я не так давно рассказывал в статье, посвященной условиям на Венере и Земле во времена ранней Солнечной системы. Но, со временем количество воды на планете стало уменьшаться, при этом начали свое движение тектонические плиты. В результате над водной гладью появились первые участки суши. На них постепенно и выбирались морские обитатели, которые эволюционировали в конечном итоге в нас с вами, а также прочих современных живых существ. Но когда именно тектонические плиты начали свое движение? В последнее время ученые активно дискутировали на этот счет, однако однозначного ответа не было. Найти ответ удалось группе геологов под руководством Субама Мукерджи, профессора из Университета Дели. Положить конец спорам помогло исследование пород Сингбумского кратона, то есть древних тектонических плит, которые миллиарды лет остаются в стабильном состоянии.
Ученые выяснили когда на Земле появились первые материки
Тектонические плиты Земли и их первое движение
Как известно, недра Земли содержат несколько слоев. В центре расположено расплавленное металлическое ядро, над ним вязкообразная мантия. Верхняя твердая поверхность называется корой. В результате различных процессов, которые происходят в недрах, кора Земли не цельная, а состоит из отдельных фрагментов, или тектонических плит. Их можно сравнить с айсбергами, которые плавают на поверхности воды и сталкиваются друг с другом. Только тектонические плиты, в отличие от айсбергов, плавают по поверхности мантии.
Структура Земли включает в себя несколько слоев
Зачастую, когда две плиты сталкиваются друг с другом, одна из них погружается в мантию, и при этом выталкивает вторую на поверхность, в результате чего она начинает возвышаться. По этим причинам на Земле появляются и исчезают континенты, образовываются горы и всевозможные неровности рельефа. Горные породы содержат в себе информацию о том, что с ними происходило в течение миллионов или даже миллиардов последних лет.
Учитывая это, геологи стали исследовать Сингбумский кратон, расположенный на территории Индии. Он содержит слои с морскими породами, и породами, характерными для суши. По предположению ученых, он может хранить образцы почвы, сохранившиеся со времен появления первых материков. Исследователи измеряли возраст, а также старались понять историю их формирования. Результаты этого исследования опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Еще 3,3 миллиарда лет назад Землю полностью покрывала воды
Первые материки Земли вытолкнула на поверхность магма
Как удалось выяснить в результате исследования, возраст слоев Сингбумского кратона, которые были погружены в воду, составлял 3,3-3,2 миллиарда лет. Примерно таким же возрастом обладали породы, которые первыми оказались над поверхностью воды. Это говорит о том, что континент начал подниматься на поверхность примерно 3,3 миллиарда лет назад. Это подтвердил анализ первых пород, которые оказались над поверхностью воды.
«Еще совсем недавно мы не знали, когда возникли первые континенты Земли и когда стали подниматься над поверхностью древнего океана. Исследование древних пород, что этот они начали впервые соприкосаться с атмосферой в период с 3,3 до 3,2 миллиарда лет назад» — говорят авторы работы.
Таким образом, исследованные геологами слои Сингбумского кратона оказались самыми древними “материковыми” породами на нашей планете. Напомню, что как раз в это время Земля замедлила свое вращение, в результате чего произошла так называемая кислородная катастрофа. То есть в атмосфере увеличилось количество кислорода, в результате чего зародилась современная жизнь. Вначале она появилась в воде, а затем и на суше.
Согласно более ранним исследованиям, первые материки появились на 700 миллионов лет позже, чем показала последняя работа. Как сообщают ученые, они практически не сомневаются в том, что индийский континент возник на Земле одним из первых.
Подписывайтесь на наш Пульс Mail.ru, где вы найдете еще больше интересных материалов.
Еще более интересные результаты показал анализ состава этих пород. Его результаты говорят о том, что причиной возникновения материков стало резкое увеличение толщины земной коры в это время. Кора начала утолщаться в результате резких перемен, которые возникли в составе магмы. Конечно, пока это только теория, но, ученые рассчитывают, что последующее изучение древнейших материковых пород ее подтвердит.
