Тектоника. Литосферные плиты

Новая глобальная тектоника, или тектоника плит, была разработана в конце 60-х годов нашего века и послужила могучим импульсом для развития науки о Земле. Эта теория объясняет многие геологоструктурные и геофизические явления - от горообразования до землетрясений и дрейфа материков.

Литосферные плиты. В основе тектоники плит лежит представление о том, что земная кора, образующая вместе с верхней частью мантии литосферу, состоит из жестких подвижных плит, взаимное расположение которых непрестанно меняется (1). Литосфера подстилается астеносферой, предположительно находящейся в пластичном состоянии.

Тектоника плит предполагает, что литосфера (1) разбита на крупные плиты (А, Б, В, Г), которые перемещаются по астеносфере (2) в горизонтальном направлении. Границы между плитами могут быть трех типов. Вдоль океанических хребтов (3) происходит подъем вещества мантии и формируется новое морское дно. Желоб (4) образуется там, где одна плита океанической коры постепенно подвигается под другую - океаническую или материковую. Границы третьего типа возникают в тех местах, где две плиты скользят одна вдоль другой, что приводит к появлению трансформного разлома (5, 6). Трансформные разломы связывают два отрезка одного хребта (6), два желоба (5) или хребет и желоб. Плиты движутся в стороны от хребтов и перемещаются подобно конвейерным лентам в направлении желобов, где происходит их погружение

Плиты ограничены океаническими хребтами, глубоководными желобами и трансформными разломами. Близ срединно-океанических хребтов литосферные плиты наращиваются за счет вещества, поднимающегося из недр, из астеносферы (3), и расходятся в стороны.

Океанические хребты закладываются там, где сходятся две плиты (1, 2). Магма непрерывно поднимается снизу, из мантии (3). Остывая, она входит в состав плит и в свою очередь пронизывается свежей магмой. Следовательно, хребты представляют собой новейшую часть земной коры, тогда как самая древняя океаническая кора находится близ желобов, в которые она погружается. Датировка буровых кернов по материалам плавания судна «Гломар Челленджер» подтверждает это

Это явление носит название спрединга (2). Скорости спрединга весьма малы, но не настолько, чтобы ими можно было пренебречь. Атлантический океан расширяется на 2 см в год. Наибольшая скорость отмечена в области Восточно-Тихоокеанского поднятия, где ежегодно создается 10 см новой коры, что составляет 1000 км за короткий для геологического времени интервал в 10 млн. лет.

Рождение и смерть океанов - длительный процесс. В момент А океан 1 вследствие спрединга морского дна разрастается в стороны от срединно-океанического хребта, тогда как океан 2 закрывается из-за того, что материки в желобах вдавливают дно океана вниз. Океан 3 в это время молод и растет. В момент Б океан 1 достиг зрелости, океан 3 еще продолжает разрастаться, а океан 2 исчез, так как материковые массы соединились.

В момент В океаны 1 и 3 сокращаются, в то время как в материке появляется новая трещина (4). В момент Г океан 1 продолжает сокращаться, а океан 4-разрастаться.

В случае Д показано расширение Красного моря и Аденского залива, между тем как случай Е отражает непрерывное сжатие Средиземного моря

Желоба возникают в тех местах, где сходятся (испытывают конвергенцию) две плиты. Одна из них круто изгибается и постепенно поддвигается под другую (6), погружаясь в мантию. Следовательно, желоба-это зоны, в которых краевые части плит подвергаются разрушению. Поскольку объем Земли остается постоянным, на океанических хребтах создается столько же коры, сколько ее уничтожается в желобах.

Разрушение океанической коры происходит там, где одна плита (1) погружается под другую (2), образуя желоб (3) и зону субдукции (4). Трение вдоль этой зоны вызывает появление локальных очагов плавления (5), и лава поднимается к поверхности, что приводит к возникновению вулканов (6), образующих островные дуги (7)

Передние кромки обеих сталкивающихся плит могут быть сложены океанической корой, как в желобе Тонга-Кермадек к северу от Новой Зеландии, но может быть и так, что одна из плит сложена океанической (и погружающейся) корой, а вторая-материковой, как в Перуано-Чи- лийском желобе, или же обе плиты могут быть из материковой коры, как Северо-Индийская и Тибетская. В двух последних случаях толстые осадочные чехлы материковых плит подвергаются смятию и инъекции материала, расплавленного под воздействием тепла, которое выделилось при столкновении плит; при этом создаются горные хребты типа Гималаев (7).

Зоны столкновения находятся в местах, где встречаются две материковые плиты. Когда в такой зоне одна плита «заталкивается» под другую, находящийся на них континентальный материал выжимается кверху в виде серии крупных шарьяжей и складок, образуя большие горные хребты. В результате действия таких сил образовались Гималаи

Трансформные разломы образуются при скольжении одной плиты вдоль другой (8). Они смещают океанические хребты, а шрамы, служащие их продолжением, прослеживаются местами на тысячи километров (5). Иногда трансформные разломы рассекают континенты, как, например, знаменитый разлом Сан-Андреас на юго-западе США.

Трансформные разломы разделяют независимо перемещающиеся литосферные плиты (1, 4). Такой разлом связывает между собой отрезки хребта (2, 3), при этом создается впечатление, что смещенные части хребта движутся в направлении (голубые стрелки), обратном действительному движению коры (черные стрелки). Разлом активен лишь на участке БВ между гребнями хребтов, где направления спрединга взаимно противоположны, а на участках АБ и ВГ, где оба крыла разлома движутся совместно (в одном направлении), он представляет собой мертвый шрам.