Тектоника литосферных плит.

Говоря о земной коре, образующей континенты, океаны и сушу, на которой мы все живем, нельзя не рассказать о теории литосферных плит. Наружная часть мантии, на которой расположена кора, является, по сути, перегретой вязкой жидкостью. В ней постоянно происходят тепловые процессы, приводящие к деформации литосферы – каменной оболочки Земли. Литосфера напоминает собой потрескавшееся яйцо, где каждая скорлупка – это литосферная плита. Под влиянием процессов, происходящих в мантии, эти плиты постоянно двигаются относительно друг друга.

Еще в XVII веке удивительное совпадение очертаний береговых линий западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки наводило некоторых ученых на мысль о том, что континенты «гуляют» по планете. Но только три века спустя, в 1912 году, немецкий метеоролог Альфред Лотар Вегенер подробно изложил свою гипотезу континентального дрейфа, согласно которой относительное положение континентов менялось на протяжении истории 3емли. Одновременно он выдвинул множество аргументов в пользу того, что в далеком прошлом континенты были собраны вместе. Помимо сходства береговых линий им были обнаружены соответствие геологических структур, непрерывность реликтовых горных хребтов и тождественность ископаемых остатков на разных континентах. Профессор Вегенер активно отстаивал идею о существовании в прошлом единого суперконтинента Пангея, его расколе и последующем дрейфе образовавшихся континентов в разные стороны. Но эта необычная теории не была воспринята всерьез, потому что с точки зрения того времени казалось совершенно непостижимым, чтобы гигантские континенты могли самостоятельно перемещаться по планете. К тому же сам Вегенер не смог предоставить подходящий «механизм», способный двигать континенты.

Возрождение идей этого ученого произошло в результате исследований дна океанов. Дело в том, что наружный рельеф континентальной коры хорошо известен, а вот океанское дно, в течение многих веков надежно укрытое многокилометровой толщей воды, оставалось недоступным для изучения и служило неисчерпаемым источником всевозможных легенд и мифов. Важным шагом вперёд в изучении его рельефа явилось изобретение прецизионного эхолота, с помощью которого стало возможным непрерывно измерять и регистрировать глубину дна по линии движения судна.

Одним из поразительных результатов интенсивного исследования дна океанов стали новые данные о его топографии. Сегодня топографию океанского дна легче картировать благодаря спутникам, очень точно измеряющим «высоту» морской поверхности: ее в точности отображают различия уровня моря от места к месту. Вместо плоского, лишенного каких-либо особых примет, прикрытого илом дна обнаружились глубокие рвы и крутые обрывы, гигантские горные хребты и крупнейшие вулканы. Особенно явственно выделяется па картах Срединно-Атлантический горный хребет, рассекающий Атлантический океан точно посередине.

Оказалось, что дно океана стареет по мере удаления от срединно-океанического хребта, «расползаясь» от его центральной зоны со скоростью несколько сантиметров в год. Действием этого процесса можно объяснить сходство очертаний континентальных окраин, если предполагать, что между частями расколовшегося континента образуется новый океанический хребет, а океаническое дно, наращиваемое симметрично с обеих сторон, формирует новый океан. Атлантический океан, посреди которого лежит Срединно-Атлантический хребет, вероятно, возник именно таким образом.

Но если площадь морского дна увеличивается, а Земля не расширяется, то что-то в глобальной коре должно разрушаться, чтобы скомпенсировать этот процесс. Именно это и происходит на окраинах большей части Тихого океана. 3десь литосферные плиты сближаются, и одна из сталкивающихся плит погружается под другую и уходит глубоко внутрь Земли. Такие участки столкновения отмечаются активными вулканами, которые протянулись вдоль берегов Тихого океана, образуя так называемое «огненное кольцо».

Крупнейшими литосферными плитами являются Африканская, Антарктическая, Австралийская, Тихоокеанская, Евразийская, Американская и более маленькими – Индостанская, Арабская, Карибская, плита Наска и плита Скотия. Границы этих плит далеко не всегда совпадают с границами материков и океанов. Индостанская плита почти приросла к австралийской еще 50млн. лет назад. Тихоокеанская плита – самая быстрая, она двигается со скоростью около 70мм в год, а Евразийская – самая медленная. Ее скорость не превышает 21мм в год.

Все крупные плиты, кроме Тихоокеанской и Наска, несут на себе и материки и океаны.

Процесс раздвижения литосферных плит происходит по линии подводных хребтов к линии желобов со скоростью от 1 до 6 см в год. Это установлено по снимкам, сделанным с искусственных спутников Земли. Поднявшаяся по разломам магма наращивает края раздвигающихся плит. В таких местах формируются срединно-океанические хребты. Они обнаружены во всех океанах и образуют грандиозную систему, общей протяженностью более 60 000 км. Высота хребтов – 2500–3000 м, ширина зависит от скорости раздвижения плит: чем больше скорость, тем шире хребет. Наибольшей ширины достигает хребет в ЮВ части Тихого океана, где он не занимает срединного положения, и называется Тихоокеанским поднятием.

Как правило, срединно–океанические хребты рассечены вдоль, по оси хребта, ущельями – океанскими рифтами (рифт – ущелье). Их ширина от нескольких десятков километров в верхней части до нескольких километров у дна. На дне рифта небольшие вулканы, горячие источники, молодая базальтовая кора. В рифтах рождается новая океанская кора. Океан существовал более 3 млрд. лет назад. Рождаясь в рифтах, срединно-океанических хребтов, океанская кора перемещается при раздвижении плит в стороны от рифта.

Там, где более тяжелые литосферные плиты с океанской корой наталкиваются на менее тяжелые, несущие материковую кору, они медленно погружаются в астеносферу (поддвиг литосферной плиты). Опускающаяся плита переплавляется, перерабатывается в астеносфере. Этот процесс сопровождается землетрясениями и вулканизмом. В местах изгиба уходящей вниз плиты образуется глубоководный желоб, а вдоль него – дугообразные цепочки островов (Курильский желоб и Курильские острова) или горные хребты (Атакамский желоб и Анды). В глубоководных желобах постепенно накапливаются осадки. При продолжающемся сжатии они сминаются в складки, возникают разломы, поднимаются горы, цепочки островов присоединяются к материкам.

Горообразование происходит и там, где сталкиваются литосферные плиты с одинаковой материковой корой. Так, при столкновении подвижной и в настоящее время Индо-Австралийской плиты с Евразийской образовались Гималаи. Так образовался пояс Уральских гор.

Количество литосферных плит не остается постоянным. Они не только соединяются, но и разделяются на части новыми рифтами, которые образуются как на дне Океана, так и на материках. Например, рифт Красного моря отделяет Аравийский п-ов от Африки, которые медленно удаляются друг от друга.

Расположение, размеры и конфигурации материков и океанов в далеком прошлом были иными и изменятся в далеком будущем. Так, в палеозое (570–185 млн. лет назад) Австралия, Южная Америка, Африка и Антарктида составляли один материк – Гондвану. В северном полушарии предположительно существовал единый материк Лавразия, а до этого, возможно, был один суперматерик Пангея и один океан на месте Тихого.

Можно предположить, что перемещение литосферных плит с современной скоростью приведет к изменению конфигурации и размеров материков и океанов.

Кроме медленных горизонтальных перемещений плит, литосфера постоянно испытывает различные по скорости вертикальные движения. Они сопровождают столкновения плит, возникают вследствие изменения плотности горных пород при метаморфизации в нижней части блоков земной коры.

Землетрясения. Землетрясение – толчки и колебания земной поверхности, вызванные разрывами и смещениями в литосфере. Очаги землетрясений находятся на разной глубине (максимум 700 км) от поверхности. Над очагом располагается эпицентр землетрясения – место наиболее сильного его проявления. Землетрясения происходят постоянно. В год бывает более миллиона сравнительно слабых землетрясений и 15–20 сильных (разрушительных).

Выделяют Тихоокеанский сейсмический пояс, который окружает Тихий океан, и Средиземноморский – от Атлантического океана через Центральную Азию до Тихого океана. Активный сейсмический пояс, проходящий через Восточную Африку, Красное море, Памир, Тянь-Шань, котловину Байкала, Становой хребет, значительно моложе (5 –10 млн. лет). Сейсмически активны срединно-океанические хребты.

Большинство землетрясений приурочено к окраинам литосферных плит, к местам их взаимодействия. Сила землетрясения оценивается в баллах по степени разрушительного действия или по количеству выделенной энергии (шкала Рихтера). Предотвратить землетрясение невозможно, иногда его можно предсказать.

Причиной сравнительно незначительных землетрясений могут быть оползни. Вызывают их и подземные взрывы. Существует естественная связь между землетрясениями и вулканизмом.

Вулканизм – совокупность процессов и явлений, связанных с излияниями магмы на земную поверхность. Излившуюся магму называют лавой. Вместе с лавой при извержении выделяются различные газы, выбрасываются твердые продукты извержения – от пепла до вулканических «бомб» весом в несколько тонн.

Вулканы имеют магматический очаг и канал или трещины, по которым поднимается магма. При извержении по трещинам лава растекается и, застывая, образует лавовые покровы. В настоящее время такие извержения наблюдаются только на дне Океана и на о. Исландия. Мощные базальтовые покровы имеются в Сибири, на п-ове Индостан, в Южной и в Северной Америке.

При извержении по центральному каналу около его выхода на поверхность возникает гора из продуктов извержения – вулкан. Он может иметь форму щита, купола или конуса, обычно с воронкой (кратером) на вершине. Самые высокие вулканы – конусовидные, слоистые, извергающиеся многократно (вулканы Камчатки Безымянный, Ключевская Сопка).

Вулканы, как и землетрясения, в большинстве связаны с поясами высокой активности, со срединно-океаническими хребтами, с границами плит. Особо выделяется Тихоокеанский вулканический пояс – «Тихоокеанское огненное кольцо», в котором находится 2/3 всех действующих вулканов

Одно из проявлений поздних стадий вулканизма – гейзеры – источники, периодически выбрасывающие фонтаны горячей воды и пара (до 20 м и более).