География является областью исследований, которые показывают взаимосвязь природы с жизнедеятельностью человека и поверхностью планеты. Литосферные плиты — составные части твёрдой оболочки Земли, влияющие на формирование рельефа. Их структуру образует подвижный слой мантии и кора.
Исторический экскурс
В XIX веке был такой американский исследователь — Джеймс Холл, изучавший горную систему Аппалачи. Его наработки и концепции послужили вехой в развитии консервативных идей геологии. Учёный утверждал, что в горизонтальном направлении ничего не двигается. Изменения идут только вертикально, но насколько быстро это происходит, не известно.
Существуют такие понятия:
- фиксизм;
- мобилизм.
Если говорить кратко, то в фиксизме считается, что все движения планеты происходят только вертикально. Мобилизм говорит о горизонтальных изменениях, которые могут повлечь за собой и вертикальные. Вначале все идеи базировались на первой концепции, даже когда речь шла о геологии полезных ископаемых. Основные причины внедрения фиксизма:
- Большую часть полезных ископаемых находили в горах.
- Горные образования часто проходили по границам континентов.
- По теории фиксизма находили минералы.
Но в итоге люди поняли, что не всё так просто. Концепция хоть и частично работала, но исходила из ошибочных убеждений. Учёные начали обращать внимание на необоснованность фиксизма. Они не могли объяснить, какая природа движения блоков и почему их расположение именно такое.
Во Вторую мировую войну был изобретён эхолот. Это изобретение смогло показать исследователям дно. Полученные данные перевернули сознание учёных. Выяснилось, что на дне есть гряды, конические формы и очень разнообразный рельеф. Это полностью опровергало фиксизм, так как вертикальное движение не могло объяснить такие образования.
Понятие и определение тектонической плиты
Литосферная плита — принятое название для отдельного блока (общее их количество — 7) планеты. Из таких частей состоит земная кора, которая может быть двух типов:
- материковая;
- тектоническая.
Кору можно назвать неоднородной, так как по своему строению она состоит из различных пород. Также этот слой значительно усложнён различными разрывами и разломами, которые часто бывают на границах крупных блоков литосферы. На картинке представлены литосферные плиты на карте мира.
В состав литосферных плит входят не только материки, но и близлежащие части океанов. К определённым блокам относится только морское дно. Список самых крупных плит:
- Евразийская или Евроазиатская (где находится Евразия, включая Россию).
- Африканская (на ней расположен целый континент Африка).
- Тихоокеанская.
- Индо-Австралийская.
- Антарктическая.
- Южноамериканская.
- Североамериканская.
Это наиболее крупные литосферные плиты. Также существуют блоки меньших размеров, которые являются частью основных.
Интересно, что все составные имеют 2 типа коры. Их структура включает в себя материковую и океаническую части. Первая состоит из трёх шаров, а вторая — из двух. Но только тихоокеанская тектоническая плита полностью представлена океанической корой.
Причины движения
Из-за распада радиоактивного вещества, находящегося в земле, во внутреннем строении происходит нагревание и расплавление шара, который называют магмой. По этому веществу двигаются плиты.
Движение происходит с различной скоростью. Оно может доходить до 6 см в год. Направление отдельных плит тоже разное. Блоки могут наплывать друг на друга, отдаляться или двигаться в одну сторону вдоль границы разлома.
При наползании происходит подъём одной плиты и углубление другой. Так образуются горы. Если блоки расходятся в разные стороны, постепенно появляются глубокие впадины. При одинаковом направлении движения земная кора не изменяется.
Для человеческого глаза изменения рельефа незаметны, так как происходит это на протяжении очень длительного времени. Но доказательством движения плит в горизонтальном направлении является гипотеза дрейфа, выведенная в XX веке.
Строение литосферы
Литосфера — это внешняя твёрдая оболочка земли, залегающая на астеносфере. Она включает кору и надастеносферную мантию. Толщина твёрдой оболочки изменяется от 50 до 200 км.
Если не учитывать литосферные плиты, крупнейшими являются океаны и континенты. Геологическая граница между ними проходит в подножие склона, где континентальная кора сменяется океанической.
Тип коры и строение океанов и континентов различаются. В их пределах выделяются более мелкие структуры. В морских глубинах являются срединно-океанические хребты и абиссальные равнины. В пределах континентов выделяют платформы и горно-складчатые пояса.
Срединно-океанические хребты представляют собой единую систему поднятий планетарного масштаба. Если не брать в учёт Тихий океан, эти структуры действительно находятся посередине.
Такие хребты занимают 15% поверхности дна. Их протяжённость составляет около 60 000 км. Ширина может варьироваться от 500 до 3000 км.
В поперечном сечении они имеют симметричное строение. Выделяются 3 зоны, которые рассечены разломами. Самой активной является осевая. Она часто представлена рифтовой долиной. Именно там внедряются мантийно-базальтовые магмы. После их кристаллизации возникает океаническая кора и литосфера.
Происходит выброс большого количества тепла, проявляется сейсмическая деятельность, а также гидротермальная в виде знаменитых «чёрных курильщиков». Последние выделяют сильно нагретые морские воды, обогащённые многими металлами.
Абиссальные равнины являются относительно спокойными областями. Их ровный рельеф местами осложняется поднятиями, которые имеют вулканическое происхождение. Высота внутриокеанических возвышенностей может достигать нескольких километров. Некоторые из них выступают в виде островов.
Платформы занимают не менее половины площади континентов. В рельефе они выражены равнинами, плоскогорьями и шельфовыми морями.
В разрезе платформы имеют двухъярусное строение. Нижний этаж представляет собой фундамент, а верхний — осадочный чехол. Его толщина может достигать 20 км. Именно в нём сосредоточены нефтегазовые и другие месторождения. Фундамент преимущественно сложен древними образования.
Способы изучения земной коры
Вулканы являются смертельно опасными образованиями. Но они доказывают существование термических процессов, происходящих в недрах планеты. После прохождения сопротивления коры на поверхность под большим давление выбрасывается магма. Она несёт за собой вулканические камни и газ. Именно благодаря этому у учёных есть информация о внутренних процессах Земли.
По линиям разломов земной коры находятся действующие вулканы. Наиболее важным для исследования объектом является Тихоокеанское огненное кольцо. Оно включает в себя Южную Америку, Индонезию, Алеутские острова, Мексику, Филиппины, Японию и Камчатку.
Также исследователи изучают древние поселения. Ярким примером является город Поццуоли, который находится на берегу Неаполитанского залива. В центре поселения есть остатки храма и площади. Сооружение было возведено более 2 000 лет назад. Отчётливо видно, что колонны из мрамора изъедены морскими камнеточцами.
Также учёным известно, что 7 веков назад площадь, расположенная возле храма, опускалась ниже уровня моря. Но происходило это постепенно. За 300 лет большинство зданий затопило, но потом суша начала подниматься. К XIX веку площадь опять оказалась над уровнем моря.
На этом примере можно своими глазами наблюдать уникальное явление. В городе слой магмы находится настолько близко к поверхности, что из-за внутренних движений изменяется её уровень.
Изменения поверхности в прошлом
Возраст самой древней части континентальной коры, которая была обнаружена на Земле, составляет примерно 4,02 миллиарда лет. Наиболее раннему океаническому дну около 340 миллионов лет. Его нашли на востоке Средиземного моря.
Учёные считают, что движение литосферных плит началось 3,5 миллиарда лет назад. Этот вывод они сделали, исходя из добытых древних пород и минералов. Континенты на Земле были в течение всей её жизни. Но они успели несколько раз изменить свою конфигурацию.
Ради моделирования древнего движения плит было проведено огромное количество различных исследований. Из-за непрерывности этого процесса происходит постепенное формирование и разрушение континентов. В итоге образуется суперконтинент, включающий в себя всю сушу планеты.
Считается, что первый суперконтинент образовался более 2 млрд лет назад, и распался спустя 500 млн лет. Его назвали Колумбией.
После него был Родиния. Этот континент появился 1 млрд лет назад. Из-за движения плит его разорвало примерно через 400 млн лет.
Последними был Пангея. Он образовался около 300 млн лет назад. Распад произошёл спустя 125 млн лет. После разрыва суперконтинент разделился на 2: Прото-Лавразия и Прото-Гондвана. Между ними расположился огромный океан, который назвали Тетис.
Определённые исследования, проведённые геологами и астробиологами, показывают, что тектоника необходима для поддержания жизни на планете. Без движения коры не будет стабильной температуры. Также океаны исчерпают свои питательные вещества. А в 2015 году доказали, что тектоническая активность нужна для эволюции всех видов.
