будова

Будова і склад Землі. Тектонічні плити

1.1 ГЕОХІМІЧНА МОДЕЛЬ І ДИНАМІЧНА МОДЕЛЬ

Земля стратифікована як з урахуванням її хімічного складу, так і механічних властивостей. Таким чином, з хімічного складу (геохімічна модель), ми розрізняємо Кортекс, мантія та ядро, тоді як за його механічними властивостями (динамічна модель) ми виділяємо літосфера, астеносфера, мезосфера та ендосфера.

1.1.1 ГЕОХІМІЧНА МОДЕЛЬ

Через свій хімічний склад Землю диференціюють на:

до) Кортекс. Це найвіддаленіший шар Землі, що простягається від твердої поверхні до мохоровичевого розриву. Він має змінну товщину від 6 до 70 км. Він складається з двох різних одиниць:

  • Континентальна кора. Його товщина коливається від 25 до 70 км, хоча локально вона може досягати вищих значень (80 км у Гімалаях). Складається з магматичних, метаморфічних та осадових порід.
  • Океанська кора. Він тонший, його товщина коливається від 6 до 12 км, він складається з більш щільних порід (базальтів) і молодших.

б) Мантія. Він простягається від основи кори до розриву Гутенберга, який відокремлює її від ядра Землі. Глибина сягає до 2900 км. Його хімічний склад перидотитовий. Розрізняють дві частини:

* Верхня мантія . Досягає до 1000 км. глибокий. Утворюється переважно гірськими породами, бідними на кремній і багатшими на залізо і магній.

* Нижня мантія . Він утворений металевими речовинами, багатими залізом і магнієм.

в) Ядро. Це найглибший шар, від 2900 км до 6370 км глибини. Зовнішня частина у рідкому стані складається із заліза та нікелю, а сама внутрішня частина, тверда, в основному складається з чистого заліза.

1.1.2 ДИНАМІЧНА МОДЕЛЬ

Він базується на фізичному стані та динамічній поведінці ваших шарів. Він розділений на:

до) Літосфера. Це найвіддаленіший твердий шар Землі, який охоплює земну кору та частину верхньої мантії над зоною низької швидкості. Його товщина на материках більша, ніж в океанах, тоді як у хребтах вона може досягати мінімальної товщини (5-10 км). Він виявляється роздробленим на пластинки, називається літосферні плити, які взаємодіють між собою в результаті конвективних течій астеносфери.

б) Астеносфера. Він розташований нижче літосфери. Це відповідає зоні низької швидкості сейсмічних хвиль у верхній мантії. Це свідчить про певний ступінь текучості, тому його поведінка напівпластична.

в) Мезосфера. Це відповідає частині мантії, розташованій під Астеносферою. Він поводиться як жорстка і відносно стабільна зона, що зазнає повільних конвективних процесів. Близько 2700 км є площа (рівень D) де термо пір’я або шлейфи. Це ділянки частково розплавлених порід, які транспортують тепло від серцевини до нижньої мантії. Це означає, що тверда мантія, розташована над цими частково розплавленими ділянками, може бути нагріта досить, щоб піднятися до поверхні, викликаючи гарячі точки.

г) Ендосфера. Він відповідає ядру. Він складається з внутрішня зона що поводиться жорстко та інше зовнішній який поводиться як рідина, в якій генеруються конвекційні струми, відповідальні за виникнення магнітного поля Землі.

1.2 ДИНАМІКА ПЛИТ

Прояви внутрішньої динаміки Землі пояснюються теорією тектоніки плит або глобальної тектоніки, яка встановлює, що літосфера утворена низкою суміжних плит, які рухаються відносно одна одної, розділяючись, стикаючись або ковзаючи в бік.

Ця теорія, яка описує взаємодії, що виникають між пластинами, та наслідки цих взаємодій, базується на таких міркуваннях:

* Формування нової літосфери відбувається за рахунок розширення океанічного дна; тобто в океанічних хребтах утворюється нова океанічна літосфера.

* Створена в цих районах океанічна літосфера після створення стає частиною літосферної плити, яка може включати або не включати континентальну літосферу.

* Поверхня Землі залишається постійною; Це означає, що нова літосфера, що утворюється в хребтах, повинна бути компенсована шляхом її руйнування в зонах субдукції.


* Літосферні плити можуть передавати сили на великі горизонтальні відстані, не викликаючи значних деформацій всередині них; тобто відносний рух між пластинами стає очевидним, в основному, на кордонах пластин. Таким чином, розташування поточних землетрусів показує, як вони розподілені вздовж чітко окреслених поясів, що відповідають межам цих плит, показуючи, що більша частина літосферної деформації зосереджена в цих районах.

1.2.1 РУХ МІЖ ПЛИТКАМИ: ОБМЕЖЕННЯ ПЛИТКИ

Ми можемо розрізнити три типи меж та країв плит дивергентні (конструктивні), конвергентні (деструктивні) та трансформаційні (пасивні або консервативні).

1 . Розбіжні або конструктивні межі. У них утворюється океанічна літосфера і формуються великі підводні або спинні гірські хребти, розташовані в центрі океанів.

океанські хребти Це підводні гірські хребти з дуже крутим профілем і шириною близько 1000 км. Висота над морським дном коливається в межах 1500-2000 м. У деяких випадках хребет піднімається над рівнем моря, як в Ісландії. Через центр хребта проходить велика западина, яка називається рифтова долина, через який матеріал витікає з астеносфери. По обидва боки рифта є великі височини, які іноді виникають і утворюють вулканічні острови, такі як Азорські острови.

Було встановлено, що на цих лавових шарах немає осадів, що свідчить про те, що вони зовсім недавні, і на них не вистачало часу для осадження відкладень. Поряд з цими лавами ми також знаходимо рясні вулканічні отвори, які виділяють рідини при високих температурах.

Всі ці спостереження вказують на те, що хребти є зонами зростання океанічної кори, тому їх називають конструктивними кордонами.

два . Збіжні або руйнівні межі. У них відбувається зближення двох літосферних плит, вводячи одну під іншу і руйнуючи океанічну літосферу в зона субдукції що відповідає океанські траншеї.

У цій конвергенції великий сейсмічна активність внаслідок тертя між пластинами і магматичний, Внаслідок того, що в цих районах відбувається вклад тепла за рахунок тертя та стиснення матеріалів, що призводить до виникнення магм у цих областях, що піднімаються на поверхню як вулкани.

У цих районах океанічна літосфера опускається, щоб потрапити в мантію в процесі, який називається субдукція. У них найважливіші рельєфи планети, як негативні (могили), так і позитивні (гірські пояси). Під час цього руху, коли плита згинається, тягнучи осад всередину, це викликає a Океанічна траншея (до 11 км у Маріанській западині - Тихоокеанський). У площині піддаткової пластини (Літак Беніофа) Напруга накопичується, саме тому сейсмічні вогнища розташовані на різній глибині в цій області, і можуть відбуватися глибокі землетруси (до 700 км).

Більшість гірських хребтів u орогени генерується на цих пластинчастих ударних контактах. Найновіші займають довгі та вузькі смуги по краях материків. Вони зустрічаються на двох великих територіях: навколоокеанському поясі та Альпійсько-Гімалайському районі, який простягається по всій Європі та Азії.

Конвергенція двох плит відрізняється залежно від характеру їх меж, або океанічної, або континентальної, таким чином, існує три типи конвергенції:

до) Зближення океан-океан. Коли дві океанічні плити сходяться, піддувна плита проникає всередину нижче океанічної траншеї. Під час цього спуску спочатку відбувається генезис сейсмічних вогнищ, а згодом злиття плити, утворюючи андезитову магму.

Ця магма піднімається на поверхню і утворює ланцюг вулканів, паралельних узбережжю, т. Зв острівна арка. Між ним і ямою знаходиться акреційна призма, безліч дуже деформованих океанічних та континентальних відкладів. Між острівною дугою і материком знаходиться крайовий басейн, утворені внаслідок дивергентного процесу витончення літосфери, подібного до процесу хребтів. Яскравим прикладом є Японське море, між Азією та Японським архіпелагом.

Є близько двадцяти діючих острівних арок, розташованих на узбережжі Азіатсько-Тихоокеанського регіону, від Алеутських островів, Японії, Філіппін тощо. В Атлантиці виділяються острівні арки Карибського моря.

Зближення океан-океан

б) Зближення океану і материка . Коли океанічна плита стикається з континентальною, перша, яка є більш щільною, підпадає під другу. Спуск плити викликає часткове зрощення його і генерація магм, що піднімаються на поверхню і породжують вулканічні та плутонічні прояви на континенті. Через сильне стиснення осади деформуються в широких складках, пов’язаних із зворотними розломами. Тертя пластини породжує сейсмічні джерела.

Найвідоміший приклад - гірський масив Анди. У цьому випадку плити Наска і Південна Америка стикаються, зіткнення, яке все ще триває зі швидкістю близько 6 см/рік, що вказує на те, що це активний ороген.

Зближення океану і материка

в) Зближення континент-континент. Коли дві материкові плити сходяться, між ними відбувається фронтальне зіткнення. До цього процесу континенти були розділені океанічною літосферою, яка підкорялася одному з континентів. Коли процес закінчується, відбувається зіткнення і викрадення двох континентів. Оскільки обидві пластини мають однакову щільність, вони не піддаються і не стикаються між собою. Компресія закінчується злиттям їх в єдиний блок, створюючи гірський ланцюг, в якому іноді розпізнають шовну лінію, позначену наявністю залишків океанічної літосфери (офіолітів). Район характеризується високою деформацією та метаморфізацією з наявністю гранітних інтрузій.

Зіткнення між Індікою та Євразійською плитою, яке почалося близько 45 мільйонів років тому, призвело до Гімалаїв в Азії.

Зближення континент-континент

3. Пасивні або трансформуючі межі . При цьому типі контакту між плитами дотичні сили створюються так, що літосфера не формується і не руйнується, і вони мають інтенсивну сейсмічну активність. Цей тип розлому тісно пов’язаний з океанічними хребтами, які він розрізає поперечно, утворюючи систему тріщин, паралельних і перпендикулярних хребту, які компенсують розширення. Вони походять від різниці в швидкості переміщення різних секторів пластин, оскільки вони рухаються по обертовій сферичній поверхні і, отже, з більшою лінійною швидкістю, чим далі вони знаходяться від осі обертання.


Як приклад ми маємо розлом Сан-Андрес, при якому тихоокеанська плита ковзає відносно американської плити.

Розлад Сан-Андреас, Каліфорнія, США.

1.2.2 ЦИКЛ УІЛСОНА

1.2.3 КОРОЛОВИЙ ЦИКЛ В КОНТЕКСТІ ТЕКТОНІКИ ПЛАТ

У наземній літосфері можна виділити три великі типи гірських порід, класифікованих за фізико-хімічними умовами, що переважають під час їх утворення:

до) Магматичні або магматичні породи. Утворюється при помірних до високих температурах та широкому діапазоні тисків, але включаючи плавлення. Ці гірські породи утворюються внаслідок затвердіння, в глибині або на поверхні, розплавлених матеріалів земної мантії та кори.

б) Метаморфічні породи. Утворюється в широкому діапазоні тисків і температур, але без плавлення. Вони є результатом перетворення вже існуючих порід внаслідок зміни тиску та/або температурних умов.

в) Осадові породи. Утворюється в умовах поверхні при низьких температурах і тиску, близькому до атмосферного. Вони утворені з продуктів, отриманих в результаті денудації рельєфу.

Більша частина літосфери постійно розвивається. Поверхневі процеси та глибинні процеси постійно модифікують поверхню планети. Гори формуються і руйнуються. Літосферні плити перебувають у русі. Океанічна літосфера утворюється в океанічних хребтах і руйнується в зонах субдукції.

Якщо земна літосфера піддається змінам, логічно думати, що матеріали, що її утворюють, також можуть зазнати змін у своїй структурі та складі. Насправді ідея того, що більшість гірських порід з часом зазнає змін, є суттю так званого гірського циклу.

Цикл гірських порід у тектоніці плит

Для спрощення опису цього циклу наша вихідна точка буде розташована на земній поверхні, де поверхневі процеси спричиняють руйнування або денудацію топографічного рельєфу. Вивітрювання та ерозія рельєфу породжують відклади, які транспортуються в депресивні райони більш-менш далеко від джерела, де вони відкладаються.

1.2.4 ФОРМИ ЗЕМЛЬНОГО РЕЛЬФУ, ПОВ'ЯЗАНІ З ТЕКТОНІКОЮ ПЛАТ

З процесів, пов'язаних з тектонікою плит, виведено існування пригнічених районів океанічної кори та районів з потовщеною континентальною корою. Пригнічені райони зайняті морями та океанами. У цих морських регіонах основними рисами рельєфу є:

Гайоти. Це вулканічні будівлі з усіченою конусоподібною формою, що утворюються глибокими течіями або динамікою та природою вулканічних порід на дні океану.