Типы движения земной коры

ДВИЖЕНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ
МЕДЛЕННОЕ	БЫСТРОЕ
характерно для тектонических плит	землетрясения, оползни, обвалы
вертикальное	горизонтальное	в различных направлениях
Скандинавия поднимается на 1 см/год; поднимаются молодые горные складчатости	Венеция, Нидерланды опускаются на 1-3 см/год	Землетрясения: Очаг – место разрыва и сдвига горных пород в глубине земли, Эпицентр – находится на поверхности над очагом. Зона поражения – вокруг эпицентра, скорость распространения ударной волны зависит от ландшафта, плотности пород и силы толчков
Вулканы – наземные и подводные – могут вызывать как быстрое, так и медленное движение земной коры. Вулканизация тесно связана с землетрясениями и образованием разломов в земной коре.

Существует три основных типа относительных перемещений плит:

· расхождение (дивергенция), выражено рифтингом и спредингом;

· схождение (конвергенция) выраженное субдукцией и коллизией;

· сдвиговые перемещения по трансформным геологическим разломам.

Литосферные плиты постоянно меняют свои очертания, они могут раскалываться в результате рифтинга и спаиваться, образуя единую плиту в результате коллизии. Литосферные плиты также могут тонуть в мантии планеты, достигая глубины ядра. Разделение земной коры на плиты не однозначно, и по мере накопления геологических знаний выделяются новые плиты, а некоторые границы плит признаются несуществующими (рис. 34).

Рис. 34. Тектоническая карта. Литосферные плиты и их движение.

Более 90% поверхности Земли покрыто 14-ю крупнейшими литосферными плитами: Тихоокеанская, Евразийская, Африканская, Австралийская, Антарктическая, Индостанская, Аравийский субконтинент, плита Кокос, плита Наска, плита Скотия, Северо-Американская, Южно-Американская, Сомалийская, Филиппинская. А так же 46 плитами среднего размера и 13 микроплитами. Мелкие плиты расположены в поясах между крупными плитами (рис. 34).

Впервые идея о движении блоков коры была высказана в теории дрейфа континентов, предложенной Альфредом Вегенером в 1920-х г. Сейчас тектоника плит подтверждена прямыми измерениями скорости движения плит методом интерферометрии излучения от далеких квазаров и измерениями с помощью спутниковых навигационных систем GPS.

Главная причина движения плит – конвекция в астеносфере – следствие переноса тепла из центральных зон Земли к поверхности вязкой магмой, что влияет на форму поверхности Земли (рис. 35). При этом часть тепловой энергии превращается в механическую работу по преодолению сил трения, а часть, пройдя через земную кору, излучается в окружающее пространство.

На границе мантии и литосферы температура достигает 1500°С. Особенно сильные очаги внутреннего давления возникают в местах верхней мантии, где концентрируются радиоактивные элементы, распад которых дополнительно разогревает слагающие породы до еще более высоких температур.

Рис. 35. Зависимость формы геоида от мантийных конвекционных потоков.

Движения земной коры под действием внутренних сил Земли называют тектоническими движениями. Их подразделяют на: колебательные, складкообразовательные и разрывные (см. далее).

На плиты действуют и другие, меньшие по величине, но также важные силы. Это – силы Архимеда, обеспечивающие плавание более легкой коры на поверхности более тяжелой мантии.

Приливные силы, обусловленные гравитационным воздействием Луны и Солнца (различием их гравитационного воздействия на разноудаленные от них точки Земли). Сейчас приливной «горб» на Земле, вызванный притяжением Луны в среднем около 36 см. Раньше, Луна была ближе, и это имело большие масштабы, при этом деформация мантии приводит к ее нагреву. Например, вулканизм, наблюдаемый на Ио (спутник Юпитера), вызван именно этими силами – прилив на Ио до 120 м. А также силы, возникающие вследствие изменения атмосферного давления на различные участки земной поверхности – силы атмосферного давления достаточно часто изменяются на 3%, что эквивалентно сплошному слою воды толщиной 0,3 м (или гранита толщиной не менее 10 см). Причем это изменение может происходить в зоне шириной в сотни километров, тогда как изменение приливных сил происходит более плавно – на расстояниях в тысячи километров.

Столкновение континентальных плит – коллизия – приводит к смятию коры и образованию горных цепей. Примером коллизии является Альпийско-Гималайский горный пояс, образовавшийся в результате закрытия океана Тетис и столкновения с Евразийской плитой Индостана и Африки. В результате мощность коры значительно увеличивается, под Гималаями она составляет 70 км. Это неустойчивая структура, она интенсивно разрушается поверхностной и тектонической эрозией.

Колебательные движения земной коры происходят очень медленно, поэтому их называют вековыми или эпейрогеническими. В одних местах земная кора поднимается, в других – опускается. Нередко поднятие сменяется опусканием, и наоборот. Например, на побережье Средиземного моря, близ Неаполя, находятся развалины храма Сераписа, колонны которого источены моллюсками на высоте 5,5 м над современным уровнем моря. Это доказывает, что храм. Построенный в IV в., побывал ниже уровня моря, а затем произошло поднятие суши. В настоящий момент эта территория вновь опускается. На побережьях морей выше их современного уровня часто можно увидеть ступени – террасы, созданные когда-то морским прибоем.

Опускание земной коры ниже 0 м над уровнем моря сопровождается наступлением моря – трансгрессией, а поднятие участка и отступление моря – регрессией. В настоящие время поднятия происходят в Исландии, Гренландии, на Скандинавском полуострове. Область Ботнического залива поднимается со скоростью 2 см в год, таким образом, за столетие примерно на 2 м. одновременно происходит опускание Голландии, Южной Англии, Северной Италии, Причерноморской низменности, Прикаспийской низменности. Образование морских заливов в устьевых участках рек – эстуариев (губ) и лиманов – один из признаков опускания морского побережья. При поднятии земной коры и отступлении моря образуются обширные морские (первичные) равнины: например, Западно-Сибирская, Северо-Сибирская, Амазонская.

Складкообразовательные движения земной коры.Когда пласты горных пород достаточно пластичны, под действием внутренних сил Земли, на больших глубинах, при высоких температурах и давлении, происходит смятие этих пород в складки. Когда давление направлено по вертикали – породы смещаются, когда по горизонтали – сжимаются в складки разной формы, и могут быть подняты на поверхность. Так возникают складчатые горы: Кавказхские, Альпы, Гималаи, Анды, др. (рис. 36-А).

Разрывные движения земной коры. Геологический разлом, или разрыв – нарушение сплошности горных пород, без смещения (трещина) или со смещением пород по поверхности разрыва. Разломы доказывают относительное движение земных масс. Крупные разломы земной коры являются результатом сдвига тектонических плит на их стыках. В зонах активных разломов часто происходят землетрясения как результат выброса энергии во время быстрого скольжения вдоль линии разлома. Так как чаще разломы состоят не из единственной трещины или разрыва, а из структурной зоны однотипных тектонических деформаций, в плоскости разлома (рис. 36-Б), то такие зоны называют зонами разлома.

Две стороны невертикального разлома называют висячий бок, он расположен выше; подошва (или лежачий бок) – располагается ниже линии разлома. Геологические разломы делятся на три основные группы в зависимости от направления движения:

· разлом, в котором основное направление движения происходит в вертикальной плоскости, называется разломом со смещением по падению (сброс, взбросы и надвиги, грабен, горст);

· если в горизонтальной плоскости – то сдвигом.

· если смещение происходит в обеих плоскостях, то такое смещение называется сбросо-сдвигом.

Разломы со смещением по падению делятся на сбросы, взбросы и надвиги.

Сброс происходит при растяжении земной коры, когда один блок земной коры (висячий бок) опускается относительно другого (подошвы).

Грабен (нем. Graben-ров, канава), участок земной коры, опущенный относительно окружающих участков сброса и находящийся между ними. Длина грабенов достигает сотен километров при ширине в десятки и сотни километров. Они обычно образуются в зонах растяжения земной коры (рис. 36-В) (рифтовых зонах). Величайшая система грабенов в Восточной Африке находится вдоль озер Виктория, Ньяса, Танганьика. В России большой провал (грабен), образовавшийся по разломам, представляет собой котловина озера Байкал, также известная как Баргузинская впадина.

Горст (от нем. Horst), приподнятый, обычно вытянутый участок земной коры, ограничен круто наклоненными разломами. Примерами горста являются горы Гарц, Шварцвальд, Вогезы, Сьерра-Невада, Беласица и др.

Чередование горстов и грабенов создает глыбовые (возрожденные) горы. Примеры таких гор: Россия – Алтайские горы, Саяны, Верхоянский хребет, в Северной Америке Аппалачи и др. Глыбовые горы отличаются от складчатых гор, как по внутреннему строению, так и по внешнему виду – морфологии. Склоны таких гор чаще отвесные, долины и водоразделы – широкие, плоские. Пласты горных пород всегда смещены относительно друг друга. Опустившиеся участки глыбовых гор, грабены, иногда заполнены водой (чаще накопительного типа), тогда образуются глубокие озера: например, Байкал, Телецкое, а в Африке озера Таганьика и Ньяса.

Сбросы регионального значения с небольшим углом называют срывом, либо отслаиванием. Взбросы происходят в обратном направлении – в них висячий бок движется наверх относительно подошвы, при этом угол наклона трещины превышает 45°. При взбросах земная кора сжимается.

Еще один вид разлома со смещением по падению – это надвиг, в нем движение происходит аналогично взбросу, но угол наклона трещины не превышает 45°. Надвиги обычно формируют скаты, рифты и складки. В результате образуются тектонические покровы и клиппы. Плоскостью разлома называется плоскость, вдоль которой происходит разрыв.

Во время сдвига поверхность разлома расположена вертикально и подошва двигается влево либо вправо. Отдельным видом сдвига является трансформный разлом. Такие разломы возникают там, где плиты двигаются параллельным курсом, но с разной скоростью, это грандиозные сдвиговые нарушения, широко распространенные в океанах и редкие на континентах. В океанах такие разломы идут перпендикулярно срединно-океаническим хребтам (СОХ) и разбивают их на сегменты шириной в среднем 400 км. Между сегментами хребта находится активная часть разлома, постоянно происходят землетрясения и горообразование, а вокруг разлома формируются многочисленные структуры – надвиги, складки и грабены и нередко обнажаются мантийные породы.

	А     Б   В
Рис. 36. Образование складчато-глыбовых гор

Сдвиговые границы плит на континентах встречаются относительно редко. Пожалуй, единственным ныне активным примером границы такого типа является 800-мильный крупнейший разлом Сан-Андреас, отделяющий Северо-Американскую плиту от Тихоокеанской. Это один из самых сейсмоактивных районов планеты: в год плиты смещаются относительно друг друга на 0,6 см, землетрясения с магнитудой более 6 единиц происходят в среднем раз в 22 года. Город Сан-Франциско и большая часть района его бухты построены в непосредственной близости от этого разлома.

На дне океанов расположены многочисленные вулканические острова – некоторые их нихэто активные горячие точки, место, где к поверхности поднимается плюм – горячий мантийный поток, который проплавляет двигающуюся над ним океаническую кору. Образуются цепи островов с последовательно изменяющимся возрастом, например Гавайский подводный хребет. Он поднимается над поверхностью океана в виде Гавайских островов. Таких точек на Земле установлено множество и они очень сейсмически активны.

Разлом, проходящий через различные слои литосферы, будет иметь различные типы горных пород на линии разлома. Длительное смещение по падению приводит к накладыванию друг на друга пород с характеристиками разных уровней земной коры. Это особенно заметно в случаях срывов или крупных надвигов.

Разломы часто являются геохимическими барьерами - поэтому к ним приурочены скопления твердых полезных ископаемых. Также они часто непреодолимы (из-за смещения горных пород) для рассолов, нефти и газа, что способствует формированию их ловушек – месторождений.

Расположение глубинных разломов определяется с использованием дешифрирования космических снимков, геофизических методов – сейсмического зондирования, магнитной съемки, гравиметрической съемки. Также часто применяются и геохимические методы – радоновая и гелиевая съемка. Гелий, как продукт распада радиоактивных элементов, насыщающих верхний слой коры, просачивается по трещинам, поднимается в атмосферу, а затем в космическое пространство. Это явление было впервые установлено российским геофизиком И.Н. Яницким в 1968 г. во время поисков урановых руд, и признано как научное открытие.

Дата добавления: 2015-07-11