Lithosfeerkaart van de wereld. Lithosfeer als onderdeel van de geografische schil

De aarde koelt af als een gebakken appel en er verschijnen rimpels in de vorm van bergketens. Deze ideeën zijn ontwikkeld door de theorie van geosynclines, gecreëerd op basis van de studie van gevouwen structuren. Deze theorie werd geformuleerd door James Dana, die het principe van isostasie aan de contractiehypothese toevoegde. Volgens dit concept bestaat de aarde uit graniet (continenten) en basalt (oceanen). Wanneer de aarde samentrekt, ontstaan er tangentiële krachten in de oceaanbekkens, die op de continenten drukken. Deze laatste stijgen uit tot bergketens en storten vervolgens in. Het materiaal dat door de vernietiging ontstaat, wordt in de depressies afgezet.

Daarnaast ging Wegener op zoek naar geofysisch en geodetisch bewijsmateriaal. In die tijd was het niveau van deze wetenschappen echter duidelijk niet voldoende om de moderne beweging van de continenten vast te leggen. In 1930 stierf Wegener tijdens een expeditie in Groenland, maar voor zijn dood wist hij al dat de wetenschappelijke gemeenschap zijn theorie niet accepteerde.

Aanvankelijk continentale drift theorie werd gunstig ontvangen door de wetenschappelijke gemeenschap, maar kreeg in 1922 zware kritiek te verduren van verschillende bekende specialisten. Het belangrijkste argument tegen de theorie was de vraag naar de kracht die de platen beweegt. Wegener geloofde dat de continenten langs het basalt van de oceaanbodem bewogen, maar dit vereiste een enorme kracht, en niemand kon de bron van deze kracht noemen. De Corioliskracht, getijdenverschijnselen en enkele andere werden voorgesteld als bron van plaatbewegingen, maar de eenvoudigste berekeningen lieten zien dat ze allemaal absoluut onvoldoende waren om enorme continentale blokken te verplaatsen.

Critici van Wegeners theorie concentreerden zich op de kwestie van de kracht die de continenten in beweging bracht, en negeerden alle vele feiten die de theorie zeker bevestigden. In wezen vonden ze één enkele kwestie waarop het nieuwe concept machteloos stond, en zonder opbouwende kritiek verwierpen ze het belangrijkste bewijsmateriaal. Na de dood van Alfred Wegener werd de theorie van continentale drift verworpen en werd het een marginale wetenschap, en het overgrote deel van het onderzoek werd nog steeds uitgevoerd binnen het raamwerk van de geosynclinetheorie. Toegegeven, ze moest ook zoeken naar verklaringen voor de geschiedenis van de vestiging van dieren op de continenten. Voor dit doel werden landbruggen uitgevonden die de continenten met elkaar verbonden, maar zich in de diepten van de zee stortten. Dit was een nieuwe geboorte van de legende van Atlantis. Het is vermeldenswaard dat sommige wetenschappers het oordeel van de wereldautoriteiten niet erkenden en bleven zoeken naar bewijs van continentale beweging. Tak du Toit ( Alexander du Toit) verklaarde de vorming van het Himalaya-gebergte door de botsing van Hindoestan en de Euraziatische plaat.

De trage strijd tussen de fixisten, zoals aanhangers van de afwezigheid van significante horizontale bewegingen werden genoemd, en de mobilisten, die betoogden dat de continenten inderdaad bewegen, laaide met hernieuwde kracht op in de jaren zestig, toen, als resultaat van het bestuderen van de oceaanbodem Er werden aanwijzingen gevonden voor het begrijpen van de ‘machine’ die de Aarde heet.

Aan het begin van de jaren zestig werd een reliëfkaart van de oceaanbodem samengesteld, waaruit bleek dat de mid-oceanische ruggen zich in het midden van de oceanen bevinden, die 1,5-2 km boven de met sediment bedekte afgrondvlakten uitsteken. Dankzij deze gegevens konden R. Dietz en Harry Hess in 1963 de spreidingshypothese naar voren brengen. Volgens deze hypothese vindt convectie in de mantel plaats met een snelheid van ongeveer 1 cm/jaar. De opstijgende takken van convectiecellen voeren mantelmateriaal aan onder de mid-oceanische ruggen, waardoor de oceaanbodem in het axiale deel van de rug elke 300-400 jaar wordt vernieuwd. Continenten drijven niet op de oceanische korst, maar bewegen zich langs de mantel en worden passief 'gesoldeerd' in lithosferische platen. Volgens het concept van spreiding hebben oceaanbekkens een variabele en onstabiele structuur, terwijl continenten stabiel zijn.

Ditzelfde drijvende kracht(hoogteverschil) bepaalt de mate van elastische horizontale samendrukking van de korst door de kracht van de stroperige wrijving van de stroming tegen de aardkorst. De omvang van deze compressie is klein in het gebied van de opstijging van de mantelstroom en neemt toe naarmate deze de plaats van afdaling van de stroming nadert (als gevolg van de overdracht van drukspanning door de stationaire harde schors in de richting van de plaats van opstijging naar de plaats van afdaling van de stroom). Boven de dalende stroming is de compressiekracht in de korst zo groot dat van tijd tot tijd de sterkte van de korst wordt overschreden (in het gebied met de laagste sterkte en hoogste spanning) en er een inelastische (plastische, brosse) vervorming van de korst optreedt. - een aardbeving. Tegelijkertijd worden hele bergketens, bijvoorbeeld de Himalaya, uit de plaats geperst waar de korst wordt vervormd (in verschillende fasen).

Tijdens plastische (brosse) vervorming neemt de spanning daarin – de drukkracht aan de bron van de aardbeving en de omgeving ervan – zeer snel af (met de snelheid waarmee de aardkorst tijdens een aardbeving wordt verplaatst). Maar onmiddellijk na het einde van de inelastische vervorming gaat de zeer langzame toename van de spanning (elastische vervorming), onderbroken door de aardbeving, door als gevolg van de zeer langzame beweging van de stroperige mantelstroom, waardoor de cyclus van voorbereiding op de volgende aardbeving begint.

De beweging van platen is dus een gevolg van de overdracht van warmte vanuit de centrale zones van de aarde door zeer stroperig magma. In dit geval wordt een deel van de thermische energie omgezet in mechanisch werk om wrijvingskrachten te overwinnen, en een deel, dat door de aardkorst is gepasseerd, wordt naar de omringende ruimte uitgestraald. Onze planeet is dus in zekere zin een warmtemotor.

Er zijn verschillende hypothesen over de oorzaak van de hoge temperatuur in het binnenste van de aarde. Aan het begin van de 20e eeuw was de hypothese van de radioactieve aard van deze energie populair. Dit leek te worden bevestigd door schattingen van de samenstelling van de bovenste aardkorst, die zeer significante concentraties van uranium, kalium en andere radioactieve elementen aantoonden, maar later bleek dat het gehalte aan radioactieve elementen in de rotsen aardkorst volstrekt onvoldoende om de waargenomen diepe warmteflux te verschaffen. En er kan worden gezegd dat het gehalte aan radioactieve elementen in het subkorstmateriaal (wat qua samenstelling dicht bij het basalt van de oceaanbodem ligt) verwaarloosbaar is. Dit sluit echter een vrij hoog gehalte aan zware radioactieve elementen die warmte genereren in de centrale zones van de planeet niet uit.

Een ander model verklaart de verwarming door chemische differentiatie van de aarde. De planeet was oorspronkelijk een mengsel van silicaat en metaalachtige stoffen. Maar gelijktijdig met de vorming van de planeet begon de differentiatie ervan in afzonderlijke schillen. Het dichtere metalen deel snelde naar het centrum van de planeet en silicaten concentreerden zich daarin bovenste schelpen. Tegelijkertijd nam de potentiële energie van het systeem af en werd deze omgezet in thermische energie.

Andere onderzoekers geloven dat de opwarming van de planeet plaatsvond als gevolg van aangroei tijdens meteorietinslagen op het oppervlak van de ontluikende planeet. hemellichaam. Deze verklaring is twijfelachtig: tijdens de aangroei kwam warmte bijna aan het oppervlak vrij, vanwaar het gemakkelijk naar de ruimte ontsnapte, en niet naar de centrale delen van de aarde.

Secundaire krachten

De kracht van stroperige wrijving die ontstaat als gevolg van thermische convectie speelt een beslissende rol in de bewegingen van platen, maar daarnaast werken andere, kleinere, maar ook belangrijke krachten op de platen. Dit zijn de krachten van Archimedes, die ervoor zorgen dat een lichtere korst op het oppervlak van een zwaardere mantel drijft. Getijdekrachten veroorzaakt door de zwaartekrachtsinvloed van de maan en de zon (het verschil in hun zwaartekrachtsinvloed op punten op de aarde op verschillende afstanden daarvan). Nu is de getijdenbult op aarde, veroorzaakt door de aantrekkingskracht van de maan, gemiddeld ongeveer 36 cm. Vroeger was de maan dichterbij en dit was op grote schaal, de vervorming van de mantel leidt tot opwarming ervan. Het vulkanisme dat wordt waargenomen op Io (een maan van Jupiter) wordt bijvoorbeeld precies door deze krachten veroorzaakt - het getij op Io is ongeveer 120 m. Evenals krachten die voortkomen uit veranderingen in de atmosferische druk in verschillende gebieden aardoppervlak- De atmosferische drukkrachten veranderen vaak met 3%, wat overeenkomt met een aaneengesloten waterlaag van 0,3 m dik (of graniet van minimaal 10 cm dik). Bovendien kan deze verandering plaatsvinden in een gebied van honderden kilometers breed, terwijl de verandering in getijdenkrachten soepeler verloopt – over afstanden van duizenden kilometers.

Uiteenlopende grenzen of plaatgrenzen

Dit zijn grenzen tussen platen die in tegengestelde richtingen bewegen. In de topografie van de aarde worden deze grenzen uitgedrukt als kloven, waar vervormingen door trek overheersen, de dikte van de korst wordt verminderd, de warmtestroom maximaal is en actief vulkanisme optreedt. Als zo'n grens zich op een continent vormt, ontstaat er een continentale kloof, die later kan veranderen in een oceanisch bekken met een oceanische kloof in het midden. In oceanische kloven wordt nieuwe oceanische korst gevormd als gevolg van verspreiding.

Oceaan kloven

Schema van de structuur van de mid-oceanische rug

Continentale kloven

Het uiteenvallen van het continent in delen begint met de vorming van een kloof. De korst wordt dunner en beweegt uit elkaar, en magmatisme begint. Er wordt een uitgebreide lineaire depressie gevormd met een diepte van ongeveer honderden meters, die wordt beperkt door een reeks breuken. Hierna zijn er twee scenario's mogelijk: óf de uitbreiding van de kloof stopt en deze wordt gevuld met sedimentair gesteente, dat verandert in een aulacogeen, óf de continenten blijven uit elkaar bewegen en tussen hen, al in typische oceanische kloven, begint zich oceanische korst te vormen. .

Convergente grenzen

Convergente grenzen zijn grenzen waar platen tegen elkaar botsen. Er zijn drie opties mogelijk:

Continentale plaat met oceanische plaat. De oceanische korst is dichter dan de continentale korst en zinkt onder het continent in een subductiezone.
Oceanische plaat met oceanische plaat. In dit geval kruipt een van de platen onder de andere en ontstaat er ook een subductiezone, waarboven een eilandboog ontstaat.
Continentale plaat met continentale plaat. Er vindt een botsing plaats en er verschijnt een krachtig gevouwen gebied. Een klassiek voorbeeld is de Himalaya.

In zeldzame gevallen wordt de oceanische korst op de continentale korst geduwd: obductie. Dankzij dit proces ontstonden ofiolieten van Cyprus, Nieuw-Caledonië, Oman en anderen.

Subductiezones absorberen oceanische korst en compenseren daarmee het uiterlijk ervan op mid-oceanische ruggen. Daarin vinden uiterst complexe processen en interacties tussen de korst en de mantel plaats. Zo kan de oceanische korst blokken continentale korst in de mantel trekken, die vanwege hun lage dichtheid weer in de korst worden opgegraven. Dit is hoe metamorfe complexen van ultrahoge druk ontstaan, een van de meest populaire objecten van modern geologisch onderzoek.

De meeste moderne subductiezones bevinden zich langs de rand van de Stille Oceaan en vormen de Pacifische Ring van Vuur. De processen die plaatsvinden in de plaatconvergentiezone worden terecht beschouwd als een van de meest complexe in de geologie. Het mengt blokken van verschillende oorsprong en vormt zo een nieuwe continentale korst.

Actieve continentale marges

Actieve continentale marge

Er ontstaat een actieve continentale marge waar de oceanische korst onder een continent wegzakt. Er wordt rekening gehouden met de standaard van deze geodynamische situatie westkust Zuid-Amerika, wordt het vaak genoemd Andes soort continentale marge. De actieve continentale rand wordt gekenmerkt door talrijke vulkanen en over het algemeen krachtig magmatisme. Smeltingen bestaan uit drie componenten: de oceanische korst, de mantel erboven en de lagere continentale korst.

Onder de actieve continentale rand vindt actieve mechanische interactie plaats tussen de oceanische en continentale platen. Afhankelijk van de snelheid, leeftijd en dikte van de oceanische korst zijn verschillende evenwichtsscenario’s mogelijk. Als de plaat langzaam beweegt en een relatief lage dikte heeft, schraapt het continent de sedimentaire bedekking ervan af. Sedimentgesteenten worden vermalen tot intense plooien, veranderen en worden onderdeel van de continentale korst. De resulterende structuur wordt genoemd accretionaire wig. Als de snelheid van de zinkende plaat hoog is en de sedimentaire bedekking dun is, wist de oceanische korst de bodem van het continent uit en trekt deze de mantel in.

Eilandbogen

Eiland boog

Eilandbogen zijn ketens van vulkanische eilanden boven een subductiezone, die voorkomen waar een oceanische plaat onder een andere oceanische plaat zinkt. Typische moderne eilandbogen zijn de Aleoeten, de Koerilen, de Marianen en vele andere archipels. De Japanse eilanden worden ook vaak een eilandboog genoemd, maar hun fundament is erg oud en in feite werden ze op verschillende tijdstippen gevormd door verschillende eilandboogcomplexen, dus Japanse eilanden zijn een microcontinent.

Eilandbogen worden gevormd wanneer twee oceanische platen met elkaar botsen. In dit geval komt een van de platen op de bodem terecht en wordt opgenomen in de mantel. Eilandboogvulkanen vormen zich op de bovenste plaat. De gebogen zijde van de eilandboog is naar de geabsorbeerde plaat gericht. Aan deze kant bevinden zich een diepzeegeul en een onderarmgoot.

Achter de eilandboog bevindt zich een achterboogbassin (typische voorbeelden: Zee van Okhotsk, Zuid-Chinese Zee, enz.) waarin ook verspreiding kan plaatsvinden.

Continentale botsing

Botsing van continenten

De botsing van continentale platen leidt tot het instorten van de korst en de vorming van bergketens. Een voorbeeld van een botsing is de Alpine-Himalaya-berggordel, gevormd als gevolg van de sluiting van de Tethys-oceaan en de botsing met de Euraziatische plaat van Hindoestan en Afrika. Als gevolg hiervan neemt de dikte van de korst aanzienlijk toe: onder de Himalaya bereikt deze 70 km. Dit is een onstabiele structuur; het wordt intensief vernietigd door oppervlakte- en tektonische erosie. In de korst met een sterk toegenomen dikte wordt graniet gesmolten uit gemetamorfoseerde sedimentaire en stollingsgesteenten. Dit is hoe de grootste batholieten werden gevormd, bijvoorbeeld Angara-Vitimsky en Zerendinsky.

Grenzen transformeren

Waar platen parallel bewegen, maar met verschillende snelheden, ontstaan transformatiefouten: enorme schuiffouten, wijdverspreid in de oceanen en zeldzaam op continenten.

Transformeer fouten

In de oceanen lopen transformatiefouten loodrecht op mid-oceanische ruggen (MOR's) en verdelen ze in segmenten van gemiddeld 400 km breed. Tussen de noksegmenten bevindt zich een actief deel van de transformatiefout. In dit gebied komen voortdurend aardbevingen en gebergtevorming voor; rond de breuklijn worden talloze verenstructuren gevormd: stoten, plooien en grijpers. Als gevolg hiervan worden mantelrotsen vaak blootgelegd in de breukzone.

Aan beide zijden van de MOR-segmenten bevinden zich inactieve delen van transformatiefouten. Er zitten geen actieve bewegingen in, maar ze komen duidelijk tot uiting in de topografie van de oceaanbodem door lineaire verhogingen met een centrale depressie.

Transformatiefouten vormen een regulier netwerk en ontstaan uiteraard niet door toeval, maar door objectieve fysieke redenen. Een combinatie van numerieke modelgegevens, thermofysische experimenten en geofysische observaties maakte het mogelijk om erachter te komen dat mantelconvectie een driedimensionale structuur heeft. Naast de hoofdstroom uit de MOR ontstaan er longitudinale stromingen in de convectiecel als gevolg van de afkoeling van het bovenste deel van de stroom. Deze afgekoelde substantie stroomt langs de hoofdrichting van de mantelstroom naar beneden. Transformatiefouten bevinden zich in de zones van deze secundaire dalende stroom. Dit model komt goed overeen met de gegevens over de warmtestroom: er wordt een afname van de warmtestroom waargenomen boven transformatiefouten.

Continentale verschuivingen

Grenzen van slagplaten op continenten zijn relatief zeldzaam. Misschien wel het enige momenteel actieve voorbeeld van een grens van dit type is de San Andreas-breuk, die de Noord-Amerikaanse plaat scheidt van de Pacifische plaat. De 1300 kilometer lange San Andreas-breuk is een van de meest seismisch actieve gebieden op aarde: platen bewegen ten opzichte van elkaar met 0,6 cm per jaar, aardbevingen met een kracht van meer dan 6 eenheden komen gemiddeld eens in de 22 jaar voor. Stad San Francisco en de meeste San Francisco Bay Area ingebouwd nabijheid van deze fout.

Processen binnen de plaat

De eerste formuleringen van de platentektoniek beweerden dat vulkanisme en seismische verschijnselen geconcentreerd zijn langs plaatgrenzen, maar het werd al snel duidelijk dat specifieke tektonische en magmatische processen, die ook binnen het raamwerk van deze theorie werden geïnterpreteerd. Onder de intraplaatprocessen werd in sommige gebieden een speciale plaats ingenomen door de verschijnselen van langdurig basaltmagmatisme, de zogenaamde hotspots.

Hotspots

Er zijn talloze vulkanische eilanden op de bodem van de oceanen. Sommigen van hen bevinden zich in ketens met achtereenvolgens veranderende leeftijden. Een klassiek voorbeeld van zo’n onderwaterrug is de Hawaiian Underwater Ridge. Het rijst boven het oppervlak van de oceaan uit in de vorm van de Hawaiiaanse eilanden, van waaruit een keten van onderzeese bergen met steeds toenemende leeftijd zich uitstrekt naar het noordwesten, waarvan sommige, bijvoorbeeld Midway Atoll, naar de oppervlakte komen. Op een afstand van ongeveer 3000 km van Hawaï draait de keten iets naar het noorden en wordt de Imperial Ridge genoemd. Het wordt onderbroken in een diepzeegreppel voor de Aleoeten-eilandboog.

Om deze verbazingwekkende structuur uit te leggen, werd voorgesteld dat onder Hawaiiaanse eilanden er is een hotspot - een plaats waar een hete mantelstroom naar de oppervlakte stijgt, waardoor de oceanische korst die erboven beweegt, smelt. Er zijn nu veel van dergelijke punten op aarde geïnstalleerd. De mantelstroom die deze veroorzaakt, wordt een pluim genoemd. In sommige gevallen wordt uitgegaan van een uitzonderlijk diepe oorsprong van het pluimmateriaal, tot aan de kern-mantelgrens.

Vallen en oceanische plateaus

Naast langdurige hotspots komen er soms ook enorme hoeveelheden smeltwater voor in platen, die vallen vormen op continenten en oceanische plateaus in de oceanen. De eigenaardigheid van dit soort magmatisme is dat het in een korte geologische tijd plaatsvindt - in de orde van enkele miljoenen jaren, maar enorme gebieden bestrijkt (tienduizenden km²); tegelijkertijd wordt een kolossaal volume basalt uitgestort, vergelijkbaar met de hoeveelheid die kristalliseert in de mid-oceanische ruggen.

De Siberische vallen op het Oost-Siberische platform, de vallen van het Deccan-plateau op het Hindoestaanse continent en vele andere zijn bekend. Hete mantelstromen worden ook beschouwd als de oorzaak van de vorming van vallen, maar in tegenstelling tot hotspots werken ze slechts korte tijd, en het verschil daartussen is niet helemaal duidelijk.

Hotspots en vallen gaven aanleiding tot de creatie van de zogenaamde pluim geotektoniek, waarin wordt gesteld dat niet alleen reguliere convectie, maar ook pluimen een belangrijke rol spelen in geodynamische processen. Pluimentektoniek is niet in tegenspraak met de platentektoniek, maar is een aanvulling daarop.

Platentektoniek als wetenschappelijk systeem

Nu kan tektoniek niet langer als een puur geologisch concept worden beschouwd. Het speelt een sleutelrol in alle geowetenschappen; er zijn verschillende methodologische benaderingen met verschillende basisconcepten en principes in naar voren gekomen.

Vanuit oogpunt kinematische aanpak kunnen de bewegingen van de platen worden beschreven door de geometrische bewegingswetten van figuren op een bol. De aarde wordt gezien als een mozaïek van platen van verschillende afmetingen die ten opzichte van elkaar en de planeet zelf bewegen. Paleomagnetische gegevens stellen ons in staat de positie van de magnetische pool ten opzichte van elke plaat op verschillende tijdstippen te reconstrueren. Generalisatie van gegevens voor verschillende platen leidde tot de reconstructie van de gehele reeks relatieve bewegingen van de platen. Door deze gegevens te combineren met informatie verkregen uit vaste hotspots, werd het mogelijk om de absolute bewegingen van de platen en de geschiedenis van de beweging van de magnetische polen van de aarde te bepalen.

Thermofysische benadering beschouwt de aarde als een warmtemotor, waarin thermische energie gedeeltelijk wordt omgezet in mechanische energie. Binnen deze benadering wordt de beweging van materie in de binnenste lagen van de aarde gemodelleerd als een stroom van een stroperige vloeistof, beschreven door de Navier-Stokes-vergelijkingen. Mantelconvectie gaat gepaard met faseovergangen en chemische reacties, die een beslissende rol spelen in de structuur van mantelstromen. Op basis van geofysische geluidsgegevens, de resultaten van thermofysische experimenten en analytische en numerieke berekeningen proberen wetenschappers de structuur van mantelconvectie in detail te beschrijven, stroomsnelheden en andere belangrijke kenmerken van diepe processen te vinden. Deze gegevens zijn vooral belangrijk voor het begrijpen van de structuur van de diepste delen van de aarde: de lagere mantel en de kern, die ontoegankelijk zijn voor direct onderzoek, maar ongetwijfeld een enorme impact hebben op de processen die plaatsvinden op het oppervlak van de planeet.

Geochemische benadering. Voor de geochemie is platentektoniek belangrijk als mechanisme voor de voortdurende uitwisseling van materie en energie tussen de verschillende lagen van de aarde. Elke geodynamische omgeving wordt gekenmerkt door specifieke rotsassociaties. Deze karakteristieke kenmerken kunnen op hun beurt worden gebruikt om de geodynamische omgeving te bepalen waarin het gesteente werd gevormd.

Historische benadering. In termen van de geschiedenis van planeet Aarde is platentektoniek de geschiedenis van het samenkomen en uiteenvallen van continenten, de geboorte en ondergang van vulkanische ketens, en het verschijnen en sluiten van oceanen en zeeën. Voor grote blokken van de aardkorst is de bewegingsgeschiedenis tot in detail en over een aanzienlijke periode vastgelegd, maar voor kleine platen zijn de methodologische problemen veel groter. De meest complexe geodynamische processen vinden plaats in plaatbotsingszones, waar bergketens worden gevormd, bestaande uit vele kleine heterogene blokken - terranes. Bij het bestuderen van de Rocky Mountains ontstond een speciale richting van geologisch onderzoek: terranenanalyse, die een reeks methoden omvatte voor het identificeren van terranen en het reconstrueren van hun geschiedenis.

Platentektoniek op andere planeten

Er is momenteel geen bewijs voor moderne platentektoniek op andere planeten in het zonnestelsel. Studies van het magnetische veld van Mars, uitgevoerd door het ruimtestation Mars Global Surveyor, duiden op de mogelijkheid van platentektoniek op Mars in het verleden.

In het verleden [ Wanneer?] de warmtestroom vanuit het binnenste van de planeet was groter, dus de korst was dunner, de druk onder de veel dunnere korst was ook veel lager. En bij een aanzienlijk lagere druk en een iets hogere temperatuur was de viscositeit van de mantelconvectiestromen direct onder de korst veel lager dan nu het geval is. Daarom traden in de korst die op het oppervlak van een mantelstroom dreef die minder stroperig was dan vandaag de dag, slechts relatief kleine elastische vervormingen op. En de mechanische spanningen die in de korst werden gegenereerd door convectiestromen die minder stroperig waren dan vandaag de dag, waren onvoldoende om de treksterkte van gesteenten in de aardkorst te overschrijden. Daarom was er misschien niet zo'n tektonische activiteit als op een later tijdstip.

Plaatbewegingen uit het verleden

Voor meer informatie over dit onderwerp, zie: Geschiedenis van plaatbeweging.

Het reconstrueren van plaatbewegingen uit het verleden is een van de belangrijkste onderwerpen van geologisch onderzoek. Met verschillende mate van detail is de positie van de continenten en de blokken waaruit ze zijn gevormd tot op het Archeïsche niveau gereconstrueerd.

Uit een analyse van de bewegingen van de continenten is empirisch gebleken dat de continenten zich elke 400 tot 600 miljoen jaar samenvoegen tot een enorm continent, dat bijna de gehele continentale korst omvat: een supercontinent. Moderne continenten ontstonden 200 tot 150 miljoen jaar geleden als gevolg van het uiteenvallen van het supercontinent Pangea. Nu bevinden de continenten zich in een stadium van bijna maximale scheiding. De Atlantische Oceaan breidt zich uit en de Stille Oceaan sluit zich. Hindoestan beweegt zich naar het noorden en verplettert de Euraziatische plaat, maar blijkbaar zijn de bronnen van deze beweging bijna uitgeput, en in de nabije geologische tijd zal er in de Indische Oceaan een nieuwe subductiezone ontstaan, waarin de oceanische korst Indische Oceaan zal worden opgenomen onder het Indiase continent.

De invloed van plaatbewegingen op het klimaat

De locatie van grote continentale massa's in de subpolaire gebieden draagt bij aan een algemene daling van de temperatuur van de planeet, omdat zich op de continenten ijskappen kunnen vormen. Hoe wijdverspreider de ijstijd is, hoe groter het albedo van de planeet en hoe lager de gemiddelde jaartemperatuur.

Bovendien bepaalt de relatieve positie van de continenten de oceanische en atmosferische circulatie.

Een eenvoudig en logisch schema: continenten in de poolgebieden - ijstijd, continenten in de equatoriale gebieden - stijging van de temperatuur blijkt echter onjuist te zijn in vergelijking met geologische gegevens over het verleden van de aarde. Kwartaire ijstijd vond feitelijk plaats toen Antarctica verscheen in de regio van de Zuidpool, en op het noordelijk halfrond van Eurazië en Noord Amerika de Noordpool naderde. Aan de andere kant vond de sterkste Proterozoïsche ijstijd, waarin de aarde bijna volledig bedekt was met ijs, plaats toen de meeste continentale massa's zich in het equatoriale gebied bevonden.

Bovendien vinden er significante veranderingen in de positie van de continenten plaats over een periode van ongeveer tientallen miljoenen jaren, terwijl de totale duur van ijstijden ongeveer enkele miljoenen jaren bedraagt, en gedurende één ijstijd vinden cyclische veranderingen van ijstijden en interglaciale perioden plaats. Al deze klimaatveranderingen vinden snel plaats vergeleken met de snelheid van continentale beweging, en daarom kan plaatbeweging niet de oorzaak zijn.

Uit het bovenstaande volgt dat plaatbewegingen geen beslissende rol spelen in de klimaatverandering, maar een belangrijke aanvullende factor kunnen zijn die deze ‘duwt’.

De betekenis van platentektoniek

Platentektoniek heeft in de aardwetenschappen een rol gespeeld die vergelijkbaar is met het heliocentrische concept in de astronomie, of de ontdekking van DNA in de genetica. Voordat de theorie van de platentektoniek werd aangenomen, was de aardwetenschappen beschrijvend van aard. Ze hebben bereikt hoog niveau perfectie in het beschrijven van natuurlijke objecten, maar kon zelden de oorzaken van processen verklaren. Tegengestelde concepten kunnen domineren in verschillende takken van de geologie. Platentektoniek verbond de verschillende aardwetenschappen met elkaar en gaf ze voorspellende kracht.

zie ook

Opmerkingen

Literatuur

Wegener A. Oorsprong van continenten en oceanen / trans. met hem. P.G. Kaminsky, uitg. P. N. Kropotkin. - L.: Nauka, 1984. - 285 p.
Dobretsov N.L., Kirdyashkin A.G. Diepe geodynamiek. - Novosibirsk, 1994. - 299 p.
Zonenshain, Kuzmin M.I. Platentektoniek van de USSR. In 2 delen.
Kuzmin M.I., Korolkov A.T., Dril S.I., Kovalenko S.N. Historische geologie met basisprincipes van platentektoniek en metallogenie. - Irkoetsk: Irkoetsk. universiteit, 2000. - 288 p.
Cox A., Hart R. Platentektoniek. - M.: Mir, 1989. - 427 p.
N.V. Koronovsky, V.E. Khain, Yasemanov N.A. Historische geologie: leerboek. M.: Academie-uitgeverij, 2006.
Lobkovsky L.I., Nikishin A.M., Khain V.E. Moderne problemen van geotektoniek en geodynamica. - M.: Wetenschappelijke wereld, 2004. - 612 p. - ISBN 5-89176-279-X.
Khain, Viktor Efimovich. De belangrijkste problemen van de moderne geologie. M.: Wetenschappelijke Wereld, 2003.

Koppelingen

In het Russisch

Khain, Viktor Efimovich Moderne geologie: problemen en vooruitzichten
V.P. Trubitsyn, V.V. Rykov. Mantelconvectie en mondiale tektoniek van de aarde Joint Institute of Physics of the Earth RAS, Moskou
Oorzaken van tektonische fouten, continentale drift en de fysieke warmtebalans van de planeet (USAP)
Khain, Viktor Efimovich Platentektoniek, hun structuren, bewegingen en vervormingen

In Engels

Interactieve film die 750 miljoen jaar aan mondiale tektonische activiteit laat zien.

Theorie lithosferische platen- het meest interessante richting bij aardrijkskunde. Zoals moderne wetenschappers suggereren, is de hele lithosfeer verdeeld in blokken die in de bovenste laag ronddrijven. Hun snelheid is 2-3 cm per jaar. Ze worden lithosferische platen genoemd.

Grondlegger van de theorie van lithosferische platen

Wie heeft de theorie van lithosferische platen opgericht? A. Wegener was een van de eersten die in 1920 de veronderstelling maakte dat de platen horizontaal bewegen, maar dat werd niet ondersteund. En pas in de jaren zestig bevestigde een onderzoek van de oceaanbodem zijn veronderstelling.

De wederopstanding van deze ideeën leidde tot de creatie van de moderne theorie van de tektoniek. De belangrijkste bepalingen ervan werden in 1967-68 bepaald door een team van geofysici uit Amerika, D. Morgan, J. Oliver, L. Sykes en anderen.

Wetenschappers kunnen niet met zekerheid zeggen wat de oorzaak is van dergelijke verplaatsingen en hoe de grenzen worden gevormd. In 1910 geloofde Wegener dat de aarde aan het begin van het Paleozoïcum uit twee continenten bestond.

Laurazië besloeg het gebied van het huidige Europa, Azië (India was niet inbegrepen) en Noord-Amerika. Het was het noordelijke continent. Gondwana omvatte Zuid-Amerika, Afrika en Australië.

Ergens tweehonderd miljoen jaar geleden verenigden deze twee continenten zich tot één: Pangaea. En 180 miljoen jaar geleden splitste het zich opnieuw in tweeën. Vervolgens werden ook Laurasia en Gondwana verdeeld. Door deze splitsing zijn de oceanen ontstaan. Bovendien vond Wegener bewijs dat zijn hypothese over één continent bevestigde.

Kaart van de lithosferische platen ter wereld

Gedurende de miljarden jaren waarin de platen bewogen, vonden hun fusie en scheiding herhaaldelijk plaats. De kracht en energie van continentale beweging wordt sterk beïnvloed door de interne temperatuur van de aarde. Naarmate deze toeneemt, neemt de snelheid van de plaatbeweging toe.

Hoeveel platen en hoe bevinden lithosferische platen zich tegenwoordig op de wereldkaart? Hun grenzen zijn zeer willekeurig. Nu zijn er 8 belangrijke platen. Ze bestrijken 90% van het grondgebied van de hele planeet:

Misschien ben je hierin geïnteresseerd

Australisch;
Antarctisch;
Afrikaanse;
Euraziatisch;
Hindoestan;
Grote Oceaan;
Noord Amerikaan;
Zuid Amerikaan.

Wetenschappers inspecteren en analyseren voortdurend de oceaanbodem en onderzoeken fouten. Nieuwe platen worden geopend en de lijnen van oude worden aangepast.

Grootste lithosferische plaat

Wat is de grootste lithosferische plaat? Het meest indrukwekkend is de Pacifische plaat, waarvan de korst een oceanische samenstelling heeft. De oppervlakte bedraagt 10.300.000 km². De omvang van deze plaat neemt, net als de omvang van de Stille Oceaan, geleidelijk af.

In het zuiden grenst het aan de Antarctische Plaat. Aan de noordkant ontstaat de Aleoetentrog, en aan de westkant ontstaat de Marianentrog.

Niet ver van Californië, waar de oostgrens ligt, beweegt de plaat langs de Noord-Amerikaanse lengte. Dit is waar de San Andreas-fout ontstaat.

Wat gebeurt er als platen bewegen?

Tijdens hun beweging kunnen lithosferische platen van de aarde uiteenlopen, samensmelten en wegglijden met hun buren. Bij de eerste optie worden langs de grenslijnen trekgebieden met scheuren daartussen gevormd.

Bij de tweede optie vormen zich compressiezones, die gepaard gaan met het op elkaar duwen (obductie) van de platen. In het derde geval worden fouten waargenomen langs de lengte waarvan ze glijden. Op de plaatsen waar de platen samenkomen, botsen ze. Dit leidt tot de vorming van bergen.

Als gevolg van een botsing vormen lithosferische platen:

Tektonische fouten genoemd kloof valleien. Ze vormen zich in rekzones;
In het geval dat er een botsing van platen met een continentaal type korst plaatsvindt, spreken ze van convergente grenzen. Dit veroorzaakt de vorming van grote bergsystemen. Het Alpine-Himalaya-systeem was het resultaat van de botsing van drie platen: Euraziatisch, Indo-Australisch, Afrikaans;
Als platen met verschillende soorten korst botsen (de ene is continentaal, de andere is oceanisch), vormen zich bergen aan de kust en ontstaan er diepe depressies (loopgraven) in de oceaan. Een voorbeeld van een dergelijke formatie is de Andes en de Peruviaanse loopgraaf. Het komt voor dat eilandbogen (Japanse eilanden) samen met loopgraven worden gevormd. Dit is hoe ze werden gevormd Marianen-eilanden en goot.

De Afrikaanse lithosferische plaat omvat het Afrikaanse continent en is van een oceanisch type. Hier bevindt zich de grootste fout. De lengte is 4000 km en de breedte is 80-120. De uiteinden zijn bedekt met talrijke vulkanen, actief en uitgestorven.

De lithosferische platen van de wereld die een oceanische aardkorststructuur hebben, worden vaak oceanisch genoemd. Deze omvatten: Pacific, Coconut, Nazca. Ze bezetten meer dan de helft van de ruimte van de Wereldoceaan.

Er zijn er drie in de Indische Oceaan (Indo-Australisch, Afrikaans, Antarctisch). De namen van de platen komen overeen met de namen van de continenten die het wast. De lithosferische platen van de oceaan worden gescheiden door onderwaterruggen.

Tektoniek als wetenschap

Platentektoniek bestudeert hun beweging, evenals veranderingen in de structuur en samenstelling van de aarde in een bepaald gebied in een bepaalde periode. Er wordt van uitgegaan dat het geen continenten zijn die afdrijven, maar lithosferische platen.

Het is deze beweging die aardbevingen en vulkaanuitbarstingen veroorzaakt. Het is bevestigd door satellieten, maar de aard van een dergelijke beweging en de mechanismen ervan zijn nog steeds onbekend.

De rusttoestand is onbekend voor onze planeet. Dit geldt niet alleen voor externe, maar ook voor interne processen die plaatsvinden in de ingewanden van de aarde: de lithosferische platen zijn voortdurend in beweging. Het is waar dat sommige delen van de lithosfeer behoorlijk stabiel zijn, terwijl andere, vooral die op de kruispunten van tektonische platen, extreem mobiel zijn en voortdurend trillen.

Natuurlijk konden mensen een dergelijk fenomeen niet negeren, en daarom hebben ze het gedurende hun hele geschiedenis bestudeerd en verklaard. In Myanmar bestaat er bijvoorbeeld nog steeds een legende dat onze planeet verstrengeld is met een enorme ring slangen, en wanneer ze beginnen te bewegen, begint de aarde te trillen. Dergelijke verhalen konden de nieuwsgierige menselijke geest niet lang tevreden stellen, en om de waarheid te achterhalen, boorden de meest nieuwsgierigen de grond in, tekenden kaarten, bouwden hypothesen en deden aannames.

Het concept van de lithosfeer omvat de harde schil van de aarde, bestaande uit de aardkorst en een laag verzachte rotsen die de bovenste mantel vormen, de asthenosfeer (de plastic samenstelling zorgt ervoor dat de platen waaruit de aardkorst bestaat er met een snelheid langs kunnen bewegen een snelheid van 2 tot 16 cm per jaar). Het is interessant dat de bovenste laag van de lithosfeer elastisch is en de onderste laag van plastic is, waardoor de platen ondanks voortdurend schudden hun evenwicht kunnen behouden tijdens het bewegen.

Tijdens talrijke onderzoeken kwamen wetenschappers tot de conclusie dat de lithosfeer een heterogene dikte heeft en grotendeels afhangt van het terrein waaronder deze zich bevindt. Op het land varieert de dikte dus van 25 tot 200 km (hoe ouder het platform, hoe groter het is, en het dunste bevindt zich onder jonge bergketens).

Maar de dunste laag van de aardkorst bevindt zich onder de oceanen: de gemiddelde dikte varieert van 7 tot 10 km, en in sommige delen van de Stille Oceaan zelfs vijf. De dikste korstlaag bevindt zich aan de randen van de oceanen, de dunste bevindt zich onder de mid-oceanische ruggen. Het is interessant dat de lithosfeer nog niet volledig is gevormd, en dit proces gaat tot op de dag van vandaag door (voornamelijk onder de oceaanbodem).

Waar is de aardkorst van gemaakt?

De structuur van de lithosfeer onder de oceanen en continenten is anders doordat er geen granietlaag onder de oceaanbodem zit, omdat de oceanische korst tijdens zijn vorming vele malen aan smeltprocessen werd onderworpen. Gemeenschappelijk voor de oceanische en continentale korst zijn lagen van de lithosfeer als basalt en sedimentair.

De aardkorst bestaat dus voornamelijk uit gesteenten die worden gevormd tijdens de afkoeling en kristallisatie van magma, dat via scheuren de lithosfeer binnendringt. Als het magma niet naar de oppervlakte kon sijpelen, vormde het grof kristallijne gesteenten zoals graniet, gabbro en dioriet, vanwege de langzame afkoeling en kristallisatie. Maar het magma, dat door snelle afkoeling naar buiten wist te komen, vormde kleine kristallen - basalt, liparit, andesiet.

Wat betreft sedimentair gesteente, ze werden op verschillende manieren in de lithosfeer van de aarde gevormd: klastische gesteenten verschenen als gevolg van de vernietiging van zand, zandsteen en klei, chemische gesteenten werden gevormd als gevolg van verschillende chemische reacties in waterige oplossingen - dit zijn gips, zout , fosforieten. Organische werden gevormd door planten- en kalkhoudende resten - krijt, turf, kalksteen, steenkool.

Interessant is dat sommige rotsen verschenen als gevolg van een volledige of gedeeltelijke verandering in hun samenstelling: graniet werd omgezet in gneis, zandsteen in kwartsiet, kalksteen in marmer. Volgens wetenschappelijk onderzoek hebben wetenschappers kunnen vaststellen dat de lithosfeer bestaat uit:

Zuurstof – 49%;
Silicium – 26%;
Aluminium – 7%;
IJzer – 5%;
Calcium – 4%
De lithosfeer bevat veel mineralen, waarvan de meest voorkomende sparren en kwarts zijn.

Wat de structuur van de lithosfeer betreft, zijn er stabiele en mobiele zones (met andere woorden, platforms en geplooide riemen). Op tektonische kaarten kun je altijd de gemarkeerde grenzen van zowel stabiele als gevaarlijke gebieden zien. Allereerst is dit de Pacifische Ring van Vuur (gelegen langs de randen van de Stille Oceaan), evenals een deel van de seismische gordel Alpine-Himalaya (Zuid-Europa en de Kaukasus).

Beschrijving van platforms

Een platform is een vrijwel bewegingloos deel van de aardkorst dat een zeer lange fase van geologische formatie heeft doorgemaakt. Hun leeftijd wordt bepaald door het stadium van vorming van de kristallijne fundering (graniet- en basaltlagen). Oude of Precambrische platforms op de kaart bevinden zich altijd in het midden van het continent, jonge platforms bevinden zich aan de rand van het continent of tussen Precambrische platforms.

Bergplooigebied

Het gevouwen berggebied werd gevormd tijdens de botsing van tektonische platen op het vasteland. Als er onlangs bergketens zijn gevormd, wordt er in de buurt ervan een verhoogde seismische activiteit geregistreerd en bevinden ze zich allemaal langs de randen van lithosferische platen (jongere massieven behoren tot de vormingsstadia van de Alpen en het Cimmerien). Oudere gebieden die verband houden met het oude Paleozoïsche vouwen kunnen zich zowel aan de rand van het continent bevinden, bijvoorbeeld in Noord-Amerika en Australië, als in het centrum - in Eurazië.

Interessant is dat wetenschappers de ouderdom van gevouwen berggebieden bepalen op basis van de jongste plooien. Omdat het bouwen van bergen voortdurend plaatsvindt, maakt dit het mogelijk alleen het tijdsbestek van de ontwikkelingsstadia van onze aarde te bepalen. De aanwezigheid van een bergketen in het midden van een tektonische plaat geeft bijvoorbeeld aan dat daar ooit een grens was.

Lithosfeerplaten

Ondanks het feit dat negentig procent van de lithosfeer uit veertien lithosferische platen bestaat, zijn velen het niet eens met deze bewering en tekenen ze hun eigen tektonische kaarten, waarbij ze zeggen dat er zeven grote en ongeveer tien kleine zijn. Deze verdeling is nogal willekeurig, omdat wetenschappers met de ontwikkeling van de wetenschap nieuwe platen identificeren of bepaalde grenzen als niet-bestaand erkennen, vooral als het om kleine platen gaat.

Het is vermeldenswaard dat de grootste tektonische platen heel duidelijk zichtbaar zijn op de kaart en dat zijn:

De Stille Oceaan is de grootste plaat ter wereld, langs de grenzen waarvan constante botsingen van tektonische platen plaatsvinden en fouten ontstaan - dit is de reden voor de constante afname ervan;
Euraziatisch - bestrijkt bijna het gehele grondgebied van Eurazië (behalve Hindoestan en het Arabische schiereiland) en bevat het grootste deel van de continentale korst;
Indo-Australisch - het omvat het Australische continent en het Indiase subcontinent. Vanwege voortdurende botsingen met Euraziatische platen oh staat op het punt te breken;
Zuid-Amerikaans - bestaat uit het Zuid-Amerikaanse continent en een deel van de Atlantische Oceaan;
Noord-Amerikaans - bestaat uit het Noord-Amerikaanse continent, een deel van het noordoosten van Siberië, het noordwestelijke deel van de Atlantische Oceaan en de helft van de Noordelijke IJszee;
Afrikaans - bestaat uit het Afrikaanse continent en de oceanische korst van de Atlantische en Indische Oceaan. Interessant is dat de aangrenzende platen in de tegenovergestelde richting bewegen, dus de grootste fout op onze planeet bevindt zich hier;
Antarctische plaat - bestaat uit het continent Antarctica en de nabijgelegen oceanische korst. Vanwege het feit dat de plaat omgeven is door mid-oceanische ruggen, bewegen de resterende continenten er voortdurend van weg.

Beweging van tektonische platen

Lithosfeerplaten, verbindend en scheidend, veranderen voortdurend van contouren. Hierdoor kunnen wetenschappers de theorie naar voren brengen dat ongeveer 200 miljoen jaar geleden de lithosfeer alleen Pangaea had - een enkel continent, dat zich vervolgens in delen splitste, die geleidelijk met een zeer lage snelheid van elkaar weg begonnen te bewegen (gemiddeld ongeveer zeven centimeter per jaar ).

Er wordt aangenomen dat, dankzij de beweging van de lithosfeer, over 250 miljoen jaar een nieuw continent op onze planeet zal ontstaan als gevolg van de eenwording van bewegende continenten.

Wanneer de oceanische en continentale platen botsen, wordt de rand van de oceanische korst onder de continentale korst gebracht, terwijl aan de andere kant van de oceanische plaat de grens afwijkt van de aangrenzende plaat. De grens waarlangs de beweging van lithosfeer plaatsvindt, wordt de subductiezone genoemd, waar de bovenste en subductieve randen van de plaat worden onderscheiden. Het is interessant dat de plaat, die in de mantel stort, begint te smelten wanneer het bovenste deel van de aardkorst wordt samengedrukt, waardoor bergen worden gevormd, en als magma ook uitbarst, dan vulkanen.

Op plaatsen waar tektonische platen met elkaar in contact komen, bevinden zich zones met maximale vulkanische en seismische activiteit: tijdens de beweging en botsing van de lithosfeer wordt de aardkorst vernietigd, en wanneer ze uiteenlopen, worden breuken en depressies gevormd (de lithosfeer en de topografie van de aarde zijn met elkaar verbonden). Dit is de reden dat de grootste landvormen op aarde – bergketens met actieve vulkanen en diepzeegeulen – zich langs de randen van tektonische platen bevinden.

Opluchting

Het is niet verrassend dat de beweging van lithosfeer rechtstreeks van invloed is op het uiterlijk van onze planeet, en de diversiteit van het reliëf van de aarde is verbazingwekkend (reliëf is een reeks onregelmatigheden op het aardoppervlak die zich daarboven op verschillende hoogten bevinden, en daarom zijn de belangrijkste vormen van het reliëf van de aarde zijn conventioneel verdeeld in convexe (continenten, bergen) en concaaf (oceanen, riviervalleien, kloven).

Het is vermeldenswaard dat land slechts 29% van onze planeet beslaat (149 miljoen km2), en dat de lithosfeer en topografie van de aarde voornamelijk uit vlaktes, bergen en laaglanden bestaan. Wat de oceaan betreft, het gemiddelde diepte is iets minder dan vier kilometer, en de lithosfeer en topografie van de aarde in de oceaan bestaat uit een continentaal plat, een kusthelling, een oceaanbodem en abyssale of diepzeegeulen. Het grootste deel van de oceaan heeft een complexe en gevarieerde topografie: er zijn vlaktes, bassins, plateaus, heuvels en bergkammen tot 2 km hoog.

Lithosfeerproblemen

De intensieve ontwikkeling van de industrie heeft ertoe geleid dat de mens en de lithosfeer de laatste tijd bijzonder slecht met elkaar zijn gaan opschieten: de vervuiling van de lithosfeer neemt catastrofale proporties aan. Dit gebeurde door de toename van industrieel afval gecombineerd met huishoudelijk afval en gebruikt in landbouw meststoffen en pesticiden, wat een negatieve invloed heeft chemische samenstelling bodem en levende organismen. Wetenschappers hebben berekend dat er per persoon per jaar ongeveer één ton afval wordt geproduceerd, inclusief 50 kg moeilijk afbreekbaar afval.

Tegenwoordig is de vervuiling van de lithosfeer een urgent probleem geworden, omdat de natuur er niet alleen mee om kan gaan: de zelfreiniging van de aardkorst vindt zeer langzaam plaats en daarom hopen schadelijke stoffen zich geleidelijk op en hebben ze na verloop van tijd een negatieve invloed de belangrijkste boosdoener van het probleem: mensen.

Lees meer in het artikel Geschiedenis van de theorie van de platentektoniek

De basis van de theoretische geologie aan het begin van de 20e eeuw was de contractiehypothese. De aarde koelt af als een gebakken appel en er verschijnen rimpels in de vorm van bergketens. Deze ideeën zijn ontwikkeld door de theorie van geosynclines, gecreëerd op basis van de studie van gevouwen structuren. Deze theorie werd geformuleerd door J. Dan, die het principe van isostasie aan de contractiehypothese toevoegde. Volgens dit concept bestaat de aarde uit graniet (continenten) en basalt (oceanen). Wanneer de aarde samentrekt, ontstaan er tangentiële krachten in de oceaanbekkens, die op de continenten drukken. Deze laatste stijgen uit tot bergketens en storten vervolgens in. Het materiaal dat door de vernietiging ontstaat, wordt in de depressies afgezet.

De trage strijd tussen de fixisten, zoals aanhangers van de afwezigheid van significante horizontale bewegingen werden genoemd, en de mobilisten, die beweerden dat ze nog steeds in beweging waren, laaide met hernieuwde kracht op in de jaren zestig, toen, als resultaat van het bestuderen van de bodem van de de oceanen, werden er aanwijzingen gevonden om de ‘machine’ die de aarde wordt genoemd, te begrijpen.

Aan het begin van de jaren zestig werd een reliëfkaart van de oceaanbodem samengesteld, waaruit bleek dat de mid-oceanische ruggen zich in het midden van de oceanen bevinden, die 1,5 à 2 km boven de met sediment bedekte afgrondvlakten uitsteken. Dankzij deze gegevens konden R. Dietz en G. Hess in 1962–1963 de spreidingshypothese naar voren brengen. Volgens deze hypothese vindt convectie in de mantel plaats met een snelheid van ongeveer 1 cm/jaar. De opstijgende takken van convectiecellen voeren mantelmateriaal af onder mid-oceanische ruggen, waardoor de oceaanbodem in het axiale deel van de rug elke 300-400 jaar wordt vernieuwd. Continenten drijven niet op de oceanische korst, maar bewegen zich langs de mantel en worden passief 'gesoldeerd' in lithosferische platen. Volgens het concept van spreiding hebben oceaanbekkens een variabele en onstabiele structuur, terwijl continenten stabiel zijn.

In 1963 kreeg de spreidingshypothese sterke steun in verband met de ontdekking van gestreepte magnetische afwijkingen op de oceaanbodem. Ze zijn geïnterpreteerd als een registratie van omkeringen van het magnetische veld van de aarde, vastgelegd in de magnetisatie van basalt van de oceaanbodem. Hierna begon de platentektoniek aan zijn triomftocht in de aardwetenschappen. Steeds meer wetenschappers beseften dat het, in plaats van tijd te verspillen aan het verdedigen van het concept van fixisme, beter was om naar de planeet te kijken vanuit het gezichtspunt van een nieuwe theorie en uiteindelijk echte verklaringen te gaan geven voor de meest complexe aardse processen.

De platentektoniek is nu bevestigd door directe metingen van de plaatsnelheid met behulp van interferometrie van straling van verre quasars en metingen met behulp van GPS. De resultaten van vele jaren onderzoek hebben de basisprincipes van de theorie van de platentektoniek volledig bevestigd.

Huidige stand van de platentektoniek

De afgelopen decennia heeft de platentektoniek de basisprincipes aanzienlijk veranderd. Tegenwoordig kunnen ze als volgt worden geformuleerd:

Het bovenste deel van de vaste aarde is verdeeld in een broze lithosfeer en een plastic asthenosfeer. Convectie in de asthenosfeer is de belangrijkste oorzaak van plaatbeweging.

De lithosfeer is verdeeld in 8 grote platen, tientallen middelgrote platen en vele kleine platen. In de tussenliggende banden bevinden zich kleine platen grote platen. Seismische, tektonische en magmatische activiteit concentreert zich op de plaatgrenzen.

In een eerste benadering worden lithosferische platen beschreven als stijve lichamen, en hun beweging voldoet aan de rotatiestelling van Euler.

Er zijn drie hoofdtypen relatieve plaatbewegingen

divergentie (divergentie), uitgedrukt door splitsing en verspreiding;
convergentie (convergentie) uitgedrukt door subductie en botsing;
strike-slip-bewegingen langs transformatiefouten.

Verspreiding in de oceanen wordt gecompenseerd door subductie en botsing langs de omtrek ervan, en de straal en het volume van de aarde zijn constant (deze bewering wordt voortdurend besproken, maar is nooit weerlegd)

De beweging van lithosferische platen wordt veroorzaakt door hun meesleuren door convectiestromen in de asthenosfeer.

Er zijn er fundamenteel twee verschillende soorten Aardkorst - continentale korst en oceanische korst. Sommige lithosferische platen bestaan uitsluitend uit oceanische korst (een voorbeeld is de grootste Pacifische plaat), andere bestaan uit een blok continentale korst dat in de oceanische korst is gelast.

Meer dan 90% van het aardoppervlak is bedekt met de acht grootste lithosferische platen:

Tot de middelgrote platen behoren het Arabische subcontinent en de Cocos- en Juan de Fuca-platen, overblijfselen van de enorme Faralon-plaat die een groot deel van de bodem van de Stille Oceaan vormde, maar nu is verdwenen in de subductiezone onder Amerika.

De kracht die de platen beweegt

Nu bestaat er geen twijfel meer over dat de beweging van platen plaatsvindt als gevolg van thermozwaartekrachtstromen in de mantel - convectie. De energiebron voor deze stromingen is de overdracht van warmte vanuit de centrale delen van de aarde, die een zeer hoge temperatuur hebben (geschatte kerntemperatuur is ongeveer 5000 ° C). Verwarmde rotsen zetten uit (zie thermische uitzetting), hun dichtheid neemt af en ze drijven omhoog en maken plaats voor koelere rotsen. Deze stromen kunnen sluiten en stabiele convectiecellen vormen. In dit geval vindt in het bovenste deel van de cel de materiestroom plaats in een horizontaal vlak en het is dit deel ervan dat de platen transporteert.

De beweging van platen is dus een gevolg van de afkoeling van de aarde, waarbij een deel van de thermische energie wordt omgezet in mechanisch werk, en onze planeet is in zekere zin een warmtemotor.

Er zijn verschillende hypothesen over de oorzaak van de hoge temperatuur in het binnenste van de aarde. Aan het begin van de 20e eeuw was de hypothese van de radioactieve aard van deze energie populair. Het leek te worden bevestigd door schattingen van de samenstelling van de bovenste aardkorst, die zeer significante concentraties van uranium, kalium en andere radioactieve elementen vertoonden, maar later bleek dat het gehalte aan radioactieve elementen scherp afneemt met de diepte. Een ander model verklaart de verwarming door chemische differentiatie van de aarde. De planeet was oorspronkelijk een mengsel van silicaat en metaalachtige stoffen. Maar gelijktijdig met de vorming van de planeet begon de differentiatie ervan in afzonderlijke schillen. Het dichtere metalen deel snelde naar het midden van de planeet en silicaten concentreerden zich in de bovenste schillen. Tegelijkertijd nam de potentiële energie van het systeem af en werd deze omgezet in thermische energie. Andere onderzoekers geloven dat de opwarming van de planeet plaatsvond als gevolg van aanwas tijdens meteorietinslagen op het oppervlak van het opkomende hemellichaam.