Как устроена Земля и как тектоника литосферных плит определяет основные геологические процессы?

По химическому составу Землю делят на кору, мантию и ядро. Ядро включает жидкую внешнюю и твёрдую внутреннюю части. Для тектоники важна другая, механическая граница: жёсткая литосфера включает кору и верхнюю часть мантии и разбита на плиты, которые движутся относительно более пластичной астеносферы.1

На границах плит возникают главные проявления современной тектоники. При расхождении плит возникают рифтовые зоны; в зрелых океанических центрах спрединга формируется новая океаническая литосфера; при сближении возможны субдукция, вулканические дуги, глубоководные желоба, столкновение континентов и горообразование; при трансформных движениях плиты смещаются вдоль разломов. Большинство сильных землетрясений и значительная часть вулканизма связаны именно с такими границами.1

Что важно запомнить
  • Кора, мантия и ядро — деление по составу; литосфера и астеносфера — деление по механическим свойствам.
  • Литосферные плиты включают не только материки, но и океаническое дно.
  • Три основных типа границ — дивергентные, конвергентные и трансформные.
  • Спрединг создаёт новую океаническую литосферу, субдукция возвращает её вещество в мантию.
  • Землетрясения, вулканизм, океанические хребты, желоба и многие горные системы связаны с движением плит.

Внутреннее строение

Кора — внешняя тонкая твёрдая оболочка Земли. Под ней лежит мантия, простирающаяся примерно до глубины 2900 км; центр занимает железо-никелевое ядро. Внешняя часть ядра жидкая, внутренняя — твёрдая. Эти слои установлены прежде всего по поведению сейсмических волн и дополняются данными геофизики и минералогии.1

Для движения плит используют механическое деление. Литосфера — холодный и жёсткий наружный слой, включающий кору и верхнюю мантию. Под ней находится более пластичная астеносфера. Она не является океаном расплавленной магмы: в основном это твёрдое вещество, способное очень медленно деформироваться в геологическом времени.

Границы плит и геологические процессы

Тип границыЧто происходитХарактерные результаты
ДивергентнаяПлиты расходятсяСрединно-океанические хребты, рифты, образование новой океанической коры
КонвергентнаяПлиты сближаютсяСубдукция или столкновение континентов, желоба, вулканические дуги, горные системы
ТрансформнаяПлиты сдвигаются вдоль границыКрупные разломы и землетрясения

Тектоника плит связала в одну модель ранее разрозненные наблюдения: очертания материков, возраст океанического дна, распределение землетрясений и вулканов, магнитные полосы океанической коры и существование глубоководных желобов. Современная теория рассматривает поверхность Земли как динамическую систему, в которой литосфера постоянно создаётся, перемещается, деформируется и частично перерабатывается.1

Движение поддерживается тепловой эволюцией Земли и конвекцией мантии, но его нельзя описывать одним простым механизмом «конвейерной ленты». Существенны силы, связанные с погружением холодных плит, гравитационным скольжением от океанических хребтов и взаимодействием плит с мантийным потоком.

Пример простыми словами

Анды возникли на конвергентной границе, где океаническая плита Наска погружается под Южноамериканскую плиту. Субдукция одновременно объясняет глубоководный Перуано-Чилийский желоб, частые землетрясения, магматизм и формирование горной системы — несколько явлений оказываются частями одного тектонического процесса.1

Частые ошибки
  • «Плиты — это материки». Плита может включать и континентальную, и океаническую литосферу.
  • «Плиты плавают по жидкой магме». Астеносфера преимущественно твёрдая, но способна медленно течь при высоких температуре и давлении.
  • «Все вулканы находятся строго на границах плит». Большинство связано с ними, но существуют внутриплитные вулканические области, например горячие точки.

Другие вопросы

Источники

  1. 1 Kious W. J., Tilling R. I. This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonics U.S. Geological Survey, 1996. Sections “Inside the Earth”, “Understanding Plate Motions”, “Plate Tectonics and People”