Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Третью категорию доказательств справедливости тектоники плит доставили данные космической геодезии, которые подтвердили, что плиты испытывают относительно друг друга горизонтальные перемещения, и показали общее совпадение знака и скорости этих перемещений с предсказанными по полосовым магнитным аномалиям.
И наконец, с появлением сейсмической томографии нашла подтверждение реальность конвективных течений в мантии, рассматриваемых тектоникой плит в качестве основной движущей силы.
Все это дает полное основание расценивать тектонику плит как первую научную теорию, имеющую достаточную предсказательную силу. Статус тектоники плит как теории подкрепляется и тем немаловажным обстоятельством, что она имеет определенную математическую количественную формулировку, благодаря которой современная или так называемая мгновенная кинематика плит, включающая направления и скорости их взаимных перемещений, может быть экстраполирована и в прошлое и в будущее. Это резко отличает тектонику плит от прежних умозрительных и качественных построений, в том числе и от гипотезы Вегенера - ее непосредственной предшественницы.
Рассмотрим основные положения тектоники литосферных плит.
Рис. 3.1. Литосферные плиты Земли. Среди малых плит и микроплит: X - Хуан-де-Фука; Ко - Кокос; К - Карибская; А - Аравийская; Кт - Китайская; И - Индокитайская; О - Охотская; Ф - Филиппинская.
1 - дивергентные границы (оси спрединга); 2 - конвергентные границы (зоны субдукции, реже - зоны коллизии); 3 - трансформные разломы и прочие границы; 4 - векторы "абсолютных" движений литосферных плит (в координатах горячих точек), по Дж. Минстеру, Т. Джордану (1978), с дополнениями; максимальная скорость около 10 см/год
Рис. 3.2. Размещение эпицентров землетрясений на поверхности Земли, по М. Баразанги, Дж. Дорману (1969)
Рис. 3.3. Блок-диаграмма Б. Айзекса, Дж. Оливера и Л. Сайкса (1968), иллюстрирующая относительное движение жестких литосферных плит, формирующихся в зонах спрединга и поглощаемых в зонах субдукции
Рис. 3.4. Главные типы трансформных разломов (I) и тройных сочленений (II), по Дж. Уилсону (1965) и М. Мак-Элхини (1973): 1 - ось спрединга ("хребет"); 2 - конвергентная граница ("дуга", "желоб"); 3 - трансформный разлом
Рис. 3.5. В соответствии с теоремой Эйлера движение литосферных плит по поверхности сферы можно представить как вращение вокруг оси, проходящей через центр сферы. Трансформные разломы дают направление "эйлеровых широт". Линейная скорость (на рисунке - скорость спрединга) нарастает по мере удаления от полюса вращения (Э - "эйлеров полюс"). Справа - схема по К. Ле Пишону и др. (1973): определение координат полюса вращения по пересечению срединных перпендикуляров к линиям большого круга, проходящим через точки А-А' и В-В'; а - угол вращения, соответствующий перемещению точек
1. Первой предпосылкой тектоники плит является разделение верхней части твердой Земли на две оболочки, существенно отличающиеся по реологическим свойствам (вязкости), - жесткую и хрупкую литосферу и более пластичную и подвижную астеносферу. Как уже говорилось, выделение этих двух оболочек производится по сейсмологическим (скорость сейсмических волн, степень их затухания) или магнитотеллурическим (степень сопротивления естественным электрическим токам) данным, причем надо добавить, что граница литосферы и астеносферы по этим двум категориям данных может не вполне совпадать.
2. Второе положение тектоники плит, которому она и обязана своим названием, состоит в том, что литосфера естественно подразделена на ограниченное число плит - в настоящее время семь крупных и столько же малых (рис. 3.1). Основанием для их выделения и проведения границ между ними служит размещение очагов землетрясений (рис. 3.2). Оно отличается крайней неравномерностью: внутренние части плит практически асейсмичны, вернее очень слабо сейсмичны (есть исключения), а основное выделение сейсмической энергии происходит на границах между плитами, которые по этому признаку и проводятся. В большинстве случаев, но не везде, эти границы достаточно четкие, но в Евразии существует широкий пояс рассеянной сейсмичности и нечто подобное наблюдается в Северной Америке - на Аляске и в южной части Северо-Американских Кордильер (см. гл. 14).
3. Третье положение тектоники плит касается характера их взаимных перемещений. Различают три рода таких перемещений и соответственно границ между плитами: 1) дивергентные границы, вдоль которых происходит раздвижение плит, - спрединг; 2) конвергентные границы, на которых идет сближение плит, обычно выражающееся поддвигом одной плиты под другую (рис. 3.3); если океанская плита пододвигается под континентальную, этот процесс называется субдукцией, если океанская плита (кора, литосфера) надвигается на континентальную - обдукцией; если сталкиваются две континентальные плиты, тоже обычно с поддвигом одной под другую, - коллизией; 3) трансформные границы, вдоль которых происходит горизонтальное скольжение одной плиты относительно другой по плоскости вертикального трансформного разлома (рис. 3.4).
