Хэрэглэгч:Tsogo3/Ноорог/Геологи/Плит тектоник

Плит тектоник (Грек: τέκτων, tektōn буюу "барилгачин", "өрлөгчин" гэсэн утгатай) нь 1960-аад онд боловсрогдсон, Дэлхийн литосферийн хөдөлгөөнийг (шилжих буюу нүүх) тайлбарладаг, Геологийн шинжлэх ухааны онол юм. Энэхүү онол нь 20-р зууны эх болон 1960-аад оны үед боловсрогдсон, тивүүд нүүх, далайн ёроол тэлэх таамаглалууд дээр тулгуурлан бий болсон онол юм.

Дэлхий бүслүүрлэг тогтоцтой бөгөөд хамгийн хамгийн гадна талын, харьцангуй хатуу хэсэг нь литосфери ба астеносфери гэсэн 2 үеэс тогтоно. Дэлхийн царцдас, мөн дээд мантийн дээд хэсэг болох "царцдасын дэвсгэр үе" гэж нэрлэгддэг 2 үеийг нийлүүлээд Литосфери гэнэ. Литосферийн доод талд астеносфери (дээд мантийн хэсэг) байрлана. Астеносфери нь дэлхийн царцдас болон царцдасын дэвсгэр үеийг бодвол зууралдага багатай, геологийн урт хугацааны туршид урсаж, шилжих боломжтой байна. Мантийн илүү гүнд орших бусад хэсгүүд нь өндөр даралтын нөлөөгөөр астеносферээс илүү хатуу төлөвт байна.

Литосфери нь тектоникийн плитүүд гэж нэрлэгдэх хэсгүүдэд хуваагдсан (эвдэрсэн) байдаг ба нийтдээ 7 том плит, олон тооны жижиг плитүүд байна. Эдгээр литосферийн плитүүд нь астеносфери дээгүүр нүүнэ (хөвнө). Плитүүд бие биентэйгээ харьцангуйгаар өөр өөр чиглэлд шилжих (нүүх) ба үүнээс улбаалан плитүүдийн үндсэн 3 төрлийн хил - ойртох буюу мөргөлдөх зааг (конвергент), холдох буюу тэлэх зааг (дивергент), идэвхигүй заагийг (трансформ) ялгана. Газар хөдлөлт, галт уул дэлбэрэлт, уул үүсэх зэрэг үйл явцууд плитийн хил заагуудын дагуу явагдана. Хэвтээ чиглэлд, плитүүд жилд дунджаар 0.66 - 8.50 см хурдтайгаар нүүдэг байна.

Онолын хөгжлийн тойм

Тектоникийн плитийн нарийвчилсан зураг (Плитүүд ба тэдгээрийн хөдөлгөөний чиглэлийг үзүүлэв)

19ер зууны төгсгөл, 20-р зууны эхэнд, геологичид Дэлхийн геологийн тогтоц, түүний шинж чанарыг геосинклиналийн онол буюу босоо чиглэлийн хөдөлгөөнөөр тайлбарлаж байв. ерөнхий төрх In the late 19th and early twentieth centuries, geologists assumed that the Earth's major features were fixed, and that most geologic features such as mountain ranges could be explained by vertical crustal movement, as explained by geosynclinal theory. The observations had been made that the opposite coasts of the Atlantic Ocean — or, more precisely, the edges of the continental shelves — have similar shapes and seem once to have fitted together. Since that time many theories were proposed to explain this apparent coincidence, but the assumption of a solid earth made the various proposals difficult to explain.

The discovery of radium and its associated heating properties in 1896 prompted a re-examination of the apparent age of the Earth, since this had been estimated by taking its temperature and assuming that it radiated like a black body. Such calculations implied that, even if it started at red heat, the Earth would have dropped to its present temperature in a few tens of millions of years. With this new heat source, it was credible that the Earth was much older, and also that its core was still sufficiently hot to be liquid.

Эх газар хэвтээ чиглэлд шилжих таамаглалыг анх 1912 онд Альфред Вегнер дэвшүүлж, улмаар 1915 онд хэвлэгдсэн "Эх газар ба Далайн үүсэл" номондоо улам дэлгэрүүлэн тавьсан байна. Тэрээр орчин үеийн эх газрууд анх үүсэхдээ нэг бүхэл тив байсан ба аажимдаа задарч, бага нягттай боржин нь харьцангуй их нягттай базальт дээгүүр "мөсөн уул" мэт хөвдөг гэж үзжээ. Гэвч баталгаа, ямар хүч үйлчлээд тив шилжихэд хүрж буй талаар нарийвчилсан тооцоо байхгүй тул энэхүү таамаглал төдийлөн дэмжигдсэнгүй. Хэдийгээр Дэлхий нь хатуу царцдас, шингэн цөмтэй боловч царцдас нүүх боломжгүй гэж тухайн үед үзэж байв. Английн геологич Артур Холмс 1920 онд Вегнерийн таамаглалын баталгаа нь далайн ёроолд байгаа гээд, 1928 онд манти дахь конвекцийн урсгал тив шилжихэд нөлөөлдөг хүч гэж үзжээ.

Анх өөр өөр насны чулуулагт соронзон орны чиглэл ижил биш, ондоо чиглэлд байгааг нээснээр Дэлхийн царцдас шилжиж буйн баталгааг олсон ба энэ үр дүн 1956 онд Тасманид болсон бага хурал дээр "Дэлхий тэлэх онол" нэртэйгээр хэлэлцэгджээ. Үүнийг хожим плит тектоникийн онолоор дэлхийн царцдас шинээр үүсэх гэж тайлбарласан болно. Ингэж Вегнерийн таамаглал батлагдан, нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн онол болон хөгжих үндэс тавигджээ. Цаашид Харри Хесс, Рон Масон нарын шинэ чулуулаг (шинэ царцдас) үүсэх механизм, ба байршлыг нарийвчлан тайлбарласан, далайн ёроол тэлэх болон чулуулаг дахь соронзон орны урвуу хамаарлын судалгааар улам өргөжив.

Далайн голч нурууны хоёр талд байрлах, хоорондоо параллель, тэгш хэмтэй соронзон орны урвуу аномалийн нээлт, мөн Вадати-Венеофф бүсийн (субдукцийн бүс) судалгааны дараа плит тектоникийн онол үндсэндээ нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдөж эхэлжээ.

1960-аад оноос далайн геологи эрчимтэй хөгжиж, үүний үр дүнд уг онол 1960-д оны сүүл гэхэд бүх нийтээр зөвшөөрөгдөв. Энэхүү онол нь геологийн шинжлэх ухаанд шинэ эргэлт болсон байна.

Үндсэн ойлголт

Дэлхийн хамгийн гадна талын хэсэг болох литосфери ба астеносферыг тэдгээрийн механик ба дулаан дамжуулах шинж дээр үндэслэн ялгасан байна. Литосфери нь илүү хүйтэн, хатуу бол, астеносфери нь халуун, зууралдлага багатай, механик бат бөх шинжээр сул байна. Литосфери нь дулаанаа алдаж байдаг бол астеносфери нь дулааны алдалгүй, эргэлтийн нөхцөлд байх ба бараг адиабат температурын градиенттэй байна. Энэхүү литосфери ба астеносфери гэсэн ангилалыг Дэлхийн дотоод химийн найрлага дээр тулгуурлан ангилсан цөм, манти, дэлхийн царцдас гэсэн ангилалтай хольж ойлгож болохгүй. Литосфери нь дэлхийн царцдас ба мантийн зарим хэсгийг агуулна. Мантийн тодорхой хэсэг нь температур, даралт, уян харимхайн шинжээсээ хамааран литосфери, эсвэл астеносфери болж болно. Плит тектоникийн хамгийн гол ойлголт нь литосфери нь тектоникийн плит гэж нэрлэгдэх хэсгүүдэд хуваагдсан байх ба шингэнтэй төстэй шинж бүхий астеносфери дээр байрлана. Плитүүдийн хөдөлгөөн жилд хэдэн миллимметрээс (мм жил^-1) 160 мм хүрнэ (Наска плит - Перу орчим, Өмнөд Америкийн Номхон далайн эрэг). Дунджаар плитүүд 10-40 мм нүүдэг байна (Атлантын далайн голч нуруу).

Литосферийн манти ба түний дээд талд байрлах эх газрын ба далайн царцдастай нийлээд плитүүд ойролцоогоор 100 км зузаантай байна. Гэхдээ эх газрын царцдасын зузаан дунджаар 50 км, харин далайн царцдасын зузаан 5 км орчим байдаг (далайн царцдасыг эртний ном зохиолд "сима" - энэ нь цахиур ба магнийн найрлагатай, эх газрын царцдасыг "сиал" - цахиур, хөнгөнцагааны найрлагатай гэсэн утгатай үгээр тэмдэглэсэн нь байдаг).

Нэг плит нөгөө плиттэй уулзах хилийг плитийн зааг гэж нэрлэнэ. Энэ заагийн дагуу галт уулын дэлбэрэлт, уул үүсэх процесс, газар хөдлөлт, далайн ёроолын хотгор үүсэх зэрэг ихэнхи геологийн процессууд явагдана. Дэлхийн бараг бүх идэвхитэй галт уул энэ заагийн дагуу байрлана. Үүний нэг тод жишээ нь Номхон далайн галт цагираг юм.

Тектоникийн нэг плит өөртөө эх газрын ба далайн царцдасыг хоёуланг нь багтааж болно. Жишээ нь, Африкийн плит эх газар ба Атлантын далай ба Энэтхэгийн далайн зарим хэсгийг өөртөө багтаана. Эх газар ба далайн царцдасын гол ялгаа нь тэдгээрийг бүрдүүлж буй материалаас үүдсэн нягтын ялгаа юм. Далайн царцдас нь эх газрынхаас илүү их нягттай байна. Учир нь далайн царцдас нь цахиурын агуулга багатай, хүнд элементийн агуулга өндөртэй байна. Үүнээс үүдэн, далайн царцдас нь далайн төвшнөөс доош, харин эх газрын царцдас нь далайн төвшнөөс дээш байрлана (Изостатик тэнцвэр сэдвийг үзнэ үү).

Плитийн хил заагийн төрөл

Плитийн 3 төрлийн хил зааг

Плитүүд бие биетэйгээ харьцангуйгаар өөр чиглэлд хөдлөх ба үүнээс үүдэн гадаргуу нь ондоо байна. Плитийн гурван төрлийн зааг ялгана: Ойртох буюу мөргөлдөх зааг (конвергент) Холдох буюу тэлэх зааг (дивергент) Идэвхигүй зааг (трансформ)

1. Трансформ буюу идэвхигүй зааг. Жишээ нь Калифорнийн Сан Андреас хагарал.
2. Дивергент буюу холдох (тэлэх) зааг. Атлантын голч нуруу, Африкийн их рифт зэрэг.
3. Конвергент буюу ойртох (мөргөлдөх, заримдаа идэвхитэй зааг гэж нэрлэх нь бий) зааг. Үүний жишээ нь Андын нуруу, Японы арлан нум зэрэг юм.

Трансформ (идэвхигүй) зааг

Трансформ хагаралын дагуу плитүүд бие биенээ түлхэх, гулсах байдлаар харицлан үйлчлэлцэж байгаа нөхцөлд үүсэх зааг юм. Энэ тохиолдолд плитүүдийн харьцангуй хөдөлгөөн нь хэвтээ чиглэлд байна. Ихэнхи трансформ заагууд нь бие биенээ ихээхэн хүчээр түлхэж, өндөр даралт дор орших ба энэ энерги чөлөөлөгдсөн үед газар хөдлөлт явагдана.

Энэ заагийн нэг жишээ Хойд Америкийн баруун эрэг дэх Сан Андреас хагарал юм. Энэ бүс нь нийлмэл хагаралын бүс бөгөөд, энэ заагийн дагуу Номхон далайн ба Хойд Америкийн плитүүд хиллэнэ.

Дивергент (холдох) зааг

Баруун өмнөд Исланд дахь Álfagjá рифт дээгүүр тавьсан гүүр. Энэ нь Хойд Америк ба Евразийн плитүүдийн зааг юм.

Энэ заагийн дагуу хоёр плит бие биенээсээ холдон нүүнэ. Уг хилийн дагуу үүсэх хоосон орон зайг дэлхийн гүнээс гарч ирэх хайлмал магмын бүтээгдэхүүнүүд дүүргэн, шинээр царцдас үүсгэнэ. Дивергень буюу холдох зааг үүсэх гол шалтгааныг халуун цэгийн ойлголтоор тайлбарлаж байна. Энэ нь манти дахь босоо чиглэлийн хэт их эргэлт нь астеносферийн ихээхэн хэмжээний халуун материалыг газрын гадаргууд ойрхон авчирах ба үүнээс үүдсэн кинетик энерги литосферийг задалж, плитүүдийг хоёр тийш нь шилжүүлдэг гэж үздэг байна.

Далайд үүссэн дивергент заагийг "Далайн голч нурууны систем" гэх ба эх газарт үүссэнийг нь "Рифтийн хөндий" гэж нэрлэнэ. Дивергент заагийн дагуу (ялангуяа далайд), түүнд хөндлөн чиглэлд, трансформ хагаралууд үүснэ. Эдгээр трансформ хагаралууд нь далайн ёроолын газар хөдлөлтийн эх үүсвэр болно.

Далайн голч нуруу нь далайн ёроол тэлэх таамаглалын (плит тектоникийн онол) баталгааны нэгэн гол хэсэг юм. Агаарын соронзон зураглалаар далайн голч нурууны хоёр талаар, тэгш хэмтэй байрласан, хоорондоо урвуу соронзон гажил бүхий чулуулгийн үеүүдийг илрүүлж, үе тус бүрийн насыг соронзон гажил дээр нь тулгуурлан тогтжээ. Энэхүү урвуу соронзон гажил бүхий үеүүд нь цаг хугацаа ба орон зайн хувьд хоорондоо таарч байсан байна. Өөрөөр хэлбэл, тодорхой хугацаанд голч нурууны дагуу гүнээс хайлмал магм гарч ирэн царцах ба энэ нь голч нурууны дагуу нэгэн үе үүсгэнэ. Энэ үе тодорхой чиглэл бүхий соронзон гажилтай байна. Царцдас тэлэх явцад дараагийн магм гарч ирэн хөрж, дараагийн шинэ, залуу үеийг үүсгэнэ. Энэ үе мөн тодорхой чиглэл бүхий соронзон гажилтай байна. Энэ мэтээр далайн голч нурууны төвөөс хоёр тийш, тэгш хэмтэй, харилцан урвуу соронзон гажилтай, чулуугийн үеүүд үүснэ. Голч нурууны төвд хамгийн залуу үе байх ба түүнээс холдох тусам чулуулгийн нас хөгширдөг байна.

Конвергент (ойртох) зааг

Энэ төрлийн заагийг "Идэвхитэй зааг" гэж нэрлэх нь бий. Энэ төрлийн заагуудын шинж чанар нь ямар төрлийн царцдас бүхий плитүүд мөргөлдөж байгаагаас хамааран өөр байна. Хүнд далайн царцдас, хөнгөн, нягт багатай эх газрын царцдастай мөргөлдөх үед далайн царцдас нь эх газрын царцдас доогуур шургаж, субдукцийн бүс үүсгэнэ. Эх газар талд уулс үүсэх ба далай талд гүн усны ховил (хотгор) үүснэ. Үүний нэг жишээ нь Өмнөд Америкийн баруун эрэг орчмын далайн Наска плит, эх газрын Өмнөд Америкийн плит доогуур шургах үзэгдэл юм.

Эх газрын хоёр плит мөргөлдөх үед томоохон уул нурууд үүснэ. Үүний нэг жишээ бол Энэтхэгийн плит, Евроазийн плит доогуур шургах үед үүссэн Гималлайн уулс юм. Уг хоёр плит мөргөлдөх үед Ази тивд ихээхэн хэмжээний атираажилт үүсэж, томоохон уул нурууд үүссэн байна.

Далайн царцдас бүхий хоёр плит мөргөлдөх үед арлан нум үүсгэнэ. Арлан нумын дагуу галт уулын гинж бий болно. Арлан нумын өмнө талд гүн ус бүхий тэнгис үүснэ. Үүний нэг жишээ бол Япон ба Алетаугийн арлууд юм.

Далай / Эх газрын царцдас

Эх газар / Эх газрын царцдас

Далай / Далайн царцдас

Плитийн шилжилт үүсгэгч хүч

Геологичид плитийн хөдөлгөөн үүсгэгч хоёр үндсэн хүчин зүйл бол мантийн конвекци ба хүндийн хүч гэж үзэж байна. Тектоникийн плитүүд нь харьцангуй хэврэг, өөрөөр хэлбэл шингэн, зууралдлага багатай астеносфери ба түүнтэй харьцуулахад нягт ихтэй далайн литосферийн шинж чанараас хамааран шилжих (астеносфери дээгүүр литосфери хөвөх) боломжтой байна. Харин мантиас ялгарах дулаан нь (мантийн конвекц) плитүүдийг хөдөлгөх энергийн үндсэн эх үүсвэр юм. Одоо баримталж буй ойлголтоор бол (энэ нь зарим талаар маргаантай байгаа) Далайн голч нуруунд шинээр үүсэх далайн царцдасын нягт, доор байх астеносферийн нягтаас бага байна. Аажмаар далайн царцдас хөрж, зузаарах ба нягт нь астеносферийн нягтаас их болоход субдукцийн бүсэд далайн царцдас манти руу живнэ. Астеносфери нь харьцангуй хэврэг (харьцангуй шингэн, зууралдлага багатай) тул плитүүд субдукцийн бүс рүү шилжих боломжтой олгоно.

Субдукц нь хэдийгээр плитийн хөдөлгөөнд гол нөлөө үзүүлэх боловч бүх процессыг тайлбарлаж чадахгүй байна. Жишээ нь, Өмнөд Америкийн плит хашаа ч субдукцладаггүй боловч нүүж байна. Евразийн плит ч үүнтэй адил юм.

Хоёр болон гурван хэмжээст сейсмийн томографийн судалгаараар манти нь хэвтээ чиглэлийн дагуу нягтын ялгаатай болохыг тогтоосон байна. Энэхүү нягтын ялгаа нь мантийг бүрдүүлэгч чулуулаг, эрдэсийн химийн ба структурын ялгаа, дулааны ялгаанаас үүдэлтэй байж болох юм гэж үзэж байна. Мантийн конвекц бол энэхүү нягтын ялгаа байгаагын нэгэн баталгаа юм. Одоогоор доорхи хоёр төрлийн хүчийг плитийн хөдөлгөөнд нөлөөлдөг хоёр гол хүч гэж үзэж байна.

Мантийн конвекц

Босоо чиглэл бүхий конвекц дээд мантид явагдана. Энэ нь астеносфери ба литосферид нөлөөлнө. Үүнээс гадна

Slab suction

Local convection currents exert a downward frictional pull on plates in subduction zones at ocean trenches. Slab suction may occur in a geodynamic setting wherein basal tractions continue to act on the plate as it dives into the mantle (although perhaps to a greater extent acting on both the under and upper side of the slab).

Gravitation

Gravitational sliding: Plate motion is driven by the higher elevation of plates at ocean ridges. As oceanic lithosphere is formed at spreading ridges from hot mantle material it gradually cools and thickens with age (and thus distance from the ridge). Cool oceanic lithosphere is significantly denser than the hot mantle material from which it is derived and so with increasing thickness it gradually subsides into the mantle to compensate the greater load. The result is a slight lateral incline with distance from the ridge axis.

Casually in the geophysical community and more typically in the geological literature in lower education this process is often referred to as "ridge-push". This is, in fact, a misnomer as nothing is "pushing" and tensional features are dominant along ridges. It is more accurate to refer to this mechanism as gravitational sliding as variable topography across the totality of the plate can vary considerably and the topography of spreading ridges is only the most prominent feature. For example:

1. Flexural bulging of the lithosphere before it dives underneath an adjacent plate, for instance, produces a clear topographical feature that can offset or at least effect the influence of topographical ocean ridges.

2. Mantle plumes impinging on the underside of tectonic plates can drastically alter the topography of the ocean floor.

Slab-pull

Plate motion is partly driven by the weight of cold, dense plates sinking into the mantle at trenches. There is considerable evidence that convection is occurring in the mantle at some scale. The upwelling of material at mid-ocean ridges is almost certainly part of this convection. Some early models of plate tectonics envisioned the plates riding on top of convection cells like conveyor belts. However, most scientists working today believe that the asthenosphere is not strong enough to directly cause motion by the friction of such basal forces. Slab pull is most widely thought to be the greatest force acting on the plates. Recent models indicate that trench suction plays an important role as well. However, it should be noted that the North American Plate, for instance, is nowhere being subducted, yet it is in motion. Likewise the African, Eurasian and Antarctic Plates. The overall driving force for plate motion and its energy source remain subjects of ongoing research.

Гадаад хүч

In a study published in the January-February 2006 issue of the Geological Society of America Bulletin, a team of Italian and U.S. scientists argued that the westward component of plates is from Earth's rotation and consequent tidal friction of the moon. As the Earth spins eastward beneath the moon, they say, the moon's gravity ever so slightly pulls the Earth's surface layer back westward. It has also been suggested (albeit, controversially) that this observation may also explain why Venus and Mars have no plate tectonics since Venus has no moon, and Mars' moons are too small to have significant tidal effects on Mars. This is not, however, a new argument.

It was originally raised by the "father" of the plate tectonics hypothesis, Alfred Wegener. It was challenged by the physicist Harold Jeffreys who calculated that the magnitude of tidal friction required would have quickly brought the Earth's rotation to a halt long ago. Many plates are moving north and eastward, and the dominantly westward motion of the Pacific ocean basins is simply from the eastward bias of the Pacific spreading center (which is not a predicted manifestation of such lunar forces). It is argued, however, that relative to the lower mantle, there is a slight westward component in the motions of all the plates.

Relative significance of each mechanism

Байрлал тодорхойлох систем (GPS) ашиглан тодорхойлсон плитүүдийн хөдөлгөөн, чиглэл JPL. Векторууд хөдөлгөөний чиглэл ба далайцыг илтгэнэ.

The actual vector of a plate's motion must necessarily be a function of all the forces acting upon the plate. However, therein remains the problem of to what degree each process contributes to the motion of each tectonic plate.

The diversity of geodynamic settings and properties of each plate must clearly result in differences in the degree to which such processes are actively driving the plates. One method of dealing with this problem is to consider the relative rate at which each plate is moving and to consider the available evidence of each driving force upon the plate as far as possible.

One of the most significant correlations found is that lithospheric plates attached to downgoing (subducting) plates move much faster than plates not attached to subducting plates. The Pacific plate, for instance, is essentially surrounded by zones of subduction (the so-called Ring of Fire) and moves much faster than the plates of the Atlantic basin, which are attached (perhaps one could say 'welded') to adjacent continents instead of subducting plates. It is thus thought that forces associated with the downgoing plate (slab pull and slab suction) are the driving forces which determine the motion of plates, except for those plates which are not being subducted.

The driving forces of plate motion are, nevertheless, still very active subjects of on-going discussion and research in the geophysical community.

Гол плитүүд

Нийтдээ 7 том плит, олон тооны жижиг плитүүд байна. Гол плитүүдийг хүснэгтээр үзүүлэв.

Плитийн нэр	Талбай		Байрлал
	106 км²	106 миль²
Африкийн плит	61.3	23.7	Африк
Анрактидийн плит	60.9	23.5	Антарктид
Австралийн плит	47.2	18.2	Австрали
Евроазийн плит	67.8	26.2	Ази ба Европ
Хойд Америкийн плит	75.9	29.3	Хойд Америк ба зүүн хойд Сибирь
Өмнөд Америкийн плит	43.6	16.8	Өмнөд Америк
Номхон далайн плит	103.3	39.9	Номхон далай

• African Plate, covering Africa - Continental plate
• Antarctic Plate, covering Antarctica - Continental plate
• Australian Plate, covering Australia (fused with Indian Plate between 50 and 55 million years ago) - Continental plate
• Eurasian Plate covering Asia and Europe - Continental plate
• North American Plate covering North America and north-east Siberia - Continental plate
• South American Plate covering South America - Continental plate
• Pacific Plate, covering the Pacific Ocean - Oceanic plate

Жижиг плитүүдээс Энэтхэгийн плит, Арабын плит, Карибын плит, Наска плит, Филиппины плит зэрэг болно.

The movement of plates has caused the formation and break-up of continents over time, including occasional formation of a supercontinent that contains most or all of the continents. The supercontinent Rodinia is thought to have formed about 1 billion years ago and to have embodied most or all of Earth's continents, and broken up into eight continents around 600 million years ago. The eight continents later re-assembled into another supercontinent called Pangaea; Pangea eventually broke up into Laurasia (which became North America and Eurasia) and Gondwana (which became the remaining continents).

Тектоникийн плитүүд

Плит тектоникийн онолын түүхэн хөгжил

Эх газрын шилжилт (хөвөлт)

Эх газрын шилжилтийн тухай ойлголт нь 19-р зууны төгсгөл, 20-р зууны эхэн үеийн олон таамаглалын нэг бөгөөд 1915 онд Альфред Вегнер "Эх газар ба Далайн үүсэл" номондоо анх дэвшүүлсэн байна. Тэрээр уг номондоо Өмнөд Америкийн зүүн, Африкийн баруун эргүүд нэгэн цагт хоорондоо нийлмэл байсан байх боломжтой гэж бичжээ. Вегнерээс өмнө бусад судлаачид энэ талаар бичиж байсан боловч, Вегнер анх эртний топограф-уур амьсгалын талаархи мэдээлэлийг эмхэтгэн энэ таамаглалаа нотлохыг оролдсон байна. Гэвч энэ таамаглал төдийлөн дэмжигдсэнгүй. Учир нь Вегнер тив шилжих механизмыг тайлбарлаж чадаагүй ба геологичид эх газрын чулуулаг, түүнээс илүү хүнд, их нягттай далайн царцдас дээгүүр шилжиж боломжгүй гэж үзэж байв.

1947 онд Маурик Евинээр ахлуулсан Вүүд Холлын Далай судлалын хүрээлэнгийн "Атлантик" хөлөг, Атлантын далайн төв хэсэгт судалгаа хийж, далайн ёроолын чулуулаг боржин давхрагагүй, зөвхөн базальтаас тогтсон болохыг илрүүлсэн байна (Эх газрын царцдасын үлэмж хэсгийг боржин бүрдүүлдэг). Мөн далайн царцдас эх газрын царцдасаас хамаагүй нимгэн болохыг тогтоов. Эдгээр шинэ нээлтүү маш их анхаарал татсан байна.

1950-иад оны эхээр Харри Хесс нарын эрдэмтэд Дэлхийн 2-р дайны үед, шумбагч онгоц илрүүлэх зорилгоор зохиогдсон, агаарын магнетометр ашиглан далайн ёроолын соронзон гажлыг судласан байна. 18-р зууны сүүлээр Исландын далайчид компассын зүг чигийг алдагдуулдаг хүчтэй соронзон орон бүхий уг газрын талаар тэмдэглэсэн байдаг ба энэ нь магнетитын (соронзон чанартай эрдэс) өндөр агуулга бүхий базальт их хэмжээтэй тархсанаас болдог нь нэгэнт тогтоогдсон байв. Харри Хесс нар шинээр үүсэж буй чулуулаг (базальт) царцах явцад, түүний найрлага дахь магнетит нь тухайн үеийн Дэлхийн соронзон орны чиглэлийг хадгалан үлдэх боломжтойг тогтоожээ.

1950-иад онд хийгдсэн дараа дараагийн судалгаагаар далайн ёроолын асар том талбайн соронзон зураглалыг хийж гүйцэтгэсэн ба Далайн голч нурууны хоёр талаар чулуулгийн соронзон гажил "зебра-маягийн" зүй тогтолтой болохыг тогтоов. Энэхүү зебра маягийн гажил гэдэг нь, тодорхой нэг чулуулгийн үе дэх соронзон орны чиглэл хэвийн, харин дараагийн үед эсрэг чиглэлтэй байхыг хэлэх ба хожим үүнийг "туузлаг соронзон гажил" гэж нэрлэсэн байна.

Хоорондоо алслагдсан өөр газрын чулуулгийн үе ижил байна гэдэг нь тухайн хоёр газар эхлээд нийлмэл нэг газар байсаныг илтгэнэ. Жишээлбэл, Шотланд, Ирландын зарим хэсгийн чулуулаг Ньюфаундланд Нью Врюнсвикийн чулуулагтай, Европ дахь Лабрадорийн нурууны чулуулаг, Хойд Америкийн Аппалачийн нурууныхтай структур ба литологийн хувьд маш төстэй болно.

Хөвж буй тив

The prevailing concept was that there were static shells of strata under the continents. It was observed early that although granite existed on continents, seafloor seemed to be composed of denser basalt. It was apparent that a layer of basalt underlies continental rocks.

However, based upon abnormalities in plumb line deflection by the Andes in Peru, Pierre Bouguer deduced that less-dense mountains must have a downward projection into the denser layer underneath. The concept that mountains had "roots" was confirmed by George B. Airy a hundred years later during study of Himalayan gravitation, and seismic studies detected corresponding density variations.

By the mid-1950s the question remained unresolved of whether mountain roots were clenched in surrounding basalt or were floating like an iceberg.

In 1958 the Tasmanian geologist Samuel Warren Carey published an essay The tectonic approach to continental drift in support of the expanding earth model.

Плит тектоникийн онол

1960-аад онд нээгдсэн хэд хэдэн нээлтийн үр дүнд (ялангуяа Атлантын далайн голч нуруу) ихээхэн дэвшил гарсан байна. 1962 онд, Америкийн геологич Харри Хесс, Роберт Диец нар эх газар нь далайн царцдас дээгүүр хөвдөггүй, харин далай болон эх газрын царцдас нь хамтдаа шилждэг гэж үзжээ. Мөн тэр жил, Роберт Коатс Алеутын арлууд дахь субдукц, арлан нумыг тодорхойлсон байна. 1967 онд, Жейсон Морган Дэлхийн гадаргуу нь 12 плитээс тогтох ба тэдгээр нь бие биетэйгээ харьцангуйгаар хөдөлдөг гэсэн санааг дэвшүүлэв. Хоёр сарын дараа 1968 онд, Францын геологич Ле Пишон 6 плит, тэдгээрийн хөдөлгөөний чиглэл бүхий загвар боловсруулжээ.

Туузлаг соронзон гажил

Далайн ёроол туузлаг соронзон гажил

Далайн голч нурууны хоёр талаар тэгш хэмтэй байрлах туузлаг соронзон гажлыг нээсний дараа, 1961 онд эрдэмтэд Далайн голч нуруу нь структурын хувьд хэврэг бүс бөгөөд энэ бүсийн дагуу дэлхийн гүнээс магм бялхан гарч, царцан шинээр далайн царцдас үүсэж байна гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн бөгөөд энэ процессыг хожим "далайн царцдас тэлэх" буюу "далайн царцдас шинээр үүсэх" гэж нэрлэсэн байна. Энэ таамаглал доорхи баримтууд дээр үндэслэгдсэн байна.

1. Голч нуруу дахь чулуулаг маш залуу бөгөөд түүнээс холдох тусам голч нурууны хоёр талаар байрлах чулуулгийн нас тэгш хэмтэйгээр улам бүр хөгшин болно.
2. Голч нуруун дахь хамгийн залуу чулуулгийн соронзон туйл нь орчин үеийн дэлхийн соронзон туйлтай ижил (нормаль) байна.
3. Голч нурууны хоёр талаар параллель байрлах чулуулгийн үеүүд дэх соронзон туйлууд нормаль-эсрэг-нормаль байдлаар өөрчлөгдөнө. Энэ нь дэлхийн соронзон орны туйл олон удаа өөрчлөгдөж байсныг илтгэнэ.

Далайн голч нурууны энэхүү туузлаг соронзон гажил ба голч нурууны дагуу шинээр далайн царцдас үүсэх явцыг тайлбарласнаар плит тектоникийн онолд ихээхэн дэвшил гарсан байна.

Субдукцыг нээсэн нь

Х.Хесс, Р.Диец нар хэрэв далайн царцдас голч нурууны дагуу шинээр үүсэж, дэлхийн царцдас ихсэж байгаа бол хаа нэгэн газар дэлхийн гүн рүү живж байгаа гээд энэ царцдас живж буй газар нь Номхон далайн савын ирмэг орчим, гүн усны ховил гэж үзсэн байна. Өөрөөр хэлбэл Атлантын далай тэлж, Номхон далай агшиж байгаа гэжээ. Далайн царцдас далайн гүн усны ховилын дагуу дэлхийн гүн рүү живж, голч нурууны дагуу шинэ магм бялхан царцаж, царцдас шинээр үүснэ гэжээ. Хессийн энэ таамаглал нь үндсэндээ далайн ёроолд яагаад бага хурдас хуримтлагддаг, эх газрынхаас яагаад хамаагүй залуу байдаг зэргийг үндсэнд нь тайлбарласан байна. Тодруулсан текст

Газар хөдлөлтийг зураглав

20-р зуунд эрдэмтэд газар хөдлөлт ихэвчлэн тодорхой бүс нутгуудад, тухайлбал далайн гүн усны ховил, голч нурууны дагуу явагддаг гэдгийг тогтоогоод байв. By the late 1920s, seismologists were beginning to identify several prominent earthquake zones parallel to the trenches that typically were inclined 40–60° from the horizontal and extended several hundred kilometers into the Earth. These zones later became known as Wadati-Benioff zones, or simply Benioff zones, in honor of the seismologists who first recognized them, Kiyoo Wadati of Japan and Hugo Benioff of the United States. The study of global seismicity greatly advanced in the 1960s with the establishment of the Worldwide Standardized Seismograph Network (WWSSN) to monitor the compliance of the 1963 treaty banning above-ground testing of nuclear weapons. The much-improved data from the WWSSN instruments allowed seismologists to map precisely the zones of earthquake concentration world wide.

Geological paradigm shift

The acceptance of the theories of continental drift and sea floor spreading (the two key elements of plate tectonics) may be compared to the Copernican revolution in astronomy (see Nicolaus Copernicus). Within a matter of only several years geophysics and geology in particular were revolutionized. The parallel is striking: just as pre-Copernican astronomy was highly descriptive but still unable to provide explanations for the motions of celestial objects, pre-tectonic plate geological theories described what was observed but struggled to provide any fundamental mechanisms. The problem lay in the question "How?". Before acceptance of plate tectonics, geology in particular was trapped in a "pre-Copernican" box.

However, by comparison to astronomy the geological revolution was much more sudden. What had been rejected for decades by any respectable scientific journal was eagerly accepted within a few short years in the 1960s and 1970s. Any geological description before this had been highly descriptive. All the rocks were described and assorted reasons, sometimes in excruciating detail, were given for why they were where they are. The descriptions are still valid. The reasons, however, today sound much like pre-Copernican astronomy.

One simply has to read the pre-plate descriptions of why the Alps or Himalaya exist to see the difference. In an attempt to answer "how" questions like "How can rocks that are clearly marine in origin exist thousands of meters above sea-level in the Dolomites?", or "How did the convex and concave margins of the Alpine chain form?", any true insight was hidden by complexity that boiled down to technical jargon without much fundamental insight as to the underlying mechanics.

With plate tectonics answers quickly fell into place or a path to the answer became clear. Collisions of converging plates had the force to lift the sea floor to great heights. The cause of marine trenches oddly placed just off island arcs or continents and their associated volcanoes became clear when the processes of subduction at converging plates were understood.

Mysteries were no longer mysteries. Forests of complex and obtuse answers were swept away. Why were there striking parallels in the geology of parts of Africa and South America? Why did Africa and South America look strangely like two pieces that should fit to anyone having done a jigsaw puzzle? Look at some pre-tectonics explanations for complexity. For simplicity and one that explained a great deal more look at plate tectonics. A great rift, similar to the Great Rift Valley in northeastern Africa, had split apart a single continent, eventually forming the Atlantic Ocean, and the forces were still at work in the Mid-Atlantic Ridge.

We have inherited some of the old terminology, but the underlying concept is as radical and simple as was "The Earth moves" in astronomy.

Biogeographic implications on biota

Continental drift theory helps biogeographers to explain the disjunct biogeographic distribution of present day life found on different continents but having similar ancestors. In particular, it explains the Gondwanan distribution of ratites and the Antarctic flora.

Plate tectonics on other planets

The appearance of plate tectonics on terrestrial planets is related to planetary mass, with more massive planets than Earth expected to exhibit plate tectonics. Earth may be a borderline case, owing its tectonic activity to abundant water.

Venus

Мөн үзэх: Geology of Venus

Venus shows no evidence of active plate tectonics. There is debatable evidence of active tectonics in the planet's distant past; however, events taking place since then (such as the plausible and generally accepted hypothesis that the Venusian lithosphere has thickened greatly over the course of several hundred million years) has made constraining the course of its geologic record difficult. However, the numerous well-preserved impact craters have been utilized as a dating method to approximately date the Venusian surface (since there are thus far no known samples of Venusian rock to be dated by more reliable methods). Dates derived are the dominantly in the range ~500 to 750 Ma, although ages of up to ~1.2 Ga have been calculated. This research has led to the fairly well accepted hypothesis that Venus has undergone an essentially complete volcanic resurfacing at least once in its distant past, with the last event taking place approximately within the range of estimated surface ages. While the mechanism of such an impressionable thermal event remains a debated issue in Venusian geosciences, some scientists are advocates of processes involving plate motion to some extent.

One explanation for Venus' lack of plate tectonics is that on Venus temperatures are too high for significant water to be present. The Earth's crust is soaked with water, and water plays an important role in the development of shear zones. Plate tectonics requires weak surfaces in the crust along which crustal slices can move, and it may well be that such weakening never took place on Venus because of the absence of water. However, some researchers remain convinced that plate tectonics is or was once active on this planet.

Mars

Мөн үзэх: Geology of Mars

Unlike Venus, the crust of Mars has water in it and on it (mostly in the form of ice). This planet is considerably smaller than the Earth, but shows some indications that could suggest a similar style of tectonics. The gigantic volcanoes in the Tharsis area are linearly aligned like volcanic arcs on Earth; the enormous canyon Valles Marineris could have been formed by some form of crustal spreading.

As a result of observations made of the magnetic field of Mars by the Mars Global Surveyor spacecraft in 1999, large scale patterns of magnetic striping were discovered on this planet. To explain these magnetisation patterns in the Martian crust it has been proposed that a mechanism similar to plate tectonics may once have been active on the planet. Further data from the Mars Express orbiter's High Resolution Stereo Camera in 2007 clearly showed an example in the Aeolis Mensae region.

Galilean satellites

Some of the satellites of Jupiter have features that may be related to plate-tectonic style deformation, although the materials and specific mechanisms may be different from plate-tectonic activity on Earth.

Titan

Titan, the largest moon of Saturn, was reported to show tectonic activity in images taken by the Huygens Probe, which landed on Titan on January 14, 2005.

Metaphoric uses

Sometimes the idea of moving tectonic plates is used metaphorically, e.g. "a tectonic shift" in a BBC TV news program describing the political effects of Ariel Sharon's illness on 4 January 2005.

In the late 1980s, Québec theatre director Robert Lepage created a large international production called Tectonic Plates, which used this image to illustrate the rifts between Europe and America and the drifting of various destinies, relative to one another.

See also

• List of plate tectonics topics
• List of tectonic plates
• List of tectonic plate interactions
• Geosyncline theory, obsolete explanation of mountain-building
• Plume tectonics, an extension of plate tectonics that attempts to explain other aspects of the field

References

• McKnight, Tom (2004) Geographica: The complete illustrated Atlas of the world, Barnes and Noble Books; New York ISBN 0-7607-5974-X
• Oreskes, Naomi ed. (2003) Plate Tectonics: An Insider's History of the Modern Theory of the Earth, Westview Press ISBN 0-8133-4132-9
• G. Schubert, DL Turcotte, and P. Olson (2001) Mantle Convection in the Earth and Planets, Cambridge University Press, Cambridge, ISBN 0-521-35367-X
• Stanley, Steven M. (1999) Earth System History, W.H. Freeman and Company; pages 211–228 ISBN 0-7167-2882-6
• Tanimoto, Toshiro and Thorne Lay (2000) Mantle dynamics and seismic tomography, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 10.1073/pnas.210382197 http://www.pnas.org/cgi/content/full/97/23/12409 Accessed 03/29/06.
• Thompson, Graham R. and Turk, Jonathan, (1991) Modern Physical Geology, Saunders College Publishing ISBN 0-03-025398-5
• Turcotte, DL and Schubert, G. (2002) Geodynamics: Second Edition, John Wiley & Sons, New York, ISBN 0-521-66624-4
• Winchester, Simon (2003) Krakatoa: The Day the World Exploded: August 27, 1883, HarperCollins ISBN 0-06-621285-5

External links

 Commons: Plate tectonics – Викимедиа зураг, бичлэг, дууны сан

• The PLATES Project, a comprehensive resource with reconstructions, movies, images, list of publications, and teaching resources, from the University of Texas Institute for Geophysics at the Jackson School of Geosciences.
• Movie showing 750 million years of global tectonic activity
• More movies over smaller regions and shorter time scales
• Easy-to-draw illustrations for teaching plate tectonics
• An explanation of tectonic forces
• Bird, P. (2003) An updated digital model of plate boundaries, also available as a large (13 mb) PDF file
• Map of tectonic plates
• MantlePlumes.org, a website debating the existence of deep mantle plumes
• USGS site on plate motions
• The geodynamics of the North-American/Eurasian/African plate boundaries
• Cenozoic dynamics of the African plate with emphasis on the Africa-Eurasia collision
• Huang, Zhen Shao (1997). "Speed of the Continental Plates". The Physics Factbook.
• ImpactTectonics.org, examines tectonic effects associated with hypervelocity bolide impacts on terrestrial planets

Загвар:Earthsinterior Загвар:Nature nav