Тектонические движения - механические движения земной коры. Тектонические движения охватывают одновременно очень большие площади. Геодезические измерения показывают, что практически вся поверхность Земли находится непрерывно в движении, однако скорость тектонических движений невелика, изменяясь от сотых долей до первых десятков мм/год, и только накопления этих движений в ходе очень продолжительного (десятки — сотни млн. лет) геологического времени приводят к крупным суммарным перемещениям отдельных участков земной коры.
Образование океанической коры в зонах спредингаОбщая картина тектонических движений.
Мантийная конвекция, субдукция, магматизм, спрединг.
Тектонические движения весьма разнообразны как по форме проявления, так и по глубине зарождения, а также, очевидно, по механизму и причинам возникновения. Существенное значение имеет подразделение тектонических движений на вертикальные и горизонтальные, хотя оно и носит в большей мере условный характер, ибо эти движения взаимосвязаны и переходят одни в другие.
Преобладающие вертикальные движения обусловливают поднятия и опускания земной поверхности, в том числе образование горных сооружений. Они являются основной причиной накопления мощных толщ осадочных пород в океанах и морях, а отчасти и на суше.
Горизонтальные движения наиболее ярко проявляются в образовании крупных сдвигов отдельных блоков земной коры относительно других с амплитудой в сотни и даже тысячи км, в их надвигах с амплитудой в первые сотни км, а также (спорно) в образовании океанических впадин шириной в тысячи км в результате раздвига глыб континентальной коры.
Рис.5 Смещение блоков земной коры
В большинстве случаев осадки, формирующиеся в озерах, морях и океанах, обладают первично горизонтальным или почти горизонтальным залеганием. Известны случаи и первично наклонного залегания слоев, например в дельтах, на крутом континентальном склоне, в структурах бокового наращивания, когда прогиб заполняется материалом, приносимым преимущественно с одной стороны, в структурах облекания, в случае подводного выступа.
Преобладающее первично горизонтальное залегание слоев нередко нарушено тектоническими движениями, причем формы этого нарушения могут быть самыми разнообразными. В одних случаях слои горных пород испытывают лишь наклон и приобретают моноклинальное залегание. В других случаях слои горных пород смяты, изогнуты, причем изгиб слоев произошел без разрыва их сплошности. Такие нарушения называются складчатыми, а их отдельные формы - складками. Иногда слои разрываются, их сплошность теряется. Такие нарушения называются разрывными, а их формы - разрывами.
Рис.6 Складчатость переходящая в разрывные нарушения
Главный
источник движения находится под литосферой, где происходит круговое
движение — циркуляция, или конвекция, мантийного вещества под действием
тепловых и иных эффектов. Там, где конвективные кольца сходятся в
восходящий поток, литосфера приподнимается и раздвигается в стороны.
Образуются срединно-океанические хребты с их расщелинами-рифтами, где по
трещинам изливаются базальтовые лавы. Под поверхностью дна магма,
заполнившая такую трещину, застывает и превращается в кристаллическую
горную породу.
Рис.7 Складчатость и разрывные нарушения в геологическом разрезе
Складчатость и разрывные нарушения в геологическом разрезе
Размер земного шара на протяжении нескольких миллионов лет (небольшого отрезка времени, с геологической точки зрения) можно считать неизменным. Значит, если в срединно-океанических хребтах литосфера разрастается, то где-то она должна поглощаться или же сокращаться за счёт смятия в складки, надвигания одного участка на другой. Это действительно происходит там, где потоки мантийного вещества встречаются и затем направляются вниз. В таких местах океаническая литосфера сначала пододвигается под встречную плиту и затягивается мантийными потоками на глубину, а потом при высоких давлениях она уплотняется и начинает сама погружаться, «тонуть» в вязкой астеносфере, опускаясь на поверхность нижней мантии. Такое пододвигание, погружение и поглощение океанической литосферы называют субдукцией.
На дне океана, там, где литосфера «ныряет» в мантию, образуются глубоководные желоба. Самый глубокий из них — Марианский в Тихом океане (более 11 км). Рядом с желобами обычно цепочкой выстраиваются действующие вулканы, например вулканы Курильской островной дуги и Камчатки рядом с Курило-Камчатским жёлобом. Они образуются над тем местом, где литосфера, наклонно уходящая на глубину, начинает плавиться при высоких температурах и давлениях. В разных зонах скорость субдукции различна: от 1 до 12 см в год.
Итак, литосферные плиты движутся от срединно-океанических хребтов, где разрастается океаническая литосфера, к глубоководным желобам, где она уходит на глубину и там поглощается. Вместе с океанической литосферой движутся и континенты, которые, будучи спаяны с ней, образуют единые плиты.
Образование океанической коры в зонах спрединга
При столкновении двух континентов (в тектонике это называют коллизией) происходит нагромождение высочайших гор, таких, как Гималаи, Памир, Альпы.
Размещение зон спрединга (растяжения) и субдукции (пододвигания), а значит, и движение литосферных плит зависят от общих для всей Земли глобальных процессов. В последние 200 млн лет (мезозой и кайнозой в геологическом летоисчислении) в движении литосферных плит господствуют распад суперконтинента Пангея и центробежное перемещение его частей. Раскрылись Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны; они продолжают разрастаться и в наши дни.
Рис.9 Возраст океанической коры от молодой (красная) до старой (синяя)
Если в зонах спрединга рождается океаническая литосфера, то в зонах субдукции наращивается континентальная. В тех и других зонах располагается большинство наземных и подводных вулканов, в них поднимаются горячие растворы, в том числе несущие металлы; образуются рудные месторождения. Так что учение о тектонике литосферных плит не ограничивается выявлением закономерностей их движений; оно рассматривает, как формируется океаническая и континентальная кора и как в зависимости от этих движений возникают рудные месторождения и проявляется магматизм.
Рис.11 Зоны спрединга на Земле
Оказалось, что когда океаническая кора погружается и возвращается в мантию, она уносит с собой морские отложения, накопившиеся на дне, в том числе горные породы органического происхождения. Таким образом, воздух атмосферы, вода океанов и даже животные и растения оказывают влияние на состав мантии Земли до глубин в сотни, а может быть, и тысячи километров. Время от времени в геологической истории происходила перестройка глубинных процессов. Прежние зоны спрединга и субдукции литосферы отмирали, закладывались новые, но круговорот вещества Земли не останавливался, «машина» тектоники плит продолжала работать.
Впечатляющая картина того, что происходит в зонах спрединга и субдукции — самых активных областях Земли, — каждый год пополняется всё новыми наблюдениями. В расщелины срединно-океанических хребтов и в глубоководные желоба вновь и вновь опускаются исследователи в батискафах и других аппаратах для подводного плавания. Скважины, которые бурят со специальных кораблей, вскрывают глубокие слои на океанском дне и даже проникают в напряжённую зону, где одна плита пододвигается под другую. Сейсмологи следят за землетрясениями; геофизики «просвечивают» литосферу и мантию упругими волнами, измеряют электрическую проводимость пород и идущий из глубины тепловой поток, обнаруживают аномалии магнитного поля и силы тяжести. С помощью спутников и радиотелескопов измеряют направление и скорость движения одного континента относительно другого. Исследователи изучают особенности состава вулканических лав, несущих информацию о глубинных процессах. Это и многое другое лежит в основе современного учения о тектонике литосферных плит.
