Как и защо се движи повърхността на Земята (видео)

Ваня Милева Последна промяна на 04 януари 2023 в 00:01 10903 0

Вижте как тектоничните плочи на Земята растат, свиват се и се борят за позиция в този нов модел от последните милиарди години.

Един милиард години от еволюцията на Земята за 45 секунди

Тектониката на плочите обяснява характеристиките и движението на земната повърхност в настоящето и миналото.

Разработена от 1950-те до 1970-те години, теорията за тектониката на плочите е съвременната актуализация на континенталния дрейф, идея, предложена за първи път от учения Алфред Вегенер през 1912 г., която твърди, че земните континенти се „преместват“ по планетата с течение на времето. Вегенер е нямал обяснение за това как континентите могат да се движат, но сега изследователите знаят - причината е тектониката на плочите.

В началото на 20-ти век геолозите започват да разбират, че външната земна кора не е едно цяло парче като черупката на яйце. Кората е раздробена на гигантски тектонски плочи, които се движат върху магмата - горещ разтопен скален материал, който съставя голяма част от вътрешността на Земята. В продължение на милиони години континентите се разместват в нови конфигурации.

Кредит: Karl Tate

Тектониката на плочите е теорията, че външната обвивка на Земята е разделена на големи плочи от твърда скала, наречени „плочи“, които плуват върху земната мантия, скалистия вътрешен слой над ядрото на Земята. Твърдият външен слой на Земята, който включва кората и най-горната мантия, се нарича литосфера. Дебелината му е 100 км. Под литосферата е астеносферата - вискозен слой, поддържан ковък от топлината дълбоко в Земята. Той смазва долната част на тектоничните плочи на Земята, позволявайки на литосферата да се движи.

Как работи тектониката на плочите

Движещата сила на тектониката на плочите е конвекцията в мантията. Горещият материал близо до ядрото на Земята се издига, а по-студената скала на мантията потъва - подобно на кипящата вода в тенджера.

Плочите над тази вълнуваща се мантия се носят и многократно се сблъскват, слепват се, след което се разкъсват. Геолозите наричат ​​местата, където плочите се срещат и разделят, "граници", те опасват Земята като шевове на топка.

Има три начина, по които се срещат границите на плочите и всеки от тях задейства уникална геоложка характеристика.

Конвергентни граници възникват там, където плочите се сблъскват една в друга. Там, където тези плочи се срещат, земната кора се разчупва изкривява и избига в планински вериги. Например Индия и Азия се събират преди около 55 милиона години, за да създадат Хималайските планини. Докато сблъсъкът продължава, тези планини стават все по-високи и по-високи. Геолозите  откриват, че швейцарските Алпи се повдигат по-бързо, отколкото се снишават от ерозията - и по този начин нарастват всяка година според проучване от 2020 г. в списание Earth-Science Reviews. Въпреки това, когато масата на една планина стане твърде голяма, за да устои на гравитацията, тя ще спре да расте. Ерозията също възпрепятства растежа на планините, но тъй като планините могат да растат с относително бързи темпове, ерозията обикновено не побеждава според Университета на Хавай в Маноа.

Зоните на субдукция стимулират континенталния растеж. Тези два модела показват границите на континентите, включващи нов материал, докато една плоча се забива в друга.

Но при събиращите се плочи не винаги материалът се изблъсква нагоре. Понякога океанска плоча (която е направена от по-плътна скала от земните маси) се сблъсква с континентална плоча, в който случай тя гмурка под другата плоча. След това се спуска в мантията на Земята, слоят под кората, топи се в горещата магма на мантията и се изхвърля при вулканичните изригвания. Много зрелищни вулкани се намират по протежение на зони на субдукция като "Огнения пръстен", който заобикаля Тихия океан.

Когато две океански плочи се сблъскат, може да се образува дълбока падина, като Марианската падина в северната част на Тихия океан, която се смята за най-дълбоката точка на Земята. Тези видове сблъсъци могат също да доведат до подводни вулкани.

Кредит: Karl Tate

Както подсказва името, разминаващите се граници са тектонични граници, където плочите се „разминават“ или се раздалечават. Това движение създава гигантски падини на сушата, като разлома в Източна Африка. В океана същият процес създава средноокеански хребети. Горещата магма от мантията на Земята извира по тези хребети, образувайки нова океанска кора и раздалечавайки плочите. Подводни планини и вулкани могат да се издигнат покрай този шев, в някои случаи образувайки острови. Например Средноатлантическият хребет минава директно през Исландия.

Последният тип граница на плочата, трансформиращите граници, се получава, когато плочите се движат успоредно една спрямо друга. Това е приплъзгащото движение на границите на плочите, предизвикващо много земетресения. Калифорнийският разлом Сан Андреас, където северноамериканската и тихоокеанската тектонични плочи се трият една в друга с предимно хоризонтално движение, е един известен пример за трансформираща граница.

Сблъсъците и приплъзванията между плочите предизвикват земетресенията. На картата по-долу обърнете внимание на връзката между епицентровете на земетресенията (червени точки) и границите на плочите в земната кора (жълти линии). Кредит: Karl Tate

Тектоничните плочи се движат със скорост от 3 до 5 сантиметра на година, пояснява в статия National Geographic. Това е толкова бързо, колкото растат ноктите ни.

Колко тектонични плочи има на Земята?

Тъй като Земята е сферична, нейните тектонични или литосферни плочи са начупени на десетки извити секции като напукана черупка на яйце. Размерът на всяка плоча варира от няколкостотин до хиляди километра и в зависимост от размера си, се категоризира като "основна", "малка" или "микро".

Според Световния атлас съществуват седем основни плочи: Северноамериканска, Тихоокеанска, Евразийска, Африканска, Индо-Австралийска, Южноамериканска и Антарктическа тектонични плочи. Но според статия от 2012 г. в Nature, земетресенията през последните няколко десетилетия са доказателство, че Индо-австралийската плоча се е пропукала през последните 10 милиона години, създавайки отделни Индийска плоча и Австралийска плоча, което ще увеличи броя на основните плочи до осем.

Тази карта показва морското дъно и деформацията под него при пукнатина в басейна Wharton в Индийския океан. Тази фрактура вероятно се е образувала, когато се е образувала океанската кора, но сега тя се превръща в нова граница на плоча. Вдлъбнатините са показателни за наклонен разлом, който е същият вид разлом като разлома Сан Андреас в Калифорния. Кредит: Aurélie Coudurier-Curveur; Coudurier-Curveur, A. et al. Geophysical Research Letters (2020); CC BY 4.0

Независимо дали това ново разделение ще се счита за граница или не, Тихоокеанската плоча все още е най-голямата от всички тектонични плочи. Размерът й 103 000 000 квадратни километра и е скрита под океана.

Списъкът на второстепенните плочи на Земята включва Арабската плоча, Карибската плоча, Кокосовата плоча, плочата Наска, Филипинската плоча, Скотската плоча и др. Има и много по-малки плочи по целия свят.

Кога започва тектониката на плочите?

Възрастта на Земята се оценява на 4,54 милиарда години, а океанската кора постоянно се рециклира в зоните на субдукция. Това означава, че най-старото морско дъно е само на около 200 милиона години. Най-старите океански скали се намират в северозападната част на Тихия океан и в източното Средиземно море. Фрагменти от континентална кора са много по-стари, като например в Гренландия са намерени големи парчета на възраст най-малко 3,8 милиарда години.

По уликите, оставени в скалите и вкаменелостите, геолозите могат да реконструират миналото на земните континенти. Повечето учени смятат, че съвременната тектоника на плочите е заменила по-ранното състояние на планетата преди около 3 милиарда години, на основата на древни магми и минерали, запазени в скали от този период. Изследователите обаче са открили доказателства, че тектониката на плочите може да е била активна в продължение на цели 4 милиарда години според статия от 2020 г. в Discover Magazine.

Някои от основните съвременни плочи. Тектониката на плочите е непрекъснат процес, така че в бъдеще тези плочи могат да станат толкова неузнаваеми, колкото е била земната повърхност преди милиард години. Кредит: USGS


Макар учените да не знаят точно кога е започнала тектониката на плочите, както изглежда днес, те разполагат с континентална кора, която вероятно е била изстъргана от спускаща се надолу тектонична плоча в зона на субдукция, която е на 3,8 милиарда години. Това означава, че тектониката на плочите е действала, но може да е изглеждала много различно.

Докато континентите се блъскат по повърхността на Земята, те понякога се събират, образувайки гигантски суперконтиненти. Разпадането на един от най-ранните големи суперконтиненти, наречен Родиния, формиран преди около 1 милиард години, е свързано с глобално заледяване, наречено "Земя-снежна топка".

Карта на Земята през периода на средния триас, преди 237 милиона години. Кредит: Karl Tate

ОТКЪДЕ ЗНАЕМ, ЧЕ КОНТИНЕНТИТЕ СА СЕ ДВИЖИЛИ? В началото на 20-ти век немският изследовател Алфред Вегенер забелязва, че фосилни останки от едно и също изчезнало животно или растение могат да бъдат открити на няколко континента, които сега не са в съседство един с друг. Това навежда на мисълта, че в далечното минало конфигурацията на континентите е била различна от сегашната - теория, която Вегенер нарича "континентален дрейф". 

Карта на Земята през периода на средния триас, преди 237 милиона години. Кредит: Karl Tate

По-нов суперконтинент, наречен Пангея, е образуван преди около 300 милиона години. Континентите Африка, Южна Америка, Северна Америка и Европа са били събрани плътно един до друг, оставяйки характерен модел от вкаменелости и скали, който геолозите да дешифрират, след като Пангея се разпадне. Частите от пъзела, оставени от Пангея, от вкаменелости до съвпадащите брегове по Атлантическия океан, предоставиха първите намеци, че континентите на Земята се движат.

Картата показва относителното движение на плочите, като по-дългите стрелки показват най-бързото движение. Кредит: Karl Tate

Справка: Shen, H. Unusual Indian Ocean earthquakes hint at tectonic breakup. Nature (2012). https://doi.org/10.1038/nature.2012.11487

Източник: What is plate tectonics?, Livescience

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !