Литосферные плиты.

На рубеже 60-70 годов двадцатого века в геологии возродились идеи мобилизма нсамого начала века, допускавшие крупные горизонтальные перемещения, в т.ч. и континентальных масс. Эта концепция получили название тектоники литосферных плит или новой глобальной тектоники.

Основные положения тектоники литосферных плит выглядят следующим образом:

1. Литосфера Земли (земная кора вместе с твердой верхней мантией, лежащей над астеносферой) состоит из нескольких крупных жестких блоков – литосферных плит. Плиты в своих центральных частях лишены сейсмичности, тектонически стабильны. В большинство из них из них включены ("впаяны") материки.

2. Литосферные плиты перемещаются по поверхности размягченной более пластичной астеносферы. Наиболее крупные плиты - это Тихоокеанская, Евразиатская, Северо-Американская, Южно-Американская, Африканская, Антарктическая, Индо-Австралийская.

3. Литосферные плиты разделены протяженными сравнительно узкими границами – зонами глубинных разломов, уходящих своими корнями в астеносферу. Для них характерна повышенная сейсмическая и часто вулканическая активность.

Литосферная плита – относительно устойчивый и внутренне монолитный участок литосферы (включающий земную кору океанического и материкового типов). Плиты разделены зонами повышенной сейсмической активности. Они перемещаются со скоростью 1-12 см/год по слою астеносферы от зон растяжения (рифтовых долин срединно-океанических хребтов) к зонам сжатия, где они сталкиваются между собой и их вещество частично погружается вглубь мантии или участвует в формировании орогенных (горных) поясов. Поскольку литосферные плиты движутся по сферической поверхности Земли, они совершают и вращательные движения вокруг определенных полюсов вращения. Помимо 7 наиболее крупных плит, впервые выделенных в 1968 г (Евразийской, Африканской, Индийской, Северо- и Южно-Американской, Тихоокеанской, Антарктической) существует значительное количество более мелких литосферных блоков, имеющих самостоятельное движение.

Различают три главных типа границ литосферных плит:

1. Дивергентные границы - плиты расходятся друг от друга.

2. Конвергентные границы - контактируют плиты, двигающиеся навстречу друг другу.

3. Трансформные границы - вдоль них происходит горизонтальное скольжение одной плиты относительно другой.

Дивергентные границы литосферных плит совпадают с рифтовыми долинами срединно-океанических хребтов. Здесь происходят излияния (в основном подводные) лав базальтового состава, выплавляющихся из мантии. В рифтовой долине каждая новая порция лавы, остывая и твердея, раздвигает в противоположные стороны литосферные плиты. Благодаря этому вновь образованная океанская кора отодвигается от срединно-океанических хребтов, подобно огромному конвейеру. Процесс растяжения литосферы и раздвигание жестких литосферных плит в области срединно-океанических хребтов называется "спредингом" (англ. растягивание, расширение). Скорость разрастания океанского дна колеблется от нескольких миллиметров до 18 см в год. По мере удаления от рифтовой зоны океанская кора становится холоднее и тяжелее, и постепенно опускается в астеносферу, а океан становится глубже.

Конвергентные границы. Поскольку радиус Земли не увели­чивается, а океанической коры древнее 180 млн. лет не известно, должен существовать процесс, компенсирующий «разрастание» дна океанов. Разновидностью конвергент­ной границы являются зоны субдукции (от англ. погружение), например, по краям Тихого океана. Тяжелая и холодная океанская литосфе­ра, подходя к более толстой но легкой континентальной, уходит под нее, как бы подныривает - поддвигается. Если в контакт входят две океанские пли­ты, то погружается более древняя, так как она тяжелее и холоднее, чем молодая литосферная плита. Зоны, где происходит субдукция, морфологически выражены глубоководными желобами. В зоне погружения океанской плиты, возникают напряжения, которые, разря­жаясь, провоцируют землетрясения. Гипоцентры земле­трясений маркируют границу между двумя плитами и образуют наклонную так называемую сейсмофокальную зону, погружающуюся под континентальную литосферу до глубин 700 км. Эту зону по имени американского сейсмолога X. Беньофа называют зоной Беньофа. Угол погружения океанских плит различный, вплоть до вертикального.

При погружение океанской литосферы на глубину 100-200 км (в зону высоких температур и давлений) из нее выделяются активные газовые компоненты и перегретые водные растворы. Эти флюиды вызыва­ют плавление горных пород континентальной литосферы и образо­вание магматических очагов, питающих вулканы островных дуг, развитых параллельно глубоководным желобам. Вулканические цепи располагаются тем ближе к глубоководному желобу, чем круче наклон субдуцирующей океанской литосферы. Край плиты, под которую погружается океанская, срезает скопившиеся на последней отложе­ния, как нож бульдозера, деформирует их, сминает в складки. Этот комплекс пород присоединяется к континентальной плите в виде так называемого аккрецион­ного клина (от англ.— приращение). Какая-то часть осадочных отложений при этом опускается вместе с плитой в глубины ман­тии. Погружающаяся океанская плита может также частично разрушить край континен­тальной литосферы и захватить ее фрагменты в мантию.

Кроме явления субдукции существует более редкий процесс, (абдукция), т. е. надвигание океанской литосферы на континентальную. Приме­ром является огромный тектонический покров (размером 500 х 100 км) на восточной окраине Аравийского полуострова, сложенный типич­ной океанской корой, перекрывающей древние докембрийские тол­щи Аравийского щита.

Еще одни вариант конвергентной границы - коллизия или столкновение, двух континентальных плит, которые из-за относительной легкости слагающего их материала не могут погрузиться друг под друга, а сталкиваются, образуя горно-складчатый пояс с очень сложным внутренним строением. Например, так возникли Гималайские горы, когда 50 млн. лет назад Индостанская плита столкнулась с Азиатс­кой. Аналогично сформировался Альпийский горно-складчатый пояс при коллизии Африкано-Аравийской и Евразийской континентальных плит.

Причиной относительного перемещения плит считается тепловая конвекция вещества в мантии. Рифтовые зоны располагаются над восходящими ветвями конвективных ячей. Зоны субдукции совпадают с нисходящими ветвями. Океаническая литосфера движется от рифтов к этим зонам, увлекаемая как конвейером горизонтальными участками этих ячей. В целом перемещение вещества Земли происходит по замкнутому контуру. Скорость конвективных потоков составляет от 1 до 3 см/год. В земной коре эти течения в замкнутых ячеях порождают тектонические движения в виде поднятий и опусканий, сжатия и растяжения. Они приводят к короблению поверхности материковых плит, их перемещению или дроблению.

Расчеты показывают, что за 5 миллиардов лет, которые существует планета Земля, все вещество мантии, по крайней мере, 12 – 15 раз полностью прошло цикл конвекции.