Недавно попробовал себя в роли учителя, а все потому, что привык помогать сыну учить уроки. Почему-то тема литосферных плит ну никак ему не давалась, и пришлось постараться, чтобы доступно объяснить, что такое литосферная плита, и сколько их выделяют. Попробую еще раз это сделать здесь. :)

Что такое литосферная плита

Согласно научному определению, это крупный участок литосферы , а земная кора представлена несколькими такими огромными блоками. Толщина их неодинакова и варьируется в пределах 50-100 километров. Под плитами расположен верхний участок мантии, имеющий некоторую вязкость. В виду этого факта участки коры пребывают в некотором движении - до 7 см. в год. Это было установлено лишь благодаря тщательному анализу спутниковых снимков поверхности планеты.

На основании этого даже выдвинута интересная теория, согласно которой облик Земли в будущем будет несколько отличен от нынешнего. Но какие силы заставляют перемещаться такие массивные участки? Это происходит под действием восходящих потоков магмы , которые не только расталкивают плиты, но часто разрывают их, образуя разломы. В процессе этого образуются горные породы , которые становятся «рубцами» на поверхности нашей планеты. Но процесс не прекращается, и когда натяжение становится критичным, образуются новые разрывы. Таким образом, постепенно наращивая свою площадь, плиты раздвигаются в стороны.

Сколько выделяют крупных плит

К числу основных, что покрывают более 95% поверхности, относят следующие 14:

• Австралийская;
• Тихоокеанская;
• Индостанская;
• Филиппинская;
• плита Наска;
• Южно-Американская;
• Сомалийская;
• Аравийская;
• плита Кокос;
• Антарктическая;
• Африканская;
• Северо-Американская;
• плита Скотия;
• Евразийская.

Пограничные участки отличаются особой активностью , поэтому очертания их непостоянны. Некоторые спаиваются, а другие наоборот раскалываются на более мелкие фрагменты. В основе каждого материка заложена либо одна либо несколько плит , границы которых представлены горными цепями - следствие тектонической активности. Существует определенное правило, согласно которому наиболее устойчивы участки, где граничат не более 3 плит , в противном случае эти зоны становятся неустойчивыми и разрушаются.

Кора Земли разделена разломами на литосферные плиты, представляющие собой огромные цельные блоки, достигающие верхних слоев мантии. Они являются крупными стабильными частями земной коры и находятся в непрерывном движении, скользя по поверхности Земли. Литосферные плиты состоят либо из материковой, либо из океанической коры, а в некоторых континентальный массив сочетается с океаническим. Выделяют 7 наиболее крупных литосферных плит, которые занимают 90% поверхности нашей планеты: Антарктическая, Евразийская, Африканская, Тихоокеанская, Индо-Австралийская, Южноамериканская, Североамериканская. Кроме них существуют десятки плит средних размеров и много мелких. Между средними и крупными плитами находятся пояса в виде мозаик из мелких плит коры.

Теория тектоники литосферных плит

Теория литосферных плит изучает их движение и процессы, связанные с этим движением. Данная теория гласит о том, что причиной глобальных тектонических изменений является горизонтальное перемещение блоков литосферы - плит. Тектоника литосферных плит рассматривает взаимодействие и движение блоков земной коры.

Теория Вагнера

О том, что литосферные плиты горизонтально перемещаются, впервые высказал предположение в 1920-х годах Альфред Вагнер. Он выдвинул гипотезу о «дрейфе континентов», но она в то время не была признана достоверной. Позже, в 1960-х годах, проводились исследования океанического дна, в результате которых подтвердились догадки Вагнера о горизонтальном движении плит, а также выявлено наличие процессов расширения океанов, причиной которых является формирование океанической коры (спрединг). Основные положения теории в 1967-68 годах сформулировали американские геофизики Дж. Айзекс, К. Ле Пишон, Л. Сайкс, Дж. Оливер, У. Дж. Морган. Согласно этой теории границы плит находятся в зонах тектонической, сейсмической и вулканической активности. Границы бывают дивергентными, трансформными и конвергентными.

Движение литосферных плит

Литосферные плиты приходят в движение вследствие перемещения вещества, находящегося в верхней мантии. В зонах рифтов это вещество прорывает кору, расталкивая плиты. Большая часть рифтов располагается на океаническом дне, так как там земная кора гораздо тоньше. Наиболее крупные рифты, которые существуют на суше, находятся возле озера Байкал и Великих Африканских озер. Движение литосферных плит происходит со скоростью 1-6 см за год. Когда они между собой сталкиваются, на их границах возникают горные системы при наличии материковой коры, а в случае, когда одна из плит имеет кору океанического происхождения, образуются глубоководные желоба.

Основные положения тектоники плит сводятся к нескольким пунктам

1. В верхней каменной части Земли существуют две оболочки, которые значительно отличаются по геологическим характеристикам. Этими оболочками являются жесткая и хрупкая литосфера и находящаяся под ней подвижная астеносфера. Подошва литосферы представляет собой раскаленную изотерму температурой 1300°С.
2. Литосфера состоит из непрерывно движущихся по поверхности астеносферы плит земной коры.

нить ее с вязкостью жидкостей, реология которых известна из бытовых примеров. Например, вязкость воды равна 0,001 Па · с, густого меда – 10 Па · с, а текущей лавы – 103 Па · с. Следовательно, даже минимальная вязкость астеносферы на 22 порядка (!) превышает вязкость воды, а по своей твердости астеносфера сопоставима с прочнейшими титано-молибденовыми сплавами, из которых делают броню танков и корпуса подводных лодок. Это лишний раз показывает, что астеносферу можно считать жидкостью лишь условно, оперируя геологическими масштабами времени 106 – 109 лет.

2.3. Деление литосферы на плиты и типы межплитовых границ

Литосфера Земли не является сплошной оболочкой. Она разделена на небольшое число относительно тонких жестких плит, движущихся по поверхности планеты под воздействием конвективных течений в ее мантийной оболочке и взаимодействующих друг с другом своими краевыми частями.

Скорости перемещения литосферных плит по порядку величины составляют несколько сантиметров в год. Хотя эти скорости кажутся незначительными, бoльшая часть всех происходящих на планете землетрясений, вулканических извержений и горообразовательных процессов происходит именно в области межплитовых границ. Соответственно именно современная сейсмическая и вулканическая активность является основным критерием выделения границ литосферных плит.

На рис. 2.3.1 показана одна из существующих схем разделения литосферы Земли на жесткие плиты. По характеру взаимодействия смежных плит границы между ними могут относиться к одному из трех типов – дивергентному, конвергентному или трансформному (рис. 2.3.2, см. вклейку).

Там, где литосферные плиты расходятся, освобождающееся между ними пространство заполняется поднимающимся снизу веществом астеносферы и его выплавками. Такие границы называются дивергентными . В океанах им соответствуютсрединноокеанские хребты с рифтовыми зонами на гребнях. Если дивергентная граница пересекает материк, то над ней возникает

континентальная (материковая) рифтовая зона.

Там, где литосферные плиты, наоборот, сходятся, возможны две ситуации. Если взаимодействуют континентальная и океанс-

кая литосфера, то более тяжелая и плотная океанская поддвигается под более легкую континентальную. В таких местах возникают сопряженные системы глубоководных желобов состровными дугами илиактивными континентальными окраинами , в преде-

лах которых идет поглощение океанской литосферы в мантии. Этот процесс называется субдукцией . Если же плиты сталкиваются континентальными краями, то субдукция невозможна, поскольку легкая континентальная литосфера не может погрузиться в мантию на значительную глубину. В таких случаях происходит “торошение” континентальных краев плит, за счет которого воздымаются молодые горные сооружения. Этот процесс называетсяколлизией . Субдукционные и коллизионные зоны соответствуютконвергентным границам литосферных плит.

В геологической литературе дивергентные границы плит часто называют конструктивными , поскольку на них идет наращивание океанской коры, а конвергентные –деструктивными , поскольку на них, напротив, океанская кора (и литосфера в целом) погружается в мантию на переплавку. Однако данные термины не слишком удачны. Действительно, хотя на дивергентных границах океанская кора наращивается, этому неизбежно предшествует деструкция континентальной коры (именно такой процесс идет в материковых рифтовых зонах, которые также относятся к дивергентным межплитовым границам). Напротив, на конвергентных границах океанская литосфера уничтожается, но за счет ее переплавления в мантии рождается континентальная кора (см. главу 4). По указанным причинам предпочтительно употреблять термины дивергентные и конвергентные границы, отражающие лишь направление движения смежных плит, а не процессы, происходящие на межплитовых границах.

Третий и последний тип границ литосферных плит – трансформный . На трансформных границах не происходит ни наращивания, ни поглощения литосферы, плиты просто скользят друг относительно друга. Свое название они получили из-за того, что, как правило, соединяют (трансформируют) границы других типов – чаще всего дивергентные, реже конвергентные или дивергентные с конвергентными.

СевероАмериканская плита

Карибская плита 2,5

ЮжноАмериканская плита

Северо-Американская плита

Филиппинская

Тихоокеанская

плита плита

плита Наска

Рис. 2.3.1. Литосферные плиты Земли.

1 – дивергентные границы (а – срединно-океанские хребты,

б – континентальные рифты);2 – трансформные границы;3 – конвергентные границы (а – островодужные,б – активные континентальные окраины,

На Земле выделяются 13 главных литосферных плит (см.

рис. 2.3.1): 7 крупных – Евразийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Тихоокеанская, Африканская, Индийскаяи Антарктическая,а также 6 средних – Аравийская, Сомалийская, Карибская, Филиппинская, Наскаи Кокос.

Существуют более генерализованные модели с меньшим, чем 13, числом выделяемых литосферных плит. Дело в том, что сейсмичность, магматизм и скорость взаимодействия плит на разных границах имеют различную интенсивность. Четкие критерии того, насколько значимым должен быть каждый из перечисленных показателей, чтобы проводить межплитовую границу, отсутствуют. Например, раздвиговые движения по дивергентной границе, разделяющей Африканскую и Сомалийскую плиты (ВосточноАфриканской рифтовой системе), относительно малоинтенсивны, поэтому часто связанную с этой границей тектоно-магматическую активность рассматривают как внутриплитовую и, следовательно, отдельную Сомалийскую плиту не выделяют, считая ее частью Африканской (см. рис. 2.3.1).

Наоборот, при детализации геолого-геофизических исследований часто возникает соблазн привлечь к рассмотрению большее число плит, особенно в районах зон коллизии, где континентальная литосфера подвергается дроблению и оказывается разбитой на значительное количествомикроплит с сейсмически, а часто и магматически активными границами.

Однако такой подход с геодинамической точки зрения часто не оправдан по двум причинам. Во-первых, в случае с микроплитами нет уверенности, что их деление осуществляется на уровне литосферы, а не на уровне, например, коры или даже верхней части коры (о чем подробнее пойдет речь в разделе 4.3). В этом случае пропадает одно из важнейших условий, придающих строгость тектонике плит – постулат о жесткости (монолитности) литосферы. Во-вторых, даже если допустить делимость микроплит на уровне литосферы, то механизм перемещений и взаимодействий крупных и средних литосферных плит с поперечными размерами, на порядок превышающими мощность, и микроплит, у которых поперечные размеры и мощность сопоставимы, оказывается существенно различным.

Поэтому в обсуждаемой строгой классической постановке проблемы деления литосферы Земли на плиты имеет смысл

Литосферные плиты имеют высокую жесткость и способны в течение продолжительного времени сохранять без изменений свое строение и форму при отсутствии воздействий со стороны.

Движение плит

Литосферные плиты находятся в постоянном движении. Это движение, происходящее в верхних слоях , обусловлено наличием присутствующих в мантии конвективных течений. Отдельно взятые литосферные плиты сближаются, расходятся и скользят относительно друг друга. При сближении плит возникают зоны сжатия и последующее надвигание (обдукция) одной из плит на соседнюю, или поддвигание (субдукция) расположенных рядом образований. При расхождении появляются зоны растяжения с характерными трещинами, возникающими вдоль границ. При скольжении образуются разломы, в плоскости которых наблюдается близлежащих плит.

Результаты движения

В областях схождения огромных континентальных плит, при их столкновении, возникают горные массивы. Подобным образом, в свое время возникла горная система Гималаи, образовавшаяся на границе Индо-Австралийской и Евразийской плит. Результатом столкновения океанических литосферных плит с континентальными образованиями являются островные дуги и глубоководные впадины.

В осевых зонах срединно-океанических хребтов возникают рифты (от англ. Rift – разлом, трещина, расщелина) характерной структуры. Подобные образования линейной тектонической структуры земной коры, имеющие протяженность сотни и тысячи километров, с шириной в десятки или сотни километров, возникают в результате горизонтальных растяжений земной коры. Рифты очень крупных размеров принято называть рифтовыми системами, поясами или зонами.

В виду того, что каждая литосферная плита является единой пластиной, в ее разломах наблюдается повышенная сейсмическая активность и вулканизм. Данные источники расположены в пределах достаточно узких зон, в плоскости которых возникают трения и взаимные перемещения соседних плит. Эти зоны называются сейсмическими поясами. Глубоководные желоба, срединно-океанические хребты и рифы представляют собой подвижные области земной коры, они расположены на границах отдельных литосферных плит. Это лишний раз подтверждает, что ход процесса формирования земной коры в данных местах и в настоящее время продолжается достаточно интенсивно.

Важность теории литосферных плит отрицать нельзя. Так как именно она способна объяснить наличие в одних областях Земли гор, в других – . Теория литосферных плит позволяет объяснить и предусмотреть возникновение катастрофических явлений, способных возникнуть в районе их границ.

Состоит из множества слоев, нагромождающихся друг на друга. Однако лучше всего нам известны земная кора и литосфера. Это не удивляет - ведь мы не только обитаем на них, но и черпаем из глубин большинство доступных нам природных ресурсов. Но еще верхние оболочки Земли сохраняют миллионы лет истории нашей планеты и всей Солнечной системы.

Эти два понятия так часто встречаются в прессе и литературе, что вошли повседневный словарь современного человека. Оба слова используются для обозначения поверхности Земли или другой планеты - однако между понятиями есть разница, базирующаяся на двух принципиальных подходах: химическом и механическом.

Химический аспект - земная кора

Если разделять Землю на слои, руководствуясь различиями в химическом составе, верхним слоем планеты будет земная кора. Это относительно тонкая оболочка, заканчивающаяся на глубине от 5 до 130 километров под уровнем моря - океаническая кора тоньше, а континентальная, в районах гор, толще всего. Хотя 75% массы коры приходится только на кремний и кислород (не чистые, связанные в составе разных веществ), она отличается наибольшим химическим разнообразием среди всех слоев Земли.

Играет роль и богатство минералов - различных веществ и смесей, созданных за миллиарды лет истории планеты. Земная кора содержит не только «родные» минералы, которые были созданы геологическими процессами, но и массивное органическое наследие, вроде нефти и угля, а также инопланетные, включения.

Физический аспект - литосфера

Опираясь на физические характеристики Земли, такие как твердость или упругость, мы получим несколько иную картину - внутренности планеты будет укутывать литосфера (от др. греческого lithos, «скалистый, твердый» и «sphaira» сфера). Она намного толще земной коры: литосфера простирается до 280 километров вглубь и даже захватывает верхнюю твердую часть мантии!

Характеристики этой оболочки полностью соответствуют названию - это единственный, кроме внутреннего ядра, твердый слой Земли. Прочность, правда, относительная - литосфера Земли является одной из самых подвижных в Солнечной системе, из-за чего планета уже не раз изменяла свой внешний вид. Но для значительного сжатия, искривления и прочих эластических изменений требуются тысячи лет, если не больше.

• Интересный факт - планета может и не обладать поверхностной корой. Так, поверхность - это его затвердевшая мантия; кору ближайшая к Солнцу планета потеряла давным-давно в результате многочисленных столкновений.

Подводя итог, земная кора - это верхняя, химически разнообразная часть литосферы, твердой оболочки Земли. Первоначально они обладали практически одинаковым составом. Но когда на глубины воздействовала только нижележащая астеносфера и высокие температуры, в формировании минералов на поверхности активно участвовали гидросфера, атмосфера, метеоритные остатки и живые организмы.

Литосферные плиты

Еще одна черта, которая отличает Землю от других планет - это разнообразие на ней разнотипных ландшафтов. Конечно, свою невероятно большую роль сыграли и вода, о чем мы расскажем немного позже. Но даже основные формы планетарного ландшафта нашей планеты отличаются от той же Луны. Моря и горы нашего спутника - это котлованы от бомбардировки метеоритами. А на Земле они образовались в результате сотен и тысяч миллионов лет движения литосферных плит.

О плитах вы уже наверняка слышали - это громадные устойчивые фрагменты литосферы, которые дрейфуют по текучей астеносфере, словно битый лед по реке. Однако между литосферой и льдом есть два главных отличия:

• Прорехи между плитами небольшие, и быстро затягиваются за счет извергающегося с них расплавленного вещества, а сами плиты не разрушаются от столкновений.
• В отличие от воды, в мантии отсутствует постоянное течение, которое могло бы задавать постоянное направление движения материкам.

Так, движущей силой дрейфа литосферных плит является конвекция астеносферы, основной части мантии - более горячие потоки от земного ядра поднимаются к поверхности, когда холодные опускаются обратно вниз. Учитывая то, что материки различаются в размерах, и рельеф их нижней стороны зеркально отражает неровности верхней, движутся они также неравномерно и непостоянно.

Главные плиты

За миллиарды лет движения литосферных плит они неоднократно сливались в суперконтиненты, после чего снова разделялись. В ближайшем будущем, через 200– 300 миллионов лет, тоже ожидается образование суперконтинента под именем Пангея Ультима. Рекомендуем посмотреть видео в конце статьи - там наглядно показано, как мигрировали литосферные плиты за последние несколько сотен миллионов лет. Кроме того, силу и активность движения материков определяет внутренний нагрев Земли - чем он выше, тем сильнее расширяется планета, и тем быстрее и свободнее движутся литосферные плиты. Однако с начала истории Земли ее температура и радиус постепенно снижаются.

• Интересный факт - дрейф плит и геологическая активность не обязательно должны питаться от внутреннего самонагрева планеты. К примеру, спутник Юпитера, обладает множеством активных вулканов. Но энергию для этого дает не ядро спутника, а гравитационное трение с , из-за которого недра Ио разогреваются.

Границы литосферных плит весьма условны - одни части литосферы тонут под другими, а некоторые, как Тихоокеанская плита, вообще скрыты под водой. Геологи сегодня насчитывают 8 основных плит, которые покрывают 90 процентов всей площади Земли:

• Австралийская
• Антарктическая
• Африканская
• Евразийская
• Индостанская
• Тихоокеанская
• Северо-Американская
• Южно-Американская

Такое разделение появилось недавно - так, Евразийская плита еще 350 миллионов лет назад состояла из отдельных частей, во время слияния которых образовались Уральские горы, одни из самых древних на Земле. Ученые по сей день продолжают исследование разломов и дна океанов, открывая новые плиты и уточняя границы старых.

Геологическая активность

Литосферные плиты движутся очень медленно - они наползают друг друга со скоростью 1–6 см/год, и отдаляются максимально на 10-18 см/год. Но именно взаимодействие между материками создает геологическую активность Земли, ощутимую на поверхности - извержения вулканов, землетрясения и образование гор всегда происходят в зонах контакта литосферных плит.

Однако есть исключения - так называемые горячие точки, которые могут существовать и в глубине литосферных плит. В них расплавленные потоки вещества астеносферы прорываются наверх, проплавляя литосферу, что приводит к повышенной вулканической активности и регулярным землетрясениям. Чаще всего это происходит неподалеку от тех мест, где одна литосферная плита наползает на другую - нижняя, вдавленная часть плиты погружается в мантию Земли, повышая тем самым давление магмы на верхнюю плиту. Однако сейчас ученые склоняются к той версии, что «утонувшие» части литосферы расплавляются, повышая давление в глубинах мантии и создавая тем самым восходящие потоки. Так можно объяснить аномальную отдаленность некоторых горячих точек от тектонических разломов.

• Интересный факт - в горячих точках часто образуются щитовые вулканы, характерные своей пологой формой. Они извергаются много раз, разрастаясь за счет текучей лавы. Также это типичный формат инопланетных вулканов. Самый известный из них на Марсе, самая высокая точка планеты - высота его достигает 27 километров!

Океаническая и континентальная кора Земли

Взаимодействие плит также приводит к формированию двух различных типов земной коры - океанической и континентальной. Поскольку в океанах, как правило, находятся стыки различных литосферных плит, их кора постоянно изменяется - разламывается или поглощается другими плитами. На месте разломов возникает непосредственный контакт с мантией, откуда поднимается раскаленная магма. Остывая под воздействием воды, она создает тонкий слой из базальтов - основной вулканической породы. Таким образом, океаническая кора полностью обновляется раз в 100 миллионов лет - самые старые участки, которые находятся в Тихом океане, достигают максимального возраста в 156–160 млн лет.

Важно! Океаническая кора - это не вся та земная кора, что находится под водой, а лишь ее молодые участки на стыке материков. Часть континентальной коры находится под водой, в зоне стабильных литосферных плит.

Возраст океанической коры (красный соответствует молодой коре, синий - старой).