Teoria tektoniki płyt litosfery
advertisement
TEORIA TEKTONIKI PŁYT LITOSFERY Powstała w latach 60-tych XX wieku Jest jedną z najważniejszych teorii dotyczących procesów zachodzących na powierzchni Ziemi. W dużej mierze bazuje na teorii dryftu kontynentów Wegenera. Charakterystyka: • Litosfera składa się z 6 dużych i kilku mniejszych kawałków = płyt, zanurzonych w plastycznej astenosferze. Płyty te to: § § § § § § § § § § § § Pacyficzna patrz na mapie geologia – tektonika w atlasie Nazca Kokosowa Antarktyczna Ameryki Południowej Ameryki Północnej Karaibska Afrykańska Euroazjatycka Indoaustralijska Arabska Filipińska W astenosferze krążą prądy konwekcyjne (prądy magmy – materii płaszcza ziemskiego). Temperatura wnętrza Ziemi jest tak wysoka, że ogrzana materia płaszcza unosi się do góry = konwekcyjny prąd wstępujący. Blisko powierzchni materia ta oddaje ciepło i jako zimniejsza materia, cięższa zaczyna spływać w głąb wnętrza Ziemi – to konwekcyjny prąd zstępujący. W głębi się znowu ogrzewa itd. Prądy konwekcyjne płyną więc w tzw. komórkach zamkniętych. Z tego względu, że płyty litosfery są zanurzone w plastycznej astenosferze, a w astenosferze pływają prądy konwekcyjne więc płyty litosfery wykonują ruchy poziome (względem siebie) na tych prądach. 1) Rozsuwanie się płyt litosfery. • Zachodzi wówczas, gdy do powierzchni Ziemi zbliża się konwekcyjny prąd wstępujący 1 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com źródło:D. Makowska, ZIEMIA, WSiP, Warszawa 1998 • Gorąca magma nadtapia litosferę (która jest przecież zbudowana ze skał, a magma to roztopione skały), co powoduje jej wybrzuszenie a w efekcie zapadnięcie – powstaje dolina ryftowa (zwana również ryftem) • Ryfty to doliny tektoniczne, które mogą występować w obrębie a) den oceanicznych – np. w obrębie Grzbietu Atlantyckiego b) kontynentów – np. Islandia lub Ryft Wschodnioafrykański Ryft Jordanu i Morza Martwego (zdj. satelitarne NASA) • Ryfty są obszarami czynnego wulkanizmu i trzęsień ziemi. To tu magma wydostaje się na powierzchnię i krzepnie – w ten sposób tworzy się nowe dno oceaniczne (np. dno Morza Czerwonego, dno Atlantyku) lub nowy ląd np. Islandia. Krzepnąca magma powoduje rozsuwanie płyt. Wiek dna oceanicznego. NASA • • Grzbiety oceaniczne są pocięte uskokami transformacyjnymi Podsumowując: teoria tektoniki tłumaczy powstawanie grzbietów oceanicznych, uskoków transformacyjnych, dolin ryftowych, zjawisk wulkanicznych, trzęsień ziemi i przyrastania nowego dna oceanicznego w miejscach, gdzie do skorupy ziemskiej dochodzi konwekcyjny prąd wstępujący. 2) Zsuwanie się płyt litosfery Zjawisko to występuje, gdy mamy do czynienia z konwekcyjnym prądem zstępującym. Możemy wyróżnić 3 przypadki: a) płyta oceaniczna wsuwa się pod płytę kontynentalną 2 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Płyta oceaniczna, czyli sima (patrz – budowa wnętrza Ziemi) ma gęstość 3 g/cm3, gdy tymczasem płyta kontynentalna – sial, ma gęstość 2,7 gm/cm3 jest więc lżejsza. Źródło: "Ziemia planeta żywa" Schemat wsuwania się płyty Nazca pod płytę Ameryki S (Ziemia planeta żywa) Płyta oceaniczna jest więc wciągana pod płytę kontynentalną. Linia poślizgu, po której ten proces zachodzi, to powierzchnia Benioffa. Powierzchnia Benioffa z hipocentrami trzęsień ziemi Z tego względu, że obie płyty są „nierówne” dochodzi do tarcia na ich styku na skutek ruchu. Dlatego na powierzchni Benioffa występują hipocentra trzęsień ziemi. Hipocentrum to ognisko trzęsienia ziemi – miejsce leżące na głębokości od 7 do 700 km, w którym rozpoczyna się trzęsienie ziemi i z którego rozchodzą się fale sejsmiczne. Płyta wsuwająca się pod spód topi się w warunkach wysokiej temperatury. W ten sposób powstaje magma, która: • wchodzi w skład prądów konwekcyjnych • krąży i krzepnie w litosferze (zjawisko to nazywamy plutonizmem) • wypływa na powierzchnię, jako lawa wulkaniczna (zjawiska wulkaniczne) Obszar między dwoma zbliżającymi się płytami to geosynklina. Jest to zbiornik morski o ciągle obniżającym się dnie na skutek ciężaru osadów w nim się znajdujących. Osady te, zwane osadami geosynklinalnymi, pochodzą z niszczenia obu płyt. Ich ciężar powoduje obniżanie się dna zbiornika, które coraz bardziej zanurza się w plastycznej astenosferze. Osady te osiągają miąższość dochodzącą do 25 kilometrów. Współcześnie za geosynkliny uważa się rowy oceaniczne. Na skutek zbliżania się płyt osady w geosynklinie zostają najpierw sfałdowane, potem wypiętrzone a następnie odkłute od podłoża i obalone. W ten sposób przy kontynencie powstają młode góry fałdowe. Przykładem obszaru opisanego powyżej jest zachodnie wybrzeże Ameryki Południowej. (Spójrz do atlasu!!!). Płyta Nazca wsuwa się pod płytę Ameryki Południowej. Wzdłuż wybrzeża mamy Rów Atakamski (geosynklina między dwoma płytami). Granica tych dwóch płyt to obszar aktywny sejsmicznie, na którym często zdarzają się trzęsienia ziemi. Na lądzie mamy młode góry fałdowe – Andy a w ich obrębie dużo czynnych wulkanów np. Cotopaxi (Ekwador), Misti (Peru), Llullaillaco (Chile) itd.- 12 najwyższych wulkanów świata leży właśnie na zachodnim brzegu tego kontynentu. b) płyta oceaniczna wsuwa się pod płytę oceaniczną Sytuacja wygląda podobnie, jak opisana powyżej. W tym przypadku jednak może się zdarzyć, że obie płyty się zanurzają. Młode góry fałdowe znajdują się jednak pod wodą a na powierzchni widoczne są tylko ich najwyższe szczyty w 3 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com postaci łuków wysp. (Zwróć uwagę, że praktycznie wszystkie łańcuchy górskie mają kształt łuku. Dlatego szczyty górskie wystające ponad powierzchnię wody również mają kształt łuku wyspowego). Źródło: "Ziemia planeta żywa" Sytuacja opisana powyżej występuje na wschodnim wybrzeżu Azji. Otwórz atlas!!! ( płyta pacyficzna wsuwa się pod płytę filipińską i pod płytę euroazjatycką. Na granicy płyt mamy geosynkliny np. Rów Mariański, Rów Izuogasawara. Jest to obszar częstych trzęsień ziemi – W Japonii wstrząsy zdarzają się ponad 10 000 razy w roku. Jest to obszar czynnego wulkanizmu np. wulkan Unzen czy Fudżi – jama w Japonii. Wzdłuż rowów ciągną się łuki wysp np. Archipelag Japonii, Mariany itp.) c) płyta kontynentalna zderza się z płytą kontynentalną Zbliżające się płyty mają podobną gęstość. Obszar pomiędzy nimi (geosynklina) zaczyna się zamykać, na skutek zbliżania się płyt. Najpierw powstają łuki wysp wulkanicznych a następnie osady geosynklinalne zostają zgniecione. Obie płyty ulegają kolizji – geosynklina przestaje istnieć a krawędzie płyt wypiętrzają się razem z młodymi górami fałdowymi. Skutkiem takiej sytuacji są trzęsienia ziemi na granicy płyt i młode góry fałdowe. Najlepszym przykładem sytuacji opisanej powyżej jest kolizja płyty indoaustralijskiej z płytą euroazjatycką. W efekcie powstały góry – Himalaje, które z roku na rok są coraz wyższe oraz obszar sejsmiczny – np. częste trzęsienia ziemi na północy Indii. Źródło: "Ziemia planeta żywa" Podsumowując: na skutek zbliżania się dwóch płyt powstają: • rowy oceaniczne (geosynkliny) • młode góry fałdowe • zjawiska wulkaniczne • zjawiska plutoniczne • trzęsienia ziemi • łuki wysp Jeśli chodzi o dowody potwierdzające tę teorię, to jest ich dużo. Możemy podzielić je na kilka grup: 4 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com • • • • dowody paleoklimatyczne – rozmieszczenie tillitów (bardzo starych, zlityfikowanych = przeobrażonych glin zwałowych. Są one pozostałością po zlodowaceniach karbońskich) w Indiach, pn Afryce i Australii (kiedyś był to jeden kontynent) dowody paleontologiczne – skamieniałości tych samych gatunków zwierząt, które znaleziono w pd Ameryce S i pd Afryce podobna budowa geologiczna pd Ameryki S i pd Afryki (mapa geologia tektonika) rozmieszczenie stref aktywnego wulkanizmu i trzęsień ziemi (wyjątek stanowią tzw. plamy gorąca albo gorące punkty. Jest ich na świecie ok. 90 ale najsłynniejsze są Hawaje. Znajdują się na środku płyty pacyficznej. W miejscu gdzie do płyty dochodzi strumień magmy = gorący punkt, powstaje wyspa wulkaniczna. Wulkany, które na niej występują są tak długo aktywne jak obszar ten jest nad plamą gorąca ale przecież płyty się poruszają. W tym przypadku płyta pacyficzna przemieszcza się w kierunku NW. Gdy wyspa schodzi z gorącego punktu działalność wulkaniczna na niej zamiera a w poprzednim miejscu powstaje nowa wyspa itd. Wyspy, które zeszły z gorącego punktu podlegają działalności czynników zewnętrznych np. morzą i dlatego są coraz bardziej zerodowane dlatego po jakimś czasie znikają pod powierzchnią wody. Jest to tzw. teoria gorącego punktu) Schemat powstania Hawajów. Źródło: INTERNET • • • wiek dna oceanicznego – najstarsze skały na kontynentach mają ok. 4 mld lat a dno oceanu Atlantyckiego przy wybrzeżu tylko 200 mln - to znaczy, że 300 mln lat temu jeszcze go nie było podobieństwa w zarysie linii brzegowej Ameryki S i Afryki dowody paleomagnetyczne – okazało się, że skały po obu stronach Grzbietu Atlantyckiego są symetrycznie namagnesowane ( bieguny magnetyczne Ziemi co jakiś okres czasu ulegają przemieszczeniom. Czasami obracają się o 180 stopni. Ferromagnetyki zawarte w skałach układają się zgodnie z liniami sił pola magnetycznego. Badając to namagnesowanie stwierdzono, że skały po obu stronach grzbietu powstały w tych samych okresach gdyż ich namagnesowanie jest identyczne) 5 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com Wiek dna oceanicznego. Źródło http://hum.amu.edu.pl/~zbzw/glob 6 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
