Vairāk

3.3. Diskusija - 2 plākšņu tektonika - ģeozinātnes

3.3. Diskusija - 2 plākšņu tektonika - ģeozinātnes


Diskusija 2

Plākšņu tektonika

1. attēls. Uz ziemeļiem no Losandželosas paceltie akmeņi ir sadursmju rezultāts Elkhornas lūzumā, kas ir San Andreas vainas atvase.

Ievads

Šonedēļ mums būs saruna par plākšņu tektoniku un veidiem, kā ar plākšņu kustību saistītie apdraudējumi var personīgi ietekmēt jūs vai jūsu ģimeni. Tagad, kad esat pabeidzis 3. moduli (plākšņu tektonika), jums vajadzētu būt pamatzināšanām par šo tēmu un sagatavot izglītotu (-us) amatu (-us).

Šai diskusijai jūs uzrakstīsit sākotnēju ziņu un atbildēsit uz vismaz DIVIEM jūsu klasesbiedru ierakstiem. Izpildiet norādījumus par katru ierakstu zemāk:

Pamatnostādnes sākotnējai ziņai

(20 punkti, obligāti)

Sadaļā Diskusija 2 izveidojiet jaunu pavedienu. Rūpīgi atbildiet uz šādiem jautājumiem. Katrs jautājums ir jārisina pilnos teikumos un katrā no 4-5 teikumiem.

  1. Kur jūs uzaugāt vai kur jūs saucat par mājām? Kur ir jūsu mājām tuvākās plāksnes robežas (nosauciet konkrētās plāksnes)? Vai jūsu noteiktā robeža ir atšķirīga, pārveidojama vai saplūstoša robeža, vai kāda to kombinācija? Ja iespējams, aprakstiet šo robežu sīkāk.
  2. Ja kāds no ģimenes locekļiem lūgtu jums aprakstīt iespējamās briesmas dzīvot netālu no plāksnes robežas, kas atrodas vistuvāk jūsu mājām, ko jūs viņiem teiktu?
  3. Zinot, ko jūs tagad darāt par plākšņu tektoniku un ar plākšņu robežām saistītajiem apdraudējumiem, kā šīm jaunajām zināšanām būtu nozīme jūsu izvēlētajā nākotnē? Ar cik lielu risku jūs būtu gatavs dzīvot?
  4. Atrodiet divas tīmekļa lapas vai rakstus no diviem dažādiem avotiem, kas, jūsuprāt, sniedz labu pārskatu par plākšņu tektoniku. Kā jūs varētu noteikt, vai tas ir ticams informācijas avots? Aprakstiet, kas jums patika (vai nepatika) informācijas pasniegšanas veidā.

Pamatnostādnes atbildēm studentiem

(10 punkti, obligāti)

  1. Veidot divi atbildes uz divi dažādi studenti, domīgi uzrunājot
    1. viņu bažas un/vai novērtējumi par apdraudējumiem, kas saistīti ar plākšņu tektoniku, jo tie attiecas uz tiem, un
    2. vismaz vienu no vietnēm, ko viņi izvēlējās kā labu informācijas avotu par plākšņu tektoniku.
  2. Katrā atbildē jābūt 6 vai 7 nozīmīgiem teikumiem, kas tieši saistīti ar raksta saturu. Tādas frāzes kā “tas ir lielisks raksts!” un “man ļoti patika jūsu kopsavilkums” netiek uzskatīts par jēgpilnu saturu. Tomēr šīs joprojām ir iedrošinošas frāzes vienaudžu atbalstam, tāpēc, lūdzu, nekautrējieties tās iekļaut savā ziņā.
  3. Jums jāatbild vismaz 2 citiem studentiem. (3 vai vairāk, lai saņemtu papildu kredītu.)
  4. Negaidiet līdz pēdējai diskusijas dienai, lai sniegtu atbildes. Jūs saņemat kredītu tikai par vienu atbildi (ne vairāk kā 10 punkti) pēdējā dienā.
  5. Atbildiet agri un bieži, un nopelnīt visus diskusijas punktus būs viegli!

Papildpunkti

(5 punkti, pēc izvēles)

Sniedziet studentam trešo (vai vairāk!) Atbildi, ievērojot iepriekš minētās vadlīnijas.

Mācīšanās rezultāti

Piedaloties diskusijā, jūs labāk uzzināsit par aktualitātēm un ziņu rakstiem, kas saistīti ar ģeoloģijas tēmām (t.i., kļūsiet par informētāku pilsoni). Jums būs zināma brīvība, pielāgojot šo kursu, lai īstenotu savas intereses ģeoloģijā, tostarp lietas, kas nav ietvertas šī kursa saturā, atrodot ziņu rakstus par tēmām, kas attiecas uz jums.

Novērtēšanas rubrika

Sākotnējā ziņa

20 punkti: Sākotnējā ziņa atbilda garuma un satura prasībām

15 punkti: Sākotnējai ziņai nepieciešami nelieli garuma un satura uzlabojumi

10 punkti: Sākotnējai ziņai nepieciešami būtiski uzlabojumi garumā vai saturā

5 punkti: Sākotnējais ziņojums tika izveidots, bet ar ļoti mazām pūlēm

0 punkti: Sākotnējais ziņojums netika izveidots

Atbildes ziņas (katra)

5 punkti: Atbilde bija pārdomāta, atbilstoša un atbilda garuma prasībām.

4 punkti: Atbildei nepieciešami nelieli uzlabojumi atbilstībā un/vai garumā.

2,5 punkti: Atbildei nepieciešami būtiski uzlabojumi atbilstības un/vai garuma ziņā.

1 punkts: Atbilde tika sniegta, bet ar ļoti mazām pūlēm.

0 punkti: Atbilde netika sniegta.


Sadaļā Diskusija 2 izveidojiet jaunu pavedienu. Rūpīgi atbildiet uz šādiem jautājumiem. Katrs jautājums ir jārisina pilnos teikumos un 4 un#8211 katrā 5 teikumos.

  1. Kur jūs uzaugāt vai kur jūs saucat par mājām? Kur ir jūsu mājām tuvākās plāksnes robežas (nosauciet konkrētās plāksnes)? Vai jūsu noteiktā robeža ir atšķirīga, pārveidojama vai saplūstoša robeža, vai kāda to kombinācija? Ja iespējams, aprakstiet šo robežu sīkāk.
  2. Ja kāds no ģimenes locekļiem lūgtu jums aprakstīt iespējamās briesmas dzīvot netālu no plāksnes robežas, kas atrodas vistuvāk jūsu mājām, ko jūs viņiem teiktu?
  3. Zinot, ko jūs tagad darāt par plākšņu tektoniku un ar plākšņu robežām saistītajiem apdraudējumiem, kā šīm jaunajām zināšanām būtu nozīme jūsu izvēlētajā nākotnē? Ar kādu risku jūs varētu būt gatavs dzīvot?
  4. Atrodiet divas tīmekļa lapas vai rakstus no diviem dažādiem avotiem, kas, jūsuprāt, sniedz labu pārskatu par plākšņu tektoniku. Kā jūs varētu noteikt, vai tas ir ticams informācijas avots? Aprakstiet, kas jums patika (vai nepatika) informācijas pasniegšanas veidā.

3-2 Plākšņu tektonika

Kā aprakstīts 10.1. Sadaļā, jēdziens kontinentu pārvietošanās pirmo reizi iecerēja Alfrēds Vegeners pirms vairāk nekā 100 gadiem. Šajā kursā mēs nekoncentrēsimies uz teorijām, kas pastāvēja pirms plākšņu tektonikas, taču ir vērts izlasīt par kontinentālo dreifu 10.2. Kā aprakstīts 10.3. Sadaļā, ģeoloģiskajā zinātnē notika revolūcija no 30. gadiem līdz 60. gadu vidum.

Pabeidziet uzdevumu 10.1 (10.2. Sadaļa), lai palīdzētu jums izprast Vegenera argumentāciju.

Viens no iemesliem, kādēļ Vegenera teorija 50 gadus tika lielā mērā ignorēta, ir tas, ka tā balstījās uz vairākām Zemes īpašībām, kuras tajā laikā vienkārši nesaprata. Piemēram, Vegeners domāja, ka kontinenti pārvietojas, jo tie ir stumti pāri akmeņainajam materiālam, taču viņš nevarēja ņemt vērā spēku, kas varētu veikt stumšanu, un viņš nevarēja izskaidrot, kā kāds zināms spēks varētu pārvarēt milzīgo daudzumu no berzes. Lai gan tagad mēs zinām, ka astenosfēra ir salīdzinoši vājš slānis, pa kuru plāksnes var slīdēt, kā arī ka konvekcija mantijā sniedz zināmu spiedienu, Vegeneram un viņa laikabiedriem šādu zināšanu nebija.

Sadaļā 10.3 ir sniegts kopsavilkums par dažiem nozīmīgiem sasniegumiem globālajā ģeoloģijā, kas tika veikti 20. gadsimta pirmajā daļā. Uzmanīgi izlasiet šo sadaļu, pārliecinoties, ka saprotat šādus punktus:

  • 50. gadu sākumā, izmantojot magnētiskās orientācijas datus, tika pierādīts, ka, nogulsnējot Eiropā senos iežus, magnētisko polu pozīcijas bija atšķirīgas nekā tagad. Pirmkārt, tika uzskatīts, ka tas ir “polāro klejojumu” rezultāts, bet vēlāk ģeologi saprata, ka šī parādība vairāk atbilst kustīgo kontinentu jēdzienam (10.6. Attēls).
  • 20. gadsimta pirmajā pusē mūsu izpratne par jūras dibena topogrāfiju krasi pieauga. Šīs zināšanas ļāva atklāt okeāna vidusdaļas grēdas, dziļas tranšejas gar kontinentālajām malām un jūras krastu ķēdes (10.8. Attēls). Lai gan sākotnēji šīs iezīmes nebija pilnībā saprotamas, tagad mēs zinām, ka tās ir attiecīgi saistītas ar jūras dibena izplatīšanos pie atšķirīgām robežām, subdukciju pie saplūstošām robežām un vulkānismu, kad plāksne lēnām pārvietojas pāri mantijas spalvai.
  • Seismiskās skaņas izmantošana plašās jūras gultnes vietās ir ļāvusi ģeologiem kartēt atšķirības jūras dibena nogulumu biezumā un redzēt, ka, lai gan nogulumi ir biezi lielākajā daļā okeāna, tie ir ļoti plāni apgabalos, kas atrodas tuvu okeāna vidus grēdas (10.9. attēls). Tagad mēs zinām, ka šīs atšķirības var izskaidrot ar faktu, ka jūras grunts šajos apgabalos ir ļoti jauns un nav pagājis pietiekami daudz laika, lai uzkrātos biezi nogulumi.
  • Pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados siltuma plūsmas mērījumi caur jūras dibenu parādīja, ka grēdu apgabalos tika saražots lielāks nekā vidēji siltuma daudzums nekā citur, un apgabalos, kas atrodas tuvu tranšejām, tika saražots mazāk siltuma. Šī parādība tika interpretēta kā konvekcijas esamība apvalkā, kā parādīts 3-3.

Attēls 3-3. Siltuma plūsmas atšķirību caur okeāna garozu attēlojums un saistība ar mantijas konvekciju un plākšņu tektoniku.

© Stīvens Ērls. Izmanto ar atļauju.

  • Seismisko staciju tīklu attīstība laikā no 1930. līdz 1950. gadiem ļāva salīdzinoši precīzi noteikt zemestrīču vietu atrašanās vietu (atrašanās vietu un dziļumu). Tika parādīts, ka, lai gan lielākā daļa nozīmīgo zemestrīču ir seklas, tās pakāpeniski nokļūst krastā no okeāna tranšejām, kā parādīts 10.10. Attēlā.
  • Pagājušā gadsimta piecdesmitajos un sešdesmitajos gados magnētisko datu iegūšana no okeāniem parādīja sarežģītu augstu un zemu magnētisko apgabalu modeli, kas, kā zināms, bija ļoti konsekventa bazalta sastāva iezis (10.11. Attēls). Lai gan sākumā to nesaprata, 1963. gadā Vine, Matthews un Morely apgalvoja, ka šie modeļi ir rezultāts jaunai jūras dibena garozai, kas izveidojusies normāla un apgriezta magnētisma laikā.
  • Arī 1963. gadā ģeologi atklāja, ka Havaju salu vecums sistemātiski palielinājās, attālinoties no lielās salas joprojām aktīvajiem vulkāniem, kā rezultātā radās priekšstats, ka zem lielās salas pastāv stacionārs karstais punkts (mantijas plūme). Klusā okeāna jūras dibena garoza virzījās virs šī vulkānisma avota (10.13. attēls).
  • Visbeidzot, 1965. gadā parādījās jauna veida kļūda - saukta par pārveidot vainu- tika aprakstīts un izskaidrots kā cēlonis kustīgām plāksnēm. Transformācijas defekti ir izplatīti gar izkliedējošām grēdām (10.15. Attēls), bet arī uz zemes, kur tie ir saistīti ar ievērojamiem zemestrīču riskiem.

Vingrinājumā 10.2 jūs varat pārliecināties, kā Havaju salu vecums atšķiras atkarībā no atrašanās vietas.

Pabeigt 10.3. Uzdevumu vajadzētu palīdzēt jums izprast transformācijas kļūdas, kā arī procesu, kurā jūras dibena garoza kļūst dažādi magnetizēta.

Plākšņu tektonikas teorija beidzot kļuva plaši atzīta pagājušā gadsimta 60. gadu vidū, galvenokārt pateicoties pārliecinošiem pierādījumiem par Vine, Matthews un Morely, kā arī Tuzo Wilson darbu par karstajiem punktiem un kļūdu pārveidošanu. Vilsonam bija arī svarīga loma, nosakot robežas starp plāksnēm uz Zemes virsmas, parādot, kā šīs plāksnes pārvietojas, un aprakstot dažādus procesus, kas notiek pie dažāda veida plākšņu robežām. Attēls 10.16 ir moderna plākšņu karte, to virzieni un kustības ātrums, kā arī robežu veidi starp tām. Pastāv vairāk nekā 20 dažādas plāksnes, un jums vajadzētu zināt septiņu galveno plākšņu nosaukumus un aptuvenos apjomus. Vienkāršs veids, kā iemācīties šos vārdus un atrašanās vietas, ir aptuveni iezīmēt to robežas, kā parādīts 3-4. Sāciet ar (1) izliektu līniju Atlantijas okeāna vidū. Atdaliet Dienvidameriku no Ziemeļamerikas (2) un Eirāziju no Āfrikas (3). Novelciet robežu caur Indijas okeānu un atdaliet Indiju un Austrāliju no Āzijas (4). Vispār novilkt līniju ap Kluso okeānu (5) un visbeidzot novilkt līniju ap Antarktīdu (6).

3-4. Attēls. Septiņu galveno plākšņu aptuvenās robežas.

© Stīvens Ērls. Izmanto ar atļauju.

Vingrinājums: Neskatoties uz 3.-4. Attēlu, nākamajā kartē ievelciet septiņu galveno plākšņu robežas. (Ja nepieciešams, izpildiet norādījumus zem kartes.) Kad esat pabeidzis, skatiet mācību grāmatas 10.16. Attēlu un pievienojiet bultiņas, lai parādītu aptuvenās plāksnes kustības.

Sāciet ar izliektu līniju Atlantijas okeāna vidū. Atdaliet Dienvidameriku no Ziemeļamerikas un Eirāziju no Āfrikas. Novelciet robežu caur Indijas okeānu un atdaliet Indiju un Austrāliju no Āzijas. Vispār novilkt līniju ap Kluso okeānu un visbeidzot novilkt līniju ap Antarktīdu.

Lai saprastu plākšņu tektoniku, ir svarīgi zināt, kas a šķīvis ir. Kā parādīts 10.17. Attēlā, tektoniskās plāksnes sastāv ne tikai no kontinentālās vai okeāna garozas, bet arī ietver mantijas pamatā esošo litosfēras (“stingro”) daļu. Šī garozas un litosfēras apvalka pakete, kas vidēji ir aptuveni 100 km bieza, ir pazīstama kā litosfēra, kas slīd pāri astenosfēras augšai, kad plāksne pārvietojas.

10.4. Sadaļā aprakstīti procesi, kas notiek pie plākšņu robežām, sākot ar atšķirīgām (izkliedējošām) robežām, kur veidojas jauna okeāna garoza. Šī procesa atslēga ir ar konvekciju saistīta karstā apvalka iežu augšupceļošana un dažu (apmēram 10%) klints dekompresijas kušana 60 km attālumā no jūras dibena (10.18. Attēls). Attēlā 10.19 ir sniegts kopsavilkums par šajā vidē radušos iežu veidiem, kas ietver gabbro dziļumā, mafiskus aizsērējumus vidū un spilvenu bazaltus jūras dibena tuvumā.

10.20. Attēlā parādīts process, kas, domājams, ir atbildīgs par kontinentu sašķelšanos un jaunu izplatīšanās robežu veidošanos. Lūdzu, pārliecinieties, ka saprotat šo procesu.

10.21., 10.22. Un 10.23. Attēlā redzamas divas plāksnes, kas virzās viena pret otru pie saplūstošas ​​robežas. Pirms turpināt šo darbību, jums jāapzinās, ka tektoniskajām plāksnēm nekad nav plaisu starp tām, jo ​​tās virzās viena pret otru un pēc tam saduras. Plāksnēs var veidoties saplūstošas ​​robežas, un tās, visticamāk, rodas okeāna un kontinenta saskarnē plāksnē, kurā ir gan okeāna, gan kontinentālā garoza. Piemēram, Ziemeļamerikas plāksne ietver gan Ziemeļamerikas kontinentālo garozu, gan Atlantijas okeāna rietumu okeāna garozu. Ziemeļamerikas austrumu piekrastē pastāv pāreja starp kontinentālo un okeāna garozu, kā parādīts 3-5. Attēlā (pa kreisi). Abas daļas tiek stumtas uz rietumiem, izplatoties pa Atlantijas okeāna vidus grēdu, ko sauc par a pasīvā rezerve. Kādā laikā tālā nākotnē okeāna un kontinentālās litosfēras varētu atdalīties, un pa šo robežu varētu sākties subdukcija (3-5. Attēls pa labi). Tas, visticamāk, ir saistīts ar nogulšņu uzkrāšanos gar robežu, kā sīkāk aprakstīts 10.4. Iedaļas beigās.

3-5. Attēls. Pasīvās robežas attēlojums starp Ziemeļamerikas plāksnes kontinentālo un okeāna daļu pašlaik (pa kreisi) un kā tas varētu mainīties līdz subdukcijas robežai tālā nākotnē (pa labi).

© Stīvens Ērls. Izmanto ar atļauju.

Sadaļā 10.4 rūpīgi izlasiet materiālu par konverģentajām robežām. Daži no svarīgākajiem punktiem ir tas, ka ūdens no subdukcijas garozas veicina kušanu virsējā karstā apvalka iežā un ka konverģences spiedes spriegums noved pie bojājumiem un deformācijām ne tikai kontinentālajā garozā, kā parādīts 10.22. Attēlā, bet arī okeāna garozā abās robežas pusēs.

Kā jau minēts, lielākā daļa transformācijas kļūdu pastāv izkliedes grēdās, kur tās veido robežas starp nobīdes kores segmentiem. Tie arī veido robežas starp plāksnēm, kā parādīts 3-6. Šajā attēlā abas plāksnes ir izceltas dažādās krāsās, un jūs varat redzēt, kā kores segmenti (dubultbaltas līnijas) dažās vietās veido plāksnes robežu, turpretī pārvērtību kļūdas (sarkanās līnijas) veido plāksnes robežu citās vietās. . Tiek sauktas baltās līnijas, kas stiepjas abās kores segmentu pusēs lūzumu zonas. Šīs zonas nav plākšņu robežas, un, ja izkliedes ātrums dažādos kores segmentos ir līdzīgs, šajās līnijās nenotiek relatīva kustība (t.i., bojājumi).

Attēls 3-6. Atlantijas okeāna vidusdaļa starp Āfriku un Dienvidameriku. Izplatīšanas robežas tiek parādītas kā dubultas baltas līnijas, bet pārveidošanas robežas - kā sarkanas līnijas.

Stīvena Ēra fiziskā ģeoloģija, kas izmantota saskaņā ar CC-BY 4.0 starptautisko licenci.

Dažos gadījumos pārveidojiet robežas pāri kontinentiem, piemēram, San Andreas vaina. Visus pārveidošanas defektus raksturo kustība, kas būtībā ir horizontāla.

Izpildot 10.4. Uzdevumu, jūs varēsit labāk izprast transformācijas robežas.

10.4. Iedaļas atlikušajā daļā ir apkopots dažas salīdzinoši nesenas un tuvākajā nākotnē paredzamās izmaiņas Zemes tektonisko plākšņu konfigurācijā. Tas ietver arī diskusiju par Vilsona ciklu un pilnīgāku aprakstu par to, kā pasīvā okeāna un kontinenta robeža var pārvērsties par subdukcijas robežu (10.26. Attēls).

Pārbaudiet savu atmiņu par plākšņu nosaukumiem un savu izpratni par plākšņu robežām, izpildot 10.5.

Sadaļā 10.5 ir iekļauta īsa diskusija par plākšņu kustības mehānismiem. Lai gan mēs visu laiku esam teikuši, ka apvalka konvekcija ir plākšņu tektonikas kritiskais virzītājspēks, pastāv dažas saistītas parādības, tostarp gravitācijas virzība prom no paaugstinātajām kores zonām (kores grūdiens) un okeāna garozas pakļaušanas gravitācijas spēkam (plākšņu vilkšana) - kas veicina plākšņu kustību. Trīs plākšņu kustībai būtiskie procesi ir apkopoti 10.29. Attēlā.

Pirms pāriet uz 3-3 sadaļu par zemestrīcēm, atbildiet uz pārskatīšanas jautājumiem 10. nodaļas beigās.

5. laboratorija ir par postošo zemestrīci Haiti. Ja esat reģistrēts students, iespējams, vēlēsities sākt strādāt pie tā, strādājot, izmantojot sadaļu 3-3.


3.3. Diskusija - 2 plākšņu tektonika - ģeozinātnes

3.3.3. Lielas provinces

Millard F. Coffin, Ģeofizikas institūts. Teksasas Universitāte Ostinā, 4412 Spicewood Springs Rd., Suite 600, Ostina, Teksasa 78759-8500

Plākšņu tektoniskā teorija ir sniegusi izrāvienu, lai saprastu, kā nepārtraukta okeāna baseinu atvēršana un aizvēršana atspoguļo konvekciju Zemes un iacutes augšējā apvalkā. Tomēr starp mūsu Saules sistēmas sauszemes planētām un pavadoņiem globālā plākšņu tektonika var būt unikāla Zemei. Pat uz Zemes pašreizējā plākšņu tektoniskā teorija neparedz lielākus garozas pieauguma notikumus, ko sauc par lielām magmatiskām provincēm, LIP (3.3.3.1. Attēls). LIP ir apjomīgu burvju konstrukciju turpinājums, kas ietver kontinentālos plūdu bazālus un ar tiem saistītos uzmācīgos iežus, vulkāniskās pasīvās robežas, okeāna plato, zemūdens grēdas, jūras piekrastes grupas un okeāna baseinu plūdu bazālus. Tie veidojas milzīgos vulkāniskos notikumos, kas rodas no mantijas konvekcijas veida, kas atšķiras no tā, kas virza plākšņu tektoniku uz Zemes.Turklāt, atšķirībā no magmatisma, kas saistīts ar plākšņu tektoniku, kas rada jaunu garozu tikai okeāna baseinos vai okeāna malās, LIP veidojas neatkarīgi no plākšņu iestatījuma, kas veidojas kontinentos, okeānos un gar robežām starp abiem, vai nu pilnībā plāksnēm vai pie plākšņu robežām. Alternatīvais konvekcijas veids, ko izpaužas LIP, iespējams, ir tas, kā citas sauszemes planētas un pavadoņi zaudē lielāko daļu, ja ne visu, savu iekšējo siltumu.

3.3.3.1. Attēls: Globālie LIP, ieskaitot okeāna plato, vulkāniskās pasīvās robežas, kontinentālos plūdu bazālus, zemūdens grēdas, jūras piekrastes grupas un okeāna baseinu plūdu bazālus. CAMP ir parādīts sarkanā krāsā. (Modificēts pēc Coffin un Eldholm, 1994).

LIP ir milzīgs pārsvarā bazalta magnijas izplūdums, kas parasti aptver 10 5 km 2 vai lielākas teritorijas. Lielākie, šķiet, ir okeāna baseinos, kur ir izveidojušies milzu plato, piemēram, Ontong Java plato Klusā okeāna rietumos un Kerguelen plato Indijas okeānā. Līdzīgi plūdu bazalti izcēlās gar daudzām "vulkāniskajām pasīvajām malām" (piemēram, Ziemeļamerikas austrumu daļa, Grenlande, Norvēģija, Brazīlija, Namībija, ZR Austrālija) kontinentālās sabrukuma laikā, kā arī kontinentālajā vidē (piemēram, Kolumbijas plato Klusā okeāna ziemeļrietumos) , Dekāns Indijā, Karoo/Ferrar Dienvidāfrikā/Antarktīda, Parana Brazīlijā, Sibīrija Āzijā). Galvenokārt ērtas piekļuves dēļ kontinentālie plūdu bazalti ir labākais paraugu ņemšanas un dokumentētais LIP veids. Pētījumi par kontinentālajiem plūdu bazaltiem ilustrē domāšanas attīstību par šādu notikumu nozīmi Zemes evolūcijā. Pirms divdesmit gadiem, kad sākās sistemātiski pētījumi par kontinentālajiem plūdu bazaltiem, plūdu vulkānisms lielākoties tika uzskatīts par kontinentālās plaisas radītu - "standarta" plākšņu tektonisko interpretāciju. Tomēr ģeohronoloģijas uzlabojumi ir parādījuši, ka visas labi datētās kontinentālās plūdu bazalta provinces sākotnēji uzskatīja, ka tās ir izveidojušās daudzu desmitu miljonu gadu laikā, bet lielākoties izveidojušās miljona gadu laikā. Straujie kausējuma ražošanas ātrumi, ko dokumentē milzīgu magmas daudzumu izvirdums tik īsos laika intervālos, nozīmē citu ģenerēšanas mehānismu, nevis šķelšanos, jo pasīvā plaisāšana nevar radīt tik augstu kušanas ātrumu. Šī izpratne ir novedusi pie citiem modeļiem, kas ietver vai nu karsta apvalka kušanas kausēšanu, kas paceļas uz virsmas no dziļa termiskā robežas slāņa, piemēram, starp serdi un apvalku, vai dziļas augšējās apvalka augšupplūsmu apgabalos, kur plāksne biezums ir ļoti atšķirīgs. Turpmāk nav norādīts ne sākotnējais darbības posms, kas rada LIP ("spalvu galva"), ne turpmākā vulkāniskā darbība, kas okeāna baseinos (3.3.3.2. Attēls, zemāk) parasti rada aizmugurējās vulkāniskās grēdas un salu ķēdes ("spalvu aste"). kas tieši saistīts ar plākšņu tektoniskās teorijas aprakstīto plākšņu veidošanās, novecošanas un iznīcināšanas standarta ciklu.

3.3.3.2. Attēls: Vilsonisko periodu modelis un MOMO (mantijas apgāšanās, liela oroģēnija) epizodes. Vilsonijas periodos (pa kreisi) dominē parastais plākšņu tektonikas režīms, atverot un aizverot okeānus un mantijas konvekciju ar izolētu augšējo un apakšējo apvalku. Plūmes galvenokārt nāk no augšējā slāņa pamatnes, un kontinentālajā izaugsmē dominē loka akrecija. MOMO epizožu laikā (labajā pusē) uzkrātais aukstais materiāls nolaižas no 660 knm robežas slāņa uz apakšējo apvalku, un vairākas galvenās spalvas paceļas no kodola un apvalka robežas, veidojot lielas necaurlaidīgas provinces (LIP) pie virsmas, tādējādi izveidojot lielu apgāzties. (Pēc Šteina un Hofmaņa, 994)

Šādu neizplatītu notikumu apjomu, iespējams, vislabāk ilustrē okeāna plato. Piemēram, Ontongas Java plato Klusā okeāna rietumos sastāv no vairāk nekā 50 miljoniem km 3 smagu vulkānisko un plutonisko iežu, kas veido

30 km biezs plato, kas aptver vienu trešdaļu Austrālijas. Šāda mēroga notikumi nav zināmi cilvēku pieredzei, bet sekas ir dramatiskas. Piemēram, 1 miljons km3 bazalta, kas ir vidējās kontinentālās plūdu bazalta provinces lielums, apraktu teritoriju uz austrumiem no Apalačiem no Menas līdz Floridai zem vairāk nekā kilometra bazalta. Gāzu izdalīšanās (CO 2 , TĀ 2 , Cl, F, H 2 O, utt.), Kas pavada šādus lielus izvirdumus, noteikti bija milzīgas sekas okeāna un atmosfēras sastāvam, dramatiski ietekmējot klimatu un vidi. Patiešām, LIP veidošanās īslaicīgi korelē ar ekoloģiskajām izmaiņām un dzīvības formu izzušanu. Piemēram, Sibīrijas kontinentālās plūdu bazalta provinces izvirdums pirms 250 miljoniem gadu pie Permas-Triasa robežas sakrita ar lielāko augu un dzīvnieku izmiršanu ģeoloģiskajā ierakstā. Deviņdesmit procenti no visām sugām izzuda pie robežas. Līdzīgi Centrālās Atlantijas magnētiskās provinces (CAMP) izvirdums īslaicīgi korelē ar triasa-juras perioda robežu masu izmiršanu. Islandē Laki izvirdums no 1783. līdz 84. gadam nodrošina vienīgo cilvēku pieredzi par vulkānisma veidu, kas veido beztaras provinces. Lai gan Laki radīja bazalta lavas plūsmu, kas veido tikai 1% no tipiskas LIP plūsmas tilpuma, izvirdums un akūtā ietekme uz vidi izraisīja bada nāvi 75% Islandes un iacutes mājlopu un 25% iedzīvotāju. Ja šāds salīdzinoši neliels izvirdums notiktu šodien, visa gaisa satiksme virs Atlantijas okeāna ziemeļiem, visticamāk, tiktu apturēta uz trim līdz sešiem mēnešiem.

Novērošanas un modelēšanas centieni izprast LIP veidošanos un attīstību ir agrīnā stadijā un ir salīdzināmi ar okeāna vidus kores sistēmas pētījumiem pirms plākšņu tektonikas paradigmas izstrādes, jo neviena teorija nepietiekami izskaidro liela apjoma bazalta magmatismu uz Zemes un citas sauszemes planētas un pavadoņi. Īpaši svarīga ir izpratne par procesiem Zemes un okeāna apvalkā un garozā, kā arī LIP ietekmi uz okeāniem, atmosfēru un biosfēru (3.3.3.3. Att.). Tā kā ar LIP saistītās zinātniskās problēmas ir plašas, viņu pētījumā ir iesaistīti zinātnieki no daudzām disciplīnām. Šajās jomās ietilpst ģeohronoloģija, jūras ģeofizika, petroloģija, ģeoķīmija, minerālu fizika, iežu deformācija, okeāna un atmosfēras ķīmija, fizikālā vulkanoloģija, paleomagnētika, tektonika, seismoloģija, ģeodinamika, mikropaleontoloģija, paleoklimatoloģija, paleokeogrāfija, sedimentoloģija, tālvadība un planētu ģeoloģija.
3.3.3.3. Attēls: Laika korelācijas starp ģeomagnētiskajām
polaritāte, garozas ražošanas niknums, LIP, jūras ūdens Stroncijs
(Sr), jūras līmenis, klimats, melnie slānekļi un masveida izmiršana.
(Pēc zārka un Eldholma 1994), Noklikšķiniet uz attēla, lai redzētu
skaitlis ir vieglāk salasāms.

Coffin, M. F., un Eldholm, O., 1994. Lielas magmatiskas provinces: garozas uzbūve, izmēri un ārējās sekas, Recenzijas par ģeofiziku, 32, 1-36.

Stein, M., un Hofmann, A. W., 1994. Mantijas plūmes un epizodiska garozas augšana, Nature, 372, 63-68.


4. Paleoseismoloģija: slīdēšanas ātrumi un zemestrīču atkārtošanās intervāli

Lielām zemestrīcēm parasti seko pēcgrūdieni, daži no tiem ir pietiekami lieli, lai patstāvīgi radītu postījumus un dzīvību. Pēcgrūdieni ir daļa no zemestrīces, kas tikko skāra, piemēram, atbalsis, bet ilgst mēnešus un pat gadus. Bet, ja jūs tikko esat cietuši zemestrīcē, pēcgrūdieni var likt jums jautāt: kad notiks nākamā zemestrīce? Tagad es atkārtoju šo jautājumu: kad notiks nākamā lielā zemestrīce (pretstatā pēcgrūdienam) tā pati vainas sadaļa?

Sanfernando ielejā Kalifornijas dienvidos notika zemestrīce 1994. gadā, divdesmit trīs gadus pēc tam, kad tā pēdējo reizi piedzīvoja 1971. gadā. Taču šīs zemestrīces bija dažādu vainu dēļ: 1971. gada zemestrīcei bija plīsusi virsma, bet 1994. gadā-nebija. Tas nav jautājums, ko es šeit uzdodu. Lai atbildētu uz manu jautājumu, ģeologs mēģina noteikt slīdēšanas ātrums, ātrums, kādā viena bojājuma puse daudzu tūkstošu gadu laikā un daudzās zemestrīcēs pārvietojas gar otru pusi. Tas tiek darīts, identificējot un pēc tam nosakot tāda objekta kā upes kanāla vecumu, kas kādreiz bija nepārtraukts visā bojājuma vietā, bet tagad to kompensē, piemēram, 3-5a.

Mums ir arī jāidentificē un jānosaka zemestrīču vecums, kas skāra pirms mūsu ierakstītās vēstures, zinātne paleoseismoloģija. Piemēram, Kalifornijas centrā Valleskrīka atrodas 130 metru attālumā no San Andreas lūzuma. Nosēdumi, kas nogulsnēti Vollesas līča kanālā pirms tā nobīdes, ir 3700 gadus veci, pamatojoties uz oglekļa radioaktīvo datējumu atradnēs. Slīdēšanas ātrums ir nobīdes summa, 420 pēdas, dalīta ar nobīdītā kanāla vecumu, 3700 gadi, nedaudz mazāk par 1,4 collām (35 milimetriem) gadā.

Wallace Creek šķērso to San Andreas lūzuma daļu, kur trieciena slīdēšanas kompensācija 1857. gada lielās Fortjonas zemestrīces laikā bija 30-40 pēdas. Cik ilgs laiks būtu vajadzīgs, lai vaina radītu tik lielu slodzi, kāda tā tika izlaista 1857. gadā? Lai uzzinātu, sadaliet 1857. gada slīdēšanu, 30-40 pēdas, ar slīdēšanas ātrumu, 1,4 collas gadā, lai iegūtu 260 līdz 340 gadus, kas ir aplēses vidējais zemestrīces atkārtošanās intervāls par šo vainas daļu. (Es noapaļo skaitļus, jo nav precīzi zināms nobīdes Vollesa līča vecums, kas balstīts uz radioaktīvā oglekļa datēšanu, un tā nobīdes apjoms.) Ekskavatoru tranšeju izrakumu paleoseismoloģiskā izmeklēšana liecina, ka pēdējā zemestrīce, kas skāra šo vainas daļu pirms 1857. gada bija ap 1480. gadu, intervāls no 370 līdz 380 gadiem, kas atbilst mūsu aprēķiniem mūsu mērījumu nenoteiktības ietvaros. Tas ir mierinoši, jo zemākais atkārtošanās intervāla aprēķins - 260 gadi - beigsies tikai pēc 2100. gada.

Garozas bojājumiem Klusā okeāna ziemeļrietumos ir daudz lēnāks slīdēšanas ātrums, un tāpēc zemestrīces atkārtošanās laiks ir daudz ilgāks. Pieņemsim, ka mēs uzzinājām, ka reversās kļūdas slīdēšanas ātrums ir 1/25 collas (1 milimetrs) gadā, un no ekskavatora tranšejas izrakumiem mēs varam secināt, ka zemestrīce bojājuma dēļ novirzīs to 10 pēdas (120 pēdas). collas). Atgriešanās laiks būtu trīs tūkstoši gadu. Vai mēs varētu izmantot šo informāciju, lai prognozētu, kad šīs vainas dēļ notiks nākamā zemestrīce?

Diemžēl uz šo jautājumu nav viegli atbildēt, jo vainas un to radītās zemestrīces nav ļoti sakārtotas. Piemēram, 1812. un 1857. gadā notikušās zemestrīces vienā un tajā pašā San Andreasas lūzuma posmā pārtrauca dažādus bojājuma garumus, un to kompensācijas bija atšķirīgas. Vienas un tās pašas vainas pārvietojumi vienas un tās pašas zemestrīces laikā atšķiras no viena pārrāvuma gala uz otru. Atkārtošanās intervāli arī atšķiras. Mūs pārliecināja 370 līdz 380 gadu atkārtošanās intervāls starp 1857. gada zemestrīci un aizvēsturisko notikumu ap 1480. gadu, bet zemestrīce pirms 1480. gada notika ap 1350. gadu, atkārtošanās intervāls bija tikai 130 gadi. Kļūdas gadījumā, kuras vidējais atkārtošanās intervāls ir trīs tūkstoši gadu, atgriešanās laika pārkāpums varētu būt vairāk nekā tūkstotis gadu, tāpēc vidējam atkārtošanās intervālam nebūtu lielas nozīmes, prognozējot nākamās zemestrīces laiku šajā vainas daļā.

Mēs varam noteikt statistisku varbūtību, ka zemestrīce noteiktā laika posmā pēc pēdējās zemestrīces piemeklēs kādu San Andreas defekta daļu (sk. 7. nodaļu), taču mēs to nevaram tuvāk noteikt, jo ir slikti saprotama mainība. bojājumu zonu stiprums, mainīgums laikā, kā arī atrašanās vieta vainas dēļ. Vēl viena grūtība ir radioaktīvā oglekļa datēšanas izmantošana, lai noteiktu agrāko zemestrīču laiku. Ogles, kuras mēs pētām, var būt reti sastopami bojātajos nogulumos. Un radiokarbonāts faktiski nav datēts ar zemestrīci. Tas datē jaunākos nogulumus, kas nogriezti vainas dēļ, un vecākos nesaglabātos nogulumus, kas atrodas virs vainas, pieņemot, ka šajos nogulumos ir datēšanai piemērotas kokogles.


Knott, T.R., Branney, M.J., Reichow, M.K., Finn, D.R., Tapster, S., and Coe, R.S., 2020, Divu jaunu superizvirdumu atklāšana no Jeloustonas karstvietas trases (ASV). Ģeoloģija, 48. lpp., 1. lpp. 934-938. doi.org/10.1130/G47384.1

Martinod, J., Husson, L., Roperch, P., Guillaume, B., un Espurt, N., 2010, Horizontālās subdukcijas zonas, konverģences ātrums un Andu apbūve. Zemes un planētu zinātnes vēstules, 299. v., 299.-309. DOI: 10.1016/j.epsl.2010.09.010.


5 Diskusija

5.1 Mantle Drag kā trūkstošais dzinējspēks

Plākšņu tektonikas dzinējspēks ir apspriests kopš teorijas dzimšanas vairāk nekā pirms 50 gadiem. Iepriekš tika uzskatīts, ka kontinentālo dreifu veicina bazālā pretestība no mantijas konvekcijas (Holmss, 1931 Hales, 1936). Tomēr kopš plākšņu tektonikas parādīšanās attiecības ir mainījušās, ir kļuvis plaši atzīts, ka tektoniskās plāksnes veicina mantijas konvekciju (Forsyth and Uyeda, 1975 Chapple and Tullis, 1977 Hager and O'Connell, 1981 Anderson, 2002 Stern, 2004 Billen , 2008 van Hunens un Mojens, 2012 Turkota un Šūberts, 2014 Sterns un Gerija, 2018). Apakšējo plākšņu negatīvā peldspēja izraisa gravitācijas vilkšanas spēku, ko var pārnest uz virsmas plāksni. Šis spēks, kas pazīstams kā “plākšņu vilkšana” vai “tranšejas vilkšana”, tagad tiek plaši atzīts mācību grāmatās un pētniecības publikācijās kā dominējošais dzinējspēks (Billen, 2008 van Hunen and Moyen, 2012 Turcotte and Schubert, 2014 Niu, 2020). Turpretī konvekcijas apvalka bazālais pretestības spēks parasti tiek uzskatīts par nenozīmīgu vai pretestīgu (Stern, 2007 Billen, 2008 van Hunen un Moyen, 2012 Niu, 2020). Zema viskozitātes astenosfēras slāņa klātbūtne tiek uzskatīta par pierādījumu tam, ka bīdes saķere no apakšējās apvalka, visticamāk, ir vāja.

Tomēr mūsdienu plākšņu kustības novērojumus un vairāku galveno kontinentālo bloku deformācijas modeļus ir grūti izskaidrot tikai ar plākšņu vilkšanu. Viens no labākajiem piemēriem, iespējams, ir kontrastējošā deformācija starp Indo -Austrālijas plāksnes austrumu un rietumu daļu (7. attēls). Indijas okeāna centrālais baseins rietumu daļā ir pazīstams ar savu iekšējo seismiskumu un jūras viļņu garuma izliekumu (Molnar et al., 1993 Gerbault, 2000). Turpretī austrumu daļa, kas ir savienota ar pakļautām plātnēm zem Java - Sumatras tranšejas, nav izliekta (Gerbault, 2000). Lai gan plātnes vilkšanas spēks radītu tikai stiepes spriegumu plāksnē, litosfēras izliekums norāda, ka ir jābūt saspiešanas spēkiem gan no plāksnes priekšpuses, gan no gala (7.b attēls). Indijas un Āzijas sadursmes zona ir vieta, kas var nodrošināt šādu papildu spēku priekšpusē, kas ne tikai atceļ plātnes vilkšanas spēku no tranšejas dziļākās daļas, bet arī rada papildu saspiešanu pakļautās plāksnes horizontālajam laukumam (7.b attēls). Tiek lēsts, ka saspiešanas spēks, lai aktivizētu Indijas baseina izliekšanos, ir F = 2,56 × 10 13 N/m (Gerbault, 2000), saskaņā ar spēku, kas vajadzīgs, lai novērstu augstu plato, piemēram, Tibetas plato, sabrukumu. Tomēr papildu spēka avots aizmugurē ir problemātiskāks. Grēdu grūdiens, visticamāk, nebūs trūkstošais spēks, jo tas ir par vienu kārtu mazāks nekā plākšņu vilkšana (Conrad and Lithgow-Bertelloni, 2004 van Hunen and Moyen, 2012 Turcotte and Schubert, 2014). Turklāt, ja dominētu grēdas grūdiens, okeāna litosfēras izliekumam vajadzēja būt kopīgam novērojumam Atlantijas tipa pasīvajās malās, jo īpaši tajās, kas ieskauj Āfrikas plāksni.

Brīvās un bloķētās subdukcijas salīdzinājums. a) shematisks grafiks, kas parāda, ka okeāna litosfēras izliekšanās notiek saspiešanas sprieguma laikā, kad subdukcija ir bloķēta un saglabājas tālo lauku spriegums. b) Sprieguma komponentu salīdzinājums gadījumos, kad ir brīva subdukcijas plāksne (augšpusē) un bloķēta subdukcija (apakšā). F tālu, tāla lauka spēks F sp, plātnes vilkšanas spēks F res, pretestības spēks F n, tīrais spēks, kas iedarbojas uz plāksni tranšejā vai sadursmes zonā. Lai aktivizētu izliekšanos, ir nepieciešams sasprindzināt virsmas plāksni gan no priekšpuses, gan no aizmugures, lai iegūtu tālu lauka slodzi. Modificēts no (Agard et al., 2007).

Izrāviens virzošo spēku izpratnē ir “plākšņu sūkšanas” atzīšana (Conrad and Lithgow-Bertelloni, 2002, 2004). “Plākšņu iesūkšana” atšķiras no “plākšņu vilkšanas” ar to, ka to izraisa atdalītas plātnes bez tiešas stiepes spriedzes pārnešanas uz virsmas plāksnēm (2.b attēls). Kad atdalīta plāksne grimst, tā izraisa apvalka plūsmu, kas rada bīdes vilkmi uz virsmas plākšņu pamatnes (Conrad un Lithgow-Bertelloni, 2004). Mēs uzsveram, ka tieši apvalka plūsma un no tā izrietošā bazālā pretestība savieno atdalītās plāksnes gravitācijas enerģiju uz virsmas plāksnēm. Citiem vārdiem sakot, bazālā pretestība, ja to darbina atdalītas plātnes, ir vienkārši plākšņu sūkšanas izpausme. Šajā ziņā mantijas konvekcija varētu nodrošināt “izraisītu” virzošo spēku virsmas plāksnei, kas var izskaidrot trūkstošo stumšanas spēku, kas veido okeāna litosfēras izliekumu. Ir ierosināts, ka mūsdienu Tibetas plato ir “plākšņu sūkšanas” kalnu jostas veids (Faccenna et al., 2013), kas uzsver, ka spēks, kas nepieciešams, lai novērstu augstās plato sabrukšanu, rodas no plākšņu atsūkšanas no zemākas mantija.

Mantijas plūsmas spēja vadīt virsmas litosfēru ir pierādīta jaunākajos skaitliskajos modeļos (Lu G et al., 2015). Viņi ir aprēķinājuši, ka kopējais pretestības spēks var pārsniegt 10 13 N/m, kas ir tādā pašā secībā kā plātnes vilkšanas spēks un tādējādi apstiprina tā spēju plīst plāksni. Turpmākie pētījumi vēl vairāk parādīja, ka mantijas vilkšanas spēks galu galā var izraisīt superkontinenta sabrukumu vai oro sadursmi pēc sadursmes (Dal Zilio et al., 2018, 2020 Zhang N et al., 2018 Chen L et al., 2020). Viens arguments pret šādu virzošo mehānismu ir tāds, ka bazālā pretestība ir proporcionāla apvalka viskozitātei un līdz ar to maz ticams, ka tā būs ļoti liela, pateicoties zemas viskozitātes astenosfēras slānim (Mueller un Phillips, 1991). Tomēr Lu G et al. (2015) ilustrē, ka bazālās pretestības spēks patiesībā ir nejutīgs pret viskozitāti astenosfērā spalvu spiediena laikā (8. attēls). Savos modeļos tie parāda, ka kopējais mantijas vilkšanas spēks paliek nemainīgs, kad astenosfēras viskozitāte samazinās no 10 20 Pa s līdz 10 19 Pa s, kā rezultātā tiek iegūts 10 reizes lielāks ātrums (8. attēls) (Lu G et al., 2015).Pavisam nesen globālie mantijas konvekcijas modeļi (Coltice et al., 2019) ir kvantitatīvi un konsekventi ilustrējuši, ka, lai gan plākšņu vilkšana var būt dominējošais pirmās kārtas spēks, 20–50% virsmas tā vietā velk interjeru.

Bāzes pretestības spēka salīdzinājums ar dažādām astenosfēras viskozitātēm. (a, b) Kompozīcijas lauku diagrammas modeļiem ar zemāku astenosfēras viskozitātes robežu: attiecīgi 10 20 Pa s un 10 19 Pa s. Bultiņas norāda plūsmas lauku. Ņemiet vērā, ka plūsmas modeļi ir gandrīz identiski, bet laiki ir atšķirīgi. c) bīdes spriegums (bazālā pretestība) 50 km dziļumā šiem diviem modeļiem. Bīdes spriegumi lielā mērā ir identiski, lai gan astenosfēras viskozitāte (b) ir par vienu pakāpi zemāka nekā a). (d, e) Virsmas ātruma attīstība modeļiem ar astenosfēras viskozitāti attiecīgi 10 20 Pa s un 10 19 Pa s. Ņemiet vērā, ka modelī ar zemāku viskozitāti ātrums ir par vienu kārtu lielāks. Modificēts no Lu G et al. (2015).

5.2 Braukšanas mehānisma slēdzis Zemes vēsturē

Iepriekšējā diskusijā mēs esam uzsvēruši, ka mantijas vilkšana ir atzītais tilts starp pakļautām plātnēm un virsmas plāksnēm. Šeit mēs tālāk nošķiram mantijas vilkšanu no plākšņu iesūkšanas mehānisma un apsveram mantijas vilkšanu kā gala elementa dzinējspēku. Šim skaidrojumam ir vairākas priekšrocības, aprakstot plākšņu tektonikas piedziņas mehānismus. Pirmkārt, mantijas vilkšana ir spēks, kas tiek tieši pielietots litosfērai, tāpat kā citi spēki, piemēram, plākšņu vilkšana un grēdas stumšana, turpretī plākšņu iesūkšanai ir nepieciešams konvektīvs apvalks. Skaidri sadalot mantijas pretestību no plākšņu iesūkšanas mehānismiem, var tikt uzlabota tektonikas izpratne, izvairoties no iespējamā tiešo un netiešo plākšņu virzošo spēku sajaukšanās. Otrkārt, mantijas vilkšana var labāk aprakstīt braukšanas mehānismu plašākās situācijās, ieskaitot vilci uz kontinentu (Dal Zilio et al., 2018), kurā apvalks plūst prom no tranšejas. Izmantojot plākšņu sūkšanu, šajā gadījumā būtu mulsinoši, jo “iesūkšana” nozīmē kustību uz tranšeju. “Mantijas vilkšanas” jēdzienu nodalīšana no “plākšņu sūkšanas” ļauj mums tālāk vispārināt apvalka vilkšanas lomu. Mēs ierosinām, ka tas var rasties no jebkura blīvuma anomālija visā sistēmā. Piemēram, plākšņu sūkšanas mehānismā mantijas vilkšanu izraisa augsta blīvuma anomālija (atdalītas plātnes). Līdzīgi tas var rasties arī no pozitīvas peldspējas (piemēram, strauji augoša plūme), ko pēc tam interpretē kā “spalvu grūdienu”. Jāatzīmē, ka mantijas vilkšana neaprobežojas tikai ar plākšņu iesūkšanu vai plūmju spiedienu. Jebkādas aukstās vai karstās mantijas termiskās anomālijas var nodrošināt līdzīgus mantijas vilkšanas spēkus. Globālo tomogrāfisko modeļu prognozes par mantijas plūsmu parasti liecina, ka liela mēroga mantijas konvekcija ir dažu plākšņu virzītājspēks mūsdienās (Becker and Faccenna, 2011 Ghosh and Holt, 2012). Īpaši tika ierosināts, ka mantijas vilkšana, kas saistīta ar liela mēroga konvekcijas apvalku, ir galvenais iemesls Indijas un Arābijas plākšņu ievilkšanai Eirāzijā (Becker un Faccenna, 2011 Faccenna et al., 2013).

Iepriekš minētais vispārinājums liek mums piedāvāt saliktu piedziņas mehānismu, kas varētu darboties dažādos Zemes vēstures posmos (9. attēls). Kā atsauce ir parādīti arī konvekcijas piedziņas (9.a attēls) un plātņu piedziņas (9.b attēls) mehānismi. Konvekcijas vadītajā mehānismā (9.a attēls), kas pirmo reizi tika ierosināts gandrīz pirms gadsimta (Holmss, 1931), plāksnes pasīvi pārvietojas apakšplāksnes apvalka plūsmas dēļ. Turpretī plākšņu vadītajā mehānismā (9.b attēls) mantijas plūsma ir pakļauta plātnēm (plākšņu vilkšana + plākšņu sūkšana). Šterns (2007) apgalvo, ka konvekcijas vadītais mehānisms ir novecojis jēdziens un ka plākšņu vadītais mehānisms vislabāk izskaidro mūsdienu plākšņu kustības, vienlaikus atzīstot, ka relatīvā nozīme starp plākšņu vilkšanu un plākšņu sūkšanu joprojām ir diskusiju objekts (Conrad un Lithgow-Bertelloni, 2002, 2004 Stadler et al., 2010 Becker and Faccenna, 2011 Faccenna et al., 2012 Ghosh and Holt, 2012). Šeit ierosinātais saliktais braukšanas mehānisms (9.c attēls) liek domāt, ka ir svarīgi gan konvekcijas, gan plātņu vadīti, lai gan to relatīvais ieguldījums dažādās vietās un laiku pa laikam var atšķirties. A režīmā (plātņu vilkšana) subdukcijas plāksne velk virsmas plāksni un izraisa apvalka plūsmu. B režīmā (augsta blīvuma anomālija, plākšņu iesūkšana) pastāvīga okeāna subdukcija nepastāv, taču var būt iepriekš atdalītas plātnes, kas virza plākšņu kustības tranšejas virzienā. Režīmi A un B kopā būtībā ir identiski mūsdienu skatījumam par plātņu vadītu mehānismu (9.b attēls), kas ietver mūsdienu Zemes virzošos spēkus. C režīms (zema blīvuma anomālija, plūmju spiediens) ir identisks B režīmam, izņemot to, ka augsta blīvuma anomāliju aizstāj ar zema blīvuma anomāliju tā, ka visi plūsmas virzieni ir pretēji B režīmam. ārkārtējs C režīma gadījums, kad stāvošā vākā nav sākotnējā vājuma. Ja pacēlums ir pietiekami liels, tas var nodrošināt pietiekamu dzinējspēku, lai izraisītu jaunu subdukciju. Pēc subdukcijas uzsākšanas piedziņas mehānisms pārslēdzas uz A un B režīmu, ko atkal galvenokārt darbina plātnes. Dažādos Zemes vēstures posmos viens vai vairāki no iepriekš minētajiem četriem režīmiem, iespējams, darbojās kopā. Tomēr ne visi mehānismi laika gaitā ir vienlīdz svarīgi. Iespējams, ka režīmi A un B kopā ir dominējuši vienmēr, kad ir bijušas pakļautas plātnes. Plūmju vadītie mehānismi (C režīms) var kļūt svarīgi tikai tad, ja nav subdukcijas plākšņu, piemēram, pirms plākšņu tektonikas sākuma. B un C režīmu, kas abi ietver apvalka vilkšanas spēku, var saprast kā konvekcijas vadītus mehānismus. Lai gan mēs šeit ilustrējam tikai B un C gala elementu režīmus, konvekcijas vadīšana neaprobežojas tikai ar plākšņu iesūkšanu un plūmju spiedienu, bet ietver arī liela mēroga apvalka konvekciju, par ko liecina liela mēroga dinamiskas topogrāfijas kritumi un kāpumi (Yang un Gurnis , 2016). Ņemot vērā, ka mantijas vilkšanas spēks nav mazsvarīgs-dažos gadījumos tas var būt tikpat liels kā plākšņu vilkšana (Conrad and Lithgow-Bertelloni, 2002, 2004), mēs apgalvojam, ka mantijas vilkšana ir pirmās kārtas dzinējspēks un ka konvekcijas virzītājspēks var būt ir tikpat svarīga kā plākšņu vilkšana. Mēs iesakām, ka iekšējās mantijas konvekcijas traucējumi var būt izraisījuši īslaicīgu apvalka vilkšanas spēka impulsu, kas varētu būt iedarbinājis pirmo subdukciju (D režīms), tādējādi atrisinot pirmā SI paradoksu.

Dažādi plākšņu tektonikas piedziņas mehānismi. a) Agrīns skats: apakšplāksnes apvalka konvekcija veicina plākšņu kustības. b) Mūsdienu skats: tektoniskās plāksnes (plākšņu vilkšana un plākšņu iesūkšana) virza apvalka konvekciju. Ievērojiet augšējās plāksnes kustību uz tranšeju, ko virza plātņu iesūkšana. c) kombinēta braukšana (šis pētījums) ar dažādiem dominējošiem dzinējspēkiem dažādos posmos. A režīms: plākšņu vilkšana virza virsmas plāksnes un izraisa apvalka konvekciju. B režīms: augsta blīvuma anomālija izraisa apvalka plūsmu, kas vēl vairāk virza virsmas plāksnes (piemēram, plākšņu sūkšana). C režīms: zema blīvuma anomālija izraisa apvalka plūsmu, kas vēl vairāk virza virsmas plāksnes (piemēram, plūmju spiedienu). Ņemiet vērā, ka C režīms ir identisks B režīmam, izņemot to, ka virzošo spēku virzieni un atbilstošā apvalka plūsma ir pretēji. Režīms D, ārkārtējs C režīma gadījums, kad no stāvoša vāka tiek uzsākta jauna subdukcija tā, ka dominējošais braukšanas mehānisms pārslēdzas uz režīmu A. Skatiet diskusiju tekstus. Cietās bultiņas norāda virzošos spēkus, bet punktētās līnijas norāda uz izraisītām kustībām. Tomēr biezākas mantijas plūsmas punktētās līnijas parāda sekundāro virzošo spēku virsmas plāksnēm.

Ir vērts atzīmēt, ka gan plūmju spiedienu, gan plākšņu sūkšanu kā dzinējspēkus izraisa ātrākas apvalka plūsmas, ko var saprast kā konvekcijas vadītu mehānismu. Tomēr konvekcijas virzītu mehānismu nedrīkst jaukt ar “lejupejošu” tektoniku (Chen L et al., 2020), kurā tiek pieņemts, ka mantijas konvekcija, kurā dominē augšstilbs, ir sistēma, kas neietver plākšņu sūkšanu. Galvenais ir tas, ka plākšņu sūkšanu var saprast vai nu ar “plātņu vadītu” mehānismu, vai “konvekcijas vadītu” mehānismu. Tāpēc ir skaidrs, ka plākšņu un konvekcijas vadīti mehānismi pārklājas. Lai gan mūsdienu Zeme ir uz plātnēm balstīta sistēma, konvekcijas vadīts mehānisms ne vienmēr ir niecīgs. Tā vietā fakts, ka plākšņu sūkšanas spēks dažās situācijās varētu būt tikpat svarīgs kā plākšņu vilkšana (Conrad un Lithgow-Bertelloni, 2004), nozīmē, ka mantijas pretestība var būt pietiekami liela. Plākšņu iesūkšanas iekļaušana vispārinātā konvekcijas vadītajā mehānismā ļauj dabiski un konsekventi ņemt vērā subdukcijas atsākšanu, kad plāksne pārtrūkst (Crameri un Tackley, 2015), kā arī plākšņu pašorganizāciju globālajos mantijas konvekcijas modeļos ( Mallard et al., 2016 Coltice et al., 2017). No otras puses, konvekcijas vadīta mehānisma nozīmes uzsvēršana ne vienmēr ir pretrunā ar plātņu virzīto spēku dominējošo stāvokli uz Zemes. Konvekcijas vadīti mehānismi dažām plāksnēm var būt svarīgi tikai lokāli. Tas, vai konvekcijas apvalka galvenā loma ir braukšana vai pretestība, ir visbūtiskākais konkrētām plāksnēm, t.i., vai zem tā esošais apvalks plūst ātrāk vai lēnāk (piemēram, Coltice et al., 2019). Vispārējai mūsdienu litosfēras-apvalka sistēmai viedoklis, kas visvairāk atbilst mūsdienu novērojumiem, ir tāds, ka mantijas konvekciju, visticamāk, pārsvarā nodrošina paviršas plātnes.

5.3 Kāpēc plākšņu tektonika uz zemes planētām ir reta parādība

Iepriekšējā sadaļā mēs esam ierosinājuši, ka mantijas vilkšana varētu būt nodrošinājusi pietiekamu dzinējspēku, lai uzsāktu subdukciju uz Zemes. Tomēr, tā kā mantijas vilkšana pastāv uz visām planētām, mūsu priekšlikums rada jaunu jautājumu: kāpēc citām planētām nav plākšņu tektonikas? Atbilde uz šo jautājumu joprojām ir ļoti atklāta. Viena no galvenajām atšķirībām starp Zemi un citām sauszemes planētām ir ūdens klātbūtne uz Zemes.

Pirmkārt, poru telpas ūdens klātbūtne Zemes iežos var ievērojami samazināt mūsu litosfēras bīdes izturību. Attiecībā uz noteiktu bazālo pretestības spēku litosfērā ar salīdzinoši zemu stiprību, visticamāk, rodas plākšņu plīsumi un turpmāka subdukcijas sākšanās. Skaitliskie modeļi liecina, ka hidrodētā litosfērā priekšroka tiek dota subdukcijas ierosināšanai, salīdzinot ar sausu (Cloetingh et al., 1989 Regenauer-Lieb et al., 2001). Tomēr, tā kā dehidratācija notiek daļējas kušanas laikā, tiek pieņemts, ka sākotnējā stagnējošā litosfēra kā daļējas kušanas atlikums pirms plākšņu tektonikas sākuma ir bijusi sausa. Lai kopējais litosfēras stiprums būtu samazinājies, ir jābūt procesam, lai rehidrētu litosfēras dziļo daļu līdz 50 km. Mehānismi, lai izskaidrotu, kā ūdens nonāk iekšā, ietver atdalīšanas defektus izkliedēšanas sistēmās (Guillot et al., 2015), plākšņu liekšanu subdukcijas zonās (Ranero et al., 2003) un termisko plaisāšanu (Korenaga, 2007). Tomēr jāuzmanās, lai jebkurš rehidratācijas process, kas prasa plākšņu tektonikas darbību, nevarētu tikt izmantots kā skaidrojums plākšņu tektonikas sākumam. Šajā sakarā termiskā krekinga ir daudzsološākais kandidāts, kas palīdz izskaidrot plākšņu izturības samazināšanos pirms plākšņu tektonikas sākuma (Korenaga, 2007). Pavisam nesen Tang CA et al. (2020) ierosināja jaunu uz termiskās izplešanās balstītu plaisāšanas modeli, kurā dziļas plaisas ir pašorganizētas, kas var nodrošināt litosfēras rehidratācijas ceļus.

Otrkārt, un, iespējams, vēl svarīgāk, ūdens klātbūtne var palīdzēt uzturēt plākšņu tektonikas darbību. Tiek uzskatīts, ka Venēras dinamisko evolūciju raksturo plākšņu tektonikas epizodiskais stils, kurā ilgstošus stāvoša vāka periodus pārtrauc īsie globālās apgāšanās periodi (Moresi un Solomatov, 1998 Reese et al., 1999 Armann and Tackley, 2012). Apgāšanās nozīmē, ka iekšējā konvekcija ļauj sabojāt vāka litosfēru. Nesenie pētījumi arī liecina, ka uz Venēras varēja notikt subdukcija (Davaille et al., 2017). Tomēr šāda apgāšanās/pakļaušana, ja tā pastāvēja, varēja būt lokāla un īslaicīga (Fowler and O'Brien, 1996 Davaille et al., 2017 Uppalapati et al., 2020). Uz Zemes ūdens izdalīšanās subdukcijas laikā var ieeļļot saskarni starp plāksnēm (Gerya et al., 2008 Zheng and Chen, 2016 Sobolev and Brown, 2019), kas varētu atvienot subdukcijas plāksni un virsējo plāksni un stabilizēt subdukcijas sistēmu. Ja uz Venēras būtu subdukcijas gadījumi, ūdens eļļošanas trūkums varētu būt novedis pie “tranšejas bloķēšanas”, kas aizliedz ilgtermiņa globālu apgāšanos. Turklāt šķidra ūdens klātbūtne nozīmē, ka planētas virsmas temperatūra nav pārāk augsta, un tas palielina termiskās lokalizācijas tendenci (Crameri un Kaus, 2010 Karato un Barbot, 2018) vai samazina bojāto zonu sadzīšanas ātrumu litosfērā ( Landuits un Bercoviči, 2009).


Mācību programmas saturs

Pārskats

ii) pierādījumi par mantijas struktūru no seismisko tomogrāfiju datiem


Iekļaut pazeminātas plātnes un augšupvērstas zonas.

  • iegūstot attālumu no epicentra, izmantojot laika un attāluma līknes, lai atrastu zemestrīces epicentru
  • seismogrammu izmantošana ēnu zonu demonstrēšanai.


Iekļaut pamatzināšanas par ģeodēziju (Zemes elipsoīda modelis, ģeoīda un sauszemes atskaites rāmji).

Izglītojamajiem nav jābūt izpratnei par globālo pozīciju sistēmu darbību.


subdukcijas zonas, litosfēras plāksnes (aukstā termiskā robeža) un apvalka spalvas, kas darbojas kā konvekcijas šūnu aktīvās ekstremitātes, kas pārnes enerģiju no Zemes

  • pierādījumi par un pret kontrakcijas teoriju
  • pierādījumi no okeāna baseina pētījumiem
  • kontinentālie bloki, izostāze, radioaktivitāte un tektoniskās plāksnes
  • Nav sagaidāms, ka skolēni atcerēsies nosauktos zinātniekus un konkrētus datumus.

Plākšņu tektonikas pārskats

Kopīgojiet darbību

Resursi

Plākšņu tektonikas pārskats

Ģeodēzija

Kopīgojiet darbību

Resursi

Kas ir ģeodēzija?

Ģeodētika un GPS

Kopīgojiet darbību

Resursi

Ģeodētika un GPS

Plāksnes vilkšana

Kopīgojiet darbību

Resursi

Plāksnes vilkšana

Plākšņu tektonika Lielā vienojošā ģeoloģijas teorija

Plākšņu tektonika Lielā vienojošā ģeoloģijas teorija n Plāksnes tektonikas kontrole n Ģeoloģisko materiālu un resursu sadalījums (piemēram, minerāli, enerģija, ūdens ...) nn Ģeoloģiskie apdraudējumi (piemēram, zemestrīces, vulkāni, zemes nogruvumi, cunami ...) Ainavu iezīmes (piemēram, kalni grēdas, okeāna tranšejas, kontinenti, plaisas ielejas ...)

Zemes veidošanās Saules sistēmas miglāja teorijas dzimšana (24. lpp., Kjū) n n Rotējošais miglājs savelkas Sāk saplacināt un sabrukt centrā, veidojot sauli. Asteroīdu kopas saplūda, veidojot planētasimālus un pavadoņus (planētu uzkrāšanās) pirms aptuveni 4. 6 miljardiem gadu (līdz) (Meteorīti ir dzelzs bagāti vai akmeņaini fragmenti, kas palikuši no planētu uzkrāšanās) http: // www. psi. edu/projekti/planētas. html

kaufman/ppt/4. nodaļa/sld 002. htm www. "/>

Oriona miglājs www. centrālā vieta. org www. geol. umd. edu/

kaufman/ppt/4. nodaļa/sld 002. htm www. psi. edu/projekti/planētas/planētas. html

Planētu veidošanās nnn Saules sistēmas centra masa uzsāka kodolsintēzi, veidojot sauli. Iekšējās planētas bija karstākas un gāze tika padzīta, atstājot sauszemes planētas (Fe, O, Si, Mg…) Ārējās planētas bija vēsākas un masīvāki, tāpēc viņi savāca un paturēja gāzes, veidojot sauszemes planētas “Gāzes milži” Gāzes milži www. amnh. org/rose/foni. html

Planētu diferenciācija nn Salīdzinoši vienveidīgās ar dzelzi bagātās protoplanētas sāka sadalīties dažāda sastāva zonās: 4. 5 bya Siltums no triecieniem, spiediena un radioaktīvie elementi izraisa dzelzs (un citu smagāku elementu) kušanu un nogrimšanu līdz planētas centram. sauszemes planētas (Kehew 2. -4. att.) Lab. Cilvēks. , 1. att. 7 a: Zemes iekšējās zonas

Tālāka Zemes diferenciācija. Vieglāki elementi, piemēram, skābeklis, silīcijs un okeāna vidusdaļas grēdas alumīnijs, pieauga, veidojot plānu (cietu garozu) garozu, garoza, kas sākotnēji bija plāna un bazalta (ar dzelzi bagāts silikāts). kontinentālā garoza, kas ir biezāka, dzelzs nabadzīga, ar silīcija dioksīdu bagāta un vieglāka Dziļākās raktuves Dziļākās akas Kontinentālā garoza (silīcija) okeāna garoza (bazalta) Kehew 2. att. 5

Zemes un garozas elementa sastāvs (atoms #) Ķīmiskais simbols % no zemes garozas (pēc svara) Garozas izmaiņas diferenciācijas dēļ Skābeklis (8) O 30 46. 6 Palielināt silīciju (14) Si 15 27. 7 Palielināt alumīniju (13) Al & lt1 8. 1 Palieliniet dzelzi (26) Fe 35 5. 0 Samaziniet kalciju (20) Ca & lt1 3. 6 Palieliniet nātrija daudzumu (11) Na & lt1 2. 8 Palieliniet kālija (19) K & lt1 2. 6 Palieliniet magnija daudzumu (12) Mg 10 2. 1 Samazināt

Garoza un apvalks Litosfēra un Astenosfēra nn Augšējā apvalka un garoza ir cieta, cieta klints (litosfēra) Pārējā apvalka daļa ir mīksta un cieta (astenosfēra) Kontinentālā garoza “peld” uz augšējās apvalka Blīvākā, plānākā okeāna garoza sastāv no okeāna baseini

Aktīvās Zemes planētas struktūras ieži un nogulšņu produkti izraisa intensīvu ģeoloģisko aktivitāti nn Iekšējais kodols: cietais dzelzs : Stingrs, plāns n O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg… 47%, 28, 8, 5, 4, 3, 3, 2 Garoza: cieta, plāna mantija: plastmasa, konvekcijas

Pangea pirms 225 miljoniem gadu 135 mya 65 mya Today

Pierādījumi par kontinentālo dreifu n Ledus svītras sakrīt pāri okeāniem Kehew, 2. att. 27

Pierādījumi par kontinentālo dreifu n Atbilstoši klinšu tipiem un kalnu grēdām Kehew, 2. att. 27

Pierādījumi par kontinentālo dreifu n Sauszemes augu un dzīvnieku fosilijas

Pierādījumi par kontinentālo dreifu n Magnētiskie pierādījumi n Zemes magnētiskā lauka apgriezieni ir reģistrēti jaunizveidotajos iežos Kehew, 2. att. 7

Pierādījumi par kontinentālo dreifu n Zemes okeāna garozas vecums Kehew, 2. att. 32

Litosfēras plāksnes Skatīt Kēvu, 1. attēls. 19 n n n Litosfēra ir sadalīta “plāksnēs” (7 maijs, 6 vai 7 minūtes). Plāksnes, kas “brauc apkārt” pa plūstošo astenosfēru Nesot kontinentus un izraisot kontinentālu dreifu

Litosfēras plāksnes Kehew, 2. attēls. 24

Trīs plākšņu robežu veidi un atšķirīgi | n Konverģents | n Pārveidot e. g. , Klusā okeāna ziemeļrietumi Skatīt Kehew, 2. att. 38

Dažādas plākšņu robežas nnn Ja plāksnes attālinās viena no otras, dzelzs bagātā, silīcija dioksīda nabadzīgā apvalka daļēji kūst un izplūst uz okeāna dibena vai kontinentālās litosfēras garozas Vienkāršota astenosfēra Atdzesē un sacietē, veidojot bazaltu: ar dzelzi bagāts, silīcija dioksīds slikts, Blīva tumša, smalki graudaina, neauglīga iežu bloku diagramma

Atšķirīgu plākšņu robežu raksturojums n Atšķirīgās plāksnes robežas nnn Stresa zemestrīces Vulkānisma ieži Funkcijas Litosfēra Jauna okeāna garoza veidojas okeāna vidienes grēdā Seklas zemestrīces lt asa, en D, tumšs, vem Mo etal eric P hpso Lith Asthenosphere Plaisu izvirdumi Ocean ic Crust Magma D paaudze, bet mīksta) li os (kcore tl nap of hot cup in ll e W Skat. Kehew, 2. att. 29

Atšķirīgu plākšņu robežu raksturojums n Dažādas plāksnes robežas n n Stress: Spriegojuma ekstensijas celms Vulkānisms: nesprādzienbīstami, plaisu izvirdumi, bazalta plūdi Zemestrīces: Seklas, vājas ieži: Bazalta īpatnības: grēda, plaisa, plaisas Okeāna ledus Magmas paaudzes garoza

Atšķirīgo plākšņu robežu atrašanās vietas Okeāna vidienē Klusā okeāna austrumu daļas pieaugums n Atlantijas okeāna grēda n Indijas grēdas nārsts Arktikas vidusdaļa 1. att. Sk. Kehew, 2. attēls. 24

Dažādas plākšņu robežas Seklu zemestrīču plaisāšana un veidošanās (& lt33 km) 0 30 70 150 0 33 70 150 300 500 800 Dziļums (km)

Piem. , Sarkanā jūra un Austrumāfrikas rifta ielejas nn Atšķaidošā garoza, bazalta plūdi, garie ezeri 19. att. 2. attēls. 33

Konverģējošās plākšņu robežas nn Ja plāksnes virzās viena pret otru, okeāna garoza un tās pamatā esošā litosfēra ir pakļauta zem otras plāksnes (ar okeāna garozu vai kontinentālo garozu) Mitrā garoza ir daļēji izkususi, veidojot silīciju ) magma Stress: kompresijas okeāna tranšeja n zemestrīces vulkāniskā loka plākšņu kustība n vulkānisms litosfēra n ieži Magmas pazeminātās paaudzes vienkāršotā n iezīmes plāksnes sekla un dziļa bloka astenosfēras diagramma zemestrīces n

Konverģējošās plāksnes robeža e. g. , Klusā okeāna ziemeļrietumi n vulkāniskā aktivitāte nnn Spēcīgas zemestrīces nnn Sprādzienbīstami, saliktie vulkāni (piem., Sv. Helēnas kalns) Loka formas kalnu grēdas Seklas netālu no tranšejas Seklas un dziļas virs subdukcijas zonas Akmeņi Veidoti n Granīts (vai silīcijs) Dzelzs nabadzīgs, silīcija dioksīds -bagāts n Mazāk blīvs, gaišas krāsas Parasti uzbāzīgs: lēnām, dziļi atdzesēts, veidojot lielus kristālus un kursējot graudainu iezi nn

“Uguns gredzens” (piemēram, pašreizējā vulkāniskā aktivitāte) sls. nes. se I e Ris cific ne sia nd e Z ew n Arī: Himalaji līdz Alpiem N a al Moun tains n In do dre Andes n rra Ma t Pa n Sia Eas n Pinatubo llipi n Fujiyama ane nn Aleutia Arc Island Phi n New Zealand Tongas/Samoa Filipīnu Japānas salas. Aleutu salas loka un tranšeju kaskādes grēda Sierra Madre Andes Mtns. Jap n e ad e c s g Ca Ran Konverģējošu plākšņu robežu gredzens uz Klusā okeāna piekrastes saliktiem vulkāniskiem lokiem (granīts, sprādzienbīstams) bazalta vulkānisms (nesprāgstošs)

Zemestrīču dziļums pie saplūstošām plākšņu robežām Klusā okeāna piekrastes seismiskums 1975-1995 n n Seklas zemestrīces okeāna tranšejā (& lt33 km) Dziļas zemestrīces virs subdukcijas zonas (& gt70 km) 0 33 70 150 300 500 800 Dziļums (km)

Galvenās plāksnes un robežas n n Skat. Kjū, 2. attēls. Katram okeānam ir okeāna vidusdaļa, ieskaitot Ledus okeānu. n n Atšķirīgas robežas zem E. Āfrikas, Kalifornijas līcis Kluso okeānu ieskauj saplūstošas ​​robežas. n Arī Himalaji līdz Apls

Dažādas plākšņu robežas Atšķirības un jaunas bazilikas okeāna garozas veidošanās n Visuvius d Re a Se Afri can Rift Kilimandžāro Ridžjans un Atlantijas okeāna vidusdaļas grēdas Adenas līcis -Ind n Etna Plāns (& lt10 km) n Jauns (& lt200 my) n Dzelzs bagāts (& gt5%) / Silicio Poor (

3 g/cm 3) n Zemā stāvoklī (5–11 km Īslandes austrumu okeāna garoza * dziļa) Veidojas pie atšķirīgām plāksnes robežām * Izveidojiet salīdzināšanas tabulu atsevišķā lapā Saliktie vulkāniskie loki (sprādzienbīstami) Bazaltais vulkānisms (nav sprādzienbīstams)

Saplūstošās plāksnes robežas Granīta kontinentālās garozas veidošanās Okeāna garoza Kontinentālā garoza plāna (& lt10 km) n jauna (& lt200 my) n dzelzs bagāta (

3 x H 2 O) n Zemā stāvoklī (5–11 km dziļi) Biezs (10–50 km) n Vecs (& gt200 my un līdz 3, 5 x) n Dzelzs vājš (& lt1%) / silīcija dioksīds (& gt70%) n Mazāk blīvs (

2. 5 g/cm 3) n Augsti augošs n n n (galvenokārt virs redzamā līmeņa) n Veidojas pie saplūstošās plāksnes robežām Veidojas pie atšķirīgām plāksnes robežām

Izostatiskā pielāgošanās Kāpēc mēs redzam, ka uz zemes virsmas n n n n Uzmācīgi magnētiskie un metamorfie ieži, kas izveidojušies daudzu kilometru dziļumā? Biezas, vieglas kontinentālās garozas bojas augšā pat tad, kad tās grauj. Galu galā pie zemes virsmas tiek atklāti dziļi ieži

Hidroloģiskais cikls darbojas kopā ar plāksnēm -tektonika, lai n veidotu zemi n Laika apstākļi, māls, dūņas, smiltis… n n Erozijas transporta sedimentācija Ģeoloģiskie materiāli n n Nosēdumi Nogulumiežu ieži Se e K eh ew Fi g. 2. 45

n Akmeņu iecirknis n Magmatiskie ieži: Kad ieži kūst, veidojas Magma, tā paceļas, atdziest un kristalizējas. Nogulumieži: Visi ieži laika apstākļi un erozija, veidojot nogulsnes (piemēram, grants, smiltis, dūņas un māls). Kad šie nogulumi uzkrājas, tie tiek saspiesti un cementēti (litificēti) Metamorfās ieži: Kad ieži tiek saspiesti un karsēti, bet nav izkusuši, to minerāli atkārtoti līdzsvarojas (metamorfoze) līdz minerāliem, kas ir stabili augstākā temperatūrā un spiedienā Sedim ns 3 iežu veidi veidojas pie saplūstošas ​​plāksnes robežas Metam orphi Rocks c Magneto Rocks Magma Skatīt Kehew, 2. attēls. 34

Akmens cikls Skatīt Kjū, 2. att. 53

Kvēpu un nogulumiežu ieži pie atšķirīgām robežām un pasīvās robežas n n n Vagoniskie ieži (bazalta) veidojas pie atšķirīgām plākšņu robežām un Mantle Hot Spot. Pie atšķirīgām plākšņu robežām veidojas jauna bazalta okeāna garoza. Nogulumieži veidojas gar kontinentālo nogulumu aktīvajām un pasīvajām kontinentālajām malām Nogulumieži veidojas kontinentos, kur veidojas baseins un nogulumi uzkrājas lielā biezumā. Piem. , blakus kalnu grēdām un plaisu ielejās. Sk. Kehew, 2. attēls. 30

“Kontinentālā uzkrāšanās” Kā tiek būvēti kontinenti Atlantijas okeāna senči izskatījās kā mūsdienu Klusais okeāns un salu loki Okeāna ierakumi, kas robežojas ar kontinentiem

500 mya saplūstošās robežas

“Kontinentālā uzkrāšanās” Kā tiek veidoti kontinenti n Kalni tiek būvēti akrecijas laikā. Ražot nogulumiežu akmeņus

Akmeņu tipi kontinentos n Metamorfiski nn Veidojas intensīva spiediena un karstuma ietekmē Dziļi kalnu kodolos Pakļauti izostaisam un erozijai. Magnētiskā nnn Magma iekļuvusi kalnu kodolos Lava, kas izspiesta vulkānos Nogulumieni. nogulumieži

Roku veidi kontinentos B A A B Virginia / Penn. Ohaio, Mičigana, Kanāda

Atšifrēt Ohaio ģeoloģiju, izmantojot Steno principus Smilšakmens slānekļa kaļķakmens n Raksturojot Ohaio atrasto nogulumiežu secību, mēs varam atšifrēt klintīs saglabāto ģeoloģisko vēsturi, izmantojot ģeoloģijas pamatprincipus.

1650. g.) N n Uniformitarisms Oriģināls " />

Ohaio ģeoloģijas atšifrēšana, izmantojot Steno principus (

1650 s) n n Uniformitarisms Oriģināls Horizontalitāte Sākotnējā nepārtrauktība Superpozīcija Smilšakmens slānekļa kaļķakmens

Ohaio nogulsnes ieži Demonstrē Steno principu izmantošanu n Vispārīga iežu un vecumu secība miljonos gadu

Ohaio nogulumiežu nogruvumi terciārajā periodā (26 gadi) Erozija Smilšakmens slānekļa kaļķakmens 350 380 450 Reģionālais pacēlums

Ohaio nogulumieži un atklātas vecākas klintis Ohaio centrālajā un rietumu daļā Erozija Smilšakmens slānekļa kaļķakmens 350 380 450 Reģionālais pacēlums

Ohaio nogulsnes, veidojot Findlija arku (ar austrumu flangu Ohaio austrumos) Erozija Smilšakmens slānekļa kaļķakmens 350 380 450 Reģionālais pacēlums

Ohaio nogulumieži un Ohaio erozijas smilšakmens slānekļa kaļķakmens 350 380 450 reģionālais pacēlums

Ohaio nogulumieži n Vecākie ieži ir sastopami Ohaio dienvidrietumos (gar Findlijas arkas asi) Smilšakmens slānekļa kaļķakmens erozija 350 380 450 Reģionālais pacēlums

Ohaio smilšakmens slānekļa kaļķakmens nogulumieži 350 380 450

Ohaio smilšakmens slānekļa nogulumieži 350 380 Kaļķakmens 450

Ohaio smilšakmens slānekļa kaļķakmens nogulumieži 350 380 450

Ohaio smilšakmens nogulumieži 350 380 Kaļķakmens 450 slāneklis

Ohaio smilšakmens slānekļa nogulumiežu kaļķakmens smilšakmens 350 380 Kaļķakmens 450 slāneklis

Ohaio smilšakmens slānekļa nogulumiežu kaļķakmens smilšakmens 350 380 Kaļķakmens 450 slāneklis

Ohaio smilšakmens slānekļa kaļķakmens nogulumieži (325 m.) Tādējādi ieži ir jaunāki un maina litoloģiju (iežu veidu), dodoties uz rietumiem vai austrumiem no Otavas apgabala (400 m)

Ģeoloģiskais ieraksts iežu smilšakmens slānekļa kaļķakmens gneisa granītā

Relatīvais vecums un “principi” n n n Vienveidība Superpozīcija Sākotnējā horizontālitāte n n n Sānu nepārtrauktība Šķērsgriezuma attiecības Ieslēgumi Smilšakmens slāneklis Kaļķakmens Gneiss Granite Gabbro Skatīt 8. attēlu. 1 - 8. 12

1. Reģionālais pacēlums, noliekšanās vai salocīšana) izraisa eroziju 2. Erozijas virsma norāda uz ģeoloģisko ierakstu plaisu Neatbilstību veidošanās Smilšakmens 350 Slāneklis 380 Kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (280) Gabbro (790) Pirms 240 miljoniem gadu

Leņķiskās neatbilstības veidošanās 1. Reģionālais pacēlums, noliekšanās (vai saliekšana), erozija 2. Erozijas virsma, sprauga ģeoloģiskajā ierakstā 3. Nepārtraukta sedimentācija (piemēram, māls) Smilšakmens 350 slāneklis 380 Kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (280 ) Gabbro (790) pirms 220 miljoniem gadu

Leņķiskās neatbilstības veidošanās 1. Reģionālais pacēlums, noliekšanās (vai saliekšana), erozija 2. Erozijas virsma, sprauga ģeoloģiskajā ierakstā 3. Nepārtraukta sedimentācija (piemēram, kaļķa dubļi) Slāneklis (220) Smilšakmens 350 slāneklis 380 Kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (280) Gabbro (790) pirms 210 miljoniem gadu

Leņķiskās neatbilstības veidošanās 1. Reģionālais pacēlums, noliekšanās (vai saliekšana), erozija 2. Erozijas virsma, plaisa ģeoloģiskajā ierakstā 3. Nepārtraukta sedimentācija (piemēram, kvarca smiltis) Kaļķakmens (210) slāneklis (220) smilšakmens 350 slāneklis 380 kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (280) Gabbro (790) pirms 200 miljoniem gadu

Leņķiskās neatbilstības veidošanās kvarca smilšakmens (200) kaļķakmens (210) slāneklis (220) 1. reģionālais pacēlums, noliekšanās (vai saliekšana), erozija 2. erozijas virsma, plaisa ģeoloģiskajā ierakstā 3. nepārtraukta sedimentācija (piemēram, nenobriedušas smiltis) smilšakmens 350 Slāneklis 380 Kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (280) Gabbro (790) Pirms 190 miljoniem gadu

Leņķiskās neatbilstības veidošanās kvarca smilšakmens (200) kaļķakmens (210) slāneklis (220) 1. reģionālais pacēlums, noliekšanās (vai saliekšana), erozija 2. erozijas virsma, plaisa ģeoloģiskajā ierakstā 3. Nepārtraukta sedimentācija Arkose (190) Smilšakmens 350 slāneklis 380 Kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (280) Gabbro (790) Pirms 180 miljoniem gadu

Leņķiskās neatbilstības veidošanās kvarca smilšakmens (200) Kaļķakmens (210) slāneklis (220) Arkose (190) 1. Reģionālais pacēlums, noliekšanās (vai saliekšana), erozija 2. Erozijas virsma, plaisa ģeoloģiskajā ierakstā 3. Nepārtraukta sedimentācija 4. Sedimentācija beidz smilšakmens 350 slāneklis 380 kaļķakmens 450 gneiss (1, 500) granīts (280) gabro (790) pirms 170 miljoniem gadu

1. Horizontālo gultu erozija Neatbilstības veidošanās Kvarca smilšakmens (200) Kaļķakmens (210) Slāneklis (220) Arkoze (190) Erozijas smilšakmens 350 Slāneklis 380 Kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (280) Gabbro (790) 160 miljoni pirms gadiem

Neatbilstības veidošanās Kvarca smilšakmens (200) Kaļķakmens (210) Slāneklis (220) Arkoze (190) 1. Horizontālo gultņu erozija 2. Ģeoloģisko ierakstu zudums (ti, Arkose) 3. Horizontālās erozijas virsmas veidošanās Erozija Smilšakmens 350 slāneklis 380 Kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (280) Gabbro (790) Pirms 150 miljoniem gadu

Neatbilstības kvarca smilšakmens veidošanās (200) Kaļķakmens (210) slāneklis (220) 1. Horizontālo gultņu erozija 2. Ģeoloģisko ierakstu zudums (ti, Arkose) 3. Horizontālas erozijas virsmas veidošanās 4. Atjaunota sedimentācija Arkose sedimentācija (piem. , rifs) (190) Smilšakmens 350 Slāneklis 380 Kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (280) Gabbro (790) Pirms 140 miljoniem gadu

Neatbilstības kvarca smilšakmens veidošanās (200) Kaļķakmens (210) slāneklis (220) 1. Horizontālo gultņu erozija 2. Ģeoloģisko ierakstu zudums (ti, Arkose) 3. Horizontālas erozijas virsmas veidošanās 4. Atjaunota sedimentācijas arkoze (190) Kaļķakmens (140) Smilšakmens 350 slāneklis 380 Kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (280) Gabbro (790) Pirms 130 miljoniem gadu

Neatbilstības kvarca smilšakmens veidošanās (200) Kaļķakmens (210) slāneklis (220) 1. Horizontālo gultņu erozija 2. Ģeoloģisko ierakstu zudums (ti, Arkose) 3. Horizontālas erozijas virsmas veidošanās 4. Atjaunota sedimentācijas arkoze (190) Kaļķakmens (140) Smilšakmens 350 slāneklis 380 Kaļķakmens 450 Gneiss (1, 500) Granīts (290) Gabbro (790) Pirms 120 miljoniem gadu

Kopsavilkums: Neatbilstību veidi n Relatīvo vecumu atšifrēšana n n Kaļķakmens kvarca smilšakmens Kaļķakmens slāneklis Smilšakmens slānekļa kaļķakmens principi sniedz ģeoloģisko notikumu secības Neatbilstības norāda uz ģeoloģiskā ieraksta nepilnībām Neatbilstība Leņķiskā neatbilstība Gneiss Granīta Gabbro neatbilstības

Lielās kāpnes n Korelācija n Fiziskā nepārtrauktība Līdzīgas iežu tipu fosilijas (indekss un salikums)


Kā plāksnes pārvietojas?

Konvekcijas strāvas / šūnas astenosfēras piedziņas plākšņu tektonikā. Mēs uzzinājām par konvekcijas šūnām 2.4 biomos, zonāciju un pēctecību kopā ar biomām un atmosfēras konvekcijas šūnām.

Karstā magma paceļas, atdziest un cirkulē kopā ar nesošajām plāksnēm.

Plūmes ir izkausētu iežu kolonnas, kas paceļas no vietām, kas atrodas dziļi apvalkā, un tās sauc par karstajiem punktiem. Dažreiz spalvu var izkausēt caurumu un veidot vulkānu, piem. Havaju salas. Faktiski salu sēriju Havaju salās ir izveidojusi viena spalva, kas atrodas vienā vietā, un pa to pārvietojas Klusā okeāna plāksne.

Šis īsais video (apmēram 1,5 minūtes) sniedz labu animāciju par šīm konvekcijas šūnām, kas noved pie plākšņu tektonikas.


17. lekcija Strukturālā ģeoloģija un tektonika Hor 1

Ģeoloģiskais ietvars Strukturālā analīze ir daļa no visa ģeoloģiskā ietvara. Izmantojot visus pieejamos datus (akas, seismiski, atsegumi, reģionālie pētījumi, gravitācija, magnētika utt.), Izveidojiet mūsdienu struktūras un stratigrāfijas ietvaru Ø Strukturālā interpretācija • Traucējumi un salocījumi • Nogrimšana un palielināšanās • Strukturālās tendences • Strukturālās iezīmes Ø Stratigrāfiskā interpretācija • Neatbilstības • Stratal paketes • Vide / Facies / Lithologies • Vecums Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 9 - Pārskats

Strukturālā analīze - kas tas ir? Visu nozīmīgo procesu analīze, kas veidoja baseinu un deformēja tās nogulšņu piepildījumu no baseina mēroga procesiem (piemēram, plākšņu tektonika) līdz centimetru mēroga procesiem (piemēram, plaisāšana) Daži galvenie elementi: • baseina veidošanās • kļūmju tīkla kartēšana • Stratigrāfiskā deformācija • Mūsdienu slazdu definīcija • Slazdu attīstības laiks Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Seismiskās interpretācijas loma • Identificējiet un kartējiet defektus, krokas, pacēlumus un citus strukturālos elementus. • Interpretējiet strukturālos iestatījumus un strukturālos stilus. • Nosakiet laika attiecības, jo īpaši slazdu veidošanās laiku. • Pārbaudiet, vai interpretācija ir pieļaujama. Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

A Brīdinājums par seismiskajiem attēliem Lielākā daļa seismisko datu tiek parādīti divvirzienu LAIKĀ, kas var izkropļot ģeometriskās attiecības V: H ir 1. 3: 1 Pie 1900 m/s V: H ir 1: 1 Pie 2500 m/s V: H ir 0. 9: 1 Pie 3000 m/s Skatīties vertikālo pārspīlējumu Tas mainās ar dziļumu V: H ir 0. 8: 1 Pie 3500 m/s 1 km Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Seismisko datu SPĒKAS • Pēc būtības 3 -D (pat ja 2 -D režģis) • Spēj attēlot slazda mēroga struktūras • Spēj attēla stratigrāfiju, identificēt rezervuāru, blīvējumu un izmantot uz strukturāliem marķieriem, piem. g. , lai ierobežotu defektu kompensāciju • Nodrošina 3 -D kontekstu citu datu izpratnei -virsmas ģeoloģija -urbumu dati -potenciālie lauka dati Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Seismisko datu VĀJUMI • Ierobežota izšķirtspēja: nevar atrisināt “mazās” funkcijas • Stāvas iegremdēšanās var būt grūti attēlojama • Iegūšana var būt sarežģīta, piem. g. apgabalos: mainīga topogrāfija, mainīga virsmas ģeoloģija vai “ciets” ūdens dibens ģeometrijas izkropļojumos • Parasti mēs nevaram “redzēt” ogļūdeņražus Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

“Sinerģiskas” attiecības Jūs nevarat iegūt visu stratigrāfisko informāciju, neizstrādājot struktūru. Jūs nevarat iegūt visu strukturālo informāciju, neizmantojot stratigrāfiju. Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Pamata novērojumi: profila skats Mēs varam atpazīt vidēja vai liela mēroga defektus seismiskajos profilos pēc: • atstarošanas pārtraukšanas • stratigrāfisko marķieru nobīdes Pārtraukumi Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Kļūdu identifikācija: Laika šķēles skats Vai redzat pierādījumus par kļūdām? 1856 ms Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Kohēzijas dati, kas pazīstami arī kā pārtrauktība vai dispersija Atvasināto datu apjoms, kas balstīts uz izsekojamības un izsekojamības korelāciju Datu diapazons ir no 0 līdz 1, (1 = blakus esošās pēdas ir identiskas) Amplitūdas datu pārtraukums 1856 ms Pieklājīgi no Exxon. Mobil 1856 ms FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Datu apvienošana 1. Tiek parādīti amplitūdas dati (sarkanzilā krāsā) 2.Saskaņas dati, kas ir zem lietotāja noteiktiem sliekšņiem, ir pārrakstīti melnā krāsā (ļoti zemas vērtības) un pelēkā krāsā (zemas vērtības). Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Kļūdu identifikācija: profila skatījumi A B A C B N Kļūdām jābūt saistītām ar līnijām, kas krustojas, vai arī interpretācija nav iekšēji konsekventa. Pieklājīgi no Exxon. Mobil S W C E tie FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Traucējumu interpretācija Strukturālie novērojumi Pieklājīgi no Exxon. Mobil Structural Concepts FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Kļūdu interpretācija Strukturālie novērojumi Strukturālie jēdzieni • Tektoniskie iestatījumi-Atšķirīgās zonas-Konverģējošās zonas-Trieciena slīdēšanas zonas-Pārvietojamais substrāts • Kā attīstās struktūras-Kļūdu locījumi-Kļūdu izplatīšanās krokas-Sāls kustība-utt. • Kļūdu segmenti seismiskajās līnijās • Kļūdu plaknes orientācija • Kustības izjūta • Nobīdes lielums • Dziļumu diapazons • Relatīvais laiks - kad bojājumi tika pārvietoti - kad struktūras pieauga Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Strukturālo stilu matrica PAPLAŠINĀŠANAS LĪGUMS LATERĀLAIS UPLIFT, PAKALPOJUMA PAKALPOJUMS IESLĒGTS paplašināšanas defektu bloki saraušanās defektu bloki triecienbīdes vai uzgriežņu atslēgas bojājumi pagraba deformācijas BASEMENT DETACHED atdalīti normāli bojāti saliekamie un stiprināmie jostas plīsumi (atdalīts) sāls, slānekļa diapirisms Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Paplašināto kļūmju pagrabā bija pagrabs, kas atdalīts 1 jūdze. Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Autiņi var nodrošināt labus slazdus Sāls un slānekļa slāņi var kļūt mobili, ja tiek pakļauti atšķirīgai slodzei. Attēlošana zem sāls ir ļoti sarežģīta, taču ieguvumi var būt lieliski! Ir atklāti daudzi naftas un gāzes lauki, kas saistīti ar sāls un slānekļa autiņbiksītēm. Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze

Vai interpretācija ir pieļaujama? Mēs varam pārbaudīt vilces traucējumu interpretācijas kinemātisko pieļaujamību, izmantojot 2 -D secīgu atjaunošanu. Pieklājīgi no Exxon. Mobil FWS 04 L 10 - Strukturālā analīze