Карта тектонических плит и разломов земной коры: 5 опаснейших разломов в земной коре

5 опаснейших разломов в земной коре

ПутешествияНаука

Согласно современному научному представлению о строении и движении твердой оболочки нашей планеты, литосферные плиты, из которых и состоит верхний слой этой самой оболочки, находятся в непрестанном движении относительно друг друга. В одних местах плиты ползут друг на друга, в других — расходятся, а на границах этих перемещений образуются сейсмически, вулканически и тектонически активные зоны. И хотя плиты движутся невероятно медленно (от 1 до 10 см в год в зависимости от направления движения), их «непоседливость» доставляет немало неприятностей и беспокойства людям, выбравшим такие места в качестве постоянного места проживания.

Какие бывают разломы

Разумеется, официальная геология классифицирует десятки видов сдвигов, разломов, разрывов и трещин в земной коре, но, к нашему счастью, все они более или менее умещаются в три основные группы по направлению движения пород:

— сброс (или разлом со смещением по падению): основное направление движения происходит в вертикальной плоскости;

— сдвиг: основное направление движения происходит в горизонтальной плоскости;

— сбросо-сдвиг: основное направление движения происходит в обеих плоскостях.

Сан-Андреас (Калифорния, США)

В 2015 году на экраны вышел фильм-катастрофа Брэда Пейтона «Разлом Сан-Андреас», по сюжету которого разлом становится причиной девятибалльного землетрясения. В реальности толчков такой мощности пока не было, поэтому сложно прогнозировать, что произойдет в Калифорнии, если такое когда-нибудь случится

Официально крупнейший и, пожалуй, самый опасный разлом на планете — калифорнийский Сан-Андреас, пролегающий вдоль границы Тихоокеанской и Северо-Американской литосферных плит.

Впервые на разлом обратил внимание профессор Калифорнийского университета в Беркли Эндрю Лоусон (Andrew Lawson) в 1895 году, он же дал геологическому образованию название в честь располагающейся в этом регионе долины Сан-Андреас.

Лоусон изучал разлом с 1895 по 1908 год, причем 18 апреля 1906 произошло сильнейшее землетрясение в Сан-Франциско магнитудой 7,7, которое ученый уже тогда связал с потенциальным разрастанием разлома на юг Калифорнии.

Разрушенная эстакада после землетрясения Лома-Приета в 1989 году

Сан-Андреас достигает почти 1200 километров в длину и регулярно становится причиной сильных землетрясений в регионе, таких как произошедшее 17 октября 1989 землетрясение Лома-Приета магнитудой 7,1.

Сейчас самым сейсмоопасным участком разлома считается тот, что проходит вблизи Лос-Анджелеса. И так как землетрясений здесь не было давно, геологи предупреждают, что новая катастрофа может быть невероятно мощной.

Тихоокеанское огненное кольцо

Тихоокеанское вулканическое огненное кольцо

Не разлом, а в буквальном смысле слова пороховая бочка Земли — Тихоокеанское вулканическое огненное кольцо — объединяет 328 из 540 известных действующих наземных вулканов на планете.

Область проходит по периметру Тихого океана: на западном побережье она тянется от полуострова Камчатка через Курильские, Японские и Филиппинские острова, остров Новая Гвинея, Соломоновы острова и Новую Зеландию до Антарктиды, а к восточной части образования относятся вулканы Северо-Восточной Антарктиды, острова Огненная Земля, Анд, Кордильер и Алеутских островов.

«Живу как на вулкане» — так может сказать любой индонезиец. Причем союз «как» он может даже опустить

И все же одним из самых опасных участков кольца считается индонезийский. Именно здесь располагается плита, формирующая дно Индийского океана и постепенно уходящая под Тихоокеанскую. Итог такого соседства — регулярные разрушительные извержения, землетрясения и спровоцированные ими цунами, которые превращают жизнь на райских островах в ад на Земле.

Озеро Киву (Руанда и Демократическая Республика Конго)

Жизнь на озере Киву кажется идиллией. До поры до времени

Одно из Великих африканских озер, пресноводное Киву, располагается в Восточно-Африканской рифтовой долине — рельефном образовании на границе Африканской и Аравийской тектонических плит.

Киву разделяет Руанду и Демократическую Республику Конго, причем на территории последней находится один из крупнейших островов мира, расположенных в пресной воде, — Иджви. Котловина озера постепенно расширяется, что вызывает не только углубление водоема, но и вулканическую активность в регионе. Так, в 1948 году произошло извержение находящегося неподалеку вулкана Китуро. Говорят, что вода в Киву тогда закипела, и вся рыба, в тот момент плававшая в озере, сварилась — местным оставалось лишь подцеплять готовый ужин из воды.

Извержение вулкана Ньирагонго, расположенного в 20 километрах к северу от Киву, в 2017 году

И все же самая серьезная опасность скрывается не на поверхности и даже не в окрестностях озера, а под его водами. Дело в том, что на дне Киву скрыты залежи природного метана и углекислого газа, взрыв и выброс которых соответственно могут стать причиной гибели всех проживающих вблизи Киву руандийцев и конголезцев, а это примерно два миллиона человек.

«Спусковым крючком» катастрофы может стать, например, извержение одного из расположенных в регионе вулканов. В 2017 году здесь в очередной раз извергался Ньирагонго — тогда обошлось.

Байкальский рифт (Россия)

В последние годы Байкал превратился в настоящий круглогодичный туристический аттракцион: летом тут ловят рыбу и купаются, а зимой катаются по льду на собачьих упряжках и внедорожниках

«А есть ли опасные разломы на территории России?» — спросите вы. Отвечаем: есть, причем один из них известен каждому соотечественнику с детства, и это одно из главных природных достояний нашей страны, объект из списка всемирного наследия ЮНЕСКО — озеро Байкал. Точнее, Байкальская рифтовая зона, или Байкальский рифт — глубинный разлом коры протяженностью 1500 километров, центральная часть которого заполнена водой. Это и есть Байкал.

По мнению геологов, рифт — результат расхождения Евразийской и Амурской плит (последняя, кстати, со скоростью 4 мм в год ползет в сторону Японии и там сталкивается с Северо-Американской и Филиппинской плитами, что и является одной из причин постоянной сейсмической активности на Японских островах).

Сейчас в это сложно поверить, но однажды вся эта красота может исчезнуть, а на ее месте будут простираться воды огромного океана

Главная опасность, как и в случае с Киву, кроется на дне озера. По сути, дно Байкала — это тектонический разлом, а берега водоема постоянно расходятся. По прогнозам ученых, через каких-то несколько сотен миллионов лет (мелочь в масштабах Вселенной) Байкал превратится в самый что ни на есть океан.

Впрочем, пока наибольшей головной болью для живущих здесь людей становятся не сильные, но регулярные землетрясения, когда часть суши уходит под землю, порой прихватывая с собой жилые дома, и более редкие, но оттого не менее опасные извержения вулканов.

Рифт Сусва (Кения)

И вновь Африка, но теперь речь пойдет о сравнительно «молодой» трещине. Рифт Сусва в Кении, несмотря на пока относительно небольшие размеры и недавнее появление (новости о разломе появились в прессе в начале апреля 2018), уже беспокоит как местных жителей, так и специалистов по геологическому прогнозированию — есть мнение, что он может расколоть континент на две части.

Как часть более крупного, так называемого Кенийского рифта Сусва, названный так в честь расположенного неподалеку одноименного вулкана, интересует ученых давно, ведь именно в этой области находится граница Африканской и Аравийской плит. В последнее время ситуация в регионе нестабильна, о чем свидетельствуют многочисленные извержения подземных вулканов.

Если трещина продолжит расти, то, по прогнозам некоторых геологов, она расколет Африку уже через 50 миллионов лет. Примерно такая же трещина, по словам сторонников этой гипотезы, более 135 миллионов лет назад «развела» Африку с Южной Америкой.

При этом неприятности для людей могут начаться раньше: через разлом проходит автомобильная трасса (по местным меркам вполне оживленная), и пока «дыру» в ней просто засыпали, но если расползание продолжится, то внушительная часть дороги просто уйдет под землю.

Фото: Legion-Media, commons.wikimedia.org, Getty Images

Никита Харчевников

Опасные рифты и разломы земной коры



Находясь в непрерывном движении, они принимают непосредственное участие в формировании облика нашей планеты. Тектонические плиты находятся в непрерывной динамике друг относительно друга, и даже небольшие отклонения от нормы в их активности отзываются серьезными катастрофами: землетрясениями, цунами, извержениями вулканов и затоплением островов. Изучением опаснейших разломов земной коры исследователи занялись совсем недавно, до настоящего времени они не могут точно определить, в каком месте планеты случится очередной пик тектонической активности. За самыми крупными рифтами осуществляется постоянное наблюдение, а о существовании некоторых опасных тектонических разломов современные ученые ничего не знают.


Самым большим и известным в мире разломом является Сан-Андреас, значительная его часть проходит по суше. Основная его часть находится на территории Калифорнии, а часть проходит вдоль побережья. Длина трансформного разлома составляет порядка 1 300 метров, сформировался рифт в результате разрушения литосферной плиты Фараллон. Гигантский разлом является причиной серьезных землетрясений, магнитуда которых достигает 8,1.


Сильное землетрясение произошло в Сан-Франциско в 1906 году, а последнее крупное землетрясение Лома-Приета случилось в 1989 году. Максимальное смещение грунта, которое было зафиксировано в районе разлома во время землетрясений, составило 7 метров. За последние сто лет от многочисленных землетрясений сильно пострадал городок Санта-Круз, который находится в ближайших окрестностях Сан-Франциско. Только в 1989 году в нем было разрушено более 18 000 домов, от стихии погибло 62 человека.


Разлом Сан-Андреас считается самым опасным в мире, именно он, по мнению исследователей, может привести к глобальной катастрофе, за которой последует гибель цивилизации. Несмотря на разрушительную мощь землетрясений, именно они помогают разлому освобождать накопленное давление и предотвращать глобальную катастрофу. Точно предсказать время следующего землетрясения невозможно, лишь недавно специалисты начали отслеживать колебание плит, формирующих разъем, с помощью GPS-измерений. В настоящее время самым сейсмоопасным считается участок разлома вблизи Лос-Анджелеса. Здесь землетрясений не было уже очень давно, это значит, что новое землетрясение обещает быть невероятно мощным. Далее — Тихоокеанское огненное кольцо


Использование этого авторского материала сайта приветствуется. Ссылка на www.orangesmile.com — обязательна.

Тихоокеанское огненное кольцо, Индонезия


Тихоокеанское огненное кольцо, Индонезия

Описание   


Не так давно исследователям удалось установить, что Тихоокеанское огненное кольцо тоже представляет собой ничто иное, как огромный тектонический разлом. Эта уникальная область, расположенная по периметру Тихого океана, является средоточием 328 действующих вулканов из 540 известных на земле. Вулканическая цепь охватывает территорию многих стран, одним из сеемых сейсмоопасных районов считается Индонезия. Открыть полностью

Байкальский рифт, Россия


Байкальский рифт, Россия

Описание   


Дно самого большого на планете озера Байкал тоже представляет собой тектонический разлом. Берега озера находятся в постоянном движении и постепенно расходятся, многие ученые утверждают, что такие преобразования являются ярким примером зарождения нового океана. Однако, на то, чтобы озеро расширилось до масштабов океана, необходимо несколько сотен миллионов лет. Вулканическая активность в районе Байкала очень высока, каждый день здесь регистрируется не менее пяти подземных толчков. Случаются здесь и крупные землетрясения, самым известным считается Цанагское землетрясение, которое случилось в январе 1862 года. Открыть полностью

Гигантские рифты в Исландии, Исландия


Гигантские рифты в Исландии, Исландия

Описание   


В последние годы внимание исследователей привлекают вулканы Исландии, мощность и опасность которых долгое время была недооцененной. На территории Исландии можно увидеть несколько гигантских разрывов земной коры, сформированы которые движением Евразийской и Северо-Американской тектонических плит. Плиты ежегодно расходятся примерно на 7 мм, изначально этот показатель кажется совсем незначительным. Такими темпами за последние 10 000 лет разлом расширился на 70 метров, если эти показатели сопоставить с возрастом нашей планеты, то тектонические изменения кажутся более чем внушительными. Открыть полностью

Каньон Псахо, Россия


Каньон Псахо, Россия

Описание   


В России в Сочинском национальном парке находится удивительный каньон Псахо, который по некоторым данным тоже является ничем иным, как тектоническим разломом. Масштабный каньон разделяют на две ветви – сухую и мокрую. По дну мокрого каньона протекает река, а сухой каньон не отличается наличием ручьев и рек. Протяженность сухого каньона составляет порядка 200 метров, он сформировался более 70 миллионов лет назад во время сильного землетрясения. Открыть полностью

Большой Африканский Разлом, Эфиопия


Большой Африканский Разлом, Эфиопия

Описание   


Уникальным геологическим объектом является Большой Африканский разлом, его не случайно считают одним их самых загадочных мест на планете. Разлом настолько большой и настолько активно разрастается, что многие ученые уверены в скором отсоединении нынешней восточной части Африки от материка. В результате разрастания тектонического разлома на планете может появиться еще один большой остров. Открыть полностью

Разлом в городе Грамалот, Колумбия


Разлом в городе Грамалот, Колумбия

Описание   


Из-за появления загадочного разлома на весь мир стал известен расположенный в Колумбии город Грамалот. В декабре 2010 года этот город в буквальном смысле начал двигаться, на его территории появилось несколько крупных трещин в земной коре, были разрушены сотни домов и дорог. Изначально местные СМИ объясняли это подвижкой грунта из-за сильных дождей, однако, научно подтвердить эту версию не удалось. Что именно стало причиной разрушения крупного города, и сейчас не известно. Открыть полностью

Разлом Хуакуллани, Перу


Разлом Хуакуллани, Перу

Описание   


В Перу находится рифт Хуакуллани, который был назван по имени одноименной местности. Этот разлом, протяженность которого составляет порядка 3 000 метров, находится недалеко от всемирно известного озера Титикака, его появление стало для геологов настоящей неожиданностью. Сейсмологическое явление, которое произошло в данной местности, считается необъяснимым, в один миг земля просто треснула, сформировав огромный разлом. Открыть полностью

Разлом в Мичигане, США


Разлом в Мичигане, США

Описание   


В штате Мичиган в районе Birch Creek не так давно тоже появился загадочный разлом, длина которого составляет 180 метров, а глубина – 1,2 метра соответственно. Сформировался разлом в равнинной местности, на протяжении многих лет в этих местах рос лес. Глядя на эти места сейчас, можно увидеть удивительную картину. Создается впечатление, что земля под трещиной внезапно поднялась, из-за чего расположенные справа и слева от нее деревья теперь наклонены в разные стороны примерно на 30 градусов. Открыть полностью

Разлом в Сиги, Пакистан


Разлом в Сиги, Пакистан

Описание   


Еще один крупный разлом земной коры сформировался несколько лет назад в Пакистане, в районе Сиги. Численность населения в данной области очень низкая, поэтому никаких массовых объявлений в СМИ после обнаружения этой геологической аномалии не последовало. О наличии разлома, протяженность которого составляет несколько сотен метров, мировой общественности стало известно совершенно случайно, после появления видео на одном из крупных международных сайтов. Открыть полностью

8.2 Земная кора и тектоника плит – Астрономия Колледжа Дугласа 1105

Глава 8 Земля как планета

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Обозначать основные типы горных пород, составляющих земную кору
  • Объясните теорию тектоники плит
  • Опишите разницу между рифтовой зоной и зоной субдукции
  • Опишите взаимосвязь между зонами разломов и горообразованием
  • Объясните различные типы вулканической активности на Земле

Давайте теперь более подробно рассмотрим внешние слои нашей планеты. Земная кора — динамичное место. Извержения вулканов, эрозия и крупномасштабные движения континентов постоянно переделывают поверхность нашей планеты. В геологическом отношении наша планета — самая активная. Многие из геологических процессов, описанных в этом разделе, происходили и на других планетах, но обычно в их далеком прошлом. Некоторые спутники планет-гигантов также имеют впечатляющий уровень активности. Например, на спутнике Юпитера Ио имеется огромное количество действующих вулканов.

Земная кора в основном состоит из океанического базальта и континентального гранита. Оба они являются магматическими породами, термин, используемый для любой породы, которая остыла из расплавленного состояния. Все вулканические породы являются магматическими, как показано на рисунке 1.

Формирование магматических пород при охлаждении и замерзании жидкой лавы.

Рисунок 1. Это поток лавы от базальтового извержения. Базальтовая лава быстро течет и может легко перемещаться на расстояние более 20 километров. (кредит: Геологическая служба США)

Два других вида горных пород знакомы нам на Земле, хотя оказывается, что ни один из них не распространен на других планетах. Осадочные породы состоят из обломков магматических пород или оболочек живых организмов, отложенных ветром или водой и сцементированных без плавления. На Земле к этим породам относятся обычные песчаники, сланцы и известняки. Метаморфические породы образуются, когда высокая температура или давление изменяют магматические или осадочные породы физически или химически (слово метаморфические означает «измененная форма»). Метаморфические породы образуются на Земле, потому что геологическая деятельность уносит поверхностные породы на значительные глубины, а затем возвращает их на поверхность. Без такой деятельности эти измененные породы не существовали бы на поверхности.

Существует четвертая очень важная категория горных пород, которая может многое рассказать нам о ранней истории планетарной системы: примитивные горные породы, которые в значительной степени избежали химической модификации при нагревании. Примитивная порода представляет собой первоначальный материал, из которого была сделана планетарная система. На Земле не осталось примитивного материала, потому что в начале своей истории вся планета нагревалась. Чтобы найти примитивную породу, мы должны искать более мелкие объекты, такие как кометы, астероиды и маленькие планеты-спутники. Иногда мы можем видеть примитивную горную породу в образцах, которые падают на Землю с этих меньших объектов.

Блок кварцита на Земле состоит из материалов, прошедших все четыре состояния. Начавшись как примитивный материал до рождения Земли, он был нагрет на ранней Земле, чтобы сформировать магматическую породу, преобразовался химически и повторно отложился (возможно, много раз), чтобы сформировать осадочную породу, и, наконец, превратился в нескольких километрах ниже поверхности Земли в твердый белый метаморфический камень. мы видим сегодня.

Геология — это изучение земной коры и процессов, формировавших ее поверхность на протяжении всей истории. (Хотя гео – означает «связанный с Землей», астрономы и планетологи также говорят о геологии других планет.) Уходящее из недр тепло дает энергию для образования на нашей планете гор, долин, вулканов и даже континентов и океана сами бассейны. Но только в середине двадцатого века геологам удалось понять, как именно создаются эти формы рельефа.

Тектоника плит — это теория, объясняющая, как медленные движения внутри мантии Земли перемещают большие сегменты земной коры, что приводит к постепенному «дрейфующему» континенту, а также к образованию гор и других крупномасштабных геологических образований. Тектоника плит является такой же базовой концепцией для геологии, как эволюция путем естественного отбора для биологии или гравитация для понимания орбит планет. Если посмотреть на это с другой точки зрения, тектоника плит — это механизм, с помощью которого Земля эффективно переносит тепло из недр, где оно накапливается, в космос. Это система охлаждения планеты. Все планеты развивают процесс теплопередачи по мере своего развития; механизмы могут отличаться от земных из-за химического состава и других ограничений.

Земная кора и верхняя мантия (на глубину около 60 километров) разделены примерно на дюжину тектонических плит, которые складываются вместе, как кусочки головоломки, как показано на рис. 2. В некоторых местах, например в Атлантическом океане, плиты раздвигаются; в других, например у западного побережья Южной Америки, их заставляют вместе. Сила для перемещения плит обеспечивается медленной конвекцией мантии, процессом, при котором тепло уходит изнутри за счет восходящего потока более теплого материала и медленного опускания более холодного материала. (Конвекция, при которой энергия переносится из теплой области, такой как недра Земли, в более холодную область, такую ​​как верхняя мантия, — это процесс, с которым мы часто сталкиваемся в астрономии — как в звездах, так и в планетах. важно в кипящей воде для кофе во время подготовки к экзаменам по астрономии.)

Континентальные плиты Земли.

Рисунок 2. На этой карте показаны основные плиты, на которые делится земная кора. Стрелки указывают на движение пластин со средней скоростью от 4 до 5 сантиметров в год, аналогичной скорости роста ваших волос.

По мере того, как плиты медленно движутся, они сталкиваются друг с другом и со временем вызывают резкие изменения в земной коре. На их границах возможны четыре основных вида взаимодействия между плитами земной коры: (1) они могут раздвигаться, (2) одна плита может подрываться под другую, (3) они могут скользить рядом друг с другом или (4) они могут сталкиваться друг с другом. . Каждый из этих видов деятельности важен для определения геологии Земли.

Альфред Вегенер: поймать дрейф тектоники плит

Изучая карты или глобусы Земли, многие студенты замечают, что побережье Северной и Южной Америки, лишь с небольшими корректировками, может довольно хорошо совпадать с побережьем Европы и Африки. . Кажется, что эти огромные массивы суши когда-то были вместе, а затем каким-то образом были разорваны. Та же идея пришла в голову другим (включая Фрэнсиса Бэкона еще в 1620 году), но только в двадцатом веке такое предложение могло быть чем-то большим, чем предположение. Ученый, обосновавший дрейф континентов в 1920 был немецкий метеоролог и астроном по имени Альфред Вегенер. Он показан на рисунке 3 ниже.

Альфред Вегенер (1880–1930).

Рисунок 3. Вегенер предложил научную теорию медленного смещения континентов.

Родившийся в Берлине в 1880 году, Вегенер с раннего возраста был очарован Гренландией, самым большим островом в мире, который он мечтал исследовать. Он учился в университетах Гейдельберга, Инсбрука и Берлина, получив степень доктора астрономии, изучив астрономические таблицы тринадцатого века. Но его интересы все больше и больше обращались к Земле, особенно к ее погоде. Он проводил эксперименты с воздушными змеями и воздушными шарами и стал настолько опытным, что вместе со своим братом установил мировой рекорд в 19 лет.06, пролетев 52 часа на воздушном шаре.

Вегенер впервые задумался о дрейфе континентов в 1910 году, изучая карту мира в атласе, но ему потребовалось 2 года, чтобы собрать достаточно данных, чтобы предложить эту идею публично. Он опубликовал результаты в виде книги в 1915 году. Доказательства Вегенера вышли далеко за рамки совпадения форм континентов. Он предположил, что сходство между окаменелостями, обнаруженными только в Южной Америке и Африке, указывает на то, что эти два континента когда-то были соединены. Он также показал, что сходство между живыми видами животных на разных континентах можно лучше всего объяснить, если предположить, что континенты когда-то были соединены в суперконтинент, который он назвал 9.0033 Пангея (от греческих элементов, означающих «вся земля»).

Предложение Вегенера встретило враждебную реакцию большинства ученых. Хотя он собрал внушительный список аргументов в пользу своей гипотезы, ему не хватало механизма . Никто не мог объяснить , как твердых континента могут дрейфовать на тысячи миль. Несколько ученых были настолько впечатлены работой Вегенера, что продолжили поиск дополнительных доказательств, но многие сочли идею движущихся континентов слишком революционной, чтобы воспринимать ее всерьез. Для понимания механизма (тектоники плит) потребуются десятилетия дальнейшего прогресса в геологии, океанографии и геофизике.

Вегенер был разочарован тем, что его предложение было воспринято, но он продолжил свои исследования и в 1924 году был назначен на специально созданную специально для него профессуру метеорологии и геофизики в Грацском университете (где он, однако, подвергся остракизму со стороны большая часть геологического факультета). Четыре года спустя, во время своей четвертой экспедиции в любимую Гренландию, он отпраздновал с коллегами свое пятидесятилетие, а затем отправился пешком в другой лагерь на острове. Он так и не сделал этого; через несколько дней его нашли мертвым от явного сердечного приступа.

Научные критики часто указывают на сопротивление гипотезе о дрейфе континентов как на пример неправильного отношения ученых к новым идеям. (Многие люди, выдвинувшие сумасшедшие теории, заявляют, что их несправедливо высмеивают, как и Вегенера.) Но мы думаем, что историю с предложением Вегенера можно рассматривать в более позитивном свете. Ученые в его время придерживались скептического отношения, потому что им нужно было больше доказательств и четкий механизм, который соответствовал бы их представлениям о природе. Как только доказательства и механизм были ясны, гипотеза Вегенера быстро стала центральным элементом нашего взгляда на динамическую Землю.

Плиты

расходятся друг от друга вдоль рифтовых зон, таких как Срединно-Атлантический хребет, под действием восходящих течений в мантии, как показано на рисунке 4. Несколько рифтовых зон находятся на суше. Самый известный из них — центральноафриканский разлом — область, где африканский континент медленно распадается. Однако большинство рифтовых зон находится в океанах. Расплавленная порода поднимается снизу, заполняя пространство между отступающими плитами; эта порода представляет собой базальтовую лаву, магматическую породу, которая образует большую часть океанских бассейнов.

Рифтовая зона и зона субдукции.

Рис. 4. Рифтовые зоны и зоны субдукции — это регионы (в основном под океанами), где образуется новая кора, а старая разрушается в рамках цикла тектоники плит.

Зная, как расширяется морское дно, мы можем рассчитать средний возраст океанической коры. Было выявлено около 60 000 километров активных разломов со средней скоростью разделения около 4 сантиметров в год. Каждый год к Земле добавляется новая площадь около 2 квадратных километров, чего достаточно, чтобы обновить всю океаническую кору чуть более чем за 100 миллионов лет. Это очень короткий интервал геологического времени — менее 3% возраста Земли. Таким образом, современные океанические бассейны оказались одними из самых молодых образований на нашей планете.

Когда на Землю добавляется новая кора, старая кора должна куда-то исчезнуть. Когда две плиты сходятся, одна плита часто оказывается под другой в так называемой зоне субдукции, как показано на рис. верхняя мантия. Часто зона субдукции отмечена океаническим желобом; Прекрасным примером такого типа особенностей является глубокая японская впадина вдоль побережья Азии. Погружённая плита вытесняется в области высокого давления и температуры, в конечном итоге расплавляясь в нескольких сотнях километров от поверхности. Его материал перерабатывается в нисходящий конвекционный поток, в конечном итоге уравновешивающий поток материала, поднимающийся вдоль рифтовых зон. Количество разрушенной коры в зонах субдукции примерно равно количеству, образовавшемуся в рифтовых зонах.

По всей зоне субдукции землетрясения и извержения вулканов отмечают предсмертные муки плиты. Некоторые из самых разрушительных землетрясений в истории произошли в зонах субдукции, в том числе землетрясение в Иокогаме 1923 года и пожар, унесший жизни 100 000 человек, землетрясение и цунами на Суматре 2004 года, унесшие жизни более 200 000 человек, и землетрясение Тохоку 2011 года, приведшее к расплавлению. трех ядерных энергетических реакторов в Японии.

На большей части своей длины плиты земной коры скользят параллельно друг другу. Границы этих плит отмечены трещинами или разломами. По зонам активных разломов перемещение одной плиты относительно другой составляет несколько сантиметров в год, что примерно соответствует скорости спрединга по рифтам.

Одним из самых известных разломов является разлом Сан-Андреас в Калифорнии, который лежит на границе между Тихоокеанской плитой и Северо-Американской плитой, как показано на рисунке 5. Этот разлом проходит от Калифорнийского залива до Тихого океана к северо-западу от Сан Франциско. Тихоокеанская плита на западе движется на север, увлекая за собой Лос-Анджелес, Сан-Диего и части побережья южной Калифорнии. Через несколько миллионов лет Лос-Анджелес может стать островом у берегов Сан-Франциско.

Разлом Сан-Андреас.

Рисунок 5. Мы видим часть очень активного региона в Калифорнии, где одна плита земной коры скользит вбок по отношению к другой. Разлом отмечен долиной, идущей вверх по правой стороне фотографии. Крупные подвижки вдоль этого разлома могут вызывать чрезвычайно разрушительные землетрясения. (кредит: John Wiley)

К сожалению для нас, движение по зонам разломов не происходит плавно. Ползучее движение плит относительно друг друга создает напряжения в земной коре, которые высвобождаются при внезапных резких смещениях, вызывающих землетрясения. Поскольку среднее движение плит постоянно, чем больше интервал между землетрясениями, тем больше напряжение и тем больше энергии высвобождается, когда поверхность окончательно движется.

Например, часть разлома Сан-Андреас возле города Паркфилд в центральной Калифорнии за последнее столетие сдвигалась каждые 25 лет или около того, перемещаясь каждый раз в среднем примерно на 1 метр. Напротив, средний интервал между сильными землетрясениями в районе Лос-Анджелеса составляет около 150 лет, а среднее движение составляет около 7 метров. В последний раз разлом Сан-Андреас проскользнул в этом районе в 1857 году; напряжение нарастало с тех пор, и когда-нибудь скоро оно обязательно высвободится. Чувствительные инструменты, размещенные в бассейне Лос-Анджелеса, показывают, что бассейн искажается и сжимается в размерах, поскольку это огромное давление накапливается под поверхностью.

Зоны разломов и движение плит
После того, как ученые нанесли на карту границы между тектоническими плитами в земной коре и измерили годовую скорость движения плит (около 5 см/год), что геология Земли меняется. В качестве примера предположим, что следующее проскальзывание по разлому Сан-Андреас в Южной Калифорнии произойдет в 2017 году и полностью разгрузит накопленную в этом регионе деформацию. Сколько проскальзывания требуется для этого?

Решение
Скорость движения Тихоокеанской плиты относительно Северо-Американской плиты составляет 5 см/год. Это 500 см (или 5 м) за столетие. Последнее землетрясение в Южной Калифорнии произошло в 1857 году. Время с 1857 по 2017 год составляет

160 лет, или 1,6 века, поэтому проскальзывание для полного снятия напряжения составит

5 м / столетие × 1,6 века = 8,0 м. Проверьте свои знания
Если следующее крупное землетрясение в Южной Калифорнии произойдет в 2047 году и уменьшит только половину накопленной деформации, насколько сильно произойдет проскальзывание?

Ответ:

Разница во времени с 1857 по 2047 год составляет 190 лет, или 1,9 века. Поскольку высвобождается только половина напряжения, это эквивалентно половине годовой скорости движения. Общее проскальзывание составляет

0,5 × 5 м/в. × 1,9 в. = 4,75 м.

Когда две континентальные массы движутся навстречу друг другу, они сталкиваются друг с другом под огромным давлением. Земля изгибается и складывается, утаскивая одни породы глубоко под поверхность и поднимая другие складки на многокилометровую высоту. Именно так образовались многие, но не все горные хребты на Земле. Альпы, например, являются результатом столкновения Африканской платформы с Евразийской. Однако, как мы увидим, совершенно другие процессы образовали горы на других планетах.

После того, как горная цепь образовалась в результате вздымающейся земной коры, ее скалы подвергаются эрозии водой и льдом. Острые пики и зазубренные края имеют мало общего с силами, создающими горы изначально. Вместо этого они являются результатом процессов, которые разрушают горы. Лед — особенно эффективный скульптор скалы. Пример можно увидеть на рисунке 6. В мире без движущегося льда или проточной воды (такой как Луна или Меркурий) горы остаются гладкими и тусклыми.

Горы на Земле.

Рисунок 6. Торрес-дель-Пайне — молодой регион земной коры, где ледники формируют острые горные вершины. Красоте наших молодых крутых гор мы обязаны эрозии льда и воды. (кредит: Дэвид Моррисон)

Вулканы отмечают места, где лава поднимается на поверхность. Одним из примеров являются срединно-океанические хребты, представляющие собой длинные подводные горные хребты, образованные лавой, поднимающейся из мантии Земли на границах плит. Второй основной вид вулканической активности связан с зонами субдукции, и вулканы иногда также появляются в регионах, где сталкиваются континентальные плиты. В каждом случае вулканическая активность дает нам возможность взять образец материала из глубины нашей планеты.

Другая вулканическая активность происходит над «горячими точками» мантии — областями, удаленными от границ плит, где тепло, тем не менее, поднимается из недр Земли. Одна из самых известных горячих точек находится под островом Гавайи, где в настоящее время она поставляет тепло для поддержания трех действующих вулканов, двух на суше и одного под океаном. Горячая точка на Гавайях была активна не менее 100 миллионов лет. Поскольку земные плиты за это время сдвинулись, горячая точка образовала 3500-километровую цепочку вулканических островов. Самые высокие гавайские вулканы входят в число самых больших отдельных гор на Земле, имеют диаметр более 100 километров и возвышаются на 9километров над дном океана. Одна из гавайских вулканических гор, ныне спящая Мауна-Кеа, стала одним из лучших в мире мест для занятий астрономией.

Не все извержения вулканов образуют горы. Если лава быстро вытекает из длинных трещин, она может растекаться, образуя лавовые равнины. Крупнейшие из известных наземных извержений, например, те, что породили базальты реки Снейк на северо-западе США или равнины Декана в Индии, относятся к этому типу. Подобные лавовые равнины есть на Луне и других планетах земной группы.

Земные породы можно классифицировать как изверженные, осадочные или метаморфические. Четвертый тип, примитивные горные породы, на Земле не встречается. В геологии нашей планеты преобладает тектоника плит, при которой плиты земной коры медленно перемещаются в ответ на мантийную конвекцию. Поверхностное выражение тектоники плит включает дрейф континентов, переработку дна океана, горообразование, рифтовые зоны, зоны субдукции, разломы, землетрясения и вулканические извержения лавы изнутри.

конвекция
движение, вызванное в газе или жидкости тенденцией более горячего и, следовательно, менее плотного материала подниматься вверх, а более холодного и более плотного материала опускаться под действием силы тяжести, что, следовательно, приводит к передаче тепла
неисправность
в геологии трещина или разрыв в земной коре, по которому может происходить скольжение или движение, сопровождающееся сейсмической активностью
магматическая порода
горная порода, полученная охлаждением из расплавленного состояния
метаморфическая порода
горная порода, полученная физико-химическим преобразованием (без плавления) при высокой температуре и давлении
тектоника плит
движение сегментов или плит внешнего слоя планеты по подстилающей мантии
примитивная порода
горная порода, которая не подвергалась сильному нагреву или давлению и, следовательно, остается репрезентативной для исходных конденсированных материалов из солнечной туманности 9. 0161
рифтовая зона
в геологии место разрыва земной коры внутренними силами, обычно связанными с инъекцией нового материала из мантии и с медленным разделением тектонических плит
осадочная порода
горная порода, образованная отложением и цементированием мелких зерен материала, таких как куски вулканической породы или панцири живых существ
субдукция
боковое и нисходящее движение края плиты земной коры в мантию под другую плиту
вулкан
место, где материал из мантии планеты извергается на ее поверхность

границ пластин | Национальное географическое общество

В некотором смысле Земля напоминает гигантскую головоломку. Это связано с тем, что его внешняя поверхность состоит примерно из 20 тектонических плит, огромных участков земной коры, которые примерно подходят друг к другу и встречаются в местах, называемых границами плит.

Границы плит важны, потому что они часто связаны с землетрясениями и извержениями вулканов. Когда тектонические плиты Земли соприкасаются друг с другом, может высвобождаться огромное количество энергии в виде землетрясений. Вулканы также часто встречаются вблизи границ плит, потому что расплавленная порода из недр Земли, называемая магмой, может подниматься вверх на этих пересечениях между плитами.

Существует множество различных типов границ плит. Например, участки земной коры могут сближаться и сталкиваться («конвергентная» граница плит), расходиться («расходящаяся» граница плит) или скользить друг мимо друга («трансформируемая» граница плит). Каждый из этих типов границ плит связан с различными геологическими особенностями.

Обычно граница конвергентных плит, например граница между Индийской плитой и Евразийской плитой, образует высокие горные хребты, такие как Гималаи, поскольку земная кора сминается и выталкивается вверх. Однако в некоторых случаях сходящаяся граница плит может привести к погружению одной тектонической плиты под другую. Этот процесс, называемый «субдукцией», включает более старую, более плотную тектоническую плиту, которая вдавливается глубоко в планету под более молодую, менее плотную тектоническую плиту. Когда этот процесс происходит в океане, может образоваться впадина > океанская впадина. Эти впадины являются одними из самых глубоких мест в океане, и они часто являются местами сильных землетрясений.0005

Когда происходит субдукция, цепь вулканов часто развивается вблизи границы конвергентной плиты. Одну из таких цепочек вулканов можно найти на западном побережье Соединенных Штатов, охватывающей штаты Калифорния, Орегон и Вашингтон.

Расходящаяся граница плиты часто образует горную цепь, известную как хребет. Эта особенность формируется по мере выхода магмы в пространство между спрединговыми тектоническими плитами. Одним из примеров хребта является Срединно-Атлантический хребет, подводная цепь гор, образовавшаяся в результате раздвигания двух пар тектонических плит: Северо-Американской плиты и Евразийской плиты на севере и Южно-Американской плиты и Африканской плиты на юг. Поскольку океанские хребты находятся под водой, часто на больших глубинах, их бывает трудно изучать. На самом деле ученые знают больше о поверхности некоторых других планет в нашей Солнечной системе, чем об океанских хребтах.